Mác thép là gì? Tìm hiểu các ứng dụng, ưu và nhược điểm của các loại CT3, SS400, và C45

Mác thép là gì? Đây là một câu hỏi thường gặp của nhiều người khi muốn biết về các loại thép khác nhau. Thuật ngữ chuyên ngành này được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực cơ khí. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về nó và tìm hiểu các loại mác thép phổ biến.

1. Tìm hiểu về mác thép

1.1 Mác thép là gì?

Mác thép là một thuật ngữ dùng để phân loại các loại thép khác nhau dựa trên thành phần hóa học và cơ tính của chúng. Nó được ký hiệu bằng một chữ cái và một hoặc hai con số, trong đó chữ cái đại diện cho thành phần hóa học chính của thép, còn các con số thể hiện độ bền kéo của thép.

1.2 Phân loại Mác thép

Các mác thép có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau. Thứ nhất, chúng có thể được phân loại theo thành phần hóa học, bao gồm hàm lượng carbon và các nguyên tố hợp kim khác. Chẳng hạn, có các loại như thép cacbon, thép hợp kim, thép không gỉ, và thép công cụ.

Thứ hai, việc phân loại mác thép có thể dựa trên phương pháp hoàn thiện, chẳng hạn như thép cán nóng, thép cán nguội, hoặc thép hoàn thiện nguội.

mac-thep
Các loại thép khác nhau thì có mác thép khác nhau

Thứ ba, nó cũng có thể được phân loại dựa trên phương pháp sản xuất, bao gồm các loại như thép lò điện, thép liên tục, và thép đúc.

Thứ tư, cấu trúc tinh thể cũng là một tiêu chí quan trọng khi xác định mác thép, với các loại như thép ferit, thép perlite, và thép martensite.

Cuối cùng, độ bền cơ học cũng đóng vai trò quan trọng trong việc phân loại mác thép, với các đặc tính như độ bền kéo, giới hạn chảy, độ giãn dài, độ cong, và độ bền mối hàn được xem xét chặt chẽ.

2. Các tiêu chuẩn Mác thép

Dưới đây, Nhà Máy Cơ Khí P69 xin chia sẻ một số tiêu chuẩn phổ biến của mác thép trên thị trường:

2.1 Mác thép theo tiêu chuẩn Việt Nam 

Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1765-75, mác thép được phân loại và định danh bằng chữ cái “CT” và chia thành ba nhóm chính là A, B và C, mỗi nhóm tập trung vào một khía cạnh cụ thể về tính chất và thông số kỹ thuật.

Trong nhóm A, sự chú trọng được đặt vào tính chất cơ học của thép. Các mác thép trong nhóm này được ký hiệu là CTxx, trong đó xx là con số theo sau chữ CT. Ví dụ: CT45, CT50n, CT60s là ba mác thép có giá trị σ (sigma) lớn hơn 45 kG/mm² hoặc tương đương 450 MPa.

Nhóm B tập trung vào thành phần hóa học của thép và được đặc tả bằng các thông số hóa học cụ thể. Ví dụ: BCT520,18-0,25)C-(0,4-0,75)Mn. Trong khi đó, nhóm C hướng đến việc đảm bảo cả tính chất cơ học và thành phần hóa học của thép. Các mác thép trong nhóm này được xác định bằng cách kết hợp cả thông số cơ học và thông số hóa học.

2.2 Mác thép theo tiêu chuẩn Nhật Bản

Theo tiêu chuẩn Nhật Bản, các mác thép được đánh giá bằng các tên gọi như SD295, SD390, SD490. Con số đứng sau chữ cái trong tên mác thể hiện cường độ của thép, hay còn được gọi là giới hạn chảy.

tieu-chuan-mac-thep-cac-nuoc-tren-the-gioi
Tiêu chuẩn mác thép các nước trên thế giới

Giới hạn chảy là ứng suất lớn nhất mà vật liệu có thể chịu được mà không bị phá hủy, được đo bằng đơn vị N/mm². Ví dụ, mác thép SD295 chỉ ra rằng thép có khả năng chịu lực với giới hạn chảy là 295 N/mm². Ngoài ra, theo tiêu chuẩn Nhật Bản nó còn được phân loại dựa trên thành phần hóa học của thép.

2.3 Mác thép theo tiêu chuẩn Nga

Theo tiêu chuẩn Nga, mác thép được xác định với ký hiệu “CT” kết hợp và một số từ 0 đến 6, thể hiện tính chất hóa học và cơ học của thép. Tỷ lệ carbon trong hợp kim càng cao và độ bền của thép càng tăng, số ký hiệu của nó cũng càng lớn.

Cấp bậc của thép trong tiêu chuẩn Nga được phân loại bằng cách ghi số ở cuối ký hiệu của mác thép.  Ví dụ: Mác thép CT0 đại diện cho thép cacbon thấp, có hàm lượng carbon dưới 0,15%.

2.4 Mác thép theo tiêu chuẩn Mỹ

Trong tiêu chuẩn Mỹ, quá trình mã hóa và xác định tính chất của các vật liệu kim loại là cực kỳ nghiêm ngặt, đặc biệt là thép. Tiêu chuẩn này, đòi hỏi sử dụng nhiều hệ thống mác thép phức tạp, góp phần quan trọng trong việc định rõ chất lượng và ứng dụng của chúng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp.

Một trong những hệ thống phổ biến là tiêu chuẩn ASTM, trong đó sử dụng các số tròn như 42, 50, 60, 65 để đại diện cho độ bền tối thiểu của thép. Đơn vị đo lường là ksi (1 ksi = 1000 psi = 6,8948 MPa = 0,703 kG/mm²), giúp dễ dàng xác định khả năng chịu tải và sử dụng của thép.

Ngoài ra, tiêu chuẩn SAE cũng là một hệ thống mã ký hiệu phổ biến, bắt đầu bằng số 9 và hai số tiếp theo đại diện cho độ bền tối thiểu của vật liệu này. Hai số này, được đo bằng đơn vị ksi. Cả hai tiêu chuẩn này đóng vai trò quan trọng trong việc đơn giản hóa và làm rõ thông tin về tính chất cơ học của các vật liệu kim loại, góp phần vào quá trình chọn lựa và sử dụng chúng trong các ứng dụng công nghiệp đa dạng.

3. Tại sao có nhiều loại Mác thép khác nhau?

Có nhiều loại mác thép do việc phân loại theo các tiêu chuẩn của từng quốc gia khác nhau. Mỗi quốc gia thường thiết lập hệ thống mác thép của riêng mình, đưa ra các tiêu chí và yêu cầu cụ thể phản ánh điều kiện sản xuất, nhu cầu tiêu dùng và quy định pháp lý. Sự đa dạng này giúp đáp ứng hiệu quả cho một loạt các ứng dụng và yêu cầu kỹ thuật khác nhau.

tai-sao-co-nhieu-mac-thep-khac-nhau
Tùy vào đặc điểm sử dụng và quy định của từng quốc gia mà các mác thép sẽ khác nhau

Thành phần hóa học của thép, bao gồm hàm lượng carbon và các nguyên tố hợp kim khác, được điều chỉnh theo từng chuẩn mác thép để tạo ra những đặc tính cơ lý và hóa học mong muốn. Các quy trình sản xuất và hoàn thiện cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra các loại thép với đặc tính khác nhau.

Nhờ có sự đa dạng này, nó không chỉ là một vật liệu cơ bản, mà còn là một công cụ linh hoạt, đáp ứng đồng thời các tiêu chí và yêu cầu đặc biệt của từng quốc gia, từ đó thúc đẩy sự phát triển và ứng dụng đa dạng trong các ngành công nghiệp trên khắp thế giới.

4. Các loại Mác thép phổ biến trong xây dựng

Trong xây dựng, thép được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng như kết cấu, kết cấu chịu lực, kết cấu chịu tải trọng,… Để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng này, có nhiều loại mác thép được sử dụng phổ biến trong xây dựng, bao gồm: SD295, SD390, SD490, CB300-V, CB400-V, CB500-V,…

mac-thep-su-dung-pho-bien-trong-xay-dung
Các loại mác thép được sử dụng phổ biến trong xây dựng

Ký hiệu SD là viết tắt của “Steel for Construction” (Thép cho xây dựng). Ký hiệu này được sử dụng để chỉ các loại thép được sản xuất theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) hoặc tiêu chuẩn Nhật Bản (JIS). Còn, ký hiệu CB là viết tắt của “Carbon Steel” (Thép cacbon). Ký hiệu này được sử dụng để chỉ các loại thép chỉ chứa các nguyên tố sắt và cacbon.

5. Những loại mác thép thường được sử dụng trong kết cấu hạ tầng

Kết cấu hạ tầng là một hệ thống các công trình xây dựng phục vụ cho các hoạt động kinh tế, xã hội của một quốc gia. Các công trình kết cấu hạ tầng thường chịu tải trọng lớn và có yêu cầu cao về độ bền, độ an toàn. Do đó, việc lựa chọn mác thép phù hợp cho các công trình kết cấu hạ tầng là rất quan trọng.

Trên thị trường Việt Nam hiện nay, có một số loại thường được sử dụng trong kết cấu hạ tầng, bao gồm: SS400, Q235, Q345B, CB300-V, CB400-V,…

6. Tìm hiểu về mác thép CT3

6.1 Mác thép CT3 là gì?

Được sản xuất theo tiêu chuẩn ГOCT 380-89 của Nga, mác thép CT3 nổi bật với hàm lượng cacbon thấp, chỉ 0,25%. Cái tên “CT3” gói gọn bản chất: “C” của thép kết cấu, “T” của hàm lượng cacbon tối thiểu, mang đến sự dẻo dai và dễ dàng uốn nắn. Với những ưu điểm vượt trội, CT3 đang dần chinh phục nhiều lĩnh vực, đặc biệt là xây dựng.

mac-thep-ct3
Mác thép CT3 có hàm lượng cacbon thấp

6.2 Đặc điểm của Mác thép CT3

Mác thép CT3 không chỉ nổi bật với hàm lượng cacbon thấp mà còn sở hữu những đặc tính đáng nể, giúp nó nổi bật trong nhiều ứng dụng. Điểm cốt lõi là độ bền kéo ấn tượng, nằm trong khoảng 373 đến 481 MPa. Con số này đảm bảo CT3 có khả năng chịu lực tốt, đáp ứng yêu cầu của nhiều hạng mục công trình. Bên cạnh đó, sự dẻo dai của CT3 được thể hiện qua độ giãn dài tương đối 21-27%, cho phép uốn nắn dễ dàng, phù hợp với những chi tiết có hình dạng phức tạp.

Thành phần hóa học của CT3 cũng góp phần tạo nên sức mạnh này. Hàm lượng cacbon thấp (0,14-0,22%) mang đến tính dẻo dai, dễ gia công, trong khi mangan (0,4-0,6%) và silic (0,12-0,3%) tăng cường độ bền và chống chịu mài mòn. Lưu huỳnh và photpho được giữ ở mức tối thiểu (≤ 0,05% và ≤ 0,04%) để đảm bảo chất lượng thép đồng đều, hạn chế các khuyết tật trong quá trình sản xuất.

6.3 Những ưu điểm của mác thép CT3 

Mác thép CT3 không chỉ sở hữu sức mạnh bền bỉ mà còn nổi bật với những ưu điểm, mang lại lợi ích đáng kể cho người sử dụng. Đầu tiên, phải kể đến giá thành cạnh tranh của CT3. So với các loại thép cacbon khác, CT3 có mức giá hấp dẫn hơn, giúp tiết kiệm chi phí đáng kể cho các dự án xây dựng, chế tạo.

uu-diem-thep-ct3
Thép CT3 có nhiều ưu điểm cho việc ứng dụng trong ngành xây dựng

Tiếp đến, CT3 ghi điểm với tính dễ định hình và độ dẻo cao. Hàm lượng cacbon thấp và thành phần hợp kim được cân bằng hợp lý giúp CT3 dễ uốn nắn, gia công theo ý muốn, phù hợp với những chi tiết có hình dạng đặc biệt.

Độ dẻo cao của CT3 còn mang đến khả năng chịu biến dạng tốt. Ngay cả khi chịu lực tác động mạnh, CT3 cũng khó bị đứt gãy, đảm bảo an toàn cho công trình và thiết bị.

6.4 Ứng dụng của mác thép CT3

Trong lĩnh vực xây dựng, CT3 là lựa chọn đáng tin cậy cho cốt thép trong các công trình dân dụng và công nghiệp, bao gồm nền móng, dầm, cột,… Sự kết hợp giữa độ bền kéo cao và khả năng chịu biến dạng tốt của CT3 đảm bảo an toàn và độ vững chắc của các công trình.

Ngoài ra, CT3 mở rộng sử dụng trong lĩnh vực cơ khí chế tạo. Tính linh hoạt của nó thể hiện qua việc gia công các chi tiết máy đơn giản đến bộ phận phức tạp trong máy móc. Khả năng gia công và hàn dễ dàng giúp giảm thời gian chế tạo và chi phí sản xuất, đồng thời mang lại độ bền và độ chính xác cao cho sản phẩm.

Cuối cùng, CT3 xuất hiện trong thiết bị công nghiệp, chịu tải trọng cao và chống mài mòn tốt. Sử dụng CT3 trong các bộ phận chịu lực của thiết bị đảm bảo hoạt động ổn định và tuổi thọ lâu dài.

7. Tìm hiểu về mác thép SS400

7.1 Thép tấm SS400 là gì?

Thép tấm SS400 là loại thép cán nóng có kết cấu ở dạng tấm, có hàm lượng cacbon trung bình, được sử dụng rộng rãi trong chế tạo các chi tiết máy, khuôn mẫu, cầu, tòa nhà, bể chứa,…

thep-tam-ss400
Thép tấm SS400 đạt tiêu chuẩn Nhật Bản

Thép tấm SS400 được sản xuất theo tiêu chuẩn JIS G3101 của Nhật Bản, là một trong những tiêu chuẩn thép xây dựng phổ biến và quan trọng trên thế giới. Thép tấm SS400 có chất lượng và độ bền kéo cao hơn so với thép SS300, có khả năng chống ăn mòn tốt và cũng có khả năng hàn tốt.

7.2 Tiêu chuẩn của thép tấm SS400 

Theo tiêu chuẩn JIS G3101, thép tấm SS400 phải đáp ứng các yêu cầu về độ giãn chảy không nhỏ hơn 400 MPa, giới hạn chảy phụ thuộc vào độ dày, độ dãn dài phụ thuộc vào độ dày, độ cong và độ bền mối hàn. Thép tấm SS400 còn được gọi là thép A36, CT3, Q245, tương đương với các tiêu chuẩn thép của các nước khác như Nga, Việt Nam, Mỹ,…

7.3 Ưu điểm của thép SS400

thep-tam-ss400
Giá thành hợp lý là ưu điểm nổi bật của thép tấm SS400

Thép tấm SS400, với độ bền 400MPa, không chỉ đảm bảo an toàn cho các kết cấu mà còn thể hiện tính linh hoạt đáng kể trong quá trình chế tạo. SS400 phù hợp với các hình dạng máy phức tạp do hàm lượng cacbon thấp. Điều này làm nổi bật tính thẩm mỹ và linh hoạt trong thiết kế của các công trình.

Mức giá hợp lý của SS400 so với các loại thép tương đương giúp tiết kiệm chi phí trong xây dựng và chế tạo. Điều này làm cho SS400 trở thành lựa chọn phổ biến trong cả các dự án quy mô lớn và những dự án vừa và nhỏ. Sự kết hợp giữa độ bền, tính dẻo dai, và giá trị kinh tế làm cho SS400 nổi bật và đáng tin cậy trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và xây dựng.

7.4 Nhược điểm của thép SS400

Thép tấm SS400 có khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn ở mức trung bình, làm tăng khả năng yêu cầu về bảo quản và bảo dưỡng. Hàm lượng cacbon thấp có thể khiến nó dễ bị oxy hóa trong môi trường khắc nghiệt. Trong trường hợp sử dụng trong môi trường đòi hỏi khả năng chống ăn mòn cao, cần xử lý bề mặt hoặc chọn loại thép có khả năng chống ăn mòn tốt hơn.

Tính chống mài mòn của SS400 ở mức trung bình, không phù hợp cho các khu vực chịu ma sát liên tục như trục lăn, bánh răng trong điều kiện khắc nghiệt. Các loại thép hợp kim có tính chống mài mòn cao sẽ là lựa chọn phù hợp hơn trong những trường hợp này.

Khả năng hàn của SS400 đòi hỏi kỹ thuật cao do nhạy cảm với nhiệt độ cao. Cần sử dụng kỹ thuật và vật liệu hàn phù hợp để tránh tình trạng nứt gãy trong quá trình hàn. Điều này đòi hỏi sự chuyên nghiệp và kỹ năng cao của thợ hàn.

7.5 Ứng dụng của thép SS400 trong ngành cơ khí

Ứng dụng chính của SS400 chính là gia công cơ khí. Với độ bền kéo cao và tính dẻo dai, SS400 được tin cậy làm nên “xương sống” của nhiều chi tiết máy như thân máy, trục, thanh truyền, bánh răng,… đảm bảo an toàn và chính xác cho toàn bộ hệ thống.

Ngoài ra, SS400 còn góp mặt trong việc xây dựng kết cấu nhà xưởng, khung máy móc. Tính dễ uốn nắn và hàn xì giúp tạo nên những dầm, cột, khung vững chắc, đáp ứng yêu cầu chịu lực của các công trình này.

ung-dung-thep-tam-ss400
Thép tấm SS400 được sử dụng nhiều trong lĩnh vực xây dựng và chế tạo máy

Bên cạnh đó, SS400 còn “lấn sân” sang cả sản xuất các thiết bị cơ khí. Từ những chi tiết đơn giản như bu lông, bản mã đến các bộ phận phức tạp như thùng chứa, vỏ máy,… đều có thể được “thiết kế” từ tấm thép SS400.

8. Mác thép C45 

9.1 Thép C45 là gì?

Thép C45 được tạo thành chủ yếu từ sắt (Fe) và khoảng 0,45% cacbon. Thép C45 thích hợp để chế tạo các chi tiết máy, khuôn mẫu, trục, bánh răng,… Thép C45 được sản xuất theo tiêu chuẩn EN 10083-2 của Châu Âu, là một trong những tiêu chuẩn thép quan trọng trên thế giới. Thép C45 có thể được tôi luyện bằng cách nung nóng và tôi nguội, hoặc tôi luyện bằng cách gia nhiệt bằng từ trường.

thep-c45
Thép C45

9.2 Đặc điểm của thép C45

Trong mặt hóa học, hàm lượng cacbon 0,45% giữ cân bằng giữa độ bền và tính dẻo dai, Mangan 1,0% tăng cường độ bền và khả năng hàn, Silic 0,4% gia tăng độ cứng và khả năng chống oxy hóa.

Lượng lưu huỳnh và photpho được duy trì ở mức tối thiểu (< 0,05% và < 0,04%) để đảm bảo chất lượng đồng đều và hạn chế khuyết tật trong quá trình sản xuất.

9.3 Ưu điểm của thép C45

Điều đáng chú ý về thép C45 là khả năng chịu áp lực và tải trọng cao, với độ bền kéo từ 570 đến 700 MPa, độ giãn chảy từ 330 đến 460 MPa, và độ dãn dài từ 20%. Độ cứng của nó, dao động từ 170 đến 210 HB, có thể được tăng lên thông qua quá trình tôi luyện bằng nhiệt hoặc từ trường.

9.4. Ứng dụng của thép C45 

Thép C45, với độ bền và khả năng chịu lực cao, là lựa chọn đáng tin cậy trong xây dựng. Sử dụng làm cốt thép trong công trình dân dụng và công nghiệp, nó đảm bảo an toàn và vững chắc. Tính dẻo dai và dễ uốn nắn của C45 thúc đẩy sự linh hoạt trong gia công chi tiết kết cấu phức tạp như thanh xà, thanh ren, bu-lông, góp phần tạo nên khung xương vững chãi cho công trình.

ung-dung-thep-c45
Thép C45 được ứng dụng trong các công trình công nghiệp lẫn dân dụng

Trong lĩnh vực cơ khí chế tạo, C45 tiếp tục thể hiện sự đa năng, từ trục, bulong, bánh răng đến các bộ phận máy phức tạp. Độ bền, độ cứng và khả năng chịu mài mòn giúp các chi tiết máy từ C45 hoạt động bền bỉ và chính xác. Ngoài ra, C45 xuất hiện trong lĩnh vực khuôn mẫu với đặc tính chịu nhiệt độ cao và chống mài mòn, là lựa chọn lý tưởng cho chế tạo khuôn mẫu đúc kim loại, nhựa, cao su.

Qua bài viết trên, những thông tin về mác thép như định nghĩa, ứng dụng, và cách phân loại đã được chúng tôi tổng hợp một cách đầy đủ và chi tiết nhất. Nếu quý khách có gì thắc mắc đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi qua số Hotline 0966.689.696 và 0989.188.982 để được giải đáp thắc mắc.

CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ P69

  • Nhà máy sản xuất: Km 18, đường Đại Lộ Thăng Long, Khu CN Thạch Thất Quốc Oai, Hà Nội
  • Số điện thoại: 0966686969 | Hotline: 0989188982
  • Email: kd1@cokhip69.com.vn
  • Website: https://cokhip69.com.vn