تفاوت فولاد st37 و st22 چیست و هر کدام چه کاربردی دارند؟

تفاوت فولاد st37 و st22 چیست و هر کدام چه کاربردی دارند؟

امروزه در صنایع مختلفی نظیر ساخت سازه های صنعتی و غیر صنعتی، تولید کننده ها و کارخانجات تولید قطعات و لوازم مربوط به خودرو، از فولاد با درصد ترکیبات مختلفی استفاده می شود. این موضوع که برای هر محصول باید از چه مدل فولادی استفاده شود، تا آن محصول مطابق با نوع کاربردی که دارد، با کیفیت، مقاوم و مستحکم باشد، شاید یکی از مهم ترین چالش هایی است که در صنعت تولید فولاد باید به آن همواره توجه ویژه ای شود.

دو مورد از پرکاربردترین و مهم ترین فولادهایی که در صنایع مختلف استفاده می شوند، فولادهای st37 و st22 هستند. هر یک از این دو فولاد، دارای خواص فیزیکی و مکانیکی ویژه ای هستند که باعث می شود هر یک از آن ها کاربردی خاص و منحصر به فرد داشته باشد. در جدید ترین مقاله سافا، همراه ما باشید تا به بررسی تفاوت ها و شباهت های بین فولاد st37 و st22 و کاربردهای آنها بپردازیم.

فولاد و تاثیرات کربن در خواص فیزیکی و مکانیکی آن

خواص فیزیکی و مکانیکی فولاد توسط کربن تا حد بسیار زیادی کنترل می شود. اگر میزان کربن موجود در فولاد کم باشد، فولاد نرم تر بوده و استحکام پایین تری خواهد داشت. از طرفی دیگر، اگر میزان کربن بالا برود، استحکام فولاد افزایش یافته و انعطاف آن کاهش خواهد یافت. فولادها به طور کلی به سه دسته تقسیم بندی می شوند:

• فولادهای کم کربن: فولادهایی که درصد کربن آن ها کمتر از 0.2 درصد می باشد، در این دسته قرار می گیرند.
• فولاد کربن متوسط (میان کربن): فولادهایی که درصد کربن آن ها بین 0.2 تا 0.5 درصد می باشد در این دسته قرار می گیرند.
• فولادهای پر کربن: این نوع فولاد، درصد کربنی بیش از 0.5 درصد دارد و استحکام بالاتری نسبت به سایر فولادها دارند.

حال به معرفی و بررسی دو  فولاد st37 و st22  می پردازیم:

فولاد st37 چه نوع فولادی است؟

فولاد st37، یکی از معروف ترین و پرکاربردترین فولادهایی است که در حال حاضر تولیدو استفاده می شود. این فولاد در درسته فولاد ساختمانی (فولاد نرمه یا فولاد کم کربن) و در زیر مجموعه فولادهای غیر آلیاژی قرار می گیرد. این فولاد به دلیل دارا بودن خواص مکانیکی عالی، استحکام بالا، سهولت در فرایند جوشکاری، ماشین کاری و صد البته قیمت مناسبی که دارد، گزینه ای ایده آل برای طیف گسترده ای از کاربردها است.

به طور مثال، از فولاد st37، در اموری نظیر صنایع ساختمان سازی و تولید و ساخت مقاطع فولادی مانند تیرآهن، لوله داربستی، انواع پروفیل، نبشی، قوطی آهن و … کاربرد بسیاری دارد. کارخانه سافا به عنوان یکی از بزرگترین مراکز تولید کننده انواع پروفیل سنگین، پروفیل سبک، لوله پروفیل، قوطی پروفیل و انواع قوطی های آهنی مناسب ساخت سازه های گلخانه ای، در ایران می باشد که تمامی محصولات خود را با بالاترین کیفیت و استانداردهای جهانی JIS و DIN تولید می‌کند. در تمامی محصولات سافا، از فولاد st37 استفاده می شود که با توجه به نوع محصولات و کاربردی که دارند، این فولاد، بهترین گزینه برای ساخت محصولاتی با دوام، مستحکم و ماندگار می باشد.

معرفی کامل فولاد st22

فولاد st22 هم مانند فولاد st37 کاربردهای فراوانی دارد اما تفاوت های اساسی در میزان ترکیبات شیمیایی آن مخصوصا در میزان کربن، باعث شده تا فولاد st22 خواص مکانیکی و فیزیکی متفاوتی داشته باشد. به همین دلیل، برای این نوع فولاد، کاربردهای متفاوتی وجود دارد. به طور کلی، فولاد st22 میزان کربن کمتری، نسبت به فولاد st37 دارد و به دلیل قیمت پایین تر و انعطاف پذیری بیشتری که نسبت به فولاد st37 دارد، در مواردی مثل ساخت مخزن که به استحکام فوق العاده بالا نیازی نیست، مورد استفاده قرار می گیرد.

نگاهی به ترکیبات شیمیایی فولاد st37

در ترکیبات فولاد st37، مقادیر چشمگیری از عناصر کربن (C)، منگنز (Mn)، سیلیکون (Si) و درصد اندکی از سایر عناصر، مانند فسفر (P) و گوگرد (S) و ... استفاده می شود. به طور کلی، مشخصات ترکیبات فولاد st37 طبق استانداردهای اروپا (استانداردهای DIN آلمان) به شرح زیر می باشند:

• کربن (C): 0.12 تا 0.17 درصد
• منگنز (Mn): 0.40 تا 0.60 درصد
• سیلیکون (Si): 0.15 تا 0.35 درصد
• فسفر (P): حداکثر 0.04 درصد
• گوگرد (S): حداکثر 0.05 درصد
• مس (Cu): حداکثر 0.40 درصد
• نیکل (Ni): حداکثر 0.40 درصد
• کروم (Cr): حداکثر 0.15 درصد
• مولیبدن (Mo): حداکثر 0.06 درصد
• وانادیوم (V): حداکثر 0.015 درصد
• آلومینیوم (Al): حداکثر 0.06 درصد

اعداد فوق، محدوده های تقریبی هستند و مقادیر دقیق می تواند با توجه به استانداردهای مورد استفاده و خواسته های تولید کننده فولاد متفاوت باشد. ما در سافا، با توجه به نیاز مشتریان و آن چیزی که مد نظر و مورد قبول آن ها است و با رعایت استانداردهای جهانی، محصولاتی با کیفیت، تولید می‌کنیم.

نگاهی به ترکیبات شیمیایی فولاد st22

در ترکیبات فولاد st22، مقدار قابل توجهی عنصر کربن، منگنز، سیلیکون و درصد ناچیزی از سایر عناصر مانند فسفر و گوگرد و ... استفاده می شود. به طور کلی، مشخصات ترکیبات فولاد st22 طبق استانداردهای DIN اروپا، به شرح زیر می‌باشند:

• کربن (C): 0.10 تا 0.15 درصد
• منگنز (Mn): 0.40 تا 0.60 درصد
• سیلیکون (Si): 0.15 تا 0.35 درصد
• فسفر (P): حداکثر 0.04 درصد
• گوگرد (S): حداکثر 0.05 درصد
• مس (Cu): حداکثر 0.40 درصد
• نیکل (Ni): حداکثر 0.40 درصد
• کروم (Cr): حداکثر 0.15 درصد
• مولیبدن (Mo): حداکثر 0.06 درصد
• وانادیوم (V): حداکثر 0.015 درصد
• آلومینیوم (Al): حداکثر 0.06 درصد

اعداد ارائه شده در بالا، محدوده های تقریبی هستند و مقادیر دقیق می تواند با توجه به استانداردهای DIS، JIS و... که توسط تولید کننده فولاد بکار می رود، متفاوت باشد.

با توجه به آمار و ارقام فوق، کاملا مشخص است که مقادیر کربن در فولاد st22 کمتر از فولاد st37 است. بنابراین فولاد st37 استحکام بیشتری نسبت به فولاد st22 دارد. تفاوت در میزان کربن بکار رفته شده در هر یک از این دو نوع فولاد، منجر به شکل گیری خواص مکانیکی متفاوت و در نهایت، کاربردهای مجزا برای هریک شده است.

مقایسه خواص مکانیکی فولاد st37 با فولاد st22

حال برای بررسی این موضوع که کدام فولاد به چه منظوری استفاده می شود، بهتر است ابتدا خواص مکانیکی هر یک را بررسی کنیم. برای بررسی خواص مکانیکی مواد، معمولا پارامترهای استحکام (Strength) و چقرمگی ((Toughness و... برای آن ماده مورد بررسی قرار می گیرد. مقایسه‌ی خواص مکانیکی کلیدی بین دو فولاد st37 و st22 به شرح زیر است:

استحکام کششی (Tensile Strength)

• فولاد st37: 370 تا 470 مگاپاسکال
• فولاد st22: 220 تا 320 مگاپاسکال

همانطور که مشاهده می کنید، فولاد st37 به طور قابل توجهی از استحکام کششی بالاتری نسبت به فولاد st22 برخوردار است. این به این معنی است که فولاد st37 می تواند تنش بیشتری را قبل از شکسته شدن، تحمل کند.

مقاومت تسلیم (Yield Stress)

• فولاد st37: 240 تا 370 مگاپاسکال
• فولاد st22: 180 تا 280 مگاپاسکال

فولاد st37 در مقایسه با فولاد st22، مقاومت تسلیم بالاتری نیز دارد. این به این معنی است که فولاد st37 می تواند در برابر تغییر شکل دائمی، تنش بیشتری را تحمل کند.

چقرمگی (Toughness)

• فولاد st37: 28 ژول بر متر مربع
• فولاد st22: 26 ژول بر متر مربع

چقرمگی نیز معیاری از چقرمگی یا قابلیت جذب انرژی فولاد قبل از شکستن است. در این مورد نیز، تفاوتی قابل توجه بین دو نوع فولاد وجود دارد.

سختی (Hardness)

• فولاد st37: 130 تا 160 برینل
• فولاد st22: 110 تا 140 برینل

سختی معیاری از مقاومت فولاد در برابر نفوذ اشیا سخت تر است. فولاد st37 به دلیل برخورداری از مقادیر بیشتر کربن، از سختی بالاتری نسبت به فولاد st22 برخوردار است.

مقاومت به ضربه (Impact Test)

• فولاد st37: 5 تا 10 ژول بر سانتی متر مربع
• فولاد st22: 4 تا 8 ژول بر سانتی متر مربع

مقاومت به ضربه، معیاری از توانایی فولاد در جذب انرژی قبل از شکستن تحت ضربه ناگهانی است. در این مورد نیز، فولاد st37 به دلیل تراکم حجم کربن، از مقاومت به ضربه بالاتری نسبت به فولاد st22 برخوردار است.

مقاومت به خستگی (Fatigue)

• فولاد st37: 100 تا 150 مگاپاسکال
• فولاد st22: 90 تا 140 مگاپاسکال

مقاومت به خستگی، معیاری از توانایی فولاد در تحمل تنش های متناوب، بدون شکستن است. در این مورد، تفاوت قابل توجهی بین دو نوع فولاد وجود ندارد.

قابلیت جوشکاری (Welding)

• فولاد st37: خوب
• فولاد st22: بهتر

هر دو نوع فولاد st37 و st22 قابلیت جوشکاری خوبی دارند. با این حال، فولاد st22 به دلیل اینکه میزان کربن کمتری دارد، قابلیت جوشکاری بهتری نسبت به فولاد st37 دارد.

کاربردهای فولاد st37 و st22

فولاد st37 به دلیل استحکام و سختی بیشتر، برای مواردی که در آن به مقاومت بالای فولاد نیاز است، فوق العاده مناسب و کارآمد است. از جمله کاربردهای اساسی فولاد st37 می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• استفاده در ساخت سازه های بزرگ
• ساخت انواع پل ها
• ماشین آلات بزرگ صنعتی
• تجهیزات و ماشین آلات کشاورزی
• ریل قطار، مترو  و کلیسه خطوط راه آهن

فولاد st22 به دلیل قابلیت جوشکاری و ماشینکاری بهتر و قیمت پایین تر، برای کاربردهایی که به استحکام فوق العاده بالایی نیاز ندارند و بیشتر شکل پذیری و  جوشکاری مهم تر است، فوق العاده پرکاربرد و مناسب است. از جمله کاربردهای فولاد st22 می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• استفاده در مصارف ساختمان سازی
• ساخت انواع مخازن
• ساخت لوله ها
• ورق های فلزی
• ساخت قطعات بدنه خودرو

انتخاب نوع مناسب فولاد

انتخاب نوع مناسب فولاد برای هر پروژه به عوامل مختلفی از جمله نیازهای مکانیکی پروژه، بودجه و حتی شرایط محیطی پروژه بستگی دارد. به طور کلی، فولاد st37 برای کاربردهایی که به مقاومت بالایی نیاز دارند مناسب تر است، در حالی که فولاد st22 برای کاربردهایی که به قیمت پایین تر و قابلیت جوشکاری بهتر نیاز دارند مناسب تر است.

فولاد st37 و st22 دو نوع فولاد پرکاربرد در صنایع مختلف هستند. هر کدام از این فولادها دارای خواص مکانیکی و کاربردهای خاص خود هستند. انتخاب نوع مناسب فولاد برای هر پروژه از اهمیت بالایی برخوردار است و باید با توجه به نیازهای پروژه، بودجه و شرایط محیطی انجام شود.