استانداردهای نامگذاری فولادها - آریا مذاب

این متن به معرفی استانداردهای نام‌گذاری فولاد در کشورهای مختلف می‌پردازد. با توجه به تنوع بالای فولادها، این استانداردها به طبقه‌بندی و انتخاب نوع مناسب فولاد برای کاربردهای مختلف کمک می‌کنند. این استانداردها شامل مشخصات فنی، خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی فولاد و همچنین محدوده کاربرد هر نوع فولاد هستند که همگی به منظور تضمین کیفیت، ایمنی و عملکرد مطلوب تدوین شده‌اند.
از جمله مهم‌ترین استانداردهای نام‌گذاری فولاد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

استاندارد DIN آلمان
استاندارد آمریکایی AISI-SAE
استاندارد آمریکایی ASTM
استاندارد فرانسوی ANFOR
فولاد آلیاژی از کربن و و آهن است که عناصر دیگر نیز به آن اضافه می‌شوند و کاربردهای دیگری پیدا می‌کند. البته این تعریف برای یکی از مهم‌ترین عناصر در صنعت بسیار ساده است. عناصر اصلی استانداردهای فولاد شامل ترکیبات شیمیایی (درصد عناصر آلیاژی موجود در فولاد)، خواص مکانیکی (استحکام کششی، تسلیم، سختی و …)، خواص فیزیکی (چگالی، نقطه ذوب و …)، روش‌های آزمون (آزمون‌های مختلفی برای تعیین خواص فولاد) و کاربردها (محدوده کاربرد هر نوع فولاد) می‌شود. در نهایت، استانداردهای فولاد نقش بسیار مهمی در تضمین کیفیت و ایمنی سازه‌های فولادی ایفا می‌کنند. با شناخت استانداردهای فولاد و درک مفاهیم آن‌ها، می‌توان بهترین انتخاب را برای فولاد مورد نیاز انجام داد و از بروز مشکلات احتمالی جلوگیری کرد.

استاندارد DIN کشور آلمان؛ یکی از استانداردهای نامگذاری فولادها

یکی از مشهورترین استانداردهای نامگذاری فولادها، استاندارد DIN کشور آلمان است. بسیاری از مهندسان در ایران نیز از این استاندارد برای نام‌گذاری انواع فولاد استفاده می‌کنند. انستیتوی استانداردسازی کشور آلمان یا همان DIN در سال ۱۹۱۷ تاسیس شده است و هر ۵ سال یکبار استانداردهای خود را برای نام‌گذاری انواع فولاد مورد بازبینی قرار می‌دهد.
نام‌گذاری فولاد در این استاندارد از دو بخش تشکیل شده است که شامل نماد و عدد استاندارد است. این نماد ترکیبی از اعداد و حروف است که با دو مشخصه مکانیکی و شیمیایی مشخص می‌شود. مشخصه مکانیکی استحکام کشش نهایی را مشخص می‌کند و مشخصه شیمیایی میزان کربن و دیگر آلیاژها را نشان می‌دهد.
در مشخصه مکانیکی برای مثال فولادهای مورد استفاده در صنعت ساختمان دارای نام کوتاه ST هستند. بعد از ST، عددی قرار می‌گیرد که نشان‌دهنده حداقل استحکام کششی پروفیل فولادی مورد نظر بوده و واحد آن کیلوگرم بر میلی‌متر مربع است.
باید اشاره کرد که در استاندارد DIN، قبل از حرف ST می‌تواند از حروف دیگری نیز استفاده شود.

همانطور که اشاره کردیم استاندارد DIN برای نام‌گذاری از نماد و عدد استاندارد استفاده می‌کند. عدد استاندارد خود از چند بخش تقسیم می‌شود که شامل گروه اصلی، ترکیب شیمیایی و نشانه عددی است. پیش از این باید بگوییم که استاندارد DIN می‌تواند برای نام‌گذاری موارد مختلفی ازجمله فولاد استفاده شود. وقتی صحبت از نام‌گذاری فولاد در این استاندارد می‌کنیم باید بدانید که عدد اول یا عددی که نشان‌دهنده گروه اصلی می‌شود ۱ است. دو رقم بعدی نشان‌دهنده ترکیب شیمیایی هستند. به طور مثال عدد ۳۲ یا ۳۳ نشان‌دهنده تندبر است. یعنی xx1.32 فولادی از نوع تندبر خواهد بود.
یکی از کاربردهای مهم استاندارد DIN به‌عنوان یکی از پرکاربردترین استانداردهای نام‌گذاری فولاد در کنار سایر استانداردها در ریخته‌گری است. درواقع می‌توان گفت یکی از دلایلی که آشنایی با انواع استانداردها اهمیت دارد کاربرد آن در ریخته‌گری به‌عنوان یکی از مهم‌ترین روش‌هایی که است که می‌توان از فولاد استفاده کرد.

نامگذاری فولادها طبق استاندارد AISI/SAE

یکی دیگر از استانداردهای نامگذاری فولادها، استاندارد بسیار مشهور AISI/SAE است. این استاندارد توسط انجمن آهن و فولاد آمریکا و همچنین جامعه مهندسین خودرو در این کشور تدوین می‌شود. با وجود این که در ایران بیشتر از استاندارد DIN آلمان برای نام‌گذاری انواع فولادهای استفاده می‌شود، آشنایی با استاندارد AISI/SAE نیز یک ضرورت به‌شمار می‌آید. به‌خصوص برای صاحبان صنایع و متخصصان فعال در حوزه خودروسازی که باید با این استاندارد آشنایی کامل داشته باشند. این سیستم از چهار رقم xxxx تشکیل شده است که نوع فولاد را مشخص می‌کنند. دو رقم اول به شما می‌گویند که فولاد از نوع کربنی است یا آلیاژی.

اگر رقم اول هر عددی غیر از “۱” باشد، آن فولاد از نوع آلیاژی است.
اگر رقم اول “۱” باشد، آن فولاد از نوع کربنی است. برای فولادهای کربنی ساده، از xx10 استفاده می‌شود. (دو رقم آخر در انتهای این توضیح بیان خواهد شد.)
استثنا: اگر رقم دوم “۳” باشد، این فولاد از نوع آلیاژ منگنز xx13 است، که امروزه خیلی رایج نیست.

در مورد تحلیل رقم دوم باید بگوییم که:

اگر رقم دوم “۱” باشد، فولاد از نوع کربنی با اضافه شدن گوگرد است xx11، گوگرد برای بهبود قابلیت ماشین‌کاری اضافه به فولاد اضافه می‌شود.
اگر رقم دوم “۲” باشد، فولاد از نوعی است که گوگرد و فسفر به آن اضافه شده‌اند xx12 قابلیت ماشین‌کاری آن بهتر شود. گریدهای ۱۲۱۵ و 12L14 از نمونه‌های رایج این نوع فولاد هستند. (همان‌طور که شاید بدانید، حرف “L” در 12L14 نشان‌دهنده اضافه شدن سرب است.)
اگر رقم دوم “۵” باشد، فولاد از نوع کربنی با منگنز بالا است.گریدهای ۱۵۲۴ و ۱۵۴۱ از نمونه‌های این نوع فولاد هستند که در صنعت بیشتر دیده می‌شوند.
حرف B در نام فولاد نشان می‌دهد که فولاد با بورون فرآوری شده است که به آن ویژگی خاصی در عملیات حرارتی می‌دهد. مثلاً 15B21 برای ساخت پیچ‌های که نیاز به عملیات حرارتی دارند، استفاده می‌شود.
حالا که متوجه شدید دو رقم اول در نامگذاری فولادها چه معنی‌ای دارند، بیایید نگاهی به دو رقم آخر بیندازیم.
دو رقم آخر در نام گرید، میزان متوسط کربن موجود در فولاد را به درصد وزنی نشان می‌دهند. به‌عنوان مثال، گرید ۱۰۱۸ یک فولاد کربنی ساده با ۰.۱۸% کربن است. ۱۱۴۴ یک فولاد با ۰.۴۴% کربن بوده که برای استحکام بیشتر و قابلیت ماشین‌کاری بهتر گوگرد به آن اضافه شده است.
همانطور که در بالا هم ذکر کردیم ریخته‌گری یکی از مهم‌ترین روش‌هایی است که استفاده از فولاد را آسان می‌کند. اما شاید مهم‌ترین دغدغه در مورد این روش قیمت آن است.

استاندارد ASTM؛ یکی دیگر از استانداردهای نامگذاری فولادها

یک دیگر از استانداردهای نامگذاری فولادها، استاندارد ASTM است. به‌طور کلی این استاندارد کم‌تر از AISI/SAE استفاده می‌شود اما آشنایی با ASTM برای فعالیت در صنایع مختلف نیز ضروری است. استاندارد ASTM توسط موسسه آزمون مواد آمریکا تدوین می‌شود که در سال ۱۹۰۲ تاسیس شده است. در این استاندارد از ۵ عدد و یک حرف برای نام‌گذاری انواع فولادها استفاده می‌شود. هر استاندارد ASTM با یک حرف بزرگ از A تا H، یک عدد سریالی (۱ تا ۴ رقمی)، یک خط فاصله و سال صدور مشخص می‌شود. گاهی ممکن است برخی استانداردهای ASTM حاوی M برای نشان دادن مقیاس متریک یا سال تجدیدنظر در پرانتز باشند.

برای اینکه بهتر با خواندن این استاندارد آشنا شوید بهتر است به مثال زیر توجه کنید:

مثال: A328/A328m-13a (2018) مشخصات استاندارد برای ورق فولادی پروفیل.
A: نشان‌دهنده یک فلز آهنی است، اما نوع آن که می‌تواند فولاد کربنی، آلیاژی، ابزاری، ضد زنگ یا چدن باشد، مشخص نیست.
۳۲۸: یک شماره ترتیبی است که به خواص فلز ارتباطی ندارد.
M: نشان‌دهنده واحدهای متریک است.
۱۳: سال پذیرش استاندارد.
a/b: دومین یا سومین بازبینی استاندارد.
(۲۰۱۸): سال آخرین تجدید نظر

در این استاندارد، تعیین کردن گروه، نوع و کلاس فولاد از اهمیت بالایی برخوردار است. در واقع با تعیین این پارامترها می‌توان ترکیب شیمیایی، روش اکسیژن‌زدایی و مواردی مانند استحکام و عیوب را مشخص کرد. شایان ذکر است که در بسیاری از موارد، استاندارد ASTM با استاندارد AISI/SAE شباهت دارد و هر دو استاندارد در کشور آمریکا و بیشتر نقاط جهان از اعتبار یکسانی برخوردار هستند. به همین خاطر می‌توان از این استاندارد نیز به‌صورت جایگزین استاندارد AISI/SAE استفاده کرد.

استاندارد فرانسوی ANFOR

استاندارد فولاد AFNOR فرانسه عمدتاً در کشورهای فرانسوی‌زبان و شرکت‌هایی که با آن‌ها همکاری می‌کنند، استفاده می‌شود این استاندارد از ترکیبی خاص از حروف و اعداد برای نامگذاری هر نوع فولاد استفاده می‌کند. در صورتی که از شماره سریال استفاده نشود، ساختار معمول به این شکل است:

حرف اول نوع فولاد را نشان می‌دهد (برای مثال، Z نشان‌دهنده فولاد ضد زنگ است).
اعداد بعد از آن ۱۰۰ برابر محتوای کربن را بیان می‌کنند، سپس حروف، اصلی‌ترین عناصر آلیاژی را نشان می‌دهند (مانند C برای کروم، N برای نیکل و غیره). آلیاژها می‌توانند کاربرد فولاد را تعیین کنند و تاثیرات متفاوتی برجای بگذارند.

ضرورت آشنایی با استانداردهای نامگذاری فولادها در فعالیت‌های صنعتی

به توجه به تنوع بسیار زیاد فولادهای مورد استفاده در صنایع، آشنایی با استانداردهای نامگذاری فولادها یک ضرورت به‌شمار می‌آید، چرا که با شناخت این استانداردها و مفهوم هر یک از حروف و اعداد به کاررفته در آن‌ها شما می‌توانید خواص فولاد مانند خواص فیزیکی، ترکیبات شیمیایی، روش اکسیژن‌زدایی و موارد دیگر را مشخص کنید.

ریخته گری استیل نسوز

ریخته گری لوله استیل نسوز

ریخته گری گریز از مرکز

ریخته گری استیل ca6nm

ریخته گری استیل ۳۰۴