Thép là một hợp kim có tính cứng với thành phần chính là sắt và carbon (0,02 – 2,14% theo trọng lượng) cùng một số thành phần khác.
Giới hạn chảy của thép chính là một trong những tính chất cơ học quan trọng ảnh hưởng đến độ bền cũng như sự dẻo dai khi sử dụng thép trong thực tế.
Do những tính chất cứng – chịu lực tốt, dẻo – đàn hồi tốt mà thép đã trở thành một trong những loại vật liệu sản xuất bu lông ốc vít, thanh ren, nở đạn… thông dụng nhất trong ngành cơ khí, kim khí, xây dựng mà rất có để có thể thay thế được.
Vậy giới hạn chảy của thép là gì? Hãy cùng Kim khí HPT tìm hiểu toàn bộ những thông tin quan trọng về giới hạn chảy của thép trong bài viết sau nhé.
Giới hạn chảy là gì?
Giới hạn chảy nói chung là ứng suất khi kim loại chảy (chiều dài kim loại tăng nhưng tải trọng không đổi) ứng với biến dạng dư không vượt quá 0,2%.
Hay theo một cách nói đơn giản khác thì giới hạn chảy là giới hạn của lực tác động (cụ thể ở đây là nhiệt độ) khiến cho kim loại bị biến dạng đàn hồi, không thể quay trở lại hình dạng ban đầu.
Các loại vật liệu có tính giòn cao thì có giới hạn chảy gần trùng với độ bền vật liệu.
Giới hạn chảy của kim loại được ký hiệu là σc và có công thức tính là:
Σc = Pc / F0 (kG/cm2).
Với Pc là tải trọng và F0 là diện tích tiết diện ban đầu.
Giới hạn chảy của thép là gì?
1. Khái niệm
Dựa theo định nghĩa về giới hạn chảy ở trên mà ta có thể hiểu được giới hạn chảy của thép là giới hạn lực mà thép sẽ bị biến dạng đàn hồi (chiều dài tăng mà trọng lượng không đổi) và không thể trở lại hình dạng ban đầu.
2. Những yếu tố ảnh hưởng đến giới hạn chảy của thép
Thép là vật liệu kim loại điển hình và các tính chất của thép hầu hết là do hàm lượng carbon quyết định.
Dựa vào đó, ta có thể phân loại thép ra thành các nhóm gồm:
- Vật liệu thép có hàm lượng carbon thấp: với hàm lượng carbon dưới 0,25%.
- Vật liệu thép có hàm lượng carbon trung bình: với hàm lượng carbon từ 0,25- 0,6%.
- Vật liệu thép có hàm lượng carbon cao: với hàm lượng carbon từ 0,6 – 2%.
Ngoài ra, hàm lượng các nguyên tố khác cũng ảnh hưởng ít nhiều đến tính chất của thép nên dựa vào đó ta cũng có thể phân loại thép ra thành các nhóm sau:
- Thép hợp kim thấp: Tổng hàm lượng các nguyên tố khác dưới 2,5%.
- Thép hợp kim trung bình: Tổng hàm lượng các nguyên tố khác từ 2,5 tới 10%
- Thép hợp kim cao: Tổng hàm lượng các nguyên tố khác trên 10%
Ở những tầng nhiệt độ khác nhau, thép có những tính chất khác nhau, cụ thể:
- Ở khoảng 45 độ C, thép có tính giòn và dễ nứt
- Ở khoảng 10 độ C, thép trở nên dẻo hơn
- Khoảng từ 500 – 600 độ C, thép có tính dẻo hơn và cường độ thép giảm.
Giới hạn chảy của thép có ý nghĩa ra sao?
Giới hạn chảy của thép biểu hiện cho độ dẻo của chúng nên rất quan trọng trước khi tiến hành ứng dụng sản xuất các loại thiết bị vật tư bởi thông số này biểu hiện cho giới hạn tối đa mà thép có thể chịu được khi tải trọng tác động vào.
Giới hạn chảy là một trong những yếu tố quyết định đến việc sử dụng phương pháp sản xuất nào (đúc, uốn, dập…).
Trong kỹ thuật kết cấu, thông số này đóng vai trò quyết định tới cơ chế phá hủy mềm từ từ của vật liệu. Thường thì sẽ không có sự phá hủy bất ngờ hoàn toàn vật liệu. Nhưng cần phải nắm rõ được giới hạn chảy của các loại vật liệu để có thể sử dụng nhiều kỹ thuật tác động làm tăng – giảm độ bền dẻo của vật liệu sao cho phù hợp với yêu cầu của các công việc khác nhau.
Và nhiệt luyện thép là một trong các phương pháp có thể thay đổi cơ tính của vật liệu, mà cụ thể ở đây là giới hạn chảy.
Cuối cùng, chỉ số về giới hạn chảy có ý nghĩa quan trọng đến việc lựa chọn loại thép để sản xuất các sản phẩm cơ khí, thiết bị vật tư phụ sao cho đạt cấp bền phù hợp.
Nhiệt luyện có thể giúp các sản phẩm từ thép tăng cấp bền
Bảng tra giới hạn chảy của thép
Bảng tra giới hạn chảy của các loại thép thông dụng
Dưới đây là bảng tra giới hạn chảy của những loại thép được sử dụng phổ biến trong sản xuất bu lông ốc vít, thanh ren, ty giằng, nở đạn, vòng đệm…
Loại
Tiêu chuẩn
Mác thép tương đương
Giới hạn chảy
Đặc điểm
CT3
ΓOCT 380-71
CT38
TCVN 1765-75
≥ 210
– Loại thép cán nóng thông dụng.
– Thường có dạng cán nóng ở trạng thái thường hóa và không được nhiệt luyện tiếp để tăng cấp bền.
– Thường sử dụng trong các cơ cấu, chi tiết máy thông thường không yêu cầu về khả năng chịu lực cao
SS400
(SS41)
JIS G3101-1987
C45
TCVN 1765-75
45
ΓOCT 1050-74
≥ 360
– Loại thép có kết cấu, có hàm lượng carbon vừa.
– Thường sản xuất ở dạng cán, ren, bán thành phẩm.
– Chủ yếu được sử dụng trong các chi tiết máy, rất tiện trong việc xác định chế độ gia công nóng và tính bền chi tiết.
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
– Loại thép hợp kim không gỉ thuộc họ Austenit, không có từ tính.
– Thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp hóa chất, chế biến thực phẩm, thiết bị y tế bởi có khả năng chống ăn mòn từ môi trường và hóa chất cực tốt.
SUS 304
JIS
304L
AISI
SUS 304L
JIS
≥ 175
SUS 316
(Inox 316)
JIS
≥ 205
– Tương tự thép inox 304 và Inox 304L, thép inox 316 cũng là thép không gỉ thuộc họ Austenit và không có từ tính.
– Có khả năng chống ăn mòn cao hơn inox 304.
– Và đương nhiên cũng được sử dụng sử dụng trong các ngành công nghiệp hóa chất, chế biến thực phẩm, thiết bị y tế bởi có khả năng chống ăn mòn từ môi trường và hóa chất cực tốt.
Thép inox có ứng dụng rất quan trọng trong đời sống thực tế, bạn có thể tìm hiểu thêm về loại bu lông được sản xuất bởi loại vật liệu này tại: sentayho.com.vn/bulong-inox-304
Bảng tra giới hạn chảy của các nhóm thép cốt thông dụng khác
Nhóm thép cốt
Đường kính (mm)
Giới hạn chảy (N/mm2)
Độ giãn dài tương đối (%)
– Thử uốn nguội C
– Độ dày trục cuốn d
– Đường kính thép cốt
CI
6-40
≥240
≥25
C = 0,5d
(180 độ)
CII
10-40
≥300
≥19
C = 3d
(180 độ)
CIII
6-40
≥400
≥14
C = 3d
(90 độ)
CIV
10-32
≥600
≥6
C = 3d
(45 độ)
Bảng tra giới hạn chảy các loại thép khác
Dưới đây là bảng tra giới hạn chảy các loại thép khác theo tiêu chuẩn thép các nước trên thế giới:
– Giới hạn chảy của Thép carbon theo tiêu chuẩn của Nga: GOST 380 – 88
Mác thép
Giới hạn bền sb (MPa)
Giới hạn chảy sc (MPa)
Độ giãn dài tương đối (%)
20 ~ 40 (mm)
40 ~ 100 (mm)
>100 (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
– Giới hạn chảy của 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
– Giới hạn chảy của 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
-Giới hạn chảy của 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
– Giới hạn chảy của 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 (%)
(mm)
16 ~ 40 (mm)
40 – 100 (mm)
>100 (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
Trên đây là những thông tin quan trọng về giới hạn chảy của thép. Nếu như các bác còn thắc mắc gì hay muốn đặt mua các sản phẩm sản xuất từ thép carbon như bu lông ốc vít, thanh ren, long đen, nở đạn.. vui lòng liên hệ với chúng em theo thông tin
CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ THƯƠNG MẠI HPT VIỆT NAM
Địa chỉ: Yên Vĩnh, Kim Chung, Hoài Đức, Hà Nội
Hotline: 0974 82 56 58
Email: [email protected]
