فولاد ST37 چیست؟
فولاد St37 یک فولاد سازه ای غیر آلیاژی است، این فولادها مهمترین گروه آلیاژهای مهندسی هستند، به علت هزینه نسبتا کم و تولید گسترده آن‌ها، همچنین دارا بودن گستره وسیعی از خواص در بین مواد مهندسی در درجه اول اهمیت قرار دارند.تنش نهایی و تنش تسلیم فولاد ST37
عددی که دهنده میزان تنش نهایی فولاد ST37 است که یکای آن کیلوگرم بر میلی‌متر مربع تعریف می‌شود. تنش تسلیم فولاد St37 معادل 24۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع بوده و میزان تنش نهایی آن معادل 3700 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع می‌باشد.فولاد نرمه همان فولادST37 است
فولاد St37 از دسته فولادهای کم کربن است که با نام فولاد نرمه در بازار شناخته می‌شود، از آنجایی که درصد کربن پایین است دارای استحکام متوسطی هستند و بیشتر در صنعت ساختمان سازی و انواع مقاطع فولادی همچون تیرآهن، میلگرد، ورق، پروفیل، ناودانی و نبشی هستند. هم چنین از آنجایی که کربن موجود در فولادها باعث سختی بیشتر و خواص جوش پذیری مطلوب تر می‌شود، سختی فولادSt37 ماکزیمم 120 برینل می‌باشد و همین مساله موجب شده در صنایع سنگین کمتر از این فولاد استفاده شود. از طرفی میزان کربن کم موجب شده تا خواص شکل پذیری و جوش پذیری آن نسبت به فولادهای رقیب بهبود یابد. این فولاد در مقایسه با فولادهای کم کربن عملیات گرمایی ناپذیر با 06/0تا 1/0درصد کربن دارای استحکام و سختی بیشتر ولی شکل پذیری سرد کمتر هستند. اگرچه استحکام این فولادها را می‌توان با آبدهی و باز پخت افزایش داد اما این فرایند اقتصادی نیست. برای این منظور این فولادها کربوره می‌شوند و به طور سطحی سخت می‌شوند.
سخت کاری فولاد ST37
کربن دهی یکی از مهمترین فرآیندهای سخت کاری است که هدف از آن، بهبود خواص مکانیکی فولاد St37 است. از جمله این خواص می‌توان افزایش سختی سطح و بالا رفتن مقاومت در برابر سایش را نام برد. میزان کربن موجود در سطح، طی فرآیندی کربن دهی که پیش‌تر به آن اشاره شد بین 8/0 تا 9/0 درصد است. بالا رفتن این میزان از کربن موجب ایجاد بافتی لایه‌ای در سطح فولاد St37 شده و بدین ترتیب باعث کاهش سختی فولاد، برخلاف هدف اصلی کربن دهی، می‌شود.عملیات حرارتی فولاد ST37
یکی دیگر از عملیات‌هایی که بر روی فولادSt37 انجام می‌شود، عملیات حرارتی با هدف سخت کاری می‌باشد. 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 می‌کنند. 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 قرار می‌دهند.اعداد ۱تا ۳ بعد از فولادST37 به چه معناست؟
در برخی موارد اعداد 1 تا 3 بعد از نام فولادSt37 قرار می‌گیرد که به منظور رده بندی کیفیت فولاد است، برای مثال درجه 1 برای کارهای معمولی(عموما نوشته نمی‌شود)، درجه 2 برای کارهای مهم و درجه 3 با خلوص بیشتر و خواص جوشکاری خوب در کارهای مهم بخصوص استفاده می‌شود. در واقع، عدد بزرگ‌تر بیانگر شرایط بهینه فولادسازی و کاهش عناصر مضر است. فولادهای درجه 3 الزامات سخت گیرانه‌ای در قبال شکست ترد دارند و باید ترکیب شیمیایی و اکسیژن زدایی آن‌ها به نحوی باشد که بتوانند در آزمون ضربه، انرژی ضربه مناسبی طبق استاندارد در دماهای زیر صفر درجه سانتی‌گراد داشته باشند. در فولادهای درجه 2 نیازی به رعایت این الزامات نیست و انرژی ضربه آن‌ها در دمای 20+ درجه سانتی‌گراد اندازه گرفته می‌شود. طبق استاندارد DIN 17100 مقدار عناصر کربن، فسفر، گوگرد و نیتروژن در ترکیب شیمیایی درجه 3 نسبت به درجه 2 کمتر است. این موضوع خواص کاربری فولاد به خصوص خواص مقاومت به ضربه و جوشکاری آن را بهبود می بخشد. عموما از فولاد St37با درجه 2 در صنعت استفاده می‌شود.استانداردهای فولاد ST37
طبق استاندارد آلمانی DIN 17100، فولادSt37 به ST37-2، UST37-2، RSt37-2 و ST37-3 تقسیم می‌شود. مشخصه جدید طبق استاندارد EN 10025-2 2004 فولاد St37مطابق S235 و مشخصه جدید St37-2 مطابق S235JR (1.0038) می‌باشد. معادل فولاد St37-2 در استانداردهای دیگر در جدول زیر آمده است:
ریزساختار فولادST37
ریز ساختار فولادSt37 در شکل زیر نشان داده شده است، ساختار شامل فاز فریت زمینه و پرلیت بین دانه ای است.
خواص فیزیکی فولادSt37
این فولاد دارای چگالی 7.85g/cm3 و نقطه ذوب 1420-1460 می‌باشد.ترکیب شیمیایی فولاد St37
ترکیب شیمیایی این فولاد در جدول زیر آمده است، فولادSt37 به دلیل داشتن مقداری از فلزات منگنز و سیلیسم دارای خاصیت ماشین کاری هم هست، که این خاصیت باعث می‌شود که در ساخت قطعات مورد نیاز در صنایع بتوان با استفاده از عملیات‌های حرارتی و ماشین کاری، خواص مکانیکی فولاد را افزایش داد. منگنز موجود در فولاد با گوگرد ترکیب شده و از تشکیل FeS که ترکیب ترد و نامطلوب است جلوگیری می‌کند، ترکیب FeS ترکیبی ترد با نفطه ذوب پایین است که در مرزدانه‌ها تشکیل می‌شود و ممکن است در حین کار سرد یا کار گرم موجب ایجاد ترک شود. هم چنین با ریز کردن فاز پرلیت و ایجاد محلول جامد با فریت استحکام تسلیم فولاد را افزایش می‌دهد.
خواص مکانیکی فولاد St37
خواص مکانیکی فولاد St37-2 در جدول زیر آمده است:
منبع: worldmaterial
