نامگذاری فولاد در سیستم های مختلف

مقدمه‌ای بر فولاد و انواع آن

فولاد به عنوان یکی از مهم‌ترین و پر استفاده‌ترین آلیاژ‌های فلزی در جهان، نقش مهمی در این صنعت ایفا می‌کند. خود فولاد عمدتاً از آهن و کربن تشکیل می‌شود ولی ممکن است عناصر مختلفی به آن افزوده شود که ساختار و ترکیبات آن را به یکباره تغییر دهد و برای کاربردی دیگر مناسب شود. بنابراین بسته به نوع و ترکیبات شیمیایی موجود، فولاد به چندین دسته اصلی زیر تقسیم‌بندی می‌گردد.

انواع فولاد عبارتند از:

• فولاد ساده کربنی
• فولاد آلیاژی
• فولاد ضدزنگ
• فولاد ساختمانی
• فولاد ابزار
• فولاد مقاوم به حرارت
• فولاد مقاوم به خوردگی

با توجه به تنوع زیاد فولاد، استانداردهایی ضمن تضمین کیفیت و تطبیق خواص فولاد در سطح بین‌المللی و جهانی تدوین شده است. در این مقاله به بررسی استاندارد‌های جهانی فولاد، استاندارد فولاد ایران، استاندارد فولاد ساختمانی و غیره پرداخته شده است. به طور کلی می‌توان گفت رعایت استاندارد‌های تدوین شده سبب می‌شود ترکیبات و خواص فولاد به دقت تعیین گردند و مهندسین و سازندگان یا حتی خریداران با توجه به خواص موجود رعایت شده در فولاد، بهترین محصول را برای پروژه انتخاب و خرید کنند.

استاندارد‌های جهانی فولاد

استاندارد‌های جهانی توسط سازمان‌های بین‌المللی تدوین می‌شوند که هر کدام نقشی مؤثر در ویژگی و خواص فولاد دارند. برخی از مهم‌ترین استاندارد‌های سازمان بین‌المللی در سطح جهانی، زیر معرفی شده است.

استاندارد ASTM یا (American Society For Testing and Materials )

یکی از معتبر‌ترین سازمان‌ها برای تدوین استاندارد فولاد، ASTM است که بیش از 12 هزار استاندارد برای انواع فولاد ضد‌زنگ، فولاد‌های ابزار، ساختمانی و غیره ارائه کرده است.

احتمالا تا کنون در مطالعه مقاله‌های فولادی با عبارت  "عددASTM A " برخورد کرده اید؛ باید گفت این عدد مربوط به نوع فولادی است که برای آن استاندارد تدوین شده. در زیر دو مثال برای بیان بهتر این موضوع، آورده شده است:

ASTM A 36: این استاندارد توسط سازمان بین‌المللی ASTM برای فولاد‌های ساختمانی که عمدتاً استفاده می‌شوند، تدوین شده است.

ASTM A240: برای فولاد‌های ضد‌زنگ در سازمان ASTM، این استاندارد طراحی شده است که در صنایع مختلفی از جمله غذایی، دارویی و غیره کاربرد دارد.

در جدول زیر برخی از محصولات مهم فولادی در استاندارد ASTM آورده شده است.

استاندارد آلمانی DIN

  این استاندارد یکی از پر کاربرد‌ترین استاندارد‌ها در صنایع فولادی است به گونه‌ای که اغلب سیستم نامگذاری فولاد تحت تأثیر این استاندارد تعیین شده است. در این استاندارد روش تولید، خواص مکانیکی و آنالیز شیمیایی فولاد مدنظر قرار گرفته شده. در استاندارد DIN معمولا هر فولادی با استفاده از یک نماد و عدد در کنار آن شناسانده می‌شود که قالب آن به صورت X.XXXX می‌باشد.

عدد اول از سمت چپ نشان دهنده گروه اصلی ماده است که طبق جدول زیر تعیین می‌شود. در زیر جدول عدد که نشان دهنده گروه اصلی ماده در استاندارد DIN است، قرار داده شده است:

عدد اول	گروه اصلی ماده
0	آهن خام، آلیاژ های آهنی و چدن
1	فولاد
2	فلزات غیرآهنی سنگین
3	فلزات غیرآهنی سبک
4-8	مواد غیر فلزی
9	انتخابی

 

دو رقم بعدی آنالیز شیمیایی فولاد را نشان می‌دهد. برای مثال اگر 85 باشد، فولاد نیتریدی است. در جدول زیر انواع مختلف فولاد با عدد مربوط به آن‌ها نمایش داده شده است.

نوع فولاد	1.XXXX
ساختمان معمولی	0X
خوش‎تراش	X7
ابزار کربن	15-18
گرم‎کار و سرد‎کار	2X
تندبر	32-33
بلبرینگ	35
غیر‎مغناطیسی	38-39
زنگ‎نزن	40-45
نسوز	47-48
مقاوم به حرارت	49
نیتریدی	85

 

دو رقم آخر هم به عنوان یک نشانه عددی است.

DIN 80-1651 استاندارد فولاد خوش تراش است که تاریخ آخرین ویرایش آن به سال 1980 میلادی بر می‌گردد. در ادامه جدول طبقه بندی فولاد طبق همین استاندارد آورده شده است.

ردیف	نوع فولاد	عدد استاندارد
A	فولاد‎های ساختمانی	1.0 XXX
B	فولاد‎های عملیات حرارتی پذیر	1. XXXX
C	فولاد‎های سخت‎گردانی سطحی	1. XXXX
D	فولاد‌های خوش‌تراش	1.07 XX
E	فولادهای فنر	1. XXXX
F	فولاد‌های تندبر	1.32XX-1.33XX
G	فولاد‌های ابزار گرم‌کار	1.2XXX
H	فولاد‌های ابزار سرد‌کار	1.2XXX
H/1	فولاد‌های ابزار کربنی	1.15XX-1.18XX
I	فولاد‌های زنگ‌نزن	1.40XX-1.45XX
J	فولاد‌های بلبرینگ	1.35XX
K	فولاد‌ها و آلیاژ‌های مقاوم در دمای بالا	1.49XX
L	فولاد‌های سوپاپ	1.XXXX
M	فولاد‌های نسوز	1.47XX-1.48XX
N	فولاد‌های اکستروژن سرد	1.XXXX
O	فولاد‌های سخت‌گردانی شعله‌ای و القایی	1.XXXX
P	فولاد‌های غیرمغناطیسی	1.38XX-1.39XX
Q	فولاد‌ها و آلیاژهای هادی گرما	1.47XX-1.48XX
R	فولادهای ساختمانی دانه ریز	1.04XX-1.05XX-189XX
S	فولادهای دانه ریز برای پرسکاری سرد	1.04XX-1.05XX-1.89XX
T	فولادهای ساختمانی مقاوم به سایش	1.XXXX
U	فولادهای چقرمه در دمای زیر صفر	1.XXXX
V	فولادهای مخازن تحت فشار	1.7XXX
W	فولادهای ساختمانی مقاوم به دمای بالا	1.XXXX
X	فولادهای نیتریدی	1.85XX
Y	فولادهای زنجیر	1.02XX-1.04XX
Z	فولادهای قطعات اتومبیل	1.XXXX

 

استاندارد ISO یا (International Organization for Sandardazation)

 ISO یک سازمان بین‌المللی است که استاندارد‌های جهانی مختلفی برای فولاد تدوین می‌کند. استاندارد‌های این سازمان بین‌المللی در حوزه فولاد به تنظیم اندازه، کیفیت و روش‌های تست فولاد کمک می‌کند. در زیر دو مورد از استاندارد‌های مهم و به نام این سازمان به همراه توضیح آورده شده است:

استاندارد ISO 9001: شاید تاکنون بسیار نام این استاندارد را شنیده باشید، باید بدانید بسیاری از تولید‌کنندگان فولادی برای تضمین کیفیت محصولات خود این استاندارد را رعایت می‌کنند.

استاندارد ISO 4957: از این استاندارد برای ساخت ابزار‌آلات با استفاده از فولاد کمک می‌گیرند که مشخصات فنی فولاد در تولید ابزارآلات را بیان می‌کند.

استاندارد EN یا (European Norms)

 یک استاندارد اروپایی است که بسیاری از تولید‌کنندگان در اروپا موظف به رعایت آن هستند. برخی از استاندارد‌های اروپایی حوزه فولاد در زیر آورده شده است:

EN 10025: برای فولاد‌های ساختمانی تدوین شده که از آن برای سازه‌های فلزی و ساختمانی استفاده می‌کنند.

EN 10210: فولاد‌های لوله‌ای سازه‌ای که در ساخت پل و سازه‌های بزرگ فلزی استفاده می‌شوند، از این استاندارد پیروی می‌کنند.

نامگذاری فولاد در استانداردهای مختلف

مزیت نام‌گذاری فولاد در این است که به مهندسان و سازندگان کمک می‌کند اطلاعاتی در مورد نوع و کاربرد فولاد کسب کنند. پس می‌توان گفت یکی از بخش‌های استاندارد‌های فولادی، نامگذاری آن‌هاست.

نام‌گذاری فولاد در استاندارد ASTM

در این استاندارد، فولاد طبق کاربرد و مشخصات شیمیایی آن نام‌گذاری می‌شود؛ همانطور که پیش‌تر گفته شد، کد عددی که بعد از نام استاندارد قرار می‌گیرد مربوط به نوع فولاد است.

نام‌گذاری فولاد در استاندارد ISO

 نام‌گذاری در این استاندارد معمولاً ترکیبات شیمیایی و ویژگی‌های مکانیکی فولاد را بیان می‌کند برای مثال در استاندارد ISO 4957، کد عددی قرار گرفته بعد از نام استاندارد، نشان از نوع فولاد و عناصر آلیاژی آن می‌باشد. در جدول زیر برخی از عناوین مهم فولادی با این استاندارد نشان داده شده است.

ASTM	موضوع
A 681-83	فولادهای ابزار آلیاژی
A 686-79	فولادهای ابزار کربنی
A 600-79	فولادهای تندبر
A 575-81	میلگرد های کربنی تجاری
A 36-81	فولادهای ساختمانی
A 752-83	مفتول های آلیاژی
A 242-81	فولادهای ساختمانی کم آلیاژ استحکام بالا
A 355-81	میلگردهای آلیاژی برای نیتروژن دهی
A 276-81	میلگرد و مقاطع فولاد زنگ نزن
A 331-81	میلگرد های آلیاژی کار سرد شده
A 351-83	فولادهای ریختگی آستنیتی
A 148-83	فولادهای ریختگی استحکام بالا
A 82-79	مفتول فولادی کشش سرد برای بتن پیش تنیده
A 615-82	میلگردهای تغییر شکل داده برای بتن پیش تنیده

 

نامگذاری فولاد در استاندارد AISI-SAE

 دو موسسه AISI  فولاد و آهن امریکا و SAE که یکی از قدرتمندان تعیین استاندارد در حوزه اتومبیل، اجزا و قطعات آن است به دلیل هم‌خوانی زیاد، استاندارد‌های تدوین شده را ادغام کردند. به گونه‌ای که SAE طبقه‌بندی فولاد را برای استفاده در صنعت اتومبیل را انجام داد و ASIS آن را تکمیل نمود. استاندارد‌سازی در AISI-SAE بر اساس ترکیبات شیمیایی فولاد است. رقم اول در این استاندارد، به عنصر اصلی آلیاژی فولاد بستگی دارد و رقم بعدی به عنصر آلیاژی مسلط فولاد اشاره می‌کند. در واقع این دو عدد نشان‌دهنده عناصر غالب در فولاد را نشان می‌دهند. در جدول زیر رقم اول کد تعیین شده برای فولاد در این استاندارد آورده شده است.

کد	عنصر آلیاژی اصلی	گروه فولاد
1xxx	C	فولادهای کربنی
2xxx	Ni	فولادهای نیکلی
3xxx	Ni-Cr	فولادهای نیکلی- کرومی
4xxx	Mo	فولادهای مولیبدنی
5xxx	Cr	فولادهای کرمی
6xxx	Cr-V	فولادهای کرم- وانادیمی
7xxx	W	فولادهای تنگستنی
8xxx	Ni-Cr-Mo	فولادهای نیکل- کروم- مولیبدنی
9xxx	Si-Mn	فولادهای سیلسیم- منگنزی

 

 دو یا سه رقم آخر کد هم، صدم درصد کربن را نمایش می‌دهد. مثلا SAE 1040 به فولاد‌های کربنی اشاره می‌کند. در جدول زیر کد‌های اختصاصی انواع فولاد در استاندارد AISI-SAE آورده شده است.

کد فولاد	نوع فولاد	درصد عناصر آلیاژی
		Mn	Ni	Cr	Mo	V
1xxx	فولادهای کربنی
10xx	فولادهای کربنی ساده	1>	-	-	-	-
11xx	فولادهای گوگرددهی شده	-	-	-	-	-
12xx	فولادهای گوگرد دهی شده، فسرفر دهی شده	-	-	-	-	-
15xx	فولادهای منگنزی	1-1/65	-	-	-	-
13xx	فولادهای نیکلی	1/6-1/9	-	-	-	-
2xxx	فولادهای نیکلی	-	-	-	-	-
20xx	فولادهای نیکلی	0/4-0/9	0/5	-	-	-
21xx	فولادهای نیکلی	0/4-0/9	1/5	-	-	-
23xx	فولادهای نیکلی	0/4-0/9	3/5	-	-	-
25xx	فولادهای نیکلی	0/4-0/9	5	-	-	-
3xxx	فولادهای نیکل- کرومی	-	-	-	-	-
31xx	فولادهای نیکل- کرومی	0/6-0/8	1/25	0/65	-	-
32xx	فولادهای نیکل- کرومی	0/3-0/6	1/75	1	-	-
33xx	فولادهای نیکل- کرومی	0/3-0/6	3/5	1/5	-	-
34xx	فولادهای نیکل- کرومی	0/3-0/6	3	0/8	-	-
4xxx	فولادهای مولیبدنی	-	-	-	-	-
40xx	فولادهای مولیبدنی	0/7-0/9	-	-	0/2-0/3	-
41xx	فولادهای کرم- مولیبدنی	0/7-1/2	-	0/4-1/2	0/1-0/3	-
43xx	فولادهای نیکل- کروم- مولیبدنی	0/4-0/8	1/65-2	0/5-0/8	0/2-0/3	-
46xx	فولادهای نیکل- مولیبدنی		1/65-2	-	0/2-0/3	-
48xx	فولادهای نیکل- مولیبدنی	0/4-0/7	3/2-3/7	-	0/1-0/3	-
5xxx	فولادهای کرمی	0/75-1		0/7-1/1	-	-
6xxx	فولادهای کرم – وانادیمی	0/7-0/9	-	07-1/1	-	0/15
8xxx	فولادهای نیکل- کروم- مولیبدنی	0/7-1	0/4-0/7	0/4-0/6	0/15-0/25	-
92xxx	فولادهای سیلسیم- منگنز	0/75-1	-	-		-

 

نام‌گذاری فولاد در استاندارد EN

در این استاندارد بر اساس ترکیبات شیمیایی و خواص مکانیکی فولاد، نام‌گذاری انجام شده که شامل یک کد حروف و عدد بعد از نام استاندارد است. به عنوان مثال:

استاندارد S235JR: به معنای فولاد ساختمانی با استحکام تسلیم 235 مگا پاسکال و مقاومت در برابر ضربه در دمای اتاق است.

استاندارد P265GH: فولاد معرفی شده در این استاندارد، برای کاربرد‌های فشار بالا و مخازن تحت فشار استفاده می‌شود.

استاندارد‌های ملی فولاد در کشور‌های مختلف

در ادامه استاندارد ملی کشور ژاپن، روسیه و ایران بررسی شده است.

استاندارد JIS یا (Japan Industrail Standard)

همانطور که از نام این استاندارد مشخص است، مربوط به کشور ژاپن است و در صنایع مختلف استفاده می‌شود. برخی از استاندارد‌های معروف JISعبارتند از:

استاندارد JIS G3101: مربوط به فولاد‌های ساختمانی است که در ساخت سازه‌های فلزی استفاده می‌شوند.

استاندارد JIS G4303: مربوط به فولاد‌های ضد‌زنگ است که عمدتاً در محیط‌های خورنده بیشترین استفاده را دارند.

استاندارد GOST روسیه

استاندارد GOSTدر کشور روسیه و مشترک‌المنافع کاربرد دارد. باید گفت این استاندارد انواع مختلف فولاد برای کاربرد‌های گوناگون را شامل می‌شود. برخی از استاندارد‌های معروف GOST در زیر آورده شده است:

استاندارد GOST 380-94: برای فولاد‌های ساختمانی کاربرد دارد.

استاندارد GOST 5632-72: برای فولاد‌های مقاوم به فشار و دما، از این استاندارد استفاده می‌شود.

استاندارد فولاد ایران یا (INSO)

 سازمان ملی استاندارد ایران یا INSO، استاندارد‌های مختلفی برای فولاد تدوین کرده است که کاربرد‌های مختلفی در صنایع فولادی دارد. برخی از مهم‌ترین و پر استفاده‌ترین استاندارد‌های سازمان ملی استاندارد ایران در ادامه معرفی شده است:

استاندارد INSO 1791: که مربوط به فولاد‌های ساختمانی است و بر اساس استاندارد‌های بین‌المللی تدوین شده است. بسیاری از تولید‌کنندگان داخلی کشور از این استاندارد پیروی می‌کنند.

استاندارد INSO 12540: برای فولاد‌های ضد‌زنگ که معمولاً در کاربرد‌های خاص هم استفاده می‌شوند، تدوین شده است.

استاندارد فولاد ساختمانی

از  آنجایی که امروزه بسیاری از مقاطع فولادی ساختمان‌سازی به دلیل برخورداری از خواص مکانیکی و شیمیایی مناسب، استحکام بالا و غیره از فولاد ساختمانی تولید می‌شود بنابراین استاندارد‌های فولاد ساختمانی کیفیت و مشخصات فنی این نوع فولاد را تضمین می‌دهد.

در استاندارد‌های مختلف، ویژگی‌های فولاد ساختمانی با استفاده از کد تعریف می‌شوند برای مثال استاندارد ASTM A36 که مورد استفاده برای فولاد ساختمانی در ایالات متحده یا استاندارد اروپایی EN 10025 که برای فولاد‌های ساختمانی معمولی تدوین شده است. استاندارد‌های فولاد ساختمانی به پیمانکاران این قابلیت را می‌دهد که با توجه به پروژه، مناسب‌ترین نوع فولاد را انتخاب نمایند.

چرا استاندارد‌های فولاد در صنعت اهمیت دارد؟

استاندارد‌های فولاد به طور کلی نقش مؤثری در کیفیت محصول، ایمنی سازه، کارآیی محصولات فولادی و غیره دارد. و پیروی از این استاندارد‌ها توسط تولیدکنندگان، تضمین کیفیت محصول و بالابردن کارآیی آن را به دنبال دارد و بررسی استاندارد‌های پیروی شده در فرآیند تولید محصول هم، به مصرف‌کننده اطمینان می‌دهد که محصول انتخابی ویژگی و مشخصات فنی لازم را برخوردار است. در ادامه متن، برخی از مزیت‌های استاندارد‌های فولادی بررسی شده است:

حفظ کیفیت محصول

استاندارد، سبب می‌شود تولید‌کننده محصول خود را بر اساس دسته‌ای از معیار‌های مشخص تولید و به بازار عرضه کند.

رعایت ایمنی

استفاده از محصولاتی که طبق استاندارد‌های مشخص تولید شده‌اند، به کارفرما و سازنده این اطمینان را می‌دهد که هیچ خسارتی ناشی از خرابی سازه، خرابی تجهیزات و غیره به بار نیاید.

هماهنگی در تولید و تجارت

تدوین استاندارد‌های بین‌المللی، موجب ایجاد هماهنگی برای تولید و تجارت در سطح جهانی می‌شود. به زبانی دیگر، مزیت وجود این استاندارد‌ها تولید محصولات با معیار‌های مشخص توسط کشور‌های مختلف می‌باشد.

کلام آخر

در این مقاله به بررسی استاندارد‌های مختلف بین‌المللی در سطح جهانی و استاندارد ملی کشور‌های مختلف پرداخته شد. با مطالعه این مقاله می‌توانیم به این نتیجه برسیم که تعیین و تدوین و رعایت استاندارد‌های فولادی، سبب تضمین کیفیت محصول و تطابق خواص فیزیکی و شیمیایی فولاد بسیار ضروری است.