ورق آلیاژی st52 چیست ؟
ورق آلیاژی ST52 یکی از انواع ورقهای گرم بهحساب میآید که باتوجهبه ترکیبات شیمیایی منحصربهفرد، دارای ویژگیهای مکانیکی و ترمودینامیک خاصی شده است. این محصول با استاندارد بینالمللی DIN17006 کشور آلمان تولید و عرضه میشود. گفتنی است که این آلیاژ به سبب اینکه از عناصر شیمیایی خاصی (منگنز و سیلیسیم) تولید شده و بهعمد، درصد کربن موجود در آن کاهش پیدا کرده، قابلیتهای استحکامی و ارتجاعی بسیار مطلوبی در مقایسه با سایر رقبای خود دارد.
لازم به ذکر است که این محصول در میان اهل صنعت با عناوین دیگری مانند “فولاد منگنز کمکربن” و “ورق سیاه کمکربن” نیز شناخته میشود. همچنین خالیازلطف نیست اگر بدانید که عددهایی که پس از حروف لاتین ST قرار میگیرند، بیانگر استحکام کششی و نقطهٔ تسلیم نهایی این فولاد هستند.
ورق st52
این آلیاژ با نام علمی کامل ST52 3N شناخته میشود؛ عدد ۳ یعنی این محصول سومین گرید از گریدهای سهگانهٔ سری ST است. افزون بر این، این عدد نشاندهندهٔ بالاترین کیفیت و کاربرد در میان گریدهای این سری است.
نکتهٔ دیگری که در زمان بررسی ST52 جلبتوجه میکند، مقادیر کمِ کربن در این آلیاژ است. کربن یک عنصر شیمیایی مهم است که موجب افزایش سختی (Hardness) در فلزات میشود؛ سختی در علم مواد به معنای مقاومت ماده در برابر شکستگی است. نکته اینجاست که با افزایش کربن در آلیاژ، محصول نهایی در عین داشتن سختی زیاد، ترد و شکننده میشود و از طرف دیگر، در صورت کاهش کربن در محصولات فولادی، آن محصولات مقاومت و استحکام فیزیکی بیشتری پیدا میکنند. در نتیجه، این ورق به دلیل دارابودن صرفا ۰.۲۴ درصد کربن، مقاومت فیزیکی بسیار مطلوبی در برابر آسیبهای فیزیکی دارد.
خواص مکانیکی و فیزیکی فولاد ST52
فولاد ST52 یکی از مواد ساختمانی مهم است که خصوصیات مکانیکی و فیزیکی برجستهای دارد. این فولاد دارای تنش تسلیمی حدود ۳۵۸ مگاپاسکال و استحکام کششی بین ۴۹۰ تا ۶۳۰ مگاپاسکال است. خواص مکانیکی این فولاد از جمله مقاومت در برابر پیچش و خمش، تحمل وزن، و قابلیت تغییر فرم مناسب، آن را به یک انتخاب مناسب برای کاربردهای زیربنایی در صنایع مختلف میکند. نامگذاری “ST” مخفف کلمه Stahl است که در زبان آلمانی به معنی “فولاد” است و عدد ۵۲ به حداقل استحکام تسلیم این فولاد به اشاره دارد، که برابر با حدود ۳۵۸ مگاپاسکال میباشد. این مشخصههای مکانیکی باعث میشود که فولاد ST52 مورد توجه بسیاری از صنایع مهم قرار گیرد و در بسیاری از سازهها و قطعات استفاده شود.
ویژگیهای مکانیکی ورق ضد سایش ST52 به شرح زیر است:
دمای سختشدگی فلز بین ۸۶۰ تا ۸۹۰ درجهٔ سانتیگراد است؛
دمای تمپرینگ فلز بین ۸۶۰ تا ۸۹۰ درجهٔ سانتیگراد است؛
دمای فورجینگ فلز بین ۸۵۰ تا ۱۰۵۰ درجهٔ سانتیگراد است؛
درصد الانگیشن (یعنی ازدیاد طول شکست) فلز ۲۲ واحد است؛
ضریب الاستیسیته فلز برابر با ۲۱۰ واحد است؛
جدول خواص فیزیکی ورق سیاه ST52
چگالی نقطه ذوب ضرب الاسیسیته
(N/mm2) شروع سخت شدن دمای بازگشت فرجینگ
۷/۸۵ ۱۴۲۰-۱۴۶۰ ۲۱۰ ۸۶۰-۸۹۰ ۸۶۰-۸۹۰ ۸۵۰-۱۰۵۰
علاوه بر اینها، خواص فیزیکی ورق ST52 به شرح زیر است:
استحکام کششی فلز بین ۴۹۰ تا ۶۳۰ مگاپاسکال است؛
استحکام تسلیم آن بین ۳۱۵ تا ۳۵۵ مگاپاسکال است؛
چگالی فلز ۸ واحد است.
۲۱ درصد ازدیاد طول.
جدول خواص مکانیکی ورق سیاه ST52
ضخامت (میلی متر) استحکام تسلیم استحکام کششی کشیدگی در دقیقه
۱۰۰-۳ ۳۵۵-۳۱۵ ۶۳۰-۴۹۰ <22
خواص شیمیایی شیت ST52
خاصیت شکلپذیری سرد، جوشکاری، برشکاری عالی و دیگر خواص ورق فولادی ST52، این نوع فولاد را از بین سایر انواع ورق فولادی متمایز میکند. این خواص براساس درصد عناصر شیمیایی موجود در فرمولاسیون و با روش تولید ورق تعیین میشوند. افزودن منگنز به ورق ST52 باعث کاهش سرعت خنک شدن بحرانی میشود که این امر بهبود استحکام و سختیپذیری را به همراه دارد. این خصوصیت منجر به بهبود عملکرد جوشکاری و آهنگری فولاد میشود و در نتیجه میزان استحکام ویژه این فولاد افزایش مییابد.
استفاده از سیلیسیم نیز در فرمولاسیون ورق ST52 باعث بهبود استحکام فولاد و افزایش سختی آن میشود. این ماده علاوه بر بهبود استحکام، مقاومت سایشی فولاد را نیز افزایش میدهد. با افزایش میزان سیلیسیم در فولاد، استحکامپذیری و سختی آن به طور قابل توجهی افزایش مییابد، اما مقادیر بالای سیلسیم ممکن است منجر به کاهش انرژی ضربه و شکلپذیری فولاد گردد.
ترکیب شیمایی ورق st52
نیکل Ni (Max) کروم Cr (Max) مولیبدن Mo (Max) سیلیسیم Si (Max) منگنز Mn (Max) مس Cu (Max) کربن C (Max) گوگرد S (Max) فسفر P (Max)
– – – ۰.۵۵ ۱.۶ – ۰.۲۲ ۰.۰۴ ۰.۰۴
آنالیز ورق st52 چیست ؟
علاوه بر کربن، عناصر شیمیایی دیگری هم در این آلیاژ به کار رفته است که در نهایت، این آلیاژ را از سایر متریالها مجزا میکند و ویژگیهای خاصی به آن میدهد. در ادامه، تکتک عناصر تشکیلدهندهٔ این محصول را به همراه علت استفادهٔ آنها، بیان میکنیم.
۰۲۴ درصد فسفر:
با افزودن این عنصر شیمیایی به ورقهای فولادی، قابلیتهای ماشینکاری آنها را افزایش میدهیم و برادهبرداری آنها را بیشتر میکنیم؛ علاوه بر اینها، فسفر موجب افزایش مقاومت آهنآلات در زمان حرارتدیدگی هم میشود.
۰۴۵ درصد گوگرد:
این عنصر شیمیایی نیز موجب افزایش قابلیتهای ماشینکاری محصولات فولادی میشود، به همین دلیل در کنار فسفر در آلیاژ ST52 به کار میرود، چراکه خواص ماشینکاری یکی از برجستهترین عوامل برای انتخاب یک ورق فولادی هستند. گفتنی است که گوگرد بر خلاف برخی دیگر از عنصرها، ارتباط با افزایش مقاومت کششی ورقهای فولادی ندارد.
۵۵ درصد سیلیسیم:
در بخش قبلی به این مسئله اشاره کردیم که ورق آلیاژی ST52 بر خلاف دو آلیاژ ST33 و ST44، دارای خواص ارتجاعی است؛ جالب است بدانید که این خواص، انعکاسی از حضور عنصر سیلیسیم در آلیاژ این محصول هستند. البته سیلیسیم افزون بر این، موجب ارتقای استحکام تسلیم این آلیاژ هم میشود.
تولید ورق st52
۲۴ درصد کربن:
چندین دلیل برای استفادهٔ زیاد از کربن در آلیاژهای فولادی وجود دارد اما درعینحال، کم کردن میزان کربن در آلیاژها، بسیاری از خواص فولادهای نهایی را افزایش میدهد. در این مورد، با کاهش کربن در متریال این ورق، قابلیتهای جوشپذیری و ماشینکاری آن، به شکل چشمگیری افزایش پیدا میکند.
۶ درصد منگنز:
خواص منگنز از جهات گوناگونی شبیه به کربن و نیکل است و استفاده از آن باعث کاهش نیاز به استفاده از این دو عنصر میشود و با در نظر داشتن اینکه قیمت منگنز کمتر از آنهاست، کاهش قیمتی چشمگیر در محصول نهایی به وجود میآید. این عنصر شیمیایی پرکاربرد موجب بیشتر شدن سختیپذیری، استحکام نهایی و نقطهٔ تسلیم فولاد میشود و ارتباط مستقیمی با افزایش سختی آن دارد.
انواع فولاد ST52
فولاد ST52 و متعاقباً ورق آن، به انواع مختلفی تقسیم میشود که از نظر خواص فیزیکی و شیمیایی تفاوتهایی با یکدیگر دارند. این انواع شامل ورق رول ST52، ورق ST52-3، و ورق کربن استیل ST52 میشوند.
ورق رول ST52 کمترین میزان کربن را دارد و به دلیل این کمبود کربن، استحکام آن نسبت به دیگر انواع ورق ST52 کمتر بوده و انعطافپذیری بیشتری دارد.
ورق ST52-3 به عنوان معمولترین شکل ورق ST52 در بازار شناخته میشود و خواص فیزیکی و شیمیایی مشابهی با ورق رول ST52 دارد.
ورق کربن استیل ST52 نیز در ضخامتهای هشت تا ۱۵۰ میلیمتر تولید میشود و از نظر خواص فیزیکی و شیمیایی، تفاوت چندانی با ورق ST52-3 ندارد.
استانداردهای ورق ST52
استاندارد آلمانی DIN EN 10027 بهعنوان استاندارد شناختهشدهای برای ورقهای ST52 مورد استفاده قرار میگیرد. این استاندارد عموماً با گرید ST52 و گاهی در کنار اعداد یک تا سه دیده میشود که نشاندهنده درجه کیفیت فولاد است. اعداد کوچکتر به کیفیت کمتر و ناخالصی بیشتر اشاره دارند، درحالی که اعداد بزرگتر به کیفیت بهتر و ناخالصی کمتر اشاره میکنند. این استانداردها برای فولاد ST52، راهنمایی جهت تولید فولاد با کیفیت و استاندارد بالا در صنایع مختلف میباشند.
استانداردهای ورق ST52
کشور استاندارد گرید
آلمان DIN EN ۱۷۱۰۰ ST52
اروپا EN 10025:1990 FE 510 B
اروپا EN 10025-2 S355JR
ژاپن JIS SS490/SM490A
آمریکا ASTM AISI 1024 (ASTM A29) – A572GR50
ویژگی های ورق ST52
ورق ST52 به دلیل حاوی عناصر سیلیسیم و منگنز، از استحکام و ارتجاع بیشتری نسبت به ورق معروف و پرکاربرد ST37 برخوردار است. این ورق از فرآیند نورد گرم حاصل میشود که باعث جوشپذیری و جوشکاری بالاتر آن میشود. همچنین، با تنش تسلیمی حداکثر ۳۵۵ نیوتن بر میلیمتر مربع و مقاومت کششی بین ۴۹۰ تا ۶۳۰ نیوتن بر میلیمتر مربع، این ورق دارای ویژگیهای مکانیکی مطلوبی است. به علاوه، ورق ST52 از خصوصیات مهمی مانند مقاومت در برابر پیچش، خمش، تحمل وزن، و قابلیت ارتجاعی بهرهمند است که از آن در امور زیربنایی مختلف در صنایع مهم استفاده میشود.
کاربرد ورق st52 چیست ؟
با مرور ویژگیهای مکانیکی و فنی این ورق میتوانیم چنین نتیجهگیری کنیم که این محصول گزینهای مناسب برای آن دسته از کاربردهاست که با تنشهای کششی بالایی سروکار دارند و نیازمند مقاطع فلزی مقاومی هستند. علاوه بر این، چون خواص جوشکاری، شکلدهی و ماشینکاری این ورق بالاست، از آن در پروژههایی که نیاز به مشخصات فنی بالایی هستند نیز استفاده میشود.
همچنین، لازم است به این نکته نیز اشاره کنیم که وقتی از گرید ST52 صحبت میکنیم در واقع دو گرید ۲ و ۳ را مدنظر داریم و هر کدام از این دو گرید، تا حدودی از نظر کاربرد با یکدیگر متفاوت هستند. کاربردهای این دو گرید به طور کلی در دو دسته قرار میگیرد.
کاربرد ورق st52
استفاده به شکل محصول نهایی
این دسته از کاربردهای ورقهای مورد بحث ما مربوط به موارد و موقعیتهایی است که ورقها به شکل مستقیم و بدون طی کردن مراحل دیگری در کارخانه، به کار گرفته میشوند. مانند موارد زیر:
تولید دیوارهها و بخشهای گوناگون ریلها؛
ساخت انواع سازههای مربوط به عبورومرور مانند پلهای فولادی؛
تولید قطعات گوناگون مربوط به صنعت خودروسازی؛
تولید بدنهی فلزی انواع مخازن تحت فشار.
کاربرد فراوردههای فولادی تابعی از عناصر شیمیایی موجود در آنها و خواص مکانیکی این محصولات است؛ در این مورد نیز، با اینکه این ورق مقاومت کششی مطلوبی دارد و قابلیتهای ارتجاعی آن نیز چشمگیر است، در بخش عظیمی از پروژههای صنعتی کوچک و بزرگ به کار گرفته میشود.
ورق آلیاژی ST52 معمولا در موارد زیر به کار میرود:
موقعیتهای پرتنش
وجود مقادیر زیادی سیلیسیم و منگنز در این آلیاژ باعث میشود که استحکام کششی ورق ST52 در حالت کمینه به بیش از ۵۰۰ مگاپاسکال برسد؛ این مؤلفه نشاندهندهٔ مقاومت بالای این محصول در برابر آسیبهای فیزیکی و عوامل ساینده است. همین نکته باعث میشود که از این آلیاژ در موقعیتهایی که تنش فیزیکی زیادی دارند، استفاده بشود.
پروژههای ساختمانی
یک قاعدهٔ کلی برای استفاده از مقاطع فولادی در ساختمانها وجود دارد: پیمانکاران ترجیح میدهند از آن دسته از ورقها و فراوردههای فولادی در پروژههای ساختمانی استفاده کنند که وزن کمتر و استحکام بیشتری دارند. با این حساب، از آلیاژ ST52 در ساختوساز نیز استفادهی زیادی میشود، چراکه این محصول در مقایسه با آلیاژ ST37 استحکام بیشتری دارد و از جهت وزنی، تقریبا با این مدل برابر است.
پروژههای دارای جوشکاری زیاد
به دلیل اینکه از میزان کمی کربن در ساخت این ورق استفاده شده است، محصول نهایی انتخابی مناسب برای پروژههایی است که نیاز به جوشکاری زیادی دارند. این محصول واکنش مثبتی به انواع جوشکاری و عملیاتهای حرارتی نشان میدهد و همین مسئله موجب میشود که در پروژههایی مانند تولید پلت، انواع توربینهای بادی، سازههای زیرزمینی و دریایی و تجهیزات فلزی دیگر از این ورق استفادهٔ زیادی بشود.
پروژههای دارای ماشینکاری
عناصر گوناگونی در ساخت ورق ST52 به کار رفته که در نهایت، این محصول را به گزینهای ایدهآل برای انجام انواع ماشینکاری، خمش و شکلدهی تبدیل میکند. به سبب همین مسئله، امکان ساخت قطعات و مقاطع فولادی گوناگون از این ورق ایجاد میشود.
انواع ورق st52 چیست ؟
ورقهای سیاه ST52 به سه گرید ST52-1، ST52-2 و ST52-3 تقسیم میشوند، که هر یک از این گریدها برای مصارف مختلف به کار میروند. گرید ۱ ورقهای سیاه ST52 برای مصارف عمومی کاربرد دارد و بهطور معمول مشخص نمیشود، در حالی که گرید ۲ در مصارف مهم و گرید ۳ در جاهایی که نیاز به کیفیت بالاتری استفاده میشود، مورد استفاده قرار میگیرد. از این میان، گرید ST52-3 بهعنوان رایجترین گرید در بازار ایران شناخته میشود. این گرید از ورقهای گرم ST52 بهصورت تقریبی دارای محتوای کربن کمتر از ۰.۲۲ درصد، سیلیسیم کمتر از ۰.۵۵ درصد، منگنز کمتر از ۱.۶ درصد، فسفر کمتر از ۰.۰۲۵ درصد، گوگرد کمتر از ۰.۰۲۵ درصد، وانادیم کمتر از ۰.۰۵ درصد و تیتانیوم کمتر از ۰.۰۳ درصد است.
ورق ST52 به دلیل قیمت کمتر نسبت به سایر انواع ورقهای ST52، بیشتر به عنوان مواد اولیه در تولید پروفیل، تسمه و نبشی استفاده میشود. این ورق معمولاً در ضخامتهای ۳ تا ۱۰۰ میلیمتر تولید میشود و از قابلیت جوشپذیری بالایی برخوردار است. همچنین، خصوصیات دیگر آن مانند مقاومت در برابر پیچش، خمش، تحمل وزن و قابلیت ارتجاعی مشابه خصوصیات فولاد ST52 است که در ابتدای مقاله معرفی شد.
طبق استاندارد آلمانی DIN 17100، فولاد ST52 به دو دسته ST52-3U و ST52-3 تقسیم میشود. ST52-3، که رایجترین گرید این محصول است، یک فولاد منگنز کم کربن و جوشپذیر است که مقاومت خوبی در برابر ضربه دارد، و ماشینکاری آن مشابه فولاد نرم است.
فرایند تولید ورق st52
مزایای استفاده از منگنز درST52
استفاده از منگنز باعث کاهش خشکشدن بحرانی در فولاد میشود که این امر بهبود استحکام آن را نیز به همراه دارد. افزودن منگنز به فولاد باعث افزایش خاصیت جوشپذیری و آهنگری آن میشود. این عنصر با جلوگیری از خشک شدن بحرانی فولاد، به تقویت آن کمک میکند و همچنین افزایش خاصیت جوشپذیری و آهنگری را فراهم میکند. بهطور کلی، استفاده از منگنز در ورق ST52 بهبودهای چشمگیری در خصوصیتهای مکانیکی و فیزیکی این نوع فولاد ایجاد میکند.
مزایای استفاده از سیلسیم در ST52
استفاده از سیلیسیم در فولاد، بهبود استحکام و مقاومت سایشی آن را افزایش میدهد. این آلیاژ باعث میشود که فولاد دارای خصوصیات مکانیکی بهتری شود و در مقابل فشارهای خارجی مقاومت بیشتری از خود نشان دهد. بهطور معمول، استفاده از سیلیسیم در فولاد ST52 موجب افزایش مقاومت سایشی و بهبود استحکام آن میشود، که به همین دلیل این نوع فولاد گاهی به عنوان “ورق ضدسایش ST52” شناخته میشود. با این حال، باید توجه داشت که استفاده بیش از حد از این آلیاژ ممکن است منجر به کاهش شکلپذیری فولاد شود، بنابراین برای دستیابی به ترکیب بهینه، نیاز به تعادل در میزان استفاده از سیلیسیم و سایر عوامل داریم.
مزایای اکسیژن و گوگورد زدایی از ST52
افزودن کربن به آهن باعث افزایش استحکام و جوشپذیری آن میشود، در حالی که افزایش مقدار اکسیژن در آهن، تُردی و شکنندگی بالای آن را ایجاد میکند. برای کاهش این تُردی، از عملیات اکسیژنزدایی استفاده میشود. پس از اکسیژنزدایی، فولاد به سه دستهی کلی تقسیم میشود که شامل فولاد کاملاً آرام، فولاد نیمهآرام، و فولاد ناآرام است. اکسیژن موجود در فولاد کاملاً آرام به میزان قابل توجهی کاهش مییابد. در فولاد نیمهآرام، میزان اکسیژن متوسط است و در فولاد ناآرام، مقادیر زیادی از اکسیژن وجود دارد.
استفاده از گوگرد در فولاد، خاصیت تُردی و شکنندگی را به آن اضافه میکند که برای حذف این ویژگی، میزان گوگرد را کاهش میدهند. عملیات گوگوردزدایی از آهن به این صورت است که کاربید کلسیم و یا سیلیسید کلسیم به آهن مذاب و یا فولاد، اضافه میشود. وجود گوگرد در فولاد قابلیت ماشین کاری آن را بهبود میبخشد و آن را اصطلاحا خوشتراش میکند، اما در عین حال گوگرد برای افزایش استحکام در برابر ضربه و مقاومت به خوردگی مضر است. اگر مقدار آن نسبتاً زیاد باشد، باعث ترد و شکننده شدن فولاد میشود، بنابراین عملیات گوگردزدایی از فولاد انجام میشود.
تفاوت ورق سیاه ST52 و ST37
ورقهای ST37 در صنایع ساختمانی به دلیل جوشپذیری و خواص مکانیکی مناسبی که دارند، کاربرد فراوانی دارند. با این حال، در بسیاری از موارد، به جای استفاده از ورقهای ST37، از ورقهای ST52 استفاده میشود. این تفاوت ناشی از خصوصیات متفاوت این دو نوع ورق است. ورقهای ST52 کمترین مقدار کربن و عناصر آلیاژی را دارند که سبب میشود معمولاً مقاومتر و انعطافپذیری کمتری داشته باشند. به همین دلیل، ورقهای ST52 عموماً برای مصارفی که نیاز به مقاومت بیشتر دارند، انتخاب میشوند. از طرفی، قیمت ورقهای ST37 با ورقهای ST52 تفاوت چندانی ندارد؛ اما به دلیل مقاومت بیشتر و ویژگیهای مکانیکی بهتر ورقهای ST52، استفاده از آنها میتواند منجر به کاهش وزن فولاد مصرفی ساختمان شود.
خرید ورق st52
عوامل تاثیرگذار بر قیمت ورق ST52 در بازار آهن
ضخامت ورق st52 با تغییر ضخامت ورق آلیاژی تغییر می کند و این امر در قیمت این ورق تاثیرگذار می باشد. در خرید ورقST52 باید به استاندارد بودن آن توجه کنید. ورق هایی که بالای ۵۰ میلیمتر ضخامت دارند نیاز به تست UT دارند. مشخصات ورق آلیاژی st52 شامل مقاوم بودن این نوع ورق آلیاژِی به پیچش و خمش می باشد. از دیگر مشخصات ورق آلیاژی st52 داشتن خاصیت ارتجاعی و تحمل کردن وزن می باشد. از آنجا که ورق st52 در صنایع مادر کاربرد زیادی دارد به آن ورق زیربنایی صنعت نیز گفته می شود.
نکات مهم هنگام خرید ورق فولاد ST52
در هنگام خرید ورق ST52، علاوه بر قیمت، به موارد زیر نیز باید دقت داشت:
اعتبار برند: بهتر است تنها از برندهای معتبر مانند فولاد مبارکه اصفهان، فولاد گیلان، اکسین اهواز و کاویان خرید کنید.
دریافت ضمانتنامه محصول.
دریافت شناسنامه مشخصات ورق ST52.
توجه به سایز و وزن محصول.
انجام تست غیرمخرب اولتراسونیک پیش از مصرف ورق. این تست با استفاده از امواج فرابنفش، هدف یافتن هرگونه ایراد مانند ترک، خللوفرج، حباب و حفره در لایههای رویی و زیرین ورق است.
باید توجه داشت که در حال حاضر، ورق ST52 تنها در سه کارخانه فولاد مبارکه اصفهان، اکسین اهواز و کاویان اهواز تولید میشود و برندهای دیگر در بازار وارداتی هستند. همچنین، به دلیل شباهت ظاهری ورقهای ST52 و ST37، مهم است که لیبل و شناسنامه محصول به دقت بررسی شود. هنگام خرید، مشخصات زیر را به فروشنده اعلام کنید تا قیمت محصول مشخص شود: ضخامت، گرید، برند، تعداد شیت یا رول، سایز شیت ها.
نظری نیست.