کتاب استانداردهای فولاد و چدن (طبقه بندی، نامگذاری، خواص، کاربرد) اثر مسعود بینش ناشر فدک ایساتیس

پيشگفتار

در سال‌هاي آغازين قرن بيست و يكم، با وجود مشكلات و مسائل عديده در تهيه فولاد و مطرح شدن فلزات و آلياژها و كامپوزيت‌ها و سراميك‌ها در عرصه مصارف مختلف صنعتي، فولاد هنوز جايگاه ويژه خود را حفظ كرده است. توليد جهاني بيش از 1.5 ميليارد تن در سال و دامنه بس گسترده انواع مختلف فولاد و محصولات فولادي، شاهد گويايي بر اين مدعاست. همين گستردگي و تنوع سبب شده است كه كشورهاي پيشرفته صنعتي و حتي شركت‌هاي بزرگ توليد كننده فولاد، در جهت تسهيل مبادلات تجاري، فولادهاي مختلف را به گونه‌اي روشمند طبقه‌بندي و نامگذاري كنند و استاندارد مشخصي را در اين زمينه تدوين و ارائه نمايند. با اينكه سال‌ها پيش مجموعه كشورهاي اروپائي با طرح استاندارد Euronorm و مؤسسه بين‌المللي استاندارد با عرضه استاندارد ISO، درصدد يكپارچه‌سازي و همگوني استانداردهاي گوناگون برآمدند و امروزه نيز از اين دو استاندارد در توليد و تجارت فولاد استفاده مي‌شود اما هنوز موجوديت مستقل استاندارد كشورهاي پيشرفته صنعتي محفوظ مانده و كشورهاي ديگر در زمينه تهيه و استفاده از فولاد، مجبور به پذيرش اين استانداردها به عنوان مبنا هستند.
كتاب «استانداردهاي فولاد و چدن» در دو بخش و يازده فصل تنظيم شده است. در بخش نخست، اصول طبقه‌بندي، نامگذاري، خواص و كاربرد فولادها در استانداردهاي مختلف و بويژه دو استاندارد مهم آلماني و آمريكايي ارائه شده است. نامگذاري فولادها در استانداردهاي آلماني (DIN)، آمريكايي (AISI, SAE, ASTM) و نيز اروپائي (Euronorm)، بين‌المللي (ISO)، ژاپني (JIS)، روسي (GOST) و سيستم كدگذاري واحد (UNS) در فصل اول تشريح شده است. در فصل دوم، طبقه‌بندي فولادها از جنبه‌هاي مختلف مورد بررسي قرار گرفته و ضمن اشاره به طبقه‌بندي فولادها در كتاب مرجع «كليد فولاد»، به تفاوت طبقه‌بندي فولاد در دو استاندارد آلماني و آمريكايي پرداخته شده است. هر يك از فصول هفت‌گانه بعدي به توضيح ويژگي‌هاي خانواده‌اي از فولادها اختصاص يافته و سعي بر آن بوده كه با درنظر گرفتن دو استاندارد آلماني و آمريكايي، شيوه واحدي در طبقه‌بندي كاربردي فولادها استنتاج و ارائه گردد. به همين دليل در فصل سوم و پنجم، بنا بر روش استاندارد آمريكايي، فولادهاي كربني و آلياژي مورد بحث قرار گرفته و همزمان نحوه نامگذاري اين نوع فولادها در استاندارد آلماني نيز بيان گرديده است. تقسيم‌بندي كاربردي فولادها به فولادهاي ساختماني معمولي، ساختماني مرغوب، مخصوص، ابزار و ريختگي، ساير فصول بخش نخست را در برگرفته و در هر مورد تفاوت استانداردهاي آلماني و آمريكايي در نحوه نامگذاري و ارائه خصوصيات و شرايط عمليات به تفصيل آمده است.
از سوي ديگر، كارگاه‌ها و كارخانه‌هاي صنعتي، براي رفع نيازهاي خود در مورد قطعات و مواد اوليه، بطور طبيعي با مواد گوناگون سروكار پيدا مي‌كنند و در معرض انتخاب و گاه جايگزيني مواد مورد مصرف قرار مي‌گيرند. شناخت ويژگي‌ها و خواص و موارد كاربرد هر ماده، قدم اوليه در انتخاب آن محسوب مي‌شود، اما آنچه اين انتخاب را دشوار مي‌سازد تنوع گستردة عرضه مواد در قالب استانداردهاي مختلف است. استاندارد، در واقع تعيين حدود مشخصه‌هاي مواد است كه در يك سيستم قانونمند و منظم صورت مي‌گيرد. امروزه ورود و ميدانداري مؤثر در عرصة صنعت و تكنولوژي و توليد، بدون تعريف و ارائة يك استاندارد متقن، قابل دست‌يابي نيست. گستردگي توليد گاه به حدي است كه حتي يك كشور اقدام به ارائة چند استاندارد نموده و يا شركت‌هاي صنعتي، استاندارد خاص محصولات خود را عرضه كرده‌اند. بنابراين مقايسه و تطبيق استانداردهاي معتبر با يكديگر در جهت انتخاب يا جايگزيني مواد ضرورت يافته است.
بخش دوم كتاب به شناسائي خواص، كاربرد و استانداردهاي انتخاب و جايگزيني چدن‌ها اختصاص يافته و به دليل گستردگي كاربرد دو گروه چدن‌هاي خاكستري و نشكن، بر آنها متمركز شده است. علاوه بر معرفي استانداردهاي مربوطه و تطبيق و مقايسه آنها با يكديگر و اشاره به اطلاعات ضروري، ارائه تركيب شيميايي، خواص مكانيكي، ساختار متالورژيكي و كاربرد آنها نيز مطابق استانداردهاي آمريكايي و آلماني، به عنوان رايج‌ترين استانداردها موردنظر بوده است.
در صورتي كه اين كتاب توانسته باشد اصول نامگذاري آلياژهاي آهني (فولاد و چدن) را در استانداردهاي مختلف، و به ويژه دو استاندارد معتبر و رايج آلماني و آمريكايي عرضه كرده و با روش واحدي، طبقه‌بندي و براساس آن، خواص و كاربرد آنها را به صورت يكجا ارائه داده باشد به هدف مطلوب دست يافته است. اميد مي‌رود با توجه به شيوه اعمال شده در تدوين آن، بتواند نشانه‌هايي را نيز در امر انتخاب و جايگزيني فولادها و چدن‌ها بدست دهد.

مسعود بينش
Masoud.binesh@gmail.com

فهرست مطالب

بخش 1 فولاد (Steel)

فصل1 استانداردهاي فولاد (steel standards) 1
1.1 استاندارد آلماني DIN 3
1.2 استاندارد آمريكايي AISI-SAE 11
1.3 استاندارد آمريكايي ASTM 15
1.4 سيستم كدگذاري واحد (UNS) 19
1.5 استاندارد اروپائي EuroNorm 21
1.6 استاندارد بين‌المللي ISO 25
1.7 استاندارد ژاپني JIS 28
1.8 استاندارد روسي GOST 30
1.9 طبقه‌بندي و نامگذاري فولادهاي شركت بوهلر 31

فصل2 طبقه‌بندي فولادها (Classification) 39

2.1 معيارهاي طبقه‌بندي فولاد 40
2.2 طبقه‌بندي فولادها در "كليد فولاد" 47
2.3 طبقه‌بندي فولاد در استانداردهاي معتبر 50

فصل 3 فولادهاي كربني (Carbon steels) 53

3.1 تعريف فولاد كربني 54
3.2 مقايسه فولاد كربني در استانداردهاي آلمان و آمريكا 54
3.3 نامگذاري فولادهاي كربني در استاندارد آلماني DIN 55

فصل 4 فولادهاي ساختماني معمولي (General structural steels) 67

4.1 فولادهاي ساختماني 68
4.2 فولادهاي ساختماني معمولي در استاندارد آلماني DIN 68
4.3 فولادهاي ساختماني معمولي در كليد فولاد 74
4.4 فولادهاي ساختماني معمولي در استاندارد اروپايي EuroNorm 74

فصل 5 فولادهاي آلياژي (Alloy steels) 77

5.1 مرز فولادهاي آلياژي 78
5.2 عناصر آلياژي 79
5.3 نامگذاري فولادهاي آلياژي در استاندارد آلماني DIN 92
5.4 نامگذاري فولادهاي آلياژي در استاندارد آمريكايي AISI-SAE 94
5.5 فولادهاي كم‌آلياژ با استحكام بالا (ميكروآلياژي) 96

فصل 6 فولادهاي ساختماني مرغوب (Structural steels) 99

6.1 فولادهاي ساختماني مرغوب غيرآلياژي 100
6.2 فولادهاي ساختماني مرغوب آلياژي 103

فصل 7 فولادهاي ابزار (Tool steels) 121

7.1 تقسيم‌بندي فولادهاي ابزار 122
7.2 كليد فولاد 132
7.3 طبقه‌بندي فولادهاي ابزار 132
7.4 اصول انتخاب فولادهاي ابزار 138

فصل 8 فولادهاي مخصوص (Special steels) 141

8.1 انواع فولادهاي مخصوص 142

فصل 9 فولادهاي ريختگي (Cast steels) 155

9.1 فولادهاي ريختگي و كارشده 156
9.2 تقسيم‌بندي فولادهاي ريختگي 156
9.3 كليد فولاد 162

بخش 2 چدن (Cast Iron)

فصل 10 چدن خاكستري (Grey Cast Iron) 165

10.1 چدن خاكستري معمولي 166

فصل 11 چدن نشكن (Ductile Iron) 173

11.1 چدن نشكن معمولي 174
11.2 چدن‌هاي نشكن آلياژي 185

منابع 188
واژه‌نامه 189