تفاوت فولاد ST37 و ST52 در تولید پروفیل؛ راهنمای جامع انتخاب متریال

در دنیای مهندسی سازه و صنایع فلزی، انتخاب متریال اولیه نقشی حیاتی در تعیین کیفیت، طول عمر و هزینه‌های نهایی پروژه ایفا می‌کند. دو گرید بسیار پرکاربرد در بازار فولاد ایران، گریدهای ST37 و ST52 هستند که به دلیل ویژگی‌های مکانیکی و شیمیایی خاص خود، در تولید انواع مقاطع فولادی مورد استفاده قرار می‌گیرند. درک تفاوت فولاد ST37 و ST52 در تولید پروفیل برای مهندسان و سازندگان اهمیت بالایی دارد، زیرا انتخاب اشتباه می‌تواند منجر به افزایش بی‌مورد وزن سازه یا عدم تحمل بارهای وارده شود. این دو گرید که بر اساس استاندارد DIN 17100 آلمان نام‌گذاری شده‌اند، هر کدام بخشی از نیازهای بازار را پوشش می‌دهند؛ از ساخت‌وسازهای سبک شهری گرفته تا پروژه‌های عظیم صنعتی در شهرهایی نظیر اصفهان که قطب اصلی فولاد کشور محسوب می‌شود.

تفاوت اصلی این دو فولاد در مقاومت تسلیم و مقاومت کششی آن‌ها نهفته است. واژه ST مخفف Steel است و اعداد بعد از آن نشان‌دهنده استحکام کششی نهایی فولاد بر حسب کیلوگرم بر میلی‌متر مربع هستند. شرکت‌های صنعتی ایرانی با توجه به استانداردهای بین‌المللی و نیازهای داخلی، از این دو گرید برای تولید محصولاتی چون قوطی، پروفیل‌های باز و بسته‌ استفاده می‌کنند. در ادامه این مقاله، به بررسی دقیق جزئیات فنی، ترکیب شیمیایی و کاربردهای عملی این دو گرید در صنایع و بازار فولاد خواهیم پرداخت.

مشخصات فنی و شیمیایی فولاد ST37

فولاد ST37 که در بازار به فولاد نرمه نیز معروف است، رایج‌ترین گرید فولادی در صنعت ساختمان‌سازی ایران است. این فولاد به دلیل درصد کربن پایین (حدود 0.17 درصد)، خاصیت جوش‌پذیری بسیار بالایی دارد و به راحتی شکل می‌گیرد. در بازار فولاد ایران، این محصول به عنوان گزینه‌ای اقتصادی و در دسترس شناخته می‌شود که در اکثر کارخانجات داخلی تولید می‌گردد.

از نظر ویژگی‌های مکانیکی، مقاومت کششی ST37 بین 360 تا 510 مگاپاسکال و تنش تسلیم آن حدود 235 مگاپاسکال است. این ویژگی‌ها باعث شده تا این فولاد برای ساخت مقاطعی که تحت بارهای سنگین و تنش‌های دینامیکی بسیار زیاد نیستند، ایده‌آل باشد. صنایع فولادی برای تولید درب و پنجره، نرده‌ها و شاسی‌های سبک ساختمان، عمدتاً از این گرید استفاده می‌کنند.

ویژگی‌ها و مزایای فولاد ST52 در صنایع سنگین

در مقابل، فولاد ST52 که در دسته‌بندی فولادهای کم‌آلیاژ با استحکام بالا (HSLA) قرار می‌گیرد، دارای عناصر تقویت‌کننده‌ای مانند منگنز و سیلیسیم است. افزایش درصد منگنز در این گرید (تا حدود 1.6 درصد) باعث بهبود مقاومت در برابر ضربه و افزایش چشمگیر استحکام می‌گردد. مقاومت کششی این فولاد بین 520 تا 680 مگاپاسکال و تنش تسلیم آن حداقل 355 مگاپاسکال است.

استفاده از ST52 در پروژه‌هایی که نیاز به کاهش وزن کل سازه بدون افت مقاومت دارند، بسیار رایج است. به دلیل استحکام بالاتر، می‌توان از مقاطع با ضخامت کمتر استفاده کرد که این موضوع در نهایت باعث سبک‌سازی سازه و کاهش هزینه‌های حمل‌ونقل و نصب می‌شود. در تولید مقاطعی که نیاز به دقت بالا در برش دارند، فرآیند خدمات نواربری بر روی ورق‌های ST52 انجام می‌شود تا تسمه‌هایی با مقاومت بالا برای مصارف خاص تولید گردد.

بررسی تفاوت‌های مکانیکی؛ مقاومت کششی و تنش تسلیم

تفاوت فولاد ST37 و ST52 در تولید پروفیل تنها به اعداد و ارقام محدود نمی‌شود، بلکه رفتار این دو متریال زیر بارگذاری‌های مختلف متفاوت است. فولاد ST37 شکل‌پذیری (Ductility) بالاتری دارد، به این معنی که قبل از شکست، تغییر شکل بیشتری را تحمل می‌کند. این ویژگی در مناطق زلزله‌خیز یک مزیت محسوب می‌شود چرا که سازه می‌تواند انرژی ناشی از لرزه را جذب کند.

از سوی دیگر، ST52 دارای سختی و مقاومت به سایش بیشتری است. در پروژه‌هایی که ماشین‌آلات سنگین، جرثقیل‌های صنعتی و پل‌های طویل ساخته می‌شوند، گرید ST52 به دلیل پایداری بالاتر در برابر خمش و پیچش ترجیح داده می‌شود. شرکت‌های صنعتی ایرانی همواره تلاش می‌کنند با بهینه‌سازی مصرف این دو گرید، توازن میان هزینه و ایمنی را برقرار کنند.

نقش گرید فولاد در تولید پروفیل‌های باز

پروفیل‌های باز شامل مقاطع متنوعی هستند که در ساخت‌وسازهای صنعتی و مدرن کاربرد وسیعی دارند. انتخاب نوع فولاد در تولید این مقاطع مستقیماً بر روی محاسبات استاتیکی سازه اثر می‌گذارد. برای مثال، در ساخت سقف‌های بزرگ سوله‌ها و انبارهای صنعتی، از مقاطع مهندسی‌شده‌ای استفاده می‌شود که بتوانند بارهای برف و باد را به خوبی تحمل کنند.

یکی از پرکاربردترین این مقاطع، پروفیل C است که معمولاً به عنوان پرلین در دیوارها و سقف‌ها به کار می‌رود. اگر بار وارد بر سازه معمولی باشد، از ورق ST37 برای تولید آن استفاده می‌شود، اما در دهانه‌های بزرگ که فشار بیشتری وجود دارد، استفاده از گرید ST52 ضرورت می‌یابد. شرکت سریر صنعت امیر با درک این نیازهای مهندسی، انواع مقاطع فولادی را با استانداردهای دقیق کیفی عرضه می‌کند تا ایمنی پروژه‌ها تضمین شود.

کاربرد پروفیل Z در سازه‌های صنعتی

پروفیل‌های با مقطع Z به دلیل شکل هندسی خاص خود، قابلیت تحمل بار بسیار بالایی در جهت محورهای اصلی دارند. تفاوت فولاد ST37 و ST52 در تولید پروفیل Z به ویژه در پروژه‌های با ارتفاع زیاد مشهود است. استفاده از پروفیل Z ساخته شده از فولاد ST52 اجازه می‌دهد تا فواصل بین ستون‌ها افزایش یابد که این امر منجر به صرفه‌جویی در مصرف کل فولاد پروژه می‌گردد. این موضوع در بازار فولاد ایران به عنوان یک استراتژی اقتصادی برای کاهش هزینه‌های تمام‌شده ساختمان‌های صنعتی شناخته می‌شود.

تفاوت در جوش‌پذیری و فرآیندهای ساخت

یکی از دغدغه‌های اصلی در تولید پروفیل، سهولت در اتصالات است. فولاد ST37 به دلیل کربن معادل پایین‌تر، به راحتی و با روش‌های معمول جوشکاری می‌شود و نیاز به پیش‌گرمایش ندارد. این ویژگی سرعت کار را در کارگاه‌های ساختمانی به شدت بالا می‌برد. اما در مورد ST52، به دلیل وجود عناصر آلیاژی بیشتر، حساسیت به ترک‌خوردگی در ناحیه تحت تأثیر حرارت (HAZ) بیشتر است. بنابراین، در جوشکاری پروفیل‌های ST52 باید دقت بیشتری صورت گیرد و گاهی نیاز به الکترودهای خاص و کنترل دمای پیش‌گرمایش وجود دارد.

مجموعه سریر صنعت امیر با رعایت استانداردهای تولید، محصولاتی را ارائه می‌دهد که در فرآیندهای نصب و جوشکاری کمترین چالش را برای مجریان پروژه ایجاد کنند. همچنین در تولید مقاطع مکملی همچون تسمه فولادی، توجه به نوع گرید ورق پایه بسیار حیاتی است، زیرا تسمه‌ها اغلب در نقاط اتصال و تحت تنش‌های متمرکز قرار می‌گیرند.

مقایسه اقتصادی؛ قیمت و در دسترس بودن در بازار ایران

از نظر اقتصادی، قیمت فولاد ST52 همواره بالاتر از ST37 است. این اختلاف قیمت به دلیل مواد افزودنی آلیاژی و فرآیند تولید پیچیده‌تر در کارخانجات مادر مانند فولاد مبارکه اصفهان است. با این حال، تحلیلگران صنایع فولادی معتقدند که نباید تنها به قیمت واحد کیلوگرم توجه کرد. در بسیاری از موارد، به دلیل استحکام بالاتر ST52، وزن نهایی سازه کاهش یافته و در نتیجه هزینه کل خرید آهن‌آلات، حمل‌ونقل و دستمزد اجرا کمتر از زمانی می‌شود که از فولاد ST37 استفاده شده باشد.

در پروژه‌های زیرساختی ایران، استفاده از گرید ST52 رو به افزایش است، چرا که استانداردهای جدید نظام مهندسی بر سبک‌سازی و افزایش ایمنی تأکید دارند. با این حال، برای مصارف عمومی مانند ساخت چهارچوب‌ها، استفاده از نبشی فولادی با گرید ST37 همچنان منطقی‌ترین و به‌صرفه‌ترین گزینه محسوب می‌شود.

چگونه گرید مناسب را برای پروژه خود انتخاب کنیم؟

برای انتخاب بین این دو گرید، باید به چندین سوال پاسخ داد:
1. بار وارده بر سازه چقدر است؟ (دینامیکی یا استاتیکی)
2. آیا محدودیت وزن در سازه وجود دارد؟
3. شرایط محیطی و خوردگی به چه صورت است؟
4. بودجه اولیه پروژه چقدر است؟

متخصصان در سریر صنعت امیر معتقدند که برای سازه‌هایی با دهانه بیش از 12 متر یا ساختمان‌هایی که دارای ماشین‌آلات لرزنده هستند، گرید ST52 اولویت دارد. اما برای پروژه‌های مسکونی معمولی با طبقات کم، فولاد ST37 کاملاً پاسخگوی نیازها خواهد بود. تفاوت فولاد ST37 و ST52 در تولید پروفیل باعث شده تا تنوع محصولات در بازار فولاد ایران بسیار بالا باشد و هر خریداری بتواند بر اساس محاسبات مهندس محاسب خود، بهترین کالا را تهیه کند.

سوالات متداول

۱. آیا می‌توان پروفیل ST37 را با ST52 جوش داد؟

بله، جوشکاری این دو گرید به یکدیگر امکان‌پذیر است. با این حال، باید از الکترود مناسب (مانند E7018) استفاده کرد و محاسبات مقاومت اتصال بر اساس گرید ضعیف‌تر (یعنی ST37) انجام شود تا از ایمنی سازه اطمینان حاصل گردد.

۲. کدام گرید در برابر خوردگی مقاوم‌تر است؟

تفاوت فولاد ST37 و ST52 در تولید پروفیل از نظر مقاومت به خوردگی اتمسفری بسیار ناچیز است. هر دو فولاد کربنی هستند و در محیط‌های مرطوب نیاز به پوشش‌هایی مانند گالوانیزه یا رنگ‌آمیزی اپوکسی دارند تا از زنگ‌زدگی محافظت شوند.

۳. چرا در تولید سوله عمدتاً از ST52 استفاده می‌شود؟

در ساخت سوله، وزن ورق مصرفی تأثیر مستقیمی بر قیمت نهایی دارد. استفاده از ST52 به دلیل استحکام بالاتر، اجازه می‌دهد ضخامت ورق‌های ستون و رفتر کاهش یابد، که منجر به سبک شدن سوله و کاهش هزینه‌های فونداسیون و ساخت می‌شود.

۴. آیا تفاوت ظاهری بین پروفیل ST37 و ST52 وجود دارد؟

خیر، به صورت چشمی نمی‌توان این دو گرید را از هم تشخیص داد. تشخیص قطعی تنها از طریق آزمایش‌های شیمیایی (کوانتومتری) و تست‌های مکانیکی (کشش و ضربه) در آزمایشگاه‌های متالورژی امکان‌پذیر است. به همین دلیل خرید از تامین‌کنندگان معتبر ضروری است.

۵. ضریب الاستیسیته در این دو فولاد متفاوت است؟

خیر، ضریب الاستیسیته (E) برای هر دو گرید تقریباً یکسان و حدود 210,000 مگاپاسکال است. این یعنی رفتار الاستیک آن‌ها مشابه است، اما مرز تسلیم و نقطه شکست آن‌ها تفاوت قابل توجهی دارد.

نتیجه‌گیری و جمع‌بندی

در نهایت، تفاوت فولاد ST37 و ST52 در تولید پروفیل یک مبحث فنی است که ریشه در نیاز به توازن بین قدرت، وزن و هزینه دارد. فولاد ST37 با جوش‌پذیری عالی و قیمت مناسب، ستون فقرات ساخت‌وسازهای معمولی است، در حالی که ST52 با استحکام بالای خود، امکان اجرای پروژه‌های جسورانه و عظیم صنعتی را فراهم می‌کند. شناخت دقیق این ویژگی‌ها به کارفرمایان کمک می‌کند تا از هدررفت منابع جلوگیری کرده و طول عمر سازه‌های خود را تضمین کنند.

شرکت سریر صنعت امیر با سال‌ها تجربه در بازار فولاد ایران و همکاری با بزرگترین واحدهای تولیدی، آماده است تا مشاوره‌های تخصصی را در زمینه انتخاب و تامین انواع مقاطع فولادی به مشتریان عزیز ارائه دهد. اگر به دنبال محصولاتی با استانداردهای بین‌المللی و کیفیت تضمین‌شده هستید، انتخاب متریال درست اولین قدم در مسیر موفقیت پروژه شماست.