SGCC Steel: Tổng quan về tính chất và ứng dụng chính

Thép SGCC, còn được gọi là Thép mạ kẽm nhúng nóng, là loại thép có hàm lượng cacbon thấp, chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi khả năng chống ăn mòn và tính toàn vẹn về mặt cấu trúc. Được phân loại là thép mềm, SGCC được đặc trưng bởi quy trình mạ kẽm nhúng nóng, bao gồm phủ một lớp kẽm lên thép để tăng độ bền chống lại các yếu tố môi trường. Nguyên tố hợp kim chính trong SGCC là sắt, với hàm lượng cacbon thường dưới 0,25%, góp phần tạo nên khả năng định hình và hàn tuyệt vời.

Tổng quan toàn diện

Thép SGCC được công nhận rộng rãi vì sự cân bằng giữa độ bền, độ dẻo và khả năng chống ăn mòn, khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm ô tô, xây dựng và thiết bị gia dụng. Quy trình mạ kẽm nhúng nóng không chỉ cung cấp lớp kẽm bảo vệ mà còn cải thiện các đặc tính cơ học của thép, chẳng hạn như độ bền kéo và độ bền chảy, rất quan trọng đối với các ứng dụng kết cấu.

Ưu điểm của thép SGCC:
- Chống ăn mòn: Lớp mạ kẽm bảo vệ thép khỏi rỉ sét và ăn mòn, kéo dài tuổi thọ của thép.
- Hiệu quả về mặt chi phí: SGCC tương đối rẻ so với thép không gỉ và các hợp kim chống ăn mòn khác.
- Dễ chế tạo: Khả năng định hình tuyệt vời cho phép dễ dàng định hình và hàn, phù hợp với nhiều quy trình sản xuất khác nhau.

Hạn chế của thép SGCC:
- Độ bền thấp hơn so với thép hợp kim: Mặc dù phù hợp với nhiều ứng dụng, SGCC có thể không đáp ứng được các yêu cầu về độ bền cho môi trường chịu ứng suất cao.
- Lớp phủ kẽm dễ bị hư hỏng: Lớp kẽm có thể bị hư hỏng trong quá trình xử lý hoặc chế tạo, có thể khiến lớp thép bên dưới bị ăn mòn.

Trong lịch sử, SGCC đã đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của ngành xây dựng và ô tô hiện đại, nơi các đặc tính của công ty được tận dụng để tạo ra các sản phẩm bền và tiết kiệm chi phí.

Tên thay thế, Tiêu chuẩn và Tương đương

Tổ chức tiêu chuẩn	Chỉ định/Cấp bậc	Quốc gia/Khu vực xuất xứ	Ghi chú/Nhận xét
Tiêu chuẩn ASTM	SGCC	Hoa Kỳ	Thường được sử dụng cho tấm thép mạ kẽm.
Tiêu chuẩn Nhật Bản	G3302	Nhật Bản	Tính chất tương tự, chủ yếu dành cho ứng dụng dạng tấm.
VI	10346	Châu Âu	Tiêu chuẩn Châu Âu cho thép mạ kẽm nhúng nóng.
Tiêu chuẩn ISO	3574	Quốc tế	Bao gồm các tấm thép mạ kẽm nhúng nóng.
Anh	2518	Trung Quốc	Cấp độ tương đương với một số khác biệt nhỏ về thành phần.

Ký hiệu SGCC thường được so sánh với các loại thép mạ kẽm khác, chẳng hạn như G90 và G60, chủ yếu khác nhau về độ dày của lớp mạ kẽm. Những khác biệt này có thể ảnh hưởng đáng kể đến khả năng chống ăn mòn và tính phù hợp với các môi trường cụ thể.

Thuộc tính chính

Thành phần hóa học

Nguyên tố (Ký hiệu và Tên)	Phạm vi phần trăm (%)
C (Cacbon)	0,06 - 0,20
Mn (Mangan)	0,30 - 0,60
P (Phốt pho)	≤ 0,04
S (Lưu huỳnh)	≤ 0,05
Zn (Kẽm)	Lớp phủ: 45 - 100 g/m²

Các nguyên tố hợp kim chính trong thép SGCC bao gồm:
- Cacbon (C): Tăng cường độ bền và độ cứng nhưng có thể làm giảm độ dẻo nếu có hàm lượng cao.
- Mangan (Mn): Cải thiện độ cứng và độ bền kéo, góp phần vào các tính chất cơ học tổng thể của thép.
- Kẽm (Zn): Có khả năng chống ăn mòn thông qua quá trình mạ kẽm, tạo thành lớp bảo vệ chống lại các yếu tố môi trường.

Tính chất cơ học

Tài sản	Tình trạng/Tính khí	Nhiệt độ thử nghiệm	Giá trị/Phạm vi điển hình (Đơn vị đo lường)	Giá trị/Phạm vi điển hình (Anh)	Tiêu chuẩn tham chiếu cho phương pháp thử nghiệm
Độ bền kéo	Như mạ kẽm	Nhiệt độ phòng	270 - 410MPa	39 - 60 ksi	Tiêu chuẩn ASTMA370
Cường độ chịu kéo (độ lệch 0,2%)	Như mạ kẽm	Nhiệt độ phòng	235 - 350MPa	34 - 51 kilôgam	Tiêu chuẩn ASTMA370
Độ giãn dài	Như mạ kẽm	Nhiệt độ phòng	25-40%	25-40%	Tiêu chuẩn ASTMA370
Độ cứng (Brinell)	Như mạ kẽm	Nhiệt độ phòng	70 - 120 HB	70 - 120 HB	Tiêu chuẩn ASTM E10
Sức mạnh tác động (Charpy)	Như mạ kẽm	-20°C	27 - 40 giờ	20 - 30 ft-lbf	Tiêu chuẩn ASTM E23

Tính chất cơ học của thép SGCC làm cho nó phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi độ bền vừa phải và độ dẻo tốt. Độ bền kéo và độ bền chảy của nó đủ cho các thành phần cấu trúc, trong khi độ giãn dài của nó cho thấy khả năng định hình tốt, cần thiết cho các quy trình như uốn và định hình.

Tính chất vật lý

Tài sản	Điều kiện/Nhiệt độ	Giá trị (Đơn vị đo lường)	Giá trị (Anh)
Tỉ trọng	Nhiệt độ phòng	7,85g/cm³	0,284 lb/in³
Điểm nóng chảy	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Độ dẫn nhiệt	Nhiệt độ phòng	50 W/m·K	29 BTU·in/h·ft²·°F
Nhiệt dung riêng	Nhiệt độ phòng	0,49 kJ/kg·K	0,12 BTU/lb·°F
Điện trở suất	Nhiệt độ phòng	0,0000017 Ω·m	0,0000017 Ω·trong

Mật độ của thép SGCC cho biết khối lượng trên một đơn vị thể tích, điều này rất quan trọng đối với các ứng dụng nhạy cảm với trọng lượng. Điểm nóng chảy rất quan trọng đối với các quy trình liên quan đến nhiệt độ cao, trong khi độ dẫn nhiệt và nhiệt dung riêng rất cần thiết đối với các ứng dụng liên quan đến truyền nhiệt.

Chống ăn mòn

Chất ăn mòn	Sự tập trung (%)	Nhiệt độ (°C/°F)	Xếp hạng sức đề kháng	Ghi chú
Nước mặn	3,5%	25°C / 77°F	Hội chợ	Nguy cơ ăn mòn rỗ.
Axit	10%	20°C / 68°F	Nghèo	Không khuyến khích sử dụng trong môi trường có tính axit.
Dung dịch kiềm	5%	25°C / 77°F	Tốt	Sức đề kháng vừa phải.
Khí quyển	-	-	Xuất sắc	Hiệu suất tốt trong môi trường ngoài trời.

Thép SGCC có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời trong điều kiện khí quyển do lớp phủ kẽm, đóng vai trò như một anode hy sinh. Tuy nhiên, nó dễ bị rỗ trong môi trường nước muối và nên tránh trong điều kiện axit. So với thép không gỉ như AISI 304, SGCC có khả năng chống ăn mòn thấp hơn, đặc biệt là trong môi trường khắc nghiệt, đồng thời tiết kiệm chi phí hơn.

Khả năng chịu nhiệt

Tài sản/Giới hạn	Nhiệt độ (°C)	Nhiệt độ (°F)	Nhận xét
Nhiệt độ dịch vụ liên tục tối đa	200°C	392°F	Thích hợp với nhiệt độ vừa phải.
Nhiệt độ dịch vụ gián đoạn tối đa	250°C	482°F	Chỉ tiếp xúc trong thời gian ngắn.
Nhiệt độ thang đo	300°C	572°F	Nguy cơ oxy hóa ở nhiệt độ trên.

Ở nhiệt độ cao, thép SGCC duy trì tính toàn vẹn về mặt cấu trúc lên đến khoảng 200°C. Ngoài nhiệt độ này, lớp phủ kẽm có thể bắt đầu bị phân hủy, dẫn đến giảm khả năng chống ăn mòn và có khả năng hỏng cấu trúc. Cần cẩn thận trong các ứng dụng liên quan đến nhiệt độ cao để tránh làm hỏng lớp bảo vệ.

Tính chất chế tạo

Khả năng hàn

Quy trình hàn	Kim loại phụ gia được đề xuất (Phân loại AWS)	Khí/Nhiệt che chắn điển hình	Ghi chú
MIG	ER70S-6	Argon/CO2	Thích hợp cho các phần mỏng.
TIG	ER70S-2	Khí Argon	Cung cấp mối hàn sạch.
Dán	E7018	-	Thích hợp sử dụng ngoài trời.

Thép SGCC thường phù hợp để hàn, đặc biệt là với các quy trình MIG và TIG. Có thể cần phải gia nhiệt trước cho các phần dày hơn để tránh nứt. Xử lý nhiệt sau khi hàn có thể tăng cường các đặc tính cơ học của vùng hàn, giảm ứng suất dư.

Khả năng gia công

Thông số gia công	Thép SGCC	AISI 1212	Ghi chú/Mẹo
Chỉ số khả năng gia công tương đối	60	100	Khả năng gia công trung bình.
Tốc độ cắt điển hình (Tiện)	30 m/phút	50 m/phút	Sử dụng dụng cụ sắc bén để có kết quả tốt nhất.

Khả năng gia công của thép SGCC ở mức trung bình, đòi hỏi phải có dụng cụ và tốc độ cắt phù hợp để đạt được kết quả tối ưu. Sự hiện diện của lớp phủ kẽm có thể làm phức tạp các quy trình gia công, đòi hỏi phải sử dụng các công cụ chuyên dụng để chống mài mòn.

Khả năng định hình

Thép SGCC có khả năng định hình tuyệt vời, phù hợp với các quy trình định hình nguội và nóng. Hàm lượng carbon thấp cho phép biến dạng đáng kể mà không bị nứt, trong khi lớp phủ kẽm có thể bị hỏng trong quá trình định hình, đòi hỏi phải xử lý cẩn thận.

Xử lý nhiệt

Quy trình điều trị	Phạm vi nhiệt độ (°C/°F)	Thời gian ngâm điển hình	Phương pháp làm mát	Mục đích chính / Kết quả mong đợi
Ủ	600 - 700 / 1112 - 1292	1 - 2 giờ	Không khí	Làm mềm, tăng độ dẻo.
Chuẩn hóa	850 - 900 / 1562 - 1652	1 - 2 giờ	Không khí	Cấu trúc vi mô đồng nhất.

Các quy trình xử lý nhiệt như ủ và chuẩn hóa có thể thay đổi đáng kể cấu trúc vi mô của thép SGCC, tăng cường độ dẻo và giảm ứng suất bên trong. Các phương pháp xử lý này rất cần thiết để cải thiện hiệu suất của thép trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe.

Ứng dụng điển hình và mục đích sử dụng cuối cùng

Ngành/Lĩnh vực	Ví dụ ứng dụng cụ thể	Các tính chất chính của thép được sử dụng trong ứng dụng này	Lý do lựa chọn (Tóm tắt)
Ô tô	Tấm thân xe	Khả năng chống ăn mòn, khả năng định hình	Nhẹ và bền.
Sự thi công	Tấm lợp mái	Sức mạnh, khả năng chống chịu thời tiết	Hiệu suất lâu dài.
Thiết bị gia dụng	Máy giặt	Hoàn thiện thẩm mỹ, chống ăn mòn	Tiết kiệm chi phí và bền bỉ.

Các ứng dụng khác của thép SGCC bao gồm:
- Sản xuất đồ nội thất
- Vỏ tủ điện
- Thiết bị nông nghiệp

Thép SGCC được lựa chọn cho các ứng dụng này do có tính chất cân bằng tuyệt vời, bao gồm khả năng chống ăn mòn, khả năng tạo hình và hiệu quả về chi phí, khiến thép này trở nên lý tưởng cho các môi trường đòi hỏi độ bền cao.

Những cân nhắc quan trọng, Tiêu chí lựa chọn và những hiểu biết sâu sắc hơn

Tính năng/Thuộc tính	Thép SGCC	Lớp thay thế 1	Lớp thay thế 2	Ghi chú ngắn gọn về Ưu/Nhược điểm hoặc Đánh đổi
Tính chất cơ học chính	Vừa phải	Cao	Vừa phải	SGCC kém bền hơn thép hợp kim.
Góc nhìn ăn mòn chính	Tốt	Xuất sắc	Hội chợ	SGCC phù hợp với nhiều môi trường nhưng không phù hợp với điều kiện có tính axit.
Khả năng hàn	Tốt	Vừa phải	Tốt	SGCC dễ hàn hơn một số loại thép có độ bền cao.
Khả năng gia công	Vừa phải	Cao	Vừa phải	SGCC đòi hỏi phải gia công cẩn thận do có lớp phủ kẽm.
Khả năng định hình	Xuất sắc	Vừa phải	Tốt	SGCC có khả năng định hình cao, lý tưởng cho các hình dạng phức tạp.
Chi phí tương đối xấp xỉ	Thấp	Cao	Vừa phải	SGCC có hiệu quả về mặt chi phí cho nhiều ứng dụng.
Khả năng cung cấp điển hình	Cao	Vừa phải	Cao	SGCC được cung cấp rộng rãi dưới nhiều hình thức khác nhau.

Khi lựa chọn thép SGCC, cần cân nhắc đến tính hiệu quả về mặt chi phí, tính khả dụng và tính phù hợp cho các ứng dụng cụ thể. Mặc dù thép này có khả năng chống ăn mòn và khả năng định hình tuyệt vời, nhưng độ bền thấp hơn so với thép hợp kim có thể hạn chế việc sử dụng thép này trong các ứng dụng chịu ứng suất cao. Ngoài ra, lớp phủ kẽm cần được xử lý cẩn thận trong quá trình chế tạo để tránh hư hỏng.

Tóm lại, thép SGCC là vật liệu đa năng cân bằng giữa hiệu suất và chi phí, khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Các đặc tính độc đáo của nó, kết hợp với ý nghĩa lịch sử trong sản xuất hiện đại, nhấn mạnh tầm quan trọng của nó trong lĩnh vực khoa học vật liệu.