Tấm thép carbon được sử dụng trong xây dựng, máy móc, vận tải, thiết bị năng lượng và chế tạo kim loại nói chung. Hiệu suất của nó phụ thuộc vào các yếu tố như thành phần hóa học, loại thép, độ dày, xử lý nhiệt và điều kiện sản xuất. Do đó, việc lựa chọn vật liệu cần xem xét các yêu cầu chế tạo và dịch vụ thực tế thay vì chỉ độ dày hoặc kích thước.
Các loại khác nhau cung cấp sự kết hợp khác nhau về độ bền, độ dẻo dai, khả năng hàn, khả năng định hình và độ cứng. Những khác biệt này rất quan trọng khi lựa chọn vật liệu cho các bộ phận kết cấu, máy móc, thiết bị chịu áp lực và các sản phẩm chế tạo khác.
Tấm thép cacbonlà một sản phẩm thép dẹt trong đó carbon là nguyên tố hợp kim chính, mangan và các nguyên tố khác có mặt trong giới hạn quy định. Các đặc tính ảnh hưởng đến thành phần và cấp độ như độ bền kéo, độ cứng, độ dẻo và khả năng hàn.
Vật liệu này thường được sản xuất bằng cách cán nóng và được cung cấp ở các độ dày, chiều rộng, chiều dài và cấp độ khác nhau. Tùy thuộc vào ứng dụng, nó có thể được cắt, tạo hình, hàn, gia công hoặc xử lý thêm trong quá trình chế tạo.
Thép carbon thường được nhóm theo hàm lượng carbon, mặc dù các thông số kỹ thuật thường dựa trên một loại và tiêu chuẩn cụ thể. Các vật liệu có hàm lượng carbon thấp, trung bình và cao có những đặc tính khác nhau và do đó được sử dụng cho các mục đích khác nhau.
Thép carbon thấp chứa một lượng carbon tương đối nhỏ và thường dễ hàn và tạo hình hơn so với các loại thép có hàm lượng carbon cao hơn. Nó thường được sử dụng để chế tạo kết cấu, khung, giá đỡ, máy móc thông thường và các bộ phận khác đòi hỏi độ bền vừa phải và xử lý đơn giản.
Thép carbon trung bình cung cấp độ bền và độ cứng cao hơn so với các loại thép carbon thấp. Nó có thể được sử dụng cho các bộ phận máy móc, trục, bộ phận kết cấu và các ứng dụng khác trong đó hiệu suất cơ học quan trọng hơn khả năng định dạng tối đa.
Hàm lượng carbon cao hơn có thể làm tăng độ cứng và độ bền đồng thời giảm độ dẻo và khả năng hàn. Do đó, những vật liệu này phù hợp hơn cho các ứng dụng yêu cầu tăng độ cứng hoặc khả năng chống mài mòn, tùy theo yêu cầu của loại cụ thể.
Các đặc tính của tấm thép được xác định bởi loại, thành phần hóa học, độ dày, xử lý nhiệt và điều kiện sản xuất. Các đặc điểm sau đây thường được xem xét trong quá trình lựa chọn vật liệu.
Cấp độ phù hợp phụ thuộc vào môi trường sử dụng, điều kiện tải trọng, quy trình chế tạo và tiêu chuẩn áp dụng. Các ứng dụng phổ biến bao gồm những điều sau đây.
Tấm thép được sử dụng làm tấm đế, khung đỡ, bệ, giá đỡ, bộ phận kết cấu và kết cấu thép chế tạo. Lựa chọn vật liệu thường xem xét độ bền, độ dày, khả năng hàn và đặc điểm kỹ thuật kết cấu có liên quan.
Trong sản xuất máy móc, những vật liệu này có thể được sử dụng làm khung thiết bị, gầu, giá đỡ, cụm kết cấu và các bộ phận chế tạo khác. Trong trường hợp mối lo ngại chính là mài mòn hoặc tải trọng lặp đi lặp lại thì có thể chỉ định các cấp độ bền cao hơn hoặc chịu mài mòn cao hơn.
Các loại được chọn được sử dụng trong nồi hơi, bình chịu áp lực, bể chứa và các thiết bị liên quan. Các ứng dụng như vậy có thể yêu cầu các đặc tính cơ học cụ thể, kiểm tra va đập, xử lý nhiệt, kiểm soát độ dày và quy trình kiểm tra được xác định theo tiêu chuẩn áp dụng.
Thép tấm cũng được sử dụng trong xe kéo, thiết bị đường sắt, kết cấu tàu và các bộ phận liên quan đến vận tải khác. Vật liệu cần thiết phụ thuộc vào tải trọng kết cấu, điều kiện vận hành, quy trình hàn và thông số kỹ thuật hiện hành của ngành.
Việc lựa chọn vật liệu nên bắt đầu với các điều kiện sử dụng và quy trình chế tạo dự định. Đáp ứng độ dày yêu cầu không nhất thiết có nghĩa là một loại cụ thể nào đó sẽ phù hợp. Tính chất cơ học, đặc tính hàn, điều kiện nhiệt độ và các tiêu chuẩn áp dụng cũng cần được xem xét.
Các cân nhắc chính bao gồm cấp độ, độ dày, kích thước, cường độ năng suất, độ bền kéo, yêu cầu về va đập, phương pháp hàn, yêu cầu tạo hình, nhiệt độ vận hành và tiêu chuẩn áp dụng ASTM, EN, JIS hoặc thông số kỹ thuật khác.
Đối với các kết cấu hàn, lượng cacbon tương đương cũng có thể cần được xem xét, đặc biệt khi làm việc với các loại có độ bền cao hơn hoặc hàm lượng cacbon cao hơn. Thiết bị áp lực và các ứng dụng được quản lý khác có thể có các yêu cầu bổ sung về vật liệu, thử nghiệm và kiểm tra.
Thép tấm được sản xuất theo các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế khác nhau. Các thông số kỹ thuật này có thể xác định thành phần hóa học, tính chất cơ học, dung sai kích thước, phương pháp thử nghiệm và điều kiện giao hàng.
Ví dụ, ASTM A36 thường được liên kết với các ứng dụng kết cấu chung, trong khi ASTM A516 bao gồm các loại được sử dụng cho các ứng dụng bình chịu áp lực nhất định. Ký hiệu cấp tương tự không nhất thiết có nghĩa là hai vật liệu có thể thay thế cho nhau. Cần phải xem xét tiêu chuẩn hoàn chỉnh, thành phần hóa học, tính chất cơ học và điều kiện giao hàng trước khi thực hiện thay thế.
Thông số kỹ thuật đầy đủ phải cung cấp đủ thông tin về vật liệu được sản xuất, kiểm tra và sử dụng đúng cách. Các chi tiết điển hình bao gồm:
Việc xác định các yêu cầu này trước khi sản xuất giúp đảm bảo rằng vật liệu được chọn phù hợp với thiết kế, quy trình chế tạo, yêu cầu kiểm tra và điều kiện sử dụng dự định.
