Thép SS400 là thép gì? Đặc tính của thép và ứng dụng thực tiễn
Thép SS400 là một trong những loại thép phổ thông hiện nay, được ứng dụng trong sản xuất cơ khí, xây dựng và nhiều lĩnh vực khác. Mặc dù nghe đến tên thép mã SS400 nhiều nhưng trên thực tế có rất nhiều người không hiểu rõ về cấu tạo, đặc tính của dòng thép này. Bài viết này sẽ củng cố thêm cho bạn những kiến thức cơ bản về SS400.
Thép SS400 là gì?
Thép cacbon SS400 là mác thép cacbon thông dụng thuộc tiêu chuẩn JIS G3101 của Nhật Bản. Thép này được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng, cơ khí và chế tạo máy móc công nghiệp. Chữ “SS” trong tên gọi viết tắt của “Steel Structure” – tức là thép kết cấu, còn “400” là biểu thị giới hạn chảy tối thiểu của vật liệu là 400 MPa (megapascal).
Thành phần hóa học cấu tạo nên thép SS400
Mác thép cacbon SS400 có thành phần chính là sắt (Fe) kết hợp với một tỷ lệ nhỏ các nguyên tố hợp kim như carbon (C), mangan (Mn), silic (Si), photpho (P) và lưu huỳnh (S).
Các nguyên tố hợp kim này tuy chiếm tỉ lệ nhỏ nhưng đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định độ bền, độ dẻo, khả năng hàn và tính gia công của thép SS400.
| Nguyên tố | Ký hiệu | Tỷ lệ phần trăm (%) | Tác dụng chính |
| Sắt | Fe | ~98% | Nền kim loại chính, tạo cấu trúc và độ bền tổng thể cho thép. |
| Carbon | C | ≤ 0.25 | Tăng độ cứng, độ bền kéo, nhưng vẫn giữ được tính dẻo. |
| Mangan | Mn | ≤ 1.60 | Tăng cường độ, giảm giòn gãy, hỗ trợ khử oxy. |
| Silic | Si | ≤ 0.35 | Tăng độ đàn hồi, khử oxy trong quá trình luyện. |
| Photpho | P | ≤ 0.050 | Cải thiện độ bền chảy, nhưng nếu cao sẽ làm thép giòn. |
| Lưu huỳnh | S | ≤ 0.050 | Giảm tính giòn, giúp thép dễ gia công hơn nếu kiểm soát đúng mức. |
Một số thông số cơ tính cơ bản của thép SS400
Thép kết cấu SS400 thuộc nhóm thép cacbon thông dụng, có khả năng chịu lực tốt và dễ gia công. Dưới đây là các thông số cơ học tiêu chuẩn của loại thép này:
| Chỉ tiêu | Giá trị / Quy định | |
|---|---|---|
| Mác thép | SS400 | |
| Giới hạn bền kéo | 400 – 510 MPa | |
| Giới hạn chảy | • Độ dày ≤ 16 mm | 245 MPa |
| • Độ dày 16 – 40 mm | 235 MPa | |
| • Độ dày > 40 mm | 215 MPa | |
| Độ dãn dài tương đối | • Độ dày ≤ 25 mm | 20% |
| • Độ dày > 25 mm | 24% | |
| Thử uốn nguội 180° | r = 1.5a (với r là bán kính gối uốn, a là độ dày vật liệu) | |
Phân tích các đặc điểm của mác thép SS400
Dựa trên các thông số cơ tính đã nêu, thép loại SS400 trở thành một trong những loại thép cacbon phổ biến nhất hiện nay, có đặc điểm:
Màu sắc của thép SS400
Thép kết cấu SS400 có màu xám bạc ánh kim. Bề mặt sáng mịn khi mới cán hoặc đánh bóng. Sau một thời gian tiếp xúc với môi trường, thép có thể ngả sang màu xám đậm hoặc xuất hiện lớp oxit mỏng. Đây là đặc điểm nhận dạng dễ thấy của thép cacbon thông thường.
Chính màu sắc này giúp phân biệt SS400 với các dòng thép hợp kim cao cấp hơn (thường sáng bóng hơn) hoặc thép không gỉ còn gọi là inox 304 (có ánh bạc trắng đặc trưng).
Cường độ thép SS400
Theo tiêu chuẩn JIS G3101 Nhật Bản, SS400 có giới hạn bền kéo dao động từ 400 – 510 MPa. Điều này cho thấy thép có khả năng chịu lực kéo khá tốt, đáp ứng được yêu cầu sử dụng trong các kết cấu chịu tải như: dầm, khung thép nhà xưởng, bệ máy, thùng xe tải, cầu trục,…
Tuy không thuộc nhóm thép cường độ cao như SS490 hay SM490, nhưng SS400 vẫn được đánh giá là dòng thép bền chắc, và dễ hàn, dễ cắt, dễ cán định hình, phù hợp cho các ứng dụng phổ thông.
Giới hạn chảy của thép SS400
Dựa trên thông số cơ tính, giới hạn chảy của SS400 dao động từ 215 – 245 MPa tùy theo độ dày vật liệu:
- Thép mỏng ≤ 16mm: 245 MPa
- Thép dày từ 16 – 40mm: 235 MPa
- Thép dày > 40mm: 215 MPa
Từ đó có thể thấy rằng độ dày càng lớn thì giới hạn chảy càng giảm. Điều này hoàn toàn phù hợp với đặc tính của thép cán nóng. Giới hạn chảy ở mức trung bình giúp vật liệu chịu được biến dạng dẻo tốt mà không bị gãy giòn, thích hợp với các công trình yêu cầu khả năng chịu uốn, chịu nén hoặc gia công nguội.
So sánh thép SS400 và mác thép khác
Về bản chất, SS400 có tính chất cơ học tương đương với một số mác thép khác được sản xuất theo các tiêu chuẩn của Mỹ, Trung Quốc, hoặc châu Âu. SS400 thường được so sánh và xem là tương đương về cơ tính với các mác thép như:
- A36 (ASTM – Mỹ)
- Q235 (GB – Trung Quốc)
- S235JR (EN10025 – châu Âu)
Các loại thép này đều thuộc nhóm thép cacbon kết cấu thông thường, có giới hạn bền kéo trung bình và dễ gia công, hàn, uốn.
So với các mác thép cường độ cao hơn như SS490, SM490, S355JR, thép SS400 có giới hạn chảy và bền kéo thấp hơn, nên thường chỉ được dùng cho kết cấu chịu tải nhẹ – trung bình. Thép kết cấu SS400 không phù hợp với công trình đòi hỏi khả năng chịu lực lớn như cầu thép hoặc khung nhà cao tầng.
| Tiêu chí | SS400 (Nhật Bản – JIS G3101) | A36 (Mỹ – ASTM) | Q235 (Trung Quốc – GB) | S235JR (Châu Âu – EN10025) | SS490 (Nhật Bản) |
| Nhóm thép | Thép cacbon kết cấu thông thường | Thép cacbon kết cấu | Thép cacbon kết cấu | Thép cacbon kết cấu | Thép cường độ cao |
| Giới hạn bền kéo (MPa) | 400 – 510 | 400 – 550 | 375 – 500 | 360 – 510 | 490 – 610 |
| Giới hạn chảy (MPa) | 215 – 245 | 250 | 235 | 235 | 285 |
| Độ dãn dài (%) | 20 – 24 | 20 | 26 | 26 | 22 |
| Khả năng hàn – gia công | Tốt | Tốt | Tốt | Tốt | Trung bình |
| Ứng dụng chính | Kết cấu nhà xưởng, khung thép, bệ máy | Cầu, thùng xe, kết cấu dân dụng | Kết cấu hàn, dầm, sườn máy | Dầm thép, ống kết cấu | Cầu thép, công trình chịu tải cao |
| Mức cường độ tổng thể | Trung bình | Trung bình | Trung bình | Trung bình | Cao hơn SS400 |
Xem thêm:
Ứng dụng của thép SS400 trong thực tiễn
Nhờ sở hữu độ bền kéo 400 – 510 MPa, độ dẻo cao, khả năng hàn – cắt tốt và giá thành hợp lý, SS400 được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Dưới đây là các ứng dụng tiêu biểu của loại thép này trong thực tế:
Ngành cơ khí
Thép SS400 là vật liệu nền quan trọng trong ngành cơ khí, được sử dụng để sản xuất nhiều chi tiết máy và linh kiện kim loại. Cụ thể:
- Gia công khung máy, bệ máy, mặt bích, trục truyền, giá đỡ và bàn máy.
- Sản xuất bộ phận chịu tải nhẹ – trung bình như tay đòn, khung đỡ thiết bị, khung xe cơ giới hoặc khung máy ép.
- Chế tạo chi tiết cơ khí hàn, dập nguội hoặc cán định hình nhờ tính dẻo và khả năng chịu uốn tốt.
Đặc biệt cụ thể, quá trình dùng máy CNC để cắt, khoan, phay, tiện, hoặc khắc thép SS400 theo hình dạng, kích thước mong muốn rất phổ biến:
- Cắt laser CNC để tạo hình bản mã, chi tiết khung, tấm đế với độ chính xác ±0.1mm.
- Cắt plasma CNC hoặc cắt oxy-gas CNC đối với thép tấm dày, giúp đường cắt gọn, ít bavia, tiết kiệm thời gian xử lý sau gia công.
- Đột, khắc, khoan CNC trên thép SS400 để sản xuất hàng loạt chi tiết máy hoặc phụ kiện cơ khí theo bản vẽ kỹ thuật.
Ngành xây dựng
Thép SS400 được đánh giá là dòng thép kết cấu phổ thông, nên có mặt trong hầu hết các hạng mục xây dựng dân dụng và công nghiệp. Ứng dụng điển hình gồm:
- Kết cấu khung nhà xưởng, khung thép tiền chế, cột – dầm – sàn thép.
- Cấu kiện cầu thép, lan can, khung đỡ mái, giàn không gian và sàn thao tác.
- Các chi tiết liên kết hàn và bulong, bản mã, thanh giằng chịu lực.
Ngành sản xuất đồ gia dụng, điện tử
Nhờ dễ uốn, dễ tạo hình và bề mặt sáng mịn, thép SS400 còn được ứng dụng trong chế tạo sản phẩm gia dụng và thiết bị nội thất kim loại. Một số ví dụ cụ thể:
- Khung bàn ghế kim loại, giá để đồ, tủ sắt, kệ chứa hàng, giường, khung quạt
- Thân máy may, khung quạt trần, cánh quạt công nghiệp, chân đỡ thiết bị điện
- Sản xuất vỏ thiết bị điện tử, vỏ tủ điện, bảng điều khiển, vỏ quạt và máy bơm
- Áp dụng công nghệ cắt – dập – sơn tĩnh điện trên nền thép kết cấu SS400
Ngành sản xuất thiết bị nén khí
Đây là một trong những ứng dụng đặc thù và quan trọng của thép SS400 trong lĩnh vực công nghiệp. Cụ thể, thép kết cấu SS400 được sử dụng để:
- Gia công khung vỏ máy nén khí trục vít, máy nén khí piston, máy sấy khí.
- Chế tạo vỏ bình chứa khí nén, sản xuất các cụm chi tiết hàn chịu áp lực trung bình, đảm bảo độ cứng vững và khả năng chịu rung trong quá trình vận hành.
Điện máy Lucky bán máy móc công nghiệp làm từ thép SS400
Hiện tại, Điện máy Lucky là một trong những nhà phân phối thiết bị rửa xe, thiết bị nén khí và thiết bị làm mát, thông gió lớn trên Toàn quốc. Trong số những sản phẩm Điện máy Lucky đang bán có những dòng sản phẩm làm từ thép SS400. Điển hình là bình chứa khí.
Bình chứa khí nén là thiết bị có tác dụng lưu trữ khí nén – khí được tạo ra từ máy nén khí trục vít. Vỏ bình chứa được làm từ thép tấm SS400, dòng thép cacbon thông dụng và có độ bền tương đối cao. Để bảo vệ lớp thép tấm SS400 được tốt, nhà sản xuất đã phun sơn tĩnh điện, giúp ngăn ngừa gỉ sét. Đây là một trong số những sản phẩm điển hình mà Điện máy Lucky bán làm từ thép loại SS400.
Nếu khách hàng đang tìm hiểu về dòng thép SS400 và có nhu cầu mua thiết bị rửa xe, nén khí, liên hệ Hotline Điện máy Lucky tư vấn.
