مقایسه 5 استاندارد فولاد

حتماً برخورد کرده‌اید که فولادها را بر اساس استانداردهای مختلفی طبقه‌بندی و ارزیابی می‌کنند و سپس بر اساس این استانداردها مشخصات شیمیایی، مکانیکی و متالورژیکی آلیاژهای مختلف فولادی را تعریف و مشخص می‌کنند که هرکدام از این آلیاژها برای چه منظوری مناسب هستند. انواع استانداردهای فولاد شاید در نگاه اول کمی پیچیده به نظر برسند ولی با شناخت آنها بسیاری از ابهامات در مورد فولادها برطرف می‌شود. استانداردها به شما نشان می‌دهند که آلیاژ مورد نظرتان چه مشخصات فنی دارد، چه کاربردی دارد و برای چه صنایعی یا محیطی بیشتر توصیه می‎‌شود. استانداردهای فولاد به آزمایشگاه‌های متالورژی، تولیدکنندگان و کاربران نهایی در تولید، فرآوری و استفاده بهینه از فولاد کمک می‌کند.

ترکیب‌های مختلف آلیاژی که در ساخت این فولادها به‌کاررفته است بسیار حساس است که حاصل آن مشخصات مکانیکی و خصوصیات فنی آلیاژ است؛ بی‌توجهی به این خصوصیات شما را از هدف که دارید دور کرده و به همین دلیل لازم است در تهیه و تامین این آلیاژها باتوجه‌به انواع استانداردهای فولاد دقت کنید. استیل رخ و متخصصان این مجموعه در کنار شما هستند تا به سؤالات شما درباره انواع استانداردهای فولاد پاسخ داده و در تامین اقلام استنلس استیل شما ر ا یاری کنند.

فولادها بر اساس معیارهای خاصی طبقه‌بندی می‌شود

فولاد را بر چه اساسی طبقه‌بندی می‌کنند؟

بدیهی است برای طبقه‌بندی هر گروهی از اقلام مثل انواع استانداردهای فولاد، معیارهای مختلفی را می‌توان در نظر داشت. فولاد ها هم از این قاعده مستثنی نیست. در انواع استانداردهای فولاد، باتوجه‌به یکی از معیارهای زیر فولادها را طبقه‌بندی می‌کنند:

• میزان عناصر مهم در ترکیب‌ شیمیایی آلیاژ: مثل فولادهای کربنی، فولادهای کم آلیاژ، فولادهای زنگ نزن و…
• نحوه تولید فولاد: مثل فرایند دمیدن اکسیژن، کوره‌های قوس الکتریکی و…
• عملیات تکمیلی ساخت فولاد: مثل نورد سرد یا گرم و یا انواع پرداخت‌کاری و عملیات سطحی و آبکاری
• شکل محصول نهایی فولادی: مثل ورق، لوله، پروفیل، میلگرد و مقاطع توپُر، مفتول و…
• عملیات حرارتی: تمپر کردن، آنیل یا بازپخت، سخت‌کاری و…

بیشتر بخوانید: تفاوت‌های کربن استیل با استنلس استیل را بشناسید

انواع استانداردها  

به طور کلی و فارغ از استانداردهای مرتبط با فولاد یا استیل، طبقه بندی‌های مختلفی برای استانداردها وجود دارد. در ادامه به طبقه بندی استانداردها از نظر نوع مرجع و متولی استاندارد می‌پردازیم و به طول خلاصه هرکدام را برای شما تشریح می‌کنیم.

استانداردهای شرکتی و یا کارخانه‌ای (Company standard)

کارخانه‌ها و شرکت‌های بزرگ یا موسسات علمی مرجع، پس از تحقیق و توسعه و کسب تجربیات تخصصی، آنچه را که تحت عنوان دانش فنی متبلور می‌شود را به شکل استانداردهایی تبیین می‌‌کنند. این نوع استانداردها که به استانداردهای شرکتی و یا کارخانه‌ای معروف هستند، تنها در همان سازمان و یا شرکت‌های وابسته یا زیرمجموعه شرکت اصلی اعتبار دارد. این استانداردها می‌تواند در هر شرکت مطابق سطح فناوری، قوانین و مقررات حاکم و نیاز همان شرکت باشد. استانداردهایی نظیر روش‌های مختلف تولید، آزمون‌ها، خدمات پس از فروش، سلسله مراتب و گردش عملیات سازمانی و … از جمله مواردی هستند که تحت عنوان استاندهای شرکتی و یا کارخانه‌ای تدوین می‌شوند.

استانداردهای انجمنی یا صنفی (Society standard)

استانداردهای انجمنی یا صنفی استانداردهایی هستند که برای ایجاد یک زبان مشترک و مشخص بین گروه‌های مختلف صنفی تهیه می‌شوند. این نوع از استانداردها ابتدا در آمریکا تدوین و رایج شدند و به دلیل کیفیت بالای آن‌ها و تخصصی بودنشان، امروزه اعتباری جهانی یافتند. استانداردهایی نظیر استاندارد انجمن آمریکایی آزمون و مواد (ASTM)، انجمن مهندسی مکانیک آمریکا (ASME)، انجمن جوشکاری آمریکا (AWS) و … از جمله استانداردهای صنفی و انجمنی هستند. این استانداردها زمینه توسعه در صنایع را فراهم می‌کنند و باعث می‌شوند نیازهای تکنولوژیک پاسخ داده شده و بین سطوح مختلف صنعتی از صنایع بالادستی تا صنایع پایین دستی زبان مشترک ایجاد شود.

استانداردهای ملی (National standard)

استانداردهای ملی برای ارتباط بیشتر قوانین و الزامات هر کشور با صنایع و زیرساخت‌های صنعتی در هر کشور تدوین و نگارش می‌شوند. این مقررات و استانداردها می‌تواند برای طیف گسترده‌ای از محصولات تهیه شود و در هر کشور بنا به برنامه‌های کلان، سیاست‌ها، نیازهای اقتصادی، شرایط صنعتی و … متفاوت باشد. برای تهیه این استانداردها در هر کشور گروه‌هایی به نمایندگی دولت‌ها، مصرف کننده، تولید کننده، مراکز علمی و پژوهشی و … حضور دارند تا استانداردهای ملی را تدوین کنند. برخی از استانداردهای ملی اجباری و الزام قانونی هستند که این استانداردها اغلب مرتبط با ایمنی، بهداشت و محیط زیست می‌باشند و برخی از استانداردها تشویقی هستند. سازمان استانداردهای ملی آمریکا (ANSI)، آلمان (DIN)، چین (GB) و ایران (INSO) از جمله سازمانهای مرجع استانداردهای ملی هستند.

استانداردهای منطقه‌ای (Regional standard)

موقعیت جغرافیایی، سیاست‌ها، واردات و صادرات به کشورهای اطراف، مواردی هستند که سبب می‌شود تا کشورهای یک منطقه استانداردهایی خاص خود را داشته باشند. این استانداردها به سبب سهولت در تجارت و مبادلات کالا و روابط نزدیک برخی کشورها تدوین می‌شوند. استانداردهایی مانند استاندارد اروپا (EN)، استاندارد کشورهای عربی (ASMO) و استاندارد کشورهای آمریکای شمالی، مرکزی و جنوبی (COPANT) از جمله این استانداردهای منطقه‌ای هستند.

استانداردهای بین المللی (International standard)

استاندرادههای بین المللی برای گسترش فعالیت‌ها و همکاری کشورها و شرکت‌های مختلف در سطح جهان ایجاد شده است. این استانداردها می‌توانند در موارد اقتصادی، علمی، صنعتی،  تحقیقاتی و … تدوین شوند. به کمک این استانداردها، شرکت‌هایی که صلاحیت داشته باشند می‌توانند به راحتی خود را در سطح شرکت‌های جهانی همگام سازند.

کدام استاندارد ملاک است؟

هیچ‌کدام از انواع استانداردهای فولاد که در چهارگوشه جهان تدوین شده‌اند، نتوانسته است از نظر جامعه جهانی به‌عنوان ملاکی ثابت و یگانه مورد قبول واقع شود. بااین‌وجود چند سیستم‌ استاندارد در سراسر جهان وجود دارند که هم مورد تأیید همگان هستند و هم می‌توانند کاربردهای زیادی در صنایع مختلف داشته باشند. این سیستم‌ها برخی در سطح ملی و برخی در سطح جهانی توسط بخش‌های مختلف صنعت یا تولیدکنندگان مورد تایید قرار گرفته‌ و استفاده می‎‌شوند. در ادامه به 5 مورد از استانداردهای فولاد که رایج‌تر هستند اشاره می‌کنیم:

1- استانداردهای AISI – SAE

انجمن آهن و فولاد آمریکا (AISI) و انجمن مهندسین خودرو (SAE) از دهه 30 و 40 میلادی توانستند استانداردهای موسوم به AISI و SAE را که در آمریکا و سایر نقاط جهان استفاده می‌شوند را برای معرفی فولادها ارائه کنند. در این استانداردها یک سیستم 4 رقمی اولیه که توسط سیستم SAE برای معرفی ترکیب شیمیایی فولادهای آلیاژی و فولادهای کربنی استفاده می‌شدند مورد استفاده قرار گرفت. عنصر آلیاژی با دو رقم اول و مقدار کربن با دو رقم آخر نشان داده می‌شود.

در سیستم 4 رقمی، رقم اول در نامگذاری فولاد AISI/SAE یک دسته بندی کلی از فولادها را نشان می‌دهد. برای نمونه گروه فولادهای 1XXX در سیستم SAE-AISI نشان دهنده فولادهای کربنی هستند. رقم دوم کُد 4 رقمی نشان دهنده وجود عناصر اصلی است که ممکن است بر خواص فولاد تأثیر بگذارد. به عنوان مثال در فولاد 1018، صفر در سری 10XX نشان می‌دهد که عنصر ثانویه اصلی مانند گوگرد وجود ندارند. دو رقم آخر هم نشان دهنده میزان کربن به صدم درصد است. برای مثال،SAE 1018 فولاد کربنی بدون عناصر اصلاحی حاوی 0.18 درصد کربن را معرفی می‌کند. یا SAE 5130 فولاد آلیاژی بر پایه کُروم حاوی 1 درصد کروم و 0.30 درصد کربن را نشان می دهد.

انواع استانداردهای فولاد در سیستم AISI، علاوه بر 4 رقم فرایند تولید فولاد را نیز با یک حروف بین عدد دوم و سوم در نامگذاری فولادها بر اساس استاندارد معرفی می‌شود. به‌عنوان‌مثال حرف C برای فولادی است که در کوره باز و یا به روش اکسیژن پایه تولید می‌شوند، درحالی که حرف E برای فولادهایی منظور می‌شود که که در کوره قوس الکتریکی تولید می‌شوند.

در این استاندارد فولادهای ضدزنگ نیز توسط AISI معرفی شده‌اند. فولادهای زنگ نزن یا استنلس استیل با کُد سه رقمی معرفی می‌شوند که با اعداد 2، 3، 4 یا 5 شروع می‌شوند. گریدهای ضدزنگ آستنیتی سری 300 و گریدهای مارتنزیتی سری 400 از رایج‌ترین فولادهای ضد زنگ هستند. به عنوان نمونه می‌توان به آلیاژهای ضدرزنگ 201، 304، 316 و 430 اشاره کرد.

بیشتر بخوانید: 

• استنلس استیل 304
• استنلس استیل 316

استانداردهای اروپایی برای هماهنگی صنعتی یک‌پارچه شدند

2- استانداردهای اروپایی Euronorm (EN)

انواع استانداردهای فولاد اروپایی یکی دیگر از استانداردهای فن بین‌المللی است و طیف گسترده‌ای از عملیات تجاری و صنعتی را در اتحادیه اروپا تحت پوشش قرار می‌دهد. این استاندارد در واقع در برخی از موارد با استانداردهای معتبر جهانی ISO یا IEC یکسان هستند و در برخی موارد کمی ویرایش شده‌اند. بااین‌وجود که این استاندارد فولاد برای اتحادیه اروپا مورد تأیید و مبنای اصلی است، سیستم‌های ملی نسبتاً منسوخ مانند DIN آلمان، BS بریتانیا، AFNOR فرانسه و UNI ایتالیا هنوز به طور گسترده مورد استفاده صنعتگران قرار می‌گیرند و اغلب در بسیاری از مقالات و مشخصات فنی محصولات همچنان دیده می‌شوند.

کُد گذاری فولادها طبق استاندارد EN 10027-2 انجام می‌شود. این استاندارد اروپایی یک سیستم شماره گذاری به نام اعداد فولاد (steel numbers) را برای تعیین گریدهای فولادی تعریف می‌کند. کُدگذاری فولادها بر اساس این استاندارد با یک شماره با ترکیب (ZZ)1.XXYY به شرح زیر انجام می‌شود.

• 1: نشان می‌دهد که نوع متریال فولادی است.
• XX: گروه فولاد را مشخص می‌کند که در جدول مربوطه تعریف شده است. در این جدول با اعداد 00 تا 99 فولادها به را گروه‌های مختلفی تقسیم کرده‌اند. به عنوان مثال کُدهای 40 تا 49 به فولادهای ضد زنگ اختصاص دارد.
• YY: دو رقم بعدی که در محدوده 00 تا 99 می‌باشند نیز جزئیات فولادهای در هر گروه XX را مشخص می‌کنند.
• ZZ: بعد از 4 عدد (XXYY) معمولاً عدد دیگری معرفی نمی‌شود و در حقیقت 2 رقم آخر اختیاری بوده و می‌توان آن را در صورت لزوم برای بیان روش تولید استفاده کرد.

برای مثال فولاد ساختمانی بسیار رایج که با St 37-2 با شماره مواد 1.0037 و فولاد ضدزنگ 304 با شماره 1.4301 معرفی می‌شود.

بیشتر بخوانید: 5 کاربرد ورق استیل پانچ شده در ساختمان

3- استانداردهای فولاد ژاپن (JIS)

انواع استانداردهای فولاد ژاپن در آسیا و اقیانوسیه به‌عنوان یک‌پایه برای الزامات تولید فولاد و تعیین انواع استاندارد آهن‌آلات و مقاطع فولادی مورد استفاده قرار می‌گیرد. سایر سیستم‌های ملی مانند استانداردهای کُره‌ای، چینی و تایوانی، مکرراً از الزامات فولاد JIS به عنوان یک پایه استفاده کرده‌اند. کُدهای مواد در این استاندارد با پیشوند JIS شروع می شود و به دنبال آن یک حرف، که آن حرف نشان دهنده تقسیم‌بندی موضوعی استاندارد است و به دنبال آن چهار رقم می‌آید. استانداردهایی که با حرف G شروع می‌شوند مربوط به مواد آلیاژهای برپایه آهن و فولادها هستند.

نمونه‌ای از استاندارد انجمن مهندسین امریکا

4- استانداردهای ASTM / ASME

دو موسسه معتبر، انجمن آمریکایی تست و مواد (ASTM) و انجمن مهندسین مکانیک آمریکا (ASME) به عنوان مرجع فنی با تعیین خواص مواد برای آزمون و طبقه‌بندی مشخص می‌کند که ویژگی‌های گریدهای فولاد استاندارد چیست. این دو مرجع با مشخص‌کردن خواص شیمیایی، مکانیکی و متالورژیکی انواع مختلف فولاد تعیین می‌کند که آلیاژ مورد نظر برای ساخت قطعات مکانکی، صنعتی و یا سازه‌ای مناسب باشد. انواع مختلف فولاد شامل فولادهای کربنی، سازه‌ای، ضد زنگ، فریتی، آستنیتی و آلیاژی هستند که در دسته‌بندی‌های این استانداردها معرفی می‌شوند.

انواع استانداردهای فولاد به آزمایشگاه‌های مواد و کارخانه‌جات پالایش و تولید فولاد، سازندگان محصولات و سایر مصرف‌کنندگان فولاد در تضمین کیفیت و استفاده ایمن از فولاد در فرآیندهای صنعتی کمک شایانی می‌کند. مشخصات متداولی که استانداردهای ASTM ، ارائه می‌کنند بر ویژگی‌های فنی و عملکردی مواد و محصولات متمرکز است.

سیستم کدگذاری ASTM برای فلزات از یک حرف (مثلاً A برای مواد آهنی) تشکیل شده است که به دنبال آن یک عدد چند رقمی می‌باشد. این نام‌گذاری‌ها اغلب برای محصولات خاصی اعمال می‌شود، برای مثال A548 برای معرفی مفتول فولاد کربنی با کیفیت کار سرد برای ساخت پیچ‌ می‌باشد. یا به عنوان مثالی دیگر ASTM A276-03، نوع 304، 316، 410 به میلگرد و مقاطع فولاد ضد زنگ و مقاوم در برابر حرارت (راهنمای انتخاب استیل نسوز) اشاره دارد.

استاندارد ASME : انجمن مهندسین مکانیک آمریکا ASME یکی از انجمن‌های کشور آمریکاست که در سال 1880 تاسیس شد. استانداردهایی که در این انجمن تهیه می‌شوند در زمینه ساخت مخارن تحت فشار، لوله کشی صنعتی، خطوط انتقال گاز و … کاربرد دارند. حدود 600 استاندارد و کد در این انجمن تهیه شده‌اند که در دنیا اعتبار دارند و مورد استفاده قرار می‌گیرند.

5- استاندادهای DIN

استاندارد معتبر DIN مربوط به موسسه استاندارد سازی آلمان (Deutsches Institut fur Normung eV) در صنایع این کشور و همچنین در کل جهان جایگاه خاصی دارد. در ایران به دلیل اینکه توسعه صنعتی در یک قرن اخیر با همراهی بسیاری از صنایع آلمانی انجام شد نیز بسیار شناخته شده است. ولی با وجود یکسان سازی استانداردهای یورو در حوزه اتحادیه اروپا استاندارد DIN این روزها کمتر مورد توجه است. در این استاندارد برای طبقه‌بندی موضوعات از ترکیب حروف و اعداد استفاده می‌شود. حروف نوع فولاد، تکنیک ذوب، مواد آلیاژی و شرایط فرآوری را مشخص می‌کنند و اعداد بر محتوای کربن و استحکام کششی، مشخصه‌های عنصر آلیاژی اصلی آن تأکید دارند.

موسسه استاندارد سازی آلمان

برای مثال فولادی که نامش با X شروع می‌شود یک فولاد با آلیاژ بالا است، حرف X خود فقط نشان دهنده نوع فولاد است و اعدادی که در ادامه آن می‌آید ترکیب و درصد عناصر را نشان می‌دهد. اولین عدد قبل از سایر عناصر همیشه کربن است و همیشه دارای ضریب 100 است. این کار به این دلیل انجام می شود که کربن رایج ترین عنصر آلیاژی در فولاد است و همیشه باید در نظر گرفته شود، بدون کربن همه عناصر آلیاژی دیگر در صورت وجود کارایی کمتری دارند. به عنوان نمونه فولاد X105CrMo17 دارای 1.05٪ کربن، 17٪ محتوای کروم و مقداری مولیبدن است.

بیشتر بخوانید: تفاوت‌های کربن استیل با استنلس استیل را بشناسید

چه استانداردهای دیگری وجود دارد؟

کشورهایی که به‌تازگی صنعتی شده‌اند؛ مانند چین با استانداردهای GB و YB، هند با استاندارد IS و برزیل با استاندارد NBR توانسته‌اند انواع استانداردهای فولاد را معرفی می‌کنند، بااین‌حال هنوز به طور کامل گسترش پیدا نکرده‌اند و کمتر شناخته می‌شوند. از طرف دیگر استانداردهای صنعتی خاص هستند از جمله استانداردهای فولاد صنعتی برای خودرو (انواع کاربرد ورق استیل در صنعت خودروسازی) SAE، ASME برای مخازن تحت‌فشار و بسیاری کاربردهای تخصصی دیگر، AWS برای جوشکاری و مواد مرتبط با آن، ABS از آمریکا، RINA ایتالیا و Lloyds بریتانیا برای کشتی‌سازی مورداستفاده قرار می‌گیرد. در کنار این موارد برخی از تولیدکنندگان بزرگ نیز برای خود معیارها و استانداردهای کارخانه‌ای مخصوص به خود را دارند.

استانداردهای فولاد ژاپن (JIS)

استاندارد API

API مخفف عبارت انجمن نفت آمریکا یا American Petroleum Institute است که این انجمن استانداردهای صنایع نفت و گاز را تهیه و تدوین می‌کند. در این استاندارد قوانین گسترده‌ای برای انواع تجهیزات صنعت نفت مانند مخازن، پمپ‌ها، کمپرسور‌ها، توربین‌ها، تجهیزات سرچاهی، لوله‌های انتقال و … وجود دارد. این انجمن در سال 1919 تاسیس شد و طی حدود 100 سال بیش از 800 استاندارد برای افزایش ایمنی، حفاظت از محیط زیست و …. تدوین کرده است.

استاندارد AWS

استانداردهای انجمن جوش آمریکا (American Welding Society) یک سری استاندارد برای نظارت بر جوشکاری و برش‌کاری فلزات است. این انجمن به غیر از استانداردها و کدهایی که دارد، کتاب‌ها و مقالاتی را نیز به چاپ رسانده است و همچنین با ارائه گواهینامه به جوشکاران و بازرسان سعی در یکپارچه سازی و تائید صلاحیت جوشکاران دارد. این استاندارد در سال 1919 در آمریکا پایه گذاری شد.

استاندارد ISO

این موسسه استاندارد در سال 1946 در لندن با مشارکت 25 کشور، پایه گذاری شد. واژه ISO مخفف  International organization for standardization است و این سازمان یک سال بعد در ژنو سوئیس شروع به کار کرد. این استانداردها در همه زمینه‌های فنی به غیر از برق و الکترونیک مرجعیت جهانی داند.

استاندارد ملی ایران (INSO-ISIRI)

استاندارد ملی ایران در ابتدا با نام ISIRI که مخفف Institute of standards and industrial research of Iran است که زیر نظر وزارت صنایع قرار داشت معرفی شد و از سال 1390 به INSO که سازمان ملی استاندارد ایران است تغییر نام داده است. سازمان استاندارد ملی ایران از سال 1304 تاسیس شده است و تا کنون حدود 28000 استاندارد ملی را تدوین کرده است.

کلام پایانی

استانداردهای مختلفی در جهان وجود دارد که به کمک آن‌ها فولادها را طبقه‌بندی، شناسایی و ارزیابی می‌کنند. استانداردهای بسیار زیادی در این زمینه وجود دارد؛ اما نکته مهم این است که هنوز هیچ‌کدام حرف اول را نمی‌زند و همچنان در جای جای جهان از استانداردهای مختلف به‌موازات یکدیگر استفاده می‌کنند. به همین دلیل برای هر صنعتگری لازم است تا آشنایی با کلیات استانداردها داشته باشد و بتواند در جای لازم معادل‌یابی بین استانداردها را انجام دهد.

با توجه به انواع استانداردهای فولاد، اگر بتوانید محصول موردنظر خود را از سایت و فروشگاه معتبری خریداری کنید، مطمئن خواهید بود که مناسب‌ترین گزینه را برای تولید محصولات مرتبط با نیازتان را تهیه کرده‌اید. وب‌سایت مجموعه استیل رخ با مجموعه‌ای از اطلاعات فنی در کنار شما است. همچنین متخصصان این مجموعه با تخصص در زمینه استنلس استیل شما را در انتخاب مواد، تامین و خریدی بهتر یاری خواهند کرد.