Có nhiều cách phân loại thép khác nhau, nhưng thường gặp các cách sau.
a. Thép chất lượng
Theo chất lượng luyện kim, tức là theo mức độ đồng nhất của thành phần hóa học, tổchức và tính chất của thép và đặc biệt là mức độchứa các tạp chất có hại P, S, người ta phân ra các loại thép.
- Thép có chất lượng thường, có thểchứa tới 0,06% S và 0,07% P; - Thép có chất lượng tốt, chứa không quá 0,04% S và 0,035% P; - Thép có chất lượng cao, chứa không quá 0,025% mỗi nguyên tố;
- Thép có chất lượng đặc biệt cao, chứa không quá 0,015% S và 0,025% P.
Chất lượng của thép do phương pháp luyện quyết định. Phương pháp Martin (hay phương pháp lò bằng), với tường lò có tính bazơ có thể khử được P, S, luyện được thép với chất lượng tương đối tốt, với tướng lò có tính axit có thể luyện thép có chất lượng cao. Tuy nhiên theo những thông báo mới nhất, phương pháp lò bằng ngày một ít được sử dụng và có thể thay thế bởi các phương pháp khác. Phương pháp L-D (lò thổi oxy từ đỉnh) luyện thép với năng suất cao, chất lượng từ thông thường đến tốt. Phương pháp lò điện (thường là hồ quang) luyện được thép chất lượng cao, có khả năng khửP, S tốt.
Thép cacbon có thểgồm ba loại chất lượng đầu, thép hợp kim có thểgồm ba loại chất lượng sau.
b.Theo phương pháp khửoxy
Theo mức độkhửoxy, phân ra thành thép sôi, thép lặng và nửa lặng.
Thép sôi là thép được khử oxy không triệt để, chỉ dùng fero-Mn. Do vẫn còn FeO, nên nó có thểtác dụng với C trong thép lỏng theo phảnứng.
FeO + C→Fe + CO (2.4)
Khí CO bay lên làm cho mặt thép lỏng chuyển động giống như nó bịsôi lên, do vậy có tên là thép sôi. Do khí CO vẫn còn tạo thành ngay cảkhi rót khuôn nên sẽtạo thành một sốbọt khí trong thỏi thép đúc và gần như không có lõm co tập trung ở phía
trên (hình 2.2a). Trong quá trình cán nóng tiếp theo, phần lớn các bọt khí này được hàn liền lại làm cho thép trở nên sít chặt hơn. Thép sôi có thành phần không đồng nhất, phần phía ngoài hầu như không có cacbon, phần lõi chứa nhiều cacbon hơn, sự phân lớp này thấy rõ trong tấm thép cán. Do chỉ dùng fero-Mn để khử oxy, nên ferit của thép sôi chứa rất ít Si (≤ 0,07%) và do vậy nó rất dẻo, các tấm thép lá mỏng rất thích hợp cho việc dập sâu. Tuy vậy thép sôi khó hàn, vì khi hàn, tại vùng nóng chảy sẽ lại xảy ra hiện tượng “sôi” khó tránh như đã mô tả ở trên, làm xuất hiện nhiều rỗ ở vùng mép hàn và làm xấu cơ tính của mối hàn.
Thép lặng là thép được khửoxy triệt để, ngoài fero-Mn, còn dùng fero-Si và Al, nên trong thép còn rất ít FeO, mặt thép lỏng phẳng lặng, và do vậy được gọi là thép lặng. Trong thỏi thép lặng hầu như không còn bọt khí, nhưng lõm co lại lớn (hình 2.2b). Sự phân lớp như nói trên cũng không còn nữa. Chất lượng thép lặng cao hơn thép sôi, nhưng không kinh tế vì phải cắt bỏ phần lõm co, (có khi tới 10-15% trọng lượng của thỏi), chi phí cho việc khửoxy tốn kém hơn. Do chứa nhiều Si hơn (0,15 – 0,30% Si), nên ferit của thép lặng cứng hơn so với thép sôi. Thép lặng thích hợp cho việc hàn.
Hình 2.2. Sơ đồcấu tạo của thỏi đúc thép sôi (a) và thép lặng (b).
Thép nửa lặng là loại trung gian giữa thép sôi và thép lặng, chỉ được khử oxy bằng fero-Mn và Al.
Thép cacbon thấp có thể ở cả ba loại kể trên. Thép cacbon trung bình có thể là thép lặng hoặc nửa lặng. Thép cacbon cao và thép hợp kim luôn là thép lặng. Vật đúc chỉ được chếtạo từthép lặng.
c. Theo công dụng
Đây là cách phân loại thường dùng nhất, gồm bốn nhóm chính.
việc thông thường tương tự, nói chung không cần qua nhiệt luyện.
Thép kết cấu, chủyếu làm các chi tiết máy, thường phải qua nhiệt luyện.
Thép dụng cụ, chủyếu đểlàm dụng cụ(cắt gọt, biến dạng, đo lường), thường bắt buộc phải qua nhiệt luyện.
Thép có công dụng riêng.