ورق ST52 چیست؟ مزایا و کاربرد

کلاف های فولادی طی فرآیند نورد گرم به ورق های سیاه یا گرم تبدیل می شوند. هر ورق با توجه به فشاری که تحمل می کند، ویژگی های مکانیکی خاصی را به خود اختصاص می دهد که کیفیت آن را مشخص می کند. گریدهای ورق سیاه شامل دو مورد اصلی می شوند که با نام های اختصاری ST37 و ST52 شناخته می شوند و همان طور که در مطالب قبلی اشاره کردیم، هر محصول فولادی تولید شده با نام اختصاری کشور خود معرفی می شود و عدد مربوط به هر گرید، کیفیت محصول و میزان کشش و استقامت آن را مشخص می کند.

ورق ST52 که از ورق سیاه به وجود می آید، به علت دارا بودن خواص مکانیکی مهم، کاربرد زیادی را در صنایع مختلف به خود اختصاص داده است. در ادامه به معرفی ورق ST52 و کاربرد آن می پردازیم.

ورق ST52 یکی از فولادهای سیاه کم کربن بوده که البته مقدار کربن آن بیشتر از آلیاژ ST37 است. این محصول استحکام بالایی دارد که البته قابلیت جوشکاری آن نیز امکان پذیر است. همچنین داشتن عنصر منگنز در ترکیبات شیمیایی آن، سبب افزایش مقاومت به ضربه، سایش و شکل پذیری بیشتر خواهد شد.

معرفی ورق ST52

همان طور که اشاره کردیم، ورق ST52 یکی از زیر مجموعه های آلیاژی فولاد گرم می باشد که تحت عنوان های ورق صنعتی یا فولاد منگنز کم کربن نیز شناخته می شود. این فولاد به دلیل اضافه شدن عناصر آلیاژی مختلف، خواص مکانیکی ارزشمندی دارد که آن را به یک محصول مقاوم در برابر پیچش و خمش تبدیل کرده است. استحکام آن نیز به صورت حدودی 520 مگاپاسکال می باشد.

از دیگر ویژگی های این محصول می توان به دارا بودن خاصیت ارتجاعی و تحمل وزن بالا اشاره کرد. مقطع های فولادی که با استفاده از این محصول تولید می شوند، شامل تسمه و چهارپهلو می باشند. برای تولید دیگر مقاطع فولادی مانند لوله و پروفیل از ورق سیاه استفاده می شود. در نتیجه می توان گفت قیمت ورق سیاه به عنوان ماده اولیه تولید سایر ورق های فولادی بر نرخ آن ها نیز تأثیر دارد. البته سایر عوامل مانند نرخ شمش فولادی، نوسانات ارزی، وضعیت بورس، میزان عرضه و تقاضا و کاربرد نهایی نیز بر کیفیت و قیمت این محصول مؤثر هستند. کارشناسان آهن اینفو پیشنهاد می کنند پیش از خرید هر محصول از این موارد اطلاع داشته باشید.

حتما بخوانید:ورق سیاه چیست

استاندارد نام گذاری ورق ST52

همه ورق های فولادی بر اساس نام، کارایی خود را بیان می کنند. به طور مثال ورق شیروانی که برای سقف های شیروانی استفاده می شود. شرکت آهن اینفو قیمت ورق شیروانی و دیگر محصولات را به صورت لحظه ای در سایت بارگذاری می کند. همان طور که اشاره کردیم ورق های فولادی بر اساس استانداردهای جهانی با نام اختصاری خود معرفی می شوند.

استاندارد نام گذاری ورق ST52 نیز بر اساس کشور آلمان DIN EN 10027 می باشد. عدد 52  که پس از حروف ST  می آید میزان تنش نهایی فولاد می باشد که بر اساس کیلوگرم بر میلی متر مربع تعریف می شود. تنش تسلیم ورق ST52 در حدود 3600 کیلوگرم بر سانتی متر مربع بوده و تنش نهایی آن در حدود 5200 کیلوگرم بر سانتی متر مربع است.

برخی مواقع در کنار گرید آن عدد 1 تا 3 قرار داده می شود که نشان دهنده درجه کیفیت فولاد می باشد. هر چه این عدد بیشتر باشد به معنی وجود ناخالصی کمتر در محصول است. این ورق صنعتی نیز با انواع درجات در بازار موجود می باشد، اما زمانی که از آن استفاده می شود، ترجیح به خرید بهترین کیفیت است؛ زیرا به عنوان ورق صنعتی به فروش می رسد و کاربردهای سنگین را به خود اختصاص می دهد.

فرآیند تولید پلیت ST52

شمش های فولادی پس از تولید گرم در کوره های پیش گرم قرار گرفته و برای ایجاد تختال، شمشال یا شمش، به وسیله دستگاه نورد اولیه آماده می شوند. تختال ها تا دمای تقریبی 1315 درجه گرم شده و در خط نورد جهت تولید نوارهای مسطح فولادی قرار می گیرند. ضخامت تختال به وسیله یک غلتک قبل از نورد تا حدود 1 اینچ کاهش می یابد. در نهایت آن ها به وسیله یک دسته غلتک در حدود 1/0 اینچ نورد شده و سپس به صورت کلاف عرضه می شوند.

در واقع مراحل تولید همان فرآیند تولید فلزات گرم معمولی بوده و تنها تفاوت در اضافه کردن ترکیبات مختلف به فولاد مذاب در کوره است. این تفاوت در نهایت سبب ایجاد تغییر در عناصر شیمیایی، خواص، کاربرد ها و ویژگی ها خواهد شد. فولاد ST52 بیشترین کاربرد را در صنایع فلزی سنگین داشته و دارا بودن وزن سبک از سایر مزیت های آن می باشد.

البته برای تولید سایر ورق های فولادی مانند ورق های روغنی، گالوانیزه، شیروانی و رنگی از گرید ST37 استفاده می شود. به طور کلی این دو گرید از ورق سیاه بسیار با یک دیگر مقایسه می شوند؛ زیرا با وجود داشتن روش تولید یکسان، پایه یکسان و سایر شباهت ها، تغییر در ترکیبات شیمیایی عناصر آن ها سبب ایجاد تفاوت های زیادی در آن ها خواهد شد.

برای تولید سایر محصولات نیز به وسیله فولاد سیاه معمولی ابتدا ورق ها اسیدشویی می شوند تا لایه های اکسیداسیون و آلودگی از سطح آن ها پاکسازی شود. سپس تحت فرآیند نورد سرد قرار می گیرد. در نهایت محصولات تولید شده از این عملیات با استفاده از روش غوطه وری گرم پوشش دار شده و به محصولات گالوانیزه تبدیل می شوند. با این وجود می توان گفت قیمت ورق گالوانیزه تحت تأثیر محصولات گرم می باشد؛ زیرا فلزات سیاه به صورت غیر مستقیم در تولید آن دخالت دارند. منظور از پوشش محصولات گالوانیزه، با استفاده از حوضچه های مذابی است که فلز روی در آن ها قرار دارد. این پوشش در نهایت سبب مقاومت ویژه محصول در برابر رطوبت، زنگ زدگی و خوردگی خواهد شد.

حتما بخوانید:ورق گالوانیزه چیست؟

نکات فرآیند ST52

اکسید آهن تشکیل شده بر روی سطح نوار با پاشیدن آب پر فشار در مرحله نورد از سطح جدا می گردد؛ برای جلوگیری از این اتفاق تختال باید به اندازه کافی گرم شود. اگر پوسته اکسید آهن از آن جدا نشود، ممکن است برای سطح نهایی ورق نورد سرد شده مضر باشد.

انجام نورد گرم بر روی شمش های فولادی اثراتی دارد که عبارت اند از:

• شکستن ساختار ستونی درشت شمش های ریخته شده
• همگن سازی جدایش شاخه ‌ای هنگام ریخته گری
• بسته شدن تخلخل ‌ها و جوش خوردن مک ‌ها
• شکستن آخال ها
• کشیدگی در جهت نورد و مجدد ریز دانه شدن در صورت نزدیکی دمای نهایی به دمای تبلور

ضخامت برخی از ورق های گرم باید با استفاده کار سرد کاهش یابد؛ در نتیجه برای از بین بردن پوسته های ناشی از نورد گرم اسید شویی می شوند. در این روند که به طور معمول پیوسته می باشد، ورق در حمام اسیدی قرار گرفته و سپس با آب شسته می شود. در نهایت خشک می شود و پس از روغن کاری به صورت کلاف در می آید.

برای تولید محصولات فولادی نورد سرد، باید ورق گرم که فرایند اسیدشویی را طی می کند بین 40 تا 70 درصد نورد شود. خطوط نورد سرد سبب تولید محصولاتی با کیفیت سطحی مرغوب، ظاهر مناسب و ابعاد استاندارد و کنترل شده می شوند. لازم به ذکر است ممکن است ترکیب شیمیایی، عملیات ساخت و گرمایی برای تولید ورق های فولادی کم کربن تغییر کند. در نهایت محصولات سرد سبب تولید فولاد گالوانیزه که در پیش توضیح داده شد، تولید می شوند. با انجام عملیات های فرمینگ و رنگ آمیزی بر روی این محصول ورق های شیروانی و رنگی تولید می شوند. قیمت ورق شیروانی طبیعتاً از سایر محصولات ذکر شده بالاتر است. همچنین دارای مقاومت بالایی در برابر عواملی مانند رطوبت، زنگ زدگی و خوردگی می باشند. به نوعی می توان گفت کیفیت، نرخ و ویژگی های فلزات گرم پس از اسیدشویی، در تولید تمامی فولادهای نورد سرد، قیمت و کیفیت آن ها تأثیر دارد.

انواع ورق ST52

 ورق فولادی ST52 به سه دسته کلی تقسیم بندی می شود که عبارت اند از:

ورق فولادی ST52-3

پر کاربرد ترین محصول ورق ST52 می باشد که از ترکیبات شیمیایی کمتر از 22/0 درصد کربن، 55/0  درصد سیلیسیوم، کمتر از 6/1 درصد منگنز، کمتر از 025/0 درصد فسفر و سولفور، 05/0 درصد وانادیم 03/0 درصد نیوبیم و تیتانیم و مابقی آن نیز از آهن تشکیل شده است.

ورق کربن استیل  ST52

کاربرد این فولاد بیشتر در صنایع مخزن سازی و ساختمان سازی می باشد. ابعاد عرضه شده آن نیز معمولاً با در محدوده ضخامتی ۸ تا ۱۵۰ میلی متر، عرض‌ های ۱۱۰۰ تا ۴۵۰۰ میلی متر و طول‌ های ۲۵۰۰ تا ۲۴۰۰۰ میلی متر در بازار می باشد.

ورق رول  ST52

این نوع از آلیاژ ST52 معمولاً یک فولاد کم آلیاژ و با استحکام بالا می باشد و قابلیت جوشکاری با سایر فولادها را دارد. ابعاد و اشکال این ورق بر طبق سفارش خریدار می باشد. از دیگر ویژگی های مهم آن می توان به کاربرد در دمای پایین اشاره کرد.

ترکیب شیمیایی ورق ST52

ورق فولادی ST52 از عناصر مختلفی تشکیل شده است که هر کدام با توجه به درصد خود، خواص مکانیکی و فیزیکی را به محصول اضافه می کنند. در ادامه در مورد هر کدام از آن ها توضیحات مختصری داده شده است.

فسفر

خواصی که این عنصر به محصول اضافه می کند شامل افزایش خاصیت ماشین کاری، براده بری و استحکام در حالت گرم می باشد.

گوگرد

گوگرد سبب افزایش قابلیت ماشینکاری ورق فولادی خواهد شد، اما تأثیری بر استحکام کششی ورق ST52 ندارد.

سیلیسیم

مزیت های این آلیاژ شامل بهبود استحکام، افزایش مقاومت نسبت به سایش و خاصیت ارتجاعی ورق فولادی ST52 می باشد. همچنین لازم به ذکر است افزایش بیش از اندازه از آن موجب کاهش شکل پذیری ورق می شود.

کربن

کاهش کربن در فولاد، قابلیت جوشکاری و ماشینکاری را در این محصول افزایش خواهد داد.

منگنز

سختی و استحکام نهایی فولاد با استفاده از این عنصر افزایش می یابد. عنصر منگنز، خشک شدن بحرانی را کاهش می ‌دهد که این امر باعث افزایش استحکام ورق خواهد شد. اضافه کردن منگنز به هر مقطع فولادی سبب افزایش خاصیت جوشکاری و آهنگری آن می شود.

عملیات اکسیژن زدایی و گوگرد زدایی

به طور کلی مقداری مشخص از اکسیژن در فولاد وجود دارد که سبب تردی و شکنندگی ورق های فولادی خواهد شد. همچنین هر چه میزان اکسیژن کمتر باشد، محصول با کیفیت تری تولید می شود.

فولادها پس از اکسیژن زدایی به سه دسته کلی تقسیم می‌ شوند:

• فولاد کاملاً آرام
• فولاد نیمه آرام
• فولاد ناآرام

اکسیژن در دسته اول یعنی فولاد کاملاً آرام به صورت زیادی کاهش پیدا می کند. این مقدار در فولاد نیمه آرام متوسط و در فولاد ناآرام به صورت قابل توجهی افزایش پیدا می کند. برای جلوگیری از تردی و شکنندگی فولاد نیز باید میزان گوگرد را کاهش داد. برای عملیات گوگرد زدایی، مقداری کاربید کلسیم یا سیلیسید کلسیم به آهن مذاب یا فولاد اضافه خواهد شد.

با این وجود محصولات گرم ایراد بزرگی دارند و آن پس از تولید به وجود می آید. همان طور که می دانید

کاربرد ورق  ST52

این محصول در صنایع مختلفی کاربرد دارد. با شناخت ظاهر و خواص مکانیکی آن کاربرد های زیر را در صنایع مختلف دارد:

• ساخت ریل قطار
• بدنه جرثقیل ‌ها
• اسکلت پل ‌ها
• شاسی ماشین ‌های سنگین
• دیواره قطعات صنعتی (مانند انواع مخزن)
• ساخت اجزای پلت فرم ‌ها
• تجهیزات بالابر
• توربین‌ های بادی
• سازه‌ های دریایی و زیرزمینی
• سازه‌ های فلزی ( به دلیل قابلیت جوش پذیری خوب)
• لوله کشی یا ساخت خطوط لوله انتقال
• ساخت مخازن مخازن تحت فشار
• ساخت و سازهای عمرانی
• ساخت انواع کانتینر
• ساخت خودرو و ماشین سازی

لازم به ذکر است اگر برای استفاده از ورق ST52 یا سایر گریدهای فلزات گرم، نیاز به ظاهر مناسب و سطحی صیقلی و شفاف باشد، انجام فرآیند اسیدشویی از الزامات است. البته در برخی از صنایع مانند خودروسازی تنها محصولات اسیدشویی شده به کار برده می شوند. درست است که قیمت ورق اسیدشویی از فلزات گرم معمولی بالاتر است، اما در اکثر مصارف امکان استفاده از محصولات با ظاهری زبر و کدر نمی باشد؛ در نتیجه اسید مورد استفاده، نحوه انجام فرآیند و کیفیت نهایی محصولات اسیدشویی از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. در واقع این فلزات همان ورق های سیاه با ظاهر محصولات سرد و روغنی می باشند.

خواص فیزیکی و مکانیکی ورق فولادی  ST52

چگالی این محصول به طور معمول 7.85 گرم بر سانتی متر مکعب و ضریب الاستیسیته آن  ۲۱۰ نیوتن بر میلیمتر مربع می باشد. دمای بازگشت ۸۶۰-۸۹۰  درجه سانتی گراد و سخت شدن از دمای ۸۶۰-۸۹۰ درجه سانتی گراد شروع خواهد شد. پس از تنظیم دما با استفاده از آب یا روغن کوئنچ می شود.

لازم به ذکر است دمای فرجینگ این ورق ۸۵۰- ۱۰۵۰ درجه سانتی گراد می باشد. این فولاد علاوه بر ویژگی‌ های ذکر شده از مشخصات مهم دیگری مانند مقاومت در برابر پیچش و خمش، تحمل وزن و خاصیت ارتجاعی برخوردار می باشد و به سبب دارا بودن این ویژگی ها است که در کاربردهای زیر بنایی صنایع از آن استفاده می کنند.

جمع بندی

ورق ST52 یکی از زیر مجموعه های ورق سیاه می باشد که خاصیت ها و کاربردهای متنوعی دارد. عناصر تشکیل دهنده آن هر کدام خواصی را به آن اضافه می کنند. لازم به ذکر است قیمت ورق st52 به دلیل دارا بودن خواص بیشتر، از ورق ST37 گران تر می باشد.