فولادهای مورد استفاده در صنعت، معمولا با عناوین متفاوتی شناخته می‌شوند! دو مورد از معروف‌ترین آنها ورق st37 و ورق st52 هستند. تفاوت این فولادها همواره مد نظر فعالان این صنعت است، خصوصا شناخت تفاوت ورق سیاه st37 و st53 در صنعت فولاد سبب استفاده مطلوب‌تر از این محصولات می‌گردد. در ادامه ضمن معرفی کلی دسته‌بندی فولادها به بررسی تفاوت و قیمت ورق سیاه st37 و st52 خواهیم پرداخت.
کشورهای تولیدکننده انواع ورق از علامت‌ها، حروف و اعداد مخصوصی برای معرفی و شناسایی ورق‌های فولادی استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، کشور آلمان تمام فولادها را طبق دین (DIN) 17006 استاندارد کرده است. برای معرفی فولاد، از علامت‌هایی استفاده می‌کنند که شامل عناصر تشکیل دهنده، روش تولید و عملیات انجام گرفته آنها پیش از عرضه به بازار هستند.
در این بخش، عناصر تشکیل دهنده، استحکام و درجه مرغوبیت فولاد به کمک حروف و اعداد معرفی می‌شوند. حروف شناسایی برای فولادهای ساختمانی معمولی St است. بعد از این حروف، عددی نوشته می‌شود که با ضرب کردن آن عدد در 9.81 مقدار حداقل استحکام کشش فولاد بر حسب نیوتن بر میلی‌متر مربع به دست می‌آید. پس از عدد مربوط به استحکام، خط تیره قرار می‌گیرد و سپس درجه کیفیت فولاد به وسیله اعداد 1 تا 3 معرفی می‌شود:
برای مثال فولاد st37 – 2 : st نماد فولاد ساختمانی و 37 نشان دهنده استحکام کششی 370 نیوتن بر میلی‌متر مربع و 2 نیز نشان دهنده درجه کیفیت فولاد است.
فولاد ST37 به عنوان فولاد نرمه نیز در صنعت شناخته می‌شود. این نوع فولادها را در دسته فولادهای کم کربن قرار می‌دهند. همچنین کاربرد اصلی آن در ساختمان سازی و پروفیل‌های ساختمانی است.
ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی فولاد st37 به ترتیب در جداول زیر ارائه شده است:
| C | Cr | S | P | Si | Mn | N | Fe |
| 0.14 – 0.07 | 0.15 | 0.04 | 0.035 | 0.37 – 0.17 | 0.65 – 0.35 | 0.008 | پایه |
خواص مکانیکی فولاد st37
| ضخامت (mm) | استحکام تسلیم (MPa) | استحکام کششی (MPa) | ازدیاد طول شکست (%) | انرژی شکست ضربه (ل) |
| t ≤ 16 mm | 235 | – | – | میانگین 27J |
| t > 16 mm | 225 | – | – | |
| t < 16 mm | – | 360 – 510 | – | |
| t ≥ 16 mm | – | 340 – 470 | – | |
| بالای 1.5 mm | – | – | 16 | |
| 2 – 1.51 mm | – | – | 17 | |
| 2.5 – 2.01 mm | – | – | 18 | |
| 2.99 – 2.51 mm | – | – | 19 | |
| 3 mm ≤ | – | – | 24 |
ورق st52 تحت عنوان فولادهای پرمقاومت کم آلیاژ در صنعت شناخته می‌شوند و با افزودن مقادیر ناچیزی آلیاژ نظیر مس، نیکل و منگنز به فولادهای کربن‌دار تولید می‌شوند. در نتیجه افزودن آلیاژهای ذکر شده، مقاومت فولاد افزایش می‌یابد. به دلیل سهولت در جوشکاری این فولادها دارای استفاده بی‌شماری در صنعت هستند.
ورق سیاه St37 در مصارف ساختمان سازی کاربرد زیادی دارد. این نوع ورق‌ها به دلیل وجود درصد کربن پایین، استحکام متوسطی داشته و در صنعت ساخت و ساز کاربرد گسترده‌ای دارند. همچنین درصد کربن پایین در این ورق‌ها سبب افزایش خاصیت جوش‌پذیری آنها شده است. از مصارف ورق سیاه st37 می‌توان به ساخت مقاطع فولادی اعم از پروفیل و ناودانی اشاره کرد.
ورق سیاه st52 نیز از دسته ورق‌هایی است که در صنعت ساخت و ساز کاربرد فراوانی دارند. از ویژگی‌های این ورق‌ها می‌توان به مقاومت بالا در برابر پیچش و خمش و خاصیت ارتجاعی و تحمل وزن بالا اشاره کرد. روی این ورق‌ها، عملیاتی چون جوشکاری یا ماشین‌کاری به خوبی انجام می‌گیرد. عناصری مانند سیلیسیم و منگنز، ویژگی‌های منحصر به فردی را به محصول داده است.
از این محصول در تولید مقاطعی همچون تسمه و چهارپهلو استفاده می‌گردد. در صنعت نیز برای ساخت ریل، شاسی ماشین‌های سنگین و جرثقیل مورد استفاده قرار می‌گیرد. ابعاد ورق سیاه st37 در ایران 6*1.5 و 6*2 است ولی در کارخانجات اروپایی سایزهای بزرگ‌تری تولید می‌گردد.
فولاد ساختمانی که به طور عمده در صنعت ساختمان استفاده می‌شود فولاد st37 است. دلیل استفاده بی‌شمار از این فولاد نیز جوش پذیری و خواص مکانیکی مناسب است. با این حال در برخی از موارد فولاد st52 نیز به جای این نوع محصول در صنعت ساختمان سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این در حالی است که قیمت ورق سیاه st37 با قیمت ورق st52 تفاوت چندانی ندارد.
هرچند استفاده از st52 به جای st37 معمولا سبب کاهش وزن فولاد مصرفی ساختمان می‌گردد. اما ورق st52 شکل پذیری کمتری نسبت به ورق st37 دارد. دلیل این امر نیز میزان کربن بالا در فولاد مصرفی است. وزن مخصوص این فولادها یکسان بوده ولی از لحاظ استحکام ورق‌های st52 به دلیل وجود عناصر آلیاژی دارای مقاومت بیشتری هستند.
بخش روش تولید: حروفی که در این بخش به کار می‌رود فرایند تهیه فولاد، ویژگی‌های برجسته و نحوه ریخته‌گری آن را مشخص می‌کند.
بخش عملیات انجام شده: حروفی که در این بخش به کار می‌روند، مشخص کننده عملیات حرارتی، روش فرم دادن و کیفیت سطح در ورق‌های ظریف است. علامت‌های مربوط به این بخش در آخر حروف و اعداد معروف فولاد نوشته می‌شوند. در بعضی موارد پس از حرف مربوط به بخش عملیات انجام شده، عددی قرار دارد که معرف استحکام کشش آن بر حسب دکانیوتن بر میلی‌متر مربع است.
فولاد ریختگی را با دو حرف GS نشان می‌دهند. بعد از حروف یاد شده، خط تیره و بعد از آن عددی وجود دارد که با ضرب آن در عدد 9.81 ، حداقل استحکام کششی فولاد ریختگی بر حسب نیوتن بر میلی متر مربع به دست می‌آید.
برای معرفی فولاد ریخته آلیاژی پس از حرف مشخصه GS و خط تیره، عددی نوشته می شود که معرف درصد وزنی کربن با ضریب 00/1 است. پس از آن، علائم شیمیایی سایر عناصر مهم به ترتیب درصد وزنی موجود در آلیاژ و با توجه به ضرایب موجود از زیاد به کم نوشته می‌شود.
در انتهای علائم مشخصه فولادهای ریختگی و فولادهای ساختمانی که اطمینان بیشتری از آن ها انتظار می رود، به جای حرف از یک نقطه و یک عدد استفاده می‌شود که معرف ویژگی‌هایی است که تولیدکننده فولاد آنها را تضمین می‌کند.
در این سیستم، مشخصات مواد به کمک شماره گذاری معرفی می‌شود. شماره مواد از 7 رقم تشکیل شده و ساختار آن به قرار زیر است.
X XXXX XX
عدد اول گروه اصلی مواد، چهار رقم بعد شاخص نوع و دو رقم بعد اعداد ضمیمه هستند.
گروه اصلی مواد به کمک اعداد یک رقمی با مفاهیم زیر مشخص می‌شوند:
شاخص نوع: ارقام دوم و سوم از سمت چپ، مشخص کننده نوع مواد است.
اعداد ضمیمه: رقم ششم شماره مواد فرایند تهیه فولاد و رقم هفتم وضعیت عملیات حرارتی آن را مشخص می‌کند.
در این روش، علائم اختصاری با حروف قراردادی آغاز می‌شود و سپس عدد مربوط به استحکام کششی یا تنش تسلیم بر حسب نیوتن بر میلی متر مربع قرار می‌گیرد. در پایان علامت، یک عدد درجه کیفیت آن را معرفی می‌کند.
مثال Fe 360 – 1
فولاد با استحکام کششی 360 نیوتن بر میلی متر مربع بوده و 1 نشان دهنده درجه کیفیت آن است.
| حروف قراردادی | مفهوم |
| Fe | فولاد |
| FeG | فولاد ریختگی |
| FeE | فولاد مخصوص جوشکاری |
در این حالت بعد از علامت نوع فولاد، حروفی قرار می‌گیرند که معرف ویژگی‌های فولاد هستند. در ادامه به برخی از این ویژگی‌ها می‌پردازیم:
| ویژگی‌های فولاد | |
| M | خواص مغناطیسی ویژه برای ورق با دانه بندی مخصوص |
| P | مخصوص کشش عمیق |
| D | مخصوص شکل دادن سرد |
| R | مخصوص تولید لوله های جوشکاری یا پروفیل های سردکار |
| برای مثال Fe D 01 فولاد مخصوص شکل دادن سرد با درجه مرغوبیت 1 است | |
در جداول زیر حروف مشخصه مربوط به کیفیت‌های مخصوص و مفهوم آنها داده شده است:
| دسته‌بندی فولاد بر اساس نوع اکسیداسیون | |
| FU | فولاد ناآرام |
| FN | فولاد آرام |
| FF | فولاد آرام مخصوص |
| دسته‌بندی فولاد بر اساس خواص کاربردی ویژه | |
| KD | مخصوص شکل دادن سرد |
| KZ | مخصوص کشش |
| KW | مخصوص کار در دماهای بالا |
| دسته‌بندی فولاد بر اساس نوع سطح | |
| MB | عملا بدون عیب |
| RM | مات |
| RL | صاف |
| RN | براق |
| دسته‌بندی فولاد بر اساس تغییر شکل | |
| HK | تغییر شکل سرد |
| HW | تغییر شکل گرم |
| دسته‌بندی فولاد بر اساس نوع عملیات حرارتی | |
| TA | آنیل تنش زدایی |
| TB | آنیل نرم |
| TC | آنیل شده |
| TD | آنیل نرمال |
| TF | بهسازی شده |
در فولادهای ساده کربنی، کربن اصلی ترین عنصر آلیاژی بوده و عناصری مانند منگنز و سیلیسیوم و آلومینیم به مقدار جزئی و برای گاز زدایی به آنها اضافه می‌شود. میزان کربن این فولادها نقش اصلی در میزان افزایش استحکام آنها پس از عملیات حرارتی دارد. این فولادها به سه گروه کم کربن، کربن متوسط و پر کربن تقسیم می‌شوند. در بخش زیر درصد این کربن‌ها را آورده‌ایم:
فولادهای ساده کم کربن برای عموم قطعات مهندسی، ساختمان، کشتی‌ها و راه آهن به کار می‌روند. همچنین این فولادها از خواص مغناطیسی بالا و قابلیت جوشکاری خوبی برخوردار هستند.
ورق‌های فولادی کم کربن شاخص‌ترین گروه از ورق‌های فولادی شکل‌پذیر هستند. کاربرد روز افزون این ورق‌ها در صنایع خودرو و لوازم خانگی ضرورت تولید آنها را در مقیاس بالا فراهم نموده است. با توجه به فرایند فولادسازی، فولادهای کم کربن را به دو گروه فولاد جوشان و فولاد آرام تقسیم می‌کنند.
فولاد جوشان فولادی است که پیش از انجماد، اکسیژن زدایی نشده است. در حین انجماد شمشی از این نوع فولاد، کربن و اکسیژن حل شده در مذاب با یکدیگر واکنش می‌دهند و در اثر تولید حباب‌های CO، فلز مذاب را به جوشش در می‌آورند. از این رو شمش حاصل و ورق تولید شده از فولاد جوشان، سطحی بسیار کم کربن و عاری از عیب دارد.
برای تولید فولادهای آرام، فلز مذاب را قبل از ریخته‌گری با افزودن آلومینیوم، سیلیسیم یا تیتانیوم اکسیژن زدایی می‌کنند. در سال‌های اخیر ریخته‌گری پیوسته تا حدود زیادی جانشین شمش ریزی تکباری شده است. ضرورت آرام بودن مذاب در ریخته گری پیوسته، موجب شده است تا تولید فولاد جوشان به طور چشمگیری کاهش یابد.
جدول زیر محدوده ترکیب شیمیایی این دو نوع فولاد را نشان می دهد
| فولاد | درصد وزنی | |||||
| کربن | منگنز | سیلسیم | آلومینیوم (محلول) | فسفر | گوگرد | |
| جوشان | 0.06 – 0.04 | 0.45 – 0.3 | 0.02 – 0.005 | – | 0.05 – 0.02 | 0.030 – 0.015 |
| آرام | 0.08 – 0.05 | 0.45 – 0.3 | 0.02 – 0.005 | 0.06 – 0.03 | 0.05 – 0.02 | 0.030 – 0.015 |
مراحل اصلی تولید ورق های فولاد کم کربن را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد:
کنترل دقیق هریک از مراحل فوق، تضمین کننده کیفیت محصول نهایی است. در مرحله ذوب و فولادسازی، با افزودن عناصر مختلف (معمولا به صورت فروآلیاژ)، ترکیب شیمیایی مذاب را به سمت محدوده استاندارد سوق می‌دهند. کاهش عناصری همچون کربن، فسفر و گوگرد در این مرحله صورت می‌گیرد. حضور بیش از حد این عناصر علاوه بر کاهش شکل پذیری گرم و افزایش حساسیت نسبت به ترک داغ، شکل پذیری محصول نهایی را به دلیل ایجاد بعضی فازها و ناخالصی‌های مضر کاهش می‌دهد.
بسیاری از خواص مکانیکی ورق های فولادی که بر مشخصات آن ها از جمله شکل پذیری تاثیر می گذارند به طور مستقیم یا غیر مستقیم از آزمایش کشش تک محوری طبق استاندارد ASTM E8 قابل اندازه‌گیری است. بعضی از این خواص عبارتند از: استحکام تسلیم، استحکام کششی، ازدیاد طول کل، ازدیاد طول یکنواخت، ازدیاد طول نقطه تسلیم، نسبت کرنش مومسان، ناهمسانگردی قائم، ناهمسانگردی صفحه‌ای، شاخص کار سختی و شاخص حساسیت به نرخ کرنش.
مرکزآهن، مرجعی تخصصی و به روز برای کسب دانش و اطلاع از آخرین تحولات بازار آهن و فولاد است. با وبلاگ جامع ما، همیشه از آخرین اخبار و اطلاعات این صنعت آگاه باشید.