Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6523:1999 (ISO 4996 : 1991) về Thép tấm kết cấu cán nóng có giới hạn chảy cao

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 6523 : 1999

(ISO 4996 : 1991)

THÉP TẤM KẾT CẤU CÁN NÓNG  CÓ GIỚI HẠN CHẢY CAO

Hot-rolled steet sheet of high yield stress structural quality

1. Phạm vi áp dụng

1.1. Tiêu chuẩn này áp dụng cho thép tấm kết cấu cán nóng có giới hạn chảy cao với các mác thép và loại thép quy định trong bảng 1 và bảng 2, có dùng các nguyên tố hợp kim vi lượng. Sản phẩm dùng để chế tạo các kết cấu có cơ tính đặc biệt. Thường chúng được dùng ở trạng thái cung cấp và để chế tạo các kết cấu nối ghép hàn, đinh tán hay bu lông.

Do kết hợp độ bền cao với thành phần hợp kim vi lượng nên có thể tiết kiệm được khối lượng mà lại có tính gia công và tính hàn tốt hơn so với thép tấm không chứa các nguyên tố hợp kim vi lượng. Sản phẩm được sản xuất bằng máy cán băng rộng mà không phải bằng máy cán tấm dày.

1.2. Thông thường sản phẩm với chiều dày từ từ 1,6 mm đến 6,0 mm và chiều rộng từ 600 mm trở lên được sản xuất ở dạng cuộn hoặc tấm.

1.3. Thép tấm cán nóng có chiều rộng nhỏ hơn 600 mm được cắt từ tấm rộng cũng được coi là thép tấm.

Chú thích 1 – Thép tấm có chiều dày nhỏ hơn 3 mm thường được gọi là “thép tấm mỏng” hoặc “thép lá” (tiếng Anh gọi là sheet). Thép tấm có chiều dày từ 3 mm trở lên thường được gọi là “thép tấm dầy” (tiếng Anh là sheet hoặc plate)

1.4. Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các loại thép dùng để chế tạo nồi hơi, bình chịu áp lực, các loại thép chất lượng thương mại để dập sâu (nêu trong ISO 3573[1]⁾), các loại thép để tiếp tục cán nguội, hay thép bền ăn mòn khí quyển cao, hoặc thép có tính gia công hơn so với các thép trong tiêu chuẩn này.

2. Tiêu chuẩn trích dẫn

ISO 6892 : 1984 Vật liệu kim loại – Thử kéo

ISO 7438 : 1985, Vật liệu kim loại – Thử uốn

3. Định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các định nghĩa sau đây:

3.1. Nguyên tố hợp kim vi lượng: Các nguyên tố như niobi, vanadi, titan … được đưa vào riêng biệt hay kết hợp để nâng cao độ bền, với tính tạo hình, tính hàn tốt hơn và có độ dai tương đương với thép không hợp kim có độ bền tương đương.

3.2. Thép tấm cán nóng: Sản phẩm nhận được bằng cách cán nóng phôi thép qua máy cán tấm rộng dạng liên tục hay dạng đảo chiều đến một chiều dày và dung sai yêu cầu. Bề mặt sản phẩm được phủ một lớp axit hay vẩy cán do cán nóng tạo ra.

3.3. Thép tấm cán nóng được làm sạch bề mặt: Thép tấm cán nóng đã được làm sạch màng oxit hay vẩy cán bằng cách tẩy rửa trong dung dịch axit. Làm sạch cũng có thể được tiến hành bằng phương pháp cơ học như phun bi. Các tính chất có thể bị thay đổi chút ít do làm sạch.

Thông thường thép tấm cán nóng đã làm sạch vẩy cán được phủ một lớp dầu để chống gỉ, nhưng nếu có yêu cầu thì cũng có thể không phải phủ dầu. Dầu không phải dùng để bôi trơn và phải dễ làm sạch bằng các hóa chất tẩy rửa. Khi được yêu cầu thì người sản xuất phải chỉ cho người mua thiết bị loại dầu nào đã được dùng.

3.4. Mép cán: Mép nhận được khi cán nóng. Các mép cán có thể có những chỗ như mép bị nứt, mép bị xé, hay mép bị lẹm mỏng.

3.5. Mép xén: Mép nhận được bằng cách cắt, xẻ hay xén mép cán của sản phẩm cán.

4. Điều kiện sản xuất

4.1. Luyện thép

Các công nghệ được dùng trong luyện thép và sản xuất thép tấm cán nóng do người sản xuất lựa chọn trừ khi có sự thỏa thuận riêng giữa các bên liên quan. Nếu được yêu cầu thì người sản xuất phải thông báo với người mua về công nghệ luyện thép đã được sử dụng.

4.2. Thành phần hóa học

Thành phần hóa học (phân tích mẫu đúc) không được vượt quá các giá trị nêu trong bảng 1.

Bảng 1 – Thành phần hóa học (phân tích mẫu đúc), %

Mác	Loại	Phương pháp khử oxy	C max	Mn max	P max	S max	Sl max
HS 355	C D	NE CS	0,20 0,20	1,60 1,60	0,040 0,035	0,040 0,035	0,50 0,50
HS 390	C D	NE CS	0,20 0,20	1,60 1,60	0,040 0,035	0,040 0,035	0,50 0,50
HS 420	C D	NE CS	0,20 0,20	1,70 1,70	0,040 0,035	0,040 0,035	0,50 0,50
HS 460	C D	NE CS	0,20 0,20	1,70 1,70	0,040 0,235	0,040 0,235	0,50 0,50
HS 490	C D	NE CS	0,22 0,22	1,70 1,70	0,040 0,035	0,040 0,035	0,50 0,50
Chú thích 1) NE = Thép không sôi CS = Thép lặng đặc biệt 2) Hàm lượng nitơ được khống chế, thường không được vượt quá 0,009 % đối với thép sôi và thép không sôi hay 0,015% đối với thép lặng đặc biệt. 3) Mỗi mác thép chứa ít nhất một nguyên tố hợp kim vi lượng như vanađi, titan, niobi … 4) Thép loại C được sử dụng trong các trường hợp chịu tải trọng và để chế tạo kết cấu có tính chống phá hủy dòn. 5) Thép loại D được dùng trong các trường hợp chịu tải trọng và để chế tạo các kết cấu có tính chống phá hủy dòn cao.

4.3. Phân tích hóa học

4.3.1. Phân tích mẫu đúc

Mỗi mẻ thép người sản xuất phải phân tích mẫu đúc để xác định hàm lượng của cacbon, mangan, phốt pho và lưu huỳnh; Nếu có yêu cầu thì phải thông báo kết quả phân tích này cho người mua hay người dại diện của họ biết.

4.3.2. Phân tích kiểm tra xác nhận

Người mua có thể tiến hành phân tích kiểm tra để xác nhận kết quả phân tích đã được ghi của bán thành phẩm hay thành phẩm và sẽ xem xét bất kỳ sự không bình thường nào. Phương pháp lấy mẫu và giới hạn sai lệch phải được thỏa thuận giữa người sản xuất và người mua.

4.4. Tính hàn

Các sản phẩm này thích hợp để hàn nếu chọn các phương pháp hàn phù hợp. Đối với các thép chưa được làm sạch việc làm sạch tùy theo phương pháp hàn. Do hàm lượng các bon vượt quá 0,15 % thì hàn điểm càng trở nên khó khăn hơn.

4.5. Áp dụng

Để thuận tiện cho việc sử dụng thép tấm cán nóng được phân biệt theo tên của chi tiết hoặc theo lĩnh vực dự định sử dụng nó phù hợp với mác và loại thép được quy định.

4.6. Tính chất cơ học

Thép chuẩn bị xuất xưởng thì các tính chất cơ học phải đạt như trong bảng 2, khi chúng được xác định trên các mẫu thử theo các quy định của điều 7.

Bảng 2 – Tính chất cơ học

Mác	Re- min1)  N/mm2		Rm min (chỉ để tham khảo) N/mm2	A min, % 2)				Đường kính lõi uốn 1800 3)
	ReH	ReL		e < 3		3 ≤ e ≤ 6
				L0 = 50 mm	L0 = 80 mm	L0 = 5,65	L0 = 50 mm
HS 355 HS 390 HS 420 HS 460 HS 490	355 390 420 460 490	355 370 400 440 470	430 460 490 530 570	18 16 14 12 10	16 14 12 10 8	22 20 19 17 15	21 19 18 16 14	2a 2a 3a 3a 4a
ReH = giới hạn chảy trên ReL = giới hạn chảy dưới Rm = độ bền kéo A = độ giãn dài L0 = chiều dài mẫu thử S0 = Diện tích mặt cắt ngang ban đầu a = chiều dày của mẫu thử uốn e = chiều dày của thép tấm, mm 1 N/mm2 = 1 MPa 1) Cả ReH và ReL đều phải đo và chúng phải thỏa mãn yêu cầu tối thiểu. Giới hạn chảy có thể được đo bằng giới hạn chảy với độ dãn dài 0,5 % (giới hạn chảy dưới tải trọng) hay 0,2% khi hiện tượng chảy không xuất hiện. 2) Đối với chiều dày nhỏ hơn 3 mm thì dùng L0 = 50 mm hay L0 = 80 mm. Đối với chiều dày từ 3 mm đến 6 mm thì dùng L0 = 5,65 hay = 50 mm. Trong trường hợp có tranh chấp thì các kết quả nhận được trên mẫu thử tỷ lệ sẽ có giá trị đối với thép có chiều dày từ 3 mm trở lên. 3) Phép thử uốn chỉ được tiến hành khi được quy định (xem điều 7.2). Đường kính gối (lõi) uốn trong bảng 2 là đối với các mẫu thử được chuẩn bị cho phép thử ở phòng thí nghiệm. Các điều kiện trong khi chế tạo có thể khắc nghiệt hơn và có thể không giống với các điều kiện khi thử trong phòng thí nghiệm.

4.7. Chất lượng bề mặt

Màng oxit hay vẩy cán trên bề mặt thép tấm cán nóng làm thay đổi chiều dày,độ dính bám và màu sắc của thép. Làm sạch màng oxit hay vẩy cán bằng tẩy gỉ hoặc phun bi có thể làm lộ ra những khuyết tật bề mặt không nhìn thấy ở trước công đoạn này.

5. Dung sai kích thước

Dung sai kích thước áp dụng cho thép tấm kết cấu cán nóng có giới hạn chảy cao được nêu trong bảng 3 đến 10.

6. Lấy mẫu

6.1. Thử kéo

Mỗi lô thép xuất xưởng phải lấy một mẫu đại diện để thử kéo theo quy định trong bảng 2. Một lô thép bao gồm 50 tấn hay ít hơn cùng mác được cán đến cùng một chiều dày và trong điều kiện như nhau.

6.2. Thử uốn (khi có quy định)

Mỗi lô thép tấm xuất xưởng phải lấy một mẫu đại diện để thử uốn. Một lô thép tấm bao gồm tất cả các tấm thép cùng mác và loại được cán đến cùng một chiều dày và trong điều kiện như nhau.

7. Thử cơ tính

7.1. Thử kéo

Thử kéo được thực hiện theo ISO 6892. Các mẫu thử ngang phải được lấy ở khoảng đường tâm và mép của tấm thép được cán.

7.2. Thử uốn (khi có quy định)

Mẫu thử uốn ngang phải chịu được uốn 1 góc 180⁰ theo hướng như được nêu trên hình 1, xung quanh một lõi uốn như được nêu trong bảng 2, không được có vết nứt ở mặt ngoài của phần bị uốn. Thử uốn phải được thực hiện ở nhiệt độ thường và như được quy định trong ISO 7438.

Chấp nhận các vết nứt nhỏ ở mép của mẫu thử và các vết nứt phải phóng đại mới nhìn thấy.

Hình 1 – Mẫu thử uốn ngang (sau khi uốn)

8. Thử lại

8.1. Gia công và khuyết tật

Nếu bất kỳ mẫu thử nào bị gia công sai hoặc có khuyết tật thì phải loại bỏ và được thay thế bằng mẫu khác.

8.2. Độ giãn dài

Nếu độ giãn dài của bất kỳ mẫu thử nào nhỏ hơn giá trị quy định trong bảng 2 và nếu một phần nào đó của vết gẫy nằm ngoài nửa giữa của chiều dài mẫu thử như đã được đánh dấu trước khi thử thì phép thử phải bị loại bỏ và phải tiến hành thử lại

8.3. Thử bổ sung

Nếu một phép thử không cho kết quả như đã quy định thì phải tiến hành thử thêm hai lần lấy mẫu ngẫu nhiên trong cùng một lô. Cả hai phép thử lại phải đảm bảo các yêu cầu của tiêu chuẩn này. Nếu không thì lô hàng phải bị loại bỏ.

9. Xin chấp nhận lại

9.1. Người sản xuất có thể xin chấp nhận lại các sản phẩm đã bị loại bỏ trong lần kiểm tra trước do không đạt các yêu cầu, sau khi đã xử lý thích hợp (chọn lại, nhiệt luyện) và phải thông báo cho người mua nếu được yêu cầu.

Trong trường hợp này các phép thử phải được tiến hành như đối với một lô mới.

9.2. Người sản xuất có quyền đưa các sản phẩm bị loại đi kiểm tra tiếp để xác định khả năng phù hợp với các yêu cầu của mác thép khác hay bị loại thép khác.

10. Chất lượng bề mặt

Bề mặt phải là bề mặt thường có ở sản phẩm cán nóng hay sản phẩm cán nóng được làm sạch bề mặt.

Thép tấm cắt theo chiều dài không được có phân lớp, vết nứt bề mặt và các khuyết tật khác có hại cho quá trình gia công tiếp theo.

Đối với sản phẩm xuất xưởng ở dạng cuộn, người sản xuất không thống nhất phải loại bỏ các phần khuyết tật vì chúng có thể được loại bỏ khi cắt sản phẩm.

11. Kiểm tra và chấp nhận

11.1. Thông thường không yêu cầu đối với các sản phẩm thuộc tiêu chuẩn này, nhưng nếu người mua yêu cầu phải kiểm tra và thử để chấp nhận trước khi xuất xưởng thì người sản xuất phải cung cấp cho nhân viên kiểm tra của người mua tất cả các phương tiện cần thiết để xác định rằng thép được hoàn thiện phù hợp với tiêu chuẩn này.

11.2. Thép được thông báo là có khuyết tật sau khi đến nơi nhận hàng phải được để riêng cho dễ xác định và được bảo quản phù hợp. Người sản xuất phải ghi chú trong đơn hàng về việc thẩm tra lại.

12. Kích thước cuộn

Khi thép tấm cán nóng được đặt hàng ở dạng cuộn thì phải quy định đường kính trong nhỏ nhất hay khoảng đường kính trong chấp nhận được. Đồng thời phải quy định đường kính ngoài lớn nhất và khối lượng lớn nhất có thể chấp nhận được.

13. Ghi nhãn

Trừ khi có quy định khác, các yêu cầu tối thiểu sau đây để xác định chất lượng thép phải được ghi rõ ràng trên đỉnh của mỗi lô hay được chỉ ra trên tấm nhãn được đính vào mỗi cuộn hay mỗi đơn vị xuất xưởng.

a) tên nhà sản xuất hay nhãn hiệu;

b) số hiệu của tiêu chuẩn này;

c) tên mác hay loại thép;

d) số của đơn hàng;

e) kích thước sản phẩm;

f) số cửa lô hàng;

g) khối lượng;

14. Các thông tin người mua phải cung cấp

Để xác định các yêu cầu phù hợp với tiêu chuẩn này, các yêu cầu và đơn hàng phải bao gồm các thông tin sau đây:

a) số hiệu của tiêu chuẩn này;

b) tên, chất lượng, mác và loại vật liệu (ví dụ, thép tấm kết cấu cán nóng có giới hạn chảy cao, mác HS 355 loại C)

c) kích thước sản phẩm và số lượng yêu cầu;

d) lĩnh vực sử dụng (tên của bộ phận) nếu có thể (xem 4.5);

e) có yêu cầu tẩy rửa hay làm sạch bề mặt bằng phun hạt (kim loại) hoặc phun bi hay không (vật liệu phải được phủ dầu trừ khi người mua không yêu cầu) (xem 3.3);

f) kiểu mép (xem 3.4 và 3.5);

g) yêu cầu về cách xén đầu;

h) báo cáo về các tính chất cơ học và / hoặc phân tích mẫu đúc nếu yêu cầu (xem 4.6 và 4.3.1);

i) giới hạn về khối lượng và kích thước của từng cuộn và bó tùy theo áp dụng loại nào (xem điều 12);

j) kiểm tra và thử để chấp nhận trước khi xuất xưởng, nếu có yêu cầu (xem 11.1).

Chú thích 2 – Ví dụ về một đơn hàng tiêu biểu như sau:

TCVN 6523 : 1999 thép tấm kết cấu cán nóng có giới hạn chảy cao, mác HS 355 loại D, 1x1200x2440 mm, 40.000 kg, để chế tạo chi tiết số 5432, chống được che phủ bằng mái, mép được xén, kèm theo báo cáo về các tính chất cơ học, khối lượng lớn nhất một bó là 4000 kg.

Bảng 3A – Dung sai chiều dày đối với thép cuộn và thép cắt thành tấm,

mác HS 355, HS 390 và HS 420 (kể cả thép được làm sạch bề mặt)

Giá trị tính bằng milimét

Chiều rộng  được quy định	Dung sai chiều dày1), trên và dưới, đối với chiều dày được quy định
	từ 1,6 đến 2,0	lớn hơn 2,0 đến 2,5	lớn hơn 2,5 đến 3,5	lớn hơn 3,0 đến 4,0	lớn hơn 4,0 đến 5,0	lớn hơn 5,0 đến 6,0
từ 600 đến 1200 Lớn hơn 1200 đến 1500 Lớn hơn 1500 đến 1800 Lớn hơn 1800	0,19 0,21 0,23 -	0,20 0,23 0,25 0,27	0,22 0,24 0,26 0,29	0,24 0,26 0,29 0,30	0,26 0,29 0,31 0,32	0,29 0,31 0,32 0,34
Các giá trị được quy định không áp dụng đối với các đầu chưa cắt với chiều dài l của một cuộn có mép ở trạng thái cán (chưa xén). Chiều dài l có thể tính bằng công thức: l tính bằng mét = 90 / chiều dài tính bằng milimét trừ kết quả không lớn hơn 20 m.
1) Chiều dày được đo ở một điểm bất kỳ trên tấm cách mép ngoài không nhỏ hơn 40 mm đối với thép chưa cắt và 25 mm đối với thép đã được cắt bavia.

Bảng 3B – Dung sai chiều dày đối với thép cuộn và thép cắt thành

tấm, mác HS 460 và HS 490 (kể cả thép được làm sạch bề mặt)

Giá trị tính bằng milimét

Chiều rộng được qui định	Dung sai chiều dày1), trên và dưới, đối với chiều dày được quy định
	từ 1,6 đến 2,0	lớn hơn 2,0 đến 2,5	lớn hơn 2,5 đến 3,0	lớn hơn 3,0 đến 4,0	lớn hơn 4,0 đến 5,0	lớn hơn 5,0 đến 6,0
từ 600 đến 1200 Lớn hơn 1200 đến 1500 Lớn hơn 1500 đến 1800 Lớn hơn 1800	0,21 0,24 0,26 -	0,22 0,26 0,29 0,31	0,25 0,27 0,26 0,32	0,27 0,30 0,32 0,34	0,30 0,32 0,35 0,36	0,32 0,35 0,36 0,39
Các giá trị được quy định không áp dụng đối với các đầu chưa cắt với chiều dài l của một cuộn có mép ở trạng thái cán (chưa xén). Chiều dài l có thể tính bằng công thức: l tính bằng mét = 90 / chiều dài tính bằng milimét trừ kết quả không lớn hơn 20 m.
1) Chiều dày được đo ở một điểm bất kỳ trên tấm cách mép ngoài không nhỏ hơn 40 mm đối với thép chưa cắt và 25 mm đối với thép đã được cắt bavia.

Bảng 4 – Dung sai chiều rộng đối với thép tấm cuộn và thép cắt thành tấm
(kể cả thép được làm sạch bề mặt), có mép ở trạng thái cán (chưa xén)

Giá trị tính bằng milimét

Chiều rộng quy định	Dung sai1)
Đến 1200	+ 30 0
Lớn hơn 1200 đến 1500	+ 35 0
Lớn hơn 1500 đến 1800	+ 40 0
Lớn hơn 1800	+ 50 0
1) Các giá trị được quy định không áp dụng đối với các đầu chưa cắt có chiều dài l của một cuộn có mép ở trạng thái cán. Chiều dài l có thể tính bằng công thức l tính bằng mét = 90 / chiều dày tính bằng milimét trừ khi kết quả không lớn hơn 30 m

Bảng 5 – Dung sai chiều rộng đối với thép cuộn và thép cắt thành tấm
(kể cả thép được làm sạch bề mặt), đã được cắt bavia, chưa được làm vuông

Giá trị tính bằng milimét

Chiều dài quy định	Dung sai
Đến 1200	+6 0
Lớn 1200 đến 1500	+8 0
Lớn hơn 1500	+10 0

Bảng 6 – Dung sai chiều dài đối với thép cắt thành tấm

(kể cả thép được làm sạch bề mặt), chưa được làm vuông

Giá trị tính bằng milimét

Chiều dài qui định	Dung sai
Đến 3000	+20 0
Lớn hơn 3000 đến 6000	+30 0
Lớn hơn 6000	% chiều dài

Bảng 7- Dung sai độ cong mép của thép cuộn và thép cắt thành tấm

(kể cả thép được làm sạch bề mặt, chưa được làm vuông

Độ cong là độ thay đổi lớn nhất của mép ngoài so với một đường tuyến, phép đo được tiến hành trên phía lõm bằng một thước thẳng.

Hình 2 - Đo độ cong

Bảng 8 - Dung sai độ vuông góc của thép tấm

 (kể cả thép được làm sạch bề mặt), chưa được làm vuông

Kích thước	Dung sai độ vuông góc
Tất cả chiều dày và kích thước	1 % x chiều rộng

Bảng 9 - Dung sai độ vuông góc đối với thép tấm đã được làm vuông
(kể cả thép được làm sạch bề mặt)

Giá trị tính bằng milimét

Chiều dài quy định	Chiều rộng quy định	Dung sai độ vuông góc Chiều dày đến 6 mm
Đến 3000	Đến 1200	+2 0
	Lớn hơn 1200	+3 0
Lớn hơn 3000	Tất cả các chiều rộng	+3 0
Chú thích 1) Xem hình 3 2) Khi đo vật liệu để xác định dung sai độ vuông cần chú ý đến sự dãn nở do nhiệt độ

Độ vuông góc là sai lệch lớn nhất của mép cuối so với đường thẳng vuông góc với mép kia và tiếp xúc với một đỉnh, phép đo được tiến hành như trên hình 3. Nó cũng có thể được đo bằng nửa sai lệch giữa các đường chéo của tấm thép.

Hình 3 - Đo độ vuông góc

Bảng 10 - Dung sai độ phẳng tiêu chuẩn đối với thép tấm
(kể cả thép được làm sạch bề mặt)

Giá trị tính bằng milimét

Chiều dày quy định	Chiều rộng quy định	Dung sai độ phẳng 1)
Đến 2	Đến 1200 Lớn hơn 1200 đến 1500 Lớn hơn 1500	36 48 56
Lớn hơn 2	Đến 1200 Lớn hơn 1200 đến 1500 Lớn hơn 1500	29 38 48
Dung sai này chỉ áp dụng cho thép tấm có chiều dài đến 5000 mm. Dung sai đối với thép tấm có chiều dài vượt quá 5000 mm phải được thỏa thuận. Bảng này cũng áp dụng cho thép cắt thành tấm cho người mua cắt từ cuộn khi thực hiện các quy trình làm phẳng thích hợp.
1) Độ sai lệch lớn nhất so với mặt phẳng nằm ngang. Đối với tấm nằm do bản thân trọng lượng của nó trên một mặt phẳng thì khoảng cách lớn nhất giữa bề mặt thấp nhất của tấm và mặt phẳng nằm ngang là sai lệch lớn nhất của độ phẳng (xem hình 4).

Hình 4 - Đo độ phẳng