اصول نامگذاری و شناسایی فولادهای متداول_بخش ۱

تقسیم بندی فولادها

فولادها به روشهای مختلفی تقسیم بندی می شوند که تقسیم بندی آنها می تواند بر اساس موارد زیر باشد:

• بر اساس ترکیب شیمیایی، مانند فولاد کربنی، فولاد کم آلیاژ ، فولاد زنگ نزن و …
• بر اساس روش تولید، نظیر مانند open hearth ، روش کوره الکتریکی و …
• بر اساس روش ساخت، مانند نورد گرم، نورد سرد و …
• بر اساس شکل محصول مانند ورق، لوله، میله، صفحه و …
• بر اساس روش اکسیژن زدایی مانند فولاد آرام، نیمه آرام، جوشان و …
• بر اساس ریز ساختار مانند فریتی، پرلیتی، مارتنزیتی
• بر اساس استحکام مورد نیاز
• بر اساس عملیات حرارتی مانند بازپختی، کوئنچ و تمپر و…
• بر اساس کیفیت محصول مانند فولاد با کیفیت آهنگری، کیفیت تجاری و …
• بر اساس کاربرد مانند فولاد فنر، فولاد ساختمانی، فولاد ابزار و ….

در حال حاضر استانداردهای ملی، منطقه ای و بین المللی بسیاری وجود دارند که سیستم نامگذاری مخصوص به خود جهت نامگذاری فولادها دارند. در ادامه سعی خواهد گردید برخی از رایج ترین این استانداردها که در سطح کشور ما نیز کاربرد بیشتری دارند مورد بررسی قرار گیرند. به این منظور روش های نامگذاری فولادها را در سه شاخه اصلی: استانداردهای آمریکایی ، استانداردهای اروپایی و استانداردهای برخی از کشورهای صنعتی مورد بررسی قرار می دهیم. البته در اینجا منظور از استانداردهای آمریکایی استانداردهای مربوط به کشورهای آمریکایی شمالی (ایالات متحده و کانادا) است.

سیستم نامگذاری فولادها در استانداردهای آمریکایی

در آمریکا سازمانهای مختلفی متولی امر استاندارد هستند که هر کدام از آنها سیستم ویژه ای جهت نامگذاری فولادها دارند. برخی از این سازمانها عبارتند از : انجمن آهن و فولاد آمریکا (AISI)، انجمن ملی استاندارد آمریکا (ANSI)، انجمن نفت آمریکا (API)، جامعه مهندسین مکانیک آمریکا (ASME)، موسسه آزمون و مواد آمریکا (ASTM)، انجمن جوشکاری آمریکا (AWS)، موسسه استاندارد کانادا (CSA) و جامعه مهندسین خودرو آمریکا (SAE ) در زیر برخی از سیستم های نامگذاری رایج تر در بین استانداردهای آمریکایی مورد بحث قرار می گیرد.

استاندارد ASTM

ASTM یکی از مراجع معتبر تدوین استاندارد به شمار می رود که در سال ۱۸۹۸ میلادی تاسیس شده است. ASTM کوتاه شده عبارت American Society for Testing and Materials است. اولین کتاب کامل استانداردهای ASTM در سال ۱۹۱۵ چاپ شد. امروزه ۷۷ کتاب استاندارد ASTM در ۱۵ بخش وجود دارند. استانداردهای مرتبط با فلزات در بخش های زیر یافت می شوند:
بخش ۱- محصولات آهنی و فولادی (۸ جلد) بخش ۲- محصولات فلزی غیر آهنی (۵ جلد) بخش ۳- روشهای آزمون فلزات و دستور العمل های تحلیلی (۶ جلد)
تمامی این استانداردها به صورت سالانه مورد بازبینی( REVISION (قرار می گیرند به عنوان مثال از سال ۱۹۹۲ تا ۱۹۹۳ تعداد ۲۵۶ استاندارد از مجموع ۶۳۱ استاندارد بخش ۱ مورد بازبینی قرار گرفته اند. برخی استانداردهای نیز ممکن است در طول یک سال چندین مرتبه دچار تغییر شوند. مطالب گفته شده نشان می دهد که استاندارد فلزات اسنادی هستند که مدام دچار تغییر و تحول می شوند.

استاندارد ASTM در حالت کلی در برگیرنده ۱۵ فصل و ۷۷ بخش به قرار زیر است:

فصل اول : مشتمل بر هشت بخش پیرامون محصولات آهنی و فولادی
فصل دوم : مشتمل بر پنج بخش پیرامون محصولات فلزی غیر آهنی
فصل سوم : مشتمل بر شش بخش در حوزه روشهای آزمون فلزات و دستورالعمل های تحلیلی
فصل چهارم : مشتمل بر سیزده بخش درباره مصالح ساختمانی
فصل پنجم : مشتمل بر شش بخش شامل فرآورده های نفتی، روانکارها، سوختهای فسیلی
فصل ششم : مشتمل بر چهار بخش رنگها و پوشش ها
فصل هفتم : مشتمل بر دو بخش در برگیرنده اطلاعات منسوجات
فصل هشتم : مشتمل بر چهار بخش در برگیرنده اطلاعات پلاستیکها

فصل نهم : مشتمل بر دو بخش در مورد اطلاعات لاستیکها و انواع آنها
فصل دهم : مشتمل بر چهار بخش در برگیرنده اطلاعات عایقهای الکتریکی و مباحث الکترونیک
فصل یازدهم : مشتمل بر شش بخش اطلاعات تکنولوژی آبی و مسایل محیطی
فصل دوازدهم : مشتمل بر دو بخش پیرامون انرژی هسته ای، انرژی خورشیدی و انرژی زمین گرمایی
فصل سیزدهم : مشتمل بر دو بخش پیرامون ابزارهای پزشکی
فصل چهاردهم : مشتمل بر چهار بخش روشهای کلی و ابزارهای اندازه گیری
فصل پانزدهم : مشتمل بر نه بخش در حوزه ویژگیهای محصولات عمومی

در ضمن فصل ۰۰ آن هم به نمایه (Index) اختصاص دارد.با توجه به این که استاندارد ASTM استانداردی رایج در صنعت است لازم است نگاهی کلی به این استاندارد داشته باشیم .

چند نکته درباره استاندارد ASTM

هریک از استانداردهای ASTM با ترکیبی از حروف و شماره‌ها معرفی می‌شوند که هر کدام از این حروف و شماره‌ها اطلاعاتی را درباره آن استاندارد در اختیار ما قرار می دهند. به عنوان مثال

Standard Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products

به صورت زیر معرفی می شود:

ذکر این نکته لازم است که اگر از حرف M پس از شماره استاندارد استفاده شده باشد ، نشان دهنده تغییر سیستم استاندارد از سیستم اینچی به متریک است مانند: ASTM F 606M-01 .در برخی موارد هم ممکن است حروف d, c, b, a دیده شوند که مربوط به ترتیب بازنگری‌ها و اصلاحات انجام شده برروی آن سند در همان سال می‌باشد مثلا ۹۹a نشان‌دهنده دومین بازنگری در سال ۹۹، ۹۹b سومین بازنگری در سال ۱۹۹۹ و الی آخر می‌باشد. برای استانداردهایی که در این بازنگری‌ها بدون هیچ تغییری به تصویب می‌رسند، سال این تصویب مجدد را در پرانتز نشان می‌دهند مثلا (۲۰۰۴). اگر از اپسیلون به‌صورت superscriptاستفاده شده باشد نشانگر تغییرات editorial بر روی آخرین بازنگری یا تصویب مجدد آن سند است ε۱ برای اولین تغییر و الی آخر. بعنوان مثال:

A 144-90(2003)ε۱

برای کامل‌تر شدن نکات مربوط به شناسایی شماره استاندارد ASTM ، گروه‌بندی موضوعات این استاندارد در زیر آورده شده است:

A ferrous metals; B nonferrous metals; C cementitious, ceramic, concrete, and masonry materials; D miscellaneous materials; E miscellaneous subjects;
F materials for specific applications; G corrosion, deterioration, and degradation of materials; ES emergency standards; P proposals; PS provisional standards

سیستم نامگذاری استاندارد ASTM

در استاندارد ASTM همانطور که در بالا نیز اشاره شد فلزات با حرف A به همراه یک شماره مشخص می شوند. این روش نامگذاری اغلب برای مشخص کردن محصولی خاص بکار می رود مثلا” A548 برای مفتول فولاد کربنی با کیفیت کله زنی سرد (cold heading ) برای تولید پیچ به کار می رود.

تعریف فلزات آهنی

تا قبل از ۱۹۹۳ میلادی، ASTM تعریف فلزات آهنی را بر مبنای ترکیب شیمیایی نامی قرار داده بود که در آن آلیاژ آهنی به آلیاژی گفته می شد که میزان آهن آن بیشتر یا مساوی ۵۰ درصد بود. در اینصورت آلیاژ با حرف A شروع می شد. اگر میزان آهن کمتر از ۵۰ درصد بود آلیاژ غیر آهنی شده و با حرف B آغاز می گشت. در حال حاضر ASTM تعریف اروپایی فولاد را که در استاندارد CEN EN 10020 تحت عنوان “تعریف و تقسیم بندی فولاد ها” آمده است، پذیرفته است.

در این استاندارد فولاد به صورت زیر تعریف می شود:

ماده ای که مقدار وزنی آهن در آن از هر عنصر مجزای دیگر بیشتر است و عموما” میزان کربن آن کمتر از ۲ درصد بوده ونیز شامل عناصر دیگری باشد. تعداد محدودی از فولادهای کرم دار ممکن است بیش از ۲% کربن داشته باشند اما ۲ % مرز بین فولاد و چدن است.
CEN همچنین پیشنهاد کرده است که عبارت وزنی (by weight) به جرمی (by mass) تغییر یابد تا هماهنگی با سیستم بین المللی واحدها (SI) ایجاد گردد.

فولادهای ASTM

مثالهای زیر کاربرد حروف و اعداد را در این استاندارد برای نامگذاری فولاد ها مشخص می کنند.

ASTM A 516/A 516M-01 Grade 70 – Pressure Vessel Plates, Carbon Steel, for Moderate- and Lower- Temperature Service

• حرف A نشان دهنده فلز آهنی است اما آنرا به زیر مجموعه های چدن، فولاد کربنی، فولاد آلیاژی یا فولاد زنگ نزن تقسیم نمی کند.
• عدد ۵۱۶ یک شماره ترتیبی است که مستقیما” با خواص فلز ارتباطی ندارد.
• حرف M نشان می دهد که استاندارد بر مبنای واحدهای SI نوشته شده است (حرف M از واژه Metric آمده است) و A 516/A 516M یعنی واحد های SI و اینچ – پوند تواما” به کار رفته اند.
• عدد ۰۱ نشان دهنده سال باز بینی یا انتشار است(۲۰۰۱).
• Grade 70 نشان می دهد که حداقل استحکام کششی (Tensile Strength ) 70 ksi است.

توجه به این نکته لازم است که در صنعت فولاد واژه های Grade، Type و Class معانی مشخصی دارند.
” Grade ” برای مشخص کردن ترکیب شیمیایی، ” Type ” برای اشاره به روش اکسیژن زدایی و ” Class ” برای نشان دادن سایر ویژگی ها نظیر درجه استحکام یا درجه پرداخت سطحی به کار می روند. اگر چه در استاندارد ASTM این واژه ها برای مشخص کردن یک فلز خاص در استاندارد تطبیق داده شده اند و معمولا” بدون تعریف خاص بکار می روند اما اساسا” همان معانی ذکر شده برای آنها صادق است. مثالهای زیر موضوع را روشن می کنند.

ASTM A 106-99 Grade A, Grade B, Grade C – Seamless Carbon Steel Pipe for High-Tempe4rature Service

 

 

نویسنده: آقای مهندس کامران خداپرستی

 

برای مشاهده ادامه مطلب کلیک کنید

طراحی و پشتیبانی : آسان پرداز