Thép tấm là gì? Định nghĩa, chiều dày và phân loại cơ bản
Thép tấm là sản phẩm thép cán phẳng có chiều dày từ khoảng 3 mm đến 150 mm, chiều rộng từ 600 mm đến 3.200 mm, được cắt thành tấm hình chữ nhật hoặc cung cấp dạng cuộn (coil) với chiều dày mỏng hơn.
1. Định nghĩa kỹ thuật
Theo tiêu chuẩn ASTM và EN, thép tấm (steel plate) được phân biệt với thép băng (strip) và thép cuộn (coil) dựa trên chiều dày và chiều rộng. Thép tấm thường có chiều dày ≥ 3 mm; sản phẩm mỏng hơn (0,3–3 mm) gọi là tôn hoặc thép tấm mỏng (sheet). Trọng lượng riêng của thép tấm tính theo công thức: m = t × W × L × 7,85 (kg), trong đó t là chiều dày (m), W là chiều rộng (m), L là chiều dài (m), 7,85 là tỷ trọng thép (tấn/m³).
Thép tấm là vật liệu nền tảng của ngành chế tạo kết cấu thép — được dùng để cắt, hàn, uốn, đột lỗ thành các chi tiết kết cấu, bình chứa, vỏ thiết bị và thân tàu.
2. Phân loại theo chiều dày
| Nhóm | Chiều dày (mm) | Tên gọi thông dụng | Ứng dụng điển hình |
|---|---|---|---|
| Tấm mỏng (sheet) | 0,3 – 3 | Tôn, tấm mỏng | Mái tôn, tủ điện, vỏ xe |
| Tấm trung bình | 3 – 10 | Thép tấm thông dụng | Bản đế cột, sườn dầm, bể nước |
| Tấm dày | 10 – 50 | Heavy plate | Kết cấu cầu, bình chứa, tàu thủy |
| Tấm rất dày | 50 – 150 | Extra thick plate | Khuôn dập, tấm chống đạn, móng máy |
3. Quy trình sản xuất thép tấm
3.1. Cán nóng (Hot Rolling)
Phôi thép được nung đến nhiệt độ 1.200–1.250°C rồi cán qua nhiều trục cán cho đến khi đạt chiều dày yêu cầu. Sản phẩm cán nóng có lớp vảy oxit màu đen xanh trên bề mặt. Chiều dày điển hình: 3–150 mm. Đây là quy trình phổ biến nhất để sản xuất thép tấm kết cấu.
3.2. Cán nguội (Cold Rolling)
Thép tấm cán nóng được tiếp tục cán ở nhiệt độ phòng, giảm chiều dày và cải thiện độ bóng bề mặt. Thường áp dụng cho tấm mỏng 0,3–3 mm. Sản phẩm cán nguội có bề mặt sáng, dung sai chiều dày chặt hơn (±0,05 mm).
3.3. Cán kiểm soát (TMCP — Thermo-Mechanical Controlled Process)
Công nghệ kết hợp kiểm soát nhiệt độ cán và làm nguội nhanh, tạo ra thép tấm có cường độ cao và độ dai va đập tốt mà không cần xử lý nhiệt sau cán. Phổ biến với mác S355 ML, EH36, AH36 dùng cho tàu thủy và công trình ngoài khơi.
4. Kích thước thương mại phổ biến tại Việt Nam
Thép tấm cán nóng thông dụng tại thị trường Việt Nam thường có kích thước tấm chuẩn:
- Chiều rộng: 1.000 mm, 1.200 mm, 1.500 mm, 1.800 mm, 2.000 mm
- Chiều dài: 2.000 mm, 4.000 mm, 6.000 mm, 12.000 mm
- Chiều dày phổ biến: 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 25, 30, 40, 50 mm
Ngoài tấm cắt sẵn, thị trường còn cung cấp dạng cuộn (coil) chiều dày 3–12 mm để cắt tại xưởng theo yêu cầu.
5. Tính chất cơ bản của thép tấm
Thép tấm kết cấu thông thường có các tính chất cơ học cơ bản sau (tham khảo mác A36/SS400):
- Giới hạn chảy (Re): ≥ 250 MPa
- Giới hạn bền (Rm): 400–550 MPa
- Độ giãn dài (A): ≥ 20%
- Mô đun đàn hồi (E): 200–210 GPa
- Tỷ trọng: 7,85 tấn/m³
6. Tiêu chuẩn thép tấm phổ biến
Thép tấm được quy định bởi nhiều hệ thống tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế:
- ASTM (Mỹ): A36, A572, A516, A514 — phân theo cường độ và ứng dụng
- EN (châu Âu): EN 10025 — S235, S275, S355, S420, S460
- JIS (Nhật Bản): JIS G3101 — SS400; JIS G3106 — SM490, SM570
- TCVN (Việt Nam): TCVN 1765 (thép cacbon kết cấu); TCVN 7571-1 (thép hình và tấm)
- GOST (Nga): GOST 27772 — C235, C345, C375 (phổ biến trong một số dự án cũ)
7. Điểm khác biệt giữa thép tấm và tôn
Thuật ngữ “tôn” trong xây dựng dân gian Việt Nam chỉ thép tấm mỏng (sheet) dày ≤ 3 mm, thường dạng sóng hoặc phẳng dùng lợp mái. Thép tấm (plate) trong kỹ thuật kết cấu chỉ sản phẩm dày ≥ 3 mm dùng cho bản đế cột, bản nối, sườn dầm, bình chứa và các kết cấu chịu lực.
8. Câu hỏi thường gặp
- Thép tấm 3 mm và tôn 3 mm có giống nhau không?
- Về chiều dày giống nhau, nhưng thép tấm kết cấu (A36, SS400) có kiểm soát tính chất cơ học chặt chẽ hơn tôn lợp mái thông thường.
- Thép tấm dày nhất thị trường Việt Nam bán là bao nhiêu?
- Thông thường đến 150 mm; tấm dày hơn phải đặt hàng nhập khẩu từ nhà máy chuyên biệt (Nhật, Hàn Quốc, châu Âu).
- Trọng lượng thép tấm 10 mm, 1.500 × 6.000 mm là bao nhiêu?
- m = 0,010 × 1,5 × 6 × 7.850 = 707 kg/tấm.
- Thép tấm có thể uốn nguội không?
- Có, tấm dày ≤ 20 mm thường uốn nguội được tùy bán kính uốn. Tấm dày hơn cần uốn nóng hoặc máy ép lực lớn.
- Thép tấm cán nóng có cần làm sạch trước khi sơn không?
- Có, lớp vảy oxit (mill scale) cần được làm sạch bằng phun cát (Sa 2.5) hoặc axit trước khi sơn lót để đảm bảo bám dính.