industrial steel application for persians

کاربرد و طبقه بندی فوالدهای صنعتی بر اساس فوالدهاکليد

ثابت حامد 87اردیبهشت

طبقه بندی فوالد ها

کربن – طبقه بندی بر اساس دیاگرام آهن -1صنعتی طبقه بندی براساس کاربرد های -2استانداردها طبقه بندی براساس -3

کربن می باشند - آلياژهای آهن فوالدها : فوالدها تعريف . درصد کمتر است 2که ميزان کربن آنها از

:فوالدهاتعریف انواع کار شده مانند ورق، محصوالتبه صورت =هيپویوتکتوئيدی فوالدهای

هستند و قابليت جوش پذیری، شکل پذیری، ریخته تيرآهن، نبشیلوله، .گری آنها با افزایش کربن کاهش می یابد

هم به صورت محصوالت کار شده هم به صورت =یوتکتوئيدی فوالدهای محصوالت ریختگی هستند، قابليت جوش پذیری، شکل پذیری و ریخته

. کمتر است هيپویوتکتوئيدی گری آنها نسبت به فوالدهای عمدتًا به صورت محصوالت ریختگی هستند =هایپریوتکتوئيدیفوالدهای

.و قابليت جوش پذیری، شکل پذیری و ریخته گری آنها کم است

طبقه بندی بر اساس کاربردهای صنعتی

: کربنی فوالدهای ساده -1Plain C-SteelMild SteelC SteelC-Mn

Steel

:فوالدهای آلياژی -2Alloyed Steel

کربنی فوالدهای ساده

S+P+Mn+Si+C هستند که دارای عناصر فوالدهایی کمتر از Mn و Siدرصد و 2مقدار کربن کمتر از .می باشند

. خيلی کم می باشند P وS درصد و5/0. هستندفوالدسازی کنورتورهای محصول فوالدهااین

دسته 3 بر اساس کربن به کربنیفوالدهای ساده تقسيم می شوند

)= درصد کربن0-2/0( کم کربن کربنیفوالدهای ساده -1ساختمانی فوالدهای

درصد 2/0-5/0( کربن متوسط کربنیفوالدهای ساده -2سازیفوالدهای ماشين )= کربن

)= درصد کربن به باال5/0 (پرکربن کربنیفوالدهای ساده -3کربنی و ابزار سایشیفوالدهای

کم کربنکربنیفوالدهای ساده

-لوله- به صورت محصوالت کار شده مانند ورق فوالدهااین توليد می شوند قابليت شکل پذیری و جوش .... ،تيرآهن -نبشی

پذیری خوبی دارند در ضمن از استحکام و سختی قابل قبولی .نيز برخوردارند

کربن متوسطکربنیفوالدهای ساده

و هم به صورت کارشده هم به صورت محصوالت فوالدهااین شکل پذیری و جوش -محصوالت ریختگی توليد می شوند

.پذیری متوسطی دارند کم کربن بيشتر کربنیسختی و استحکام آنها از فوالدهای ساده

است در ضمن قابليت پذیرش عمليات حرارتی را به خوبی دارا .می باشند

پر کربنکربنیفوالدهای ساده

عمدتًا به صورت محصوالت ریختگی توليد فوالدهااین می شوند قابليت شکل پذیری و جوش پذیری کمی دارند و از

کربن کربنیسختی و استحکام باالتری نسبت به فوالدهای ساده .متوسط برخوردارند

کربنیفوالدهای ساده

طيف وسيع فوالدهای صنعتی را تشکيل می دهند ولی فوالدهااین بسياری از خواص آنها مانند مقاومت به خوردگی در مقابل

و مقاومت به -مقاومت در دمای باال- رقيقبازهای و اسيدها 1920ضعيف می باشد لذا در سالهای ) توام با ضربه(سایش

خانواده فوالدهاميالدی با اضافه کردن عناصر آلياژی به این . فوالدهای آلياژی توسعه پيدا کرد

فوالدهای آلياژی

هستند که به آنها کربنیفوالدهای ساده فوالدهای آلياژی در واقع : عبارتند از آلياِژیعناصر آلياژی اضافه شده است، مهمترین عناصر

نيکل-1موليبدن -2کروم -3وانادیم -4تنگستن -5تيتانيم-6منگنز -7سيليسيم -8

:فوالدهای آلياژی به دو دسته عمده تقسيم می شوند

Low Alloyed Steelفوالدهای کم آلياژ -1 High Alloyed Steel فوالدهای پر آلياژ -2

اگر مجموع عناصر آلياژی اضافه شده به فوالد کمتر از وزن % 5 اگر بيشتر از آلياژو وزن فوالد باشد کم % 5

. استپرآلياژ فوالد فوالد باشد،

فوالدهای کم آلياژ -الف شوند به دو روش عمده تقسيم می فوالدهابه طور کلی این

کربن بر اساس -1توليدبر اساس روش -2بر اساس عناصر آلياژی -3

دسته عمده 3فوالدهای کم آلياژ بر اساس کربن به تقسيم می شوند

کم آلياژ ) = درصد کربن 0-2/0( کم آلياژ کم کربن -1ساختمانی

کم ) = درصد کربن 2/0-5/0(کم آلياژ کربن متوسط -2سازی آلياژ ماشين

کم آلياژ ) = درصد کربن به باال 0/ 5(کم آلياژ پر کربن -3سایشی

فوالدهای کم آلياژ کم کربن خود نيز بر اساس خواص -ب : دسته عمده تقسيم می شوند که عبارتند از 3مکانيکی به

) معمولی ( فوالدهای کم آلياژ صنعتی -1HSLA* فوالدهای کم آلياژ استحکام باال -2UHSLA* * فوالدهای کم آلياژ فوق مستحکم -3

*HSLA=High Strength Low Alloyed Steel**UHSLA=Ultra High Strength Low Alloyed

Steel

اساس روش توليد آلياژبر طبقه بندی فوالدهای کم

دسته تقسيم 5بر اساس روش توليد فوالدهای کم آلياژ به : می شوند

شده تمپر و کوئنچ فوالدهای -1TM ترمومکانيکال فوالدهای -2 MTMترمومکانيکال فوالدهای مولتی -3(Cr-Mo)فوالدهای مقاوم به دمای باال -4 شده نرماله فوالدهای -5

اساس عناصر آلياژبر طبقه بندی فوالدهای کم -جآلياژی

دسته تقسيم 6 فوالدهای کم آلياژ به آلياِژیبر اساس عناصر :بندی می شوند

دار سيليسيم فوالدهای -1دار فوالدهای گوگرد -2دار نيکل فوالدهای -3دار موليبدن فوالدهای -4دار فوالدهای کروم -5 دارمنگنز فوالدهای -6

High Alloyed Steel پرآلياژفوالدهای : دسته تقسيم می شوند3بر اساس کاربرد به

:فوالد مقاوم به خوردگی -الف

Stainless Steel ) نزن یا استيلزنگ -فوالد ضد زنگ(C-Group SteelCorrosion Resistance Steel

:فوالدهای مقاوم به حرارت -بHeat resistance Steel ) استيلنسوزفوالد (

H-Group Steelسایشفوالدهای مقاوم به -ج Wear resistance Steel ) هدفيلدفوالد (

W-Group Steel

فوالدهای مقاوم به خوردگی خود بر اساس ساختار :ميکروسکوپی به دسته های زیر تقسيم بندی می شوند

آستنيتی -الففریتی -بمارتنزیتی -ج دوپلکس -د

: تقسيم می شوندفوالدهای مقاوم به حرارت نيز بر اساس ساختار ميکروسکوپی به دو دسته فریتی -الف آستنيتی -ب

:تقسيم می شوندفوالدهای مقاوم به سایش نيز بر اساس ساختار ميکروسکوپی به دو دسته مارتنزیتی +آستنيتی -الفمارتنزیتی -ب

طبقه بندی بر اساس استاندارد

,ASTMبه طور کلی استانداردهای مختلفی همچون AISI, ASME, Din, B.Sرا به فوالدها .. . و

. روشهای متفاوتی تقسيم بندی می نمایند در این بين چند استاندارد که در صنایع ایران بيشتر مورد :استفاده قرار گرفته می شوند، مورد بررسی قرار می دهيم

بر اساس استاندارد آمریکائی فوالدها طبقه بندی AISI

عدد تقسيم بندی 5 یا 4 را به کمک فوالدهادر این استاندارد :برای این منظور به شرح ذیل عمل می شود. می نمایند

گروه . حرف اول سمت چپ نشان دهنده گروه فوالد می باشد -1:های مختلف فوالد در این استاندارد به شرح زیر است

کربنی فوالدهای ساده : 1گروهنيکل فوالدهای حاوی : 2گروهکرم و نيکل فوالدهای حاوی : 3گروهموليبدنفوالدهای حاوی : 4گروه

بر اساس استاندارد آمریکائی فوالدها طبقه بندی AISI

حاوی کرم فوالدهای : 5گروه وانادیم حاوی فوالدهای : 6گروه تنگستن حاوی فوالدهای : 7گروه وانادیم ، کرم، نيکل حاوی فوالدهای : 8گروه منگنز و سيليسيم حاوی فوالدهای : 9گروه

درصد 1در صورتيکه غلظت عنصر اصلی در گروه مربوطه بيش از -2باشد غلظت آن را بر حسب درصد وزنی به عنوان حرف دوم از سمت

در صورتيکه عدد مربوطه صفر باشد نشان دهنده این . چپ می نویسند . درصد می باشد1موضوع است که غلظت عنصر اصلی گروه زیر

بر اساس استاندارد آمریکائی فوالدها طبقه بندی AISI

دو رقم یا سه رقم سمت راست متوسط غلظت کربن فوالد را بر حسب -3.صدم درصد مشخص می نماید

در بعضی مواقع نيز از حروفی در انتهای سمت راست اعداد استفاده می -4:این حروف عبارتند از. گردد که مفهوم خاصی دارد

B= بسمر فوالد تهيه شده به روشC= القائیفوالد تهيه شده در کورهE= الکتریکیفوالد تهيه شده در کوره قوسX= پرآلياژفوالدهای (ترکيب شيميائی فوالد خارج از استاندارد می باشد(

بر اساس استاندارد آمریکائی فوالدها طبقه بندی AISI

TS = مشخصفوالد با خواص کششیH = باشدفوالد دارای سختی یکنواختی میF = تراشفوالد خوش

LC = درصد30/0فوالد کربن خيلی پائين حداکثر

بر اساس استاندارد آمریکائی فوالدها طبقه بندی AISI

AISI 4041فوالد : مثال ، Mo% 1کمتر از = 0، (Mo)4گروه = 4

کربن % = 41/0= 41AISI 5340 CHفوالد

% = Cr ، 40 =4/0% 3= 3، )فوالد کرم دار (5گروه = 5سختی یکنواخت = H، القائی کوره = Cکربن

بر اساس استاندارد آمریکائی فوالدها طبقه بندی AISI

رقمی 3 از یک عدد AISI در استاندارد پرآلياژبرای نامگذاری فوالدهای .استفاده می شود

گروه فوالد را بر اساس ساختار ميکروسکوپی نشان می دهد در = عدد اول : به صورت زیر می باشدفوالدهااین طبقه بندی گروه

Cr+Ni+Mn آستنيتیفوالد = 2Cr+Ni آستنيتیفوالد = 3دار کروم فریتیفوالد = 4دار کروم مارتنزیتیفوالد = 5 شونده پيرسختفوالد = 6

بر اساس استاندارد آمریکائی فوالدها طبقه بندی AISI

دو عدد بعدی درصد کربن فوالد را بر حسب صدم درصد نشان .می دهدAISI 304 فوالد : مثال

Cr+Ni+Mn آستنيتی فوالد = 3یعنی گروه%04/0=و ميزان کربن

بر اساس استاندارد آمریکائی فوالدها طبقه بندی AISI

: مختلفی نشان داده می شوند مانند کدهای فوالدهای ابزار و خاص با AISIدر استاندارد xxBxxفوالدهای بردار -1xxLxxفوالدهای سرب دار -2ابزارفوالدهای -3

W = کربنیابزار = سریع سرد شده در آبS = ضربهابزار مقاوم به = فوالدهای مقاوم به ضربهO = سردکارابزار = سریع سرد شده در روغنA= سردکارابزار = سرد شدن در هواQ=سردکارابزار = پر کربن و پر کرومP= تزریق پالستيک (قالبسازی فوالدهای(H=کارگرم =موليبدن تنگستن و -کرومT=تندبرابزار = تنگستنM= تندبرابزار = موليبدنF=الماسه تندبرابزار = تنگستن

Gost بر اساس استاندارد روسی فوالدها طبقه بندی

در این استاندارد از حروف مشخصی استفاده می گردد که عبارتند فوالدها دادن نشنا برای -1:از

CT = کربنیفوالد سادهM = مارتين زیمنسفوالد توليد شده با کورهB = بسمر کنورتورفوالد توليد شده با نوشته می شود که نشان دهنده متوسط غلظت کربن دورقمی در کنار حروف مذکور عددی -2

.فوالد بر حسب صدم درصد می باشدته از عالمت این در صورتی که فوالد از نوع آلياژی باشد برای نشان دادن عنصر بکار رف-3

.عناصر به زبان روسی استفاده می شود :عناصر به زبان روسی به شرح زیر می باشد

Ni=H, Cr=X, Si=C, Mn=F, V=Ø, W=B, Mo=M, Cu=Π,Co=K

ت هر عنصر در صورتيکه غلظت عنصر آلياژی را بخواهند مشخص نمایند در کنار عالم -4.غلظت آن عنصر بر حسب درصد نوشته می شود

Gost بر اساس استاندارد روسی فوالدها طبقه بندی

MCT11فوالد : مثالM = مارتين زیمنسفوالد توليد شده با روش

CT = کربنیفوالد سادهدرصد صدم 11=مقدار کربن

B22F1B1: فوالد: مثالB= بسمر کنورتورفوالد توليد شده با

درصد صدم 22=مقدار کربنF =درصد و مقدار آن یک منگنزB = تنگستن و مقدار آن یک درصد

آلمان Din بر اساس استاندارد فوالدها طبقه بندی

گروه مختلف طبقه بندی می شوند که 23 به فوالدها Dinدر استاندارد :عبارتند از

Structural Steelفوالد ساختمانی -1Sheet Steelفوالد ورق نازک -2Cementation Steel شدن کربوره فوالدهای قابل -3Nitriding شدن نيترورهفوالدهای قابل -4 SteelFree-Cutting Steelفوالدهای خوش تراش -5Heat Treatable Steelفوالدهای قابل عمليات حرارتی -6Ball Bearing Steel بلبرینگفوالدهای -7Spring Steelفوالدهای فنر -8

آلمان Din بر اساس استاندارد فوالدها طبقه بندی

Surface Hardening Steelفوالدهای قبل سخت کردن سطحی -9Steel For Cold Extrusion سرد اکستروژنفوالدهای -10Tough at Subzroفوالدهای مقاوم به ضربه در زیر صفر درجه -11 SteelHigh Pressure Resistance Steelفوالدهای مقاوم به فشار باال -12High Temperature Resistance Steelفوالدهای مقاوم به حرارت -13Cold Work Tool Steel سردکارفوالدهای ابزار -14Hot Work Tool Steelفوالدهای ابزار گرم کار -15High Speed Tool Steel تندبرفوالدهای -16

آلمان Din بر اساس استاندارد فوالدها طبقه بندی

Valve Steel سوپاپفوالدهای -17Non-Magnetization Steel) نگير (مغناطيسفوالدهای ضد -18Heat Resistance Steel نسوزفوالد -19Heat Conduction Steel) المنتفوالد (فوالدهای هادی حرارت-20Stainless Steel Casting) ضدزنگ (فوالدهای زنگ نزن-21Stainless Steel Casting) ضدزنگ(فوالدهای ریختگی زنگ نزن-22Heat Resistance Steel Casting ریختگی نسوزفوالدهای -23

بر اساس استاندارد فوالدها کدگذاری

آلمان هر فوالد دارای یک Dinاز طرفی در استاندارد Dinو یک شماره استاندارد می باشد، در استاندارد ) سمبل(کد

: پيش بينی شده استفوالدهادو استاندارد برای فوالدها کدگذاری= Din17100 استاندارد -1فوالدها شماره استاندارد = Din17007 استاندارد -2

Din17100 بر اساس استاندارد فوالدها کدگذاری

گروه 23،این Din17100 بر اساس استاندارد کدگذاریبرای گروه عمده تقسيم بندی نمود که 3 می توان به کالً فوالد را :عبارتند از

فوالدهای ساختمانی -1کربنی فوالدهای -2فوالدهای آلياژی-3

Din17100 در استاندارد فوالدها کدگذاری

: فوالدهای ساختمانی -الف به همراه یک عدد STفوالدهای ساختمانی را با استفاده از حرف

دو رقمی در سمت راست آن که نشان دهنده استحکام کششی است ) بر ميليمتر مربعپاسکالکيلو (فوالد مذکور بر حسب

.نمایش می دهدST32مثال ST: بر ميليمتر مربعپاسکالکيلو (32 =32فوالد ساختمانی (

استحکام کششی

Din17100 در استاندارد فوالدها کدگذاریدر برخی مواقع از یک سری حروف در ابتدا و یک سری عدد در انتها ه کد فوالدهای ساختمانی استفاده می شود، در این حالت حروف تعيين کنند

:روش توليد فوالد می باشد و تعریف حروف عبارتند ازEL= الکتریکیتوليد با کوره قوسM= مارتينزیمنستوليد با کوره T= توماس کنورتورتوليد به روشB= بسمر کنورتورتوليد به روشY= کنورتورتوليد به روش LDU= ناآرامفوالدW= شدهفوالد یکنواختA= کرنشی فوالد مقاوم به پير

Din17100 در استاندارد فوالدها کدگذاری

استفاده می شود که 3 یا 2، 1همچنين بعد از کد فوالد از اعداد معرف 1عدد . معرف کيفيت یا مرغوبيت فوالد توليدی است

معرف 3 معرف مرغوبيت متوسط و 2مرغوبيت کم، .مرغوبيت زیاد است

MST42-2: مثالM= مارتين زیمنستوليد با کوره

کششیاستحکام ) بر ميلی متر مربعپاسکالکيلو (42= 42درجه مرغوبيت متوسط =2

Din17100 در استاندارد فوالدها کدگذاریکربنی فوالدهای -ب و یک عدد دو رقمی Cm یا C را با حرف کربنی فوالدهای ساده -ب -1

در سمت راست آن که نشان دهنده متوسط غلظت کربن بر حسب صدم .درصد است مشخص می نماید

C15مانند C=Carbon Steel 15=15 /0% کربن در سمت دورقمی و یک عدد CKفوالدهای کشته شده را با حرف -ب -2

راست آن که نشان دهنده متوسط غلظت کربن فوالد بر حسب صدم درصد .است مشخص می کنند

CK45مانند C =Carbon Steel K=Killed 45=45/0 % کربن

Din17100 در استاندارد فوالدها کدگذاری

فوالدهای آلياژی -جبرای مشخص نمودن فوالدهای کم آلياژ از مجموعه ای از -ج-1

اعداد اول از سمت چپ نشان . حروف و اعداد استفاده می شود.دهنده متوسط غلظت کربن فوالد بر حسب صدم درصد است

حروف به کار رفته در کنار عدد غلظت کربن عناصر آلياژی -2برای این منظور عالمت عنصر . فوالد را مشخص می نماید. مشخص می نمایدمندليفآلياژی را بر اساس جدول

Din17100 در استاندارد فوالدها کدگذاری

نيز نوشته می اعدادی معموال در کنار عناصر نوشته شده -3شوند که این اعداد غلظت عناصر آلياژی را به ترتيب ردیف

برای تعيين غلظت عنصر آلياژی باید عدد . شدن نشان می دهند هر عنصر را بر فاکتور ضریب آن عنصر تقسيم نمود و بدین

فاکتور . ترتيب غلظت عنصر را بر حسب درصد مشخص نمود .ضریب عناصر مختلف به شرح زیر می باشد

Co،Cr،Mn،Ni،Si،Wعناصر =4عددAl،Cu،Mo،Ti،V= 10عددN،P،S= 100عدد

Din17100 در استاندارد فوالدها کدگذاری

24 Co Ni V 5 10 مثال% 24/0=کربن % 10/ 4% =2/ 5=نيکل % 5/ 4% =25/1=کبالت

. کم بوده پس نوشته نشده Vدرصد

Din17100 در استاندارد فوالدها کدگذاری

در صورتيکه فوالد پر آلياژ باشد قبل از عدد سمت چپ -ج-2 نوشته می شود در این حالت عدد سمت راست حرف Xعالمت

X متوسط غلظت کربن فوالد را بر حسب صدم درصد مشخص عناصر آلياژی مشابه با فوالد کم آلياژ مشخص شده . می نمایند

شود و عدد هر عنصر نمی ولی اعداد آنها بر عدد فاکتور تقسيم .مقدار آن عنصر را بر حسب درصد مشخص می نماید

:مثالX 20 Cr Ni 18 2/0 کربن %Cr=%18

Din17100 در استاندارد فوالدها کدگذاری

در صورتی که فوالد از نوع ریختگی باشد از -ج-3. ابتدای کدها استفاده می شود Gحرف

G X 33 Cr Ni 12 3: مثال

بر اساس ) شماره استاندارد (فوالدها استانداردسازی Din17007استاندارد

بر اساس این هر فوالد دارای یک شماره استاندارد می در این استاندارد با یک فوالدهاباشد استانداردسازی

. رقمی به شرح زیر نشان داده می شود 5عدد X.XXXX

. گروه ماده می باشد = عدد اول از سمت چپ

بر اساس ) شماره استاندارد (فوالدها استانداردسازی Din17007استاندارد

: در این استاندارد گروه مواد به صورت زیر است آلياژها آهن خام یا فرو = 0آهن پایه = 1) کبالت یا نيکل ( عناصر هم خانواده آهن = 2) منيزیم -آلومينيوم ( سبک غيرآهنی فلزات = 3 ها غيرآهنی سایر = 8تا 4آلياژهای خاص = 9

بر اساس ) شماره استاندارد (فوالدها استانداردسازی Din17007استاندارد

را فوالدهاکاربرد ) عدد دوم و سوم( دو عدد بعدی از سمت چپ :به شرح زیر نشان می دهد

ساختمانی فوالدهای =09-00کربنی فوالدهای =19-10نيکلفوالدهای حاوی کروم و =29-20چندگانه با کاربردهای فوالدهایی =39-30خوردگیفوالدهای مقاوم به حرارت و =49-40باالفوالدهای با کيفيت و مرغوبيت =59-50فوالدهای بسيار مرغوب با =99-90، 89-80، 79-70، 69-60

چندگانهخواص

بر اساس ) شماره استاندارد (فوالدها استانداردسازی Din17007استاندارد

غلظت متوسط مهمترین عنصر یا = دو عدد آخر از سمت چپ.غلظت متوسط مجموع مهمترین عناصر را نشان می دهد

1.0721 :مثال)فوالد (پایه آهن =1

ساختمانی فوالدهای = 07این فوالد ) گوگرد( صدم درصد مقدار مهمترین عنصر 21=21

نيز می باشد و جزو گروه فوالدهای خوش 9S20دارای سمبل .تراش به حساب می آید