روش نامگذاری فولادها در استانداردهای مختلف

در استانداردهای مختلف، فولادها به روش‌های متفاوتی نامگذاری می‌شوند. معمولاً این نامگذاری در هر استاندارد مطابق قواعد خاصی انجام می‌شود. در این مطلب قصد داریم روش نامگذاری استیل و انواع فولاد را در استانداردهای معتبر دنیا برای شما شرح دهیم. اگر شما هم با گریدهای مختلف استیل سروکار دارید، تا انتهای این مطلب با ما همراه باشید.

طبقه بندی فولادها

همانطور که گفتیم فولادها به روش‌های مختلفی طبقه بندی می‌‌شوند. طبقه بندی آن‌ها می‌تواند بر اساس موارد زیر باشد:

طبقه بندی بر اساس ترکیب شیمیایی، مانند فولادهای کربنی، کم آلیاژ، پر آلیاژ و …

طبقه بندی بر اساس روش ساخت، مانند نورد گرم، نورد سرد، ریختگی و …

طبقه بندی بر اساس شکل محصولات، مانند ورق، رول، لوله، میلگرد و …

طبقه بندی بر اساس عملیات حرارتی مانند آنیل، سخت‌کاری شده و …

طبقه بندی بر اساس کاربرد، مانند فولاد ساختمانی، فولاد ابزار و …

در آمریکا موسسات مختلفی هستند که هرکدام از آن‌ها روش خاص خود را برای طبقه بندی و نام‌گذاری گریدهای استیل دارند. استانداردهایی مانند، انجمن آهن و فولاد آمریکا (AISI)، انجمن ملی استاندارد آمریکا (ANSI)، انجمن نفت آمریکا (API)، موسسه آزمون و مواد آمریکا (ASTM) و…. .

به غیر از آمریکا، کشورهای دیگری نیز استانداردهای خود را برای نامگذاری استیل دارند. استاندارد JIS (استاندارد کشور ژاپن)، استاندارد GB (استاندارد ملی چین)، استاندارد BSI (استاندارد بریتانیا) و استانداردهای EN، ISO، DIN (استانداردهای رایج در اتحادیه اروپا) از جمله استانداردهایی هستند که روش خاص خود را برای نامگذاری آلیاژها را دارند. در ادامه به بررسی روش نامگذاری استیل و فولاد در برخی از این استانداردها می‌پردازیم.

نامگذاری فولادها در استاندارد ASTM

این استاندارد مربوط به یکی از معتبرترین موسسات تدوین استانداردهای جهان است که در سال 1989 تاسیس شد. ASTM تا امروز 77 کتاب استاندارد در 15 بخش را به چاپ رسانده است. بخش‌های مرتبط با فلزات در این استاندارد به صورت زیر است:

محصولات آهنی و فولادی (8 جلد)، محصولات غیرآهنی (5 جلد)، روش‌های آزمون فلزات و دستورالعمل‌های آن (6 جلد).

هریک از استانداردهای ASTM با ترکیبی از حروف و شماره‌ها معرفی می‌شوند. حروف در این استاندارد نشان‌دهنده گروه موضوعی استاندارد است. این حروف به صورت زیر طبقه بندی می‌‌شوند:

A: آلیاژهای آهنی

B: آلیاژهای غیر آهنی

C: سیمان، سرامیک و بتن

D: مواد متفرقه

E: موضوعات متفرقه

F: مواد برای کاربردهای خاص

G: خوردگی و تخریب مواد

برای درک بهتر نامگذاری فولادها در استاندارد ASTM بهتر است از یک مثال استفاده کنیم. برای مثال ASTM A516/A516M-01 GRADE 70

این استاندارد، برای مخازن تحت فشار، فولاد کربی برای کارکرد در دمای متوسط و پایین است.

حرف A در این نامگذاری نشان دهنده آهنی بودن این آلیاژ است. اما از طریق این حرف نمی‌توان دریافت که گرید مورد نظر از کدام دسته از فولادها، چدن‌ها، فولادهای آلیاژی و … است. عدد 516 عددی سریال است که طبق جداول تعریف آن مشخص می‌شود. حرف M بیانگر آن است که واحدهای این استاندارد بر مبنای واحدهای SI نوشته شده‌اند (M مخفف واژه METRIC). عدد 70 نیز استحکام کششی این آلیاژ را نشان می‌دهد که برابر 70 ksi است.

نامگذاری فولادها در استاندارد AISI / SAE

این روش نامگذاری استیل یکی از متداول‌ترین ورش‌های مورد استفاده در صنایع است. سیستم نامگذاری فولادها در استاندارد AISI / SAE بدین صورت است که از یک عدد چهار رقمی برای مشخص کردن نوع آلیاژها استفاده می‌کنند. این عددها در ارتباط با ترکیب شیمیایی آلیاژهاست. در این سیستم دو رقم آخر بیانگر میزان درصد کربن موجود در ساختار آلیاژ بر حسب صدم درصد است. رقم اول نیز بیانگر طبقه فولاد است که تعاریف زیر است.

1: فولادها کربنی

2: فولادهای نیکل دار

3: فولادهای کروم، نیکل

4: فولادهای مولیبدن دار

5: فولادهای کروم دار

6: فولادهای کروم، وانادیم

7: فولادهای تنگستن دارد

8: فولادهای نیکل، کروم، مولیبدن دار

9: فولادهای سیلیسیوم، منگنز

در این روش نامگذاری عدد دوم عموما مشخص کننده درصد متوسط عنصر آلیاژی غالب است. اگر عنصر بور (B) برای افزایش سختی پذیری به استیل اضافه شود حرف “B” به انتهای کد استیل اضافه می‌شود.  اگر عنصر سرب برای بهبود ماشینکاری به استیل افزوده شود حرف “L” به نام گرید اضافه می‌شود.  ازحرف “M” برای نامگذاری فولاد تجاری و از حرف  “E” برای فولاد تولید شده با کوره القایی استفاده می‌شود. برای فولادهایی که قابلیت سختی پذیری دارند حرف “H” در سیستم نامگذاری فولاد استفاده می‌‌شود.

کربن استیل	ویژگی‌ها
10XX	بدون گوگرد یا 1 درصد منگنز
11XX	افزودنی گوگرد دار
12XX	همراه افزدونی فسفر و گوگرد
15XX	بدون گوگرد و بالاتر از 1 درصد منگنز
Alloy Steel	فولاد آلیاژی با عناصر آلیاژی مختلف
13XX	1.75 درصد منگنز
40XX	0.2 تا 0.25 مولیبدن و یا 0.25 مولیبدن به همراه 0.042 گوگرد
41XX	0.5، 0.8، یا 0.95 درصد کروم و 0.12، 0.2، تا 0.3 درصد مولیبدن
43XX	1.83 نیکل، 0.5 تا 0.8 کروم و 0.25 مولیبدن
46XX	0.85 تا 1.83 نیکل و 0.2 تا 0.35 مولیبدن
47XX	1.05 نیکل، 0.45 کروم، 0.2 تا 0.35 مولیبدن
48XX	3.5 نیکل و 0.25 مولیبدن
51XX	0.8، 0.88، 0.93، 0.95 یا 1 درصد کروم
51XXX	1.03 کروم
52XXX	1.45 کروم
61XX	0.6 تا 0.95 کروم و 0.13 تا 0.15 وانادیوم
86XX	0.55 نیکل، 0.5 کروم، و 0.20 مولیبدن
87XX	0.55 نیکل، 0.5 کروم، و 0.25 مولیبدن
88XX	0.55 نیکل، 0.5 کروم، و 0.35 مولیبدن
92XX	2 سیلیکون و یا 1.4 سیلیکون به همراه 0.7 کروم
50BXX	0.28 تا 0.5 کروم
51BXX	0.8 کروم
81BXX	0.3 نیکل، 0.45 کروم و 0.12 مولیبدن
94BXXX	0.45 نیکل، 0.40 کروم و 0.12 مولیبدن

 

سیستم نامگذاری فولاد ضد زنگ

سیستم سه رقمی برای نامگذاری استیل کارشده، توسط AISI پیشنهاد شد. نخستین رقم کلاس استیل را مشخص می‌کند. بدین صورت است که سری 2XX و 3XX سری فولادهای ضد زنگ آستنیتی و سری 4XX دسته فولادهای مارتنزیتی و فریتی هستند. رقم دوم و سوم در این سیستم نامگذاری بیانگر ترکیب شیمیایی استیل نیستند. همچنین در سری 400، تفاوت میان گریدهای فریتی و مارتنزیتی مشخص نشده است. در این سیستم از پسوندهایی استفاده می‌شود که معانی خاصی دارند. در جدول زیر این حروف را بررسی می‌کنیم.

AISI Numbers	UNS No.	معنی حروف
XxxL	xxx01	کم کربن (کربن کمتر از 0.03 درصد) برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی بین دانه‌ای
xxxS	xxx08	کم کربن در برابر بازه معمول استاندارد (کمتر از 0.08 درصد)
xxxN	Xxx51	حاوی نیتروژن برای بهبود استحکام
xxxLN	Xxx53	کم کربن (کمتر از 0.03 درصد) به همراه نیتروژن
xxxF	Xxx20	میزان بالاتری از گوگرد و فسفر برای ماشنیکاری بهتر
xxxSe	Xxx23	حاوی سلنیوم
xxxB	Xxx15	حاوی سیلیکون برای بهبود مقاومت در برابر پوسته‌ای شدن
xxxH	Xxx09	محدوده مجاز کربن بیشتر از استاندارد
xxxCu	Xxx30	حاوی مس

 

نامگذاری فولادها در استاندارد DIN

در استاندارد DIN 17006 که متشکل از حروف و اعداد برای نامگذاری فولادهاست، فولادها بر اساس دو معیار طبقه بندی می‌شوند: خواص کاربردی و ترکیب شیمیایی. در ادامه نامگذای فولاد را در استاندارد DIN بررسی می‌کنیم.

نامگذاری بر اساس خواص کاربردی: در این بخش برای نامگذاری فولاد از حروف st که نشان دهنده فولاد است استفاده می‌شود. پس از این حروف دو عدد نوشته می‌شود که بیانگر حداقل استحکام کششی این فولاد است. این عدد بر حسب واحد کیلوگرم بر میلی‌متر مربع  است. برای مثال فولاد st37 فولادی با حداقل استحکام کششی 37  است. حروف  دیگری نیز برای توضیحات بیشتر برای مشخص کردن ویژگی فولاد استفاده می‌شود.

Q: فولادهای ویژه شکل دهی سرد

R: فولادهای آرام و نیمه آرام

U: فولاد ناآرام

نامگذاری فولادهای غیرآلیاژی:

برای بیان این دسته از کلمه C و یک حرف دیگر به همراه یک عدد استفاده می‌شود. عدد بیان شده نشان دهنده میزان کربن ساختار است.

f: فولاد مناسب سخت کاری القایی Cf53

K: فولاد کشته شده با مقدار فسفر و گوگرد پایین Ck15

m: فولاد کشته شده با محدوده معینی گوگرد، مثلا Cm35

q: فولادهای کربوره مناسب برای فرآیند کله زنی سرد Cq35

نامگذاری فولادها در سیستم‌های اروپایی Euronorm

این سیستم شماره‌گذاری در جنگ جهانی دوم به منظور رمزگذاری نقشه‌ها و کنترل کیفیت در کشور آلمان ابداع شد و با شماره استاندارد DIN 17007 شناخته شد. به مرور زمان و با شکل گیری اتحادیه اروپا این روش رایج آلمانی در استاندارد‌های اروپایی با تغییراتی مطرح شد و نام آن به استاندارد EN 10027-2  تغییر کرد. برای مثال دو رقم اختیاری به آخر آن اضافه شد که در صورت لزوم استفاده می‌شود که گاهی بیانگر عملیات تکمیلی و روش تولید است.

نام‌ گذاری فولادها طبق استاندارد EN 10027-2  با یک کد 5 رقمی که رقم اول آن با یک نقطه از بقیه جدا می‌شود و همچنین در مواردی به همراه 2 رقم اختیاری تعریف می‌شود. ترکیب شماره مواد در این استاندارد به شکل (zz)XXYY.# است؛ که رقم اول (#) برای انواع فولاد 1، برای چدن صفر و برای سایر فلزات غیرآهنی 2، 3 تا 9 است.

دو رقم بعد از ممیز (XX) در فولادها، نشان‌دهنده گروه و نوع آلیاژ است که طبق جدول زیر تعریف شده است. دو عدد بعدی (YY) شماره‌ی ترتیبی یا سریال است که مفهوم فنی خاصی ندارد. در نهایت 2 شماره نیز بصورت اختیاری و در مواردی که لازم است تعریف می‌شود. در رابطه با فولادها، رقم اول بعد از ممیز گروه آلیاژی را به ترتیب زیر تعریف می‌کند که شکل کامل آن در جدول ذکر شده است:

• عدد 0: فولاد ساده کربنی (غیر آلیاژی)
• عدد 1: فولاد کیفی کربنی (غیر آلیاژی)
• عدد 2: فولاد‌های ابزار
• عدد 3: فولادهای آلیاژی
• عدد 4: فولاد های زنگ نزن (استنلس استیل)
• عدد 5 تا 8: فولادهای آلیاژی برای کاربردهای مهندسی خاص
• عدد 9: فولادهای خاص

 

سخن آخر

برای نامگذاری استیل و فولاد، طبق استانداردهای مختلف، روش‌های مختلفی وجود دارد. در این مطلب سعی کردیم به اختصار به روش‌های نامگذاری استیل در سه استاندارد معتبر دنیا بپردازیم. به غیر از این سه استاندارد که در این مطلب اشاره شد، استانداردهای دیگری نیز هستند که آن‌ها نیز روش خاصی برای نامگذاری آلیاژهای مختلف دارند.