Các nhà máy sản xuất thép đã làm thế nào để tạo ra phôi thép chất lượng? Có nhiều phương pháp khác nhau, nhưng quan trọng nhất chính là thành phần hóa học trong phôi thép.
Chất lượng phôi thép do đâu quyết định?
Thành phần hóa học của phôi thép quyết định đến các tính chất cơ học, nhiệt độ nóng chảy, độ bền, độ cứng, độ dẻo, độ giòn… Các nguyên tố chính trong thành phần hóa học của phôi thép là sắt [Fe], cacbon [C], mangan [Mn], silic [Si], photpho [P], lưu huỳnh [S]… và các nguyên tố hợp kim khác.
Là nguyên tố quan trọng nhất trong phôi thép, cacbon quyết định đến loại thép được sản xuất. Cacbon giúp tăng độ cứng và độ bền của phôi thép, nhưng đồng thời làm giảm độ dẻo và độ chịu nhiệt. Theo tiêu chuẩn quốc tế, phôi thép được phân loại theo hàm lượng cacbon, ví dụ: thép carbon thấp [C < 0,25%], thép carbon trung bình [0,25% < C < 0,6%], thép carbon cao [C > 0,6%]…
Chất lượng thép phụ thuộc vào các thành phần tạo ra chúng
Mangan là thành phần giúp tăng độ bền, độ dẻo, độ chịu mài mòn, độ chịu ăn mòn và khả năng hàn của phôi thép. Bên cạnh đó mangan cũng giúp giảm ảnh hưởng xấu của lưu huỳnh và photpho, thường được thêm vào phôi thép thanh ở mức độ từ 0,3% đến 1,5%.
Silic có tác dụng tăng độ cứng và độ bền của phôi thép, nhưng ngược lại sẽ làm giảm độ dẻo và khả năng hàn. Silic thường được thêm vào phôi thép ở mức độ từ 0,15% đến 0,35%.
Photpho thường làm giảm chất lượng của phôi thép, do làm giảm độ dẻo, độ chịu nhiệt và khả năng hàn của phôi thép. Nhà máy thép thường phải khử photpho để giảm xuống mức độ thấp nhất có thể, thường là dưới 0,05%.
Các nguyên tố hợp kim được bổ sung cho phôi thép giúp cải thiện các tính chất cơ học, nhiệt độ nóng chảy, độ bền, độ cứng, độ dẻo, độ chịu ăn mòn, độ chịu mài mòn, độ chịu nhiệt… Các nguyên tố hợp kim thường được thêm vào phôi thép ở mức độ từ 0,01% đến 5%. Một số nguyên tố hợp kim phổ biến là:
Crom, Niken, Molypden, Vanadi làm tăng độ bền, độ cứng, độ chịu ăn mòn và độ chịu nhiệt của phôi thép. Niken thường được thêm vào phôi thép ở mức độ từ 0,3% đến 36%. Molypden thường được thêm vào phôi thép ở mức độ từ 0,1% đến 5%.
Trên đây là những thành phần hình thành nên chất lượng phôi thép. Để có thể sản xuất loại thép đạt yêu cầu chúng ta cần gia giảm các thành phần trên sao cho phù hợp.