Thép kết cấu cacbon ASTM A36: Tính chất và ứng dụng

Thép ASTM A36 là thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho thép kết cấu cacbon được sử dụng rộng rãi. Bạn sẽ tìm thấy nó trong nhiều ứng dụng xây dựng, bao gồm các tòa nhà, cầu và các dự án kết cấu chung khác. Yêu cầu cốt lõi được xác định bởi tiêu chuẩn ASTM A36 là giới hạn chảy tối thiểu: 36 ksi (kilopound trên inch vuông), tương đương với 250 MPa (megapascal).

1. Tính chất cơ học của thép A36

Hiểu được độ bền cơ học của A36 là rất quan trọng để ứng dụng đúng cách:

• Độ bền kéo: Thông thường nằm trong khoảng từ 58 ksi đến 80 ksi (400 MPa đến 550 MPa).
• Cường độ chịu lực: Tối thiểu 36 ksi (250 MPa).
• Độ giãn dài: Chỉ số này đo độ dẻo. Đối với hình dạng kết cấu, thông thường là 21% đến 23% trong 2 inch (50 mm). Khoảng 20% trong 8 inch (200 mm) đối với tấm, thay đổi đôi chút theo độ dày.

2. Thành phần hóa học của thép A36

Thành phần hóa học của thép A36 được kiểm soát trong giới hạn cụ thể theo tiêu chuẩn ASTM:

• Cacbon (C): Tối đa 0,26% cho hình dạng và tấm; Tối đa 0,29% cho thanh.
• Mangan (Mn): 0,80-1,20% cho Hình dạng & Tấm; 0,60-0,90% cho Thanh. Lưu ý: Hàm lượng, đặc biệt là C và Mn, có thể được điều chỉnh cho các phần dày hơn để đảm bảo độ bền đồng đều.
• Silic (Si): Tối đa 0,40%.
• Phốt pho (P): Tối đa 0,040%.
• Lưu huỳnh (S): Tối đa 0,050%.
• Đồng (Cu): Khi được chỉ định để tăng khả năng chống ăn mòn trong khí quyển, thường yêu cầu tối thiểu 0,20%.

3. Thép A36 Các dạng có sẵn và ứng dụng phổ biến

Thép A36 là vật liệu đa năng được cung cấp dưới nhiều hình thức khác nhau:

• Đĩa
• Thanh
• Hình dạng kết cấu (như dầm chữ I, góc, kênh)

Hiệu suất đáng tin cậy của nó làm cho nó phù hợp với:

• Khung và kết cấu xây dựng nói chung.
• Các thành phần của cầu.
• Tấm đế.
• Bồn hàn (thường có các yêu cầu cụ thể, ví dụ, để chứa nước, có thể cần phải sửa đổi A36).
• Bu lông neo (ứng dụng cho thép mềm).

Trong khi các loại thép cường độ cao mới hơn (như ASTM A992) thường được sử dụng trong xây dựng tòa nhà hiện đại, thép A36 có lịch sử lâu dài. Nó vẫn là lựa chọn đáng tin cậy và kinh tế cho nhiều nhu cầu về kết cấu khi được thiết kế và chế tạo đúng cách.

4. Cân nhắc về khả năng hàn của thép A36

Thép A36 dễ hàn. Tuy nhiên, hàn thành công đòi hỏi phải chú ý đến từng chi tiết:

• Sử dụng đúng quy trình: Sử dụng kỹ thuật hàn phù hợp với độ dày và thiết kế mối hàn.
• Lựa chọn kim loại phụ: Chọn vật tư hàn (que, dây) đáp ứng hoặc vượt quá yêu cầu về độ bền tối thiểu của thép A36.
• Sức mạnh tiềm ẩn quá mức: A36 thường thể hiện cường độ thực tế cao hơn một chút so với mức tối thiểu được chỉ định. Có thể thận trọng khi thiết kế kích thước mối hàn dựa trên các giả định về cường độ cao hơn một chút (tương tự như đối với thép Cấp 50) cho các mối hàn quan trọng để đảm bảo hiệu suất mối nối đầy đủ.

5. Độ bền và các yếu tố thiết kế của thép A36

• Khả năng chống gãy: A36 có nhiệt độ chuyển tiếp từ dẻo sang giòn cao hơn một số loại thép kết cấu chuyên dụng, nhưng việc sử dụng rộng rãi cho thấy hiệu suất đáng tin cậy chống gãy giòn trong điều kiện sử dụng bình thường khi được thiết kế phù hợp. Tránh các khía sắc, tập trung ứng suất cao và nhiệt độ sử dụng thấp bất thường.
• Sự rách lớp: Khả năng rách lớp nên được đánh giá trong quá trình thiết kế tại các mối nối nơi lực căng có thể tác dụng xuyên qua độ dày của tấm.

6. Chi tiết thông số kỹ thuật

Khi đặt hàng hoặc chỉ định thép A36:

• Tên gọi đầy đủ: Tham khảo tiêu chuẩn đầy đủ “ASTM A36”.
• Chỉ định hình thức: Nêu rõ hình dạng sản phẩm yêu cầu (tấm, thanh, hình dạng) và kích thước.
• Yêu cầu bổ sung: Lưu ý bất kỳ yêu cầu đặc biệt nào (ví dụ: phương pháp khử trùng cụ thể cho ứng dụng trong bể chứa, bổ sung đồng để chống ăn mòn).
• Bối cảnh quan trọng:  Việc sử dụng các thành phần cụ thể như tấm chịu lực hoặc thanh chịu lực có thể được điều chỉnh bởi các điều khoản cụ thể trong tiêu chuẩn A36 hoặc các quy định thiết kế liên quan.

7. Điểm tương đương