انواع استانداردهای فولاد و نحوه نامگذاری آنها
از سال‌های ابتدایی قرن ۲۱ تا به حال با وجود روی کار آمدن انواع آلیاژ و فلز، سرامیک‌ها، کامپوزیت‌ها و نانو مواد، فولاد هنوز جایگاه ویژه خود را حفظ کرده است و بیشتر از ۱/۵ میلیارد تن سالیانه در مقیاس جهانی در انواع مختلف و به شکل محصولات فولادی مختلف تولید می‌شود. تنوع بالا و گسترده بودن فولاد باعث شده که کشورهای پیشرفته صنعتی و شرکت‌های بزرگ تولیدکننده فولادی برای راحتی در تولید و مبادله فولاد، استانداردهایی را برای طبقه‌بندی آن تدوین و تعیین بکنند. البته متفاوت بودن و معیارهایی که این کشورها و تولیدکنندگان در نظر گرفته بودند، مجموعه کشورهای اروپایی با ارائه استاندارد Euronorm و موسسه بین‌المللی استاندارد با ارائه استاندارد ISO سعی بر یکپارچه‌سازی استانداردهای مختلف داشتند و در حال حاضر برای تجارت و تولید فولاد از این دو استاندارد استفاده می‌شود، اما هنوز برخی کشورها به استفاده از دیگر استانداردهای کشورهای پیشرفته به علت قدرت محفوظ شده آنها در مبادلات ادامه می‌دهند. به همین علت شناخت و آگاهی در مورد استانداردهای فولاد و محصولات آن مانند میلگرد، ورق، لوله و... امری الزامی برای فعالان در صنعت فولاد است. در این مقاله قصد داریم تا شما را با انواع مطرح استاندارد فولاد آشنا کنیم.
نامگذاری استانداردهای فولاد در کشورهای صنعتی پیشرفته شامل انواع استاندارد AISI-SAE و ASTM آمریکا، DIN آلمان، JIS ژاپن، BS انگلستان، GOST روسیه و AFNOR فرانسه است.
آشنایی با استاندارد DIN آلمان
فعالیت موسسه استاندارد آلمان (DIN) در زمینه استانداردسازی مواد در حوزه صنعت و تجارت بوده است و بر اساس کتاب مرجع مربوط به استاندارد فولاد، توضیحات مربوط به استاندارد کیفیت، شرایط فنی تحویل و سایر موارد مهم که تحت عنوان دستورالعمل استاندارد DIN شناخته شده، در قالب یک شماره سه تا پنج رقمی در کنار حروف اختصاری استاندارد یعنی DIN است. البته معمولا بعد از شماره دستور عمل، سال تصویب یا ویرایش و عرضه استاندراد نیز مانند عبارت زیر قرار می‌گیرد:
مثلا DIN 1651-80 دستورالعمل استاندارد آلمانی برای فولاد خوش‌تراش است که تاریخ تصویب یا آخرین ویرایش آن ۱۹۸۰ بوده است.
نامگذاری فولادها در استاندارد DIN
همه مواد از جمله فولاد در این استاندارد با دو مفهوم شناسانده می‌شوند که شامل عدد استاندارد و نماد است. در مورد عدد استاندارد می‌توان گفت از چند بخش تشکیل می‌شود:
در عبارت بالا، عدد اول گروه اصلی ماده را نشان می‌دهد که مطابق با جدول زیر تعیین می‌شود.
دو رقم بعد از عدد اول (که برای فولاد با توجه به جدول بالا ۱ است)، نشان‌دهنده ترکیب شیمیایی فولاد است. مثلا زمانی که عدد ۸۵ باشد، نشان‌دهنده فولاد نیتریدی است. جدول زیر در مورد انواع مختلف فولاد عدد را مشخص کرده است. در مورد دو رقم آخر می‌توان گفت که نوع فولاد را تعیین نمی‌کند و فقط یک نشانه عددی است.
در کنار عدد استاندارد همانطور که ابتدا گفتیم، هر فولاد در این استاندارد با یک نماد نیز مشخص می‌شوند که این نماد ترکیبی از اعداد و حروف است که بر اساس دو مشخصه تعیین می‌شود:
- مشخصه مکانیکی: منظور از این مشخصه پارامتر استحکام کششی نهایی (UTM) است که برای فولادهای ساختمانی معمولی و فولادهای ریختگی ساده این مشخصه استفاده می‌شود و بعد از st برای فولاد ساختمانی معمولی و GS برای فولاد ریختگی ساده، حداقل مقدار UTM (برحسب کیلوگرم بر میلی‌متر مربع) نوشته می‌شود.
- مشخصه شیمیایی: به آنالیز فولاد اشاره دارد و بقیه انواع فولادها بر اساس این مشخصه که نشان‌دهنده مقدار کربن و عناصر آلیاژی موجود در فولاد است تعیین می‌شود.
نامگذاری فولاد در استاندارد آمریکایی AISI-SAE
موسسه AISI فولاد و آهن آمریکا و انجمن SAE مهندسین اتومبیل که یکی از قدرتمندان تعیین استاندارد در حوزه قطعات و اجزا اتومیبل هستند، به علت همخوانی زیاد استانداردهای فولادی خود را ادغام کردند.
موسسه SAE ابتدا طبقه‌بندی فولادها را برای استانداردسازی جهت استفاده در صنعت اتومبیل را انجام داد و سپس، AISI آن را تکمیل کرد. استانداردسازی فولادها در AISI-SAE بر اساس ترکیب شیمیایی آن‌هاست. همه فولادها به جز موارد خاص از یک حرف و بعد اعداد چهار رقمی برای فولادهای کربنی و پنج رقمی برای برخی فولادهای آلیاژی تشکیل شده است.
در این استاندارد بعد از حرف پیشوند، رقم اول به عنصر اصلی آلیاژ فولادی اشاره دارد و مطابق با جدول زیر تعیین می‌گردد و رقم دوم به عنصر آلیاژی مسلط فولاد اشاره دارد؛ در واقع این دو رقم ترکیب تقریبی عناصر غالب را نشان می‌دهند. در مورد دو یا سه رقم آخر کد، صدم درصد کربن را نشان می‌دهد. مثلا برای SAE 1040 به فولاد کربنی اشاره دارد.
جدول زیر مختصری از اطلاعات مربوط به کدهای اختصاصی انواع فولاد در استاندارد AISI-SAE را نشان می‌دهد.
استاندارد آمریکایی ASTM
استاندارد AISI-SAE رایج‌تر از استاندارد ASTM و سایر استانداردهای آمریکایی است، اما انجمن آزمایش‌ها و مواد آمریکا یعنی ASTM جامع‌ترین مشخصات استاندارد مواد و آزمایش‌ها را هر ساله با استفاده از کادر مجرب خود ارائه می‌دهد و هر پنج سال کمیته‌های مسئول استاندارد ASTM ویرایش‌ها را انجام می‌دهند.
در بسیاری از موارد استاندارد ASTM مشابه استاندارد AISI-SAE در محصولات فولادی است و اغلب مشخصه‌های استاندارد ASTM برای انجمن مهندسین مکانیک آمریکا یعنی ASME معتبر است؛ البته در استاندارد پیشوند S را اضفه کرده‌اند. یعنی مثلا ASTM A213 را به شکل ASTM SA213 به کار می‌برند.
در این استاندارد بعد از حرف A یک عدد یک تا سه رقمی و بعد سال تصویب یا ویرایش استاندارد می‌آید. در این استاندارد مسئله مهم تعیین کردن گروه (برای مشخص کردن ترکیب شیمیایی)، نوع (برای نشان دادن نحوه اکسیژن‌زدایی) و کلاس (نشان‌دهنده بعضی خصوصیت‌ها مثل استحکام و عیوب) فولاد است که برای ان از عدد، حرف، نشانه و یا ترکیبی از آنها استفاده می‌شود؛ البته در برخی موارد در کاربرد واژه‌های نوع، کلاس و گروه تداخل وجود دارد.
در جدول زیر برخی عناوین و یا محصولات مهم فولادی با استفاده از استاندارد ASTM نشان داده شده است.
جمع‌بندی
در این مقاله به بررسی چند استاندارد جهانی مورد تایید سازمان‌ها و شرکت‌های پرداختیم که از جمله آنها می‌توان به استاندارد آمریکایی AISI-SAE و ASTM و استاندارد آلمانی DIN اشاره کرد. معیارهای نامگذاری برای استانداردهای مختلف که در خیلی موارد هم‌پوشانی دارند، مواردی همچون ترکیب شیمیایی، فرآیندهای اکسیژن‌زدایی، خواص فیزیکی و... است. اهمیت بررسی استانداردها از این جهت است که کار را برای مبادلات و تولید محصولات فولادی راحت‌تر می‌کند. امیدواریم این مقاله مفید بوده باشد.
منبع: کتاب استانداردهای فولاد و چدن/مسعود بینش/چاپ اول/۱۳۹۴
