Elongation hay độ giãn dài của thép là một trong những chỉ tiêu cơ lý quan trọng, đánh giá khả năng biến dạng dẻo của vật liệu trước khi đứt gãy.
Đây là thông số phản ánh mức độ chịu kéo và khả năng hấp thụ năng lượng của thép trong quá trình làm việc, quyết định chất lượng và độ bền của sản phẩm.
Elongation – Độ giãn dài là gì?
Độ giãn dài của thép được định nghĩa là tỷ lệ phần trăm giữa độ tăng chiều dài của mẫu thử sau khi bị kéo đứt và chiều dài ban đầu của mẫu.
Chỉ số này thường được xác định thông qua thử nghiệm kéo theo tiêu chuẩn ASTM, ISO hoặc TCVN.
Một loại thép có độ giãn dài cao chứng tỏ vật liệu có khả năng biến dạng dẻo tốt trước khi gãy. Điều này rất quan trọng trong thực tế vì thép dẻo sẽ cảnh báo sớm (qua hiện tượng biến dạng) trước khi xảy ra sự cố đứt gãy, tăng độ an toàn cho công trình.
Thép có độ giãn dài tốt giúp quá trình gia công uốn, cắt, hàn dễ dàng hơn, giảm nguy cơ nứt gãy trong quá trình sản xuất và thi công.
Sự liên quan giữa tensile strength và elongation
Độ giãn dài thường tỷ lệ nghịch với độ bền kéo: thép có độ bền kéo càng cao thì độ giãn dài có thể thấp hơn. Vì vậy, việc cân bằng giữa hai yếu tố này là chìa khóa khi thiết kế các sản phẩm thép.
Trong nhiều loại thép, đặc biệt là thép carbon, có một mối quan hệ nghịch biến giữa độ bền kéo và độ giãn dài:
- Khi độ bền kéo tăng, thép thường giòn hơn → độ giãn dài giảm.
- Khi độ giãn dài cao, vật liệu dẻo hơn, nhưng thường có độ bền kéo thấp hơn.
Sự đánh đổi giữa độ bền kéo và độ giãn dài là do:
- Tăng bền kéo = tăng mật độ đứt gãy của mạng tinh thể (ví dụ bằng cách tôi hoặc thêm hợp kim) → vật liệu ít có khả năng “trượt” → giòn hơn.
- Tăng độ giãn dài = tăng khả năng trượt giữa các lớp nguyên tử → vật liệu mềm hơn, dễ bị biến dạng dưới tải trọng.
Ứng dụng thực tế của mối quan hệ này:
- Thép kết cấu chịu lực: Ưu tiên độ bền kéo cao → chấp nhận độ giãn dài thấp.
- Thép dùng trong môi trường va đập, rung động: Ưu tiên độ giãn dài để tránh gãy giòn.
- Thép uốn, cán nguội: Cần độ giãn dài tốt để gia công dễ.
Độ giãn dài và độ bền kéo có quan hệ mật thiết và ảnh hưởng đến ứng dụng của vật liệu
Xem thêm: Tensile strength – Ý nghĩa và cách kiểm tra độ giãn dài
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ giãn dài của thép
Thành phần hóa học: Hàm lượng carbon, mangan, silicon và các nguyên tố hợp kim ảnh hưởng trực tiếp đến độ dẻo của thép.
Quy trình nhiệt luyện: Các phương pháp như tôi, ram, ủ… có thể thay đổi cấu trúc tinh thể, từ đó ảnh hưởng đến khả năng kéo giãn.
Kích thước hạt: Thép có cấu trúc hạt mịn thường có độ giãn dài cao hơn so với thép có hạt thô.
Tiêu chuẩn độ giãn dài phổ biến
Một số tiêu chuẩn quy định giá trị tối thiểu của độ giãn dài cho các loại thép khác nhau:
- Thép xây dựng (TCVN 1651-2:2018): Độ giãn dài ≥ 14% (với thép CB400-V) hoặc ≥ 16% (với thép CB300-V).
- Thép kết cấu ASTM A36: Độ giãn dài tối thiểu 20% trên chiều dài đo 50mm.
- Tùy theo ứng dụng cụ thể, yêu cầu về độ giãn dài có thể cao hoặc thấp.
Ứng dụng thực tế của thép có độ giãn dài cao
Xây dựng cầu đường: Thép trong các kết cấu cầu cần có độ giãn dài tốt để hấp thụ lực động.
Công nghiệp đóng tàu: Thép dùng đóng tàu yêu cầu độ dẻo cao để chống nứt do va chạm.
Cơ khí chế tạo: Các chi tiết máy chịu tải trọng thay đổi liên tục cần vật liệu có độ giãn dài lớn để tránh gãy giòn.
Độ giãn dài của thép không chỉ là một chỉ số kỹ thuật mà còn là yếu tố then chốt đảm bảo an toàn và độ bền cho công trình. Việc hiểu rõ và lựa chọn thép có độ giãn dài phù hợp giúp tối ưu hóa thiết kế, gia tăng tuổi thọ công trình và giảm thiểu rủi ro trong thi công, vận hành.
Thông tin chi tiết, vui lòng liên hệ:
Trụ sở chính:
CHANGSHU FENGYANG SPECIAL STEEL CO.,LTD
Địa chỉ: No.29 Huaye Road, Changshu City, Jiangsu Province, China
Văn phòng đại diện:
CÔNG TY TNHH CÔNG NGHIỆP QUỐC TẾ CHÂU DƯƠNG
Địa chỉ: Tầng 10 tòa nhà Ladeco, 266 Đội Cấn, Liễu Giai, Ba Đình, Hà Nội
Liên hệ mua hàng: (+84) 356506644 – Ms.Thanh
Email: nhanntt.chauduongsteel@gmail.com