Mác thép là gì? Phân loại và ý nghĩa trong ngành cơ khí

Trong ngành cơ khí và luyện kim, “mác thép” là một khái niệm quen thuộc nhưng không phải ai cũng hiểu rõ về ý nghĩa cũng như cách phân loại của nó. Mỗi loại mác thép lại mang những đặc tính cơ lý khác nhau, quyết định đến chất lượng và hiệu quả của vật liệu trong từng ứng dụng cụ thể. Bài viết sau Tời neo Bảo Tuấn sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về mác thép, các loại phổ biến và vai trò quan trọng của chúng trong lĩnh vực cơ khí.

Mác thép là gì?

Mác thép là thuật ngữ kỹ thuật dùng để chỉ độ bền của thép. Nói cách khác, mác thép là độ bền của thép. Nó biểu thị độ bền của sản phẩm thép.

Trên thị trường có rất nhiều ký hiệu mác thép khiến người tiêu dùng hoang mang không biết nên sử dụng loại nào. Tuy nhiên, mỗi ký hiệu đều có ý nghĩa riêng.

Ký hiệu mác thép gắn liền với “tiêu chuẩn sản xuất áp dụng” của loại thép đó. Có rất nhiều tiêu chuẩn mà các nhà sản xuất áp dụng vào sản xuất như Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN, Tiêu chuẩn Nhật Bản JIS, Tiêu chuẩn Nga (không phổ biến)… Mỗi tiêu chuẩn sẽ có một ký hiệu khác nhau.

Các tiêu chuẩn được áp dụng trong sản xuất bao gồm: TCVN 1651-1985, TCVN 1651-2008, JIS G3112 (1987), JIS G3112 – 2004, TCCS 01:2010/TISCO, A615/A615M-04b, BS 4449 – 1997.

Phân loại mác thép

Các mác thép thông dụng thường được sử dụng trong xây dựng bao gồm: SD295, SD390, Gr 60, Grade 460, SD490, SD295, SD390, CB 300-V, CB400-V, CB500-V.

Tiêu chuẩn TCVN 1651-1985 (Việt Nam) là tiêu chuẩn riêng quy định về sản xuất các mác thép, TCVN 1651-2008 (Việt Nam), JIS G3112 (1987) (Nhật Bản), A615/A615M-04b (Mỹ), JIS G3112 – 2004 (Nhật Bản), BS 4449 – 1997 (Anh). Mỗi loại có đặc điểm thành phần hóa học riêng. Cụ thể như sau:

Thép cacbon: là loại thép có chứa hàm lượng sắt và cacbon thấp (từ 0,3 – 2% cacbon). Hiện nay, có đến 90% các loại thép sử dụng loại thép này.

Thép hợp kim: là loại thép chứa các nguyên tố kim loại như: nhôm, đồng, crom, niken,… với đặc tính dẻo và dễ kéo thành sợi.

Thép không gỉ: là loại thép chứa đến 20% hàm lượng nguyên tố crom, rất cứng và bền, chống oxy hóa và ăn mòn hiệu quả, đặc biệt được sử dụng trong chế biến thực phẩm, sản xuất dụng cụ y tế.

Thép dụng cụ: là loại thép có thể dùng để chế tạo các thiết bị cắt gọt, đột dập, khoan, với các thành phần hóa học như: vanadi, vonfram, coban,… có khả năng chịu được nhiệt độ cao khi cọ xát.

Các loại thép hiện nay

Thép Cacbon

Chỉ chứa một lượng nhỏ các nguyên tố khác ngoài cacbon và sắt. Đây là nhóm phổ biến nhất, chiếm 90% sản lượng thép. Thép cacbon được chia thành ba nhóm phụ tùy thuộc vào lượng cacbon trong kim loại: Thép cacbon thấp/thép mềm (tối đa 0,3% cacbon), Thép cacbon trung bình (0,3–0,6% cacbon) và Thép cacbon cao (lớn hơn 0,6% cacbon).

Thép hợp kim

Chứa các nguyên tố hợp kim như niken, đồng, crom và nhôm. Các nguyên tố bổ sung này được sử dụng để ảnh hưởng đến độ bền, độ dẻo, khả năng chống ăn mòn và khả năng gia công của kim loại.

Thép không gỉ

Chứa 10–20% crom là nguyên tố hợp kim và được coi là có khả năng chống ăn mòn cao. Những loại thép này thường được sử dụng trong thiết bị y tế, đường ống, dụng cụ cắt và thiết bị chế biến thực phẩm.

Thép công cụ

Một loại thép được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị khoan và cắt vì chúng chứa vonfram, molypden, coban và vanadi để tăng khả năng chịu nhiệt và độ bền.

Ứng dụng của mác thép trong ngành công nghiệp

Mác thép hay thép là vật liệu quan trọng trong kết cấu của hầu hết các ngành công nghiệp. Ứng dụng của mác thép trong công nghiệp cũng vô cùng đa dạng và linh hoạt. Hãy cùng Thép An Khánh điểm qua một số ứng dụng phổ biến của mác thép trong ngành:

Ngành xây dựng

Các mác thép kết cấu như A36, S235 được sử dụng để xây dựng các công trình như nhà máy, nhà cao tầng, cầu đường và đường cao tốc.

Ngành ô tô và vận tải

Thép hợp kim và thép cường độ cao được sử dụng để chế tạo khung và thân xe nhằm tăng cường độ bền và bảo vệ an toàn cho hành khách. Các bộ phận chịu lực như bánh xe và trục động cơ thường được chế tạo từ thép cường độ cao để đảm bảo độ bền và khả năng chống mài mòn.

Ngành dầu khí và năng lượng

Thép không gỉ và thép cacbon cường độ cao được sử dụng trong sản xuất đường ống dẫn dầu khí để chịu được áp suất và điều kiện môi trường khắc nghiệt. Các công trình năng lượng tái tạo như trang trại gió và nhà máy điện mặt trời thường sử dụng các linh kiện thép để hỗ trợ vận hành và bảo trì.

Ngành hàng không vũ trụ

Thép hợp kim như 4140 và 4340 được sử dụng trong sản xuất các bộ phận máy bay, tên lửa và vệ tinh do có đặc tính nhiệt và cơ học cao.

Ngành hàng hải và đóng tàu

Thép cường độ cao và thép không gỉ được sử dụng trong sản xuất thân tàu và kết cấu tàu để đảm bảo độ bền và khả năng chống chịu tốt trong môi trường biển.

Kết luận

Việc lựa chọn đúng mác thép phù hợp với mục đích sử dụng không chỉ giúp tối ưu chi phí mà còn đảm bảo chất lượng, độ bền và độ an toàn cho sản phẩm cơ khí. Hiểu rõ về mác thép, cách phân loại và ứng dụng sẽ là nền tảng quan trọng cho những ai đang làm việc trong lĩnh vực kỹ thuật, sản xuất và xây dựng.