Ứng dụng của thép: xây dựng, giao thông và công nghiệp
Thép là một trong những vật liệu kết cấu chính trong công nghiệp, xây dựng, giao thông và đời sống. Nó được dùng làm kết cấu chịu lực, cốt thép, đường ống, phụ kiện liên kết, dụng cụ, chi tiết máy, vỏ thiết bị, dụng cụ y tế và rất nhiều sản phẩm cần độ bền, khả năng gia công cùng giá thành hợp lý.
Thép là gì?
Thép là hợp kim của sắt và carbon, trong đó hàm lượng carbon thường không quá khoảng 2%. Hàm lượng carbon càng cao thì thép có thể càng cứng và bền, nhưng độ dẻo giảm và gia công khó hơn. Ngoài sắt và carbon, thép còn chứa tạp chất và nguyên tố hợp kim như mangan, silic, crôm, niken, molypden, vanadium cùng các nguyên tố khác. Thành phần của chúng quyết định tính chất, mác và phạm vi ứng dụng của thép.
Thép được đánh giá cao nhờ sự kết hợp giữa cường độ, khả năng hàn, gia công, sửa chữa và khả năng tạo ra vật liệu có đặc tính rất khác nhau. Một mác phù hợp cho dầm xây dựng, mác khác dùng làm dụng cụ cắt, mác thứ ba dành cho ống không gỉ hoặc lò xo.
Có những loại thép nào?
Theo mục đích, thép được chia thành thép kết cấu, thép dụng cụ và thép chuyên dụng. Theo thành phần hóa học, có thép carbon và thép hợp kim. Dựa vào hàm lượng carbon, thép carbon thường được chia tương đối thành loại carbon thấp, trung bình và cao.
Thép hợp kim chứa các nguyên tố bổ sung mang lại đặc tính cần thiết như chống ăn mòn, chịu nhiệt, cường độ cao, chống mài mòn, chịu lạnh hoặc khả năng tôi tốt hơn. Chẳng hạn, thép không gỉ có được nhờ hàm lượng crôm đủ cao cùng các nguyên tố khác, nhưng đặc tính cụ thể vẫn phụ thuộc vào mác và điều kiện sử dụng.
Ứng dụng của thép carbon
Thép carbon được sử dụng rất rộng rãi. Thép carbon thấp dùng cho thép tấm, chi tiết dập, kết cấu hàn, thân vỏ, nắp che, chi tiết nhỏ chịu tải thấp và các bộ phận cần độ dẻo cùng khả năng hàn tốt.
Thép carbon trung bình dùng làm trục, bánh răng, trục bánh xe, thanh truyền, bánh đà và những chi tiết máy phải chịu tải sau nhiệt luyện. Thép carbon cao được dùng làm lò xo, nhíp, dây thép, dao, cưa, đục, búa và một số dụng cụ cần độ cứng cùng khả năng chống mài mòn.
Thép dụng cụ carbon được dùng làm mũi khoan, dao tiện, dụng cụ mộc và nguội, kéo, dao, dụng cụ rèn cùng thiết bị gia công gỗ, kim loại hoặc đá. Để lựa chọn chính xác, luôn phải xét mác thép, chế độ nhiệt luyện và điều kiện làm việc của dụng cụ.
Ứng dụng của thép hợp kim
Thép hợp kim được dùng ở nơi thép carbon thông thường không đáp ứng đủ yêu cầu. Chúng có thể bền hơn, chống mài mòn, ăn mòn, nhiệt hoặc tải va đập tốt hơn. Thành phần được lựa chọn theo nhiệm vụ: kết cấu xây dựng, đường ống, chi tiết máy, ổ lăn, phụ kiện liên kết, dụng cụ y tế hoặc thiết bị hóa chất đều cần các mác khác nhau.
Các lĩnh vực ứng dụng chính của thép hợp kim:
- sản xuất dụng cụ phẫu thuật và thiết bị y tế;
- chế tạo ống không hàn, ống hàn điện, ống biến dạng nóng, ống hàn thẳng và hàn xoắn;
- xây cầu, đường, công trình công nghiệp và dân dụng;
- đóng tàu, chế tạo máy bay, phương tiện đường sắt và ô tô;
- sản xuất mũi khoan, dao phay, tarô, bàn ren cùng các dụng cụ khác;
- chế tạo chi tiết máy lớn và phức tạp;
- chi tiết làm việc dưới ma sát, tải va đập và tải cao;
- sản xuất dao cùng dụng cụ cắt;
- đường ống, bình chứa và bộ phận bằng thép không gỉ.
Thép được dùng ở đâu?
Trong xây dựng, thép cần cho cốt thép, dầm, cột, giàn, chi tiết chôn sẵn, phụ kiện liên kết, profile, chi tiết mái và mặt dựng. Trong chế tạo máy, thép được dùng làm trục, thân vỏ, bánh răng, lò xo, phụ kiện và chi tiết cơ cấu. Ngành năng lượng và hóa chất sử dụng đường ống, bình chịu áp, bộ trao đổi nhiệt, van cùng bộ phận không gỉ.
Trong đời sống, thép hiện diện trong đồ dùng nhà bếp, dụng cụ, thiết bị gia dụng, nội thất, khóa, phụ kiện liên kết, dao bếp và sản phẩm vệ sinh. Mức độ phổ biến này được giải thích bởi khả năng sản xuất thép với khối lượng lớn, gia công bằng nhiều phương pháp và lựa chọn theo yêu cầu cụ thể.
Những điều cần lưu ý khi chọn thép
Không thể chọn thép chỉ theo tên gọi chung. Mác, tiêu chuẩn, thành phần hóa học, chế độ nhiệt luyện, dạng thép cán, điều kiện hàn, nhiệt độ, môi trường, tải trọng và yêu cầu chống ăn mòn đều quan trọng. Với kết cấu và thiết bị quan trọng, vật liệu phải được chọn theo thiết kế, tính toán và yêu cầu tiêu chuẩn.
Tài liệu liên quan
Câu hỏi thường gặp
Thép được sử dụng nhiều nhất ở đâu?
Thép được dùng trong xây dựng, chế tạo máy, giao thông, năng lượng, phụ kiện liên kết, đường ống, cốt thép, dụng cụ và đồ gia dụng. Lĩnh vực cụ thể phụ thuộc vào mác thép, cường độ, khả năng hàn, chống ăn mòn và điều kiện vận hành.
Thép carbon khác thép hợp kim như thế nào?
Tính chất của thép carbon chủ yếu đến từ sắt và carbon, còn thép hợp kim chứa các nguyên tố bổ sung chuyên dụng như crôm, niken, molypden, vanadium và những nguyên tố khác. Chúng có thể tăng khả năng chống ăn mòn, chịu nhiệt, chống mài mòn hoặc cường độ.
Vì sao thép không gỉ không phải lúc nào cũng thay thế thép thường?
Thép không gỉ chống ăn mòn tốt hơn nhưng thường đắt hơn và không phải lúc nào cũng tối ưu về cường độ, khả năng gia công, khả năng hàn hoặc điều kiện làm việc. Vì vậy, vật liệu được chọn theo nhiệm vụ chứ không chỉ theo tên gọi.