فولاد یا به اصطلاح پولاد یکی از آلیاژهای آهن با درصد کربن بین 0.025 درصد تا 2 درصد می باشد. تولید فولاد اگرچه در سال های اخیر پیشرفت های چشمگیری کرده است، اما از سابقه ای چند صد ساله در ایران برخوردار است. صنایع آهن آلات یکی از مهم ترین صنایع تاثیرگذار بر رشد و پیشرفت فولاد، نظیر فولاد st37 هستند.
واژه فولاد به هر نوع آلیاژی که عنصر اساسی آن آهن باشد، اطلاق می گردد. مهم ترین ماده آلیاژی موجود در ساختار فولاد، کربن است. البته کربن تنها ماده آلیاژی فولاد نیست، بلکه مواد دیگری نیز با مقادیر مختلف در ساختار یک آلیاژ یافت می شوند.
این آلیاژ پر کاربرد به دلیل وجود آهن به عنوان عنصر اصلی در ساختار خود، خصوصیاتی بسیار شبیه به آهن دارد و همین امر موجب محبوبیت فراوان آن در صنایع گوناگون شده است. فولاد بسیار شکل پذیر بوده و به راحتی گرما را انتقال می دهد. انعطاف پذیری بسیار بالا و استحکام بی نظیر در کنار مقاومت منحصر به فرد فولاد در برابر خوردگی و زنگ زدگی از دیگر ویژگی های این آلیاژ کاربردی است.
مقدار کربن مورد استفاده در ساختار آهن زمینه ایجاد انواع مختلف فولاد را فراهم نموده است. هر یک از فولادهای متنوع دارای ویژگی های منحصر به فردی هستند، اما یکی از پر اهمیت ترین ویژگی هایی که میان همه آن ها مشترک است، مقاومت بسیار بالا در شرایط و دماهای گوناگون است. همین امر موجب شده است که استفاده از این فلز در زمینه ها و صنایع مختلف بسیار رواج پیدا کند.
تنش تسلیم فولاد
یکی از خصوصیات مهم محصولات فولادی تنش تسلیم فولاد است. هنگامی که محصول فولادی را از لحاظ مقاومت مورد آزمایش کششی قرار می دهند، تنش هایی به آن وارد می کنند که این تنش ها باعث ایجاد تغییراتی در شکل و کرنش سطح فولاد می شود. نتیجه ای که از این تغییرات به وجود می آید، این است که نموداری به اسم نمودار تنش-کرنش از آن به دست می آورند که یکی از نقاط این نمودار، نقطه تنش تسلیم فولاد است.
یکی از مواردی که برای تشخیص میزان کیفیت مقاطع فولادی اهمیت دارد، تنش تسلیم آن است. در آزمایش مقاومت کششی که انجام می دهند، میزان تنش تسلیم هم مشخص می شود. برای این آزمایش، فولاد را در یک جک قرار می دهند و این جک از دو سر این محصول فولادی به آن تنش وارد می کند. اگر میزان تغییر این قطعه به اندازه میزان تنش باشد، یعنی طبق استانداردها ساخته شده است و مقاوم است. البته گاهی اوقات فولاد می تواند مقاومت بیشتری نسبت به میزان تنش داشته باشد که این بهترین نوع یک فولاد است.
آشنایی با مشخصات فولاد st37
امروزه پیشرفت در صنایع گوناگون به خصوص در حوزه ماشین آلات رشد بسیار زیادی داشته و زمینه تولید مواد اولیه مورد نیاز و در نتیجه گسترش فناوری را فراهم نموده است. یکی از مهم ترین مواد اولیه ای که در صنایع مختلف به وفور مورد استفاده قرار می گیرد، فولاد st37 نام دارد.
فولاد st37 که آن را تحت عنوان فولاد نرمه نیز نام گذاری می کنند، یکی از پر کاربردترین انواع فولاد است که در رده فولاد با کربن ملایم قرار می گیرد. این فولاد پله تسلیم معینی داشته و غالباً در ساخت پروفیل های ساختمانی و صنعت ساخت و ساز مورد استفاده قرار می گیرد.
وجود کربن کم در ساختار فولاد st37، جوش پذیری بسیار مناسبی به آن بخشیده است، همین امر موجب شده است که این فولاد از سایر رقبای خود در این زمینه پیشی بگیرد. جالب است بدانید که بیشتر شدن میزان کربن موجود در فولاد باعث کاهش جوش پذیری می گردد.
استحکام تسلیم فولاد st37 معادل 235MPa و استحکام کششی آن معادل 360-510MPa می باشد. این دو عدد رنج بسیار مناسبی برای انواع مقاطع فولادی همچون تیرآهن، میلگرد، ورق، پروفیل، ناودانی و نبشی هستند. این موارد مهم ترین خصوصیات مکانیکی فولاد st37 می باشند.
فولاد st37 خواص مکانیکی بسیار بالایی دارد. همین ویژگی فولاد st37 موجب افزایش عمر مفید محصولات تولیدی می گردد. به منظور بالا بردن خواص مکانیکی محصولات ساخته شده از فولاد، از عملیات های حرارتی استفاده می شود. فولاد st37 که آن را به طور گسترده در ساخت قطعات گوناگون و ماشینکاری استفاده می کنند، از ترکیب شیمیایی عناصری نظیر منگنز، سیلیسم و کربن تولید می گردد.
کربن دهی یکی از مهم ترین فرآیندهای سخت کاری است که انجام آن، زمینه بهبود خواص مکانیکی فولاد st37 را مهیا می سازد. از جمله این خواص می توان افزایش سختی سطح و بالا رفتن مقاومت در برابر سایش را نام برد. میزان کربن موجود در سطح، طی فرآیندی تحت عنوان کربن دهی که پیش تر به آن اشاره کردیم، بین 0.8 تا 0.9 درصد است. بالا رفتن این میزان از کربن موجب ایجاد بافتی لایه ای در سطح فولاد st37 شده و بدین ترتیب باعث کاهش سختی فولاد، بر خلاف هدف اصلی کربن دهی، می گردد.
یکی دیگر از عملیات هایی که بر روی فولاد st37 انجام می شود، عملیات حرارتی با هدف سخت کاری می باشد. در این روش فولاد st37 را تا رسیدن به دمایی بیشتر از دمای بحرانی حرارت داده و پس از آن برای مدت زمانی تقریبا طولانی آن را در دمایی ثابت حفظ می کنند. در گام بعدی فولاد st37 موجود را با توجه به نوع استفاده از فولاد و یا درصد سختی آن، در محلول آب و روغن و یا آب و نمک مستقر می سازند.
مقدار تنش تسلیم فولاد st37
تنش تسلیم تنشی است که در طی آن ماده تغییر شکل به پلاستیک را آغاز می کند. پیش از رسیدن به تنش تسلیم، در صورتی که بار برداشته شود، رفتار ماده مورد نظر خطی بوده و بازگشتی است. اما پس از رسیدن به این نقطه و عبور از آن، برخی از تغییر شکل ها و تغییر مکان های صورت گرفته دائمی می باشند.
مقدار تنش تسلیم در فولاد st37 برابر 3700 کیلوگرم بر سانتی متر مربع می باشد.
آهن پخش با ارائه قیمت‌های رقابتی و خدمات گسترده در زمینه فروش آهن، یکی از تأمین‌کنندگان معتبر در آهن آنلاین محسوب می‌شود. حال که با مشخصات فولاد st37 آشنا شدید، به قیمت روز از آهن پخش محصول مورد نظر را خریداری کنید.
مشخصات مکانیکی فولاد ST37
فولاد ST37 با مقاومت کششی نهایی (UTS) بین ۳۶۰ تا ۵۱۰ مگاپاسکال، قادر است بارهای سنگین را تحمل کند و در شرایط مختلف عملکرد خوبی از خود نشان دهد. مقاومت تسلیم حداقل ۲۳۵ مگاپاسکال، نشان‌دهنده توانایی آن در تحمل تنش‌های بالا بدون ایجاد تغییر شکل دائمی است.
علاوه بر این، درصد ازدیاد طول حداقل ۲۵٪ نشان‌دهنده انعطاف‌پذیری خوب این فولاد است که امکان شکل‌دهی و جوشکاری آسان را فراهم می‌آورد. فولاد ST37 با سختی برینل حدود ۱۳۷، در برابر سایش و فرسایش نیز مقاوم است. چگالی ۷.۸۵ گرم بر سانتی‌متر مکعب آن، وزن مناسبی را برای استفاده در سازه‌ها و ماشین‌آلات فراهم می‌کند. این ترکیب از خواص مکانیکی، فولاد ST37 را به گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای صنعتی و ساختمانی تبدیل کرده است.
مدول الاستیسیته فولاد ST37
مدول الاستیسیته یا مدول یانگ (E) برای فولاد ST37 برابر با ۲۰۰ گیگاپاسکال (GPa) است که نشان‌دهنده ظرفیت این فولاد در برابر تغییر شکل‌های الاستیک تحت بارگذاری است. این مقدار بالا به فولاد ST37 این امکان را می‌دهد که در برابر تنش‌های خارجی، مقاومت قابل‌توجهی از خود نشان دهد و در نتیجه، در کاربردهایی که نیاز به استحکام و پایداری دارند، انتخاب ایده‌آلی باشد.
با توجه به مدول الاستیسیته بالا، فولاد ST37 در شرایط بارگذاری، تغییر شکل‌های کمتری را تجربه می‌کند. این ویژگی به طراحان و مهندسان این اطمینان را می‌دهد که سازه‌های ساخته شده از این فولاد، در برابر نیروهای وارده، از ثبات و یکپارچگی بیشتری برخوردار خواهند بود. همچنین، این خاصیت باعث بهینه‌سازی طراحی سازه‌ها شده و کاهش وزن و کاهش هزینه‌های ساخت را به همراه دارد.
آنالیز فولاد ST37
ترکیب شیمیایی فولاد ST37 به طور مستقیم بر خواص مکانیکی آن تأثیر می‌گذارد. ترکیب این فولاد به صورت زیر است:
- کربن (C): حداکثر ۰.۱۷٪
- منگنز (Mn): حداکثر ۱.۴۰٪
- فسفر (P): حداکثر ۰.۰۴۵٪
- گوگرد (S): حداکثر ۰.۰۴۵٪
این ترکیب شیمیایی باعث می‌شود که فولاد ST37 دارای خواص مکانیکی مناسب بوده و به راحتی قابل جوشکاری و شکل‌دهی باشد. منگنز به عنوان یک عنصر آلیاژی، به بهبود استحکام و سختی فولاد کمک می‌کند.
مقاومت فولاد ST37
مقاومت فولاد ST37 به ویژگی‌های مکانیکی منحصربه‌فرد آن وابسته است. با توجه به مقاومت کششی نهایی بین ۳۶۰ تا ۵۱۰ مگاپاسکال، این ماده توانایی تحمل بارهای سنگین و فشارهای مختلف را دارد. همچنین، مقاومت تسلیم حداقل ۲۳۵ مگاپاسکال به این معناست که فولاد ST37 می‌تواند تنش‌های معین را بدون ایجاد تغییر شکل دائمی تحمل کند که این ویژگی آن را برای کاربردهایی با استحکام متوسط ایده‌آل می‌سازد.
علاوه بر این، درصد ازدیاد طول بالای حداقل ۲۵٪، نمایانگر انعطاف‌پذیری خوب این فولاد است. این ویژگی باعث می‌شود که فولاد ST37 قبل از شکست، تغییر شکل‌های قابل‌توجهی را تجربه کند که در شرایط بارگذاری دینامیکی یا تحت تنش‌های ناگهانی بسیار حائز اهمیت است. انعطاف‌پذیری بالای آن امکان جوشکاری و شکل‌دهی آسان را فراهم می‌آورد و این موارد به کاربردهای گسترده‌تری در صنایع مختلف منجر می‌شود. این ترکیب از خواص مکانیکی، فولاد ST37 را به گزینه‌ای جذاب در طراحی و ساخت سازه‌ها تبدیل کرده است.
تنش مجاز فولاد ST37
تنش مجاز (Allowable Stress) مقدار تنشی است که می‌توان به طور ایمن به یک ماده اعمال کرد بدون اینکه خطر شکست یا تغییر شکل دائمی وجود داشته باشد. برای فولاد ST37، با در نظر گرفتن ضریب اطمینان مناسب، تنش مجاز معمولاً بین ۱۴۰ تا ۱۶۰ مگاپاسکال در نظر گرفته می‌شود. این مقدار بسته به شرایط کاری و استانداردهای طراحی ممکن است متفاوت باشد. تعیین تنش مجاز دقیق برای استفاده بهینه از فولاد ST37 در سازه‌ها و ماشین‌آلات اهمیت زیادی دارد.
مقاومت فشاری فولاد ST37
مقاومت فشاری فولاد ST37 برابر با مقاومت کششی آن است و در محدوده‌ای بین ۳۶۰ تا ۵۱۰ مگاپاسکال قرار دارد. به این ترتیب، فولاد ST37 در کاربردهایی که تحت بارهای فشاری قرار دارند، عملکرد بسیار مناسبی از خود نشان می‌دهد. در سازه‌هایی مانند ستون‌ها و پایه‌ها، این خاصیت اهمیت بالایی دارد؛ چرا که این عناصر به طور مداوم تحت فشارهای عمودی ناشی از بارهای ساختمانی و محیطی قرار می‌گیرند.
از آنجا که بسیاری از سازه‌ها، از ساختمان‌ها گرفته تا پل‌ها و سازه‌های صنعتی، تحت بارگذاری‌های فشاری قرار می‌گیرند، فولاد ST37 به دلیل دارابودن مقاومت فشاری مناسب، به گزینه‌ای جذاب برای مهندسان و طراحان تبدیل می‌شود. توانایی این نوع فولاد در تحمل بارهای فشاری بالا باعث می‌شود که سازه‌های ساخته شده از این فولاد از استحکام و پایداری بالایی برخوردار باشند. این امر علاوه بر این که به بهبود ایمنی سازه‌ها کمک می‌کند، به کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات نیز منجر می‌شود؛ لذا، فولاد ST37 به عنوان یک ماده کلیدی در مهندسی سازه شناخته می‌شود.
