Thép hình chữ U là một loại thép kết cấu dài có mặt cắt ngang lõm, là loại thép hình cán nóng cổ điển được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng công trình và sản xuất cơ khí. Sản phẩm chủ yếu được chế tạo từ thép kết cấu cacbon chất lượng cao và thép kết cấu hợp kim thấp có độ bền cao, qua quy trình cán nóng làm công đoạn chính, với các đặc tính như phân bố ứng suất hợp lý trong tiết diện, khả năng chịu tải xuất sắc và tính gia công tốt. Dựa trên quy trình sản xuất, thép hình chữ U được chia thành thép hình chữ U cán nóng và thép hình chữ U định hình nguội, đồng thời có thể được tùy chỉnh với các thông số kỹ thuật khác nhau để đáp ứng nhu cầu đa dạng của các lĩnh vực công nghiệp khác nhau.
Các đặc điểm chính
- Khả năng chịu tải kết cấu vượt trội: Thiết kế mặt cắt lõm giúp phân bố ứng suất đồng đều trên phần thân và phần gờ, mang lại khả năng chống uốn và chịu nén cao, phù hợp để làm các bộ phận chịu lực trong kết cấu.
- Khả năng gia công vượt trội: Dễ dàng thực hiện các thao tác hàn, cắt, khoan, uốn và các công đoạn gia công khác; các mối nối sau khi gia công có độ ổn định và độ chắc chắn cao.
- Tính chất cơ học tốt: Duy trì độ bền kéo và độ bền chảy cao ở nhiệt độ phòng, có độ dẻo dai và độ dẻo vừa phải, đồng thời không bị biến dạng rõ rệt dưới tải trọng bình thường.
- Độ chính xác cao về kích thước: Quy trình gia công chính xác bằng phương pháp cán nóng/định hình lạnh đảm bảo tính nhất quán về kích thước tiết diện, dung sai nhỏ và độ thẳng tốt của sản phẩm thành phẩm.
- Hiệu quả về chi phí: Sử dụng thép cacbon thông thường/thép hợp kim thấp làm nguyên liệu, với chi phí sản xuất thấp và hiệu suất cao, phù hợp cho các ứng dụng kỹ thuật quy mô lớn.
- Hiệu suất có thể tùy chỉnh: Có thể được xử lý bằng các phương pháp như mạ kẽm, sơn, phun cát và các phương pháp xử lý bề mặt khác nhằm nâng cao khả năng chống ăn mòn và thích ứng với các môi trường làm việc khác nhau.
Sản xuất và các loại
- Quy trình sản xuất: Cán nóng (quy trình chính để sản xuất thép hình chữ U tiêu chuẩn) đối với thép hình chữ U cán nóng; cán định hình + hàn tần số cao đối với thép hình chữ U cán nguội.
- Các dạng sản phẩm: Thép hình chữ U cán nóng (loại thông thường và loại nhẹ), thép hình chữ U cán nguội; có sẵn ở dạng chiều dài cố định, chiều dài ngẫu nhiên và cắt theo yêu cầu của khách hàng.
- Xử lý bề mặt: Bề mặt cán nóng tự nhiên, mạ kẽm nhúng nóng, mạ kẽm điện phân, sơn epoxy, phun bi và tẩy rỉ (Ra ≤ 3μm cho các ứng dụng kết cấu thông thường).
Thành phần hóa học
| Yếu tố | Hàm lượng (Tỷ lệ khối lượng) |
| Cacbon (C) | ≤ 0,29% |
| Silic (Si) | 0.17% – 0.50% |
| Mangan (Mn) | 0.50% – 1.60% |
| Phốt pho (P) | ≤ 0,045% |
| Lưu huỳnh (S) | ≤ 0,045% |
| Đồng (Cu) | ≤ 0,30% (Tùy chọn, dành cho loại chịu thời tiết) |
| Sắt (Fe) | Cân bằng |
Thông số kỹ thuật về kích thước và dung sai
| Tham số | Thép hình chữ U cán nóng | Thép hình chữ U cán nguội | Sự khoan dung |
| Chiều cao đoạn (h) | 50–400 mm (Có thể tùy chỉnh) | 20–300 mm (Có thể tùy chỉnh) | ±1,01 TP3T so với chiều cao danh định |
| Chiều rộng mặt bích (b) | 37–140 mm (Chiều cao phù hợp) | 20–150 mm (Chiều cao phù hợp) | ±1,51 TP3T so với chiều rộng danh định |
| Độ dày tấm lưới (d) | 4,5–16 mm (Chiều cao phù hợp) | 1,5–10 mm (Chiều cao phù hợp) | ±10% so với độ dày danh định |
| Chiều dài | 6m/9m/12m (chiều dài cố định) | 3m–12m (chiều dài cố định) | Có thể tùy chỉnh, góc uốn tối đa ≤ 0,301 TP3T so với tổng chiều dài |
| Độ thẳng | – | – | ≤3 mm trên mỗi mét chiều dài |
Tính chất cơ học
| Tài sản | Giá trị điển hình |
| Giới hạn chảy (ReL/Rp0,2) | ≥ 235 MPa – 355 MPa (Tùy thuộc vào loại vật liệu) |
| Độ bền kéo (Rm) | 375 MPa – 550 MPa (Tùy thuộc vào loại vật liệu) |
| Độ giãn dài sau khi gãy (A50mm) | ≥ 20% – 26% (Tùy thuộc vào loại vật liệu) |
| Hiệu suất uốn | Thử nghiệm uốn 180°, không có vết nứt hay biến dạng |
| Độ bền va đập (Akv, 20℃) | ≥ 30J (Tùy thuộc vào loại vật liệu) |
| Khả năng hàn | Tuyệt vời, phù hợp với nhiều quy trình hàn khác nhau |
Các tiêu chuẩn áp dụng
- Thép hình chữ U cán nóng: Tiêu chuẩn Trung Quốc GB/T 706-2016, Tiêu chuẩn Nhật Bản JIS G3192, Tiêu chuẩn Mỹ ASTM A36/ASTM A572, Tiêu chuẩn Châu Âu EN 10034
- Thép hình chữ U cán nguội: Tiêu chuẩn Trung Quốc GB/T 6725, Tiêu chuẩn Nhật Bản JIS G3350, Tiêu chuẩn Mỹ ASTM A1003, Tiêu chuẩn Châu Âu EN 10219
