چگونه از کلید فولاد استفاده کنیم؟ آموزش گام به گام کلید فولاد – قسمت 2

کلید فولاد یک مرجع بسیار عالی و کاربردی برای استفاده ی مهندسان و متخصصان رشته های فنی به خصوص کسانی است که با فولادها سر و کار دارند. اگر شما علاقمند به آموزش کلید فولاد، آشنایی با انواع فولادها و دریافت پاسخ پرسش های خود در این زمینه هستید، با وب سایت عصر مواد در آموزش گام به گام و نکته به نکته کلید فولاد همراه ما باشید. این آموزش به صورت پرسش و پاسخ تدوین شده است و در خلال مطالب نوشتاری، از عکس، اینفوگرافیک، فایل صوتی و ویدئو برای آموزش بهتر هم کمک گرفته می شود.

نویسنده: مهدی نقویان، عصر مواد

سوال ۵- شماره مواد فولادها چیست؟ نحوه نامگذاری فولادها با شماره مواد چگونه است؟

در استاندارد DIN EN به هر یک از فولادها یک شماره منحصر به فرد با ساختار زیر اختصاص داده می شود:

۱٫XXXX

این ساختار و تعریف آن در استاندارد DIN EN 10027-2 آمده است. قبل از تجمیع استانداردهای آلمانی با استانداردهای اروپایی، این ساختار در استاندارد DIN 17007 تعریف شده بود. لازم به ذکر است که DIN 17007 منسوخ و DIN EN 10027-2 جایگزین آن شده است.

در این ساختار، کاراکتر دوم و سوم از سمت چپ بیانگر گروه آلیاژی فولاد طبق جداول زیر است. کاراکترهای چهارم و پنجم از سمت چپ هم شماره اختصاصی هر آلیاژ در هر گروه آلیاژی است. برای مثال شماره ماده ۱٫۷۲۲۵ اشاره به یک فولادی دارد که ۷۲ مشخصات گروه آلیاژی آن را مشخص می کند و ۲۵ هم شماره ردیف این فولاد در گروه آلیاژی مربوط به ۷۲ است. شماره گروه ۷۲ مربوط به فولادهای ساخت و ساز کروم و مولیبدن دار با حداکثر ۰٫۳۵ درصد مولیبدن است.

سوال ۶- آیا نام یا نماد آمریکایی فولادها بر اساس ASTM یا AISI در کلید فولاد معرفی شده است؟ برای پیدا کردن مشخصات فولادها بر اساس ASTM یا AISI می توان از کلید فولاد استفاده کرد؟

مبنای کلید فولاد، معرفی فولادها بر اساس استاندارد DIN EN و مشخصات فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی مورد تایید در آن است. با وجود تفاوت های جزئی در مشخصات شیمیایی و مکانیکی فولادها در استانداردهای آمریکایی و اروپایی، می توان بسیاری از فولادهای معرفی شده در کلید فولاد را با فولادهای معرفی شده در استانداردهای آمریکایی تطبیق داد. این تطبیق در فصل های ۶، ۱۰ و ۱۶ کلید فولاد انجام گرفته است. در این فصل ها، معادل آمریکایی بسیاری از فولادهای کلید فولاد معرفی شده است. بر اساس این انطباق می توان از اطلاعات کلید فولاد به جای استانداردهای آمریکایی کمک گرفت.

اگر یک نام خاصی از فولاد طبق نامگذاری استانداردهای آمریکایی در اختیار شما باشد و بخواهید معادل آن در کلید فولاد را پیدا کنید و از اطلاعات کلید فولاد برای آن استفاده کنید، باید به فصل ۱۹ کلید فولاد مراجعه کنید. اگر از این فولاد در کلید فولاد اسم برده شده باشد و معادلی برای آن در کلید فولاد وجود داشته باشد، حتماً اسم آمریکایی آن فولاد را در این فصل خواهید یافت. این فصل بر اساس ترتیب اعداد و حروف مرتب شده است. پس از اینکه نام مورد نظر خود را یافتید، شماره صفحه ای که در آن از این فولاد نام برده شده است، ذکر شده است. با مراجعه به این صفحه در کلید فولاد و بر اساس شماره ردیف فولاد مورد نظر در جدول آن صفحه، می توانید معادل آن را در کلید فولاد پیدا نمایید. این کار در نرم افزار کلید فولاد به راحتی قابل انجام است و شما با جستجوی نام فولاد، معادل های آن در سایر استانداردها را می توانید ببینید.

سوال۷– با در اختیار داشتن شماره مواد یک فولاد چگونه نوع و مشخصات آن را از کلید فولاد پیدا کنم؟

با در اختیار داشتن شماره ماده یک فولاد، ابتدا به فصل ۱۷ کلید فولاد مراجعه کنید. پس از اینکه شماره ماده مورد نظر را پیدا کردید، هم شماره استانداردی که فولاد متعلق به آن است معرفی شده است و هم در انتهای سطر مربوط به آن نیز، شماره گروه آن فولاد در کلید فولاد مشخص شده است. با مراجعه به گروه مورد نظر، شماره ماده مورد نظر و مشخصات آن در دسترس خواهد بود. اگر هیچ گروهی از کلید فولاد برای آن شماره مواد معرفی نشده باشد، به این معنا است که آن فولاد در هیچ یک از گروه های دسته بندی شده ی کلید فولاد قرار نمی گیرد. برای یافتن اطلاعات بیشتر از آن فولاد، به استاندارد معرفی شده ای که فولاد متعلق به آن است مراجعه شود. این کار در نرم افزار کلید فولاد به سهولت قابل انجام است.

سوال ۸- با در اختیار داشتن ترکیب شیمیایی یا آنالیز عنصری یک فولاد چگونه نوع و مشخصات آن را از کلید فولاد پیدا کنم؟

اگر تنها ترکیب شیمیایی یا آنالیز عنصری فولاد مشخص باشد ولی شماره مواد، نوع فولاد و سایر مشخصات آن معلوم نباشد، به روش های زیر می توان آن ها را مشخص نمود:

۱- بر اساس ترکیب شیمیایی می توان نوع و گروه فولاد را حدس زد، سپس به فصل مربوطه از کلید فولاد مراجعه نمود و با یک جستجو و انطباق ترکیب شیمیایی موجود با ترکیب شیمیایی فولادهای آن گروه، شماره ماده منطبق را پیدا کرد. به این مثال توجه کنید:

فولادی با آنالیز عنصری طبق جدول زیر موجود است:

Al	Cu	Mo	Ni	Cr	S	P	Mn	Si	C
۰٫۰۲	۰٫۰۹	۰٫۰۶	۰٫۱۸	۰٫۱۱	۰٫۰۲۴	۰٫۰۱۹	۰٫۶۶	۰٫۲۳	۰٫۴۷

برای اینکه گروه و شماره مواد این فولاد را پیدا کنیم، بر اساس ترکیب شیمیایی، اول گروه هایی را که ممکن است این فولاد جزء آن ها باشد مشخص می کنیم. با توجه به مقدار کربن و عناصر آلیاژی، این فولاد در گروه های ۱، ۴، ۵، ۷، ۸ و ۱۰ تا ۱۴ قرار نمی گیرد و تنها احتمال آن است که در گروه ۲، ۳ و شاید ۹ قرار بگیرد. در بین فولادهای گروه های ۲، ۳ و ۹ هم، باز با توجه به مقدار کربن و عناصر آلیاژی، فولادهای بلبرینگ و اکثر فولادهای ابزار گرم کار خط می خورند. اکنون به گروه بندی DIN EN 10027-2 (شکل بالا) مراجعه می کنیم. طبق این گروه بندی، فولاد ما به دلیل داشتن ۰٫۴۷ درصد کربن در ترکیب خود از نوع فولاد غیر آلیاژی کیفیت بالا با کربن متوسط ۰٫۲۵-۰٫۵۵ درصد با شماره گروه ۰۵ یا فولاد ساده کربنی با حداکثر ۰٫۵ درصد کربن با شماره گروه ۱۱ خواهد بود.

با اطلاعاتی که در دست داریم، به سراغ فولادهای با شماره گروه ۰۵ و ۱۱ از گروه های ۲، ۳ و ۹ کلید فولاد می رویم. شماره مواد ۱٫۰۵XX و ۱٫۱۱XX تنها در گروه های ۲ و ۳ کلید فولاد و در بین فولادهای عملیات حرارتی پذیر، سخت شونده سطحی و روزن کاری سرد دیده می شود. محدوده ی انتخابی ما کوچک تر و به تعداد محدودی شماره مواد محدود شده است ولی هنوز شماره اختصاصی فولاد را پیدا نکرده ایم. از این تعداد فولاد نیز، برخی از آن ها حداکثر مقدار کربن کم تری از ۰٫۴۷ درصد دارند، این فولادها نیز از محدوده ی مورد نظر ما خارج می شوند. اکنون تنها با چند فولاد به شماره مواد ۱٫۰۵۰۳، ۱٫۰۵۴۰، ۱٫۱۱۹۱، ۱٫۱۱۹۲ و ۱٫۱۱۹۳ روبرو هستیم. فولاد ۱٫۰۵۰۳ معادل C45، فولاد ۱٫۰۵۴۰ معادل C50، فولاد ۱٫۱۱۹۱ معادل Ck45، فولاد ۱٫۱۱۹۲ معادل Cq45 و فولاد ۱٫۱۱۹۳ معادل Cf45 است.

با توجه به اینکه این فولادها از نظر آنالیز شیمیایی تفاوت زیادی با هم ندارند، مربوط دانستن فولاد مجهول ما با هر کدام از این فولادها به یک سری معلومات و تصمیمات بستگی دارد. تفاوت بارز C45 با C50 مربوط به استحکام کششی و تنش تسلیم کمی کم تر C45 است. اگر اطلاعی از استحکام این دو فولاد نداشته باشیم، احتیاط آن است که فولاد را C45 معرفی کنیم، زیرا C50 را معمولاً می توان به جای C45 استفاده کرد ولی بر عکس آن دور از احتیاط طراح است. تفاوت فولاد C45 با Ck45 مربوط به مقدار گوگرد و فسفر کمتر در Ck45 است که باعث مقاومت به ضربه بیشتر آن می شود. تفاوت فولاد C45 با Cf45 مربوط به مناسب بودن Cf45 برای سخت کاری شعله ای و القایی سطح آن است. تفاوت فولاد C45 با Cq45 هم مربوط به مناسب بودن Cq45 برای فرم دهی سرد است. اکنون با توجه به اطلاعاتی از قبیل کاربری و محل مصرف فولاد، تاریخچه قطعه یا سازه ای که این فولاد در آن استفاده شده است، کشور و منطقه ی تولید کننده و مصرف کننده فولاد، فراوانی و در دسترس بودن هر کدام از این فولادها در بازار فروش و مصرف یک منطقه می توانیم نسبت به مشخص کردن شماره مواد فولاد با احتمال بیشتر اقدام کنیم.

ارتباط موارد گفته شده فوق با شماره فولاد در این است که مثلاً در بازار فولاد ایران، دسترسی به فولاد Ck45 و استفاده از آن بیشتر از C45 ،Cf45 و Cq45 است، لذا قطعه یا سازه ساخته شده در ایران از فولادی با ترکیب شیمیایی جدول فوق به احتمال قوی از فولاد Ck45 یا ۱٫۱۱۹۱ است.

۲- طبق شکل های بالا (جدول ۱ در DIN EN 10027-2) با توجه به مقدار عناصر در ترکیب فولاد می توان شماره دو رقم مربوط به گروه فولاد را تشخیص داد. با مشخص شدن این شماره گروه، به فصل ۱۷ کلید فولاد مراجعه می کنیم و ترکیب شیمیایی فولاد موجود را با ترکیب شیمیایی فولادهای آن شماره گروه انطباق می دهیم.

مثال بالا در این مورد نیز قابل توجه است. برای پیدا کردن شماره گروه فولاد به استاندارد DIN EN 10027-2 (شکل های بالا) مراجعه می کنیم. همان طور که گفته شد فولاد ما به دلیل داشتن ۰٫۴۷ درصد کربن در ترکیب خود از نوع فولاد غیر آلیاژی کیفیت بالا با کربن متوسط ۰٫۵۵-۰٫۲۵ درصد با شماره گروه ۰۵ یا فولاد ساده کربنی با حداکثر ۰٫۵ درصد کربن با شماره گروه ۱۱ خواهد بود. اکنون به فصل ۱۷ کلید فولاد مراجعه می کنیم. ترکیب شیمیایی فولاد مجهول خودمان را با ترکیب شیمیایی شماره موادهای ۱٫۰۵۰۱ تا ۱٫۰۵۹۹ و ۱٫۱۱۰۰ تا ۱٫۱۱۹۹ تطبیق می دهیم. به دلیل عدم انطباق با ترکیب شیمیایی به خصوص مقدار کربن، بسیاری از این شماره موادها کنار گذاشته می شوند. شماره مواد منطبق بر ترکیب شیمیایی فولاد مجهول را با توجه به اطلاعات و پیش فرض های دیگر بررسی می کنیم تا به شماره مواد فولاد مورد نظرمان دست یابیم.

ادامه این مطلب را هم اینجا از عصر مواد بخوانید. خواهشمند است نظرات، پیشنهادات و سوالات خود را در پایین همین صفحه در قسمت ارسال دیدگاه مطرح بفرمایید.