
فولادها گروهی از آلیاژهای آهن- کربن و عناصر دیگر هستند که بیشترین کاربرد را درصنعت و فن آوری دارند. کاربرد وسیع فولادها ناشی از خواص کاملاً متنوع آنهاست که به کمک تغییر درصد کربن و یا تغییر درصد عناصر آلیاژی و یا تغییر نوع عملیات حرارتی حاصل می شود. گستره وسیع خواص متنوع فولادها ناشی از نوع، مقدار، اندازه و توزیع فازهای مختلف است.
استاندارد فلزات یک توافق نامه در سطح صنعتی برای تعریف فلزات می باشد. در این تعریف اطلاعات زیادی در مورد ترکیب شیمیایی، فرآیند تولید، عملیات حرارتی و دیگر اطلاعات مربوط به فلز آورده می شود. استاندارد معمولاً تلاش می کند تا تمام ویژگی های مختلف یک فلز را در یک کد ساده شامل عدد و حرف مشخص نماید. مهمترین کاربرد این استاندارد ها تبادل اطلاعات است. مهندسین، نقشه کش ها، عوامل خرید و تامین کنندگان، همگی با یک زبان از فولاد، آلومینیوم، مس و ... صحبت می کنند و از یکسان بودن محصولات اطمینان دارند.
همانطور که زبان های مختلفی برای صحبت وجود دارد، استاندارد های مختلفی نیز در سراسر دنیا موجود است. استاندارد های بین المللی فلزات عبارتند از:
- آمریکا : ASTM, AISI, SAE, UNS
- کاناداS.A:
- آلمان: DIN
- فرانسه AFNOR :
- انگلیس : BS
- ایتالیا : UNI
ژاپن : JIS
در اینجا تعدادی از این استاندارد ها معرفی و سپس ارتباط بین این استانداردها بررسی می شود. همچنین دسته بندی های گوناگونی بر اساس سیستم های مختلف برای فولادها موجود است که در اینجا به مواردی از این تقسیم بندی ها اشاره می کنیم، این دسته بندی ها ممکن است بر اساس موارد زیر باشد:
- ترکیب شیمیایی، مانند فولادهای کربنی، کم آلیاژ یا زنگ نزن
- روش تولید مانند فولادسازی با اکسیژن، زیمنس مارتین، روش کوره الکتریکی
- روش پرداخت مانند نورد گرم یا نورد سرد
- شکل محصول مانند میل گرد، ورق، نوار، لوله یا فرم ساختمانی
- عملیات اکسیژن زدائی مانند فولاد آرام، نیمه آرام، سرپوشی یا نا آرام
- ساختار میکروسکوپی مانند فولاد فریتی، پرلیتی، مارتنزیتی و ...
- سطح استحکام مورد نیاز که در استاندارد ASTM مشخص شده است
- عملیات حرارتی مانند آنیلینگ، کوئنچینگ، تمپرینگ و فرآیندهای ترمو مکانیکی
- کیفیت مورد نظر مانند کیفیت فورج و یا کیفیت اقتصادی
دسته بندی کلاسیک فولادهای ساده کربنی
فولادها آلیاژ های آهن کربن هستند که تا 2% وزنی کربن دارند، آلیاژهایی که بیش از این کربن دارند به عنوان چدن شناخته می شوند. بر اساس تعریف موسسه آهن و فولاد آمریکا، American Iron and Steel Institute، فولادهای کربنی آلیاژهایی از آهن و کربن هستند که معمولاً در آنها مقدار کربن بیشتر از 1درصد، مقدار منگنز بیشتر از 65/1 درصد و مقدار مس و سیلیکون بیشتر از 6/0 درصد نیست. عناصر آلیاژی دیگر معمولاً مقادیر قابل توجهی نیستند. خواص و قابلیت جوش پذیری این فولادها بستگی به مقدار کربن آنها دارد، عناصر دیگر دارای تاثیر محدود هستند.
فولادهای کربنی بصورت کلاسه بندی شده بر اساس مقوله اکسیژن، به صورت زیر طبقه بندی می شوند:
1- فولادهای ناآرام: یک نوع فولاد کم کربن اکسیژن زدایی نشده است.
2- فولاد ریختگی شبیه فولاد نیمه آرام
3- فولاد نیمه آرام: به این فولاد اکسیژن زداهایی از قبیل سیلیسیم به میزان کم در حدود 1/0 درصد اضافه می شود.
4- فولاد آرام: فولادی که اکسیژن آن به طور کامل توسط منگنز و سیلیسیم و یا آلومینیوم قبل از ریختن، زدوده شود. عملیات اکسیژن زدایی و پروسه های ساخت فولاد بر روی مشخصات و خواص فولاد تاثیر می گذارد.
تغییرات اکسیژن زدایی و پروسه های ساخت فولاد بر روی خواص فولاد تاثیر می گذارد. تغییرات مقدار کربن بیشترین تاثیر را بر روی خواص مکانیکی دارد. با افزایش مقدار کربن، سختی و استحکام فولاد افزایش می یابد.
فولادهای ساده کربنی به چهار دسته تقسیم بندی می شوند که عبارتند از :
1- فولادهای کم کربن، Low Carbon Steel، با حداکثر 15/0 درصد کربن
2- فولادهای با کربن جزئی (معمولی)، Mild Steel، با 30/0-15/0 درصد کربن
3- فولادهای با کربن متوسط، Medium carbon steel، با 50/0-30/0 درصد کربن
4- فولادهای با کربن بالا (پرکربن)، High carbon steel، با 1-50/0 درصد کربن
1- فولادهای کم کربن:
درصد کربن این فولادها حداکثر 15/0% می باشد، در صنعت گاهی به فولادهای کششی نیز معروف می باشند، به علت اینکه تغییر طول نسبی بالایی دارند اکثراً به صورت ورقه های نازک تولید می شوند و گاهی هم به صورت سیم و یا مفتول به کار می روند، همچنین این فولادها از خواص مغناطیسی بالا و از قابلیت جوشکاری خوبی برخوردار بوده و مشکل خاصی در جوشکاری ندارند. درمواردی که قطعات تحت عملیات حرارتی سختکاری سطحی قرار می گیرند کاربرد خوبی دارند. هر فلزی که جوش پذیری بهتری داشته باشد و به سادگی بتوان با آن به جوشی که خواص فلز جوش ، منطقه HAZ و فلز پایه یکسان دست یافت، جوشکاری ساده تری دارد. اگر فلزی جوش پذیری خوبی داشته باشد، با کمترین دانش فنی، می توان آن را به خوبی جوش داد.
در فولادها معمولاً جوش پذیری را با کربن معادل ارتباط می دهند، اکثراً هر چه کربن معادل بالاتر باشد جوش پذیری کمتر می شود، چرا که هر چه کربن معادل بیشتر باشد، سختی پذیری بیشتر می شود. بنابراین احتمال ایجاد فاز مارتنزیت و ایجاد تردی در فولادها بیشتر می شود، بنابراین جوش پذیری کاهش می یابد. به عبارت دیگر اتصال این فولادها با کمتر از 15/0% کربن که به عنوان فولادهای کم کربن شناخته می شوند، با روشهای جوشکاری و لحیم کاری به سهولت انجام می شود.
این فولادها دارای سختی پذیری پایینی هستند. یک فولاد حاوی 15/0% کربن وقتی با سرعت بالا سرد شود قابلیت سخت شوندگی HRC40-30 را دارد.
شامل 44 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود پروژه سیستم نام گذاری فولادها