Thành phần cấu tạo của thép – tôn xây dựng gồm nguyên tố nào?

Có thể nói các vật liệu sắt, thép, tôn, xà gồ là vật liệu phổ biến, quan trọng nhất hiện nay. Tất cả các ngành nghề lớn nhỏ đều phải dùng trực tiếp hoặc gián tiếp dùng tới những vật liệu này. Vậy thành phần cấu tạo của thép, sắt, xà gồ như thế nào? Mình cùng đi tìm hiểu về chúng nào?

Tìm hiểu về cấu tạo chung của thép, sắt, tôn, xà gồ

1/ Đặc tính yêu cầu chung của các loại vật liệu

Chúng ta ta biết Thép là hợp kim của sắt, cacbon và một số nguyên tố khác. Trên thế giới có hơn 3000 loại thép khác nhau. Hàng năm, để đáp ứng nhu cầu phát triển đa dạng của con người. Các nhà nghiên cứu đã phát minh và sáng chế ra nhiều loại vật liệu khác nhau. Như các loại loại thép mới, tôn, xà gồ… với các tính năng vượt trội. Để đáp ứng nhu nhiều khác nhau của con người.

 

Đặc tính yêu cầu chung của các loại vật liệu thép, sắt, tôn, xà gồ phải đảm bảo là gì?

–  Tính dẻo: Là khả năng biến dạng khi tác dụng một lực cơ học đủ mạnh lên vật liệu. Như uốn, rèn, dát mỏng.

–  Tính bền: Khả năng chống lại các tác dụng của lực bên ngoài mà không bị phá hỏng.

–  Tính cứng: Khả năng chống lại biến dạng dẻo cục bộ khi có ngoại lực tác dụng lên kim loại thông qua vật nén.

–  Tính chịu nhiệt: Là độ bền của kim loại đối với sự ăn của ôxy trong không khí ở nhiệt độ cao.

–  Khả năng đàn hồi: Là khả năng trở về hình dáng ban đầu của vật liệu sau khi loại bỏ ngoại lực.

–  Tính hàn: Khả năng tạo thành sự liên kết giữa các phần tử khi nung nóng chỗ hàn đến trạng thái chảy hay dẻo.

–  Khả năng chống oxi hóa của môi trường. Như không gỉ, chống ăn mòn trong axit, badơ, muối.

 

​

2/ Cấu tạo chung của các loại vật liệu thép, sắt, tôn, xà gồ.

Như chúng ta đã biết:  Thép là hợp kim của sắt, cacbon và các nguyên tố kim loại khác. Xà gồ là những sản phẩm của thép như thép hình U, C, thép hộp…. Tôn là một loại vật liệu được làm từ các tấm kim loại (tấm thép) được phủ một lớp mạ và gia cố thêm các vật liệu chống nóng khác.

Vậy ta có thể nói cấu tạo chung của các vật liệu chính là cấu tạo của thép.

Thép chính là hợp kim giữa sắt và cacbon. Với thành phần cacbon không vượt quá 2,14 %. Ngoài ra trong thành phần của thép còn có các kim loại khác như magan, kẽm, nitơ, lưu huỳnh, photpho,…

Với hàm lượng: C < 2,14%, Mn ≤ 0,8%, Si ≤ 0,4 %, P ≤ 0,05%, S ≤ 0,05%. Ngoài ra có thể có một lượng nhỏ các nguyên tố Cr, Ni, Cu (≤ 0,2 %),W, Mo, Ti (≤ 0,1%).

Vì vậy để biết về cấu tạo các vật liệu thép, sắt, tôn, xà gồ. Ta cùng đi tìm hiểu về phân loại và thành phần cấu tạo của thép.

Phân loại thép và tỉ lệ các thành phần kim loại trong thép.

Theo cách phân loại về thành phần hóa học, chúng ta chia thép thành 2 loại: Thép cacbon và thép hợp kim.

1/ Thép cacbon

Cacbon (C): là nguyên tố quan trọng nhất, quyết định tổ chức, tính chất và công dụng của thép. Thép cacbon chiếm tỉ trọng lớn nhất trong tổng sản lượng thép khoảng 80% – 90 %. Và các kim loại khác như: Mangan (0,4 – 0,65%), Silic (0,12 – 0,3%), lưu huỳnh, photpho (<0,07%).

C sẽ làm giảm độ dẻo và độ dai va đập. Khi %C tăng trong khoảng 0,8 – 1% thì độ bền và độ cứng cao nhất nhưng khi vượt qua 1% thì độ bền và độ cứng bắt đầu giảm.

Theo %C có thể chia thép làm 4 nhóm có cơ tính khác nhau:

–  Thép cacbon thấp  (%C ≤ 0,25%): Thép có dẻo, dai nhưng có độ bền và độ cứng thấp.

–  Thép cacbon trung bình (%C từ 0,3 – 0,5%).

–  Thép cacbon tương đối cao (%C từ 0,55 – 0,65%).

– Thép cacbon cao (%C ≥ 0,7%): Thép có độ cứng cao.

 

 

2/ Thép hợp kim

Thép hợp kim có độ bền cao hơn hẳn thép cacbon, nhất là sau khi “Tôi và Ram“. Những nguyên tốt kim loại như đồng (Cu), crôm (Cr), niken (Ni)… Nhằm tăng cường độ, tính dai, tính năng cơ học và khả năng chống gỉ của thép.

Đối với thép hợp kim thì có thể phân loại thành các loại sau:

– Hợp kim thấp: Thành phần các nguyên tố hợp kim trong thép không vượt quá 2,5 %

– Hợp kim trung bình: Thành phần các nguyên tố hợp kim trong thép chiếm từ 2,5 đến 10 %

– Hợp kim cao: Thành phần các nguyên tố hợp kim trong thép cao hơn 10 %

Các nguyên tố: Mn và Si là các tạp chất có lợi, có công dụng khử ôxy.

Ngược lại các nguyên tố: P, S là các tạp chất có hại, làm giảm cơ tính của thép. Ảnh hưởng tới chất lượng và phân loại thép.

Hình ảnh một loại tôn cuộn làm từ thép hợp kim.

 

3/ Vai trò của các hợp kim trong thành phần các vật liệu thép, sắt, tôn, xà gồ. 

Các hợp kim có vai trò quyết định tính chất của các vật liệu nói chung và thép nói riêng. Chúng được thể hiện như sau:

CACBON (C): C có mặt trong thép giúp tăng khả năng chịu ăn mòn, tạo đặc tính cứng và bền cho thép.

NIKEN (Ni): Ni có mặt trong vật liệu giúp thép bền và dẻo dai hơn.

MANGAN (Mn): Mn được thêm vào thép nhằm khử oxi hóa trong quá trình nấu chảy để ngăn ngừa hình thành các chất bẩn sunfua sắt làm cho thép bị nứt.

SILIC (Si) và ĐỒNG (Cu): Được thêm vào một lượng nhỏ nhằm chống lại sự ăn mòn của Axit Sunfuric (H2SO4).

NITƠ (Ni): Khi hàm lượng C thấp sẽ giảm tính bền của thép. Ni được thêm vào trong trường hợp này để tăng thêm độ bền cho thép.

MOLYDEN (Mo): Là chất phụ gia được thêm vào nhằm chống hiện tượng mòn lỗ chỗ bề mặt vật liệu.

LƯU HUỲNH (S): S được thêm vào giúp tăng hiệu suất gia công. Tuy nhiên, người ta thêm S với một hàm lượng nhỏ bởi vì sự có mặt của S là một trong những nguyên nhân xuất hiện Sunfua bẩn.

CROM (Cr): Là thành phần quan trọng giúp thép có khả năng chống lại sự oxi hóa từ môi trường. Thông thường thành phần Cr được điều chỉnh theo một tỉ lệ thích hợp trong hợp kim. Tỉ lệ Cr có mặt trong thép từ 10.5% – 26%. Hàm lượng Cr càng nhiều thì khả năng chống gỉ càng cao. Lớp Cr được thêm vào, giúp tạo ra một lớp màng bảo vệ trong suốt trên bề mặt thép mà mắt thường không nhìn thấy được. Lớp màng này không làm mất đi tính sáng bóng của thép.​

 

Thành phần cấu tạo chính của các sản phẩm tôn, sắt, thép, xà gồ

1/ Thành phần cấu tạo của Tôn

Thành phần của các loại Tôn dùng trong xây dựng nhà ở chủ yếu được làm bằng thép hoặc nhôm. Các kim loại phụ gia khác như kẽm, đồng và Titan được sử dụng để tăng thêm những tính năng chống gỉ cho vật liệu.

Tấm lợp ban đầu được sản xuất với dạng ván dài, mỏng. Cuộn thành cuộn lớn ở các nhà máy thép. Sau đó, chúng được phủ một lớp phủ hợp kim để chống gỉ. Rồi sử dụng dòng sơn tốc độ cao, nung ở nhiệt độ cao.

Cuộn thép đã được sơn vận chuyển đến một nhà sản xuất tấm lợp. Tại đây vật liệu lợp mái được tạo hình bằng cách sử dụng máy ép lớn để dập tạo thành tấm lợp có hình dạng riêng biệt.

Nhôm lợp cũng được thực hiện một quá trình tương tự ngoại trừ việc không cần trải qua bước phủ lớp phủ kim loại.

a/ Về lớp phủ kim loại

Toàn bộ bề mặt mái lợp hợp kim được phủ một lớp kim loại bảo vệ để chống gỉ. Nó ở trong và tách biệt với lớp sơn tạo màu cho sản phẩm. Có hai loại lớp phủ kim loại thường sử dụng:

– Mạ kẽm: mạ kẽm 100% tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng sản phẩm.

– Galvalume hoặc Zincalume: Một loại hợp kim của nhôm và kẽm (55 % nhôm và 45% kẽm)

Độ dày của lớp phủ hợp kim khác nhau phụ thuộc vào ứng dụng của sản phẩm lợp mái trong thực tế. Lớp mạ càng lớn, lớp bảo vệ chống gỉ sét càng kéo dài.

b/ Cấu tạo các loại tôn phổ biến hiện nay

Hiện nay trên thị trường phổ biến 3 loại tôn đó là: Tôn cán sóng, tôn lạnh và tôn cách nhiệt (tôn mát).

Tôn cán sóng: Là loại tôn mạ kẽm và được sơn phủ nhằm tạo tính thẩm mỹ cho công trình.

Tôn lạnh

Là loại tôn chỉ có một lớp và có lớp mạ là hợp kim nhôm kẽm. Trong lớp mạ này nhôm chiếm 55%, kẽm chiếm 43,5% và chất Sillicon chỉ chiếm có 1,5%. Loại tôn này được gọi là tôn lạnh là bởi vì đây là loại tôn có khả năng phản xạ tối đa tia nắng từ mặt trời nhờ bề mặt sáng bóng. Vì vậy các công trình hay ngôi nhà được lợp bằng loại tôn này luôn khá là mát mẻ.

Tôn mát

Hay còn gọi là tôn 3 lớp, tôn cách nhiệt, tôn chống ồn.

 

2/ Thành phần cấu tạo của thép

Như đã tìm hiểu về cấu tạo thép ở trên. Xét về thành phần hóa học thép chia làm 2 loại là thép cacbon và thép hợp kim. Chúng ta có thể xét thêm về ứng dụng của các loại thép này trong các ngành công nghiệp như thế nào?

Thép hợp kim: Với những ưu điểm vượt trội độ bền, độ sáng bóng và khả năng oxi hóa. Ứng dụng trong lãnh vực gia công cơ khí như: Chế tạo máy, chế tạo dụng cụ, làm khuôn đúc công nghiệp….

Thép cacbon: Ứng dụng nhiều trong sản xuất các loại thép, như thép hình, thép hộp, thép tròn…. Kết hợp các công nghệ mạ kẽm để sản xuất ra nhiều loại thép khác nhau. Phục vụ cho nhiều nhu cầu như trong lãnh vực xây dựng, làm cầu đường, nhà xưởng…

c/ Cấu tạo thép xà gồ.

Thép xà gồ chính là các loại thép hình U, C… và các loại thép hộp chữ nhật, thép hộp vuông và thép ống.

Vì vậy khi xét về cấu tạo xà gồ ta chỉ cần tìm hiểu về cấu tạo của thép phải không nào?

Xà gồ thép hiện nay đang ngày càng sử dụng phổ biến ngày càng nhiều hơn. Bạn có thể tìm hiểu thêm về xà gồ