فولاد بهلر

فولاد نرم، نوعي فولاد كربني است كه داراي مقدار كمي «كربن» مي‌باشد. خيلي از افراد، اين نوع فولاد را با نام «فولاد كم كربن» مي‌شناسند.فولاد آلياژي

مقدار كربني كه به طور معمول در فولاد نرم يافت مي‌شود، بين 0.05٪ تا 0.25٪ وزني است، در حالي كه فولادهاي كربني بالاتر به طور معمول داراي محتواي كربن از 0.30٪ تا 2.0٪ هستند.

Mild Steel فولاد آلياژي نيست؛ به اين معنا كه فقط آهن در اين نوع فولاد يافت مي‌شود و كروم، موليبدن و ساير عناصر آلياژي در اين نوع فولاد وجود ندارد. از آنجايي كه محتواي كربن و عناصر آلياژي آن نسبتاً كم است، خواص متعددي وجود دارد كه آن را از فولادهاي كربني و آلياژي بالاتر متمايز مي‌كند.فولاد آلياژي
اين دسته از فولادها نسبت به ديگر خانواده هاي فولادي بسيار ارزان تر بوده، اما با اين وجود، با توجه به خواصي كه دارند، مناسب بسياري از پروژه ها مي باشند.

فولاد نرم و فولاد كم كربن معمولاً:

1-خواص جوشكاري مناسبي دارند. دچار ترك خوردگي نمي شوند. نياز به گرم كردن قبل از جوشكاري ندارند. البته بعد از عمليات جوشكاري لازم است عمليات حرارتي بر روي آن انجام گيرد.
2-ماشين كاري آنها بسيار راحت است.
3-بسيار سخت و بادوام هستند.
4-انعطاف پذير بوده و شكل پذيري آنها آسان است.
5-قابليت كشش مناسبي دارند
6-رسانا هستند و داراي خواص مغناطيسي مي باشند.

فولاد آلياژي

معمولاً پروژه هايي كه مقدار قابل توجهي از فولاد مورد نياز باشد، مهم ترين گزينه پيش روي پيمانكاران فولاد ساده كربني و فولاد نرم خواهد بود. چون به راحتي در دسترس بوده و قيمت بسيار مناسبي دارند (برخلاف ورق استنلس استيل كه به علت وجود عناصر گران نيكل و گروم قيمت بالاتري دارند). البته از نقاط ضعف اين فولادها نيز نبايد غافل شد.فولاد آلياژي

ويژگي‌هاي فولاد نرم

• پايين بودن درصد كربن در فولاد نرم، به اين معناست كه اين نوع فولاد نسبت به فولادهاي كربن بالا، قابل انعطاف، ماشينكاري و جوش‌پذيري بالايي دارد.
• فولاد نرم مقاومت كششي كمتري نسبت به فولادهاي كربني بالا دارد.
• فولاد آلياژي
• از ديگر ويژگي‌هاي فولاد نرم مي‌توان به اين موضوع اشاره كرد كه داراي مقدار زيادي آهن و فريت است و همين موضوع به آن خاصيت مغناطيسي مي‌بخشد.
• آهن موجود در فولاد نرم در صورت عدم پوشش مناسب، در معرض زنگ زدگي قرار مي‌گيرد.
• وجود مقدار ناچيزي عناصر آلياژي به فولاد نرم كمك مي‌كند تا در مقايسه با ساير فولادها، مقرون به صرفه باشد.
• فولاد آلياژي

فولاد نرم معمولا حاوي 0.16 تا 0.29 درصد كربن مي باشد. از جمله عمليات هايي كه جهت سخت سازي اين فولاد به كار گرفته مي شود، كربوريزاسيون مي باشد. در اين عمليات، فولاد، باقيمانده كربن فرار حاصل از سوخت زغال سنگ را دريافت كرده و به همين دليل با بالارفتن نرخ كربن در آن، سخت مي گردد.

جرم حجمي فولاد نرم 7.85 گرم بر سانتي مترمكعب مي باشد.فولاد آلياژي

ثابت مدول يانگ فولاد نرم، 210 گيگا پاسكال مي باشد.

اين ثابت، تابعي از تنش بر كرنش فولاد مي باشد. در حقيقت تنشي كه فولاد تا نقطه تسليم تحمل مي كند تقسيم بر كرنش (تغيير طول) فولاد.

تركيب شيميايي فولاد نرم

• شامل 0.25٪ كربن
• بين 0.4٪ تا 0.7٪ منگنز
• فولاد آلياژي
• بين 0.1٪ تا 0.5٪ سيليكون

مقدار كمي فسفر ، سرب، گوگرد و ساير عناصر ديگر ممكن است در برخي فولادهاي هم خانواده اصلاح شده آن وجود داشته باشد.

كاربردهاي فولاد نرم

• خودروسازي
• شامل كف كاميون ها و درب اتومبيل
  ساخت بست و پيچ و مهره
  قطعات ماشين آلات مانند سنجاقك
• فولاد آلياژي
• دوك نخ ريسي
• شفت
• فولاد آلياژي
• ميله و چرخ هاي دستي
• اشكال ساختاري مورد استفاده در ساخت پل ها و ساختمان ها

فولاد نرم از نظر صنعتي در دو نوع st37 و st52 توليد مي‌شود و هر كدام از اين دو مورد، درجه نرمي متفاوتي دارند.فولاد آلياژي

فولاد st37، از ميزان نرمي بيشتري برخوردار است، جوش‌پذيري آن بالا و راحت است و به دليل داشتن خواص مكانيكي عالي، معمولا در ساختمان سازي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

اين در حالي است كه فولاد st52، به دليل داشتن عناصر مختلف، ساختار بلور ريزتري دارد و در نهايت باعث افزايش مقاومت، جوش پذيري و انعطاف‌پذيري خواهد شد.فولاد آلياژي

نكته قابل توجه اينجاست كه فولاد نرم در آمريكا در 85 درصد مواقع استفاده‌هاي زيادي مي‌شود و تقاضاي بالاي مصرف اين نوع فولاد، باعث شده كه قيمت كمتري نسبت به ساير فولادها داشته باشد.فولاد آلياژي

در ايران نيز ار فولاد نرم در موارد مختلفي استفاده مي‌شود؛ چرا كه همان‌طور كه از اسم ان مشخص است، نرم‌ترين فولادي است كه كمترين ميزان كربن را داراست و همين موضوع سفتي فولاد را افزايش مي‌دهد.فولاد آلياژي

فولاد كم كربن

فولاد كم كربن همانطور كه از نامش مشخص است، حاوي كربن به مراتب كمتري نسبت به ساير گروه هاي فولادي مي باشد.

در حالي كه فولاد كربني (كربن استيل) مي تواند تا حدود 2 درصد كربن داشته باشد، فولاد كم كربن معمولا حاوي 0.05٪ تا 0.15٪ كربن مي باشد.
يكي از مهمترين نقاط ضعف شناخته شده در فولاد كم كربن، استحكام تسليم پايين آن مي باشد.فولاد آلياژي

استحكام تسليم آلياژ، نقطه اي در نمودار مي باشد كه در آن آلياژ شروع به تغيير شكل غير خطي مي كند.

يعني هم به صورت الاستيك (تغيير شكل برگشت پذير) و هم به صورت پلاستيك (تغيير شكل غير قابل برگشت) .

وقتي كشش فولاد از حد مجاز عبور كند، يعني بالاتر از استحكام تسليم مجاز، فولاد تحمل خود را از دست داده و اصطلاحاً دچار شكست مي شود.

فولادهاي كربني بصورت كلاسه بندي شده بر اساس مقوله اكسيژن، به صورت زير طبقه بندي مي شوند:

1- فولادهاي ناآرام: يك نوع فولاد كم كربن اكسيژن زدايي نشده است.

فولاد آلياژي

2- فولاد ريختگي شبيه فولاد نيمه آرام

3- فولاد نيمه آرام: به اين فولاد اكسيژن زداهايي از قبيل سيليسيم به ميزان كم در حدود 1/0 درصد اضافه مي شود.

4- فولاد آرام: فولادي كه اكسيژن آن به طور كامل توسط منگنز و سيليسيم و يا آلومينيوم قبل از ريختن، زدوده شود. عمليات اكسيژن زدايي و پروسه هاي ساخت فولاد بر روي مشخصات و خواص فولاد تاثير مي گذارد.

بررسي ويژگي هاي كم كربن

• زمان خنك شدن كوتاه
• نرمي
• فولاد آلياژي
• مقاومت در برابر ضربه
• شكل پذيري

به راحتي براي پردازش هاي مختلف مانند جعل و برش جعلي قبول مي كند.

معمولاً در توليد كننده ميله هاي فولادي ، قطعات مهر زني ، زنجير ، پرچ ، پيچ ، سيم و غيره استفاده مي شود.

پس فولاد كم كربن  به فولادهاي نرم معروف اند ، به صورت محصولات نورد شده (مثل تسمه و ورق) يعني در شرايط آنيل شده و نورد سرد شده به بازار عرضه مي شوند . اين فولادها به آساني جوشكاري و ماشين كاري شده ، قابليت شكل پذيري بالايي داشته و ارزان قيمت نيز مي باشند . فولادهاي كم كربن كاربردهاي زيادي در صنعت دارد به عنوان مثال به شكل ورق در بدنه هاي خودرو استفاده مي شود .فولاد آلياژي

فولاد فنر (به انگليسي: Spring steel) نام گستره فراواني از فولادهاي مختلف است كه در ساخت فنرها، مخصوصاً كمك فنرهاي خودرو و سيستم‌هاي تعليق ماشين آلات صنعتي كاربرد دارد. معمولاً اين فنرها، فولادهاي آلياژ-پايين منگنز دار، فولادهاي كربن-متوسط يا فولادهاي پركربن با استحكام‌هاي تسليم خيلي بالا هستند.

استحكام تسليم بالا اجازه مي‌دهد كه فنرهاي فولادي پس از تغييرشكل‌هاي نسبتاً بزرگ دوباره به حالت اوليه خود بازگردند.

درجه‌هاي مختلف
بسياري از درجه‌هاي مختلف فولادها را مي‌توان سختكاري و تمپر كرد تا براي كاربرد فنر مناسب شوند، با اين حال بعضي از فولادها خواص بسيار مناسب تري براي اينكار دارند.

دسته بندي انواع فولادهاي فنر

فولادهاي فنر از لحاظ تركيب شيميايي به سه دسته تقسيم بندي مي شوند:

فولاد فنر پر كربن

اين نوع از فولاد فنر در كاربردهايي كه به تحمل بار و درجه حرارت بالا نياز نمي باشد، مورد استفاده قرار مي گيرند و داراي قيمتي ارزان تر نسبت به ساير فولادهاي فنر مي باشند.

فولاد فنر آلياژي

اين نوع از فولادهاي فنر در مواقعي كه به مقاومت در برابر تنشها و بارگذاري هاي زياد نياز است، كاربرد دارند اما از لحاظ مقاومت به درجه حرارت، كاربرد چنداني ندارند.

فولاد فنر زنگ نزن

اين نوع از فولادهاي فنر در كاربردهايي كه نياز به مقاومت به خوردگي و تحمل دماي بالاتر از ۲۸۰ درجه سانتيگراد است، مورد استفاده قرار مي گيرند.

انواع فولادهاي فنر موجود در بازار

فولاد فنر ck75

فولاد فنر ck75 يكي از فولاد هاي فنريست كه براي توليد فنر با دقت ابعادي و كيفيت سطح بالا به كار مي رود.

فولاد فنر ck67

فولاد فنر ck67 داراي استحكام كششي و خاصيت ضد سايش مناسبي بوده و از آنها در نوارهاي فولادي نورد سرد شده براي فنرهاي با دقت ابعادي بالا و سطوح با كيفيت بالا استفاده مي شود.

فولاد فنر 1.8159

اين فولاد كه با نام فولاد 51CrV4 نيز به كار مي رود، براي توليد فنرهاي چندلايه، مارپيچ، تخت و ميله اي تحت پيچش به كار مي رود.

فولاد فنر 1.7103

از كاربردهاي فولاد فنر 7103 مي توان به استفاده از آنها در فنرهاي چند لايه اي، ماپيچ، تخت و ميله اي تحت پيچش اشاره كرد.

فولاد فنر 1.7701

اين فولاد در صنعت خودرو – قطعات و ماشين آلات و موتورها و فنرهاي چرخشي مورد استفاده قرار مي گيرد.

فولاد فنر 1.8161

فولاد فنر 8161 در قطعات نيرو محركه، چرخ دنده ها و اجزاي مقاوم در برابر سايش داراي كاربرد مي باشد.

فولاد فنر 70cr2

اين فولاد در صنعت مس(خورد كن)، ساچمه هاي ياتاقان ها و بلبرينگ ها و… داراي كاربرد مي باشد.

فولاد فنر 1.7176

خصوصيات فولاد 7176 را مي توان تنش پذيري خيلي خوب، خاصيت شكل پذيري خوب, خاصيت الاستيسيته خوب, مقاومت در برابر خوردگي و مقاومت در برابر سايش نام برد.

فولاد فنر 1.7117

اين فولاد در كاربردهايي چون فنرهاي اتومبيل، ماردون و… استفاده مي شود.

با توجه به وجود عناصري همچون سيليسيم و كروم در فولاد فنر، خواصي همچون الاستيسيته و مقاومت و پايداري در مقابل خوردگي پديد آمده است.

خاصيت الاستيسيته باعث مي شود هنگامي كه اين آلياژ تخت فشار بسيار زيادي قرار مي گيرد بتواند به مقدار كافي تغيير شكل بدهد و همچنين باعث مي شود كه داراي استحكام قابل توجهي در مقابل كشش داشته باشد بنابراين وجود عنصر سيليسيم در اين آلياژ نقش بسيار مهم و كليدي را داراست.

لازم به ذكر است كه وجود عنصر تيتانيوم در فولاد فنر باعث ايجاد مقاومت در مقابل مواد و محيط اسيدي مي شود و اگر مقدار و يا درصد عنصر موجود در فولاد فنر افزايش يابد مقدار اين مقاومت نيز افزايش مي بايد و اگر مقدار آن در اين آلياژ كم شود طبيعتا ميزان مقاومت نيز كاهش مي بايد.
البته لازم به ذكر است كه فولاد فنر داراي معايبي نيز مي باشد، از جمله ي اين معايب مي توان به قابليت بسيار پايين جوش كاري و همچنين احتمال بالاي ترك خوردگي مي باشد.

فولاد فنر داراي انواع و اقسام مختلفي مي باشد كه مي توانند قبل از شكستن به حالت هاي پلاستيك و يا الاستيك در بيايند، حالت پلاستيك به زماني گفته مي شود كه وقتي فشار از روي آن برداشته مي شود آلياژ به حالت اول خود باز نگردد ولي در الاستيك بعد از برداشتن فشار بايد بتواند به حالت اول خود بازگردد.

انواع فولاد فنر CK

فولاد فنر CK از انواع فولادهاي قابل عمليات حرارتي مي باشند كه انوع مختلفي دارند كه از جمله ي آن ها مي توان به CK35 ، CK45، CK60، CK75 ،CK70 اشاره كرد كه داراي ويژگي و ساختار متفاوتي نسبت به يكديگر مي باشند. اين فولادها در صنعت بسيار پركاربرد و پرمصرف مي باشند.

فولادهاي فنر CK70 و CK60 از جمله ي فولادهاي فنر بسيار پركاربرد در صنعت مي باشند كه در ساخت و توليد تسمه هاي فنر از آن ها استفاده مي شود.
مقدار و درصدهاي عناصر به كار رفته در اين آلياژها با يكديگر متفاوت مي باشد ولي تا حدودي مقدار اين درصدها در فولادهاي فنر CK60 و CK70 به يكديگر نزديك مي باشد. از فولاد فنر CK75 در موارد بسيار زيادي استفاده مي شود و دامنه ي كاربرد بسيار زيادي دارد كه از جمله ي آن مي توان به استفاده در مهندسي مكانيك، قطعات موتورها-پيچ ها، شفت ها، محور ها، بازوي اكسل ها، قطعات فرران، قطعات دنده ها كردن پين، ميل لنگ ها اجزاي فرران، چرخ دنده ها، پيسوله ها، رينگ ها، متصل ها، ميل لنگ، مهره ها، چرخ هاي محرك، ميل محور اشاره كرد.

بنابراين اين فولاد فنر در صنايع خودرو، نفت گاز و پتروشيمي، جنگ افزار سازي، معدن، غذايي و دارويي، تجهيزات آزمايشگاه، ساختمان، كشاورزي و غيره دامنه ي كاربرد بسيار گسترده اي دارد.

صنعت فنرسازي در ايران

در حال حاضر كشور ما در صنعت فنر سازي پيشرفت به سزايي داشته و توانسته در اين صنعت رشد و ترقي داشته باشد. فنر از بااهميت ترين قطعات مكانيكال سيستم هاي ديناميك مي باشد كه دامنه ي كاربرد و استفاده از آن در صنايع بسيار گسترده مي باشد.
فنرها انواع متفاوتي دارند كه از جمله ي آن ها مي توان به موارد زير اشاره كرد:

• فنر كششي
• فنر فشاري
• فنر پيچشي
• فنر ديسكي
• فنر بشقابي
• فنر ديافراگمي
• و …

اين فنرها در عين حال كه ظاهري بسيار ساده اي دارند اما كاربرد و رفتاري پيچيده و غير ساده دارند كه اين موضوع جالب توجه مي باشد بنابراين ساخت و توليد هريك از اين فنرها نيز با يكديگر متفاوت بوده و نياز به اصول و قوانين علمي متفاوتي مي باشد. بنابراين براي ساخت فنر و توليد آن بايد اصول و قوانين علمي را به كاربرد كه كار بسيار پيچيده اي بوده و نياز به يك صنعت توسعه يافته دارد تا بتوان فنري اصولي و مطابق با قوانين علم مكانيك توليد كرد.

در گذشته كشور ايران در اين صنعت كيفيت بسيار پاييني در توليدات و ساخت فنرها داشت زيرا براي توليد اين قطعه ي مهم و پركاربرد هيچ توجهي به علم روز دنيا نمي شد و براساس دانسته هاي تجربي و بدون متد اصول جهاني نسبت به توليدات فنر اقدام مي كردند كه نتيجه ي آن توليداتي با كيفيت و راندمان بسيار پايين بود.

اما امروزه برخي از شركت ها به خصوص شركت هاي دانشگاهي فعال در حوزه ي ساخت، به دليل استفاده از جديدترين نرم افزارهاي شبيه سازي مهندسي توانسته اند كيفيت توليدات خود را در حد زيادي افزايش دهند و در كوتاه ترين زمان كيفيت خوبي از فنرها را توليد كنند.

كاربرد و دلايل استفاده از فولاد از صنعت فنرسازي

كاربرد فولاد در فنرسازي بسيار متعدد مي باشد اما از اصلي ترين دلايل استفاده از آن در صنعت فنرسازي مي توان به خاصيت ارتجاعي آن كه به دليل شكل پذيري الاستيك است اشاره كرد اين خاصيت باعث مي شود تا بعد از برداشتن و يا رفع فشار از روي فولاد فنر دوباره اين قطعه به حالت اول خود بازگردد كه همين ويژگي باعث شده است به كاربردن آن در توليد فنر لازم و ضروري باشد. فولاد فنر به كار رفته براي ساخت و توليد فنر بايد داراي خصوصياتي باشد كه از جمله ي آن ها مي توان به موارد زير اشاره كرد:

قابليت شكل پذيري خوبي داشته باشد.
هيچگونه ايراد و نقصي را نداشته باشد.
هزينه و قيمت آن ارزان باشد.
و امكان دسترسي و تهيه ي آن سهل و راحت باشد.

پس از اين كه فولاد در ساخت فنر استفاده شد ويژگي هايي را در فنر ايجاد مي كند كه از مهم ترين اين ويژگي ها مي توان به موارد زير اشاره كرد:

در مقابل شكنندگي مقاومت بسيار زيادي دارد.
داراي خاصيت الاستيكي مي شود.
در مقابل خوردگي مقاومت زيادي پيدا مي كند.

مهم ترين خواص بوجود آمده در فولاد فنر به علت وجود سيليسيم و كروم مي باشد، كم و يا زياد شدن مقدار عناصر در فولاد فنر مي تواند كاربرد و رفتار آن را به كل تغيير بدهد

كاربردهاي فولاد فنر

همانطور كه در قسمت هاي بالايي ذكر كرديم، هر فولاد فنر داراي خصوصيت و ويژگي هاي مختص به خود است كه از انواع كاربردهاي فولاد فنر مي توان به موارد زير اشاره كرد:

فنرهاي لوله اي فشاري: فاصله ي ميان دايره هاي اين نوع از فنر از يكديگر زياد مي باشد تا هنگامي كه به آن فشار اعمال مي شود بتواند آن را تحمل كند.
فنر كششي : اين نوع از فنرها عملكردي برعكس فنرهاي لوله اي فشاري دارند، در اين نوع از فنرها فاصله ي دايره ها كمتر بوده و براي اعمال فشار مناسب مي باشد.
فنرهاي پيچشي: از اين نوع فنرها هنگامي استفاده مي شود كه ملاك ما تحمل و ايجاد گشتاور مي باشد.
فنرهاي تخت: اين فنرها براي جذب نيروهايي از جمله نيروي خمشي مورد استفاده قرار مي گيرد.
فنرهاي مخروطي: اين فنرها مي توانند ضريب سختي غيربرابر را تحمل كنند بدين صورت كه اگر نيروي كمي بر آن وارد شود به صورت نرم عمل مي كند ولي اگر نيروي بسيار زيادي به آن اعمال شود به صورت سخت عمل مي كند.

در ابتدا مروري بر تاريخچه استاندارد داشته باشيم

يكي از مراجع معتبر تدوين استاندارد به شمار مي رود كه در سال ۱۸۹۸ در فيلادلفياي آمريكا با تلاش هاي دكتر Charles Dudley پايه گذاري شد. ASTM كوتاه شده ي عبارت American Society for Testing Materials است. Charles Dudley با مدرك دكتراي شيمي در راه آهن پنسيلوانيا مشغول به كار بود.

او مشخصات فني مواد از جمله فولادهاي خريداري شده براي راه آهن را مدون نموده و تامين كنندگان را ملزم نمود تا كالاي خود را طبق آن مشخصات فني توليد و تحويل دهند.

افزايش هزينه هاي توليدي در صورت رعايت الزامات درخواستي راه آهن، باعث بروز اختلاف بين تامين كنندگان با كارفرما شد. اين اختلاف ها و دردسرهاي ناشي از امتناع توليد كنندگان از رعايت الزامات راه آهن، Charles Dudley را مصمم نمود تا تلاش هاي خود را معطوف به ايجاد يك سازمان مرضي الطرفين براي تدوين استانداردهاي توليد، تست و تحويل مواد و ايجاد توافق بين كارفرما و توليد كنندگان نمايد.

بر اثر اين تلاش ها، كميته هايي با حضور نمايندگان مشتريان و توليدكنندگان براي تدوين روش هاي تست مواد مهندسي از جمله آهن و فولاد تشكيل و سرانجام در سال ۱۸۹۸ با گردهمايي ۷۰ نفر از اعضاي انجمن بين المللي تست مواد در فيلادلفيا، بخش آمريكايي آن انجمن با نام انجمن مواد و آزمون آمريكا (American Society for Testing Materials) تاسيس شد و Charles Dudley به عنوان اولين رييس آن انتخاب گرديد. اولين استاندارد اين انجمن نيز در سال ۱۹۰۱ در خصوص فولادهاي مورد استفاده در ريل ها منتشر شد. با گذشت بيش از ۱۲۰ سال از پايه گذاري ASTM، اين انجمن در زمينه هاي مختلفي مثل تدوين و انتشار كتاب، مجله و استاندارد، آموزش، ارائه گواهينامه و تاييديه و غيره فعاليت مي كند.

استانداردهاي ASTM براي معرفي مشخصات فني مواد، روش هاي آزمون و شرايط تحويل آن ها از مرزهاي ايالات متحده آمريكا فراتر رفته و جهاني شده اند. اين استانداردها مشخصات فني و روش هاي آزمون مواد مختلفي چون محصولات آهني و فولادي، محصولات فلزات غير آهني، مصالح ساختماني، فرآورده هاي نفتي، روانكارها و سوخت هاي فسيلي، رنگ ها و پوشش ها، محصولات پايه آبي، منسوجات و مواد سلولزي، پلاستيك ها، لاستيك و رابرها، سراميك ها، كامپوزيت ها، عايق هاي الكتريكي، ابزارهاي پزشكي، ابزارهاي اندازه گيري و غيره را شامل مي شود.

آشنايي با استاندارد DIN آلمان

فعاليت موسسه استاندارد آلمان (DIN) در زمينه استانداردسازي مواد در حوزه صنعت و تجارت بوده است و بر اساس كتاب مرجع مربوط به استاندارد فولاد، توضيحات مربوط به استاندارد كيفيت، شرايط فني تحويل و ساير موارد مهم كه تحت عنوان دستورالعمل استاندارد DIN شناخته شده، در قالب يك شماره سه تا پنج رقمي در كنار حروف اختصاري استاندارد يعني DIN است. البته معمولا بعد از شماره دستور عمل، سال تصويب يا ويرايش و عرضه استاندراد نيز مانند عبارت زير قرار مي‌گيرد:

مثلا DIN 1651-80 دستورالعمل استاندارد آلماني براي فولاد خوش‌تراش است كه تاريخ تصويب يا آخرين ويرايش آن ۱۹۸۰ بوده است.

نامگذاري فولادها در استاندارد DIN

همه مواد از جمله فولاد در اين استاندارد با دو مفهوم شناسانده مي‌شوند كه شامل عدد استاندارد و نماد است. در مورد عدد استاندارد مي‌توان گفت از چند بخش تشكيل مي‌شود

دو رقم بعد از عدد اول (كه براي فولاد با توجه به جدول بالا ۱ است)، نشان‌دهنده تركيب شيميايي فولاد است. مثلا زماني كه عدد ۸۵ باشد، نشان‌دهنده فولاد نيتريدي است. جدول زير در مورد انواع مختلف فولاد عدد را مشخص كرده است. در مورد دو رقم آخر مي‌توان گفت كه نوع فولاد را تعيين نمي‌كند و فقط يك نشانه عددي است.

در كنار عدد استاندارد همانطور كه ابتدا گفتيم، هر فولاد در اين استاندارد با يك نماد نيز مشخص مي‌شوند كه اين نماد تركيبي از اعداد و حروف است كه بر اساس دو مشخصه تعيين مي‌شود:

مشخصه مكانيكي: منظور از اين مشخصه پارامتر استحكام كششي نهايي (UTM) است كه براي فولادهاي ساختماني معمولي و فولادهاي ريختگي ساده اين مشخصه استفاده مي‌شود و بعد از st براي فولاد ساختماني معمولي و GS براي فولاد ريختگي ساده، حداقل مقدار UTM (برحسب كيلوگرم بر ميلي‌متر مربع) نوشته مي‌شود.
مشخصه شيميايي: به آناليز فولاد اشاره دارد و بقيه انواع فولادها بر اساس اين مشخصه كه نشان‌دهنده مقدار كربن و عناصر آلياژي موجود در فولاد است تعيين مي‌شود.

استفاده از نامگذاري ساير سيستم هاي نامگذاري مثل AISI ،SAE ،ANSI و ACI

در استانداردهاي ASTM، براي گروه بندي آلياژهاي معرفي شده در شماره هاي مختلف استاندارد از نامگذاري ساير سيستم هاي نامگذاري مثل انجمن آهن و فولاد آمريكا (AISI)، جامعه مهندسين خودروي آمريكا (SAE)، انجمن ملي استاندارد آمريكا (ANSI) و نام هاي متداول پذيرفته شده كه توسط انجمن هاي تخصصي مثل انجمن ريخته گري آلياژ (ACI) معرفي شده است، هم استفاده مي شود. براي مثال به اين نمونه ها توجه كنيد:

نمونه اول:

ASTM A 276 Type 304/316/410 – Stainless Steel Bars and Shapes

ASTM A 576 Grade 1010/1025/1045 – Steel Bars, Carbon, Hot-Wrought, Special Quality

در اين استانداردها، از نامگذاري AISI/SAE براي فولادها استفاده شده است. سيستم نامگذاري AISI/SAE در نوشته زير در عصر مواد توضيح داده شده است:

نامگذاري فولادها در سيستم AISI/SAE يا استانداردهاي آمريكايي

نمونه دوم:

ASTM A 351 Grade CF3/CF3M/CF8/CF8M – Castings, Austenitic, for Pressure-Containing Parts

در اين استانداردها، از نامگذاري ACI (انجمن ريخته گري آلياژ – Alloy Casting Institute) براي فولادها استفاده شده است. سيستم نامگذاري ACI در قسمت هاي بعدي اين مطلب توضيح داده خواهد شد.

نمونه سوم:

ASTM B 209 Alloy 1100/3003/6061/7075 – Aluminum and Aluminum-Alloy Sheet and Plate

در اين استانداردها، از نامگذاري ANSI براي آلومينيوم ها استفاده شده است. سيستم نامگذاري ANSI براي آلومينيوم ها در قسمت هاي بعدي اين مطلب توضيح داده خواهد شد.

استفاده از علائم اختصاصي بي معني يا معني دار توسط ASTM

در برخي مواقع خود ASTM، آلياژهاي مربوط به يك شماره از استاندارد را به چند روش تفكيك و از هم مشخص كرده است. در اين صورت، اين نامگذاري تنها براي آن شماره از ASTM معني دار است و معرفي آن آلياژ حتماً بايد با ذكر شماره ASTM همراه باشد، يعني مثلاً آلياژ ۷۰ معني دار نيست ولي آلياژ A 516 Grade 70 معني دار است. براي اين مورد مي توان به روش هاي نامگذاري زير اشاره كرد:

۱- نامگذاري آلياژها با حروف لاتين C ،B ،A و غيره. براي مثال:

ASTM A 106 Grade A/B/C – Seamless Carbon Steel Pipe for High-Temperature Service

۲- نامگذاري آلياژها با يك يا عدد مشخصه ي معني دار مثل مقدار استحكام كششي بر حسب ksi يا MPa. براي مثال:

ASTM A 516 Grade 55/60/65/70 – Pressure Vessel Plates, Carbon Steel, for Moderate- and Lower-Temperature Service

در اين مثال، اعداد ۵۵، ۶۰، ۶۵ و ۷۰ حداقل مقدار استحكام كششي ورق هاي فولاد كربني بر حسب ksi است.

ASTM A 536 Grade 60-40-18 – Ductile Iron Castings

در اين مثال، اعداد ۶۰، ۴۰ و ۱۸ به ترتيب حداقل مقدار استحكام كششي، تنش تسليم و ازدياد طول چدن هاي داكتيل را بر حسب ksi ،ksi و درصد نشان مي دهد.

۳- نامگذاري آلياژها با يك عدد بي معني ترتيبي مثل ۱، ۲ و الي آخر. براي مثال:

ASTM A 333 Grade 1/3/4/6/7/8/9/10/11 – Seamless and Welded Steel Pipe for Low-Temperature Service

۴- نامگذاري آلياژها با تركيبي از يك عدد بي معني ترتيبي و حرف لاتين. براي مثال:

ASTM A 890 Grade 1B/1C/2A/3A/4A/5A – Castings, Iron-Chromium-Nickel-Molybdenum Corrosion Resistant, Duplex (Austenitic/Ferritic) for General Application

۵- نامگذاري آلياژها با تركيبي از يك عدد مشخصه ي معني دار و حرف لاتين. براي مثال:

ASTM A 48 Class No. 35A/35B/35C/35D – Gray Iron Casting

در اين مثال، عدد ۳۵ مقدار حداقل استحكام كششي چدن خاكستري بر حسب ksi و حروف C ،B ،A و D قطر نمونه آزمون كششي آن ها را نشان مي دهد.

با توجه به اينكه در استاندارد ASTM، نوع محصول و روش ساخت از آلياژهاي مختلف مبناي تفكيك و تفاوت شماره ي استانداردها بوده است، از تركيب يك يا چندحرف به عنوان نماينده (يا حرف اختصاري) نوع محصول يا روش توليد با يك عدد مشخصه ي معني دار يا عدد ترتيبي بي معني براي نامگذاري استفاده شده است. براي مثال حرف P براي لوله، حرف T براي تيوب، واژه ي TP براي لوله يا تيوب و حرف F براي محصولات آهنگري شده (Forging) به كار مي رود. براي مثال به نمونه هاي زير توجه كنيد:

ASTM A 335 Grade P1/P2/P12 – Seamless Ferritic Alloy-Steel Pipe for High-Temperature Service

ASTM A 213 Grade T2/T5/T22/T91 – Seamless Ferritic and Austenitic Alloy-Steel Boiler, Superheater, and Heat-Exchanger Tubes

ASTM A 312 Grade TP 304/TP 306 – Seamless and Welded Austenitic Stainless Steel Pipes

ASTM A 182 Grade F304/F316 – Forged or Rolled Alloy-Steel Pipe Flanges, Forged Fittings, and Valves and Parts for High-Temperature Service

اگر از ابتداي متن اين نوشته در مثال هاي مربوط به شماره و نوع آلياژ در استاندارد ASTM دقت كرده باشيد، در صورتي كه مشخصات بيش از يك آلياژ در يك شماره از استاندارد معرفي شده باشد، تفكيك آن ها از هم در قالب عناوين گريد (Grade)، تيپ (Type) و كلاس (Class) صورت مي گيرد. شايد اين پرسش براي خواننده ي اين مطلب مطرح شود كه استاندارد ASTM كِي از گريد يا تيپ و يا كلاس استفاده مي كند؟ و تفاوت گريد، تيپ و كلاس در چيست؟

در پاسخ بايد گفت كه در استاندارد ASTM، اين واژه ها معمولاً بدون تعريف خاص به كار رفته اند و واجد يك معناي خاصي نيستند. در برخي شماره استانداردها، براي تفكيك و دسته بندي از گريد، در برخي از تيپ و در برخي از كلاس استفاده شده است. هر چند كه در بيشتر شماره استانداردها از گريد (Grade) براي تفكيك آلياژها از هم بر اساس تركيب شيميايي و رده استحكامي آن ها استفاده شده است. نمونه هايي از هر دو مورد در مثال هاي بالا ذكر شده است مثلاً براي رده استحكامي مي توان به A 516 Grade 70 و A 536 Grade 60-40-18 و براي تركيب شيميايي مي توان به ASTM A 106 Grade A/B/C و ASTM A 890 Grade 1B/1C/2A/3A/4A/5A اشاره كرد.

از كلاس (Class) نيز در برخي شماره استانداردها براي تفكيك آلياژها بر اساس رده استحكامي آن ها استفاده شده است، به عنوان مثال در ASTM A 48 Class No. 20/25/30/35/40. از تيپ (Type) نيز در برخي شماره استانداردها براي تفكيك فولادها بر اساس نوع ريزساختار و روش اكسيژن زدايي استفاده شده است. در استانداردهاي ASTM در جاهايي كه نامگذاري آلياژها بر مبناي ساير سيستم هاي نامگذاري مثل AISI/SAE يا ACI انجام گرفته است، معمولاً از Grade و Type استفاده شده است.

از سوي ديگر، اگر در يك از شماره از استاندارد، به بيش از يك تفكيك و دسته بندي نياز باشد ابتدا از Type استفاده شده است، اگر هر تيپ خود داراي زير مجموعه باشد آن ها را در قالب Grade تفكيك مي كنند و باز اگر هر گريد خود داراي زير مجموعه باشد آن ها را در قالب Class تفكيك مي كنند.

براي مثال به اين نمونه توجه كنيد:

ASTM A 193 Type Austenitic steel Grade B8 class 1