Thép HSLA là gì? 1 số thông tin cơ bản cần biết

Thép HSLA – Thép hợp kim thấp cường độ cao có tính chất cơ tính hoặc có khả năng chống ăn mòn tốt hơn thép cacbon. Điểm nổi bật của loại thép này chính là độ bền cao cùng đảm bảo cả các tiêu chí khác của thép trong xây dựng. Dưới đây sẽ là một số thông tin cơ bản về loại thép này.

Thép HSLA – Thép hợp kim thấp cường độ cao là gì?

Ban đầu, thép HSLA được phát triển vào khoảng những năm 1960. Thép được sử dụng cho các đường ống dẫn dầu hay khí đốt có đường kính lớn. Những đường ống này được dùng trong các dự án đòi hỏi sức mạnh cao.

Hơn nữa, loại thép này cũng có độ dẻo dai nhiều hơn so với thép carbon nhẹ, khả năng hàn tốt. Một ứng dụng quan trọng nữa của thép HSLA chính là trong lĩnh vực dầu khí. Tuy nhiên, ngành kỹ thuật kết cấu ngoài khơi cũng tiêu thụ một lượng lớn đáng kể loại hợp kim này.

Hiện nay, loại thép này có sẵn với truyền thống ferritic-pearlitic, bainitic, martensitic và đa pha vi cấu trúc. Chúng cũng có sẵn trong thép cán nóng hoặc cán nguội. Sức mạnh năng suất của loại thép hiện đại này dao động từ 260 MPa đến hơn 1000 MPa.

Mo được dùng ở trong loại thép HSLA thường dùng để sức mạnh năng suất hơn thì phải trên 550Mpa. Hay là một cấu trúc vi mô cụ thể được yêu cầu. Mo đặc biệt sẽ có lợi cho việc sản xuất bainite (cụ thể hơn cho biến thể ferrite acicular của nó). Các cấu trúc vi mô nhiều pha cũng xuất hiện trong cả pha kép, pha phức tạp hoặc thép TRIP.

Thành phần của thép HSLA

Thép HSLA sở dĩ được gọi là thép hợp kim thấp có độ bền cao bởi vì trong nó có chứa một lượng rất ít carbon. Thành phần cụ thể của chúng chỉ có chứa: 0,15% C, 1,65% Mn, <0,035% P & S. Ngoài ra còn có một lượng nhỏ đồng, niken, niobi, nitơ, vanađi, crôm, mô lip đen, silic, hoặc ziriconi.

Loại thép này còn được gọi bằng một tên gọi khác là vi hợp kim. Chúng chỉ gồm có 1 lượng nhỏ các nguyên tố hợp kim hóa. Bởi vậy khiến cho giá trị sử dụng của chúng ngày càng rộng rãi hơn.

Tính năng cơ khí của thép thông thường có thể cải thiện chỉ với một lượng nhỏ 0,10% niobi và vanađi. Các nguyên tố trên được bổ sung nhằm giúp biến đổi vi cấu trúc của thép carbon.

Các nguyên tố khác như Cr, Cu, Ni, Si, P được thêm vào nhằm tăng khả năng chống ăn mòn. Zirconi, canxi và các nguyên tố đất hiếm được thêm vào để kiểm soát hình dạng và có sulfua để làm tăng khả tạo hình.

Để giá thành không bị tăng quá mạnh, người chế tạo thường tận dụng các hợp kim hóa tự nhiên. Đó là sử dụng gang luyện từ vùng giàu quặng nguyên tố hợp kim hoặc phế liệu thép hợp kim.

Về cơ bản thì thép HSLA được dùng phổ biến trong các ngành như chế tạo máy, xe tải, ô tô, cần trục, cầu và công trình xây dựng. Đó đều là các ngành đòi hỏi cường độ chịu lực lớn, và môi trường nhiệt độ rất thấp.

Thép HSLA gồm có những loại nào?

Về phân loại thì thép HSLA có những loại như sau:

Thép thời tiết: là loại thép có khả năng chống ăn mòn tốt, ví dụ như thép Cor-ten

Thép cán kiểm soát: là loại thép cán nóng với cấu trúc Austenit bị biến dạng cao để chuyển thành cấu trúc ferit cân bằng rất mịn khi làm mát.

Thép khử Peclit: là loại thép có thành phần cacbon thấp dẫn đến ít hoặc không có Peclit, nhưng cấu trúc của loại thép này lại gồm nền Ferrit rất mịn. Nền này được hóa bền bằng biến cứng tiết pha.

Thép Ferrit Acicular: loại thép này có độ bên cao bởi cấu trúc ferrit dạng acicular, thành phần cabon rất thấp, khả năng hóa bền cao.

Thép hai pha: thép có cấu trúc vi mô ferit, phân bố đồng đều mactenxit. Cấu trúc vi mô này giúp thép cường độ năng suất tốt, tốc độ gia công cứng cao và khả năng định hình tốt.

Thép hợp kim vi lượng: trong đó có một lượng rất nhỏ các nguyên tố như Nb, V, Ti để làm nhỏ mịn hạt hoặc hóa bền tiết pha.

Ứng dụng chi tiết của từng loại thép HSLA

Thép kết cấu hợp kim thấp được chuộng bởi nó có độ bền cao, khả năng chống ăn mòn môi trường cao và mạnh hơn loại thép cacbon thông thường. Nó cũng mang đặc tính dẻo, dễ hàn, dễ tạo hình, đáp ứng nhiều yêu cầu cụ thể.

Loại thép HSLA được dùng chủ yếu để làm các bộ phận kết cấu. Và từng loại của HSLA được ứng dụng cụ thể như sau:

• ASTM A36 Thép tấm: được ứng dụng nhiều trong xây dựng cầu, các tòa nhà và cho các mục đích kết cấu chung.
• ASTM A283 Steel Plate: được dùng cho các ứng dụng kết cấu mục đích chung với yêu cầu độ bền trung bình.
• ASTM A-572: được ứng dụng trong các ngành sản xuất phương tiện như xe tải, toa xe lửa, xe kéo, các loại thiết bị xây dựng, thiết bị nông nghiệp…
• Thép tấm ASTM A573: được sử dụng trong sản xuất bồn chứa, sản xuất các thiết bị phục vụ trong những nơi nhiệt độ khí quyển, nơi có thể cải thiện độ dẻo dai của vết khía…
• ASTM A-588 dạng Plate: ứng dụng trong môi trường điều kiện trần (không sơn), thích hợp với khí quyển và hầu hết các môi trường khác nhau.
• ASTM A-606 dạng tấm: thích hợp cho việc tạo hình và gia công hàn.
• ASTM A656: được sử dụng nhiều trong khung xe tải, giá đỡ, cần cẩu, toa xe lửa và các ứng dụng tương tự.
• ASTM A709: được dùng chủ yếu để xây dựng cầu.

Trên đây là một số thông tin cơ bản về thép HSLA, hy vọng sẽ giúp bạn hiểu hơn về loại thép này.