Thép
ớ ừ 0,02% đ n 2,06% ế s tắ (Fe), v i ớ cacbon (C), t hóa h c ố ượ v i thành ph n chính là ầ ộ ố nguyên t ng, và m t s ể ủ ể ướ ố s t trong c u trúc tinh th d ử ắ ng khác nhau c a các nguyên t ủ ụ ụ ấ ượ cacbon cao có th tăng c l ộ ườ ự ứ ớ ắ ộ ố i ỷ ệ ư ễ ạ ọ khác. Chúng làm tăng đ c ng, h n ộ ứ ề i tác đ ng c a nhi u ộ ủ ấ l c a chúng và t ỷ ệ ủ ng nh đ c ng, đ đàn ư ộ ứ ng đ ể hòa tan t ở ả ở ạ ọ ơ
ớ t v i s t rèn, vì s t rèn có r t ít hay ắ ấ ơ ệ ớ ắ ườ ệ i ta g i ngành công nghi p ơ ườ ượ ng là ít h n 0,035%. Ngày nay ng ư ệ ắ ọ ị ọ
Thép là h p kimợ theo tr ng l ọ ch s di chuy n c a nguyên t ế ự nguyên nhân khác nhau. S l ố ượ trong thép nh m m c đích ki m soát các m c tiêu ch t l ể ằ h i, tính d u n, và s c b n kéo đ t. Thép v i t ứ ề ể ố ớ ỷ ệ ồ i giòn và d gãy h n. T l ng l c kéo đ t so v i s t, nh ng l c ng và c ơ ạ ứ ườ ứ tr ng thái Austenit) x y ra ng ( đa c a carbon trong s t là 2,06% theo tr ng l ắ ượ ủ t đ hòa tan th p h n trong quá trình ng cacbon cao h n hay nhi 1.147 đ C; n u l ơ ệ ộ ế ượ ộ ấ ng l c kém h n. Pha tr n v i cacbon cao ẽ xementit có c s n xu t, s n ph m s là ộ ự ẩ ấ ả ả c phân bi ẽ ượ gang. Thép cũng đ c h n 2,06% s đ ơ không có cacbon, th ườ thép (không g i là ngành công nghi p s t và thép), nh ng trong l ch s , đó là 2 s n ả ế ph m khác nhau. Ngày nay có m t vài lo i thép mà trong đó cacbon đ ạ ộ ẩ b ng các h n h p v t li u khác, và cacbon n u có, ch là không đ ằ ử c thay th ượ c a chu ng. ộ ượ ư ậ ệ ế ỗ ợ ỉ
i ta đã ch t o thép v i nhi u ph ụ ườ ư ng ệ ng pháp kém hi u ớ ư ế ạ ươ ươ ả ơ ệ ử ề ệ ở ớ ổ ế ộ ơ ạ ấ ư ươ ả ổ th ữ ế c s n xu t hàng lo t ít t n kém. Trong ố ạ ả ng pháp th i ôxy, thì giá thành s n ạ ượ ả t h n nh ph ủ ệ ố ơ ấ ượ ộ ng c a kim lo i. Ngày nay thép là m t trong i và là thành ph n chính trong xây d ng, đ Ph c H ng c th i kì Tr ờ ướ ng pháp có hi u qu h n thì vi c s qu , nh ng đ n th k 17 sau tìm ra các ph ế ỉ ế ả d ng thép tr nên ph bi n h n. V i vi c phát minh ra quy trình Bessemer vào gi ệ ụ k 19, thép đã tr thành m t lo i hàng hoá đ ở ỉ quá trình s n xu t càng tinh luy n t ấ xu t càng th p đ ng th i tăng ch t l ồ ờ nh ng v t li u ph bi n nh t trên th gi ổ ế ấ ậ ệ ế ớ ấ ữ ồ ự ấ ầ
c phân thành nhi u c p b c và đ ườ ượ ề ấ ậ ượ c dùng, công nghi p c khí. Thông th ệ ơ các t ng thép đ ch c đánh giá xác nh n theo chu n riêng. ẩ ậ ổ ứ
Đ c tính
ặ
ề ơ ả s tắ không t n t ư ư ầ ố ạ i khi k t h p v i ế ợ v i ồ ạ ở ỏ Trái Đ tấ d . S t ớ ôxy ho c ặ l u huỳnh ắ ở ạ i d ng ướ ạ ậ d ng khoáng v t
ế , nó ch t n t ỉ ồ ạ 2O3-m t d ng c a ộ ạ c l y t ắ ượ ấ ừ ặ ằ ặ ế ợ ắ ớ ượ hoá h c nh ọ luy n kimệ ố ể ạ ớ đi m nóng ch y 250 ử ư cacbon. Quá trình này đ ượ ọ ả th p h n. ấ ộ nhi ắ ả ở 1.392 c ẽ ượ gang, nóng ch y °C. T t c nhi ấ ả c. Khi t l ớ t đ này có th đ t đ ệ ộ ướ ươ Cũng nh h u h t các kim lo i, v c b n, nguyên t bao g m Fe ồ sunfit s t. S t đ ắ nguyên t đ u tiên cho kim lo i v i ầ 1.080 °C, trong khi thi cế nóng ch y 2,06% s đ các ph nhanh kho ng 800 ủ ôxít s tắ có trong khoáng v t ậ hematit, và FeS2 - qu ngặ qu ng b ng cách kh ôxy ho c k t h p s t v i m t ộ c áp d ng l n , đ c g i là ầ ụ ệ ộ ơ t đ h n ơ Đ ngồ nóng ch y ả ở ơ °C. Pha tr n v i cacbon trong s t cao h n c v i ể ạ ượ ớ ôxy hoá tăng ỉ ệ ng có ôxy th p. c s d ng ít nh t 6.000 năm tr ấ °C thì vi c luy n kim ph i di n ra trong môi tr ả ệ ả ở ượ ử ụ ệ ng pháp cũ đã đ ả ườ ễ ấ
ấ ấ nhi t đ bình th ệ ề ạ ặ ng. ươ ữ ấ ượ Ở ệ ộ ố ng nh cacbon (không quá 0,02% tâm kh i (BCC) sang tâm m t (FCC), đ ổ ộ nhi ở ặ ố ấ ệ ư ề ể ộ ể ạ ỏ ộ ơ ỏ ỗ ề ỏ ồ ờ ể ắ ấ ộ ợ ạ ỗ ợ ọ ề ộ ẫ cacbon và s tắ có th hình thành nên r t nhi u Trong quá trình luy n thép vi c tr n l n ể ệ ệ c đi u này là r t quan c u trúc khác nhau v i nh ng đ c tính khác nhau. Hi u đ ể ượ ớ ấ ấ ủ ng, d ng n đ nh nh t c a tr ng đ luy n thép có ch t l ị ườ ể ọ ng tâm kh i (BCC) hay s t, m t ch t li u kim lo i ạ s t là s t ắ ferrit có c u trúc l p ph ấ ệ ắ ắ ậ ấ °C). m m, có th phân hu m t l t đ 911 ỏ ỷ ộ ượ ề ệ ộ ể ượ ọ c g i °C thì ferrit s chuy n t N u trên 911 ể ừ ẽ ế ỷ là austenit, lo i này cũng là m t ch t li u kim lo i m m nh ng nó có th phân hu ạ ạ t đ 1.147 °C). M t cách đ lo i b cacbon ra nhi u cacbon h n ( 2,06% cacbon nhi ệ ộ d ng kh i austenit là lo i xementit ra kh i h n h p đó, đ ng th i đ s t nguyên ch t ấ ở ạ ợ ạ ứ ferit và t o ra h n h p xementit-ferrit. Xementit là m t h p ch t hoá h c có công th c là Fe3C.
Thép hi n đ i ạ ệ
c ch t o b ng nhi u các nhóm h p kim khác nhau, tùy theo thành ợ ế ạ ề cho vào mà cho ta các s n ph m phù h p v i công ả ớ ẩ chính là ồ ố ợ ế Thép cacbon bao g m hai nguyên t ả tr ng các s n ph m thép làm ra. Thép h p kim th p có đ b n cao ẩ ấ khác (luôn <2%), tiêu bi u 1,5% ố ể ượ ấ đ ợ ợ s tắ và cacbon, đ cượ ộ ề mangan, đ ng th i ờ ồ c pha tr n v i các nguyên t ớ ộ ố ng ộ ườ molypden, mangan, crom, ho c ặ niken, trong kho ng t ng c ng ả ổ ọ ượ ỉ ng h p có k t h p v i ợ Thép hi n đ i đ ằ ạ ượ ệ ph n hóa h c c a các nguyên t ố ọ ủ ầ d ng riêng r c a chúng. ẽ ủ ụ chi m 90% t ỷ ọ b sung thêm m t vài nguyên t ộ ổ cũng làm giá thành thép tăng thêm. Thép h p kim th p khác, thông th không quá 10% trên t ng tr ng l dùng có ít nh t 10% đích ch ng l ằ tính . ố ng. Các lo i ạ thép không gỉ và thép không g chuyên ớ niken, nh m m c ụ ấ ườ ề t ạ ự ăn mòn. M t vài lo i thép không g có đ c tính không i s ừ ổ crom, trong nhi u tr ộ ế ợ ặ ạ ỉ
ư thép d ng cụ ụ đ ợ ư ộ ạ nh ữ ệ ấ Thép hi n đ i còn có nh ng lo i nh ệ ữ ạ đáng k b ng các nguyên t ể ằ đ t đ n kh năng bão hoà. Nh ng ch t này là ả ạ ế t luy n tính nhi ủ ệ c ượ h p kim hóa v i s l ớ ố ượ ng ố ư vonfram hay coban cũng nh m t vài nguyên tố khác ặ tác nhân k t t a ế ủ giúp c i thi n các đ c ả ụ ắ ọ c ng d ng nhi u vào các công c c t g t ề ụ ệ c a thép. Thép d ng c đ ụ ượ ứ ụ
ậ ư mũi khoan, dao ti nệ , dao phay, dao bào và nhi u ng d ng cho các v t ề ứ ụ kim lo i, nh ạ li u c n đ c ng cao. ộ ứ ệ ầ
