فولاد ST37 یک فولاد سازه ای غیر آلیاژی پر کاربرد است که اغلب برای تولید ورق سیاه استفاده می شود. به همین دلیل، گاهی اوقات به اشتباه ورق ST37 نامیده می شود. اگرچه ST37 کاربرد زیادی دارد، اما مهم ترین متریال فولادی در صنعت نیست.
با این حال، به دلیل اینکه قیمت ورق st37 مناسب بوده و خواص مکانیکی قابل قبولی دارد، گزینه محبوبی برای بسیاری از کاربردها محسوب می شود. در این مقاله ویژگی های فولاد ST37، از جمله خواص مکانیکی و فیزیکی (مانند تنش تسلیم و سختی)، ترکیب شیمیایی و رفتار آن در فرآیندهای جوشکاری، سخت کاری و برشکاری را مورد بررسی قرار داده ایم، همراه ما باشید.
فولاد ST37 یک فولاد سازه ای غیر آلیاژی و از انواع رایج فولادهای مهندسی است. اگرچه به دلیل هزینه نسبتا پایین و تولید گسترده کاربرد زیادی دارد، اما نمی توان آن را مهم ترین گروه آلیاژی دانست. ST37 طیف قابل قبولی از خواص مکانیکی را در خود دارد، که آن را برای بسیاری از کاربردها مناسب نشان می دهد. همه مهندسان با کلید فولاد ST37 آشنا هستند و میدانند که ST و عدد 37 چه معنایی دارد که ما نیز در ادامه این مسائل را تشریح خواهیم کرد.
ورق ST37، یک استاندارد جهانی برای ورق های فولادی کم کربن است، که به دلیل خواص مکانیکی مناسب، قیمت اقتصادی و کاربردهای گسترده، در صنایع مختلف از جمله ساختمان سازی، خودروسازی و صنایع نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرد.
| استاندارد | توضیحات |
|---|---|
| S235JR | این استاندارد اروپایی است و مشخصات مکانیکی ورق ST37 را تعریف می کند |
| UNI: FE360B | این استاندارد ایتالیایی بوده و مشابه استاندارد S235JR است. |
| JIS: SS400 | این استاندارد ژاپنی است و مشخصات مکانیکی و شیمیایی ورق ST37 را تعریف می کند. |
| ASTM: A283C | این استاندارد آمریکایی بوده و مشخصات مکانیکی ورق ST37 را شرح میدهد. |
در این ادامه به آنالیز فولاد st37 می پردازیم، که اطلاعات بسیاری را در اختیار ما قرار می دهد:
آنالیز شیمیایی فولاد st37: عناصر تشکیل دهنده و درصد هر عنصر در فولاد ST37 (یا معادل جدید آن S235JR).
خواص مکانیکی: اطلاعاتی مانند استحکام کششی، استحکام تسلیم، درصد افزایش طول، سختی و چقرمگی.
خواص فیزیکی: اطلاعاتی مانند چگالی، مدول الاستیسیته، ضریب پواسون، هدایت حرارتی و الکتریکی.
استانداردها: استانداردهای مربوط به ورقST37، مانند EN 10025 و معادل های آن در استانداردهای دیگر.
ابعاد و تلورانس ها: اطلاعات مربوط به ضخامت، عرض، طول و تلورانس های مجاز برای ورق های ST37.
اگرچه در گذشته و بر اساس استاندارد قدیمی DIN 17100، علامت ST در جدول مشخصات فولاد st37 نشان دهنده فولاد ساختمانی بود و عدد 37 حداقل استحکام کششی را نشان می داد، اما این روش دیگر قابل اعتماد نیست.
استاندارد DIN 17100 منسوخ شده و با استاندارد EN 10025 جایگزین شده است. در حال حاضر، برای تعیین دقیق تنش نهایی و استحکام کششی ورق های سیاه، باید به استاندارد EN 10025 و گرید فولاد مربوطه (مثلاً S235JR به عنوان معادل رایج ST37) مراجعه کرد. تکیه بر علامت ST به تنهایی می تواند گمراه کننده باشد.
ورق ST37 بر اساس کیفیت و کاربرد به سه درجه تقسیم می شود. این درجه بندی نشان دهنده تفاوت هایی در خواص مکانیکی و کاربردهای این نوع ورق فولادی است.
درجه 1 (ST37-1):
این نوع ورق، معمولی ترین نوع ST37 است و برای کاربردهای عمومی و روزمره مورد استفاده قرار می گیرد. از نظر کیفیت، پایین ترین درجه را در بین انواع ورق ST37 دارد.
درجه 2 (ST37-2):
این نوع ورق، کیفیت متوسطی دارد و برای کاربردهایی که نیاز به استحکام و مقاومت بیشتری دارند، مناسب است. به عنوان مثال، در ساخت سازه های صنعتی و ساختمانی از این نوع ورق استفاده می شود.
درجه 3 (ST37-3):
این نوع ورق، باکیفیت ترین نوع ST37 است و برای کاربردهایی که نیاز به جوشکاری با کیفیت بالا و خواص مکانیکی بهتر دارند، مورد استفاده قرار می گیرد. به دلیل خلوص بالا و روش ریخته گری کُند، این ورق دارای خواص جوشکاری بسیار خوبی است.
تنش نهایی فولاد ST37 برابر با 3700 کیلوگرم بر سانتی متر مربع است، که نشان دهنده حداکثر نیرویی بوده که این فولاد می تواند قبل از گسیختگی تحمل کند. تنش تسلیم آن نیز 2400 کیلوگرم بر سانتی متر مربع است؛ به این معنی که از این نقطه به بعد، فولاد وارد ناحیه تغییر شکل پلاستیک می شود.
فولاد ST37 یک فولاد کم کربن و نرم است، که به دلیل استحکام متوسط و شکل پذیری خوب، به طور گسترده در صنایع ساختمانی به کار می رود. این فولاد در مقاطعی مانند تیرآهن، میلگرد، ورق، پروفیل، ناودانی و نبشی یافت می شود.
با وجود درصد کربن پایین، فولاد ST37 سختی نسبتا کمی دارد که آن را برای کاربرد در صنایع سنگین با نیاز به استحکام بسیار بالا، مناسب نمی کند. اما همین میزان کربن پایین، باعث بهبود چشمگیر خواص شکل پذیری و جوش پذیری این فولاد نسبت به سایر گزینه ها شده است.
ورق ST37 به دلیل درصد کربن پایین، نسبت به فولادهای پرکربن، استحکام و سختی کمتر اما شکل پذیری بهتری در دمای اتاق دارد. با اینکه می توان با عملیات حرارتی مثل آبدهی و بازپخت، استحکام فولادهای پرکربن را افزایش داد، اما این روش ها هزینه بر هستند.
بنابراین، برای دستیابی به سختی سطحی بالا در فولادهای کم کربن مانند ST37 بدون متحمل شدن هزینه های عملیات حرارتی، از فرآیند کربوره سازی استفاده می شود که طی آن، لایه سطحی فولاد با کربن غنی شده و سخت می شود، در حالی که مغز فولاد، شکل پذیری و انعطاف پذیری خود را حفظ می کند.
کربن دهی یکی از روش های متداول سخت کاری فولاد ST37 است، که به منظور افزایش سختی سطح و مقاومت در برابر سایش انجام می شود. در این فرایند، میزان کربن موجود در سطح فولاد به طور مصنوعی افزایش می یابد، تا لایه ای سخت تر و مقاوم تر بر روی سطح ایجاد شود.
با این حال، افزایش بیش از حد کربن (بین 0.8 تا 0.9 درصد) می تواند نتیجه معکوس داشته باشد. در این حالت، به جای تشکیل یک لایه یکنواخت و سخت، یک بافت لایه ای در سطح فولاد ایجاد شده که منجر به کاهش سختی کلی فولاد می شود. بنابراین، کنترل دقیق میزان کربن در فرآیند کربن دهی بسیار مهم بوده که تا هدف اصلی آن افزایش سختی و مقاومت به سایش است، دست پیدا کنیم.
یکی از روش های بهبود خواص مکانیکی فولاد ST37، انجام عملیات حرارتی با هدف سخت کاری است. در این فرآیند، فولاد را تا دمایی بالاتر از دمای بحرانی گرم کرده و سپس برای مدت مشخصی در این دما نگه می دارند. این کار باعث ایجاد تغییراتی در ساختار داخلی فولاد شده و آن را برای کاربردهای مختلف آماده می کند.
پس از گرمایش، فولاد را به سرعت در یک محیط خنک کننده مانند آب، روغن یا محلول های نمکی سرد می کنند. سرعت سرد شدن به نوع فولاد، ضخامت قطعه و خواص نهایی مورد نظر بستگی دارد. سرد کردن سریع باعث می شود اتم های آهن نتوانند به آرامی در ساختار جدید خود قرار گیرند و در نتیجه، فولاد سخت تر و شکننده تر می شود. ورق ST37 نیز این ویژگی ها را دارد و در صنایع مختلف از آن استفاده می شود.
فولاد ST37 در سه درجه کیفی 1، 2 و 3 تولید می شود که هر یک برای کاربردهای خاصی در نظر گرفته می شود. این درجه بندی نشان دهنده تفاوت در خلوص فولاد، خواص مکانیکی و الزامات کیفی آن است.
درجه 1: این درجه پایین ترین کیفیت را داشته و معمولاً برای کاربردهای ساده و روزمره مورد استفاده قرار می گیرد. از آنجایی که این درجه برای مصارف عمومی است، اغلب به طور مشخص ذکر نمی شود.
درجه 2: این درجه برای کاربردهای عمومی تا متوسط مناسب است و در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. خواص مکانیکی آن نسبت به درجه 1 بهتر است.
درجه 3: این درجه بالاترین کیفیت را در ورق ST37 داشته و برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت بالا، جوشکاری با کیفیت و مقاومت در برابر شکست ترد دارند، استفاده می شود. فولادهای درجه 3 معمولاً دارای خلوص بیشتر و عناصر مضر کمتری هستند.
ریزساختار اصلی فولاد ST37 معمولاً ترکیبی از فریت و پرلیت است.
فریت یک فاز نرم و چکش خوار که حاوی مقدار کمی کربن است. فریت به فولاد چقرمگی و شکل پذیری می دهد.
پرلیت یک فاز سخت تر است، که ترکیبی از لایه های متناوب فریت و سمنتیت است. پرلیت موجب استحکام در فولاد می شود.
این فولاد چگالی بالایی برابر با 7.85 گرم بر سانتی متر مکعب دارد. این چگالی بالا به معنای آن است، که این فولاد بسیار متراکم بوده و جرم زیادی در حجم کم دارد. همچنین، نقطه ذوب این فولاد بین 1420 تا 1460 درجه سانتی گراد است. این دمای ذوب بالا نشان می دهد که این فولاد در برابر حرارت بسیار مقاوم است و برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر دماهای بالا دارند، مناسب است.
فولاد ST37 به دلیل وجود عناصری مانند منگنز و سیلیسیم در ترکیب شیمیایی خود، قابلیت ماشین کاری بالایی دارد. منگنز موجود در این فولاد با ترکیب شدن با گوگرد، از تشکیل ترکیب ترد و شکننده FeS در مرزدانه ها جلوگیری می کند و در نتیجه، استحکام و چقرمگی فولاد را بهبود می بخشد.
علاوه بر این، منگنز با ریز کردن فاز پرلیت و ایجاد محلول جامد با فریت، استحکام تسلیم فولاد را افزایش می دهد. این ویژگی ها به همراه قابلیت عملیات حرارتی، فولاد و ورق ST37 را به یکی از پرکاربردترین فولادهای ساختمانی تبدیل کرده است. برای استعلام قیمت آهن و مقاطع فولادی مختلف می توانید به صفحه اصلی مرکز آهن مراجعه کنید.
مشخصات مکانیکی فولاد st37 به شرح زیر است:
تنش تسلیم (Yield Strength) : حداقل 235 مگاپاسکال. این مقدار برای ضخامت های تا 16 میلی متر صادق است. برای ضخامت های بیشتر، این مقدار ممکن است کمی کاهش یابد.
استحکام کششی نهایی (Ultimate Tensile Strength): بین 360 تا 510 مگاپاسکال. این بازه نشان می دهد که استحکام کششی می تواند بسته به فرآیند تولید و ضخامت ورق، متغیر باشد.
افزایش طول نسبی (Elongation): حداقل 22٪ در 50 میلی متر. این نشان دهنده شکل پذیری خوب فولاد است. همچنین، افزایش طول نسبی ممکن است با تغییر ضخامت، متفاوت باشد.
سختی (Hardness): معمولاً بین 110 تا 160 برینل (HB) است. سختی نیز به فرآیند تولید و ترکیب شیمیایی دقیق فولاد بستگی دارد.
مقاومت به ضربه (Impact Strength): برای St37 معمولاً آزمایش ضربه در نظر گرفته نمی شود، مگر اینکه در کاربرد خاص نیاز باشد. در صورت نیاز، می توان آزمایش ضربه چارپی (Charpy) را انجام داد.
جوش پذیری (Weldability): St37 جوش پذیری خوبی دارد و به راحتی می توان آن را با روش های مختلف جوشکاری، جوش داد.
ورق ST37 به عنوان یکی از پرکاربردترین ورق های فولادی، نقش مهمی در صنایع مختلف ایفا می کند. در ادامه به کاربردهای مختلف آن اشاره خواهیم کرد.
انواع ورق st37 با اعداد 1 تا 3 و حروف R یا U، نشان دهنده کیفیت، استحکام و رفتار جوشکاری متفاوتی هستند.
مورد 1: ورق های ST37-1، ST37-2 و ST37-3 نشان دهنده سه سطح کیفی متفاوت از این نوع ورق هستند. عدد بالاتر، نشان دهنده کیفیت بهتر، خواص مکانیکی مطلوب تر و کاربردهای تخصصی تر است.
مورد 2: ورق ST37-1 یک ورق فولادی با استحکام کششی حدود 360 مگاپاسکال است و به عنوان یک ورق با کیفیت معمولی شناخته می شود.
مورد 3: ورق های ST37-3 به دلیل کیفیت بالا و خواص مکانیکی بهتر، در کاربردهای حساس و مهم مانند: سازه های با باربری بالا مورد استفاده قرار می گیرند.
مورد 4: حروف قبل از ST در نام فولاد، اطلاعاتی درباره رفتار فولاد در حین جوشکاری ارائه می دهند. برای مثال، نام اختصاری RSt37 به فولادی اشاره دارد که جوشکاری آن آسان تر است و مستعد ترک خوردگی نیست.
مورد 5: نام اختصاری USt37 منسوب به فولادی است که در حین ذوب شدن، گاز کمتری تولید می کند و در نتیجه جوشکاری آن با کیفیت بالاتری انجام می شود.
ورق های ST37 و ST52 دو نوع ورق فولادی پرکاربرد در صنایع مختلف هستند، که با وجود شباهت ها، تفاوت های مهمی در ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی دارند. ورق ST37 به دلیل درصد کربن کمتر، شکل پذیری بالاتری دارد و برای کاربردهای عمومی مانند ساخت سازه های فلزی و مقاطع فولادی مناسب است.
در مقابل، ورق ST52 با درصد کربن بیشتر، استحکام بالاتری داشته و برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت بیشتر دارند مانند: سازه های با باربری بالا و قطعات خودرو مناسب. به طور خلاصه، انتخاب بین ورق ST37 و ST52 به عوامل مختلفی مانند بار وارده، شرایط محیطی و هزینه بستگی دارد.
جمع بندی
ورق های سیاه ST37، که با فرآیند نورد گرم تولید می شوند، به دلیل خواص مکانیکی مطلوب و قیمت مناسب، در صنایع مختلف کاربرد گسترده ای دارند. این ورق ها از استحکام کششی بالا، شکل پذیری خوب و قابلیت جوشکاری عالی برخوردارند.
از جمله کاربردهای ورق ST37 می توان به ساخت سازه های فلزی، تولید مقاطع فولادی مانند نبشی و ناودانی، ساخت ورق های پانچ و مشبک و استفاده در صنایع پتروشیمی اشاره کرد. برای کسب اطلاعات در مورد قیمت ورق سیاه و قیمت آهن به سایت مرکز آهن مراجعه کنید.
سوالات متداول
نوعی ورق فولادی است که در 3 درجه تولید می شود و به دلیل قیمت مناسب در صنایع مختلف کاربرد دارد.
این محصولات را میتوان به ورق های ST37-1، ST37-2 و ST37-3 دسته بندی کرد.
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.