Thép là một hợp kim với tính cứng đáng kể, chủ yếu gồm sắt và carbon (0,02 – 2,14% theo tỷ lệ trọng lượng), kèm theo một số thành phần khác. Trong lĩnh vực sử dụng thép, giới hạn chảy là một đặc tính cơ học quan trọng, ảnh hưởng đến độ bền và tính linh hoạt của thép trong các ứng dụng thực tế. Vậy giới hạn chảy của thép là bao nhiêu? Cập nhật ngay thông tin chi tiết về giới hạn chảy và bảng tra giới hạn trong bài viết sau.
Khái niệm giới hạn chảy của thép
Khái niệm
Đối với sắt thép, giới hạn chảy là ứng suất mà kim loại chịu được khi bị biến dạng (khi chiều dài tăng mà tải trọng không thay đổi). Nó đại diện cho mức độ biến dạng dư không vượt quá 0,2%, hay nói cách khác, là lực tác động (thường là nhiệt độ) khiến cho kim loại bị biến dạng đàn hồi và không thể trở về hình dạng ban đầu. Trong trường hợp của các vật liệu dễ vỡ, giới hạn chảy thường gần bằng với độ bền của vật liệu.
Khái niệm giới hạn chảy của thép
Nhiệt độ nóng chảy của thép khá cao, với giá trị nhiệt độ nóng chảy là 1.811K, tương đương khoảng 1.538 độ C hoặc 2.800 độ F.
Ý nghĩa của giới hạn chảy của thép là gì?
Giới hạn chảy của thép là thông số quan trọng để đánh giá tính dẻo trong quá trình sản xuất các thiết bị và vật tư và cho biết giới hạn tối đa mà thép có thể chịu được khi có tải trọng tác động vào. Đồng thời chỉ số này cũng ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương pháp sản xuất, bao gồm đúc, uốn, dập và nhiều phương pháp khác.
Trong kỹ thuật kết cấu, giới hạn chảy giữ vai trò quan trọng trong cơ chế phá hủy mềm từ từ của các vật liệu. Thông thường, việc phá hủy vật liệu không xảy ra đột ngột hoàn toàn. Tuy nhiên, để áp dụng các kỹ thuật ảnh hưởng để tăng hoặc giảm độ bền dẻo của vật liệu, ta cần hiểu rõ giới hạn chảy của từng loại vật liệu.
Nhiệt luyện thép là phương pháp có thể thay đổi cơ tính của vật liệu kể cả giới hạn chảy. Cuối cùng, chỉ số giới hạn giúp dễ dàng lựa chọn loại thép để sản xuất các sản phẩm cơ khí và vật tư phụ, nhằm đảm bảo cấp bền phù hợp cho các công việc khác nhau.
Ý nghĩa của giới hạn chảy của thép là gì?
Các ký hiệu giới hạn chảy của thép
Trong lĩnh vực sản xuất sắt thép, giới hạn chảy (được ký hiệu là σc) là giá trị ứng suất mà thép chịu trước khi bị biến dạng đàn hồi, tức là khi chiều dài tăng nhưng trọng lượng không thay đổi, và không thể trở về hình dạng ban đầu. Đối với các kỹ sư thiết kế, công thức và ký hiệu của giới hạn chảy trong thép đóng vai trò quan trọng trong việc tính toán và đánh giá độ bền và tính dẻo chính xác của các công trình.
Dưới đây là công thức tính giới hạn chảy của thép: σc = Pc/F0 (kg/cm²)
Trong đó:
- P: tải trọng (kg)
- F0: diện tích tiết diện ban đầu (cm²)
Những yếu tố quyết định đến độ chảy của thép
Đối với hàm lượng carbon, chúng ta có ba phạm vi chính:
- Hàm lượng carbon thấp dưới 0,25%.
- Hàm lượng cacbon trung bình từ 0,25 đến 0,6%.
- Hàm lượng carbon cao từ 0,6 đến 2%.
Các nguyên tố khác cũng đóng vai trò quan trọng:
- Hợp kim thấp: tổng hàm lượng các nguyên tố khác dưới 2,5%.
- Hợp kim trung bình: tổng hàm lượng các nguyên tố khác từ 2,5 đến 10%.
- Hợp kim cao: tổng hàm lượng các nguyên tố khác trên 10%.
Ngoài ra, tác động của nhiệt độ cũng có ảnh hưởng đáng kể:
- Thép giòn: xảy ra ở khoảng 45°C.
- Thép dẻo: ở khoảng 10°C.
- Thép có tính dẻo cao: từ 500 đến 600°C, trong khoảng này, cường độ thép giảm.
Bảng tra giới hạn chảy của thép được cập nhật mới nhất
Dưới đây là một bảng tra cứu về giới hạn độ bền của các loại thép mới nhất, cung cấp những thông tin quan trọng về các loại thép và giới hạn độ bền tương ứng.
|
Loại thép |
Tiêu chuẩn |
Mác thép tương đương |
Giới hạn chảy (σ0,2) Đơn vị (N/mm2) |
Ứng dụng |
|
|
CT3 |
ΓOCT 380-71 |
CT38 |
TCVN 1765-75 |
≥ 210 |
Thép cán nóng thường là một loại thép phổ biến, chứa carbon và được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp. Thép này thường được cung cấp dưới dạng sản phẩm cán nóng và không đòi hỏi thêm quá trình xử lý nhiệt để nâng cao độ bền. Được ưa chuộng trong xây dựng và sản xuất các chi tiết máy thông thường, thép cán nóng đã trở thành nguyên liệu không thể thiếu. |
|
SS400 (SS41) |
JIS G3101-1987 |
||||
|
C45 |
TCVN 1765-75 |
45 |
ΓOCT 1050-74 |
≥ 360 |
Thép kết cấu là một loại thép chất lượng cao, thường có dạng cán, ren và được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp. Ứng dụng chủ yếu của nó là trong việc sản xuất các chi tiết máy quan trọng, giúp xác định quá trình gia công nóng và đảm bảo tính bền của các chi tiết đó. |
|
S45C |
JIS G4051-1979 |
||||
|
1045 |
AISI |
||||
|
C55 |
TCVN 1765-75 |
55 |
ΓOCT 1050-74 |
≥ 390 |
|
|
S55C |
JIS G4051-1979 |
||||
|
1055 |
AISI |
||||
|
CM55 |
DIN |
||||
|
C65 |
TCVN 1765-75 |
65 |
ΓOCT 1050-74 |
≥ 420 |
|
|
Inox 304 |
AISI |
08Cr18Ni10 |
TCVN |
≥ 201 |
Thép không gỉ, một loại vật liệu thuộc họ Austenit và không bị ảnh hưởng bởi từ tính, đã trở thành một nguyên liệu quan trọng trong ngành công nghiệp. Ứng dụng rộng rãi của nó được tìm thấy trong lĩnh vực công nghiệp hóa chất, chế biến thực phẩm và thiết bị y tế, mang lại sự tin cậy và hiệu quả cho các quy trình và sản phẩm. |
|
SUS 304 |
JIS |
||||
|
304L |
AISI |
SUS 304L |
JIS |
≥ 175 |
|
|
SUS 316 (Inox 316) |
JIS |
|
|
≥ 205 |
Thép không gỉ thuộc họ Austenit là một loại thép không nhiễm từ tính và có khả năng chống mài mòn vượt trội so với SUS304. Thép này rất phổ biến trong các ngành công nghiệp như hóa chất, chế biến thực phẩm và thiết bị y tế, nơi nó đáng tin cậy và đáp ứng yêu cầu cao về độ bền và chất lượng. |
Bảng tra cơ tính của các loại thép thông dụng
Dưới đây là bảng tra cơ tính của các loại thép thông dụng nhất hiện nay:
|
Nhóm thép cốt |
Đường kính Đơn vị mm |
Giới hạn chảy Đơn vị N/mm2 |
Giới hạn bền Đơn vị N/mm2 |
Độ giãn dài tương đối % |
Thử uốn nguội C (Độ dày trục uốn d – Đường kính thép cốt) |
|
Không nhỏ hơn |
|||||
|
CI |
6-40 |
240 |
380 |
25 |
C = 0,5d (1800) |
|
CII |
10-40 |
300 |
500 |
19 |
C = 3d (1800) |
|
CIII |
6-40 |
400 |
600 |
14 |
C = 3d (900) |
|
CIV |
10-32 |
600 |
900 |
6 |
C = 3d (450) |
Bảng tra giới hạn chảy của một số loại thép khác
Dưới đây là một bảng tra cứu giới hạn chảy của các loại thép theo các tiêu chuẩn thép quốc tế phổ biến:
Thép Carbon theo tiêu chuẩn Nga: GOST 380-88
|
Mác thép |
Giới hạn bền sb (MPa) |
Giới hạn chảy sc (MPa) |
Độ giãn dài tương đối (%) |
|||||
|
<20 (mm) |
20 ~ 40 (mm) |
40 ~ 100 (mm) |
>100 (mm) |
<20 (mm) |
20 ~ 40 (mm) |
>40 (mm) |
||
|
CT3 kπ |
363 ~ 461 |
235 |
226 |
216 |
196 |
27 |
26 |
24 |
|
CT3 πC |
373 ~ 481 |
245 |
235 |
26 |
206 |
26 |
25 |
23 |
|
CT3 Cπ |
||||||||
|
CT3 ΓπC |
373 ~ 490 |
245 |
235 |
226 |
206 |
26 |
25 |
23 |
|
CT3 ΓCπ |
||||||||
|
CT4 kπ |
402 ~ 510 |
255 |
245 |
235 |
226 |
25 |
24 |
22 |
|
CT4 πC |
412 ~ 530 |
265 |
255 |
245 |
235 |
24 |
23 |
21 |
|
CT4 Cπ |
||||||||
|
CT5 πC |
490 ~ 628 |
284 |
275 |
265 |
255 |
20 |
19 |
17 |
|
CT5 Cπ |
||||||||
|
CT5 ΓπC |
451 ~ 588 |
284 |
275 |
265 |
255 |
20 |
19 |
17 |
|
CT6 πC |
≥ 588 |
314 |
304 |
294 |
294 |
15 |
14 |
12 |
|
CT6 Cπ |
||||||||
Thép carbon theo tiêu chuẩn của Nga: GOST 1050
|
Mác thép |
Giới hạn bền sb (MPa) |
Giới hạn chảy |
Độ giãn dài tương đối |
|
C20 |
412 |
245 |
25 |
|
C25 |
451 |
275 |
23 |
|
C30 |
491 |
294 |
21 |
|
C35 |
530 |
314 |
20 |
|
C40 |
569 |
333 |
19 |
|
C45 |
598 |
353 |
16 |
|
C50 |
628 |
373 |
14 |
|
C55 |
647 |
382 |
13 |
Thép carbon theo tiêu chuẩn của Trung Quốc: GB 700 – 88
|
Mác thép |
Giới hạn bền sb (MPa) |
Giới hạn chảy sc (MPa) |
Độ giãn dài tương đối (%) |
||||||
|
£16 |
16 ~ 40 (mm) |
40 – 60 (mm) |
60 ~ 100 (mm) |
£16 |
16 ~ 40 (mm) |
40 – 60 (mm) |
60 ~ 100 (mm) |
||
|
Q195 |
315 ~ 390 |
195 |
185 |
– |
– |
33 |
32 |
– |
– |
|
Q215 |
335 ~ 410 |
215 |
205 |
195 |
175 |
31 |
30 |
29 |
28 |
|
Q235 |
375 ~ 406 |
235 |
225 |
215 |
195 |
26 |
25 |
24 |
23 |
|
Q255 |
410 ~ 510 |
255 |
245 |
235 |
215 |
24 |
23 |
22 |
21 |
|
Q275 |
490 ~ 610 |
275 |
265 |
255 |
235 |
20 |
19 |
18 |
17 |
Thép carbon theo tiêu chuẩn của Trung Quốc: GB 699 – 88
|
Mác thép |
Giới hạn bền sb (MPa) |
Giới hạn chảy |
Độ giãn dài tương đối |
|
25Mn |
490 |
295 |
22 |
|
30Mn |
540 |
315 |
20 |
|
35Mn |
560 |
335 |
18 |
|
40Mn |
590 |
355 |
17 |
|
45Mn |
620 |
375 |
15 |
|
50Mn |
645 |
390 |
13 |
|
45Mn |
620 |
375 |
15 |
|
50Mn |
645 |
390 |
13 |
Thép carbon theo tiêu chuẩn của Nhật: JIS G 3101 – 1987
|
Mác thép |
Giới hạn bền sb (MPa) |
Giới hạn chảy sc (MPa) |
Độ giãn dài tương đối (%) |
||||||
|
<16 (mm) |
16 ~ 40 (mm) |
40 – 100 (mm) |
>100 (mm) |
<5 (mm) |
5 ~ 16 (mm) |
16 ~ 40 (mm) |
>40 (mm) |
||
|
SS330 |
330 ~ 430 |
205 |
195 |
175 |
|
26 |
21 |
26 |
28 |
|
SS400 |
400 ~ 510 |
245 |
235 |
215 |
|
21 |
17 |
21 |
23 |
|
SS490 |
490 ~ 605 |
280 |
275 |
255 |
|
19 |
15 |
19 |
21 |
|
SS540 |
>584 |
400 |
390 |
– |
|
16 |
13 |
17 |
17 |
Tầm quan trọng của thép trong sản xuất
Thép đã trở thành một nguồn tài nguyên không thể thiếu và rất phổ biến trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau. Xây dựng, chế tạo và sản xuất đều là những lĩnh vực mà thép chơi một vai trò quan trọng. Trong các dự án xây dựng và sản xuất, việc sử dụng thép đóng một vai trò không thể thiếu để đảm bảo tính an toàn và độ bền cho các sản phẩm và công trình.
Thép đóng vai trò gì trong sản xuất hằng ngày?
Trên đây là những thông tin chi tiết về giới hạn chảy của thép cũng như bảng quy cách để đáp ứng nhu cầu của khách hàng. Chúng tôi cam kết cung cấp những thông tin chính xác nhất, giúp khách hàng dễ dàng tham khảo và lựa chọn sản phẩm thép tấm phù hợp cho công trình của mình.
