صنایع مختلف، به‌ویژه خودروسازی و ساخت‌وساز، به‌شدت به فولادهای باکیفیت و قابل‌اطمینان وابسته‌اند. استاندارد AISI/SAE، سیستم طبقه‌بندی شناخته‌شده‌ای برای فولادها و آلیاژهای فولادی ارائه می‌دهد. این سیستم، با ارائه کدهای چهار رقمی، ترکیب شیمیایی و کاربرد فولادها را مشخص می‌کند.
همچنین، به‌عنوان زبان مشترک بین تولیدکنندگان، تامین‌کنندگان و مصرف‌کنندگان فولاد عمل می‌کند و به هماهنگی و شفافیت در زنجیره تأمین کمک شایانی می‌نماید. در نتیجه، استفاده از استانداردهای فولاد، منجر به افزایش کیفیت، ایمنی در محصولات می‌شود.
کاربردی استاندارد آمریکایی AISI / SAE
در صنعت خودروسازی، از این استاندارد برای انتخاب فولاد مناسب برای ساخت شاسی، بدنه، سیستم تعلیق و سایر قطعات خودرو استفاده می‌شود. در صنعت ساخت‌وساز نیز از این استاندارد برای انتخاب فولاد مناسب برای ساخت سازه‌های فولادی، پل‌ها، ساختمان‌ها و سایر پروژه‌های عمرانی استفاده می‌شود.
استاندارد AISI/SAE به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا فولاد را با ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی مورد نیاز تولید کنند. این استاندارد همچنین به کنترل کیفیت محصولات فولادی و اطمینان از مطابقت آنها با مشخصات فنی مورد نیاز کمک می‌کند. با استفاده از این استاندارد، تولیدکنندگان می‌توانند محصولاتی با کیفیت بالا، یکنواختی و قابل اطمینان تولید کنند.
راهنمای جامع نامگذاری فولادها در استاندارد AISI/SAE
سیستم نامگذاری AISI/SAE همانند استاندارد ASTM، یک سیستم مهم برای شناسایی انواع فولادها است.
سیستم چهار رقمی برای فولادهای آلیاژی
استاندارد AISI/SAE، از یک کد چهار رقمی (XXXX) برای فولادهای آلیاژی استفاده می‌کند. هر رقم اطلاعات مهمی در مورد ترکیب شیمیایی و خواص فولاد ارائه می‌دهد:
رقم اول (X): گروه اصلی آلیاژ را نشان می‌دهد. این رقم عنصر آلیاژی اصلی را مشخص می‌کند.
رقم دوم (X): بیانگر درصد تقریبی عنصر آلیاژی اصلی است. همچنین می‌تواند اطلاعاتی در مورد فرآیند تصفیه فولاد ارائه دهد.
دو رقم آخر (XX): مقدار کربن موجود در فولاد را بر حسب صدم درصد مشخص می‌کنند. این رقم نقش مهمی در تعیین سختی و استحکام فولاد دارد.
گروه‌های اصلی فولاد (بر اساس رقم اول)
1XXX فولادهای کربنی: عنصر آلیاژی اصلی در این گروه کربن است. این فولادها به دلیل قیمت مناسب و خواص مکانیکی خوب، کاربرد گسترده‌ای دارند.
2XXX فولادهای نیکلی: نیکل به این فولادها استحکام، سختی و مقاومت به خوردگی می‌بخشد.
3XXX فولادهای نیکل-کروم: ترکیب نیکل و کروم باعث بهبود خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی این فولادها می‌شود.
4XXX فولادهای مولیبدنی: مولیبدن به افزایش سختی، استحکام و مقاومت به خزش این فولادها کمک می‌کند.
5XXX فولادهای کرومی: کروم باعث افزایش سختی، مقاومت به سایش و مقاومت به خوردگی این فولادها می‌شود.
6XXX فولادهای کروم-وانادیوم: ترکیب کروم و وانادیوم باعث بهبود خواص مکانیکی و مقاومت به ضربه این فولادها می‌شود.
7XXX فولادهای تنگستنی: تنگستن به افزایش سختی و مقاومت به سایش در دمای بالا کمک می‌کند.
8XXX فولادهای نیکل-کروم-مولیبدن: ترکیب این سه عنصر باعث بهبود خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی در شرایط سخت می‌شود.
9XXX فولادهای سیلیسیم-منگنز: این فولادها به دلیل خواص مغناطیسی خوب شناخته شده هستند.
تاثیر رقم دوم بر فرآیند تصفیه
رقم دوم در استاندارد AISI/SAE، علاوه‌بر نشان دادن درصد تقریبی عنصر آلیاژی اصلی، اطلاعاتی درباره فرآیند تصفیه فولاد نیز ارائه می‌دهد:
0: فولاد با فرآیند زیمنس-مارتین تولید شده است.
1: فولاد دارای گوگرد زیاد و فسفر کم است.
2: فولاد دارای گوگرد زیاد و فسفر زیاد است.
3: فولاد حاوی مقداری منگنز است.
پیشوندهای استاندارد AISI/SAE و روش فولادسازی
پیشوندهای یک حرفی قبل از کد چهار رقمی، روش فولادسازی را مشخص می‌کنند:
A: فولاد آلیاژی با روش زیمنس-مارتین بازی
B: فولاد کربنی با روش بسمر اسیدی
C: فولاد کربنی با روش زیمنس-مارتین بازی
D: فولاد کربنی با روش زیمنس-مارتین اسیدی
E: فولاد تولید شده در کوره الکتریکی
نامگذاری فولادهای ابزار
نامگذاری فولادهای ابزار با یک حرف و یک عدد انجام می‌شود. این حرف نوع فولاد ابزار را مشخص می‌کند: (به‌عنوان مثال T1، M2 و…) حرف اول نوع فولاد ابزار را مشخص می‌کند.
W: کربنی ساده، سخت‌کاری در آب
O: آلیاژی کارسرد، سخت‌کاری در روغن
A: آلیاژی کارسرد، سخت‌کاری در هوا
D: آلیاژی کارسرد، سخت‌کاری نفوذی
S: کم کربن، مقاوم به شوک
T: تندبر تنگستنی
M: تندبر مولیبدنی
H: کارگرم
P: قالب‌های تزریق پلاستیک
افزودن سرب و حرف “L”
برای فولادهای حاوی سرب، حرف “L” بین رقم دوم و سوم در استاندارد AISI/SAE قرار می‌گیرد. مقدار سرب معمولاً بین 0.15 تا 0.35 درصد وزنی است. به‌عنوان مثال، 12L14 فولادی با گوگرد و فسفر زیاد و حاوی سرب و 0.14 درصد کربن را نشان می‌دهد.
فولادهای زنگ نزن
فولادهای زنگ نزن، تحت استاندارد AISI/SAE با سری 2XX، 3XX، 4XX و 5XX طبقه بندی می‌شوند. این طبقه‌بندی براساس ساختار متالورژیکی و ترکیب شیمیایی آنها است.
نکته مهم در استاندارد آمریکایی AISI-SAE
رقم دوم در این استاندارد، درصد تقریبی عنصر آلیاژی اصلی را نشان می‌دهد. برای مثال، در فولاد 1045، عدد 4 نشانی از وجود حدودا 0.45% کربن است. حرف “B” نشانه افزودن عنصر بور برای افزایش سختی‌پذیری فولاد قرار دارد. این عنصر حتی در مقادیر بسیار کم (کمتر از 0.003%) می‌تواند تأثیر قابل‌توجهی بر سختی‌پذیری داشته باشد. حرف “L” به‌معنی وجود سرب است که قابلیت ماشینکاری فولاد را بهبود می‌بخشد. سرب با تشکیل لایه‌های نازک سولفید سرب، اصطکاک بین ابزار برش و قطعه کار را کاهش می‌دهد.
پیشوند “M” فولادهای تجاری را نشان می‌دهد. این فولادها برای کاربردهای عمومی مناسب هستند و الزامات خاصی برای ترکیب شیمیایی ندارند. پیشوند “E” نشان می‌دهد که فولاد در کوره الکتریکی تولید شده است. این روش تولید، کنترل دقیق‌تری بر ترکیب شیمیایی و خلوص فولاد فراهم می‌کند. پسوند “H” نیز بیانگر قابلیت سختی‌پذیری بالای فولاد است. این فولادها برای قطعاتی که نیاز به سختی سطحی بالا دارند، مناسب هستند.