Thép là gì? Thép là một hợp kim của là sắt (Fe). Với thành phần chính là Sắt với cacbon (C), từ 0,02% đến 2,14% theo trọng lượng, và một số nguyên tố hóa học khác.

Cacbon (C) và các nguyên tố khác làm làm tăng độ cứng, hạn chế sự di chuyển của nguyên tử sắt trong câu trúc tinh thể dưới tác động của nhiều nguyên nhân khác nhau.

Số lượng và tỷ lệ của các nguyên tố trong thép nhằm mục đích cho ra sản phẩm theo nhu cầu như: Chất lượng độ cứng, độ đàn hồi, tính dễ uốn, và sức bền kéo đứt. Ví dụ như: 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.

Thép là kim loại nên có ánh kim, dẫn điện, dẫn nhiệt mạnh. Ở nhiệt độ 500 độ C – 600 độ C, thép trở nên mềm dẻo, cường độ giảm. Ở nhiệt độ -10 độ C tính dẻo giảm. Ở nhiệt độ -45 độ C thép giòn, dễ nứt. Khối lượng riêng của thép từ 7,8 đến 7,85 g/cm3.

Mỗi chủng loại thép có nhiều mác thép khác nhau. Các mác thép khác nhau về đặc điểm vật lý và hóa học do có sự điều chỉnh về thành phần và tỉ lệ nguyên vật liệu được thêm vào trong quá trình sản xuất. Các nhà sản xuất kiểm soát tỉ lệ tham gia của các nguyên tố này nhằm tạo ra các mác thép như ý muốn.

Xem thêm bài viết: quy trình sản xuất thép.

2. Tính chất của thép là gì? 
Thép có các đặc tính cơ bản đó là tính dẻo, tính cứng, tính bền, khả năng chống oxi hóa của môi trường, khả năng đàn hồi và tính hàn.
​Các đặc tính chất này được quyết định bởi các nguyên tố hóa học như cacbon(C), mangan(Mn), sắt(Fe), nitơ(N), lưu huỳnh(S)…
Lượng cacbon (C) có trong thép càng ít thì độ dẻo của thép càng tăng. và hàm lượng cacbon(C) trong thép càng nhiều thì giúp thép cứng hơn, đồng thời làm giảm tính dễ uốn và giảm tính hàn.
Hàm lượng carbon(C) trong thép tăng lên cũng kéo theo giảm nhiệt độ nóng chảy của thép.
* Ngoài ra thép còn làm tăng thêm độ cứng và hạn chế sự di chuyển của nguyên tử sắt trong cấu trúc tinh thể. Dưới sự tác động của nhiều nguyên nhân khác nhau. Hàm lượng và tỷ lệ khác nhau của các nguyên tố sẽ kiểm soát các mục tiêu chất lượng như độ cứng, độ đàn hồi, tính dễ uốn, và sức bền kéo đứt của thép. Thép có cacbon(C) cao có thể tăng cường độ cứng và cường lực kéo đứt so với sắt(Fe), nhưng lại giòn và dễ gãy hơn.

3. Phân loại thép.
Phân loại thép là gì? Có nhiều tiêu chí để phân loại thép trên thị trường. Tuy nhiên được sử dụng nhiều nhất đó là phân loại thép theo thành phần nguyên tố hóa học. Đây chính là yếu tố quan trọng ảnh hướng tới đặc tính và tính chất của thép.

Thông thường chúng được chia thành 2 loại chính đó là: Thép cacbon và thép hợp kim. Và một cách phân loại khác như: theo phục đích sử dụng, theo chất lượng thép….

3.1. Phân loại theo thành phần hóa học của thép là gì.

3.1.1. Theo hàm lượng Cacbon
Thép cacbon là loại thép có thành phần chính là sắt (Fe) và Cacbon (C) các nguyên tố khác không đáng kể. Khi tăng hay giảm hàm lượng Cacbon(C), Thép sẽ thay đổi tính chất: độ dẻo giảm, cường độ chịu lực và độ giòn tăng. Theo tiêu chuẩn Nga ГОСТ 380-71, ГОСТ 1050-75 thì chúng được chia làm 3 loại:

Thép Cacbon thấp: Thép có hàm lượng Cacbon(C) trung bình không vượt quá 0,25%. Đặc điểm: Độ dẻo dai cao nhưng độ bền thấp.
Thép Cacbon trung bình: Thép có hàm lượng Cacbon trung bình từ 0,25-0,6%. Đặc điểm: Độ bền và độ cứng cao, dùng để chế tạo các chi tiết máy chịu tải trọng tĩnh và chịu va đập cao.
Thép Cacbon cao: Thép có hàm lượng Cacbon(C) trung bình từ 0,6-2%. Dùng để chế tạo dụng cụ cắt, khuôn dập, dụng cụ đo lường,…
Ghi chú: Thép Cacbon chiếm tỉ trọng lớn nhất trong tổng sản lượng thép (khoảng 80-90%).

3.1.2. Theo tổng hàm lượng hợp kim khác.
Để tạo ra những loại Thép có tính chất vật lý, kỹ thuật phù hợp với nhu cầu sử dụng. Các chất như: mangan (Mn), crôm (Cr), niken (Ni), nhôm (Al), đồng (Cu),… sẽ được thêm vào thép. Chúng cũng chia ra làm 3 loại theo Tiêu chuẩn Nga ГОСТ 4543-71, ГОСТ 5632-72, ГОСТ 14959-79:

Thép hợp kim thấp: Thép có tổng hàm lượng các hợp chất khác từ 2,5% trở xuống.
Thép hợp kim vừa: Thép có tổng hàm lượng các hợp chất khác từ 2,5-10%.
Thép hợp kim cao: Thép ó tổng hàm lưcợng các hợp chất khác >10%.
Lưu ý: Thép hợp kim có độ bền cao hơn hẳn thép cacbon, nhất là sau khi tôi và ram. Trong xây dựng, thường dùng Thép hợp kim thấp với thành phần các nguyên tố khác khoảng ~1%.

3.2. Theo mục đích sử dụng.
Phân loại theo mục đích thép là gì? Tùy thuộc vào những mục đích khác nhau, Thép cũng được chia ra làm nhiều loại:

Thép kết cấu: Thép thường có độ bền, dẻo dai cao, chịu lực, chịu tải khối lượng lớn. Chuyên dùng để sản xuất, chế tạo và sử dụng trong ngành xây dựng, lắp ráp và chế tạo máy, cơ khí Như: lắp dựng nhà tiền chế, kho xưởng, nhà máy….
Thép dụng cụ: Thường có độ cứng cao, bền, chịu lực và chống ăn mòn tốt. chuyên dùng để chế tạo dụng cụ gia dụng, thiết bị đo lường, chế tạo khuôn dập, máy cắt, gọt,…
Thép có tính chất vật lý đặc biệt: Một số tính chất độc đáo như từ tính, hệ số nở dài thấp,… rất có ích trong một số trường hợp như để tạo Thép kỹ thuật điện,…
Thép có tính chất hóa học đặc biệt: Chúng ta có các loại Thép như Thép cuôn chịu nóng, thép không gỉ, thép bền nóng,…
Lưu ý: Thép kết cấu được chia làm 2 loại là Thép xây dựng và Thép chế tạo máy. Thép xây dựng thường có dạng thép cuộn, thép tấm rộng ghép lại, có độ dẻo cao để dễ uốn lắp ghép, độ dai cao để khó bị giòn, tính hàn tốt. Thép chế tạo máy cần chất lượng cao hơn thép xây dựng. như: Thép tạo khuôn mẫu, Thép tròn đặc, thép vuông đặc…

Xem thêm bài viết: Thép xây dựng là gì?

Xem thêm bài viết: Thiết kế và gia công khuôn mẫu.

3.3. Theo chất lượng Thép.
Chất lượng của thép ngoài thành phần Cacbon còn được giám định qua tỷ lệ % của 1 số tạp chất khác như Lưu Huỳnh (S) và Photpho (P). Tỷ lệ tạp chất càng thấp, chất lượng Thép càng cao. Chúng ta có