مشخصات فولاد ASTM A105

<h2 dir="rtl">مشخصات فولاد ASTM 105</h2> <p dir="rtl">فولاد ASTM 105 نوعی گرید فولاد کم کربن است که قابلیت جوشکاری و مقاومت بالایی دارد. از این گرید فولاد برای ساخت انواع فلنج و اتصالات لوله های فولادی استفاده می شود. ASTM 105 در واقع یک استاندارد زیر نظر انجمن آزمون و مواد آمریکا بوده و برای ساخت اتصالات لوله های فولادی به روش فورجینگ طراحی شده است.&nbsp;</p> <p dir="rtl"><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://lh7-us.googleusercontent.com/docsz/AD_4nXffMC4Km65jkJ89c-3TUlYcBF5CBSnO4WFZdAi4BDDuXJld8r2DY7a7neADKy_cQfqZvHjKLxvhsiHAXCNH8FPFvNOYiO1A-Ey8PdrIShI0uFPnf9Bmajy3uqSXBZFsvCqJ9_1JJnO8cWEdFsslCm4RA10?key=yJObjTG3DWwpPhM0sileBg" width="624" height="468"></p> <p dir="rtl">در کارخانه های برای تضمین کیفیت بهتر مواد اولیه تولید شده، به دفترچه راهنمای فولاد ASTM 105 مراجعه می کنند. در نهایت، یک&nbsp; برگه آنالیز محصول یا سرتیفیکیت برای صادر می شود که بیانگر اصالت و مرغوبیت محصول تولید شده است. برویم از نزدیک این فولاد را بررسی کنیم.</p> <h2 dir="rtl">مشخصات فولاد ASTM 105</h2> <p dir="rtl">تمامی محصولاتی که از این فولاد بدست می آیند به روش فورجینگ تولید شده اند یعنی با حرارت دهی، چکش خواری و اعمال فشار شکل داده می شوند. معمولا فولاد ASTM 105 نرم تر است و برای همین می توان آن را داخل قالب های مختلف قرار داد. این فولاد به شکل شمش یا میله به صورت ماده اولیه در کارخانه های تولید می شود. مشخصات این فولاد شامل ترکیبات شیمیایی،&nbsp; ویژگی های مکانیکی است.</p> <h2 dir="rtl">آنالیز شیمیایی فولاد ASTM 105</h2> <p dir="rtl">این گرید فولاد دارای حداکثر 0.35 درصد کربن، 0.60 تا 1.05 درصد منگنز، 0.035 درصد فسفر، حداکثر 0.040 درصد گوگرد، بین 0.10 تا 0.35 و درصدی از نیکل، کروم، مولیبدن و وانادیوم است. هر یک از این عناصر شیمیایی، یک خاصیت ماده را تقویت می کند. مثلا وقتی فسفر را به فولاد اضافه می کنند، خاصیت ضد خوردگی و مقاومت آن افزایش می یابد.&nbsp;</p> <p dir="rtl">در جدول زیر می توانید این مواد را مشاهده کنید.</p> <p><strong>&nbsp;</strong></p> <div dir="rtl" align="left"> <table style="border-collapse: collapse; border-width: 2px; margin-left: auto; margin-right: auto;" border="1"><colgroup><col width="219"><col width="220"></colgroup> <tbody> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">عنصر</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">درصد %</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">کربن</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">حداکثر 0.35</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">منگنز</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.6-1.05</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">فسفر</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">حداکثر 0.035</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">گوگرد</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">حداکثر 0.04</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">سیلیسیم</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.1-0.35</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">مس</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">حداکثر 0.4</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">نیکل</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">حداکثر 0.4</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">کروم</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">حداکثر 0.3</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">مولیبدین</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">حداکثر 0.12</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">وانادیوم</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">حداکثر 0.08</p> </td> </tr> </tbody> </table> </div> <p><strong>&nbsp;</strong></p> <p dir="rtl">نکته: در راهنمای این فولاد آمده است که مجموع ترکیبات مس، نیکل، مولیبدن و وانادیوم نبایستی بیشتر از 1.00 درصد شود. همچنین، مجموع کروم و مولیبدن نیابد از 0.32 درصد تجاوز کند.&nbsp;</p> <h2 dir="rtl">مشخصات مکانیکی فولاد ASTM 105</h2> <p dir="rtl">زمانی که نمونه فولاد ASTM 105 به آزمایشگاه های کنترل کیفی کارخانه برده می شود، از نظر مشخصات مکانیکی مانند میزان سختی، کشش و مقاومت تسلیمی بررسی می شوند. ویژگی های مکانیکی نمونه آزمایشگاه باید طبق موارد زیر باشد:</p> <p><strong>&nbsp;</strong></p> <div dir="rtl" align="left"> <table style="border-collapse: collapse; border-width: 2px; margin-left: auto; margin-right: auto;" border="1"><colgroup><col width="89"><col width="89"><col width="89"><col width="88"><col width="89"><col width="88"><col width="89"></colgroup> <tbody> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">سختی</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">حداقل کاهش سطح</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">حداقل کاهش طول</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;" colspan="2"> <p dir="rtl">حداقل مقاومت تسلیم</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;" colspan="2"> <p dir="rtl">حداقل استحکام کشش</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">HB</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">%</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">%</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">Ksi</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">MPa</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">Ksi</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">MPa</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">حداکثر 187</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">30</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">22</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">36</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">250</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">70</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">485</p> </td> </tr> </tbody> </table> </div> <p><strong>&nbsp;</strong></p> <p dir="rtl">همانطور که می بینید، در حالی که محدودیت هایی در ترکیبات شیمیایی تنظیم شده است ولی فولاد A105 دارای طیف نسبتا وسیعی از خواص مکانیکی مجاز است. تولیدکنندگان&nbsp; فولادی می توانند برای دستیابی به خواص مکانیکی مد نظر، عملیات حرارتی-شیمیایی&nbsp; مختلفی را اجرا کنند. از این رو، تا حدی دست تولید کنندگان در این زمینه باز است ولی باید طبق این استاندارد پیش برود.&nbsp;</p> <h2 dir="rtl">جدول حداقل ازدیاد طول&nbsp;</h2> <p><strong>&nbsp;</strong></p> <div dir="rtl" align="left"> <table style="border-collapse: collapse; border-width: 2px; margin-left: auto; margin-right: auto;" border="1"><colgroup><col width="124"><col width="124"><col width="280"></colgroup> <tbody> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;" colspan="2"> <p dir="rtl">ضخامت دیواره</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">ازدیاد طول در 2 اینچ یا 50 میلی متر (حداقل درصد)</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">به اینچ</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">به میلی متر</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;">&nbsp;</td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">5/16 (0.312)</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">7.9</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">30.00</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">9/32 (0.281)</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">7.1</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">28.50</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">&frac14;&nbsp; (0.250)</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">6.4</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">27.00</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">7/32 (0.219)</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">5.6</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">25.50</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">3/16 (0.188)</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">4.8</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">24.00</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">5/32 (0.156)</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">4.0</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">22.50</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">⅛ (0.125)</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">3.2</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">21.00</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">3.32 (0.094)</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">2.4</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">19.50</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">1/16 (0.062)</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">1.6</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">18.00</p> </td> </tr> </tbody> </table> </div> <p><strong>&nbsp;</strong></p> <h2 dir="rtl">کاربرد فولاد ASTM 105</h2> <p dir="rtl">از این فولاد می توان برای موارد زیر استفاده کرد:</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">صنایع پتروشیمی، نفت و گاز</p> </li> </ul> <p dir="rtl">مهمترین کاربرد فولاد ASTM 105 در صنایع نفت و گاز است. در این صنعت، اتصالات لوله دارای سیالات با فشار بالا هستند. مثلا خطوط گاز طبیعی را در نظر بگیرید. ایستگاه های فشار، از مکانهای مهم برای ثابت نگه داشتن جریان و فشار داخل لوله ها هستند. در اینجا از این فولاد برای ساخت پروانه های کمپرسورها، فلنج های لوله ها و دیگر اتصالات استفاده می شود.&nbsp;</p> <p><strong>&nbsp;</strong></p> <p dir="rtl"><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://lh7-us.googleusercontent.com/docsz/AD_4nXdDau2jALYMG9K0X0jLC5_6dnqBW1sGQJwZamtbHEyDcVE5efn0zP2y7YP-ONzFm1Hldfw6x_p4Q-HMStaqY_OfJaPYRmwv7kLNt8jBQNoOgPtW1tEBiS3BWzFAQgUxlCcwDD3WlV8VBp7Er0n_yovcvTMx?key=yJObjTG3DWwpPhM0sileBg" width="624" height="468"></p> <p dir="rtl">پس از عملیات فورجینگ، استحکام فولاد بیشتر شده و قطعات&nbsp; با دوام تری تولید می شوند.</p> <p dir="rtl">همچنین برای ساخت&nbsp; فلکه های شیر، محفظه&zwnj; های پمپ و اتصالات پالایشگاه های نفت از این فولاد استفاده می شود. در زیرساخت&zwnj;های LNG یا گاز طبیعی مایع، فلنج&zwnj;های برودتی، <a href="https://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%B4%DB%8C%D8%B1_%D8%AA%D9%88%D9%BE%DB%8C">شیرهای توپی</a> غول آسا و شفت&zwnj;های پمپ از این گرید فولاد استفاده می کنند تا در برابر کرنش&zwnj; و خوردگی مقاومت کافی را داشته باشد.&nbsp; استفاده از مصالح با استحکام کمتر در این محیط&zwnj;ها خطر نشتی، شکستگی یا سایر حوادث بالقوه فاجعه&zwnj; بار را به دنبال دارد.&nbsp;</p> <p dir="rtl"><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://lh7-us.googleusercontent.com/docsz/AD_4nXdEwHYEqLXcmbb2yMQrdNtmeBGCXC9--fRyIfC5kJr2G7o01IG9PiDcDtisMl9Eenk2y6lwg56ja3JWWfCXWckKbjOIP8edTgGmnNFNZh63-YSyvrWFumRylXEB4OO1fZLa_PUovLczrPLGexEZA9KD-WIV?key=yJObjTG3DWwpPhM0sileBg" width="624" height="468"></p> <p dir="rtl" style="text-align: center;">توضیح تصویر: استفاده از فولاد A105 برای تولید شیرهای توپی خطوط گاز LNG</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">صنایع دریایی</p> </li> </ul> <p dir="rtl">تجهیزات در محیط&zwnj;های دریایی در معرض اتمسفر های غنی از کلرید یا آب دریا هستند&nbsp; و&nbsp; امکان خوردگی بالایی دارند. فولاد ASTM A105 مقاومت خوبی در برابر خوردگی آب شور و آب و هوای محیط های دریایی دارد.</p> <p dir="rtl">در بحث دریانوردی، A105 یک فولادعالی برای ساخت اجزای سیستم محرک کشتی به شمار می رود. مثلا اجزایی مانند دریایی&nbsp;</p> <p dir="rtl">لوله های پاشنه ناو، شفت های جلو بر، قطعات موتور دیزل مانند میله های اتصال، شفت های چرخ دنده و اتصالات مختلف را با این فولاد می سازند.&nbsp;</p> <p dir="rtl">سکوهای حفاری دریایی و بازوهای بارگیری دریایی نیز از فورجینگ فولاد A105 بدست می آیند.&nbsp; این بازوها هم قوی و هم بسیار جان سخت هستند و می توانند تا سالها کنار اسکله بدون خوردگی باقی بمانند و به حمل و نقل کانتینرها کمک کند. به عنوان مثال، در تصویر زیر، بازوهای بارگیری غول پیکر را در بندر امام خمینی می بینید.&nbsp;</p> <p dir="rtl"><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://lh7-us.googleusercontent.com/docsz/AD_4nXftUZmB_Yx9Qz2p2re-FlV5KmUXuOPAN0wC5XAM-bUmd8eEZ__VWO4yAtji0ajOSo0rInl1wvAFG54DVXX0rC-51WylN0EPU2AQshTLjnC4fhv75SljELCipQtJK32hBwB-MCi5qap9e1xCG5DDRa4uEkZm?key=yJObjTG3DWwpPhM0sileBg" width="624" height="468"></p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">ساخت تجهیزات و ماشین آلات</p> </li> </ul> <p dir="rtl">تجهیزاتی مانند شفت، یاتاق ها، چرخ دنده و غیره را با این فولاد می سازند.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">صنایع غذایی</p> </li> </ul> <p dir="rtl">اتصالات، فلنج ها، شیرهای فلکه، کوپلینگ ها و مخازن کارخانه های تولید مواد غذایی را با این فولاد می سازند.&nbsp;</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">صنایع معدنی و استخراج مواد معدنی</p> </li> </ul> <p dir="rtl">مته های حفاری، اتصالات و فلنج های دستگاه های استخراج مواد معدنی را با فولاد ASTM 105 می سازند. جنس این محصول باید در برابر ساییدگی مقاومت کافی داشته باشند، برای همین از این فولاد استفاده می شود.</p> <h2 dir="rtl">مزایا و معایب فولاد ASTM 105</h2> <p dir="rtl">مزایا</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">استحکام و چقرمگی عالی پس از فورجینگ</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">جوش پذیری بالا در مقایسه با سایر فولادهای کربنی و آلیاژی</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">مقاومت در برابر خوردگی خوب به ویژه در محیط های دریایی</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">عملکرد خوب در فشار و دمای بالا&nbsp;</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">مقاوم در برابر آسیب تشعشعات</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">مقرون به صرفه نسبت به سایر گزینه های فولاد آلیاژی</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">شکل پذیری بالا</p> </li> </ul> <p dir="rtl">معایب&nbsp;</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">حساس در برابر تردی هیدروژنی و ترک خوردگی ناشی از تنش های سولفید</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">استحکام کمتر نسبت به فولادهای مخصوص مخازن یا صفحات دیگ بخار</p> </li> </ul> <h2 dir="rtl">ویژگی های فولاد ASTM 105</h2> <p dir="rtl">علاوه بر مقاومت بالا، این فولاد دارای ویژگی های زیر است:</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">استحکام بالا</p> </li> </ul> <p dir="rtl">میزان کربن و سیلیسیم بالا در این گرید فولادی، استحکام آن را دوچندان می کند. در ضمن، وجود منگنز باعث بالا رفتن مقاومت کششی آن می شود. به طور کلی، این فولاد می تواند در برابر تنش ها و فشارهای بالا دوام بیاورد.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">متنوع در کاربرد</p> </li> </ul> <p dir="rtl">از این فولاد برای تولید انواع قطعات صنعتی با ابعاد و وزن های مختلف استفاده می شود. انواع فلنج ها را فرض بگیرید؛ از سایزهای &frac12; تا 24 اینچ هم هستند.&nbsp;</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">قابلیت ماشین کاری</p> </li> </ul> <p dir="rtl">فولادهای کربنی که طبق این استاندارد تولید می شوند، قابلیت ماشین کاری بالایی دارند؛ یعنی شما می توانید آنها را با دستگاه به هر شکل و قالبی در بیاورید. در ضمن می توان به راحتی آنها را برش و پانچ کاری کرد.&nbsp;</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">مقاوم در برابر گرمای زیاد</p> </li> </ul> <p dir="rtl">اتصالات و تجهیزاتی که از این فولاد بدست می آیند، توانایی تحمل در برابر گرما را دارند. این گرید فولاد در دمای 1500 درجه سانتی گراد ذوب می شود. برای همین، اتصالات خطوط نفت و گاز را با این فولاد می سازند.</p> <h2 dir="rtl">گرید های معادل فولاد ASTM 105</h2> <p dir="rtl">در استانداردهای ژاپنی و آلمانی، مشابه با این گرید فولاد وجود دارد. استاندارد آلمانیDIN 17100 St52-3 1.057 و ژاپنی JIS G 3201، گریدهای&nbsp; معادل این فولاد هستند.</p> <p dir="rtl">کلام آخر</p> <p dir="rtl">فولاد ASTM 105 از گریدهای فولاد کربنی برای اتصالات و اجزای فولادی فورج شده است که از مقاومت بالایی برخوردار است. طیف وسیعی از کاربردها را در بر می گیرد و کربن زیادی دارد. به عنوان مثال در خطوط فشار زیاد مانند نفت و گاز و پتروشیمی از این فولاد استفاده می شود.&nbsp;</p>