مقالات تجارت آلیاژ مقالاتی از فلزات پرکاربرد
فولاد به عنوان یکی از اصلیترین مواد مهندسی و صنعتی، در طیف وسیعی از کاربردها، از ساخت و ساز تا تولید ماشینآلات و تجهیزات پیشرفته، نقش حیاتی ایفا میکند. به دلیل تنوع بالای انواع فولاد و ویژگیهای منحصر به فرد هر کدام، نیاز به یک سیستم نامگذاری استاندارد برای شناسایی و تمایز آنها ضروری است. نام گذاری استاندارد فولاد، که توسط سازمانهای بینالمللی تدوین شدهاند، اطلاعات دقیقی درباره ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی و کاربردهای مناسب هر نوع فولاد فراهم میکنند. در این مقاله، به بررسی نام گذاری استاندارد فولاد، روشهای مختلف طبقهبندی و اهمیت آنها در صنعت خواهیم پرداخت.
تاریخچه نامگذاری فولاد
تاریخچه نام گذاری استاندارد فولاد به قرنها پیش بازمیگردد. در آغاز، فولاد براساس کاربردهایش نامگذاری میشد؛ به عنوان مثال، فولادی که در ساخت ابزارها به کار میرفت، “فولاد ابزار” نامیده میشد و فولادی که در ساخت ساختمانها به کار میرفت، “فولاد ساختمانی” نام داشت.
با پیشرفت صنعت فولادسازی، نیاز به یک سیستم نامگذاری استاندارد برای طبقهبندی انواع مختلف فولاد احساس شد. در اوایل قرن بیستم، انجمن مهندسان خودرو (SAE) یک سیستم نامگذاری برای فولادهای آلیاژی معرفی کرد که براساس درصد عناصر آلیاژی موجود در فولاد بود.
در سال ۱۹۲۱، انجمن آهن و فولاد آمریکا (AISI) سیستم نامگذاری مشابهی برای فولادهای کربنی و آلیاژی ارائه داد. این سیستم به تدریج جایگزین سیستم نامگذاری SAE شد و امروزه به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرد.
سیستمهای استاندارد نامگذاری فولاد، امکان تعیین خواص مختلف نظیر ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی و ویژگیهای متالورژیکی را فراهم میکنند. این سیستمها فولادها را براساس ویژگیها و کاربردهایشان در زمینههای مختلفی مانند ساخت و ساز، ماشینآلات و قطعات صنعتی طبقهبندی میکنند. به طور کلی، فولادها دارای انواع متنوعی هستند که هر یک از ویژگیها و خواص منحصر به فردی برخوردارند.
راهنمای نامگذاری فولاد
با توجه به تنوع بالای تولید انواع فولادهای کربنی و آلیاژی، نامگذاری این محصولات براساس یک سیستم مخصوص و مشخص انجام میشود.
به طور کلی، هر گرید فولاد دارای استانداردهای مشخص و ثابتی است که بسته به کشور سازنده، استانداردهای انتخابی شرکت تولیدکننده و روشهای مهندسی به کار رفته، مورد استفاده قرار میگیرد.
اغلب سیستمهای نامگذاری در شرکتها از چهار رقم برای شمارهگذاری استفاده میکنند که براساس ترکیب شیمیایی فولاد بر روی محصولات حک میشود. با این حال، برخی محصولات در شرکتها ممکن است از ترکیبات سه یا حتی پنج حرف نیز برای نامگذاری استفاده کنند.
انواع فولاد، شامل زیرمجموعههایی با نامگذاری چهار رقمی هستند. از انواع فولادها میتوان به فولاد نیکل، فولاد مولیبدن، فولاد کروم، فولاد وانادیوم، فولاد تنگستن اشاره کرد. این عناصر با آهن ترکیب میشوند و ویژگیهای منحصر به فردی را در فولاد تولید شده ایجاد میکنند. دراین مقاله به بررسی استاندارد DIN و ASTM و کاربرد آن میپردازیم.
1) استاندارد DIN آلمان
واژه DIN مخفف عبارت آلمانی “Deutsches Institut für Normung” است. سیستم نامگذاری فولاد در استاندارد DIN آلمان، هر ۵ سال یکبار بازبینی میشود. این سیستم براساس ترکیب شیمیایی و ساختار فولاد عمل میکند. در این روش، نام فولاد از یک یا چند حرف و یک یا چند رقم تشکیل شده است. حروف اولیه نماد گروه اصلی فولاد یعنی کربنی، آلیاژی و ضدزنگ هستند.
در استاندارد DIN، نامگذاری فولادها براساس خواص کاربردی آنها، به دو دسته استحکام و شکلپذیری طبقهبندی میشود. در هر دو روش، از حرف ST برای معرفی فولاد استفاده میشود و عددی که پس از آن قرار میگیرد، نشاندهنده حداقل استحکام کششی بر حسب کیلوگرم بر میلیمتر مربع (kg/mm²) است. به عنوان مثال، فولاد St ۵۰۰ یک فولاد ساختمانی با حداقل استحکام کششی ۵۰۰ کیلوگرم بر میلیمتر مربع است.
کاربرد استاندارد DIN
کلمه “DIN” نیز به عنوان یک علامت از استانداردهای مطابق با استانداردهای آلمانی استفاده میشود، که نشان دهنده این است که محصول یا خدمات مربوطه با استانداردها و معیارهای آلمانی سازگار است. استانداردهای DIN در موارد مختلف و گستردهای از صنایع و حوزههای فنی و مهندسی به کار میروند. برخی از جایگاههایی که استانداردهای DIN مورد استفاده قرار میگیرند عبارتند از:
- صنعت خودروسازی: در تولید خودروها و قطعات خودرو، استانداردهای DIN برای تضمین کیفیت، ایمنی و سازگاری قطعات با یکدیگر استفاده میشوند.
- صنایع ساختمانی: در طراحی و ساخت ساختمانها، استانداردهای DIN برای اجتناب از خطراتی مانند فرسایش، شکست و آسیبهای دیگر به کار میروند.
- صنایع الکترونیک و الکتریکی: در تولید و آزمایش تجهیزات الکترونیکی و الکتریکی، استانداردهای DIN برای اطمینان از ایمنی، کیفیت و سازگاری دستگاهها به کار میروند.
- صنایع پزشکی: در تولید و استفاده از تجهیزات پزشکی و داروها، استانداردهای DIN برای اطمینان از ایمنی بیماران و کارایی تجهیزات پزشکی استفاده میشوند.
- صنایع نفت، گاز و پتروشیمی: در تولید، حمل و نقل و استفاده از تجهیزات و مواد مورد نیاز در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، استانداردهای DIN برای اطمینان از ایمنی و عملکرد بهینه استفاده میشوند.
- صنایع مواد غذایی: در تولید و بستهبندی مواد غذایی، استانداردهای DIN برای اطمینان از بهداشت و کیفیت محصولات به کار میروند.این فهرست تنها یک نمونه از جایگاههایی است که استانداردهای DIN در آنها استفاده میشوند و بسیاری دیگر از صنایع و حوزههای فنی و مهندسی نیز به صورت گسترده از استانداردهای DIN بهره میبرند.
2)استاندارد ASTM آمریکا
استاندارد ASTM (American Society for Testing and Materials) در سال ۱۸۹۸ توسط مهندسان به عنوان سازمان آمریکایی آزمایش و مواد تأسیس شد. امروزه این انجمن با نام ASTM International شناخته میشود و بیش از ۳۰۰۰۰ عضو در بیش از ۱۲۰ کشور دارد. دفتر مرکزی ASTM در پنسیلوانیای آمریکا قرار دارد، اما دفاتر متعددی در نقاط مختلف دنیا از جمله کانادا، چین، بلژیک، مکزیک و سایر کشورها دارد. استانداردهای این سازمان به صورت داوطلبانه توسط اعضای کمیتههای فنی ASTM تهیه و چاپ میشوند. این کمیتهها شامل کاربران، تولیدکنندگان، مصرفکنندگان، دانشمندان و سایر متخصصان هستند.
کاربرد استاندارد ASTM
استاندارد ASTM نه تنها به عنوان یک استاندارد معتبر شناخته میشود، بلکه دورههای مهارت، برنامههای آموزشی و سایر منابع را نیز برای بهبود محصولات و خدمات ارائه میدهد که برای کارکنان صنایع مختلف در دسترس است.
مهمترین و پرکاربردترین استانداردهایی که انجمن ASTM ارائه میکند عبارتاند از:
- استانداردهای فلزی: این استانداردها شامل طیف گستردهای از فلزات مانند آلومینیوم، مس، چدن و… هستند و برای محصولات ساخته شده از این فلزات و مصالح ساختمانی نیز کاربرد دارند. استانداردهای فلزی همچنین به بررسی خوردگی و فرسودگی فلزها در گذر زمان و تحت فشار میپردازند.
- استانداردهای فولادی: این استانداردها برای مشخص کردن انواع مختلف فولاد از جمله فولاد ضد زنگ، کربن، فریتی و… استفاده میشوند. این انواع فولاد برای تولید قطعات صنعتی، قطعات مکانیکی و سایر لوازم جانبی مانند نردهها و لولههای فولادی کاربرد دارند.
- استانداردهای رنگ: این استانداردها انواع مختلفی از پوششها را در بر میگیرند و علاوه بر تعیین استاندارد برای خواص رنگها و دیگر پوششها، استانداردهایی برای روند مناسب استفاده از آنها نیز تعیین میکنند. پوششهای مورد نظر شامل لاک الکل، لعاب، رنگدانهها، آبکاری برقی، حلالها و… هستند.
- استانداردهای پلاستیک: این استانداردها همه نوع پلاستیک و مشتقات پلیمری آن را شامل میشوند. استانداردهای پلاستیک روشهایی برای آزمایش خصوصیات پلاستیکها، دوام آنها، ویژگیهای مکانیکی، خواص مواد سلولی، نحوه صحیح پوشاندن قطعات پلاستیکی، الوار پلاستیکی، مصالح ساختمانی پلاستیکی، پلاستیک بازیافتی و… را ارائه میدهند.
