Thép cacbon là một thép có hai thành phần cơ bản chính là sắt và cacbon, trong khi các nguyên tố khác có mặt trong thép cacbon là không đáng kể. Thành phần phụ trợ trong thép cacbon là mangan (tối đa 1,65%), silic (tối đa 0,6%) và đồng (tối đa 0,6%). Lượng cacbon trong thép càng giảm thì độ dẻo của thép cacbon càng cao.
Hàm lượng cacbon trong thép tăng lên cũng làm cho thép tăng độ cứng, tăng thêm độ bền nhưng cũng làm giảm tính dễ uốn và giảm tính hàn. Hàm lượng carbon trong thép tăng lên cũng kéo theo làm giảm nhiệt độ nóng chảy của thép.
Cacbon là thành phần chính nên các tính chất và công dụng của thép phụ thuộc vào tỉ lệ cacbon có trong thép. Lượng cacbon có trong thép theo tỉ lệ càng thấp thì độ dẻo dai của thép càng cao. Còn nếu tăng lượng cacbon lên thì độ cứng, độ bền của thép cacbon lại nhiều hơn. Tuy nhiên khi hàm lượng cacbon cao cũng làm giảm nhiệt độ nóng chảy và giảm tính dễ uốn của thép cacbon.
Có bao nhiêu loại thép cacbon
Thép cacbon mềm
Thép cacbon có ít % cacbon (khoảng 0.05 đến 0.29%) thì gọi là thép mềm. Tính chất của thép mềm thì có độ dẻo dai tốt, dễ uốn cong nhưng bù lại thì độ cứng và độ bền lại không có. Dựa vào tính năng này nên người ta thường dùng thép cacbon thấp để ứng dụng làm các tấm thép mỏng. Vì dễ cán, rèn, giá của loại thép này cũng khá rẻ so với các loại còn lại.
Thép cacbon trung bình
Loại này thường chứa khoảng 0.3 đến 0.59% hàm lượng cacbon. Với tỉ % cacbon trên thì thép trung bình đảm bảo được sự cân bằng về độ dẻo, độ bền, độ cứng và khả năng chống ăn mòn khá tốt. Nhờ vào những ưu điểm trên nên thép trung bình được ứng dụng rộng rãi vào việc chế tạo các chi tiết máy móc, cơ khí,…
Thép cacbon cao
Đây là loại thép chứa từ 0.6 đến 0.99% cacbon thì gọi là thép cacbon cao. Tỉ lệ cacbon cao nên độ bền của loại thép này rất tốt. Có độ đàn hồi cao nên được dùng làm nhíp, lò xò hay làm những dây thép dài có khả năng chịu được tác động mạnh.
Thép cacbon cao đặc biệt có chứa từ 1 đến 2% hàm lượng cacbon, độ cứng của thép rất cao. Với tính năng này người ta thường áp dụng thép cacbon đặc biệt để là các đồ vật cần độ cứng như : lưỡi dao cắt, búa, kéo, làm trục xe, bánh răng,… loại thép này giá tương đối mắc hơn những loại còn lại.
Ưu điểm thép cacbon
Về khả năng chống gỉ
Trong khi thép cacbon chứa đa số là cacbon và sắt. Không chứa nhiều thành phần chống oxi hoá nên khả năng chống gỉ kém hơn một số kim loại khác, tuy nhiên với công nghệ hiện nay, phương pháp sơn tĩnh điện cũng giúp khắc phục được nhược điểm này.
Về thẩm mỹ
Thép cacbon có bề mặt sáng bóng nhờ vào lớp mạ kẽm hoặc lớp sơn bên ngoài. Về độ dẻo dai và kéo cán thép: Một số loại thép cacbon thấp, thép cacbon trung bình lại đạt độ dẻo độ bền nhất định.