استاندارد AISI/SAE (American Iron and Steel Institute/Society of Automotive Engineers) یک سیستم تصنیف و استاندارد برای فولادها و آلیاژهای فولادی است که در صنایع مختلف از جمله صنعت خودروسازی، ساخت و ساز و صنایع مکانیکی استفاده می‌شود. این استاندارد به ویژه برای مهندسان و طراحان به عنوان یک راهنمای مهم جهت انتخاب مواد استفاده است.
کاربردی نامگذاری فولادها در استاندارد آمریکایی AISI / SAE
نامگذاری فولادها در استاندارد آمریکایی AISI/SAE دارای کاربردهای متعددی است که به مهندسان، طراحان، تولیدکنندگان، و صنایع مختلف کمک می‌کند. کاربردهای اصلی این نامگذاری عبارتند از:
- انتخاب مواد مناسب: این نامگذاری به مهندسان و طراحان امکان می‌دهد تا فولادهای مناسب برای کاربردهای خود را انتخاب کنند. با مشاهده کد AISI/SAE، آنها می‌توانند ویژگی‌های مکانیکی، مقاومت در برابر خوردگی، تنش، و سایر ویژگی‌ها را تخمین بزنند.
- استانداردهای صنعتی: این نامگذاری به عنوان پایه برای استانداردهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان مثال، در صنعت خودروسازی، از استانداردهای AISI/SAE برای تعیین نوع و ویژگی‌های مواد فولادی در قطعات استفاده می‌شود.
- کنترل کیفیت و تولید: تولیدکنندگان از این نامگذاری برای کنترل کیفیت و تولید مقدار دقیق ترکیب شیمیایی و ویژگی‌های مکانیکی فولادها استفاده می‌کنند. این اطلاعات مهم در فرآیند تولید و کنترل کیفیت محصولات فولادی می‌باشند.
- تحقیق و توسعه: در زمینه تحقیق و توسعه مواد فولادی، نامگذاری AISI/SAE به محققان کمک می‌کند تا فولادهای جدید با ویژگی‌های مورد نیاز برای کاربردهای خاص را طراحی و توسعه دهند.
- تبادل اطلاعات: این نامگذاری به شکل یک زبان مشترک بین اعضای صنعت فولادی و مهندسین فولاد می‌باشد و به اشتراک گذاری اطلاعات مرتبط با مواد و فولادها را آسان می‌کند.
نامگذاری فولادها در استاندارد آمریکایی AISI / SAE
در استاندارد AISI/SAE (American Iron and Steel Institute/Society of Automotive Engineers)، تمامی آلیاژهای فولادی با یک کد چهار رقمی نامگذاری می‌شوند. این کد‌ها به ویژگی‌های مختلف فولاد اشاره دارند و ترکیبی از عدد اول (گروه فولاد)، عدد دوم (درصد تقریبی عنصر آلیاژی اصلی) و دو رقم آخر (مقدار کربن بر حسب صدم درصد) می‌شوند.
گروه های فولاد
گروه‌های فولاد بر اساس استاندارد AISI/SAE بر اساس عدد اول در کد چهار رقمی تعیین می‌شوند و هر گروه به نوع خاصی از فولاد اشاره دارد. در زیر، گروه‌های فولاد اصلی بر اساس این استاندارد آمده است:
- فولاد کربنی (Carbon Steels) – 1XXX:
- این گروه شامل فولادهای کم کربن (Low Carbon) و متوسط کربن (Medium Carbon) است که اصلی‌ترین عنصر آلیاژی در آنها کربن می‌باشد.
- فولاد نیکل (Nickel Steels) – 2XXX:
- این گروه شامل فولادهایی است که حداقل 3.5% نیکل در ترکیب آنها وجود دارد.
- فولاد نیکل – کروم (Nickel-Chromium Steels) – 3XXX:
- این گروه شامل فولادهایی است که حداقل 1.25% نیکل و حداقل 10.5% کروم در ترکیب آنها وجود دارد.
- فولاد مولیبدن (Molybdenum Steels) – 4XXX:
- این گروه شامل فولادهایی است که حداقل 0.20% مولیبدن در ترکیب آنها وجود دارد.
- فولاد کروم (Chromium Steels) – 5XXX:
- این گروه شامل فولادهایی است که حداقل 4% کروم در ترکیب آنها وجود دارد.
- فولاد کروم – وانادیوم (Chromium-Vanadium Steels) – 6XXX:
- این گروه شامل فولادهایی است که حداقل 0.80% کروم و حداقل 0.10% وانادیوم در ترکیب آنها وجود دارد.
- فولاد تنگستن (Tungsten Steels) – 7XXX:
- این گروه شامل فولادهایی است که حداقل 1.00% تنگستن در ترکیب آنها وجود دارد.
- فولاد نیکل – کروم – مولیبدن (Nickel-Chromium-Molybdenum Steels) – 8XXX:
- این گروه شامل فولادهای آلیاژی است که حداقل 1.00% نیکل، حداقل 0.50% کروم، و حداقل 0.20% مولیبدن در ترکیب آنها وجود دارد.
- فولاد سیلیسیم – منگنز (Silicon-Manganese Steels) – 9XXX:
- این گروه شامل فولادهایی است که حاوی سیلیسیم و منگنز هستند و معمولاً در کاربردهای خاصی مانند فولادهای برش و جوشکاری استفاده می‌شوند.
همچنین، در این استاندارد می‌توان از پیشوند حرفی نیز استفاده کرد تا به ویژگی‌های خاصی از فولاد اشاره شود، مانند “A” برای فولادهای ضد زنگ (مثل AISI/SAE 304) یا “L” برای نوعی فولاد با مقدار کمتر کربن (مثل AISI/SAE 316L).
پیشوند فولادهای AISI
در استاندارد AISI (American Iron and Steel Institute)، پیشوندهای حرفی ممکن است به عنوان بخشی از نام فولاد برای نشان دادن روش تولید آن استفاده شوند. این پیشوندها به ویژگی‌های فرآیند تولید و فرآیند ذوب فولاد اشاره دارند. در ادامه پیشوندهای حرفی برای روش‌های تولید معمولی در استاندارد AISI آمده است:
- A: معمولاً برای فولادهای آلیاژی با روش زیمنس-مارتن بازی (Bessemer Process) استفاده می‌شود. این روش زمانی که کربن از فولاد برداشته می‌شود و عناصر آلیاژی به آن اضافه می‌شوند، استفاده می‌شد.
- B: برای فولادهای کربنی با روش بسمر اسیدی (Bessemer Acid Process) استفاده می‌شود.
- C: برای فولادهای کربنی با روش زیمنس-مارتین بازی (Bessemer Basic Process) استفاده می‌شود.
- D: برای فولادهای کربنی با روش زیمنس-مارتین اسیدی (Open Hearth Acid Process) استفاده می‌شود.
- E: معمولاً برای فولادهای تولید شده در کوره الکتریکی (Electric Furnace Process) استفاده می‌شود.
دسته بندی فولادها بر اساس کاربرد آنها
دسته‌بندی فولادها بر اساس کاربردهای آنها به شکل زیر است:
فولادهای زنگ‌نزن:
- سری XX (Austenitic Chromium-Nickel-Manganese Steels)2: این فولادها دارای ساختار آستنیتی هستند و شامل کروم، نیکل و منگنز هستند. این گونه‌ها از جمله فولادهای ضدزنگ معمول هستند و در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی مقاومی دارند.
- سری XX (Austenitic Chromium-Nickel Steels)3: این فولادها نیز دارای ساختار آستنیتی هستند و شامل کروم و نیکل هستند. آنها نیز به عنوان فولادهای ضدزنگ شناخته می‌شوند و برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی دارند مفید هستند.
- سری XX (Martensitic and Ferritic Chromium Steels)4: این گونه‌ها دارای ساختار مارتنزیتی و یا فریتیتی هستند و شامل کروم هستند. آنها معمولاً برای کاربردهایی که نیاز به خصوصیات مکانیکی بالا دارند مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- سری XX (Martensitic Low-Chromium Steels)5: این گونه‌ها نیز دارای ساختار مارتنزیتی هستند اما دارای مقدار کمتری کروم هستند. آنها به عنوان فولادهای مارتنزیتی با کمترین مقدار کروم شناخته می‌شوند.
فولادهای ابزار و قالب:
در این دسته‌بندی، هر یک از حروف W، O، A، D، S، T، M، H، P با یک عدد به ترتیب نشان‌دهنده‌ی ویژگی‌های خاص فولاد ابزار و قالب می‌باشند. برای مثال، فولادهای با حروف “W” به عنوان فولادهای ابزار کربنی ساده سخت کاری شده در محیط آب شناخته می‌شوند. هر یک از این حروف و اعداد تعیین‌کننده ویژگی‌های مختلفی از فولاد ابزار هستند.
سخن آخر
در نتیجه، نامگذاری فولادها در استاندارد آمریکایی AISI/SAE یک سیستم معتبر و گسترده است که به افراد و صنایع مختلف در تعیین ویژگی‌ها و کاربردهای فولادها کمک می‌کند. این نامگذاری به مهندسان، تولیدکنندگان و محققان امکان می‌دهد تا فولاد مناسب را برای کاربردهای خود انتخاب کنند و برای کنترل کیفیت و توسعه فولادهای جدید استفاده شود.