کتاب استانداردهای فولاد و چدن (طبقه بندی، نامگذاری، خواص، کاربرد)

پیشگفتار
در سال‌های آغازین قرن بیست و یكم، با وجود مشكلات و مسائل عدیده در تهیه فولاد و مطرح شدن فلزات و آلیاژها و كامپوزیت‌ها و سرامیك‌ها در عرصه مصارف مختلف صنعتی، فولاد هنوز جایگاه ویژه خود را حفظ كرده است. تولید جهانی بیش از 1.5 میلیارد تن در سال و دامنه بس گسترده انواع مختلف فولاد و محصولات فولادی، شاهد گویایی بر این مدعاست. همین گستردگی و تنوع سبب شده است كه كشورهای پیشرفته صنعتی و حتی شركت‌های بزرگ تولید كننده فولاد، در جهت تسهیل مبادلات تجاری، فولادهای مختلف را به گونه‌ای روشمند طبقه‌بندی و نامگذاری كنند و استاندارد مشخصی را در این زمینه تدوین و ارائه نمایند. با اینكه سال‌ها پیش مجموعه كشورهای اروپائی با طرح استاندارد Euronorm و مؤسسه بین‌المللی استاندارد با عرضه استاندارد ISO، درصدد یكپارچه‌سازی و همگونی استانداردهای گوناگون برآمدند و امروزه نیز از این دو استاندارد در تولید و تجارت فولاد استفاده می‌شود اما هنوز موجودیت مستقل استاندارد كشورهای پیشرفته صنعتی محفوظ مانده و كشورهای دیگر در زمینه تهیه و استفاده از فولاد، مجبور به پذیرش این استانداردها به عنوان مبنا هستند.
كتاب «استانداردهای فولاد و چدن» در دو بخش و یازده فصل تنظیم شده است. در بخش نخست، اصول طبقه‌بندی، نامگذاری، خواص و كاربرد فولادها در استانداردهای مختلف و بویژه دو استاندارد مهم آلمانی و آمریكایی ارائه شده است. نامگذاری فولادها در استانداردهای آلمانی (DIN)، آمریكایی (AISI, SAE, ASTM) و نیز اروپائی (Euronorm)، بین‌المللی (ISO)، ژاپنی (JIS)، روسی (GOST) و سیستم كدگذاری واحد (UNS) در فصل اول تشریح شده است. در فصل دوم، طبقه‌بندی فولادها از جنبه‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفته و ضمن اشاره به طبقه‌بندی فولادها در كتاب مرجع «كلید فولاد»، به تفاوت طبقه‌بندی فولاد در دو استاندارد آلمانی و آمریكایی پرداخته شده است. هر یك از فصول هفت‌گانه بعدی به توضیح ویژگی‌های خانواده‌ای از فولادها اختصاص یافته و سعی بر آن بوده كه با درنظر گرفتن دو استاندارد آلمانی و آمریكایی، شیوه واحدی در طبقه‌بندی كاربردی فولادها استنتاج و ارائه گردد. به همین دلیل در فصل سوم و پنجم، بنا بر روش استاندارد آمریكایی، فولادهای كربنی و آلیاژی مورد بحث قرار گرفته و همزمان نحوه نامگذاری این نوع فولادها در استاندارد آلمانی نیز بیان گردیده است. تقسیم‌بندی كاربردی فولادها به فولادهای ساختمانی معمولی، ساختمانی مرغوب، مخصوص، ابزار و ریختگی، سایر فصول بخش نخست را در برگرفته و در هر مورد تفاوت استانداردهای آلمانی و آمریكایی در نحوه نامگذاری و ارائه خصوصیات و شرایط عملیات به تفصیل آمده است.
از سوی دیگر، كارگاه‌ها و كارخانه‌های صنعتی، برای رفع نیازهای خود در مورد قطعات و مواد اولیه، بطور طبیعی با مواد گوناگون سروكار پیدا می‌كنند و در معرض انتخاب و گاه جایگزینی مواد مورد مصرف قرار می‌گیرند. شناخت ویژگی‌ها و خواص و موارد كاربرد هر ماده، قدم اولیه در انتخاب آن محسوب می‌شود، اما آنچه این انتخاب را دشوار می‌سازد تنوع گستردة عرضه مواد در قالب استانداردهای مختلف است. استاندارد، در واقع تعیین حدود مشخصه‌های مواد است كه در یك سیستم قانونمند و منظم صورت می‌گیرد. امروزه ورود و میدانداری مؤثر در عرصة صنعت و تكنولوژی و تولید، بدون تعریف و ارائة یك استاندارد متقن، قابل دست‌یابی نیست. گستردگی تولید گاه به حدی است كه حتی یك كشور اقدام به ارائة چند استاندارد نموده و یا شركت‌های صنعتی، استاندارد خاص محصولات خود را عرضه كرده‌اند. بنابراین مقایسه و تطبیق استانداردهای معتبر با یكدیگر در جهت انتخاب یا جایگزینی مواد ضرورت یافته است.
بخش دوم كتاب به شناسائی خواص، كاربرد و استانداردهای انتخاب و جایگزینی چدن‌ها اختصاص یافته و به دلیل گستردگی كاربرد دو گروه چدن‌های خاكستری و نشكن، بر آنها متمركز شده است. علاوه بر معرفی استانداردهای مربوطه و تطبیق و مقایسه آنها با یكدیگر و اشاره به اطلاعات ضروری، ارائه تركیب شیمیایی، خواص مكانیكی، ساختار متالورژیكی و كاربرد آنها نیز مطابق استانداردهای آمریكایی و آلمانی، به عنوان رایج‌ترین استانداردها موردنظر بوده است.
در صورتی كه این كتاب توانسته باشد اصول نامگذاری آلیاژهای آهنی (فولاد و چدن) را در استانداردهای مختلف، و به ویژه دو استاندارد معتبر و رایج آلمانی و آمریكایی عرضه كرده و با روش واحدی، طبقه‌بندی و براساس آن، خواص و كاربرد آنها را به صورت یكجا ارائه داده باشد به هدف مطلوب دست یافته است. امید می‌رود با توجه به شیوه اعمال شده در تدوین آن، بتواند نشانه‌هایی را نیز در امر انتخاب و جایگزینی فولادها و چدن‌ها بدست دهد.
مسعود بینش
Masoud.binesh@gmail.com

فهرست مطالب
بخش 1 فولاد (Steel)
فصل1 استانداردهای فولاد (steel standards) 1
1.1 استاندارد آلمانی DIN 3
1.2 استاندارد آمریكایی AISI-SAE 11
1.3 استاندارد آمریكایی ASTM 15
1.4 سیستم كدگذاری واحد (UNS) 19
1.5 استاندارد اروپائی EuroNorm 21
1.6 استاندارد بین‌المللی ISO 25
1.7 استاندارد ژاپنی JIS 28
1.8 استاندارد روسی GOST 30
1.9 طبقه‌بندی و نامگذاری فولادهای شركت بوهلر 31
فصل2 طبقه‌بندی فولادها (Classification) 39
2.1 معیارهای طبقه‌بندی فولاد 40
2.2 طبقه‌بندی فولادها در "كلید فولاد" 47
2.3 طبقه‌بندی فولاد در استانداردهای معتبر 50
فصل 3 فولادهای كربنی (Carbon steels) 53
3.1 تعریف فولاد كربنی 54
3.2 مقایسه فولاد كربنی در استانداردهای آلمان و آمریكا 54
3.3 نامگذاری فولادهای كربنی در استاندارد آلمانی DIN 55
فصل 4 فولادهای ساختمانی معمولی (General structural steels) 67
4.1 فولادهای ساختمانی 68
4.2 فولادهای ساختمانی معمولی در استاندارد آلمانی DIN 68
4.3 فولادهای ساختمانی معمولی در كلید فولاد 74
4.4 فولادهای ساختمانی معمولی در استاندارد اروپایی EuroNorm 74
فصل 5 فولادهای آلیاژی (Alloy steels) 77
5.1 مرز فولادهای آلیاژی 78
5.2 عناصر آلیاژی 79
5.3 نامگذاری فولادهای آلیاژی در استاندارد آلمانی DIN 92
5.4 نامگذاری فولادهای آلیاژی در استاندارد آمریكایی AISI-SAE 94
5.5 فولادهای كم‌آلیاژ با استحكام بالا (میكروآلیاژی) 96
فصل 6 فولادهای ساختمانی مرغوب (Structural steels) 99
6.1 فولادهای ساختمانی مرغوب غیرآلیاژی 100
6.2 فولادهای ساختمانی مرغوب آلیاژی 103
فصل 7 فولادهای ابزار (Tool steels) 121
7.1 تقسیم‌بندی فولادهای ابزار 122
7.2 كلید فولاد 132
7.3 طبقه‌بندی فولادهای ابزار 132
7.4 اصول انتخاب فولادهای ابزار 138
فصل 8 فولادهای مخصوص (Special steels) 141
8.1 انواع فولادهای مخصوص 142
فصل 9 فولادهای ریختگی (Cast steels) 155
9.1 فولادهای ریختگی و كارشده 156
9.2 تقسیم‌بندی فولادهای ریختگی 156
9.3 كلید فولاد 162
بخش 2 چدن (Cast Iron)
فصل 10 چدن خاكستری (Grey Cast Iron) 165
10.1 چدن خاكستری معمولی 166
فصل 11 چدن نشكن (Ductile Iron) 173
11.1 چدن نشكن معمولی 174
11.2 چدن‌های نشكن آلیاژی 185
منابع 188
واژه‌نامه 189