مشخصات ورق ST52؛ استانداردها و کاربردهای آن

فولادها با توجه به گستردگی ترکیب شیمیایی و خواصی که دارند به گروه‌های مجزا تقسیم می‌شوند که یک دسته آن، گروه فولاد آلیاژی کم کربن (کمتر از ۰/۲۵%) با خاصیت بارز نرم بودن است. این گروه با توجه به استاندارد آلمان به صورت DIN EN 10027 شناخته می‌شود که چهار گرید ST37 ،ST44 ،ST52 و ST60 آن معروف‌اند. عدد کنار مخفف فولاد، به زبان آلمانی، نشان‌دهنده استحکام کششی فولاد بر حسب Kg/mm2 می‌باشد؛ به علاوه گفتنی است که از این گریدها به اشکال مختلف ورق، لوله، تیرآهن و میلگرد استفاده می‌شود. ورق ST52 کاربرد فراوانی در صنعت مثل استفاده‌ ساختاری و زیربنایی دارد.

این نوع از ورق‌ها در مقایسه با سایر نوع‌های ST از جمله ۳۷ و ۴۴ در برابر پیچش و خمش توان بیش‌تری دارند و وزن بیش‌تری را تحمل می‌نمایند؛ به علاوه خاصیت انعطاف‌پذیری را به فولاد می‌افزایند. در واقع علت این برتری‌ها وجود عنصرهایی مانند سیلیسیم و منگنز زیادی در ورق ST52 می‌باشد. در این مقاله به طور اختصاصی در رابطه با خواص مکانیکی و فیزیکی، تاثیر عناصر بر خواص و کاربرد گرید ST52 صحبت خواهد شد، همچنین ذکر این نکته ضروری است که قیمت آهن کیلویی، بر نرخ این ورق و سایر ورق‌های فولادی تاثیر مستقیم می‌گذارد.

ورق ST52 دارای خواص ویژه‌ای است که از افزایش یا کاهش درصد عناصر تشکیل‌دهنده آن ناشی می‌شود. با دانستن درصد هر عنصر و خواصی که ایجاد می‌کند، می‌توان از آن در صنایع مختلف از ساخت اسکلت پل‌ها تا ساخت تجهیزات و پلتفرم موبایلی استفاده کرد.

ترکیب شیمیایی ورق فولادی ST52 و تاثیر آن بر خواص

خاصیت شکل‌پذیری سرد، جوشکاری، برشکاری عالی و دیگر خواص ورق فولادی ST52، در بین انواع ورق فولادی توجه خیلی صنایع را به خود جلب کرده که این خواص از درصد عناصر و روش تولید ورق نشات می‌گیرد. تصویر زیر نمایی از درصد عناصر شیمیایی این ورق و افزایش خاصیتی که افزایش یا کاهش هر عنصر نسبت به دیگر گروه‌ها همراه دارد، نشان می‌دهد.

• مزایای منگنز در ورق ST52
  منگنز باعث می‌شود سرعت خنک شدن بحرانی کاهش یابد؛ همین امر بهبود میزان استحکام و سختی‌پذیری را به دنبال دارد. با افزودن این ماده به هر فولادی خاصیت جوش‌کاری و آهنگری مناسبی در فولاد به وجود می‌آورد. در نتیجه این موضوع عاملی شده تا میزان استحکام ویژه این فولاد بهبود یابد.
• مزایای استفاده از سیلیسیم در ST52
  استفاده از این ماده در فولاد باعث بهبود استحکام فولاد می‌گردد؛ برای همین میزان سختی فولاد افزایش یافته است. از خواص دیگری که حین استفاده از سیلیسیم به فولاد افزوده می‌شود، مقاومت سایشی می‌باشد. هرچقدر میزان استفاده از این ماده در فولاد افزایش یابد، استحکام‌پذیری و سختی آن فولاد را به مقدار قابل توجهی افزایش می‌دهد ولی مقادیر بالای سیلسیم باعث کاهش انرژی ضربه و شکل‌پذیری می‌گردد.

اکسیژن زدایی و گوگرد زدایی در این محصول و تاثیر آن بر خواص

به طور پیش فرض میزان مشخصی اکسیژن در فولادها وجود دارد؛ وجود اکسیژن در فولاد باعث تردی می‌شود بنابراین خاصیت شکنندگی در فولاد ایجاد می‌کند؛ برای کاهش اکسیژن در فولادهای از عملیات اکسیژن زدایی استفاده می‌کنند. فولادها پس از اکسیژن زدایی از نظر میزان اکسیژن موجود در آن‌ها در سه دسته‌ کلی قرار می‌گیرند که عبارتند از: فولاد کاملا آرام، فولاد نیمه آرام و فولاد ناآرام.

اکسیژنی که در فولاد کاملا آرام قرار دارد را به میزان قابل توجهی کاهش داده‌اند. اکسیژن در فولاد نیمه آرام در حد متوسط است (به عبارتی میزان اکسیژن موجود در فولاد را تا حد متوسط کاهش داده‌اند). اکسیژن موجود در فولاد ناآرام زیاد است (به عبارتی کیفیت فولاد از نظر میزان اکسیژن در سطح متوسط قرار گرفته است). وجود گوگرد نیز مانند اکسیژن خاصیت شکنندگی و تردی را به فولاد افزوده است. به همین خاطر عملیات مختلف گوگرد زدایی انجام می‌شود که از جمله آن‌ها می‌توان به افزودن کاربید کلسیم یا سیلیسید کلسیم به آهن مذاب و یا فولاد اشاره کرد.

خواص فیزیکی و مکانیکی ورق ST52

خواص فیزیکی ورق فولادی ST52 مختصرا به قرار زیر است:

خواص مکانیکی نیز با توجه به صحبت‌های انجام شده و تاثیر عناصر به دو حالت کمی و کیفی به قرار زیر است:

قابل توجه است که ضخامت ورق بر استحکام و البته قیمت ورق ST52 تاثیر دارد و همان‌طور که پیداست به صورت بازه در نظر گرفته شده است.
البته به طور کلی ویژگی‌های مهم این ورق به صورت زیر است:

• ماشین‌کاری و پرسکاری خوب
• شکل‌دهی سرد خوب
• استحکام خمشی بالا
• استحکام پیچشی بالا
• جوش‌پذیری مطلوب
• خواص ارتجاعی عالی

استانداردهای ورق ST52

همان‌طور که اول مقاله اشاره شد، عموما این ورق با استاندارد آلمانی DIN EN 10027 با گرید ST52 شناخته شده که گاهی در کنار گرید یا استاندارد آلمانی آن عددهای یک تا سه دیده می‌شود. این اعداد نشان‌دهنده درجه کیفیت فولاد هستند؛ به این صورت که هرچه عدد بزرگتر باشد فولادسازی بهینه‌تر و ناخالصی کمتر خواهد بود. استانداردهای معادل ورق ST52 در جدول زیر نمایش داده شده است:

کاربردهای ورق ST52

در کنار شناخت ظاهر و استانداردهای این ورق فولادی برای فعالان این عرصه، با توجه به این که در قسمت‌های مختلفی از صنایع استفاده می‌شود، می‌توان برای کاربردهای آن مثال‌های زیر را آورد:

• ساخت دیواره ریل
• ساخت اسکلت پل‌ها
• ساخت قطعاتی مانند شاسی برای ماشین‌های سنگین
• ساخت جرثقیل
• ساخت دیواره‌های قطعات صنعتی مانند مخازن
• ساخت تجهیزات و پلتفرم موبایلی
• لوله‌کشی و ساخت خطوط انتقال لوله

سخن پایانی

در این مقاله ابتدا به بررسی تاثیر عناصر مهمی همچون کربن، منگنز و سیلسیم بر خواص عمدتا مکانیکی ورق فولادی با گرید ST52 که می‌توان در دسته ورق‌های سیاه در نظر گرفت، پرداخته شد و دیدیم که چگونه این عناصر بر خواص موثرند. سپس ویژگی‌های مهم، استانداردها و کاربردهای این محصول فولادی مورد بررسی قرار گرفته تا برای کسانی که در این صنعت فعالیت می‌کنند، استفاده شود.