معرفی ورق فولاد ST37 و اهمیت آن در صنعت

در مقایسه با فولادهای مشابه مانند ST52 و A36، ورق ST37 به دلیل درصد کم کربن و قابلیت شکل‌دهی بالا، انعطاف‌پذیری بیشتری دارد، اما استحکام کششی آن نسبت به فولادهای با کربن بالاتر کمتر است. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند ST37 برای کاربردهایی با بارهای مکانیکی متوسط، مانند ساخت اسکلت‌های فلزی، سازه‌های ساختمانی و قطعات خودرو انتخابی ایده‌آل باشد.

تاریخچه استفاده از این فولاد و جایگاه آن در صنایع مختلف

ورق ST37 در دهه 1960 تحت استاندارد DIN 17100 معرفی شد و به‌سرعت جایگاه ویژه‌ای در صنایع مختلف به‌ویژه ساخت‌وساز و سازه‌های فلزی پیدا کرد. این استاندارد، ویژگی‌های مکانیکی و شیمیایی این فولاد را تعیین می‌کرد و در بسیاری از کشورهای اروپایی به‌ویژه آلمان مورد استفاده قرار گرفت.

با پیشرفت تکنولوژی و نیاز به استانداردهای دقیق‌تر، این استاندارد در سال 1994 منسوخ شد و جای خود را به DIN EN 10025 داد. در این استاندارد جدید، ورق ST37 با نام S235JR شناخته می‌شود و همچنان یکی از اجزای اصلی فولاد ساختمانی و صنعتی است.

سیستم نامگذاری فولاد ST37 در استاندارد DIN

سیستم نامگذاری فولادها به ویژه فولاد ST37 در استانداردهای مختلف صنعتی، با هدف بیان مشخصات شیمیایی، مکانیکی و ویژگی‌های ساختاری فولاد طراحی شده است. در این بخش، به بررسی سیستم نامگذاری فولاد ST37 پرداخته می‌شود و معنی حروف و اعداد در نامگذاری فولادها توضیح داده می‌شود.

شرح نام فولاد ST37

• S: نشان‌دهنده فولاد ساخت‌وساز است. در زبان آلمانی، “S” از واژه “Stahl” (به معنی فولاد) گرفته شده است.
• T: این حرف به معنی “Tensile strength” یا استحکام کششی است. این حرف برای فولادهای ساختمانی و صنعتی استفاده می‌شود.
• 37: این عدد نشان‌دهنده حداقل استحکام کششی (به مگاپاسکال) فولاد است. در این مورد، 37 به فولادهایی اشاره دارد که استحکام کششی حداقل 370 مگاپاسکال دارند.

در واقع، در سیستم نامگذاری DIN 17100 (که استاندارد آلمانی برای فولادهای ساخت‌وساز است)، فولاد ST37 به فولادی با استحکام کششی حدود 370 مگاپاسکال اشاره دارد. این فولاد در صنایع مختلف به‌ویژه در ساخت سازه‌ها و پروژه‌های ساختمانی استفاده می‌شود.

مثال:

• ST37-2: فولادی با حداقل استحکام کششی 370 مگاپاسکال که دارای خاصیت جوشکاری و شکل‌پذیری بالا است.
• ST37-3: مشابه ST37-2، اما با مقاومت بالاتر در دماهای پایین و در شرایط محیطی سخت‌تر.

خواص فیزیکی فولاد ST37

• چگالی: چگالی فولاد ST37 تقریباً 7.85 گرم بر سانتیمتر مکعب است. این مقدار چگالی معمولاً برای فولادهای کربنی مشابه به همین صورت است.
• نقطه ذوب: نقطه ذوب فولاد ST37 بین 1370 تا 1530 درجه سانتی‌گراد (2500-2800 درجه فارنهایت) قرار دارد که آن را برای استفاده در دماهای معمولی مناسب می‌سازد.
• رنگ: این فولاد معمولاً در رنگ‌های خاکی تا نقره‌ای است که پس از عملیات حرارتی یا پوشش‌دهی می‌تواند تغییر کند.

ترکیب شیمیایی ورق ST37 و تأثیر آن‌ها بر عملکرد فولاد

ورق ST37 از عناصری مانند کربن، منگنز، سیلیسیم، فسفر و گوگرد تشکیل شده است که هر کدام تأثیر خاصی بر خواص مکانیکی و قابلیت استفاده این فولاد دارند. این ترکیب شیمیایی، ST37 را به فولادی با استحکام کششی متوسط، قابلیت جوشکاری عالی و شکل‌پذیری مناسب تبدیل کرده است. در ادامه، تأثیر هر عنصر بر ویژگی‌های کلیدی این فولاد توضیح داده می‌شود:

خواص مکانیکی ورق فولاد ST37

در جدول زیر خواص مکانیکی ورق استیل st37 آورده شده است. 

انواع مختلف ورق ST37 و تفاوت آن‌ها

ورق ST37 به‌طور کلی به انواع مختلفی تقسیم می‌شود که بسته به مشخصات و استانداردهای مختلف، ویژگی‌ها و کاربردهای خاصی دارند. این تفاوت‌ها عمدتاً در نحوه تولید، ضخامت و فرآیندهای مختلفی است که برای بهبود خواص مکانیکی و شیمیایی این فولاد اعمال می‌شود.

در زیر، انواع مختلف ورق ST37 را بررسی می‌کنیم:

1. ST37-2 (S235JR): این ورق فولادی معمولاً در استاندارد EN 10025 (که جایگزین DIN 17100 شده) معرفی می‌شود و معادل فولاد ST37 در این استاندارد است. در این ورق، کربن کم است و به‌طور خاص برای کاربردهای ساختمانی و صنعتی طراحی شده است. این ورق مقاومت متوسطی در برابر تنش‌های کششی و قابلیت جوشکاری خوبی دارد.
2. ST37-3:  این نوع فولاد مشابه ST37-2 است، اما معمولاً خواص مکانیکی بهتری دارد و برای کاربردهایی که به مقاومت بالاتری نیاز دارند، استفاده می‌شود. به‌ویژه در شرایطی که نیاز به فولادی با مقاومت بیشتر در برابر فشار و تنش‌ها باشد، این ورق می‌تواند انتخاب بهتری باشد.
3. ST37-L (ST37 با ویژگی‌های لوله‌سازی): این نوع فولاد برای تولید لوله‌ها و سایر محصولات لوله‌ای مناسب است. به‌طور خاص در لوله‌سازی، به دلیل قابلیت جوشکاری خوب و کشش مناسب این نوع ورق استفاده می‌شود.

مقایسه فولاد ST37 با سایر فولادهای مشابه

در این بخش، به مقایسه ST37 با فولادهای مشابه مانند A36 (طبق استاندارد ASTM)، ST52 (طبق DIN) و S235J2 (طبق EN) می‌پردازیم. هرکدام از این فولادها ویژگی‌های خاص خود را دارند که باعث می‌شود در کاربردهای مختلف عملکرد متفاوتی داشته باشند.

توضیحات تکمیلی جدول:

1. ST37: مناسب برای کاربردهای عمومی با قابلیت جوشکاری و انعطاف‌پذیری خوب، اما استحکام کششی آن نسبت به فولادهای دیگر پایین‌تر است.
2. A36: استحکام کششی و نقطه تسلیم بالاتر از ST37 دارد و برای کاربردهایی که استحکام کششی بالا را نیاز دارند مناسب است.
3. ST52: استحکام کششی بالاتر و مناسب برای کاربردهای سنگین و صنعتی است، ولی انعطاف‌پذیری آن کمتر از ST37 است.
4. S235J2: مشابه ST37 است و برای ساخت اسکلت‌های فلزی و سازه‌های ساختمانی مناسب است.

14

دقیــقه مطالعه

مشخصات و کاربردهای ورق ST52

حتما با فولاد های کم کربن آلیاژی آشنا هستید. این فولادها با کاهش حجم مصرفی فولاد...

کاربردهای صنعتی ورق ST37

ورق ST37 به دلیل ویژگی‌های مطلوبی که دارد، در صنایع مختلف کاربردهای گسترده‌ای پیدا کرده است. از جمله ویژگی‌های این فولاد می‌توان به جوش‌پذیری عالی، قابلیت شکل‌دهی خوب و استحکام مناسب اشاره کرد. در ادامه، به بررسی کاربردهای این ورق در صنایع مختلف و همچنین نمونه‌های واقعی از پروژه‌ها و صنایع استفاده‌کننده از آن خواهیم پرداخت.

1. صنعت ساختمانی

ورق ST37 یکی از پرکاربردترین فولادها در صنعت ساخت‌وساز است. این فولاد به دلیل استحکام و قابلیت جوش‌کاری بالا، در ساخت سازه‌های فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از جمله کاربردهای ورق ST37 در این صنعت می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ساخت ستون‌ها و تیرها: ورق ST37 به‌عنوان فولاد سازه‌ای در ساخت ستون‌ها و تیرهای فلزی برای ساختمان‌ها و پل‌ها استفاده می‌شود.
• ساخت سازه‌های فلزی سبک: این فولاد در ساخت سازه‌های فلزی سبک، همچون سوله‌ها، پوشش‌های فلزی و دیگر سازه‌های مشابه به کار می‌رود.
• قاب‌ها و اسکلت‌های فلزی: در اسکلت‌بندی فلزی و تولید قاب‌های فلزی برای ساختمان‌های صنعتی و مسکونی، ورق ST37 به‌طور گسترده‌ای استفاده می‌شود.

نمونه پروژه‌ها: بسیاری از پروژه‌های ساختمانی بزرگ و کوچک در ایران و سایر کشورهای جهان از ورق ST37 برای ساخت ستون‌ها، تیرها و اسکلت‌های فلزی استفاده کرده‌اند.

2. صنعت خودروسازی

در صنعت خودروسازی، ورق ST37 به‌ویژه در ساخت بدنه خودرو، قطعات داخلی و برخی از قطعات شاسی کاربرد دارد. ویژگی‌های مهم این فولاد، مانند قابلیت جوش‌کاری و فرم‌دهی عالی، آن را برای ساخت قطعات خودرو مناسب کرده است.

• ساخت بدنه خودرو: ورق ST37 در ساخت بدنه خودروها، به ویژه در قسمت‌هایی که نیاز به جوش‌کاری و فرم‌دهی دارند، استفاده می‌شود.
• ساخت قطعات شاسی: فولاد ST37 در ساخت قطعات شاسی خودرو، که باید استحکام مناسبی داشته باشند، به‌کار می‌رود.
• ساخت قطعات داخلی خودرو: برای تولید قطعات داخلی خودرو مانند پنل‌های درب، گلگیرها و بخش‌های داخلی، ورق ST37 یکی از انتخاب‌های رایج است.

نمونه پروژه‌ها: شرکت‌های خودروسازی بزرگی در ایران و جهان، مانند ایران‌خودرو و سایپا، از ورق ST37 برای تولید بدنه و قطعات خودرو استفاده می‌کنند.

        3. صنعت لوله‌سازی

ورق ST37 در صنعت لوله‌سازی نیز کاربردهای زیادی دارد. این فولاد به‌ویژه در تولید لوله‌های فلزی و همچنین لوله‌های جوش‌خورده برای انتقال سیالات و گازها کاربرد دارد. ویژگی‌های آن مانند استحکام کششی بالا، قابلیت جوش‌کاری و فرم‌دهی راحت، آن را برای تولید لوله‌های فولادی مناسب می‌کند.

• لوله‌های صنعتی: ورق ST37 برای تولید لوله‌های مورد استفاده در پروژه‌های ساختمانی، صنعتی و نفت و گاز استفاده می‌شود.
• لوله‌های انتقال سیالات و گازها: این فولاد در ساخت لوله‌های انتقال سیالات و گازها به‌ویژه در پروژه‌های نفت و گاز کاربرد دارد.

نمونه پروژه‌ها: در صنعت نفت و گاز، بسیاری از لوله‌های مورد استفاده برای انتقال نفت، گاز و آب از ورق ST37 ساخته می‌شوند. پروژه‌های انتقال نفت در کشورهای خاورمیانه، مانند پروژه‌های نفتی ایران، از این فولاد در لوله‌سازی استفاده می‌کنند.

4. صنعت کشاورزی و ماشین‌آلات

ورق ST37 در ساخت انواع ماشین‌آلات کشاورزی و صنعتی، به ویژه در بخش‌هایی که نیاز به استحکام و جوش‌پذیری دارند، کاربرد دارد. این فولاد در تولید قطعاتی که تحت بارهای مکانیکی متوسط و بالا قرار می‌گیرند، مانند شاسی‌ها و چارچوب‌های ماشین‌آلات، استفاده می‌شود.

• ماشین‌آلات کشاورزی: از ورق ST37 برای ساخت قطعات مختلف ماشین‌آلات کشاورزی مانند تراکتورها، کمباین‌ها و دستگاه‌های برداشت استفاده می‌شود.
• شاسی ماشین‌آلات صنعتی: در ساخت شاسی و اسکلت ماشین‌آلات صنعتی، این فولاد برای استحکام و قابلیت جوش‌کاری به‌کار می‌رود.

نمونه پروژه‌ها: ورق ST37 در ساخت دستگاه‌های صنعتی و کشاورزی در کشورهای مختلف از جمله ایران به‌کار می‌رود.

5. صنعت انرژی و نیروگاه‌ها

در صنعت انرژی، به‌ویژه در نیروگاه‌ها و کارخانه‌های تولید برق، ورق ST37 در ساخت سازه‌های فلزی و سیستم‌های لوله‌کشی و انتقال استفاده می‌شود. این فولاد به دلیل مقاومت خوب در برابر فشار و قابلیت جوش‌کاری، در ساخت مخازن و سیستم‌های انتقال سیالات و گازها کاربرد دارد.

• ساخت مخازن تحت فشار: ورق ST37 در تولید مخازن تحت فشار که در نیروگاه‌ها و صنایع پتروشیمی به‌کار می‌روند، استفاده می‌شود.
• سیستم‌های لوله‌کشی و انتقال: برای ساخت سیستم‌های لوله‌کشی در نیروگاه‌ها و صنایع انرژی، این فولاد کاربرد دارد.

نمونه پروژه‌ها: پروژه‌های نیروگاهی و پتروشیمی در ایران و دیگر کشورهای صنعتی از ورق ST37 برای تولید قطعات فلزی و لوله‌های انتقال سیالات استفاده می‌کنند.

فرآیند تولید ورق ST37

فرآیند تولید ورق ST37 شامل مراحل مختلفی است که از جمله می‌توان به ریخته‌گری، نورد، عملیات حرارتی و فرآیندهای تکمیلی اشاره کرد. این مراحل تأثیر زیادی بر خواص مکانیکی، شیمیایی و ظاهری فولاد دارند و به‌طور مستقیم بر کیفیت نهایی ورق ST37 تاثیرگذارند.

1. ریخته‌گری (Casting)

فرآیند ریخته‌گری اولین مرحله در تولید ورق ST37 است. در این مرحله، شمش فولادی از ذوب آهن در کوره‌های الکتریکی یا کوره‌های قوس الکتریکی تولید می‌شود. این شمش‌ها به داخل قالب‌های ریخته‌گری ریخته می‌شوند تا شکل اولیه خود را بگیرند.

• تاثیر بر خواص: فرآیند ریخته‌گری بر توزیع یکنواخت عناصر آلیاژی و دانه‌بندی ساختار میکروسکوپی فولاد تاثیر می‌گذارد. اگر ذوب و ریخته‌گری به‌درستی انجام نشود، ممکن است عیوبی مانند ترک یا حفره در ساختار فولاد ایجاد شود.

2. نورد (Rolling)

بعد از ریخته‌گری، شمش‌های فولادی وارد مرحله نورد می‌شوند. نورد فرآیندی است که در آن فولاد با عبور از غلتک‌های داغ یا سرد، به ضخامت و ابعاد دلخواه تبدیل می‌شود. در نورد گرم، فولاد در دمای بالا (معمولاً حدود 1100 درجه سانتی‌گراد) از بین غلتک‌ها عبور می‌کند.

• تاثیر بر خواص: نورد به افزایش استحکام و شکل‌پذیری فولاد کمک می‌کند. همچنین، این فرآیند باعث می‌شود تا دانه‌بندی ساختار فولاد ریزتر شود که منجر به افزایش استحکام فولاد می‌گردد. نورد سرد نیز می‌تواند سختی و استحکام فولاد را افزایش دهد.

14

دقیــقه مطالعه

نورد فلزات

نورد ، متداول ترین و پر رونق ترین روش تولید فرآورده های فلزی، بویژه فولادهاست به...

3. عملیات حرارتی (Heat Treatment)

عملیات حرارتی، مانند آنیلینگ و تمپرینگ، در بسیاری از موارد برای بهبود خواص مکانیکی فولاد انجام می‌شود. این فرآیند شامل گرمایش فولاد به دمای خاص و سپس سرد کردن آن است. در فولاد ST37، عملیات حرارتی معمولاً برای بهبود ویژگی‌هایی مانند قابلیت جوشکاری و شکل‌دهی انجام می‌شود.

• تاثیر بر خواص: عملیات حرارتی می‌تواند استحکام، انعطاف‌پذیری و شکل‌پذیری فولاد را تغییر دهد. برای مثال، عملیات آنیلینگ (سرد کردن آهسته) می‌تواند به بهبود انعطاف‌پذیری و کاهش تنش‌های داخلی کمک کند.

4. فرآیندهای تکمیلی (Finishing Processes)

در انتهای فرآیند تولید، ممکن است ورق‌های فولادی وارد فرآیندهای تکمیلی مانند آبکاری یا پوشش‌دهی شوند تا خواص سطحی بهتری داشته باشند. همچنین، فرآیندهایی مانند پلیشینگ یا سنباده‌زنی ممکن است برای بهبود ظاهر سطح ورق‌ها انجام گیرد.

• تاثیر بر خواص: این فرآیندها عمدتاً بر کیفیت سطحی و مقاومت به خوردگی فولاد تاثیر می‌گذارند. برای مثال، پوشش‌های ضد زنگ می‌توانند مقاومت فولاد ST37 را در برابر خوردگی افزایش دهند.

استانداردها و گواهینامه‌های ورق ST37

این فولاد باید با الزامات و استانداردهای بین‌المللی همخوانی داشته باشد تا در صنایع مختلف، از ساخت سازه‌های فلزی تا تولید قطعات ماشین‌آلات، قابل استفاده باشد. در این بخش، به توضیح برخی از مهم‌ترین استانداردها و گواهینامه‌های کیفیت مرتبط با ورق ST37 پرداخته و تطابق آن با این استانداردها و الزامات صنعتی را بررسی خواهیم کرد.

چالش‌ها و الزامات تطابق با استانداردها

1. الزامات EN 10025 (S235JR)
   • ترکیب شیمیایی دقیق: این استاندارد نیاز به محدودیت‌های سختگیرانه در میزان کربن، فسفر و گوگرد دارد تا قابلیت جوشکاری و مقاومت مکانیکی تضمین شود.
   • خواص مکانیکی: الزامات مشخصی برای استحکام کششی (370–510 مگاپاسکال) و نقطه تسلیم (حداقل 235 مگاپاسکال) تعریف شده است.
   • کنترل کیفیت سطحی: ورق‌های تولیدی باید عاری از ترک، حفره یا عیوب دیگر باشند تا در پروژه‌های ساختمانی ایمن باشند.
2. چالش‌ها در ASTM A36
   • استحکام بالاتر: ASTM A36 نسبت به ST37 حداقل استحکام بیشتری (400–550 مگاپاسکال) نیاز دارد، که ممکن است فرآیندهای تولید را پیچیده‌تر کند.
   • اختلاف استانداردهای ابعادی: در برخی موارد، تطابق ابعادی بین استانداردهای DIN و ASTM می‌تواند چالش‌برانگیز باشد.

اهمیت گواهینامه‌ها در صادرات و واردات

• گواهینامه‌های کیفیت (Certificate of Quality): تولیدکنندگان باید گواهینامه‌های مرتبط با استانداردهای EN 10025، ISO 630 یا ASTM A36 را برای اثبات کیفیت محصول ارائه دهند. این گواهینامه‌ها شامل اطلاعاتی مانند ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی و فرآیند تولید هستند.
• تطابق قانونی و صنعتی: برای صادرات به اروپا، وجود گواهینامه CE که نشان‌دهنده تطابق با استانداردهای اتحادیه اروپا است، الزامی است.
• اطمینان از کیفیت در واردات: مصرف‌کنندگان باید گواهینامه‌های مطابقت را بررسی کنند تا از کیفیت و خواص فولاد وارداتی اطمینان حاصل کنند.

جنبه اقتصادی استفاده از ورق ST37

ورق ST37 به دلیل ترکیب شیمیایی ساده و فرآیند تولید مقرون‌به‌صرفه، گزینه‌ای اقتصادی برای پروژه‌های ساختمانی و صنعتی محسوب می‌شود. تولید انبوه و دسترسی آسان این فولاد، هزینه‌های خرید و تأمین را کاهش داده و قابلیت بالای جوشکاری و شکل‌دهی آن نیز موجب صرفه‌جویی در هزینه‌های نیروی کار و فرآیندهای ساخت می‌شود. با این حال، محدودیت‌هایی نیز وجود دارد که ممکن است هزینه‌های جانبی را افزایش دهند. از جمله این محدودیت‌ها، مقاومت پایین به خوردگی است که نیاز به پوشش‌های محافظتی مانند گالوانیزه یا رنگ‌آمیزی صنعتی دارد.

علاوه بر این، این فولاد در دماهای بالا عملکرد ضعیف‌تری داشته و برای شرایط حرارتی بالا مناسب نیست. استحکام کششی نسبتاً پایین ST37 نیز در برخی کاربردها باعث افزایش ضخامت ورق و در نتیجه هزینه‌های مواد اولیه می‌شود.

همچنین، در پروژه‌های خاص ممکن است عملیات تکمیلی مانند پولیش یا آبکاری برای بهبود کیفیت سطحی مورد نیاز باشد. با وجود این چالش‌ها، ST37 همچنان برای کاربردهای عمومی با هزینه‌های محدود گزینه‌ای ایده‌آل است.

راهنمای خرید و نگهداری ورق ST37

هنگام خرید ورق ST37، انتخاب استاندارد مناسب، ضخامت مناسب و ویژگی‌های شیمیایی مطابق با نیازهای پروژه ضروری است. همچنین، بررسی کیفیت سطح ورق و اطمینان از عدم وجود ترک، دندانه یا نقص‌های سطحی می‌تواند تأثیر زیادی بر عملکرد نهایی ورق در پروژه داشته باشد.

برای حفاظت از ورق ST37 در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی نیز بهتر است ورق‌ها در محیط‌های خشک و دور از رطوبت نگهداری شوند. همچنین، استفاده از پوشش‌های ضد زنگ یا رنگ‌های مقاوم به خوردگی می‌تواند عمر مفید ورق را افزایش دهد. 

جمع‌بندی

ورق ST37 به دلیل خواص مکانیکی متعادل، جوش‌پذیری بالا و قیمت مناسب، همچنان یکی از پرکاربردترین فولادها در صنایع مختلف از جمله ساخت‌وساز، خودروسازی و لوله‌سازی است. این فولاد به‌طور ویژه در پروژه‌هایی که نیاز به استحکام متوسط و انعطاف‌پذیری بالا دارند، گزینه‌ای ایده‌آل است. با این حال، محدودیت‌هایی مانند مقاومت پایین به خوردگی و دماهای بالا، باعث می‌شود که نیاز به پیشرفت در فناوری تولید این فولاد احساس شود.