فولادها | نامگذاري فولادها | واژه ها و عناوین مهم و پرکاربرد در صنعت فولاد

نامگذاري فولادها در استانداردهاي آمریکایی

در آمریکا سازمان‌هاي مختلفی متولی امر استاندارد هستند که هر کدام از آنها سیستم ویژه اي جهت نامگذاري فولادها دارند. برخـی از ایـن سازمان‌ها عبارتند از :

انجمن آهن و فولاد آمریکا (AISI)

انجمن ملی استاندارد آمریکـا( ANSI )

انجمـن نفـت آمریکـا (API)

جامعـه مهندسین مکانیک آمریکا (ASME)

موسسه آزمون و مواد آمریکا (ASTM)

انجمن جوشکاري آمریکا (AWS)

موسـسه اسـتاندارد کانادا( CSA)

جامعه مهندسین خودرو آمریکا( SAE )

در زیر برخی از سیستم هاي نامگذاري رایج تر در بین اسـتانداردهای آمریکـایی مورد بحث قرار می‌گیرد.

استاندارد ASTM

ASTM یکی از مراجع معتبر تدوین استاندارد به شمار می رود که در سال 1898 میلادي تاسـیس شـده اسـت. کوتـاه شـده عبارت Materials and Testing for Society American است. اولین کتاب کامـل اسـتانداردهاي ASTM در سـال1915 چاپ شد . امروزه 77 کتاب استاندارد ASTM 15 در بخش وجود دارند. استانداردهاي مرتبط با فلزات در بخش هاي زیر یافـت مـی شوند:

بخش 1 محصولات آهنی و فولادها بخش 2 محصولات فلزي وغیر آهنی بخش 3 روش‌هاي آزمـون فلـزات و دسـتور العمل هاي تحلیلی

تمامی این استانداردها به صورت سالانه مورد بازبینی ( REVISION) قرار می گیرند به عنوان مثال از سال 1992 تـا 1993 از مجموع تعـداد 631 استاندارد ، 256استاندارد بخش 1 مورد بازبینی قرار گرفته اند. برخی استانداردهاي نیز ممکن است در طول یک سال چندین مرتبه دچار تغییر شوند. مطالب گفته شده نشان می دهد که استاندارد فلزات اسنادي هستند که مدام دچـار تغییـر و تحـول مـی شـوند. اسـتاندارد ASTM در حالت کلی در برگیرنده 15 فصل و 77 بخش است

فصل اول : مشتمل بر هشت بخش پیرامون محصولات آهنی و فولادها .

فصل دوم : مشتمل بر پنج بخش پیرامون محصولات فلزي غیر آهنی .

فصل سوم : مشتمل بر شش بخش در حوزه روشهاي آزمون فلزات و دستورالعمل هاي تحلیلی.

فصل چهارم : مشتمل بر سیزده بخش درباره مصالح ساختمانی .

فصل پنجم : مشتمل بر شش بخش شامل فرآورده هاي نفتی، روانکارها، سوختهاي 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 عایقهاي الکتریکی و مباحث الکترونیک.

فصل یازدهم : مشتمل بر شش بخش اطلاعات تکنولوژي آبی و مسایل محیطی.
فصل دوازدهم : مشتمل بر دو بخش پیرامون انرژي هسته اي، انرژي خورشیدي و انرژي زمین گرمایی.
فصل سیزدهم : مشتمل بر دو بخش پیرامون ابزارهاي پزشکی.
فصل چهاردهم : مشتمل بر چهار بخش روشهاي کلی و ابزارهاي اندازه گیري.
فصل پانزدهم : مشتمل بر نه بخش در حوزه ویژگیهاي محصولات عمومی.

سیستم نامگذاري استاندارد ASTM

در استاندارد ASTM همانطور که در بالا نیز اشاره شد فلزات با حرف A به همراه یک شماره مشخص می شـوند . ایـن روش نامگـذاری اغلب براي مشخص کردن محصولی خاص بکار می رود مثلا” A548 براي مفتـول فـولاد کربنـی بـا کیفیـت کلـه زنـی سـرد ( cold heading ) براي تولید پیچ به کار می رود.

تعریف فلزات آهنی

تا قبل از 1993 میلادي، ASTM تعریف فلزات آهنی را بر مبناي ترکیب شیمیایی نامی قرار داده بود که در آن آلیاژ آهنی به آلیاژي گفته می شد که میزان آهن آن بیشتر یا مساوي 50 درصد بود. در اینصورت آلیاژ با حرف A شروع می شد. اگر میزان آهن کمتر از 50 درصد بود آلیاژ غیر آهنی شده و با حرف B آغاز می گشت . در حال حاضر ASTM تعریف اروپایی فولاد را که در استاندارد 10020 EN CEN تحت عنوان “تعریف و تقسیم بندي فولاد ها” آمده است را پذیرفته است .

استاندارد فولادها تا قبل از 1993 میلادي

ماده اي که مقدار وزنی آهن در آن از هر عنصر مجزاي دیگر بیشتر است و عموما” میزان کربن آن کمتر از 2 درصد بوده ونیز شامل عناصردیگري باشد. تعداد محدودي از فولادهاي کرم دار ممکن است بیش از 2 % کربن داشته باشند اما 2 % مرز بین فولاد و چدن است.
CEN همچنین پیشنهاد کرده است که عبارت وزنی (weight by ) به جرمی ( mass by ) تغییر یابد تا هماهنگی با سیستم بینالمللی واحدها (SI ) ایجاد گردد.

فولادهاي ASTM

مثال‌های زیر کاربرد حروف و اعداد را در این استاندارد براي نامگذاری فولادها مشخص می‌کنند.

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 هاي چدن، فولاد کربنی، فولاد آلیاژي یا فولاد زنگ نزن تقسیم نمی کند.
عدد 516 یک شماره ترتیبی است که مستقیما” با خواص فلز ارتباطی ندارد.
حرف M نشان می دهد که استاندارد بر مبناي واحدهاي SI نوشته شده است (حرف M از واژه Metric آمده است ) و A 516M A/516 یعنی واحد هاي SI و اینچ – پوند تواما” به کار رفته اند.
عدد 01 نشان دهنده سال باز بینی یا انتشار است(2001) 70 Grade نشان می دهد که حداقل استحکام کششی (Strength Tensile ( ksi 70 است.

توجه به این نکته لازم است که در صنعت فولاد واژه هاي Grade ،Type و Class معانی مشخصی دارند
” Grade ” براي مشخص کردن ترکیب شیمیایی، ” Type ” براي اشاره به روش اکسیژن زدایی و ” Class ” براي نشان دادن سایر ویژگی ها نظیر درجه استحکام یا درجه پرداخت سطحی به کار می رود .

گر چه در استاندارد ASTM این واژه ها براي 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 براي آنها صادق است.

سیستم نامگذاري استاندارد ASME

بخشی از این استاندارد که شامل استاندارد مواد براي کاربرد آنهاست عبارتست از:

ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section II, Part A and B

در این بخش ها از تطبیق استاندارد ASTM با کد ASME استفاده شده است و حرف S ” “جلو شماره استاندارد ASTM مربوطه اضافه می شود تا نشان دهد که این مربوط به کد ASME است.

A Part از II Section کد ASME مربوط به فلزات آهنی و B Part مربوط به فلزات غیر آهنی است. مثال زیر ارتباط بین سیستم هاي نامگذاري ASME و ASTM را نشان می دهد.

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

این استاندارد همانند 70 Grade 01-516/516 A ASTM است با این تفاوت که SA ” “نشان می دهد این استاندارد با کد ASME منطبق شده است .

سیستم نامگذاري SAE/AISI

سیستم نامگذاري SAE/AISI از سیستم چهار رقمی براي مشخص کردن فولادها کربنی و آلیاژي بر اساس ترکیب شیمیایی بهره می برد.

بر اساس این سیستم، دو رقم آخر نشان دهنده میزان کربن برحسب صدم درصد است. رقم اول از سمت چپ مشخص کننده طبقـه اي است که فولادها به آن تعلق دارد و مطابق است با :
عدد 1 براي فولادهاي کربنی
عدد 2 براي فولادهاي نیکل دار
عدد 3 براي فولادهاي نیکل – کرم
عدد 4 براي فولادهاي مولیبدن دار
عدد 5 براي رفولادهاي کرم دا
عدد 6 براي فولادهاي کرم – وانادیم
عدد 7 براي فولادهاي تنگستن دار
عدد 8 براي فولادهاي سیلیسیم – منگنز

در این نشانه هاي رقم دوم عموما” مشخصه درصد متوسط عنصر مسلط است. در این سیستم اضافه شدن عنصر B( بـر) بـه آلیـاژ جهـت افزایش سختی پذیري با حرف “B “و اضافه شدن Pb (سرب) جهت بهبود قابلیت ماشینکاري بـا حـرف L ” “نمـایش داده مـی شـود.
پیشوند “M ” براي فولاد با کیفیت تجاري و پیشوند ” E ” براي فولاد تولید شده با کوره الکتریکـی و پـسوند” H ” جهـت قابلیـت سختی پذیري به کار می روند. جدول زیر به شناخت بهتر این سیستم کمک می کند.

فولادهای زنگ نزن

سیستم نامگذاري فولادهای زنگ نزن کارشده (s.s wrought ) که نخستین بار توسط AISI پیشنهاد شده و توسعه یافته اسـت، از 3 عدد که در برخی موارد حروفی به دنبال آنها می آید، تشکیل شده است. نخستین رقم، کلاس آلیاژ را مشخص می کند. بـدین صـورت کـه 2xx ,3xx سري فولادهاي زنگ نزن آستنیتی هستند و مارتنزیتی ها و فریتی ها با 4xx مشخص می‌شـوند.

متاسـفانه در ایـن سیـستم نامگذاري ، رقمهاي دوم و سوم ترکیب شیمیایی آلیاژ را به ما نمی دهند. همچنین در مورد سري 4xx تمایز بین فولاد زنگ نزن فریتی بـا مارتنزیتی پیش بینی نشده است. مثلا” 430 و 446 فریتی هستند در حالیکه 431 و 440 مارتنزیتی می باشند. معانی حروف پـسوند و نیز دو رقم آخر در سیستم نامگذاري UNS در جدول زیر نشان داده شده اسـت. (در مـورد سیـستم نامگـذاري UNS در قـسمت بعـديصحبت خواهد شد) برخی انواع فولاد زنگ نزن در سیستم نامگذاري AISI وجود ندارند . این فولادهاي زنگ نـزن غیـر اسـتاندارد شـامل فولادهاي زنگ نزن رسوب سخت شده، بیشتر فولادهاي زنگ نزن DUPLEX و فولادهاي زنگ نزن آلیاژي هستند.

سیستم نامگذاری شماره‌ای UNS ( برای فلزات ، فولادها و آلیاژها)

متخصصان و کارشناسـان ASTM و SAE 1967 در سـال مـیلادي مطالعـاتی را بـه منظـور ایجـاد سیـستم شـماره گـذاري یکـسان (UNS : System Numbering Unified ) براي فلزات و آلیاژها آغاز نمودند. این برنامه سه وجه مختلف را دنبال می کرد.

1 – ســــاده کــــردن سیــــستمهاي نامگــــذاري متعــــددي کــــه در طــــول ســــالهاي گذشــــته بــــه طــــور مــــستقل ایجاد شده بودند. 2 – اختصاص دادن شماره اي مشابه براي نامهاي تجاري بویژه در مواقعی که چند شرکت، یـک آلیـاژ را تحـت نـام هـاي تجاري گوناگون تولید می کنند . 3 – ایجاد یک سیستم جدید سازگار با رایانه توسط توسعه یک روش ثابت .

سیستم نامگذاري به روش UNS

این روش سیستمی متشکل از یک حرف و 5 عدد است. این سیستم فقط ترکیب شیمیایی فلز یا آلیاژ را به تنهایی نشان می دهد و استاندارد یا مشخصه فلز محسوب نمی شود . در اکثر موارد سعی شـده اسـت تـا سیـستم UNS بـا سـایر سیـستم هـاي نامگـذاري موجـود بـویژه SAE/AISI تا حد امکان انطباق داشته باشد.

به عنوان مثال ، حرف پیشوند UNS براي فولادها کربنی و آلیاژي حرف G ” “اسـت . چهار رقم اول پس از آن مطابق همان سیستم SAE/AISI در نظر گرفته شده است مثلا G10400 . حـروف B و L کـه کـاربرد آنها پیش از این در سیستم SAE/AISI مورد بررسی قرار گرفت.

در سیستم UNS با اعـداد ” 1 ” و ” 4 ” بـه عنـوان رقـم پـنجم جایگزین شده اند.بجاي حرف E هم از عدد ” 6 ” استفاده می گردد. الزامات سختی پذیري فولاد که درSAE/AISI بـا H نـشان داده مـی شـد در UNS بـا HXXXXX نـشان داده مـی شـود.

سیستم نامگذاري اروپایی فولادها – 10027 E

سیستم نامگذاري اروپایی فولادها در 10027 EN استاندارد شده است و شامل دو بخش Numbers Steel-2Part
Names Steel- 1 Part است.

این استاندارد مرجعی جهت فولادها بر اساس نام آن و شماره آن است. این روش بدین منظور به کـاررفته است تا از سردرگم شدن احتمالی کاربر در تشخیص فولادها کاسته شده و نیز از مشکلات احتمالی آینده براي تصحیح نـام یـا شـماره فولاد ها جلوگیري گردد. لازم به ذکر است که شماره فولاد و نام فولاد لزوما” قابل تبدیل به یکدیگر نیستند.

نام فولاد (Name Steel )

نام فولاد ترکیبی از حروف و اعداد است که نحوه نام گذاري در 1-10027 EN و در گزارش تکمیلی CEN بـا شـماره 10260 CR آمده است. مطابق این سیستم نامهاي فولاد ها در دو گروه به شرحی که بعدا” خواهد آمد تقسیم بندي می شـوند. ایـن سیـستم از بعـضی جنبه ها شبیه (اما نه همانند ) روش نام گذاري ISO در گزارش فنی 1989: 4949 TR ISO با عنوان ” نام هاي فولادها بـر اسـاس حروف ” است.

نام فولاد – ۱ گروه

استاندارد 1-10027 EN به فولادها یی اشاره دارد که بر اساس کاربرد و خواص مکانیکی یا فیزیکیشان مشخص شده اند.

این فولادها با یک یا چند حرف مرتبط با کاربرد و به دنبال آنها عددي مرتبط با خواص ، مشخص می شوند .

به عنـوان مثـال اسـامی فولادهـايساختمانی با S که مخفف Structural است، آغاز می گردد . این حروف در زیر نمایش داده شده اند.

S Structural steels
P Pressure purpose steels
L Linepipe steels
E Engineering steels
B Steels for reinforcing concrete
Y Steels for prestressing concrete
R Rail steels or steels in the form of rails
H Cold rolled flat products of high strength steels for cold forming
D Flat products for cold forming
T Tinmill products (steel products for packaging)
M Electric steels

این گروه براي مشخص کردن فولادها بر اساس ترکیب شیمیایی آنها در نظر گرفته شده است . به 4 زیر گـروه بـر اسـاس میـزان عناصـرآلیاژي تقسیم می شود.

شماره‌های فولادها (Numbers Steel )

استاندارد 2 Part EN10027 نام گذاري فولادها بر اساس شماره بیان می کند که می تواند تکمیل کننده نام گذاري با نام فولاد کـه در بالا به آن اشاره شد .

در این روش تعداد ارقام ثابت بوده و براي داده پردازي مناسب است . عدد به صورت XXXX.1 اسـت کـه
عدد 1 اشاره به فولاد دارد.دو عدد اول پس از 1 گروه فولاد را مشخص می کنند.

فولادهاي غیر آلیاژي (steels alloy-Non)

فولادهاي پایه (steels base ،( کیفی (steels quality ( و ویژه (steels special ( در این گروه قرار دارند که بدین منظور ارقام دوم و سوم شماره فولاد، رده کیفی فولاد را با توجه به کاربرد یا خواص مشخص می کنند.

فولادهای آلیاژی (steels Alloy)

استاندارد 10020 EN بین فولادهاي کیفی آلیاژي و فولادهاي ویژه آلیاژي تفاوت قائل شده است.

فولاد کیفی آلیـاژي بـراي عملیـات حرارتی کوئیج – تمپر یا سخت کاري سطحی طراحی نشده اند بلکه جاهایی به کار می روند که خواص خاص مورد نیاز است .

این رده شامل برخی فولادهاي ساختمانی دانه ریز براي جوشکاري، برخی از فولادهاي الکتریکی و فولادهاي آلیاژي براي کاربردهاي شکل دادن سرد بـاکاهش سطح مقطع زیاد می با شد .

سیستم نامگذاري فولادها طبق DIN

کمیتـه استاندارد آلمان در اولین انتشار برنامه فولاد، در سال 1942 ،تصمیم گرفت که به هر نوع استاندارد شده یک نشانه کوتاه اختصاص داده شود . تا اینکه به صورت واضح در مدارك قطعات، نقشه ها، سفارشها و مکاتبات مشخص گردد . در ابتدا نام کوتاه فولادها تا حد ممکن سـاده بـود اما از سیستم واحدي پیروي نمی شد . مدتی بعد در 17006 DIN سیستمی متشکل از حروف و اعداد برقرار گردید که به سـهولت بتـوانبه کمک نام کوتاه فولاد، خصوصیات مربوط را بدست آورد . علاوه بر این در 17006 DIN یک سیستم عددي بـه عنـوان شـماره مـواد
وضع گردیده که نه فقط براي فولادها بلکه براي سایر آلیاژهاي غیر آهنی نیز صادق است .

نام کوتاه

نام کوتاه فولادها بر اساس دو تقسیم بندي مختلف ساخته می شود : بسته به خواص کاربردي و بسته به ترکیب شیمیایی .

نامگذاري بر اساس خواص کاربردي

دراینجا نام کوتاه به فولادهاي عمومی ساختمانی اختصاص داشته که بعد از St به معنی فولاد، عددي که مشخص کننده حداقل استحکام بیان شده که حدود 10/1 از مقدار آن بر حسب mm/N 2 کششی است، نوشته می شود .

نامگذاری فولادهای غیر آلیاژی

نام کوتاه عموما” از علامت شیمیایی C و عدد مشخصه مقدار کربن تشکیل شده است، مثلا” C15 .
جهت تمایز فولادهاي غیر آلیاژي یا مشخصه وابستگی آن به گروه معینی از فولادها، بعد از علامت C حروف زیر با معانی معینی می آیند :
f فولاد براي سخت کاري شعله اي و القایی، مثلا” 53 Cf .
k فولاد نجیب با مقدار پایین فسفر و گوگرد، مثلا” 15 Ck .
m فولاد نجیب با محدوده معینی از – نه فقط حد مجاز بالا- مقدار گوگرد، مثلا” 35 Cm .
q فولادهاي کربوره و بهسازي جهت کله زنی سرد، مثلا” 35 Cq
گاهی بعد از عدد مشخصه مقدار کربن، حرف مشخصه زیر نیز می آی دن :
W کیفیت فولاد ابزاري، مثلا” W 110 C
W1 فولاد ابزاري با کیفیت درجه اول مثلا” W1 80 C
W2 فولاد ابزاري با کیفیت درجه دوم ، مثلا” W2 80 C

سیستم شماره گذاري مواد براي فولادها و فولادهاي ریختگی طبق 007 17 D

شماره مواد یک عدد هفت رقمی به قرار زیر است:
X.XXXX.X

X گروه اصلی مواد
XXXX شماره نوع
X ارقام پیوست

گروه اصلی مواد

براي گروه اصلی مواد می توان نوشت:
0 چدنها و آلیاژهاي فررو 1 فولادها 2 فلزات سنگین غیر از Fe 3 فلزات سبک 4 تا 8 فلزات غیر آهنی 9 آزاد براي کاربردهاي داخلی گروه اصلی 0 و1 مربوط به همه موادي است که در آن آهن (Fe ( بیشترین مقدار را دارد.

شماره نوع

دو رقم اول شماره نوع فولادها و دو رقم بعدي ارقام شمارنده می باشند نوع فولاد به گروههاي زیر تقسیم بندي می شود:
فولادهاي پایه و کیفی و فولادهاي نجیب این گروهها بر حسب ترکیب شیمیایی و نیز ویژگیهاي قابل توجه که از شرایط فنی کاربردي و تولیدي حاصل می شـود، بـه زیـر مجموعـه هاي کوچکتر تقسیم بندي می شوند .

از ارقام شمارنده نمی توان در مورد میزان کربن و عناصر آلیاژي اظهار نظر کرد.

ارقام پیوست

فقط وقتی نبه کار می رود که براي مشخصه واضح مواد لازم است.اولین رقم پیوست جهت مشخصه فرآیند تولیـد فـولاد بـه کار می رود، بدین ترتیب که :
0 نامعین یا اهمیت نامشخص 1 فولاد توماس ناآرام 2 فولاد توماس آرام 3 فولاد نا آرام سایر انواع ذوب ریزیها، مثل ” فولاد ویژه – هـوادمش 4 فولاد آرام سایر انواع ذوب ریزیها،، مثل ” فولاد ویژه – هوا دمش 5 فولاد زیمنس – مارتین ناآرام 6 فولاد زیمنس – مارتین آرام 7 فولاد اکسیژن دمش ناآرام 8 فولاد اکسیژن دمش آرام 9 فولاد الکترو

دومین رقم پیوست جهت مشخصه وضعیت عملیات حرارتی به کار می رود:
0 بدون عملیات حرارتی یا عملیات حرارتی دلخواه (بعد از شکل دادن هیچگونه عملیات حرارتی معینی نه مدرخواست وی شود نه انجام می گیرد، معمولا” در وضعیت نورد گرم محصولات به همان صورت تحویل داده می شود ). 1 بازپخت نرمال 2 بازپخت نرم 3 عملیات حرارتی جهت ماشینکاري آسان 4 بهسازي چقرمه 5 بهسازي 6 بهسازي سخت 7 تغییر شکل سرد8 تغییر شکل سـرد سـختی فنـري 9 عملیـات حرارتی بر حسب داده هاي مشخص .

فولادهاي ابزار

عدد اول مقدار میانگین C را به صدم درصد بیان می کند. اگر مقدار آن حدود 1 % و یا بیشتر از 1 %شود حذف می شود.

استاندارد ژاپنی نامگذاري فولادها JIS

این استاندارد، توسط کمیته استانداردهاي ژاپنی که وابسته به وزارت صنایع و بازرگانی بین المللی ژاپن می باشد، تهیه و تدوین شـده اسـت.
استاندارد ژاپنی، با حروف بزرگ JIS شروع می شود و به دنبال آن یک حرف که نوع محـصول را مـشخص مـی کنـد، (مـثلا” G بـراي فولادهاي کربنی و کم آلیاژي ) می آید و پس از آن چند شماره و حروف دیگر قرار دارد.

ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید:

اینستاگرام : https://www.instagram.com/folad_karan_tehran

فیسبوک: https://www.facebook.com/jamal.fazli.948

لینکدین: https://www.linkedin.com/in/jamal-fazli-65890a1b6

پینترست: https://nl.pinterest.com/fuladk

آپارات: https://www.aparat.com/FuladKaran