Thép Carbon – Carbon Steel

Thép Carbon là một thép có hai thành phần cơ bản chính là Sắt (Fe) và Carbon (C), trong khi các nguyên tố khác có mặt trong thép Carbon là không đáng kể. Thành phần phụ trợ trong thép Carbon là Mangan (Mn, tối đa 1.65%), Silic (Si, tối đa 0.6%) và Đồng (Cu, tối đa 0.6%). Lượng Carbon trong thép càng giảm thì độ dẻo của nó càng cao; Lượng Carbon càng tăng lên cũng làm cho thép tăng độ cứng, độ bền nhưng cũng làm giảm tính dễ uốn và tính hàn, và cũng kéo theo việc làm giảm giới hạn chảy của nó.

• Thép mềm (ít Carbon): Lượng Cacbon trong khoảng 0.05 – 0.29% (Ví dụ theo chuẩn AISI có thép 1018). Thép mềm có độ bền kéo đứt vừa phải, nhưng lại khá rẻ tiền và dễ cán, rèn. Thép mềm sử dụng nhiều trong xây dựng, cán tấm, rèn phôi…
• Thép Carbon trung bình: Lượng Carbon trong khoảng 0.30 – 0.59% (Ví dụ theo chuẩn AISI có thép 1040). Có sự cân bằng giữa độ mềm dẻo và độ bền và có khả chống mài mòn tốt. Phạm vi ứng dụng rộng rãi, là các thép định hình cũng như các chi tiết máy, cơ khí.
• Thép Carbon cao: Lượng Carbon trong khoảng 0.6 – 0.99%. Rất bền vững, sử dụng để sản xuất nhíp, lò xo hoặc kéo thành sợi dây thép chịu cường độ lớn.
• Thép Carbon đặc biệt cao: Lượng Carbon trong khoảng 1.0 – 2.0%. Thép này khi tôi sẽ đạt được độ cứng rất cao. Dùng trong các việc dân dụng như dao cắt, trục xe hoặc đầu búa. Phần lớn thép này với hàm lượng 1.2% C được sử dụng trong công nghệ luyện kim bột và luôn được xếp loại cùng với nhóm thép Carbon có hợp kim cao.

Thép Hợp Kim Thấp – Low-Alloy Steel

Là thép có hàm lượng Carbon trung bình và được hợp kim hoá với các nguyên tố khác, thông thường là Đồng (Cu), Molipden (Mo), Mangan (Mn), Crom (Cr), Vanadi (V), Coban (Co), Niken (Ni) hoặc Titan (Ti) với một lượng không vượt quá 10% nhằm cải thiện cơ tính cho những sản phẩm có chiều dày lớn. Những thép với thành phần hợp kim hóa cao hơn 10% người ta xếp chúng vào các loại thép tùy theo bản chất thành phần các nguyên tố tham gia hợp kim hóa và được gọi theo sự phân loại của các tiêu chuẩn khác nhau. Thông thường với các quốc gia đã phát triển thì người ta thống nhất các thép không gỉ, thép dụng cụ, thép chịu bài mòn hay đơn giản là thép hợp kim cao được quyết định bởi nguyên tố tham gia hợp kim hoá, Ví dụ: thép Mangan cao (13% Mn) sẽ được sử dụng trong các chi tiết chịu được môi trường mài mòn khắc nghiệt như răng gầu xúc, xích xe xúc, xe tăng…

Ở Bắc Mỹ để phân loại thép hợp kim thấp, người ta tiêu chuẩn hóa và được gọi là chuẩn AISI với dãy 04 chữ số. Hai chữ số đầu tiên (41) quy ước chỉ nhóm thép hợp kim thấp, và hai chữ số tiếp theo dùng biểu thị thành phần Carbon theo tỷ lệ phần trăm của 1% trọng lượng, Ví dụ, với ký hiệu AISI: 4130 có nghĩa thép hợp kim thấp (41) với thành phần Carbon là 0.30% C.

Thép Không Gỉ – Stainless Steel

Thép không gỉ hay còn gọi là Inox là một dạng hợp kim của Sắt (Fe) chứa tối thiểu 10.5% Crom (Cr). Tên gọi là “Thép Không Gỉ” nhưng thật ra nó chỉ là hợp kim của Sắt (Fe) không bị biến màu hay bị ăn mòn dễ dàng như là các loại thép thông thường khác, vật liệu này cũng có thể gọi là thép chống ăn mòn.

Có bốn loại thép không gỉ chính: Austenitic, Ferritic, Austenitic-Ferritic (Duplex) và Martensitic:

• Austenitic là loại thép không gỉ thông dụng nhất. Thuộc dòng này có thể kể ra các mác thép như 301, 304, 304L, 316, 316L, 321, 310s… có chứa tối thiểu 7% Niken (Ni), 16% Crom (Cr), Carbon (C) 0.08% max. Thành phần như vậy làm cho loại thép này có khả năng chịu ăn mòn cao trong phạm vi nhiệt độ khá rộng, không bị nhiễm từ, mềm dẻo, dễ uốn, dễ hàn. Loai thép này được sử dụng nhiều để làm đồ gia dụng, bình chứa, ống công nghiệp, tàu thuyền công nghiệp, vỏ ngoài kiến trúc, các công trình xây dựng khác…
• Ferritic là loại thép không gỉ có tính chất cơ lý tương tự thép mềm, nhưng có khả năng chịu ăn mòn cao hơn thép mềm (thép carbon thấp). Thuộc dòng này có thể kể ra các mác thép 430, 410, 409… có chứa khoảng 12% – 17% Crom (Cr). Loại này, với 12% Cr thường được ứng dụng nhiều trong kiến trúc. Loại có chứa khoảng 17% Cr được sử dụng để làm đồ gia dụng, nồi hơi, máy giặt, các kiến trúc trong nhà…và loại tốt hơn là hợp kim hóa thêm 2% Molipden (Mo) để có thể sử dụng trong môi trường khí hậu biển, nước biển và axit.
• Austenitic-Ferritic (Duplex) là loại thép có tính chất “ở giữa” loại Ferritic và Austenitic có tên gọi chung là DUPLEX, loại thép này chứa khoảng 18% – 28% Crom (Cr) và 5% – 9% Niken (Ni). Thuộc dòng này có thể kể ra như LDX 2101, SAF 2304, 2205, 253MA… Loại thép Duplex có chứa thành phần Niken (Ni) ít hơn nhiều so với loại Austenitic. DUPLEX có đặc tính tiêu biểu là độ bền chịu lực cao và độ mềm dẻo được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp hoá dầu, sản xuất giấy, bột giấy, chế tạo tàu biển… Trong tình hình giá thép không gỉ leo thang do Niken khan hiếm thì dòng DUPLEX đang ngày càng được ứng dụng nhiều hơn để thay thế cho một số mác thép thuộc dòng thép Austenitic như 304, 304L, 316, 316L, 310s…
• Martensitic chứa khoảng 11% – 13% Crom (Cr), có độ bền chịu lực và độ cứng tốt, chịu ăn mòn ở mức độ tương đối. Được sử dụng nhiều để chế tạo cánh tuabin, lưỡi dao…

Hợp Kim Nhôm – Aluminum Alloy

Là loại hợp kim của Nhôm (Al) kết hợp với các nguyên tố khác như Đồng (Cu), Thiếc (Sn), Mangan (Mn), Silic (Si), Magiê (Mg), kẽm (Zn). Hợp Kim Nhôm gồm 02 nhóm đó là Hợp Kim Nhôm Biến Dạng và Hợp Kim Nhôm Đúc.

• Hợp Kim Nhôm biến dạng, gồm: Hợp kim Al-Mn và Hợp kim Al-Mg.
• Hợp Kim Nhôm đúc, gồm: Hợp kim Al-Si và Hợp lim Al-Si-Mg (Cu).

Một số ký hiệu cho hợp kim nhôm:

• Đối với hợp kim nhôm biến dạng, gồm:
  • 1xxx: Nhôm sạch (> 99%).
  • 2xxx: Al-Cu, Al-Cu-Mg.
  • 3xxx: Al-Mn.
  • 4xxx: Al-Si.
  • 5xxx: Al-Mg.
  • 6xxx: Al-Mg-Si.
  • 7xxx: Al-Zn-Mg, Al-Mg-Cu.
  • 8xxx: Al-các hợp kim khác.
• Đối với hợp kim nhôm đúc, gồm:
  • 1xx.x: Nhôm sạch (> 99%) dạng thỏi hoặc dạng thương phẩm khác.
  • 2xx.x: Al-Cu.
  • 3xx.x: Al-Si-Mg, Al-Si-Cu.
  • 4xx.x: Al-Si.
  • 5xx.x: Al-Mg.
  • 7xx.x: Al-Zn.
  • 8xx.x: Al-Sn.

Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1659-75 quy định ký hiệu hợp kim nhôm được bắt đầu bằng Al và tiếp theo lần lượt ký hiệu hoá học của nguyên tố hợp kim cùng chỉ số % của nó, nếu là hợp kim đúc thì sau cùng có chữ Đ (Ví dụ: AlCu4Mg là hợp kim nhôm chứa 4% Cu, 1%Mg). Với nhôm sạch ký hiệu bằng Al và chỉ số phần trăm của nó (ví dụ: A99 tức là 99.99% Al, A995 tức là 99.995% Al).

Hợp Kim Đồng – Copper Alloy

Hợp kim đồng là vật liệu trên nền nguyên tố Đồng (Cu) được hợp kim hóa với các nguyên tố hóa học khác như Thiếc (Sn), Chì (Pb), Kẽm (Zn), Nhôm (Al), Silic (Si), Bạc (Ag), vàng (Au), Antimon (Sb), Niken (Ni), Phốt Pho (P)… Hợp kim dồng có đặc tính chống ăn mòn tốt trong môi trường bình thường. Hợp Kim Đồng gồm 3 nhóm đó là Đồng Thiếc, Đồng Thau và Đồng Hiện Đại.

Đồng Thiếc (Bronze hay còn gọi là Đồng Thanh): Phần lớn các sản phẩm loại Đồng Thiếc chứa 75% – 90% nguyên tố Đồng (Cu) và khoảng 25% – 10% Thiếc (Sn), tạo cho bề mặt ngoài của chúng khi mới đúc trông giống vàng.

Đồng Thau (Brass hay còn gọi là Latông): Là Hợp Kim của nguyên tố Đồng (Cu) và Kẽm (Zn), nó được ứng dụng nhiều vào các lĩnh vực như đồ trang trí, vật liệu hàn, thiết bị điện, các loại đầu đạn súng cá nhân, và rất nhiều các nhạc cụ hơi…Đồng Thau có màu vàng, đôi khi khá giống màu của vàng, nó có thể duy trì được độ sáng bóng trong điều kiện môi trường thông thường, nên chúng được làm ra các đồ trang trí hay làm tiền xu.

Hợp Kim Đồng Hiện Đại: Do giá thành cao của Thiếc nên ngày nay tồn tại một loạt các loại hợp kim Đồng không chứa Thiếc, thậm chí cả Kẽm. Chúng là hợp kim kép hoặc nhiều thành phần của nguyên tố Đồng (Cu) với Nhôm (Al), Mangan (Mn), Sắt (Fe), Chì (Pb), Niken (Ni), Silic (Si), Phốt Pho (P)… Chúng không thể phục vụ trong vai trò của vật liệu chế tạo cơ khí, vì thế nói chung người ta không gọi nó là Đồng Điếu. Tuy nhiên, nó là mặt hàng được giao dịch trên thị trường thế giới và phục vụ trong vai trò của hợp kim trung gian để sản xuất nhiều chủng loại đồng điếu có chứa Phốt Pho (P), cũng như để khử ôxy các hợp kim trên nền là đồng.

Kiểm soát chất lượng đầu vào và ra???

Việc kiểm soát chất lượng các sản phẩm cho khâu đầu vào và ra tại các doanh nghiệp là một thách thức lớn bởi hiện việc pha trộn nồng độ các hợp chất hiện nay rất đa dạng và phong phú, do đó việc sử dụng một thiết bị để kiểm soát chúng hầu như là điều cần có tại các doanh nghiệp mua, bán và chế tạo các sản phẩm sử dụng các loại thép và hợp kim trên.

Để sử dụng thiết bị với công nghệ phù hợp cho việc kiểm soát cũng là một thách thức không nhỏ đối với các bộ phận quản lý chất lượng, và SaigonIC chúng tôi đã đề cập vấn đề này tại bài viết SỰ KHÁC NHAU GIỮA CÁC CÔNG NGHỆ XRF – OES – LIBS. Không có một thiết bị hoặc công nghệ nào là hoàn hảo và tuyệt đối, mỗi thiết bị và công nghệ đều có những ưu và nhược điểm riêng. Do vậy, con người chính là nguồn quyết định hầu như đến việc lựa chọn thiết bị, công nghệ và kết quả kiểm tra.

Với LIS-01 bạn có thể dễ dàng xác định tên mác của từng loại thép (kể cả thép Carbon) và hợp kim bên trên một cách dễ dàng và nhanh chóng sau 1 giây, và có thể phân tích và xác định chính xác nồng độ thành phần hóa học của các nguyên tố trong chúng trong khoảng vài giây mà không làm phá hủy bề mặt của sản phẩm.