Thép Cacbon Q235: Thông số kỹ thuật và ứng dụng

Thép cacbon Q235 là thép kết cấu cacbon được sử dụng rộng rãi, được công nhận về độ tin cậy trong nhiều ứng dụng chế tạo và xây dựng. Tổng quan này nêu chi tiết các thông số kỹ thuật của thép theo các tiêu chuẩn có liên quan.

1. Hiểu về phân loại thép cacbon Q235

Thép Q235 được định nghĩa theo tiêu chuẩn Trung Quốc GB/T 700-2006. Ký hiệu này biểu thị:

• “Q”: Biểu thị giới hạn chảy.
• “235”: Biểu thị giới hạn chảy tối thiểu là 235 MPa.

2. Thành phần hóa học của thép cacbon Q235

Thành phần hóa học thay đổi đôi chút giữa các cấp chất lượng được xác định bởi GB/T 700-2006. Ví dụ, Q235A thường chứa:

• Cacbon (C):14%−0.22%
• Silic (Si):≤0,30%
• Mangan (Mn):≤1,40%
• Phốt pho (P):≤0,045% (Lưu ý: Các nguồn khác nhau có thể liệt kê giới hạn P/S tối đa hơi khác nhau đối với Hạng A)
• Lưu huỳnh (S):≤0,050% (Lưu ý: Các nguồn khác nhau có thể liệt kê giới hạn P/S tối đa hơi khác nhau đối với Hạng A)
• Nitơ (N):≤0.008% (Đối với Q235A, B, C)
• Các nguyên tố còn lại như Niken (Ni), Đồng (Cu) và Asen (As) cũng có giới hạn quy định.

Các loại Q235B, C và D có mức kiểm soát ngày càng chặt chẽ hơn về hàm lượng carbon và tạp chất.

3. Tính chất cơ học của thép cacbon Q235

Tính chất cơ học của Q235, theo GB/T 700-2006, phụ thuộc vào độ dày vật liệu. Các tính chất chính bao gồm:

• Sức chịu lực (ReH​): Độ dày ≤16 mm là 235 MPa, 16-40 mm là 225 MPa và >40 mm là 215 MPa.
• Độ bền kéo (Phòng​): Thông thường dao động từ 315–490 N/mm², thay đổi tùy theo độ dày.
• Độ giãn dài (A%): Thay đổi tùy theo độ dày và cấp độ.

4. Xử lý nhiệt và cải thiện bề mặt thép cacbon Q235

Mặc dù thường được sử dụng ở trạng thái được giao, Q235 có thể trải qua xử lý nhiệt đối với các yêu cầu cụ thể:

• Chuẩn hóa: Thường được thực hiện ở nhiệt độ khoảng 900-920℃.
• Làm cứng bề mặt: Đối với các ứng dụng cần khả năng chống mài mòn được cải thiện (ví dụ: khuôn đơn giản, dụng cụ cho vật liệu mềm hơn), có thể áp dụng các kỹ thuật như thấm cacbon, thấm cacbonit hoặc các quy trình làm nguội chuyên dụng. Với các phương pháp xử lý cụ thể, độ cứng bề mặt có thể đạt tới 62−65 HRC hoặc cao hơn.
• Làm nguội: Làm nguội trực tiếp (đôi khi không cần ram) đã đạt được độ cứng khoảng 36-40 HRC cho các bộ phận như mũi đột.

5. Ứng dụng

Tính linh hoạt và hiệu quả về mặt chi phí của Q235 giúp nó được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau:

• Kết cấu thép nói chung: Được sử dụng rộng rãi trong các tòa nhà, cầu (được chỉ định là Q235q) và các công trình kiến trúc khác.
• Thép chịu thời tiết: Lớp Q235NH có khả năng chống ăn mòn trong khí quyển tốt hơn.
• Thành phần: Được sử dụng cho các công cụ nông nghiệp, ống tạo hình nguội, phụ tùng xe đạp (ví dụ, ống trục xe thông qua quá trình đùn nguội) và làm vật liệu nền cho tấm composite hoặc các công cụ làm cứng bề mặt.
• Nồi hơi/Bình chịu áp suất: Có những cấp độ cụ thể, mặc dù Q235R không được nêu chi tiết trong văn bản nguồn.

6. Tiêu chuẩn quốc tế tương đương

Các loại thép Q235 có giá trị tương đương trong các tiêu chuẩn quốc tế lớn khác. Ví dụ:

• Câu hỏi 235A: Tương tự ISO E235A, JIS SM400B, ASTM Lớp 65 (240), EN S235JR (1.0038), DIN S235JR, ГОСТ СТЗКП2.
• Câu hỏi 235B: Tương tự như EN S235JR (1.0038), ASTM A36.
• Câu hỏi 235C: Tương tự như EN S235J0 (1.0114).
• Câu hỏi 235D: Tương tự như EN S235J2 (1.0117).

Lưu ý rằng mặc dù thường được coi là tương đương, nhưng có thể có sự khác biệt nhỏ về giới hạn thành phần hóa học và yêu cầu về tính chất cơ học giữa các tiêu chuẩn. Luôn kiểm tra theo tiêu chuẩn cụ thể được yêu cầu cho ứng dụng của bạn.

7. Xử lý cân nhắc

Quá trình xử lý thích hợp là điều cần thiết đối với Q235. Ví dụ, quá trình ủ không đúng cách có thể dẫn đến các pha giòn (cementit bậc ba) hình thành ở ranh giới hạt, ảnh hưởng tiêu cực đến độ dẻo và độ dai. Việc tuân thủ các thông số xử lý thích hợp là rất quan trọng để đạt được hiệu suất vật liệu mong muốn.