تفاوت ورق st37 با ورق  st52

دو گرید پرکاربرد در بازار، یعنی ST37 و ST52، از نظر ترکیب شیمیایی، مقاومت مکانیکی و کاربرد کاملاً با هم متفاوت اند و انتخاب اشتباه آن ها می تواند هزینه های پنهان زیادی ایجاد کند.در این مقاله قرار است از پایه شروع کنیم؛ ابتدا با مفهوم ورق فولادی و استانداردهای آن آشنا شویم، سپس تفاوت های دقیق ST37 و ST52 را بررسی کنیم .برای مشاهده قیمت انواع ورق فولادی از جمله ورق st37  ، ورق st52 و ورق های رنگی ،گالوانیزه ،روغنی ،عرشه فولادی و ورق های آلیاژی به مرجع قیمت ورق فولادی( https://ahanjam.com/ورق/   ) وبسایت آهن جم مراجعه کنید .

ورق فولادی چیست و چه نقشی در صنعت دارد؟

در استانداردهای اروپایی مانند DIN 17100 (استاندارد قدیمی فولادهای ساختمانی) و جایگزین آن یعنی EN 10025، ورق فولادی به عنوان محصول نورد شده تخت تعریف می شود که از شمش یا اسلب فولادی طی فرآیند نورد گرم یا سرد تولید شده و دارای ضخامت و تلرانس ابعادی مشخص است. در این استانداردها، خواص مکانیکی مانند حد تسلیم (Yield Strength)، استحکام کششی نهایی (Tensile Strength) و درصد ازدیاد طول، معیار اصلی طبقه بندی گریدها هستند.

بر اساس EN 10025، فولادهای ساختمانی مانند S235 یا S355 (معادل تقریبی ST37 و ST52 در نام گذاری قدیمی DIN) نه تنها بر پایه ترکیب شیمیایی بلکه بر اساس عملکرد مکانیکی تضمین شده تعریف می شوند.

در صنعت این ورق ها پایه ساخت سازه های فلزی، مخازن تحت فشار، تجهیزات صنعتی، پل ها، اسکلت ساختمان و حتی ماشین آلات سنگین هستند. نقش آن ها انتقال نیرو، توزیع تنش و تأمین پایداری سازه ای در برابر بارهای استاتیکی و دینامیکی است.

در ادامه مراحل تولید ورق فولادی در ویدیو زیر قرار گرفته است : 

<div style=”position: relative; display: block; height: 0; padding: 0; padding-bottom: 56.25%;”><iframe src=”https://www.namasha.com/embed/YZG9t9Vp” style=”position: absolute; top: 0; left: 0; width: 100%; height: 100%; border: 0;” frameborder=”0″ scrolling=”no” allowfullscreen=”true” mozallowfullscreen=”true” webkitallowfullscreen=”true”></iframe></div>

چرا ترکیب شیمیایی فولاد نوع کاربرد ورق را تعیین می کند؟

ترکیب شیمیایی فولاد  به ویژه درصد کربن (C)، منگنز (Mn)، سیلیسیم (Si) و عناصر آلیاژی مانند وانادیوم (V)، نیوبیوم (Nb) یا کروم (Cr) مستقیماً ریزساختار و در نتیجه رفتار مکانیکی ورق را تعیین می کند. طبق منابع متالورژی صنعتی مانند ASM Handbook، افزایش کربن باعث افزایش استحکام و سختی می شود اما شکل پذیری و قابلیت جوشکاری را کاهش می دهد. به همین دلیل فولادهای کم کربن برای سازه های ساختمانی رایج ترند، در حالی که فولادهای پرمقاومت آلیاژی برای کاربردهای صنعتی و بارهای سنگین استفاده می شوند.

تفاوت ورق ساختمانی با ورق صنعتی

ورق های ساختمانی معمولاً در چارچوب استانداردهایی مانند EN 10025  تولید می شوند و تمرکز اصلی آن ها بر تأمین مقاومت تسلیم مشخص، شکل پذیری مناسب و قابلیت جوشکاری بالا است. این ورق ها عمدتاً برای اسکلت فلزی، تیر و ستون، سوله، پل و سازه های عمومی استفاده می شوند.

در مقابل، ورق های صنعتی دامنه وسیع تری دارند و می توانند شامل ورق های آلیاژی، مخزنی، مقاوم به حرارت، مقاوم به سایش یا ورق های مورد استفاده در صنایع نفت و گاز باشند. در اینجا علاوه بر استحکام، پارامترهایی مانند مقاومت به خستگی، مقاومت به فشار داخلی، مقاومت به خوردگی یا پایداری در دماهای بالا اهمیت پیدا می کند.

استاندارد ST در نامگذاری ورق ها (ST37 و ST52 یعنی چه؟)

نام گذاری ST37 و ST52 ریشه در استاندارد قدیمی آلمان یعنی DIN 17100  دارد؛ استانداردی که فولادهای ساختمانی نورد گرم را بر اساس حداقل خواص مکانیکی طبقه بندی می کرد. در این سیستم، واژه “St” مخفف Stahl (به معنی فولاد در زبان آلمانی) است و نشان می دهد که این گرید برای کاربردهای سازه ای عمومی طراحی شده است. DIN 17100  سال ها مبنای تولید و تجارت فولاد ساختمانی در اروپا و بسیاری از کشورهای دیگر بود تا اینکه با یکپارچه سازی استانداردهای اروپایی، جای خود را به استانداردهای EN داد.

در این نام گذاری، عدد 37 یا 52 به حداقل استحکام کششی نهایی (Tensile Strength) بر حسب کیلوگرم بر میلی متر مربع اشاره دارد. برای مثال، ST37  دارای استحکام کششی حداقل حدود 37 kgf/mm² (معادل تقریبی 360–510 مگاپاسکال بسته به ضخامت) است، در حالی که ST52 حداقل حدود 52 kgf/mm² (تقریباً 490–630 مگاپاسکال) استحکام کششی دارد. بنابراین عدد بالاتر به معنی توان تحمل تنش بیشتر قبل از شکست است.

امروزه معادل های این گریدها در استاندارد اروپایی EN 10025 تعریف شده اند. در این سیستم جدید، نام گذاری بر اساس حداقل تنش تسلیم انجام می شود؛ به طور مثال S235 تقریباً معادل ST37 و S355 تقریباً معادل ST52  در نظر گرفته می شود (عدد 235 و 355 بیانگر حداقل تنش تسلیم بر حسب مگاپاسکال است).

ورق ST37 چیست؟

بر اساس استاندارد DIN 17100 (و معادل امروزی آن در EN 10025)، ST37  یک فولاد ساختمانی کم کربن است. ترکیب شیمیایی آن معمولاً شامل:

کربن (C): حدود 0.17٪ یا کمتر

منگنز (Mn): حدود 1.4٪ یا کمتر

فسفر و گوگرد: در مقادیر پایین (حداکثر حدود 0.045٪)

کربن پایین باعث شکل پذیری و جوش پذیری مناسب می شود و نبود عناصر آلیاژی سنگین، آن را در دسته فولادهای ساختمانی ساده قرار می دهد.

ST37 دارای حداقل تنش تسلیم حدود 235 مگاپاسکال (برای ضخامت های معمول ساختمانی) و مقاومت کششی نهایی حدود 360 تا 510 مگاپاسکال است. به دلیل کربن پایین و کربن معادل کم (Carbon Equivalent پایین)، ST37 جوش پذیری بسیار خوبی دارد و معمولاً نیاز به پیش گرم در شرایط عادی ندارد.   ST37  بیشتر در موارد زیر استفاده می شود.

به گفته تحلیل بازار : ورق سیاه ۲ میل که به روش نورد گرم تولید می‌شود سطحی مات و مقاومت مکانیکی بالا دارد. این ورق‌ها در ساخت اسکلت‌های فلزی، مخازن، قطعات سنگین صنعتی و پروژه‌های ساختمانی کاربرد فراوان دارند. وزن هر متر مربع آن نیز  ۱۵.۷ کیلوگرم است و به دلیل قیمت پایین‌ تر نسبت به ورق‌های دیگر برای پروژه‌هایی با بودجه محدود مناسب است. این ورق‌ها به دلیل استحکام بالا و قابلیت جوشکاری خوب انتخابی مطلوب برای سازه‌های بزرگ هستند.

مزایا:

·      قیمت اقتصادی

·      جوشکاری آسان

·      شکل پذیری بالا

·      دسترسی گسترده در بازار

محدودیت ها:

·      استحکام کمتر نسبت به فولادهای پرمقاومت مثل S355

·      مقاومت پایین تر در برابر سایش و بارهای سنگین

·      مناسب نبودن برای شرایط تنش بالا یا سازه های خاص صنعتی

ورق ST52 چیست؟

ورق ST52 طبق استاندارد قدیمی DIN 17100 و معادل اروپایی آن در EN 10025 (گرید S355) طبقه بندی می شود. این فولاد نسبت به ST37 دارای درصد کربن کمی بالاتر و مقدار بیشتری منگنز است که باعث افزایش استحکام می شود. ترکیب معمول آن شامل:

کربن (C): حدود 0.20–0.22٪

منگنز (Mn): تا حدود 1.6٪

سیلیسیم (Si): حدود 0.55٪

فسفر و گوگرد: در مقادیر محدود و کنترل شده

افزایش منگنز و کنترل عناصر ناخالصی، نقش مهمی در بهبود خواص مکانیکی و چقرمگی دارد.

 ST52  دارای حداقل تنش تسلیم حدود 355 مگاپاسکال و مقاومت کششی نهایی حدود 490 تا 630 مگاپاسکال است. این افزایش قابل توجه نسبت به ST37 (با تسلیم حدود 235 مگاپاسکال) باعث می شود تحمل بار بیشتری قبل از تغییر شکل دائمی داشته باشد. در طراحی سازه های سنگین، این اختلاف عددی تأثیر مستقیم بر کاهش وزن سازه یا افزایش ظرفیت باربری دارد.

به دلیل استحکام تسلیم بالاتر و چقرمگی مناسب، ST52  در برابر تنش های خمشی، برشی و بارهای دینامیکی عملکرد بهتری دارد. همچنین در ضخامت های بالا پایداری مکانیکی مطلوبی نشان می دهد. این ویژگی ها آن را برای سازه هایی که تحت بار مداوم، ضربه یا ارتعاش هستند مناسب می کند. البته به دلیل کربن بالاتر، در برخی شرایط ضخامت بالا ممکن است نیاز به کنترل دقیق تر فرآیند جوشکاری باشد.

کاربردهای رایج ST52 شامل:

·      ستون ها و تیرهای سوله های صنعتی

·      شاسی ماشین آلات سنگین

·      پل ها و سازه های با دهانه بزرگ

·      قطعات تحت تنش بالا در صنایع معدنی و نفت و گاز

استحکام بالاتر این ورق اجازه می دهد مقاطع سبک تر اما مقاوم تری طراحی شود که در پروژه های صنعتی مزیت اقتصادی ایجاد می کند.

مزایا:

·      استحکام و ظرفیت باربری بالا

·      امکان کاهش وزن سازه در طراحی مهندسی

·      عملکرد بهتر در بارهای سنگین و دینامیکی

معایب:

·      قیمت بالاتر نسبت به ST37

·      حساسیت بیشتر در عملیات جوشکاری نسبت به فولادهای کم کربن

·      شکل پذیری کمتر در مقایسه با فولادهای نرم تر

تفاوت ورق ST37 و ST52 از نظر مشخصات مکانیکی

ورق های ST37 و ST52 هر دو در دسته فولادهای ساختمانی طبق استاندارد قدیمی DIN 17100 طبقه بندی می شوند و امروزه معادل آن ها در استاندارد EN 10025 به ترتیب S235 و S355 است. تفاوت اصلی این دو گرید در خواص مکانیکی آن هاست که مستقیماً بر ظرفیت باربری، وزن سازه و رفتار در برابر تنش اثر می گذارد.

مقایسه مقاومت تسلیم

مهم ترین پارامتر در طراحی سازه ای، مقاومت تسلیم است؛ یعنی تنشی که در آن فولاد وارد ناحیه تغییر شکل دائمی می شود.

ST37: حداقل تنش تسلیم ≈ 235 مگاپاسکال

ST52: حداقل تنش تسلیم ≈ 355 مگاپاسکال

این یعنی ST52 حدود 50٪ ظرفیت تحمل تنش بیشتری قبل از تسلیم شدن دارد. در عمل، این موضوع اجازه می دهد در سازه های صنعتی از مقاطع نازک تر ولی مقاوم تر استفاده شود و وزن کل سازه کاهش یابد.

مقایسه مقاومت کششی

مقاومت کششی نهایی نشان می دهد فولاد تا چه حد می تواند تنش را قبل از گسیختگی تحمل کند.

ST37: حدود 360 تا 510 مگاپاسکال

ST52: حدود 490 تا 630 مگاپاسکال

ST52  نه تنها دیرتر وارد ناحیه تسلیم می شود، بلکه قبل از شکست نیز تنش بالاتری را تحمل می کند. این ویژگی در سازه های تحت بارهای سنگین، جرثقیل ها، شاسی ماشین آلات و پل ها اهمیت زیادی دارد.

تفاوت در سختی و شکل پذیری

افزایش استحکام معمولاً با افزایش سختی و کاهش شکل پذیری همراه است.

ST37: شکل پذیری و ازدیاد طول بیشتری دارد، بنابراین برای خمکاری و فرم دهی سرد مناسب تر است.

ST52: سخت تر و مقاوم تر است، اما درصد ازدیاد طول آن کمتر از ST37 است.

در نتیجه، ST37  برای قطعاتی که نیاز به تغییر شکل دارند گزینه بهتری است، در حالی که ST52 برای تحمل بارهای بالا اولویت دارد.

جدول مقایسه عددی استاندارد

کدام ورق جوش پذیرتر است؟

ورق ST37 به دلیل درصد کربن پایین (حدود 0.17٪) و کربن معادل (CE) کم، جوش پذیری بسیار بالاتری نسبت به ST52 دارد. این فولاد به راحتی با انواع جوشکاری قوس الکتریکی، MIG/MAG  یا الکترود دستی قابل اتصال است و معمولاً نیازی به پیش گرم یا کنترل شدید حرارتی ندارد.
در مقابل، ST52  با درصد کربن بالاتر و عناصر آلیاژی بیشتر (مانند منگنز و سیلیسیم) حساسیت بیشتری نسبت به ترک های سرد و حرارت جوش نشان می دهد و در ضخامت های بالاتر نیازمند پیش گرم، کنترل گرادیان حرارت و پس گرم است.

تاثیر کربن معادل (CE) بر عملیات حرارتی

کربن معادل (Carbon Equivalent – CE) معیاری است که تاثیر عناصر آلیاژی را روی جوش پذیری ورق نشان می دهد. هرچه CE بالاتر باشد، خطر ترک سرد و حساسیت به حرارت افزایش می یابد.

ST37: CE پایین (حدود 0.35 یا کمتر) → عملیات جوشکاری ساده و بدون نیاز به پیش گرم

ST52: CE بالاتر (حدود 0.45–0.50) → نیاز به پیش گرم و کنترل دمای پس گرم برای جلوگیری از ترک های احتمالی

بنابراین، انتخاب ورق برای پروژه های جوشکاری گسترده باید با توجه به CE و ضخامت ورق انجام شود تا ایمنی و کیفیت سازه تضمین شود.

تفاوت قیمت ورق st52 و قیمت ورق st37

ورق ST52 به دلیل ترکیب شیمیایی متفاوت و وجود عناصر آلیاژی مانند منگنز و سیلیسیم، استحکام کششی و تسلیم قیمت بالاتری نسبت به ST37 دارد. این افزایش مقاومت مکانیکی باعث می شود فرآیند تولید آن کنترل شده تر و هزینه برتر باشد. علاوه بر این، در پروژه های صنعتی سنگین، سازه های تحت بار زیاد، شاسی ماشین آلات و سازه های عمرانی بزرگ، تقاضا برای ST52 بیشتر است و همین موضوع نیز روی قیمت آن اثر می گذارد.

در مقابل، ST37  یک فولاد ساختمانی ساده تر با درصد کربن پایین تر است که فرآیند تولید ساده تری دارد و عمدتاً در پروژه های سبک تر استفاده می شود؛ بنابراین معمولاً قیمت پایین تری دارد.

قیمت انواع ورق های فولادی روزانه در وبسایت آهن جم اعلام میشود .شما برای مقایسه قیمت این دو آلیاژ ورق میتوانید به صفحات قیمت ورق سیاه st37 (https://ahanjam.com/black-sheet-price/)  و قیمت ورق st52 (https://ahanjam.com/ورق-st52/)  در آهن جم سپاهان رفته و تفاوت قیمت ورق st52 و قیمت ورق st37 را بررسی کنید .

آیا اختلاف قیمت ورق st37  و st52 منطقی است؟

بله، از منظر فنی این اختلاف قیمت قابل توجیه است. وقتی استحکام تسلیم ST52 به مراتب بالاتر از ST37 است، در بسیاری از سازه ها می توان با استفاده از ضخامت کمتر همان مقاومت موردنیاز را تأمین کرد. این یعنی کاهش وزن سازه و در برخی موارد کاهش هزینه های جانبی مانند حمل ونقل و نصب.

در واقع اگر چه قیمت هر کیلوگرم ST52 بیشتر است، اما در طراحی مهندسی ممکن است مقدار مصرف کمتر شود و بخشی از اختلاف قیمت جبران گردد.در پروژه های سبک ساختمانی، ساخت سوله های معمولی یا قطعاتی که تحت تنش بالا نیستند، استفاده از ST37 کاملاً منطقی و اقتصادی است.زیرا پرداخت هزینه بیشتر برای مقاومت اضافی، توجیه فنی ندارد.

اما در پروژه های سنگین مانند پل ها، سازه های صنعتی، مخازن تحت فشار یا ماشین آلات سنگین، انتخاب ST52 می تواند از نظر ایمنی و طول عمر سازه بسیار به صرفه تر باشد. در چنین پروژه هایی، کاهش وزن سازه، افزایش ضریب اطمینان و دوام بالاتر، ارزش پرداخت قیمت بیشتر را دارد.

آیا می توان ST37 را جایگزین ST52 کرد؟

در حالت کلی خیر، مگر با محاسبه مجدد سازه. ST52 دارای حد تسلیم بالاتری است (حدود 355 MPa) در حالی که ST37 حدود 235 MPa تسلیم دارد. اگر در طراحی سازه ای از ST52 استفاده شده باشد، جایگزینی آن با ST37 بدون افزایش ضخامت یا تغییر مقطع می تواند منجر به کاهش ظرفیت باربری و افت ضریب ایمنی شود.

کدام برای سوله مناسب تر است؟

برای سوله های صنعتی که دهانه بزرگ و بارگذاری قابل توجه دارند، معمولاً ST52 گزینه مناسب تری است، زیرا مقاومت تسلیم بالاتر آن امکان کاهش وزن سازه و استفاده از مقاطع بهینه تر را فراهم می کند.

به گفته تدبیرگران : ورق‌های نورد گرم به دلیل فرآیند حرارتی، مقاومت بالا، انعطاف‌ پذیری و تحمل بارهای سنگین را دارند و برای اسکلت ساختمان‌ها، تیرها و ستون‌ها مناسب هستند.
اما در سوله های سبک یا کاربری های کم بار، ST37  نیز می تواند پاسخگو باشد و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر تمام شود. انتخاب نهایی باید بر اساس محاسبات سازه ای و شرایط بارگذاری (برف، باد، جرثقیل سقفی و…) انجام شود.

آیا ST52 سخت تر از ST37 است؟

به طور نسبی ST52 سخت تر و مقاوم تر از ST37 است. افزایش استحکام تسلیم و کششی در ST52 معمولاً با افزایش سختی همراه است. با این حال، این افزایش سختی باعث کاهش نسبی شکل پذیری در مقایسه با ST37 می شود.
بنابراین ST37 نرم تر و مناسب تر برای خمکاری و فرم دهی است، در حالی که ST52 برای تحمل بارهای سنگین و تنش های بالاتر انتخاب مهندسی تری محسوب می شود.