نام گذاری فولادها بر چه اساسی است؟
در این مقاله به بررسی نام گذاری فولادها بر چه اساسی است؟ تهیه شده توسط تیم فنی گروه صنعتی ایران کوپلر پرداخته شده است.
از سالهای بسیار دور تاکنون، فولاد یکی از مورد استفادهترین فلزات است که در تمام ابعاد زندگی بشریت، دیده میشود. با اینحال دانش افراد در زندگی از این فلز که سراسر زندگی آنها را تحت تاثیر قرار میدهد، بسیار کم است.
شما هم ممکن است که با آلیاژی از فولاد برخورد کرده باشید و ندانید که بر چه اساسی نامگذاری شده است. کاربرد فولاد و همچنین انواع بسیار زیاد این خانواده بزرگ موجب شده تا سازمانهای زیادی نامگذاری این نوع فولادها را در دستور کار خود قرار دهند.
در این مقاله، با علم به این موضوع درباره نحوه نامگذاری فولادها در استانداردهایی مانند DIN آلمان، AISI-SAE آمریکا و ASTM آمریکا بحث خواهیم کرد.
سیستم نامگذاری فولادها
با توجه تنوع بالا در تولید انواع فولادهای کربنی و فولادهای آلیاژی، سیستمهایی خاص در سراسر دنیا مشخص شدهاند که با حروف و ارقامی در کنار یکدیگر نامگذاری فولادها را انجام میدهند. در بیشتر سیستمهای نامگذاری، میتوان اطلاعات مفیدی چون درصد کربن و استحکام فولاد را تعیین نمود.
البته اطلاعات مربوط به استحکام را میتوان از نمودار تنش کرنش فولاد نیز دریافت کرد. در خصوص استانداردهای مهم و پرکاربرد در سراسر جهان، در این مقاله بحث خواهیم کرد.
نام گذاری فولادها براساس استاندارد AISI-SAE
در ابتدای مقاله، درباره نحوه نامگذاری فولادها در استاندارد AISI-SAE صحبت خواهیم کرد. در حقیقت، انجمن فولاد و آهن آمریکا که با علامت اختصاری AISI نشان داده میشود و انجمن مهندسین خوردو یا SAE استانداردهای خود را ادغام کردند و در قالب یک نوع نامگذاری آن را منتشر کردند.
بر اساس استاندارد AISI-SAE، هر فولاد نامی دارد که با ۴ رقم مشخص شده است. از سمت چپ، اولین رقم طبقه فولاد را مشخص میکند. بر این اساس، هر یک از اعداد نشاندهنده یک خانواده از فولاد است که عبارتند از:
| معنای اولین رقم از سمت چپ در سیستم نامگذاری AISA-SAE | |
| کد | طبقه فولاد |
| 1xxx | فولادهای کربنی |
| 2xxx | فولادهای نیکلی |
| 3xxx | فولادهای نیکل – کروم |
| 4xxx | فولادهای مولیبدندار |
| 5xxx | فولادهای کرومدار |
| 6xxx | فولادهای کروم – وانادیم |
رقم دوم از سمت چپ، درصد متوسط عنصر غالب را نشان میدهد و دو رقم آخر نشاندهنده میزان کربن برحسب صدم درصد است. در صورتی که حروف زیر به نامگذاری فولاد اضافه شوند، از راهنمای زیر برای دریافت اینکه فولاد از چه نوعی است استفاده کنید:
سیستم نامگذاری فولادهای زنگ نزن بر اساس AISI
در این سیستم نامگذاری فولاد، با سیستمی روبهرو هستیم که پیشبینیهای لازم برای تشخیص انواع فولاد زنگ نزن کار شده را از هم نداشته است. درباره اینکه استیل چیست، برای کسب اطلاعات بیشتر بلاگ آیرومارت را مطالعه بفرمایید.
در چنین سیستمی از ۳ رقم در کنار یکدیگر استفاده میشود که برخی اوقات یک یا دو حرف الفبا نیز در کنار آنها میآید. اولین رقم از سمت چپ، نشاندهنده طبقه فولاد است.
بر اساس این استاندارد، فولادهای آستنیتی به شکل فولادهای سری 3xx و 2xx نشان داده میشوند و فولادهای مارتنزیتی و فریتی با عبارت 4xx. یکی از ایرادات وارد به این سیستم این است که هیچ دو رقم آخر هیچ کاربردی برای تشخیص نوع ترکیب شیمیایی ندارند.
از طرفی، نمیتوان تشخیص داد که کدام یک از فولادهای سری 4xx فریتی است و کدام یک مارتنزیتی. به عنوان مثال، فواد زنگ نزن ۴۴۰ و ۴۳۱ مارتنزیتی و فولادهای ۴۴۶ و ۴۳۰، فریتی بهشمار میروند.
گفتنیست که برخی از انواع فولاد زنگ نزن غیراستاندارد مانند فولادهای زنگ نزن رسوب سخت شده، فولاد داپلکس و فولاد زنگ نزن آلیاژی در این سیستم وجود ندارند.
نامگذاری فولادها در استاندارد ASTM
استاندارد ASTM یا موسسه آزمون مواد آمریکا با نام انگلیسی American Society for Testing and Materials، سیستمی دارد که در آن نوع استاندارد این موسسه با یک عبارت ۶ کاراکتری مشخص میشود:
همانطور که در تصویر بالا نیز میبینید، استاندارد ASTM حرف A را برای معرفی انواع آلیاژهای آهنی مشخص کرده. لازم است بدانید که در این استاندارد نمیتوان نوع فلز آهنی را تشخیص داد. یعنی تمامی فلزات انواع فولاد کربنی، استیل، انواع چدن و … به صورت مشترک با حرف A نشان داده میشوند.
عدد یک تا سه رقمی که بعد از این حرف میآید، ارتباطی مستقیم با خواص فلز ندارد. دو رقم آخر نیز سال اصلاح استاندارد را نشان میدهند.
با توجه به اینکه استاندارد ASTM تقریبا سیستمی پیچیده برای معرفی فولادها دارد، برخی از مهمترین این فولادها را در جدول زیر آوردهایم:
| برخی محصولات مهم فولادی در ASTM | |
| استاندارد | موضوع |
| فولادهای ابزار آلیاژی | A 681-83 |
| فولادهای ابزار کربنی | A 686-79 |
| فولادهای تندبر | A 600-79 |
| فولادهای ساختمانی | A 36-81 |
| فولادهای ساختمانی کمآلیاژ استحکام بالا | A 242-81 |
| میلگرد و مقاطع فولاد زنگ نزن | A 276-81 |
| میلگردهای آلیاژی کار سردشده | A 331-81 |
| فولاد ریختگی استحکام بالا | A 148-83 |
نامگذاری فولادها در استاندارد DIN
بر اساس استاندارد آلمانی DIN، نه تنها فلزات آهنی بلکه آلیاژهای غیرآهنی نیز با نام کوتاه معرفی میشوند. این استاندارد نام کوتاه فولادها را بر دو تقسیمبندی وابسته به خواص کاربردی و وابسته به ترکیب شیمیایی تعیین کرده است.
استاندارد نامگذاری فولادها بر اساس خواص کاربردی در DIN
بر اساس این نوع نام گذاری، فولادهای ساختمانی با دو حرف st مشخص میشوند. بعد از این دو حرف، عدی قرار میگیرد که حداقل استحکام کششی را بر حسب کیلوگرم بر میلیمتر مربع، مشخص میکند. به عنوان مثال، مشخصات فولاد st52 یکی از انواع فولاد ساختمانی با حداقل استحکام کششی ۵۲ kg/mm2 است.
در صورتی که نیاز باشد اطلاعاتی برای تعریف بهتر فولاد ذکر شود، از یکی از حروف زیر پیش از عبارت st استفاده خواهد شد:
| نامگذاری فولادهای ساختمانی در DIN | ||
| علامت | معنی | مثال |
| Q | فولادهای ویژه شکل دادن سرد | Q St37-3 |
| R | فولادهای آرام و نیمه آرام | R St37-2 |
| U | فولادهای ناآرام | U St37-2 |
برای کسب اطلاعات بیشتر، مشخصات فولاد st37 را در وبلاگ آیرومارت مورد بررسی قرار دادهایم.
نامگذاری فولادها به روش din (انواع غیرآلیاژی)
در این نوع نامگذاری، نام کوتاه فولاد دارای یک علامت شیمیایی C است که مقدار کربن در کنار آن مشخص شده است. در سیستم، از حروف دیگر نیز برای تمایز فولادهای غیرآلیاژی از یکدیگر استفاده میشود که هر یک معنی خاص خود را دارند:
| علائم در تشخیص فولادهای غیرآلیاژی | ||
| علامت | معنی | مثال |
| f | فولاد برای سختکاری شعلهای و القایی | Cf 53 |
| k | فولاد نجیب با مقدار پایین فسفر و گوگرد | Ck 15 |
| m | فولاد نجیب با محدوده معینی – نه فقط حد مجاز بالا – مقدار گوگرد | Cm 36 |
| q | فولادهای کربوره و بهسازی جهت کلهزنی سرد | Cq 35 |
| معنی علائم بعد از عدد مشخصه کربن | ||
| علامت | معنی | مثال |
| W | کیفیت فولاد ابزاری | C 110 W |
| W1 | فولاد ابزاری با کیفیت درجه اول | C 80 W1 |
| W2 | فولاد ابزاری با کیفیت درجه دوم | C 80 W2 |
نامگذاری فولادها به روش DIN (فولادهای آلیاژی)
در این نوع استاندارد نامگذاری فولادها با استفاده از مشخصههای مختلف، یک فولاد به طور دقیق نامگذاری میشود. البته که نمیتوان نوع فرایند و عملیات حرارتی انجام شده روی فولاد را مشخص نمود. بدین ترتیب، هر نام دارای مشخصههای زیر است:
- حروفی برای شناسایی نوع ذوبریزی
- حروف شناسایی خواص مشروط به فرآیند ذوبریزی
- عدد مشخصه کربن
- علامت شیمیایی عناصر آلیاژي
- عدد مشخصه افزودههاي آلیاژي
- رقم مشخصه محدودههاي تضمینی
- حروف مشخصه وضعیت عملیات حرارتی
- عدد مشخصه استحکام کششی تضمینی یا سایر خواص تعیینکننده
عدد مشخصه کربن
مقدار کربن به صدم درصد توسط این عبارت مشخصه تعیین میشود. برای کوتاه کردن عبارت فولاد آلیاژی از ذکر حرف C صرف نظر میشود.
مشخصه عناصر آلیاژی و اعداد مشخصه
عناصر آلیاژی هر یک با نشانه مربوط به خود، دقیقا پس از نمایش مقدار کربن به صدم درصد قرار میگیرند. البته، مقدار درصد هر یک نیز به ترتیب مشخص میشود.
در صورتی که درصد عناصر یکسان باشد، نشانهها بر حسب الفبا تعیین خواهد شد و سپس اعداد مشخصه درصد عناصر آلیاژی به ترتیب ذکر میشوند. البته باید گفت در حقیقت عناصر آلیاژی مهم که برای تمایز فولادها از یکدیگر لازمند آورده خواهند شد.
برای تمایز فولادهای کم آلیاژ و پرآلیاژ از حرف X در ابتدا و پیش از عدد مشخصه کربن استفاده میشود. در صورتی که عدد مشخصه کربن چندان اهمیت نداشته باشد و حذف شود، از نوشتن حرف X نیز صرفنظر میشود.
نحوه نامگذاری فولادهای ریختگی در DIN
برای معرفی فولادهای ریخته گری، چدنهای خاکستری و چدنهای چکشخوار، از حرف G استفاده میشود. مشخصه فولاد بعد از قرارگیری علامت خط تیره آورده خواهد شد.
گفتنیست، که نامگذاری فولادها به روش din پیچیدگیهای بیشتری دارد و این مطلب، خلاصهای از مهمترین نکات در رابطه با این استاندارد است.
نحوه نامگذاری فولاد در استاندارد AFNOR فرانسه
شرکت تولیدکننده Association Française de Normalisation با نام اختصاری AFNOR، سازمانی فرانسوی است که از چندین مشخصه برای معرفی فولاد استفاده میکند.
اولین اعداد که محتوای کربن را نشان میدهند و حروفی که نام عناصر آلیاژی اصلی را تعیین میکنند. فولادهای زنگ نزن در این نوع استاندارد با حرف Z نشان داده میشوند.
از وبلاگ گروه صنعتی ایران کوپلر بازدید فرمائید.