تفاوت ST12، ST13 و ST14 در ورق روغنی چیست؟

ورق‌های روغنی ST12، ST13 و ST14، سه عضو مهم از خانواده فولادهای نورد سرد هستند که در نگاه اول شاید شبیه به هم به نظر برسند، اما در بطن خود تفاوت‌های مکانیکی و شیمیایی عمیقی دارند. این تفاوت‌ها، که معمولا در قابلیت شکل‌پذیری و کشش خلاصه می‌شوند، کاربرد هر یک را در صنایع مختلف، از خودروسازی گرفته تا لوازم خانگی، به طور کامل متمایز می‌کند. انتخاب اشتباه بین این گریدها می‌تواند به افزایش هزینه‌ها، بالا رفتن ضایعات و کاهش کیفیت محصول نهایی منجر شود. در این مقاله، به شکلی جامع به بررسی تفاوت‌های این سه گرید فولادی، از ترکیب شیمیایی تا کاربردهای نهایی آن، می‌پردازیم.

استانداردهای ST12،ST13 و ST14

گریدهای محبوب ورق روغنی مانند ST12، ST13 و ST14 ریشه در استاندارد صنعتی آلمان (DIN 1623) دارند. در این نام‌گذاری، حروف ST مخفف کلمه آلمانی Stahl به معنای فولاد است و عدد بعد از آن، سطح کیفیت و قابلیت کشش ورق را مشخص می‌کند؛ به این صورت که هرچه عدد بالاتر باشد، ورق برای شکل‌دهی و کشش عمیق مناسب‌تر است. این استانداردها به قدری پرکاربرد هستند که در سایر سیستم‌های بین‌المللی نیز معادل‌های مشخصی برای آن‌ها تعریف شده است. برای مثال، در استاندارد اروپایی EN 10130، گریدهای ST12، ST13 و ST14 به ترتیب با کدهای DC01، DC03 و DC04 شناخته می‌شوند. در استاندارد ASTM آمریکا نیز، این گریدها در گروه ورق‌های A1008 قرار می‌گیرند و بر اساس سطح فرم‌پذیری، با انواع CS Type A، B و C تطبیق داده می‌شوند.

معرفی ورق روغنی ST12

ورق ST12 یک ورق فولادی نورد سرد با کربن پایین است که به دلیل قابلیت خمکاری و شکل‌پذیری سبک تا متوسط، برای مصارف عمومی مانند ساخت بدنه‌ لوازم خانگی و قطعات ساده‌ی خودرو کاربرد دارد. این  گرید پرکاربردترین نوع ورق‌ روغنی است.

مشخصات فنی ورق ST12

ST12 دارای حد تسلیم تقریبی 130 تا 260 مگاپاسکال و مقاومت کششی حدود 270 مگاپاسکال است. ضخامت‌های متداول این ورق بین 0.3 تا 2 میلی‌متر است و در زرین فولاد شهریاری به صورت رول یا شیت قابل عرضه است.

آنالیز شیمیایی ورق ST12

عناصر ترکیبی در ورق ST12 ، شامل کربن کمتر از 0.10%، منگنز حدود 0.3–0.5%، سیلیکون کمتر از 0.1%، و مقادیر ناچیز فسفر و گوگرد هستند. این ترکیب باعث می‌شود ورق منعطف ، جوش‌پذیر و مقاوم به ترک‌های ناشی از کشش باشد و در عین حال از استحکام مناسبی هم برخوردار باشد.

معرفی ورق روغنی ST13

ورق ST13 یک ورق فولادی روغنی است که برای کاربردهایی طراحی شده است که فرم‌دهی دقیق‌تر و کشش بیشتر نسبت به گریدهای عمومی نیاز دارند. این ورق به طور خاص در فرآیندهایی که شامل خم‌های نسبتا پیچیده، کشش متوسط و شکل‌دهی عمیق غیرسازه‌ای هستند، عملکرد بسیار خوبی ارائه می‌دهد. یکی از ویژگی‌های برجسته ST13، مقاومت مناسب در برابر ترک‌خوردگی هنگام کشش است.

مشخصات فنی ورق ST13

 در موردST13  حد تسلیم بین 140 تا 240 مگاپاسکال و مقاومت کششی تقریبی 270 تا 430 مگاپاسکال محاسبه شده است. سختی آن معمولا در محدوده HRB 65–80 قرار دارد. این ورق قابلیت ماشین‌کاری، جوشکاری و رنگ‌آمیزی مناسبی دارد و سطح صاف آن امکان اجرای پوشش‌های تزئینی و محافظتی را فراهم می‌کند.

آنالیز شیمیایی ورق ST13

از نظر ترکیب شیمیایی، ST13 به گونه‌ای فرموله شده که نسبت به ST12 کربن کمتری داشته باشد، مقدار عناصر ترکیبی آن برابرند با با کربن کمتر از 0.08 % منگنز کمتر از 0.45%، سیلیکون 0.05–0.10% و مقدار کمی فسفر و گوگرد . این ترکیب انعطاف‌پذیری و قابلیت کشش ورق را بهبود می‌بخشد و اجازه می‌دهد ورق در عملیات فرم‌دهی چند مرحله‌ای عملکرد بهتری داشته باشد.  

معرفی ورق ST14

ورق روغنی ST14 یک نوع ورق فولادی است که از طریق فرآیند نورد سرد تولید می‌شود. به دلیل داشتن سطحی بسیار صاف و براق،این ورق برای مصارف صنعتی که نیاز به کیفیت سطح بالا در عین پیچیدگی و خمکاری دارند، مناسب است.

مشخصات فنی و آنالیز شیمیایی ST14

از دید فنی، ST14 نسبت به سایر گریدها حد تسلیم پایین‌تری دارد، چیزی در محدوده‌ی ۱5۰ تا 22۰ مگاپاسکال، و همین عامل باعث افزایش نرمی و شکل‌پذیری آن می‌شود. مقاومت کششی این ورق نیز معمولا بین ۲۷۰ تا ۳5۰ مگاپاسکال است و سختی آن اغلب کمتر از گریدهای ST12 و ST13  گزارش می‌شود.

ترکیب شیمیایی فولاد ST14 بسیار کنترل‌شده و با درصد کربن پایین‌تر از دو گرید قبلی یعنی st12 و st13 طراحی شده است؛ به‌طور معمول کمتر از ۰٫۰۸ درصد کربن ، حدود ۰٫30 تا ۰٫۴0 درصد منگنز و تنها ردپایی از فسفر و گوگرد در ساختار آن دیده می‌شود. همین ترکیب خاص باعث شده تا برخلاف فولاد ST44 و ورق سیاه اصفهان که بیشتر نقش سازه ای دارند، امکان کشش‌های چندمرحله‌ای و فرم‌دهی بسیار عمیق در ST14فراهم شود اما برای تحمل بار و استراکچر سازی مناسب نباشد.

جدول+ مقایسه گریدهای فولادی  ST12، ST13 و ST14

هرچه از ST12 به سمتST14 حرکت می‌کنیم، مقدار کربن و عناصر ناخالصی کمتر می‌شود و انعطاف‌پذیری افزایش می‌یابد. در مقابل، استحکام کمی کاهش پیدا می‌کند تا قابلیت شکل‌دهی عمیق‌تر فراهم شود. به همین دلیل ST12 برای قطعات ساده، ST13 برای کشش عمیق و ST14 برای کشش فوق‌عمیق و فرم‌دهی پیچیده به‌کار می‌رود.

آنالیز شیمیایی هر کدام از این سه گرید از ورق فولادی روغنی در زیر به صورت جدول آورده شده.

گرید	C (%)	Mn (%)	P (%)	S (%)	توضیح
ST12	≤ 0.10	≤ 0.50	≤ 0.035	≤ 0.025	مناسب برای خمکاری و کشش سبک
ST13	≤ 0.08	≤ 0.45	≤ 0.030	≤ 0.025	مناسب برای قطعات با فرم‌دهی متوسط تا زیاد
ST14	0.08>	≤ 0.40	≤ 0.025	≤ 0.025	طراحی‌شده برای قطعات بسیار پیچیده

کاربرد ورق‌های روغنی ST12، ST13 و ST14  

با وجود شباهت‌های بسیار ورق‌های فولادی  ST12، ST13 و ST14 ، تجربه و علم ثابت کرده که هر کدام از آن‌ها در شرایط مختلف عملکرد منحصر به فردی دارند بنابراین کاربردهای آن‌ها نیز باهم متفاوت هستند.

ورق ST12  | کیفیت کشش معمولی

ورق st12 تعادلی از استحکام نسبی و انعطاف پذیری است. و به دلیل قیمت مناسب علاقمندان زیادی دارد.برای به همین دلیل در جایی که نیاز به خمکاری ساده دارد بسیار مناسب است .برای نمونه:

• بدنه و رویه لوازم خانگی مانند اجاق‌گاز و ماشین لباسشویی
• قفسه‌ها و کمدهای فلزی مورد استفاده در انبار و ادارات
• اجزای داخلی خودرو که تحت فشار مکانیکی بالا قرار نمی‌گیرند
• بدنه کولر، تابلوهای برق و تجهیزات برقی مشابه

ورق ST13| کیفیت کشش عمیق

فولاد ST13 انتخابی شایسته برای تولید قطعاتی است کمی پیچیده باشند اما نه آنقدر که نیاز به کشش و فرم دهی چند مرحله‌ای داشته باشند.مثل:

• درب، کاپوت و بخش‌های کششی بدنه خودرو
• قطعات مرتبط با رادیاتور و سیستم‌های خنک‌کاری صنعتی
• ظروف فلزی خانگی مانند قابلمه و دیگ‌های فلزی
• کانال‌کشی و قطعات تهویه مطبوع با خمکاری نسبتا پیچیده

 ورق ST14| کیفیت کشش فوق‌عمیق

برای تولید قطعاتی با فرم‌دهی بسیار زیاد و هندسه‌های پیچیده، ورق فولادی ST14 بسیار مناسب است.برای مثال می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• باک بنزین خودرو و قطعات حساس سیستم سوخت‌رسانی
• بدنه ظریف و لوکس لوازم خانگی با طراحی‌های خاص
• صنایع بسته‌بندی فلزی شامل قوطی‌سازی و درب‌بندی ویژه
• قطعات پیشرفته در صنایع هوافضا و تجهیزات صنعتی دقیق

نکات مهم در انتخاب و خرید ورق روغنی

هرچند انتخاب ورق روغنی باید با توجه به گرید و نوع فرم‌دهی مورد نیاز انجام شود؛ اما ضخامت ورق  نیز تاثیر مستقیم بر استحکام و سهولت فرم‌دهی دارد و باید با نوع قطعه و فرآیند تولید مطابقت داشته باشد. همچنین توجه به این نکته حائز اهمیت است که سطح ورق باید صاف، یکدست و عاری از ترک، موج یا حفره باشد تا در حین برش و خمکاری آسیب نبیند. گذشته از آن، ابعاد ورق و طول رول یا شیت باید با تجهیزات تولید مطابقت داشته باشد تا ضایعات کاهش یابند. و نهایتا خرید از تامین‌کننده معتبر با تضمین کیفیت، کلید اطمینان از صحت مشخصات ورق است.به همین دلیل است که در بسیاری از موارد کارفرما هنگام خرید، قیمت ورق روغنی فولاد مبارکه را زیاد ملاک کار قرار نمی دهد چرا که کیفیت بالای این محصول بسیار مهم‌تر است.

جمع‌بندی: کدام گرید ورق روغنی برای شما مناسب است؟

انتخاب گرید مناسب ورق روغنی کاملا بستگی به نوع قطعه و فرآیند تولید آن دارد. اگر قطعه شما ساده است و خمکاری سبک کافیست، ST12 با انعطاف و استحکام متعادل بهترین گزینه است. برای قطعاتی که نیازمند کشش متوسط تا عمیق و فرم‌دهی دقیق‌تر هستند، ST13 عملکرد بهتری ارائه می‌دهد و اجازه می‌دهد هندسه پیچیده‌تر بدون ترک یا موج شکل بگیرد.  و در آخر اگر قطعات با هندسه پیچیده، کشش شدید و تغییر شکل فوق‌العاده عمیق در کار هستند، ST14 با انعطاف‌پذیری بالا و قابلیت کشش فوق‌عمیق، گزینه‌ای ایده‌آل محسوب می‌شود.با انتخاب درست گرید، نه تنها کیفیت نهایی محصول تضمین می‌شود، بلکه هزینه‌ها و ضایعات نیز کاهش می‌یابند و فرآیند تولید بهینه می‌گردد.