تاریخچه فلزات در دوره های مختلف

فهرست مطالب 

مقدمه

تاریخچه نام گذاری فولاد

عدد کربن چیست؟

راهنمای نام گذاری فولاد

راهنمای نامگذاری فولاد بر اساس استاندارد DIN آلمان

راهنمای نامگذاری فولاد در استاندارد آمریکایی AISI / SAE

راهنمای نام‌ گذاری فولاد در استاندارد فرانسه AFNOR

سوالات متداول 

مقدمه
نام‌گذاری فولاد بیشتر از یک کد یا شماره ساده است — این زبان فنی صنعت فلزات است که به مهندسان، طراحان و سازندگان کمک می‌کند تا با اطمینان کامل فولاد مناسب پروژه خود را انتخاب کنند. از گذشته‌های دور که آهن نخستین ابزارهای بشر را شکل می‌داد تا امروز که استانداردهای جهانی مانند DIN، AISI، SAE و AFNOR به زبان مشترک صنعت فولاد تبدیل شده‌اند، نام‌گذاری فولاد نقش مهمی در تضمین کیفیت و عملکرد سازه‌ها ایفا می‌کند. در این مقاله، به بررسی تاریخچه نام‌گذاری فولاد، مفهوم عدد کربن و راهنمای کامل استانداردهای جهانی می‌پردازیم تا بتوانید انتخابی دقیق و هوشمندانه داشته باشید.

تاریخچه نام گذاری فولاد

نام‌گذاری فولاد قدمتی طولانی دارد و به تاریخچه‌ی تاریخی و فرهنگی در طول زمان بازمی‌گردد. در طول تاریخ، انسان‌ها از فلزات بهره‌ مند بوده و فولاد به عنوان یکی از مهم‌ترین فلزاتی است که توجه بسیاری از فرهنگ‌ها و تمدن‌ها را به خود جلب کرده است. در اینجا به برخی از نقاط مهم در تاریخچه نام‌ گذاری فولاد اشاره خواهم کرد:

1. عصر قبل از تاریخ:  در عصرهای باستانی، انسان‌ها از آهن به عنوان یکی از اولین فلزاتی که تولید می‌شد، بهره می‌بردند. اما به طور مستقیم فولاد را تولید نمی‌کردند. در این دوره، مردم از آهن برای ساخت ابزارها و اسلحه‌ها استفاده می‌کردند.
2. عصر آهن: در طول عصر آهن، فناوری تولید آهن بهبود یافت و امکان تولید فولاد نیز ایجاد شد. اولین نمونه‌های فولاد احتمالاً به صورت اتفاقی به وجود آمدند که آهن با کربن به نسبت بالا ترکیب شد. این واکاوی‌ها تا به تدریج به تولید فولاد به شکل هدفمندتر و پیچیده‌تر منجر شد.
3. قرون وسطی: در طول قرون وسطی، تکنیک‌های تولید فولاد بهبود یافت و استفاده از فولاد در صنعت و ساخت‌وساز گسترش یافت. این دوره با توسعه کوره‌های ذوب فلزات و تکنیک‌های جدید تولید فولاد همراه بود.
4. دوره صنعتی: با ورود به دوره صنعتی و افزایش نیاز به فولاد در صنایع مختلف، نیاز به استاندارد نام‌گذاری و توصیف دقیق فولاد احساس شد. در این دوره، استفاده از شاخص‌های فنی مانند ترکیبات شیمیایی و خواص مکانیکی برای نام‌گذاری و تعریف فولادها به روز رسید.
5. دوره مدرن: در دوره مدرن، با پیشرفت فناوری و علم مواد، نام‌گذاری فولاد به شکل دقیقتر و استانداردتر انجام می‌شود. استانداردها و کدهای ملی و بین‌المللی برای نام‌گذاری و توصیف فولادها تدوین شده است. از آغاز تاریخچه تا به امروز، فولاد به عنوان یکی از مهم‌ترین مواد ساختمانی و صنعتی در جوامع استفاده می‌شود، و نام‌گذاری آن تحت تأثیر تکنولوژی، نیازهای صنعتی و استانداردهای جهانی قرار گرفته است.

عدد کربن چیست؟

در زمینه‌ی مواد و فلزات، عدد کربن به میزان درصد کربن موجود در یک آلیاژ یا فلز اشاره دارد. در مورد فولاد، عدد کربن نشان‌دهنده ترکیبات کربن در فولاد است.

فولاد یک آلیاژ از آهن و کربن است، و مقدار کربن در آن می‌تواند در بازه‌های مختلفی باشد. عدد کربن معمولاً به صورت درصدی از وزن کل فولاد اعلام می‌شود.

به طور کلی، فولادها به سه گروه اصلی بر اساس میزان کربن تقسیم می‌شوند:

1. فولاد با کربن کم (Low Carbon Steel):

   - حدوداً 0.05% تا 0.25% کربن

   - استفاده در ساخت قطعات با خواص مکانیکی مناسب و انعطاف‌پذیری بیشتر

2. فولاد با کربن متوسط (Medium Carbon Steel):

   - حدوداً 0.30% تا 0.60% کربن

   - دارای خواص مکانیکی میانه، مناسب برای قطعاتی که نیاز به سختی و مقاومت خوب دارند

3. فولاد با کربن بالا (High Carbon Steel):

   - بیش از 0.60% کربن

   - دارای سختی و مقاومت بالا، استفاده در ابزارهای برش و ابزارهایی که نیاز به لبه‌ی تیز دارند. این عدد کربن به طور مستقیم بر خصوصیات مکانیکی و سایر خصوصیات فیزیکی فولاد تأثیر می‌گذارد، و مهم است در انتخاب مواد برای استفاده در مصارف مختلف در نظر گرفته شود.

راهنمای نام گذاری فولاد

نام‌گذاری فولاد معمولاً بر اساس استانداردها و تعاریف مشخصی انجام می‌شود. در اینجا چند نکته برای راهنمای نام‌گذاری فولاد آورده شده است:

1. استفاده از کدها و استانداردها:

   - برای نام‌گذاری فولادها، اغلب از کدها و استانداردهای صنعتی استفاده می‌شود. برخی از این استانداردها عبارتند از AISI (American Iron and Steel Institute)، ASTM (American Society for Testing and Materials)، EN (European Standards) و JIS (Japanese Industrial Standards).

   - بر اساس این استانداردها، فولادها با کدها و نشانه‌های مشخصی نام‌گذاری می‌شوند که شامل اطلاعاتی از قبیل ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، و سایر ویژگی‌ها می‌شوند.

2. ترکیب شیمیایی:

   - ترکیب شیمیایی فولاد می‌تواند بر اساس درصد کربن و سایر عناصر موجود در آن تعیین شود. این اطلاعات به عنوان یک جزء مهم در نام‌گذاری استفاده می‌شوند.

3. خواص مکانیکی:

   - نام‌گذاری فولادها می‌تواند بر اساس خواص مکانیکی آنها نیز صورت گیرد. این شامل مواردی مانند سختی (Hardness)، مقاومت کششی (Tensile Strength) و استطالت (Elongation) می‌شود.

4. کاربردها و کاربری:

   - نام‌گذاری ممکن است بر اساس کاربردها و کاربری مشخصی نیز انجام شود. به عنوان مثال، فولادهای مخصوص به کاربردهای خاصی مانند فولاد‌های ساختاری، فولاد‌های ضدزنگ، فولاد‌های آلیاژی و ... ممکن است دارای نام‌گذاری خاصی باشند.

5. سیستم‌های نمایش:

   - استفاده از سیستم‌های نمایشی مثل گرافیک‌ها یا نمودارها نیز می‌تواند در نام‌گذاری و درک آسان‌تر اطلاعات فولادها کمک کند.

6. اطلاعات تجاری:

   - در بازارهای فولاد، برخی از شرکت‌ها نیز ممکن است از نام‌های تجاری و برند خود برای نام‌گذاری فولادهای خود استفاده کنند که ممکن است توسط صنعت و مصرف‌کنندگان شناخته شوند. در کل، نام‌گذاری فولاد به دلیل پیچیدگی و تنوع زیاد صنعت فلزات، با استفاده از استانداردها و دستورالعمل‌های معتبر و مرتبط صورت می‌پذیرد.

راهنمای نامگذاری فولاد بر اساس استاندارد DIN آلمان

استاندارد DIN (Deutsches Institut für Normung یا مؤسسه آلمانی استاندارد) یکی از مهم‌ترین استانداردهای صنعتی در آلمان است و در سطح بین‌المللی نیز شناخته شده است. برای نام‌گذاری فولاد بر اساس استاندارد DIN، این استاندارد از کدها و نظام‌های خاصی برخوردار است. در زیر به چند مورد از کدهای معروف در نام‌گذاری فولاد بر اساس استاندارد DIN اشاره شده است:

1. کد DIN:

   - هر فولاد در این استاندارد با یک کد خاص شناخته می‌شود. به عنوان مثال، کد "DIN 17100" یکی از استانداردهای معروف DIN برای فولادهای ساختاری است.

2. کد مواد:

   - فولادها در استاندارد DIN با یک کد مختصر که شامل یک یا چند عدد است نام‌گذاری می‌شوند. این کد معمولاً نشان‌دهنده ترکیب شیمیایی و خصوصیات مهم فولاد است.

3. نوع فولاد:

   - در نام‌گذاری بر اساس استاندارد DIN، نوع فولاد نیز با استفاده از حروف خاص مانند St (Stahl: فولاد) و یا کلماتی مثل "Kohlenstoffstahl" (فولاد کربنی) مشخص می‌شود.

4. خصوصیات مکانیکی:

   - خصوصیات مکانیکی هر نوع فولاد، مانند مقاومت کششی (Re), استطالت (A), و سختی (HB یا HRC) نیز در نام‌گذاری حاکم است.

5. دیگر علامت‌ها و ویژگی‌ها:

   - علامت‌ها و کلمات دیگر مانند "warmfest" (مقاوم به گرما) یا "rostfrei" (ضد زنگ) نیز ممکن است در نام‌گذاری مشاهده شوند، که ویژگی‌های خاص فولاد را نشان می‌دهند.

یک نمونه از نام‌گذاری فولاد بر اساس استاندارد DIN ممکن است به صورت زیر باشد:

DIN 17100 St52-3

   - DIN 17100: استاندارد مربوطه

   - St: نوع فولاد (استاندارد DIN)

   - 52: شماره مواد

   - 3: نسخه یا تغییرات

برای دقت بیشتر و انتخاب صحیح فولاد بر اساس نیازهای خاص، توصیه می‌شود که جزئیات کامل استاندارد مربوطه مورد بررسی و مشاوره قرار گیرد.

راهنمای نامگذاری فولاد در استاندارد آمریکایی AISI / SAE

استاندارد AISI (American Iron and Steel Institute) و SAE (Society of Automotive Engineers) به عنوان دو سازمان مستقل استفاده می‌شوند، اما در زمینه‌ی نام‌گذاری فولادها همکاری دارند. این استانداردها از کدها و سیستم‌های مخصوصی برای نام‌گذاری فولادها استفاده می‌کنند. در زیر، به چند نکته در مورد نام‌گذاری فولادها بر اساس استانداردهای AISI/SAE اشاره شده است:

1. کدهای چهار رقمی:

   - بسیاری از فولادها با یک کد چهار رقمی نام‌گذاری می‌شوند، که به عنوان AISI/SAE شناخته می‌شوند. برخی از کدهای معروف شامل 1045، 4140 و 316L هستند.

2. ترکیب شیمیایی:

   - اطلاعات مربوط به ترکیب شیمیایی فولاد در کد قرار دارد. برای مثال، کد 1045 بیانگر یک فولاد کربنی با تقریباً 0.45% کربن است.

3. سیستم آلیاژها:

   - برخی از کدها به عنوان نماینده‌های آلیاژها و خصوصیات خاص می‌شوند. برای مثال، سری 300 فولادها (مانند 316L) به عنوان فولادهای ضد زنگ شناخته می‌شوند.

4. حروف پیشوند:

   - برخی از کدها حاوی حروف پیشوند هستند که ویژگی‌های خاصی از فولاد را نشان می‌دهند. به عنوان مثال، حرف G در کد G41400 به معنای فولاد ضد سایش است.

استفاده در صنایع خاص:

   - برخی از کدها به صورت خاص برای استفاده در صنایع خاصی مانند صنعت خودروسازی یا صنعت نفت و گاز طراحی شده‌اند.

6. نسخه‌ها و تغییرات:

   - در برخی از کدها، اطلاعاتی در مورد نسخه یا تغییرات مشخصات فولاد نیز قرار دارد.

برای مثال، فولاد 1045 به معنای یک فولاد کربنی با تقریباً 0.45% کربن است. همچنین، فولاد 4140 یک فولاد آلیاژی با مقدار زیادی کربن و مولیبدن است که معمولاً در فلنچ‌ها، شفت‌ها، و قطعات مهم مکانیکی دیگر استفاده می‌شود.

برای دقت بیشتر در انتخاب و استفاده از فولادها، توصیه می‌شود که به استانداردها و دستورالعمل‌های مربوطه مراجعه و با آنها آشنا شوید.

راهنمای نام‌ گذاری فولاد در استاندارد فرانسه AFNOR

استاندارد AFNOR (Association Française de Normalisation) یا انجمن فرانسه استانداردسازی، یکی از مؤسسات معتبر در زمینه استانداردهای فنی و صنعتی در فرانسه است. در نام‌گذاری فولادها بر اساس استاندارد AFNOR، از یک سیستم کدگذاری خاص استفاده می‌شود. در زیر به چند نکته در مورد نام‌گذاری فولادها بر اساس استاندارد AFNOR اشاره شده است:

1. کدهای NF:

   - کدهای NF (Norme Française) برای نام‌گذاری فولادها استفاده می‌شود. برخی از مهم‌ترین استانداردها با کد NF شناخته می‌شوند.

2. علامت‌های نوع فولاد:

   - علامت‌های خاصی برای نشان دادن نوع فولاد به کار می‌روند. به عنوان مثال:

     - XC: نشان‌ دهنده فولاد کربنی

     - XCr: نشان‌ دهنده فولاد آلیاژی با کربن

     - X5CrNi: نشان‌ دهنده فولاد ضد زنگ

3. کد شیمیایی:

   - کد‌هایی برای نشان دادن ترکیب شیمیایی فولاد در کد‌ها قرار دارد. این کدها شامل درصد عناصر مختلف مانند کربن (C)، منگنز (Mn)، کروم (Cr) و نیکل (Ni) می‌شوند.

4. شماره‌های مرتبط با استفاده:

   - شماره‌ها و حروف برای نشان دادن کاربردها و خصوصیات خاص فولاد استفاده می‌شوند. برای مثال:

     - B: برای قطعات با تغییرات کوچک در ترکیب شیمیایی

     - E: برای قطعاتی که نیاز به مقاومت به فشار دارند

     - H: برای قطعات حرارت‌داده شده

5. نسخه‌ها و تغییرات:

   - اطلاعاتی در مورد نسخه‌ها و تغییرات مشخصات فولاد نیز در کدها قرار دارد.

برای مثال، کد NF EN 10088-1 ممکن است نشان‌دهنده یک استاندارد AFNOR برای فولادهای ضد زنگ باشد.

برای تهیه و خرید انواع فلزات با کیفیت از جمله میلگرد، تیرآهن و ورق فولادی، می‌توانید به وب‌سایت همکار آهن مراجعه کنید. همکار آهن با ارائه محصولات با استاندارد بالا، قیمت مناسب و خدمات مشاوره تخصصی، انتخابی مطمئن برای تأمین نیازهای پروژه‌های ساختمانی و صنعتی شما است.

سوالات متداول 

1. نام‌گذاری فولاد چیست؟
نام‌گذاری فولاد سیستمی برای مشخص کردن ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی و کاربرد فولادها است.

2. عدد کربن در فولاد چه معنایی دارد؟
عدد کربن درصد کربن موجود در فولاد را نشان می‌دهد و بر سختی، مقاومت و انعطاف‌پذیری آن تأثیر می‌گذارد.

3. استاندارد DIN چیست؟
DIN استاندارد صنعتی آلمان برای نام‌گذاری و دسته‌بندی فولادها است که در سطح جهانی شناخته شده است.

4. تفاوت فولادهای DIN و AISI چیست؟
DIN بیشتر در اروپا استفاده می‌شود، در حالی که AISI/SAE استاندارد آمریکایی با سیستم کد چهاررقمی برای فولادها است.

5. چرا شناخت استانداردهای فولاد مهم است؟
شناخت استانداردها کمک می‌کند تا فولاد مناسب پروژه انتخاب شود، هزینه‌ها کاهش یابد و عمر سازه افزایش پیدا کند.

6. چگونه می‌توان عدد کربن فولاد را دانست؟
عدد کربن معمولاً در کد یا مشخصات فنی فولاد ذکر می‌شود و می‌توان از جدول‌های استاندارد آن را بررسی کرد.

7. آیا همه فولادها با یک استاندارد نام‌گذاری می‌شوند؟
خیر، فولادها بر اساس کشور و کاربرد ممکن است با استانداردهای مختلفی مانند DIN، AISI، SAE و AFNOR نام‌گذاری شوند.