تفاوت ورق فولاد ST37 و ST52 از نظر مشخصات مکانیکی و کاربرد در چیست؟

فولاد ST37 و ST52 دو استاندارد اصلی در ساخت ورق سیاه است. به‌طورکلی ورق سیاه باتوجه‌به آلیاژ یا ترکیب شیمیایی آن و ضخامت ورق به انواع مختلفی تقسیم می‌شود. ورق فولاد ST37 و ST52 از نظر مشخصات و خواص مکانیکی و همچنین کاربردها تفاوت‌هایی با یکدیگر دارند. در این مقاله از ابرگان سازه به بررسی دو نوع ورق سیاه پرکاربرد یعنی ورق فولاد ST37 و ورق فولاد ST52  پرداخته شده است.

ورق سیاه ST37 و ورق سیاه ST52

قبل از پرداختن به تفاوت بین ورق فولاد ST37 و ST52 باید عنوان داشت که از نظر مؤسسه آهن و فولاد آمریکا فولاد به چهار دسته کربنی، آلیاژی، ضدزنگ و ابزاری تقسیم می‌شوند که ورق‌های سیاه باتوجه‌به عناصری که در تولید آنها به کار رفته است، جز فولاد آلیاژی که حاوی کربن کمی هستند، دسته‌بندی می‌شود. مقدار کربن در انواع فولاد کربنی هم در جدولی در زیر آمده است.

نوع فولاد کربنی	مقدار کربن (درصد)
فولاد کم کربن	0/29 تا 0/15
فولاد کربن متوسط	0/59 تا 0/30
فولاد پر کربن	0/60 تا 1/70

 

نام‌گذاری ورق‌های سیاه هم طبق استاندارد آلمانی DIN 17006 انجام شده است که در آن حرف St به کلمه فولاد (steel) باز می‌گردد و اعدادی که پس از حروف آورده می‌شود، نشانگر ضریبی از حداقل استحکام کششی فولاد موردنظر است. لازم به یادآوری است که برای به دست آوردن ضریب ورق‌ها کافی است عدد را در 9/81 ضرب کنید.

ورق‌های سیاه همگی به روش نورد گرم آماده می‌شوند و برای تولید آنها پس از تولید تختال از گرمای تا 1200 درجه سانتی‌گراد استفاده می‌شود. در ادامه نیز مختصری درباره نورد گرم، توضیح داده شده است.

نورد گرم برای تولید ورق سیاه ST37 و ورق سیاه ST52

همان‌طور که در مقاله انواع ورق سیاه نیز گفته شد، ورق‌های سیاه به روش نورد گرم تولید می‌شود و ظاهری تیره و مات دارند که دلیل نام‌گذاری آنها نیز هست. در زیر به توضیحی مختصر درباره نورد گرم بسنده شده است، تا مراحل تولید ورق سیاه ST37 و ورق سیاه ST52 نیز آشنا باشید.

در روش نورد گرم پس از تولید تختال، این اسلب فولادی در کوره پیش گرم به دمای ۱۲0۰ تا ۱۲۵۰ درجه سانتیگراد می‌رسد و در مرحله بعد پوسته زدایی شده. بعد از آن در طی مراحل نورد گرم تحت فشار غلتک‌ها ضخامتش کاهش یافته و طولشان افزایش پیدا می‌کند.

ضخامت مطلوب برای ورق‌های گرم معمولاً به سفارش مشتری باز می‌گردد و از 1/6 تا 16 میلی‌متر متغیر است. پس از آن ورق‌ها خنک شده و به‌صورت کلاف رول می‌شوند یا به‌صورت شیت برش خورده و به مشتری تحویل داده می‌شوند.

در مقاله «ورق گرم یا ورق سیاه چیست و انواع آن کدام است؟ کاربرد، مزایا و معایب» به طور جامع به ورق سیاه و طرز تهیه آن پرداخته شده است.

ورق سیاه ST37  چیست؟

قبل از پرداختن به تفاوت بین ورق فولاد ST37 و ST52 به معرفی هر یک از این استانداردها و بررسی خواص مکانیکی و کاربردهای آن‌ها خواهیم پرداخت.

ورق سیاه ST37 یک نوع ورق فولاد آلیاژی کم کربن است که با عنوان فولاد نرم هم شناخته می‌شود. ورق گرم ST37  به دلیل استحکام بالا و جوش‌پذیری خوبی که دارد در صنایع ساختمان سازی و ساخت مقاطع فولادی مانند تیرآهن، نبشی، ناودانی و … کاربرد بسیاری است.

آنالیز ترکیب شیمیایی ورق ST37

آنالیز ترکیب شیمیایی ورق گرم فولاد ST37 نشان می دهد که این ورق شامل کربن، فسفر، گوگرد، سیلیس، منیزیم، نیتروژن و آهن پایه است که در جدول زیر به‌صورت درصد آمده است.

کربن	کروم	گوگرد	فسفر	سیلیسیوم	منگنز	نیکل	آهن
0/07 تا 0/14	0/15	0/04	0/035	0/17 تا 0/37	0/35 تا 0/65	0/008	پایه

مشخصات و خواص فیزیکی و مکانیکی ورق سیاه  ST37

چگالی و ورق سیاه ST37 برابر با 7/85 گرم بر سانتیمتر مکعب و نقطه ذوب ۱۴۶۰ تا ۱۴۲۰ درجه سانتیگراد است. همچنین ورق گرم ST37 با عدد سختی برینل ۱۲۰، استحکام تسلیمی برابر با ۲۲۷ مگاپاسکال و استحکام کششی برابر با ۳۶۰ تا 510  مگاپاسکال دارد. در جدول زیر مشخصات ورق فولاد ST37 آورده شده است.

چگالی (گرم بر سانتیمتر مکعب)	نقطه ذوب (درجه سانتیگراد)	سختی (برینل)	استحکام تسلیمی (مگاپاسکال)	استحکام کششی (مگاپاسکال)
7/85	1420 تا 1460	120	227	360 تا 510

 

کاربرد ورق فولاد سیاه ST37

ورق گرم ST37 به ورق سیاه معمولی هم شهرت دارد و از اصلی‌ترین کاربردهای آن می‌توان به مواردی که در زیر آمده است، اشاره کرد.

• صفحه ستون ساختمان
• ساخت لوازم‌خانگی مثل آبگرم کن، پکیج، فن‌کوئل و …
• شاسی، بدنه و رینگ‌های خودرو
• دستگاه‌ها و خط تولیدهای صنعتی
• تجهیزات کشاورزی
• مخازن نفت و گاز و صنایع پتروشیمی
• صنایع فلزی سنگین
• کشتی‌سازی
• تانکر سازی
• سدسازی
• سوله سازی
• پل‌سازی
• ساخت در و پنجره
• ساخت حفاظ و نرده

مزایا

از مزایای ورق گرم ST37 می‌توان به وزن پایین، جوش‌پذیری عالی، انعطاف‌پذیری بالا، استحکام کششی و فشاری بالا و قیمت مناسب اشاره کرد. این ویژگی‌ها این ورق را به گزینه‌ای مناسب برای مصارف مختلف در بازار آهن‌آلات تبدیل کرده است.

معایب

ورق گرم ST37 مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون پایینی داشته و به همین دلیل آن را با رنگ‌آمیزی یا روش گالوانیزاسیون پوشش می‌دهند و بدین ترتیب می‌توان به این ورق را به انواع پوشش‌دار تبدیل کرد.

استاندارد تولید ورق سیاه ST37

تولید ورق ST37 طبق استانداردهای EN:S235JR، ASTM:A283C، UNI:FE360B، JIS:SS400 DIN:17100  انجام می‌شود.

ابعاد ورق‌های سیاه ST37

ورق گرم ST37 به دو صورت رول و شیت (برش خورده) تولید می‌شود. ابعاد ورق‌های ST37 برش خورده معمولاً ۲ در ۱، ۲/۵ در ۱/۲۵، ۶ در ۱/۵، ۶ در ۲، و ۱۲ در ۲ متر است.

رول آن ها نیز در عرض‌های ۱۰۰، ۱۲۵ و ۱۵۰ سانتیمتری عرضه می‌شود. ضخامت این ورق‌ها ۱۰۰ – ۱/۸ میلیمتر است که پرمصرف‌ترین آن ها ضخامت ۲ میلیمتری دارد.

ابعاد ورق‌های سیاه ST37  شیت (متر)	ابعاد ورق‌های سیاه ST37  رول شده (سانتی‌متر)
1 در 2	100
2/5 در 2/5
1/5 در 6	125
2 در 6
2 در 12	150

ورق فولاد سیاه ST52  چیست؟

ورق فولاد ST52 به ورق پر مقاومت یا فولاد کم آلیاژ 1/0570 نیز معروف است و معمولاً در مصارفی استفاده می‌شود که نیاز به استاندارد بالایی است.

این ورق قابلیت جوشکاری به تمامی مقاطع فولاد کم کربن را دارد. میزان بالای عنصر منگنز در این ورق سیاه گرم باعث افزایش مقاومت به ضربه، مقاومت به سایش و شکل پذیری فولاد می‌شود.

همچنین برخی از ورق‌های سیاه ST52 نرمالایز هستند که این ویژگی، در طی عملیات حرارتی به‌منظور بهبود خواص مکانیکی فولاد مانند استحکام، سختی و انعطاف‌پذیری انجام می‌شود.

آنالیز ترکیب شیمیایی ورق گرم  ST52

آنالیز ترکیب شیمیایی ورق گرم ST52 هم نشان می دهد که بدون در نظر گرفتن آهن شامل کربن، فسفر، گوگرد، کروم، مولیبدن، منگنز، سیلیسیم و نیکل است.

کربن	کروم	گوگرد	فسفر	سیلسیوم	مولیبدن	منگنز	نیکل	آهن
0/17 تا 0/20	0/030	0/04	0/025	0/015	1/40 تا 1/60	0/55 تا 0/30	0/008	پایه

مشخصات و خواص فیزیکی و مکانیکی ورق سیاه  ST52

چگالی ورق سیاه ST52 7/80 گرم بر سانتیمتر مکعب و نقطه ذوب آن بین ۱۴۶۰ تا ۱۴۲۰ درجه سانتیگراد است. همچنین استحکام تسلیمی ورق ST52 نیز ۳۵۵ مگاپاسکال و استحکام کششی آن بین ۶۳۰ تا ۴۹۰ مگاپاسکال است. در جدول زیر مشخصات ورق فولاد ST52 آورده شده است.

چگالی (گرم بر سانتیمتر مکعب)	نقطه ذوب (درجه سانتیگراد)	استحکام تسلیمی (مگاپاسکال)	استحکام کششی (مگاپاسکال)
7/80	1420 تا 1460	355	490 تا 630

کاربرد ورق سیاه ST52

از عمده‌ترین کاربردهای ورق گرم ST52 که در بازار تحت عنوان ورق صنعتی هم شناخته می‌شود، می‌توان موارد زیر را نام برد.

• ساخت ریل‌ها
• ساخت تسمه و چهار پهلو
• ساخت جرثقیل
• پل‌سازی
• سد سازی
• راه‌سازی
• شاسی ماشین‌آلات سنگین
• دیواره قطعات صنعتی و مخازن

مزایای فولاد ST52

از مزایای ورق گرم ST52 می‌توان به موارد همچون مقاومت خمشی و پیچشی بالا، تحمل وزن بالا، سختی و مقاومت سایشی بالا، مقاومت به ضربه بالا، هدایت الکتریکی بالا، مقاومت خوب در برابر خوردگی و اکسیداسیون، قابلیت ماشین‌کاری و پرس‌کاری بالا، نقطه جوش بالا و انعطاف‌پذیری مناسب اشاره کرد.

معایب فولاد ST52

از معایب ورق گرم ST52 نیز می‌توان به لزوم انجام تست اولتراسونیک قبل از استفاده و هزینه اضافی ناشی از انجام آن اشاره کرد. این تست به‌وسیله امواج فرابنفش، عیوب سطحی و زیرسطحی ورق را که می‌توانند شامل ترک، خلل و فرج و حفرات انقباضی باشند، آشکار می‌کند.

استاندارد تولید ورق سیاه  ST52

تولید ورق سیاه ST52 هم طبق استانداردهای EN:10025، ASTM:A572، JIS:G3106  و DIN:17100  صورت می‌گیرد.

ابعاد ورق‌های سیاه ST52

ورق گرم ST52 معمولاً در ابعاد ۶ در ۱/۵ و ۶ در ۲ متری و ضخامت ۱۵۰ – ۸ میلیمتری عرضه می‌شود.

انواع گرید ورق سیاه  ST52

ورق سیاه ST52 در گریدهای  ST52-1، ST52-2  و ST52-3 تولید می‌شود. گرید ۱ ورق‌های سیاه که معمولاً هم نوشته نمی‌شود، در مصارف عمومی کاربرد دارد. گرید ۲ در مصارف مهم و گرید ۳ در جاهایی که کیفیت بالایی نیاز داریم، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

متداول‌ترین گرید ورق سیاه ST52 در بازار ایران، گرید ST52-3 است. این گرید از ورق گرم ST52 به‌صورت تقریبی کمتر از ۰/۲۲ درصد کربن، کمتر از ۰/۵۵ درصد سیلیسیم، کمتر از ۱/۶ درصد منگنز، کمتر از ۰/۰۲۵ درصد فسفر، کمتر از ۰/۰۲۵ درصد گوگرد، کمتر از ۰/۰۵ درصد وانادیم، کمتر از ۰/۰۳ درصد نیوبیم و کمتر از ۰/۰۳ درصد تیتانیوم دارد.

تفاوت اصلی ورق سیاه ST37 و  ST52 چیست؟

در ادامه به تفاوت و فرق اصلی میان دو نوع ورق فولاد ST37 و  ST52 پرداخته شده است.

• ورق سیاه ST37 کربن کمتر و در نتیجه جوش‌پذیری بهتری نسبت به ورق سیاه ST52 دارد.
• ورق سیاه ST52 وزن کمتری از ورق سیاه ST 37 دارد و به همین دلیل در برخی از کاربردها استفاده از ورق سیاه ST52 نسبت به ورق سیاه ST37 ارجحیت دارد.
• ورق سیاه ST52 کربن بیشتر و در نتیجه سختی بیشتری نسبت به ورق‌های گرم ST37 دارد و به همین دلیل انعطاف‌پذیری ورق سیاه ST52 کمتر از ورق گرم ST37 است.
• بیشترین کاربرد ورق سیاه ST37 ساختمانی و بیشترین کاربرد ورق سیاه ST52 صنعتی است.
• ورق سیاه ST52 به‌واسطه کربن و عناصر آلیاژی بیشتر خود نسبت به ورق ST37، دارای مقاومت و استحکام بالاتری است.
• جوش‌پذیری ورق‌های ساختمانی با درصد کربن موجود در آن ها رابطه معکوس دارد؛ بنابراین ورق گرم ST37 که کربن کمتری نسبت به ورق گرم ST52 دارد، جوش‌پذیری نسبتاً بالاتری هم دارد.

مدول الاستیسیته فولاد st37 و st52 چگونه محاسبه می شود؟

در خصوص مدول الاستیسیته فولاد st37 و st52 باید عنوان کرد که وزن مخصوص کلیه فولادهای ساختمانی یکسان است و فرقی بین st37 و st52 ندارد.

اما در مورد مدول الاستیسیته در واقعیت اختلاف وجود دارد ولی در طراحی از این اختلاف چشم پوشی میکنند و همان مدول الاستیسیته فولادهای st37 را در نظر میگیرند ولی در واقعیت برای بدست آوردن مدول الاستیسیته فولادهای st52 از روی نمودار تنش کرنش و با استفاده از قاعده کرنش 0.02 و یا روش افست میتوانیم مقدار مدول الاستیسیته دقیق این نوع فولادها را محاسبه کنیم.

مدول الاسیسیته فولاد های St52 معمولا از روی نمودار تنش کرنش فولاد به دست می آید و در فولادهای پر مقاومت معمولا نقطه تنش تسلیم Fy مشخص نیست و باید از روشهای مختلفی مانند افست برای تعیین Fy اقدام کرد و بر کرنش متناظر آن تقسیم کرد تا شیب قسمت تقریبا خطی که همون الاسیسیته است به دست آید.

تنش تسلیم st 37 برابر ۲۴۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تنش نهایی آن برابر ۳۷۰۰ کیلوگرم بر سانتی مترمربع و تنش تسلیم st 52 برابر ۳۶۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تنش نهایی آن برابر ۵۲۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع است.

تفاوت ورق ST52 و ST37 از نظر قیمت

به طور کلی تفاوت اندکی میان قیمت دو ورق فولاد ST52 و ST37 وجود دارد. از طرفی هم ورق ST52 معمولا موجب کاهش وزن فولاد مصرفی می شود و میتواند مقرون به صرفه باشد.

سخن آخر

ورق‌های گرم نورد سیاه ST37 و ST52 از پرکاربردترین ورق‌های سیاه هستند. در این مقاله به طور کامل به مزایا، معایب، کاربردها، ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی آنها اشاره شد. شرکت ابرگان سازه با استفاده از ورق‌های با کیفیت خریداری شده توسط کارخانه‌های فولاد اقدام به تولید سازه‌های فلزی ساختمانی و صنعتی می‌کند، برای سفارش ساخت سازه‌های فلزی به ابرگان سازه مراجعه کنید.