آشنایی با کتاب کلید فولاد

کلید فولاد (Stahlschlüssel / Stahlschluessel) یک مرجع فوق العاده در زمینه انتخاب فولادها و آشنایی با کاربرد آن¬ها است. به طور کلی هر فرد و یا گروهی که به نوعی با استانداردها، شناسایی، انتخاب، تهیه، عملیات حرارتی، شکل دهی و تولید فولادها در ارتباط است می¬تواند از این کتاب بهره ببرد.

مروری اجمالی بر کتاب کلید فولاد نشان می¬دهد که فصل¬های این کتاب مملو از اطلاعات علمی، تجاری و فنی است. اطلاعات فنی ارائه شده در این کتاب هر فردی را قادر می¬سازد تا با داشتن تنها یک شماره آلمانی فولاد یا استانداردهای دیگر فولاد اطلاعات گسترده¬ای در زمینه ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، عملیات حرارتی، کاربرد شرایط محصول و در نهایت شرکت¬های تولید کننده آن فولاد به دست آورد.

در این کتاب فولادها بر اساس استانداردهای مختلفی ارائه شده¬اند که از جمله مهم¬ترین آن¬ها می¬توان به استانداردهای مختلف اروپایی (آلمان، فرانسه، ایتالیا، بریتانیا، مجارستان، نروژ، لهستان، سوئد، جمهوری چک و …)، استاندارد ISO، استاندارد آمریکا و جمهوری خلق چین اشاره کرد.
این کتاب شامل بیش از 75 هزار استاندارد و گرید فولاد، همچنین 300 تولید کننده و تامین کننده فولاد است. این کتاب به 3 زبان آلمانی، انگلیسی و فرانسوی ارائه شده است. در این مقاله با محتویات فصل¬های مختلف این کتاب و در مقاله بعدی با نحوه استفاده از آن آشنا می¬شویم.

فصل های کتاب کلید فولاد

کتاب کلید فولاد شامل 19 فصل است که فصل¬های 1 تا 16 شامل انواع فولادها و فصل¬های 17 تا 19 شامل لیست شماره استاندارد و مشخصات تولید کنندگان جهانی فولادها می¬شود. به هر کدام از فصل¬های کتاب کلید فولاد یک رنگ اختصاص گرفته که پس از معرفی فصل¬ها در رابطه با آن¬ها صحبت می¬کنیم. فصل¬های این کتاب عبارتند از :

1. فصل 1 – فولاد ساختمانی عمومی، فولاد سخت شونده سطحی، فولاد نیتروراسیون و فولاد خوش تراش
2. فصل 2 – فولاد عملیات حرارتی شونده، فولاد بلبرینگ و رولبرینگ
3. فصل 3 – فولاد فنر، فولاد سخت شونده سطحی، فولاد اکستروژن سرد
4. فصل 4 – فولاد مناسب برای دمای زیر صفر، فولاد مخازن تحت فشار، فولاد ساختمانی مقاوم در دمای بالا
5. فصل 5 – فولاد ماشین¬سازی دانه ریز، فولاد ماشین¬سازی دانه ریز مقاوم در هوا
6. فصل 6 – فولاد ماشین¬سازی و ساختمانی کشورهای خارجی (غیر آلمانی)، تطبیق استانداردهای خارجی
7. فصل 7 – فولاد ابزار کربنی، فولاد تندبر
8. فصل 8 – فولاد ابزاری سرد کار
9. فصل 9 – فولاد ابزاری گرم کار
10. فصل 10 – فولاد ابزاری کشورهای خارجی (غیر آلمانی)، تطبیق استانداردهای خارجی
11. فصل 11 – فولاد والو، فولادها و آلیاژهای مقاوم در دمای بالا
12. فصل 12 – فولاد غیرمغناطیسی، فولاد نسوز
13. فصل 13 – فولاد زنگ نزن
14. فصل 14 – فولاد ریختگی زنگ نزن و نسوز
15. فصل 15 – مواد پرکننده جوشکاری برای فولادهای پر آلیاژ
16. فصل 16 – فولاد زنگ نزن و نسوز کشورهای خارجی (غیر آلمانی)، تطبیق استانداردهای خارجی
17. فصل 17 – لیست شماره استاندارد DIN آلمان و تولیدکنندگان
18. فصل 18 – تولید کنندگان آلمانی، شرایط و شکل محصول، لیست نام¬ گذاری¬ها
19. فصل 19 – تولید کنندگان کشورهای خارجی، لیست نام گذاری¬ها، فهرست مطالب

قبل از آشنایی با ساختار کلی کتاب و به منظور بررسی جزئی¬تر محتوای آن ابتدا لازم است تا با شماره مواد که کتاب کلید فولاد بر اساس آن مرتب شده است کمی بیشتر آشنا شویم.
آشنایی با استاندارد DIN و شماره مواد

در گذشته فولادها بر اساس نام شرکت تولید کننده نام ¬گذاری می¬شدند. مشخص است که این سیستم منجر به ایجاد ناهماهنگی در نام گذاری فولادها می¬شود. در سال 1942 کمیته استاندارد آلمان تصمیم گرفت تا با تدوین یک استاندارد جامع بر این مشکل غلبه کند. این کمیته سپس با تدوین و ارائه استانداردهای DIN 17006 سیستمی متشکل از حروف و اعداد برقرار کرد تا به کمک یک نام کوتاه بتوان به خصوصیات آلیاژهای آهنی و غیر آهنی دست یافت.

همچنین این کمیته با ارائه استاندارد DIN 17007 یک سیستم نام¬گذاری عددی برای مواد آهنی و غیر آهنی به وجود آورد تا به کمک آن بتوان با یک شماره اطلاعات مربوط به یک ماده را به دست آورد. این سیستم نام گذاری شامل یک عدد به قرار زیر است :
W. Nr : X1.XX2XX3.Z
حال قصد داریم ببینیم این سیستم شماره¬گذاری بر چه اساسی است. با توجه به عددی که بالای حروف قرار گرفته به معرفی آن¬ها می¬پردازیم :
1 – گروه اصلی مواد – این عدد نشان دهنده گروه اصلی ماده است که می¬تواند بین 0 تا 9 متغیر باشد و به شرح زیر است :

• رقم صفر = چدن ها
• رقم 1 = فولادها
• رقم 2 = فلزات سنگین¬تر از آهن
• رقم 3 = فلزات سبک¬تر از آهن
• رقم¬های 8-4 = فلزات غیر آهنی
• رقم 9 = آزاد برای کاربردهای داخلی

2 – شماره نوع فولاد – دو رقم بعد از ممیز در شماره مواد نشان دهنده تقسیم بندی نوع فولادها از نظر ترکیب شیمیایی و ویژگی¬های کاربردی و تولیدی است. رقم اول بعد از ممیز می¬تواند نشان دهنده نوع فولاد باشد که عمدتا به شرح زیر است :

• رقم صفر = فولادهای سازه¬ای و ساختمانی
• رقم 1 = فولاد ساده کربنی
• رقم 2 = فولاد ابزار
• رقم 3 = فولاد بلبرینگ/ فولاد تندبر
• رقم 4 = فولاد زنگ نزن
• رقم¬های 8-5 = فولادهای کم آلیاژ

3 – ارقام شمارنده – این دو رقم شمارنده هستند و کاربرد آن¬ها متمایز کردن فولادهای مشابه از هم است. باید توجه داشت که این اعداد نمی¬توانند اطلاعاتی در مورد میزان کربن و عناصر آلیاژی در اختیار ما قرار دهند.

Z – اعداد بعد از ممیز دوم ارقام پیوست هستند که می¬تواند شامل 1 یا 2 رقم باشد. هر کدام از این دو رقم اطلاعات خاصی را نشان می¬دهند. رقم اول به منظور نشان دادن فرآیند تولید فولاد مورد استفاده قرار می¬گیرد و به شرح زیر است :

• رقم 0 = مشخص نشده یا نامعین
• رقم 1 = فولاد توماس نا آرام (unkilled Thomas steel)
• رقم 2 = فولاد توماس آرام (killed Thomas steel)
• رقم 3 = فولاد نا آرام تولید شده به سایر روش¬های ذوب ریزی
• رقم 4 = فولاد آرام تولید شده به سایر روش¬های ذوب ریزی
• رقم 5 = فولاد زیمنس – مارتین نا آرام (unkilled Siemens-Martin steel)
• رقم 6 = فولاد زیمنس – مارتین آرام (killed Siemens-Martin steel)
• رقم 7 = فولاد نا آرام با دمش اکسیژن
• رقم 8 = فولاد آرام با دمش اکسیژن
• رقم 9 = فولاد سیلیکاتی / آبکاری

رقم دوم پیوست به منظور مشخص کردن وضعیت عملیات حرارتی به کار می¬رود که به شرح زیر است :

• رقم صفر = بدون عملیات حرارتی
• رقم 1 = عملیات حرارتی نرماله کردن
• رقم 2 = عملیات حرارتی آنیل نرم
• رقم 3 = عملیات حرارتی برای رسیدن به قابلیت ماشین کاری
• رقم 4 = عملیات حرارتی کوئنچ و تمپر برای رسیدن به چقرمگی
• رقم 5 = عملیات حرارتی کوئنچ و تمپر
• رقم 6 = عملیات حرارتی کوئنچ و تمپر برای رسیدن به سختی
• رقم 7 = کار سرد
• رقم 8 = کار سرد برای رسیدن به سختی فنر
• رقم 9 = عملیات حرارتی با داده های مشخص

به طور مثال می¬توان به فولاد 1.7225 اشاره کرد. عدد 1 در اینجا نشان دهنده این است که اولا ماده در گروه فولادها قرار می¬گیرد. همچنین عدد 7 نشان دهنده این است که این فولاد در دسته فولادهای کم آلیاژ قرار دارد.
حال بعد از آشنایی با شماره مواد قصد داریم به بررسی دقیق¬تر فصل¬های کتاب کلید فولاد بپردازیم.

دسته بندی فولادها در کتاب کلید فولاد

همانطور که عنوان شد کتاب کلید فولاد بر اساس کاربرد، خواص فیزیکی و خواص مکانیکی به دسته¬بندی فولادها پرداخته است. به طور کلی می¬توان فولادهای این کتاب را به چهار گروه تقسیم بندی کرد که عبارتند از :

• فولادهای ساختمانی و ماشین¬سازی
• فولادهای ابزار
• فولادهای مقاوم در دمای بالا
• فولادهای زنگ نزن

در کتاب کلید فولاد به هر کدام از 4 گروه بالا یک رنگ اختصاص داده شده است تا راحت¬تر بتوان فولادی از یک گروه را پیدا کرد. همچنین 3 فصل انتهایی کتاب نیز که با فصل¬های قبلی کمی متفاوت¬اند رنگ اختصاصی خود را دارند. این رنگ¬¬ها شامل قرمز، سبز، قهوه¬ای، آبی و طوسی می¬شود که به بررسی هر کدام می¬پردازیم.

فصل¬های 1 تا 6 با رنگ قرمز مشخص شده¬اند. این فولادها عمدتا ساختمانی هستند و به منظور ماشین¬سازی مورد استفاده قرار می¬گیرند. ویژگی اصلی این فولادها استحکام، چقرمگی و ازدیاد طول مناسب است.

در واقع این فولادها به جز فاکتور سختی، خواص مکانیکی بالایی دارند. فصل¬های 1 تا 5 مربوط به این دسته از فولادها در استاندارد آلمانی است و فصل 6 نمونه¬های مشابه همین فولادها در استانداردهای غیر آلمانی دیگر نظیر استاندارد آمریکا را در بر می¬گیرد. این فولادها عمدتا برای ساخت شفت، مخازن تحت فشار، زنجیر و قطعاتی که به خواص مکانیکی بالایی نیاز دارند مورد استفاده قرار می¬گیرند.

رنگ سبز مربوط به فولادهای ابزار است که فصل¬های 7 تا 10 را شامل می¬شوند. همانطور که در مقاله فولاد ابزار با این دسته از مواد آشنا شدیم، ویژگی اصلی این فولادها سختی بالا و عدم قابلیت جوش¬پذیری است. همچنین این فولادها با اضافه شدن بعضی عناصر آلیاژی خاص نظیر مولیبدن میتوانند در دماهای بالا هم سختی خود را حفظ کرده و به کارکرد خود ادامه دهند.

سختی بالا در این فولادها معمولا یا ناشی از درصد کربن بالا یا عناصر آلیاژی کاربید ساز است. عمدتا از این فولادها برای ساخت ابزارهای و تیغه¬های برشی استفاده می¬شود. فصل¬های 7 تا 9 کتاب کلید فولاد مربوط به فولادهای ابزار در استاندارد آلمانی و فصل 10 مربوط به فولادهای ابزار در سایر استانداردهای جهانی است.

به فصل¬های 11 و 12 رنگ قهوه¬ای اختصاص داده شده است. فولادهای این دو گروه عمدتا در کاربردهای دما بالا به کار گرفته می¬شوند. ویژگی اصلی این فولادها خواص فیزیکی است و خواص مکانیکی در این فولادها اهمیت بالایی ندارد.

از جمله خواص فیزیکی مهمی که می¬توان به آن اشاره کرد ضریب انبساط حرارتی و نفوذ پذیری مغناطیسی است. این فولادها در دماهای بالا هم مقاومت خوبی دارند.

فصل¬های 13 تا 16 مربوط به فولادهای زنگ ¬نزن و پرآلیاژی است که با رنگ آبی متمایز شده¬اند. ویژگی اصلی این فولادها ترکیب شیمیایی و مقاومت به خوردگی است. همچنین فولادهای نسوز نیز در این دسته از فولادها قرار می¬گیرند.

فصل¬های 13 تا 15 کتاب کلید فولاد مربوط به فولادهای پر آلیاژ در استاندارد آلمانی و فصل 16 مربوط به همین فولادها در استانداردهای بین¬المللی به جز استاندارد آلمانی است.

فصل¬های 1 – 16 کتاب کلید فولاد
همانطور که بالاتر هم عنوان شد، به جز فصل¬های 6، 10 و 16 که مربوط به فولادهای کشورهایی غیر از آلمان است، باقی فصل¬ها فقط فولادهای آلمانی را در بر می¬گیرند.

فصل¬های مربوط به فولادهای آلمانی شامل شماره استاندارد DIN آلمان، ترکیب شیمایی، خواص مکانیکی شامل تنش تسلیم، استحکام کششی، ازدیاد طول، انرژی ضربه و سختی، همچنین شرایط عملیات حرارتی شامل دمای کارگرم، شرایط بازپخت، شرایط نرماله¬کردن، شرایط سخت کاری، محدوده دمای بازگشت (تمپر)، محیط سخت کاری و سختی حاصل بعد از هر فرآیند و در نهایت دامنه کاربرد فولادها است.

در انتهای فصل-های مربوط به فولادهای آلمانی شرکت¬های تولید کننده فولادهای آن فصل نیز با یک کد مشخص شده¬اند که با مراجعه به بخش 17-b می¬توان اطلاعات بیشتری در رابطه با آن تولید کننده به دست آورد.

فصل¬های 6، 10 و 16 که مربوط به فولادهای در استانداردهای غیر آلمانی است شامل ترکیب شیمایی و کاربرد کلی فولادهای ارائه شده است. همچنین در انتهای این فصل¬ها جداولی ارائه شده که به مقایسه استانداردهای بین المللی پرداخته است. در این جداول شماره مواد و نام فولاد بر اساس استاندارد DIN، استاندارد AFNOR فرانسه، استاندارد B.S. بریتانیا، استاندارد UNI ایتالیا، استاندارد JIS ژاپن، استاندارد GOST روسیه، استاندارد SS سوئد، استاندارد UNE اسپانیا و استانداردهای آمریکایی شامل AISI، SAE و ASTM با هم مقایسه شده¬اند.

بدین طریق می¬توان در صورت داشتن شماره مواد بر اساس استاندارد آلمان، نام فولاد در سایر استانداردهای بین¬ المللی را در صورتی آن فولاد در استاندارد کشور مشخص وجو داشته باشد به دست آورد.

فصل¬های 17 – 19
در بخش¬های قبلی با کلیات و اطلاعات ارائه شده در فصل¬های 1 تا 16 کتاب کلید فولاد آشنا شدیم. در این قسمت قصد داریم با فصل¬های 17 تا 19 که ساختار آن¬ها کمی با فصل¬های قبلی متفاوت است آشنا شویم. این فصل¬ها ارائه شده¬اند تا راحت¬تر بتوان فولادهای مورد نظر و همچنین تولید کننده¬های آن¬ها را پیدا کرد.

فصل 17 به دو بخش a و b تقسیم شده است. در بخش اول این فصل فولادهای آلمانی به ترتیب بر اساس شماره استاندارد DIN آلمان مرتب شده¬اند. اطلاعاتی که در این بخش ارائه شده شامل شماره استاندارد آلمانی، ترکیب شیمیایی و شماره گروه فولاد است.

از آنجایی که فولادها در این فصل به ترتیب بر اساس شماره مواد مرتب شده¬اند به راحتی می¬توان با داشتن شماره مواد یک فولاد، آن را پیدا کرد. با پیدا کردن شماره مواد در این فصل و با توجه به اینکه گروه آن فولاد هم مشخص شده می¬¬توان به گروه و فصل مشخص شده مراجعه کرد و اطلاعات بیشتری در رابطه با آن به دست آورد.

در بخش دوم فصل 17 تولیدکنندگان آلمانی فولادها با یک کد اختصاری مشخص شده¬اند. این کد اختصاری همان کدی است که در انتهای فصل¬های مربوط به فولادهای آلمانی هم ارائه شده است. این کد اختصاری شامل یک حرف است که به دنبال آن یک عدد می¬آید. این حرف برای فولادهای آلمانی D است که عدد جلوی آن (به طور مثال D-003) برای متمایز کردن شرکت¬ها نوشته می¬شود.

در واقع در این فصل مشخص می¬شود که چه فولادی توسط چه شرکتی تولید می¬شود. در این بخش هم همانند بخش اول فصل 17 فولادها به ترتیب بر اساس شماره مواد لیست شده¬اند تا با داشتن شماره مواد یک فولاد بتوان کد اختصاری تولید کننده آن را پیدا کرد. برای دست یابی به سایر اطلاعات تولید کننده باید به فصل 18 مراجعه کرد.

فصل 18 شامل 3 بخش است. در بخش اول این فصل اطلاعات تولید کنندگان شامل آدرس، شماره تلفن، شماره فکس و پست الکترونیکی شرکت تولید کننده بر اساس کد اختصاری عنوان شده است. این کدهای اختصاری به ترتیب لیست شده¬اند تا پیدا کردن آن¬ها راحت باشد.
در بخش دوم فصل 18 شکل و شرایط محصول بر اساس کد اختصاری تولید کننده آلمانی مشخص شده است. این شکل¬ها شامل شمش، میله¬، پروفیل¬، ورق¬، تسمه، سیم و لوله می¬شود. در این بخش نیز کد اختصاری تولید کننده¬ها به ترتیب لیست شده است.

در بخش سوم فصل 18 نام گذاری فولادهای تولیدکنندگان آلمانی به ترتیب حروف الفبا ارائه شده است. در این بخش مقابل نام هر فولاد شماره مواد، گروه فولاد و همچنین کد اختصاری تولید کننده آن فولاد مشخص شده است. پس همانطور که مشخص است فصل¬های 17 و 18 مربوط به فولادهایی هستند که توسط شرکت-های آلمانی تولید می¬شوند.

فصل 19 کتاب کلید فولاد نیز به سه قسمت تقسیم می¬شود. در قسمت اول این فصل مشخصات تولید کنندگان خارجی (غیر آلمانی) با یک کد اختصاری ارائه شده است. کدهای اختصاری در این فصل به ترتیب حروف الفبا مرتب شده¬اند.

در قسمت دوم فصل 19 این کتاب لیستی از نام¬گذاری فولادهای کشورهای خارجی (غیر آلمانی) ارائه شده است. در واقع این نامگذاری بر اساس استانداردهای مختلف غیر آلمانی است. این لیست به ترتیب حروف الفبا مرتب شده است. در این بخش مقابل نام هر فولاد، صفحه، شماره ردیف فولاد و همچنین نام کشور تولید کننده آن مشخص شده است. در قسمت انتهایی این فصل نیز فهرست مطالب کتاب کلید فولاد ارائه شده است. [1]

در این مقاله تا حدودی با کتاب کلید فولاد آشنا شدیم. حال باید دید در عمل چگونه می¬توان از این کتاب برای پیدا کردن یک فولاد استفاده کرد. در مقاله بعدی قصد داریم تا با نحوه استفاده از کتاب کلید فولاد آشنا شویم.