Việc diễn giải chính xác các mác thép là rất quan trọng để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn vật liệu và an toàn dự án trong thiết kế, mua sắm và thi công kết cấu thép. Mặc dù hệ thống phân loại thép của cả hai quốc gia có những điểm tương đồng, nhưng chúng cũng thể hiện những khác biệt rõ rệt. Hiểu rõ những điểm khác biệt này là điều thiết yếu đối với các chuyên gia trong ngành.
Ký hiệu thép Trung Quốc
Ký hiệu thép của Trung Quốc tuân theo định dạng cơ bản là “chữ cái Pinyin + ký hiệu nguyên tố hóa học + chữ số Ả Rập”, trong đó mỗi ký tự đại diện cho các đặc tính vật liệu cụ thể. Dưới đây là phân loại theo các loại thép thông dụng:
1. Thép kết cấu cacbon/Thép kết cấu hợp kim thấp cường độ cao (Phổ biến nhất)
Định dạng lõi: Q + Giá trị điểm chảy + Ký hiệu cấp chất lượng + Ký hiệu phương pháp khử oxy
• Q: Xuất phát từ chữ cái đầu tiên của cụm từ “điểm chảy” trong phiên âm Pinyin (Qu Fu Dian), biểu thị độ bền chảy là chỉ số hiệu suất chính.
• Giá trị số: Biểu thị trực tiếp điểm chảy (đơn vị: MPa). Ví dụ, Q235 biểu thị điểm chảy ≥235 MPa, trong khi Q345 biểu thị ≥345 MPa.
• Ký hiệu cấp chất lượng: Được phân loại thành năm cấp (A, B, C, D, E) tương ứng với yêu cầu về độ bền va đập từ thấp đến cao (Cấp A không yêu cầu thử nghiệm va đập; Cấp E yêu cầu thử nghiệm va đập ở nhiệt độ thấp -40°C). Ví dụ, Q345D biểu thị thép hợp kim thấp với giới hạn chảy 345 MPa và chất lượng cấp D.
• Ký hiệu phương pháp khử oxy: F (thép chảy tự do), b (thép khử oxy một phần), Z (thép khử oxy hoàn toàn), TZ (thép khử oxy đặc biệt). Thép khử oxy hoàn toàn có chất lượng vượt trội so với thép chảy tự do. Trong thực tiễn kỹ thuật, người ta thường sử dụng Z hoặc TZ (có thể bỏ qua). Ví dụ, Q235AF biểu thị thép chảy tự do, trong khi Q235B biểu thị thép khử oxy một phần (mặc định).
2. Thép kết cấu cacbon chất lượng cao
Định dạng cốt lõi: Số có hai chữ số + (Mn)
• Số có hai chữ số: Biểu thị hàm lượng cacbon trung bình (được biểu thị bằng phần mười nghìn), ví dụ, thép 45 cho biết hàm lượng cacbon ≈ 0,45%, thép 20 cho biết hàm lượng cacbon ≈ 0,20%.
• Mn: Chỉ hàm lượng mangan cao (>0,7%). Ví dụ, 50Mn biểu thị thép cacbon có hàm lượng mangan cao với 0,50% cacbon.
3. Thép kết cấu hợp kim
Định dạng lõi: Số có hai chữ số + ký hiệu nguyên tố hợp kim + số + (các ký hiệu nguyên tố hợp kim khác + số)
• Hai chữ số đầu tiên: Hàm lượng cacbon trung bình (trên mười nghìn), ví dụ, “40” trong 40Cr biểu thị hàm lượng cacbon ≈ 0,40%.
• Ký hiệu các nguyên tố hợp kim: Thường là Cr (crom), Mn (mangan), Si (silicon), Ni (niken), Mo (molypden), v.v., đại diện cho các nguyên tố hợp kim chính.
• Chữ số theo sau nguyên tố: Cho biết hàm lượng trung bình của nguyên tố hợp kim (tính bằng phần trăm). Hàm lượng <1,5% không có chữ số; 1,5%-2,49% ký hiệu là “2”, v.v. Ví dụ, trong 35CrMo, không có số nào theo sau “Cr” (hàm lượng ≈ 1%), và không có số nào theo sau “Mo” (hàm lượng ≈ 0,2%). Điều này biểu thị một loại thép kết cấu hợp kim có 0,35% cacbon, chứa crom và molypden.
4. Thép không gỉ/Thép chịu nhiệt
Định dạng lõi: Số + Ký hiệu nguyên tố hợp kim + Số + (Các nguyên tố khác)
• Chữ số đầu tiên: Biểu thị hàm lượng cacbon trung bình (tính bằng phần nghìn), ví dụ, “2” trong 2Cr13 cho biết hàm lượng cacbon ≈0,2%, “0” trong 0Cr18Ni9 cho biết hàm lượng cacbon ≤0,08%.
• Ký hiệu nguyên tố hợp kim + số: Các nguyên tố như Cr (crom) hoặc Ni (niken) theo sau là một con số biểu thị hàm lượng trung bình của nguyên tố đó (tính theo phần trăm). Ví dụ, 1Cr18Ni9 biểu thị một loại thép không gỉ austenit với 0,1% cacbon, 18% crom và 9% niken.
5. Thép công cụ cacbon
Định dạng cốt lõi: T + số
• T: Xuất phát từ chữ cái đầu tiên của từ “carbon” trong phiên âm pinyin (Tan), đại diện cho thép công cụ cacbon.
• Số: Hàm lượng carbon trung bình (biểu thị bằng phần trăm), ví dụ: T8 biểu thị hàm lượng carbon ≈0,8%, T12 biểu thị hàm lượng carbon ≈1,2%.
Các tiêu chuẩn của US Steel: Hệ thống ASTM/SAE
Các ký hiệu thép của Mỹ chủ yếu tuân theo tiêu chuẩn ASTM (Hiệp hội Vật liệu và Thử nghiệm Hoa Kỳ) và SAE (Hiệp hội Kỹ sư Ô tô). Định dạng cốt lõi bao gồm "tổ hợp số + hậu tố chữ cái", nhấn mạnh phân loại mác thép và xác định hàm lượng carbon.
1. Thép cacbon và thép hợp kim kết cấu (tiêu chuẩn SAE/ASTM)
Định dạng cốt lõi: Số có bốn chữ số + (hậu tố chữ cái)
• Hai chữ số đầu tiên: Biểu thị loại thép và các nguyên tố hợp kim chính, đóng vai trò là “mã phân loại”. Các mã tương ứng thường gặp bao gồm:
◦10XX: Thép cacbon (không có nguyên tố hợp kim), ví dụ: 1008, 1045.
◦15XX: Thép cacbon hàm lượng mangan cao (hàm lượng mangan 1,00%-1,65%), ví dụ: 1524.
◦41XX: Thép crom-molypden (crom 0,50%-0,90%, molypden 0,12%-0,20%), ví dụ: 4140.
◦43XX: Thép Niken-Crom-Molypden (niken 1,65%-2,00%, crom 0,40%-0,60%), ví dụ: 4340.
◦30XX: Thép Niken-Crom (chứa 2,00%-2,50% Ni, 0,70%-1,00% Cr), ví dụ: 3040.
• Hai chữ số cuối: Biểu thị hàm lượng carbon trung bình (tính bằng phần mười nghìn), ví dụ: 1045 cho biết hàm lượng carbon ≈ 0,45%, 4140 cho biết hàm lượng carbon ≈ 0,40%.
• Hậu tố chữ cái: Cung cấp các thuộc tính bổ sung của vật liệu, thường bao gồm:
◦ B: Thép chứa boron (tăng cường khả năng tôi cứng), ví dụ: 10B38.
◦ L: Thép chứa chì (giúp dễ gia công), ví dụ: 12L14.
◦ H: Thép có khả năng tôi cứng được đảm bảo, ví dụ như 4140H.
2. Thép không gỉ (Chủ yếu theo tiêu chuẩn ASTM)
Định dạng cốt lõi: Số có ba chữ số (+ chữ cái)
• Số: Biểu thị "số thứ tự" tương ứng với thành phần và tính chất cố định. Chỉ cần ghi nhớ là đủ; không cần tính toán. Các loại phổ biến trong ngành bao gồm:
◦304: Thép không gỉ austenit chứa 18%-20% crom, 8%-10,5% niken (phổ biến nhất, chống ăn mòn).
◦316: Bổ sung 2%-3% molypden vào thép 304, mang lại khả năng chống axit/kiềm vượt trội và hiệu suất chịu nhiệt cao.
◦430: Thép không gỉ ferrit chứa 16%-18% crom (không chứa niken, giá thành thấp, dễ bị gỉ).
◦410: Thép không gỉ mactenxit chứa 11,5%-13,5% crom (có thể tôi cứng, độ cứng cao).
• Hậu tố chữ cái: Ví dụ, chữ “L” trong 304L biểu thị hàm lượng cacbon thấp (cacbon ≤0,03%), giúp giảm ăn mòn giữa các hạt trong quá trình hàn; chữ “H” trong 304H biểu thị hàm lượng cacbon cao (cacbon 0,04%-0,10%), giúp tăng cường độ bền ở nhiệt độ cao.
Những điểm khác biệt cốt lõi giữa hệ thống phân loại cấp bậc của Trung Quốc và Hoa Kỳ
1. Các quy tắc đặt tên khác nhau
Quy tắc đặt tên của Trung Quốc xem xét toàn diện các yếu tố như độ bền kéo, hàm lượng carbon, các nguyên tố hợp kim, v.v., sử dụng kết hợp các chữ cái, số và ký hiệu nguyên tố để truyền tải chính xác các đặc tính của thép, giúp dễ nhớ và dễ hiểu hơn. Trong khi đó, Mỹ chủ yếu dựa vào chuỗi số để biểu thị mác thép và thành phần, tuy ngắn gọn nhưng khó hiểu hơn đối với người không chuyên.
2. Chi tiết về cách biểu diễn các nguyên tố hợp kim
Trung Quốc cung cấp thông tin chi tiết về các nguyên tố hợp kim, quy định phương pháp ghi nhãn dựa trên các phạm vi hàm lượng khác nhau; trong khi đó, Mỹ cũng chỉ ra hàm lượng hợp kim, nhưng cách ký hiệu đối với các nguyên tố vi lượng lại khác với cách làm của Trung Quốc.
3. Sự khác biệt về sở thích ứng dụng
Do tiêu chuẩn ngành và phương pháp xây dựng khác nhau, Trung Quốc và Mỹ có những ưu tiên riêng biệt đối với các loại thép cụ thể trong một số ứng dụng nhất định. Ví dụ, trong xây dựng kết cấu thép, Trung Quốc thường sử dụng thép kết cấu hợp kim thấp cường độ cao như Q345; trong khi đó, Mỹ có thể lựa chọn các loại thép tương ứng dựa trên tiêu chuẩn ASTM.
Thời gian đăng bài: 27/10/2025
