Thép là hợp kim với thành phần chính là sắt ( Fe), với cacbon(c), từ 0,02% đến 2,14% theo trọng lượng, và một số nguyên tố hóa học khác.
Tính chất hóa học của thép
Thép làm tăng độ cứng, hạn chế sự di chuyển của nguyên tử sắt trong cấu trúc tinh thể dưới tác động của nhiều nguyên nhân khác nhau. Số lượng khác nhau của các nguyên tố và tỷ lệ của thép nhằm mục đích kiểm soát các mục tiêu chất lượng như độ cứng, độ đàn hồi, tính dễ uốn, và sức bền kéo đứt. Thép với tỷ lệ cacbon cao có thể tăng cường độ cứng và cường lực kéo đứt so với sắt, nhưng lại giòn và dễ gãy hơn.
Tỷ lệ hòa tan tối đa của carbon trong sắt là 2,14% theo trọng lượng (ở trạng thái Austenit) xảy ra ở 1.147 độ C; nếu lượng cacbon cao hơn hay nhiệt độ hòa tan thấp hơn trong quá trình sản xuất, sản phẩm sẽ là xementit có cường lực kém hơn. Pha trộn với cacbon cao hơn 2,06% sẽ được gang.
Đặc tính của thép
Cũng như hầu hết các kim loại, về cơ bản sắt không tồn tại ở vỏ trái đất dưới dạnh nguyên tố nó chỉ tồn tại khi khết hợp với ôxy hoặc lưu huỳnh.sắt ở dạnh khoáng vật bao gồm Fe2O3- một dạng ôxít sắt có trong khoáng vật hematit và FeS2 – quặng sunfit sắt. Sắt được lấy từ quặng bằng cách khử ôxy hoặc kết hợp sắt với một nguyên tố hoá học như và FeS2 – quặng sunfit sắt. Sắt được lấy từ quặng bằng cách khử ôxy hoặc kết hợp sắt với một nguyên tố hoá học như cacbon.
Quá trình này được gọi là luyện kim, được áp dụng lần đầu tiên cho kim loại với điểm nóng chảy thấp hơn. Đồng nóng chảy ở nhiệt độ hơn 1.080 °C, trong khi thiếc nóng chảy ở 250 °C. Pha trộn với cacbon trong sắt cao hơn 2,14% sẽ được gang, nóng chảy ở 1.392 °C. Tất cả nhiệt độ này có thể đạt được với các phương pháp cũ đã được sử dụng ít nhất 6.000 năm trước. Khi tỉ lệ ôxy hoá tăng nhanh khoảng 800 °C thì việc luyện kim phải diễn ra trong môi trường có ôxy thấp.
Phân loại thép
Có nhiều tiêu chí để phân loại thép tuy nhiên thép thường được phân chia dựa trên thành phần hóa học của thép.
Theo hàm lượng các bon chia ra các loại thép như sau:
- Thép các bon thấp: hàm lượng bon < 0.25%.
- Thép các bon trung bình: hàm lượng bon 0,25% – 0,6%.
- Thép các bon cao: hàm lượng các bon 0,6% – 2%.
Khi tăng hàm lượng của các bon tính chất của thép thay đổi : độ dẻo giảm cường độ chịu lực và độ giòn tăng. để tăng cường các tính chất kĩ thuật của thépcó thể thêm những kim loại khác sau như: mangan, đồng, nhôm, crôm, niken:
Thép tổng hàm lượng các nguyên tố thêm vào chia ra :
- Thép hợp kim thấp :tổng hàm lượng các nguyên tố kim loại khác <2,25%.
- Thép hợp kim trung bình :tổng hàm lượng các nguyên tố khác 2,5%>10%.
- Thép hợp kim cao :tổng hàm lượng các nguyên tố > 10%.
Phân loại thép:
là loại phép thường được sử dụng trong kết cấu xây dựng, kết cấu kĩ thuật, đòn cân, xây dựng cầu đường, ngàng công nghiệp đóng tàu…..
Là loại vật liệu được sử dụng khá nhiều và phổ biến trong các công trình xây dựng cũng như các nghàng chế tạo cơ khí.
là loại thép thường được xử dụng trong việc làm cột móng cho các công trình nhà ở, các công trình cầu ….
Là loại thép dùng trong việc đóng tàu, kết cấu nhà xưởng nhà cảng, bồn xăng dầu, cơ khí, làm tủ điện…
Ứng dụng thép thực tiễn
Thép đã được nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực xây dựng ở nhiều nước trên thế giới.nó có vai trò thúc đẩy sự phát triễn của đất nước.
Chi phí thấp, thời gian xây dựng nhanh, chi phí bảo dưỡng thấp và dễ dàng mở rộng thêm trong tương lai nên các doanh nghiệp sẽ tăng cường sử dụng kết cấu thép. Đây là một trong những ứng dụng chính của thép hình thay. Ngoài ra, thép hình cũng được ứng dụng xây dựng một nhà xưởng thông thường để có thể đáp ứng các yêu cầu cũng như đòi hỏi của các nhà máy, nhất là các nhà xưởng tại khu công nghiệp sau khi phân sau khi phân tích các giải pháp việc sử dụng nhà xưởng bằng kết cấu thép mang lại hiệu quả cao nhất.
