Thép tấm A36 và A572 khác nhau thế nào? Bảng 9 tiêu chí theo ASTM
Khi thiết kế kết cấu thép theo tiêu chuẩn ASTM, kỹ sư thường phải chọn giữa A36 (mác phổ thông) và A572 Grade 50 (mác cường độ cao hơn). Hai mác này có cùng phạm vi ứng dụng nhưng khác nhau cơ bản về cường độ và kinh tế.
1. Bảng so sánh A36 và A572 Gr.50 theo 9 tiêu chí
| Tiêu chí | ASTM A36 | ASTM A572 Gr.50 |
|---|---|---|
| 1. Tiêu chuẩn áp dụng | ASTM A36/A36M | ASTM A572/A572M |
| 2. Loại thép | Carbon thông thường (plain carbon) | Hợp kim thấp cường độ cao (HSLA) |
| 3. Giới hạn chảy Re min | 250 MPa (36 ksi) | 345 MPa (50 ksi) — cao hơn 38% |
| 4. Giới hạn bền Rm | 400–550 MPa (58–80 ksi) | ≥ 450 MPa (65 ksi) |
| 5. Hàm lượng Carbon C max | 0,25–0,29% (tùy chiều dày) | 0,23% — thấp hơn A36 |
| 6. Vi hợp kim | Không có | Nb, V hoặc Ti (0,005–0,15%) — tạo hạt mịn |
| 7. Tính hàn | Rất tốt; CE ≤ 0,40% | Tốt; CE ≈ 0,38–0,44%; que hàn E70XX |
| 8. Độ giãn dài A min | 20% (t ≥ 8 mm) | 18% (trên 200 mm gauge) |
| 9. Chiều dày tối đa | Không giới hạn trong A36 (thực tế đến 150 mm) | Đến 100 mm (Gr.50); chiều dày lớn cần Grade thấp hơn |
2. So sánh kinh tế: A36 hay A572?
2.1. Giá nguyên liệu
A572 Gr.50 thường có giá cao hơn A36 khoảng 10–20% mỗi kg. Tuy nhiên, do cường độ cao hơn 38%, tiết diện tấm thiết kế theo A572 có thể giảm 15–25% khối lượng so với A36 cùng tải trọng.
2.2. Khi nào A572 tiết kiệm hơn?
A572 tiết kiệm tổng chi phí hơn A36 trong các trường hợp:
- Kết cấu chịu lực lớn, tải trọng truyền động (cầu, cột nhà cao tầng)
- Công trình bị hạn chế trọng lượng (mái nhà nhịp lớn, cầu trục)
- Kết cấu mà chi phí gia công và lắp dựng chiếm tỷ trọng cao (giảm số mối hàn)
2.3. Khi nào A36 kinh tế hơn?
A36 tiết kiệm hơn trong các trường hợp:
- Kết cấu thông thường không bị kiểm soát bởi cường độ mà bởi độ cứng (deflection control)
- Bản đế cột, gusset plate, cấu kiện không chịu lực nhiều
- Công trình nhỏ, số lượng ít, không đủ số lượng để đặt hàng A572
3. So sánh tính hàn chi tiết
Mặc dù A572 có carbon thấp hơn A36, nhưng hàm lượng Manganese và vi hợp kim làm Carbon Equivalent (CE) của hai mác gần tương đương:
| Thông số hàn | A36 | A572 Gr.50 |
|---|---|---|
| Carbon Equivalent (CE) điển hình | 0,35–0,40% | 0,38–0,44% |
| Gia nhiệt trước (t ≤ 25 mm, T ≥ 10°C) | Không cần | Không cần (kiểm tra CE) |
| Gia nhiệt trước (t = 25–36 mm) | Không cần | Nên 50°C |
| Gia nhiệt trước (t > 36 mm) | 50°C | 100°C |
| Que hàn tay phù hợp | E6013, E7016, E7018 | E7016, E7018 (không dùng E6013) |
| Dây hàn MIG phù hợp | ER70S-3, ER70S-6 | ER70S-6, ER80S-D2 |
4. Ứng dụng phù hợp từng mác
| Ứng dụng | Mác khuyến nghị | Lý do |
|---|---|---|
| Bản đế cột nhà xưởng nhỏ | A36 | Không cần cường độ cao, dễ hàn, rẻ |
| Bản nối dầm-cột nhà cao tầng | A572 Gr.50 | Giảm chiều dày tấm, giảm trọng lượng liên kết |
| Bể nước, bồn chứa áp thấp | A36 | Đủ cường độ, giá tốt, hàn dễ hơn |
| Bản cánh dầm cầu đường bộ | A572 Gr.50 | Nhịp lớn, cường độ quan trọng hơn giá |
| Tấm lót sàn công nghiệp (checkered) | A36 | Không cần cường độ cao, thị trường có sẵn |
| Cột nhà thép nhiều tầng | A572 Gr.50 | Tối ưu tiết diện, giảm tải trọng nền móng |
| Kết cấu tạm, giàn giáo | A36 | Tái sử dụng nhiều lần, giá ưu tiên hơn cường độ |
| Dầm cầu trục ≥ 10 tấn | A572 Gr.50 | Mỏi do tải trọng động, cần cường độ cao |
5. Chuyển đổi thiết kế từ A36 sang A572
Khi nâng cấp từ A36 sang A572 Gr.50 trong thiết kế, cần lưu ý:
- Giảm chiều dày: Lý thuyết giảm được 38%, thực tế 15–25% do kiểm tra độ cứng và mỏi cũng ảnh hưởng
- Kiểm tra độ võng: Mô đun đàn hồi E của hai mác bằng nhau (200–210 GPa) nên độ võng không giảm theo tỷ lệ cường độ
- Kiểm tra ổn định cục bộ: Tấm mỏng hơn có thể cần gia cường sườn để tránh mất ổn định cục bộ
- Quy trình hàn: Phải cập nhật WPS (Welding Procedure Specification) phù hợp với A572
6. Câu hỏi thường gặp
- A572 Gr.50 có thể thay thế hoàn toàn A36 trong bất kỳ dự án nào không?
- Về cường độ thì được, nhưng cần kiểm tra lại chiều dày tấm (có thể mỏng hơn), cập nhật quy trình hàn, và đảm bảo A572 sẵn có trên thị trường với giá kinh tế.
- Nếu bản vẽ chỉ định A572 nhưng chỉ có A36, có thể thay không?
- Không được thay thế mà không có phê duyệt của kỹ sư thiết kế. A36 có Re thấp hơn 38%, nếu thay thế mà không tăng tiết diện thì kết cấu không đủ cường độ.
- Hai mác có thể hàn với nhau không?
- Có, đây là trường hợp phổ biến. Dùng que hàn của mác yếu hơn (matching filler metal) theo AWS D1.1 — thường là E7018 phù hợp cả hai mác.
- A36 có giới hạn Re tối đa không?
- Không quy định Re tối đa, nhưng trong ứng dụng kháng chấn, AISC 341 yêu cầu Re/Rm ≤ 0,85 — cần dùng A36 Fy max ≤ 448 MPa hoặc mác có ký hiệu “seismic”.
- Thị trường Việt Nam có bán A572 không?
- Có nhưng ít phổ biến hơn A36. Thường mua qua nhà phân phối thép chuyên dự án hoặc nhập khẩu từ Hàn Quốc, Nhật Bản. Mác SM490 (JIS) và Q345B (GB) thường được dùng thay thế A572 trong các dự án liên doanh.