فصل پانزدهم تاریخچه استنلس استیل

02135089 شماره تماس
تاریخ استنلس استیل - فصل 15 - سیستم شماره گذاری واحد برای فلزات و آلیاژها

در پانزدهمین فصل از تاریخچه استنلس استیل ، سیستم شماره گذاری واحد برای فلزات و آلیاژها بررسی و ارائه شده است.

گروه فلز
گروه فلز

قیمت ورق استیل؛ فروش انواع ورق استیل صنعتی و ورق استنلس استیل در آلیاژ و ضخامت های مختلف. با حرفه‌ای‌ها خرید کنید تلفن: 35089-021

فهرست موضوعات

 

 

تاریخ استنلس استیل - فصل 15 - سیستم شماره گذاری واحد برای فلزات و آلیاژها

تقریباً در سال 1950، وزارت دفاع ایالات متحده (DoD) به ایجاد اولین کاتالوگ از تمامی مشخصات فلزات و آلیاژهای ذکر شده در سازمان های استاندارد بخش خصوصی، مانند انجمن مهندسین خودرو (SAE)، انجمن تست و مواد آمریکا (ASTM) و بخش دولتی مانند استاندارد های QQ فدرال و استانداردهای MIL نظامی نیاز پیدا کرد. وزارت دفاع این اطلاعات را در MIL-HDBK-H1، شاخص مشخصات شیمیاییِ معادل و کدهای شناسایی (آهنی و غیرآهنی) منتشر نمود. این کتاب حاوی ترکیبات شیمیایی هر یک از آلیاژهای ذکر شده بود.

1H-HDBK-MIL برای اولین بار در اوایل دهه 1950 به صورت كتابی تحریری در 200 صفحه به چاپ رسید. پس از آن، رویه ی وزارت دفاع این بود که از سازمانهای مختلفِ استاندارد، در به روزرسانی کتاب کمک می خواست. مشخص گردید آلیاژهای مشابه گاهی با نامگذاری های مختلف و ترکیبات کمی متفاوت، توسط سازمان های مختلف استاندارد درج می شوند. مشکلات مربوط به آلیاژهای شماره گذاری شده توسط انجمن آلومینیوم، انجمن توسعه مس و موسسه آهن و فولاد آمریکا (AISI) نیز کاهش یافت.

شماره گذاری آلیاژهای نیکل نیز مشکلی خاص محسوب می شد چون قبلاً هرگز سیستم شماره گذاری برای این آلیاژها وجود نداشت. از آنجا که نام تجاری در مشخصات ASTM پذیرفته نبود، به نامگذاری هایی مانند "آلیاژ نیکل-کروم-مولیبدن-آهن-کبالت" و "نیکل-کبالت-کروم-مولیبدن-تیتانیوم-آلومینیوم" متوسل گردیدند. این اسامی باب طبع همه ی افراد نبود.

مشکلات دیگری نیز در شماره گذاری فلزات وجود داشت. انجمن توسعه مس و انجمن جوشکاری آمریکا دارای سیستم شماره گذاری ای بودند که از رده خارج محسوب می شدند. یكی از بزرگترین مشكلات این بود كه AISI در اوایل دهه 1960 اعلام كرد در حال متوقف كردن عمل اختصاص دادن اعداد به فولادها می باشند. 

برای رسیدگی به نیاز فوری به شماره های فولادهای اختصاصی در مشخصات ASTM، یک سیستم موقت عددگذاری بر مبنای XM، از 1-XM تا 24-XM، ایجاد گردید. گروه دیگری در ASTM شروع به استفاده از اعداد سری 600 کردند که شبیه به شماره گذاری های AISI بودند، اما توسط آن سازمان هرگز به رسمیت شناخته نشدند. سیستم استاندارد برای فلزات بهم ریخته بود.

به دلیل این مشکلات، در سال 1967 ASTM و SAE شروع به بررسی امکان توسعه یک سیستم شماره گذاری جدید برای فلزات کردند که برای همه آلیاژها قابل استفاده باشد. ارتش ایالات متحده به ویژه به این موضوع علاقه مند بود و در ماه می 1969، قراردادی از طرف مرکز تحقیقات مواد و مکانیک ارتش برای SAE برای انجام "مطالعه امکان سنجی یک سیستم شماره گذاری واحد برای فلزات و آلیاژها" منعقد شد. این پروژه به طور مشترک توسط ASTM و SAE حمایت مالی و کمیته ای برای انجام مطالعه تعیین شد.
رئیس این کمیته توسط نورمن ال. موچل، رئیس سابق ASTM و متشکل از اعضای زیر بود:

•    هربرت اف. کمپبل (Herbert F. Campbell)، مرکز تحقیقات مواد و مکانیک ارتش
•    هارولد ام. کاب ، ASTM
•    آلوین جی. کوک (Alvin G. Cook)، شرکت آلگنی استیل
•    هنری بی. فرنالد (Henry B. Fernald)، مشاور فنی
•    موئر ال. فری (Muir L. Frey)، مشاور مهندسی
•    اس.تی. مین (S.T. Main)، شرکت هواپیمایی گرانمن
•    نورمن ال. موخل (Norman L. Mochel)، رئیس هیأت مدیره
•    آر. توماس نورث راپ (R. Thomas Northrup)، SAE
•    بروس ای. اسمیت (Bruce A. Smith)، کارمند مهندسی جنرال موتورز
•    هری اچ. استوت (Harry H. Stout)، شرکت محصولات مسی فلپس دوج (Phelps Dodge)

در طول 18 ماه مطالعه ی امکان سنجی، با بسیاری از افراد و همچنین انجمن های بزرگ مرتبط با سیستم های شماره گذاری فلزات از جمله انجمن آلومینیم، AISI و انجمن بنیانگذاران فولاد آمریکا (SFSA) تماس گرفته شد. در ابتدا تشخیص بر این بود که هر سیستم جدید، تنها در صورت توافق کلی این سازمان ها نسبت به مفهوم، می تواند عملکرد موفقی داشته باشد. در ژانویه 1971 مطالعات به پایان رسید و گزارش نهایی به ارتش ارائه شد. در این گزارش مشخص شد یک سیستم شماره گذاری واحد برای فلزات عملی و مطلوب می باشد. این گزارش شامل یک پیشنهاد کلی از چگونگی ایجاد چنین سیستمی برای ارائه یک سیستم شماره گذاری منسجم برای تمامی فلزات و آلیاژهای فعلی و آینده بود.

در آوریل 1972، ASTM و SAE هیأتی مشورتی برای توسعه و بهبود بیشتر سیستم شماره گذاری پیشنهادی ایجاد کردند. هیأت مشورتی از اعضای زیر تشکیل شده بود:

•    رئیس: بروس ای. اسمیت (Bruce A. Smith)، مهندس جنرال موتورز
•    دبیران: هارولد ام. کاب، کارمند ASTM و آر. توماس نورث راپ (R. Thomas Northrup)، کارمند SAE
•    جان آرتمن (John Artman)، مرکز تأمین صنایع دفاعی
•    لارنس اچ. بنت (Lawrence H. Bennett)، دفتر استاندارد ملی
•    آلوین جی. کوک (Alvin G. Cook)، شرکت آلگنی استیل
•    هنری بی. فرنالد جونیور (Henry B. Fernald)، مشاور فنی
•    جان گدبات (John Gadbut)، شرکت بین المللی نیکل
•    جوزف ام. اِنگل (Joseph M. Engel)، شرکت فولاد جمهوری (نماینده AISI)
•    دبلیو. استورات لیمن (W. Stuart Lyman)، انجمن توسعه مس
•    رابرت ای. لیونز (Robert E. Lyons)، خدمات تأمین فدرال
•    نورمن ال. موخل (Norman L. Mochel)، مشاور متالورژی
•    ادوارد اف. پارکر (Edward F. Parker)، شرکت جنرال الکتریک
•    ریچارد آر. سنز (Richard R. Senz)، شرکت آلومینیوم آمریکا (نماینده انجمن آلومینیوم)
•    ویتنی اسنایدر (Whitney Snyder)، شرکت موتورسازی آمریکا
•    رادولف زیلمن (Rudolph Zillman)، SFSA

این هیأت تصمیم گرفت نام رسمی سیستم جدید، سیستم شماره گذاری واحد (UNS) برای فلزات و آلیاژها و اصول راهنمای سیستم به شرح زیر باشد:

•    شماره گذاری برای یک فلز یا آلیاژ در مرحله اول با استفاده از ترکیب شیمیایی منحصر به فرد آن تعیین می گردد. استفاده از خواص مکانیکی یا خواص فیزیکی یک فلز یا آلیاژ برای شماره گذاری، زمانی است که ترکیب شیمیایی در اولویت دوم بوده و یا اینکه اهمیت ندارد.
•    برای سهولت تشخیص، اعداد اختصاص داده شده باید تا حد امکان اعداد سیستم های شماره گذاری موجود را در خود داشته باشند.
•    سیستم شماره گذاری باید متناسب با فلزات و آلیاژهای فعلی و پیش بینی نیاز به تهیه اعداد برای آلیاژهای جدیدی که ممکن است در آینده کشف شوند، طراحی شود.

در مارس 1974، هیأت مشاوره ی UNS "شیوه توصیه شده ی SAE/ASTM برای شماره گذاری فلزات و آلیاژها" را به اتمام رساند كه 18 مجموعه ی شماره گذاری كه شامل یك حرف پیشوند و پنج رقم است، همانطور كه در جدول 4 نشان داده شده، را ایجاد نمود. لازم به ذکر است در بیشتر موارد، خانواده ی فلزات با استفاده از یک حرف نشان داده می شود.

روش شماره گذاری بر اساس هر یک از 18 سری باید توسط هیأت مشاور هماهنگ می شد، اما جزئیات خاص هر مجموعه توسط متخصصان هر یک از این زمینه ها تهیه می گردید. نمونه هایی از برخی از این شماره گذاری ها در جدول 5 نشان داده شده است.

تا سال 1974، هیأت مشاور بیش از 1000 فلز و آلیاژ از جمله فولاد، فولاد ضد زنگ، فولاد ابزار، سوپرآلیاژها، آلومینیوم، مس، کبالت، منیزیم و نیکل را شماره گذاری نمود. این شماره گذاری ها در چاپ اول هندبوک UNS آورده شده است. هر مدخل شامل مشخصات UNS، شرح مختصری از آلیاژ، ترکیب شیمیایی آلیاژ و لیستی از مشخصات فنی آلیاژ بود.

آلوین جی. کوک از شرکت فولاد آلگنی موافقت کرد به عنوان رئیس هیأت مشاوره سیستم واحد فلزات و آلیاژها خدمت کند. کوک متالورژیستی مشهور و در بسیاری از کمیته های ASTM و SAE خدمت کرده بود. وظیفه وی انتصاب افرادی بود که مسئول ایجاد یک سیستم شماره گذاری مناسب برای هر یک از 18 سری اعداد و شماره گذاری به آلیاژهای آن گروه بودند. برای آلومینیوم، مس و فولاد AISI، ترکیب این اعداد با سیستم UNS می باشد. مثلاً 20240A برای آلیاژ آلومینیوم 2024.

 

جدول 4- سری اصلی اعداد سیستم شماره گذاری واحد (UNS)

سری UNS فلز سری UNS فلز
Axxxxx آلومینیم و آلیاژهای آن Lxxxxx آلیاژها و فلزات با نقطه ذوب پایین
Cxxxxx مس و آلیاژهای آن Mxxxxx آلیاژها و فلزات غیر آهنی متفرقه
Dxxxxx فولادها- شماره گذاری بر اساس خواص مکانیکی Nxxxxx نیکل و آلیاژهای آن
Exxxxx آلیاژهای نادر و شبه نادر خاکی Pxxxxx فلزات گرانبها و آلیاژهای آن
Fxxxxx چدن ها Rxxxxx فلزات و آلیاژهای واکنش پذیر و نسوز
Gxxxxx فولادهای آلیاژی و کربنی AISI و SAE Sxxxxx ورق استیل و سوپرآلیاژها
Hxxxxx فولادهای-H AISI Txxxxx فولادهای ابزار
Jxxxxx فولادهای ریختگی Wxxxxx فلزات پرکننده جوش و الکترودها
Kxxxxx فولادهای متفرقه و آلیاژهای آهنی Zxxxxx روی و آلیاژهای آن

 

جدول 5- نمونه هایی از مشخصات سیستم شماره گذاری یکپارچه (UNS)

شماره UNS شماره گذاری سنتی
03190A 319 AA (آلیاژ ریختگی آلومینیم)
92024A 2024 AA (آلیاژ آلومینیم کارشده)
26200G 262 CDA (فشنگ برنجی)
12144G 14L12 AISI (فولاد آلیاژ شده با سرب)
41300G 4130 AISI (فولاد آلیاژی)
93600K Invar (فولاد آلیاژی با 36 درصد نیکل)
13700L آلیاژ 70 درصد قلع (لحیم سرب-قلع)
06007N آلیاژ نیکل-کروم (هاستالوی G)
06625N آلیاژ 625 (آلیاژ نیکل-کروم-مولیبدن-نئوبیم)
58210R آلیاژ 21 (آلیاژ تیتانیم)
30452S آلیاژ N304 (ورق استیل نیتروژن بالا)
30108T 8-A َAISI (فولاد ابزار)
30710W 307E ASTM (الکترود استنلس استیل)
33520Z آلیاژ A40AG (آلیاژ روی)

 

سیستم شماره گذاری ورق استیل

کوک مسئول سری S ورق استیل کارشده بود. برای اصلاح شماره های سه رقمی اصلی AISI برای ورق استیل، کوک سیستمی پیچیده اما منطقی تعیین نمود. او دو رقم به انتهای اعداد شماره گذاری اضافه نمود و مقدار "00" را به آلیاژ اصلی اختصاص داد.

کد آلیاژی برای حداکثر کربن به مقدار 0.03،  "03" بوده و، ورق استیل 304L به 30403S تبدیل می گردد. کدهایی نیز برای نشان دادن افزودنی به آلیاژ پایه تعیین گردید. به عنوان مثال: "10 تا 14" برای منگنز، "15 تا 19" برای سیلیسیم، "20 تا 24" برای گوگرد یا سلنیوم، "25 تا 29" برای مولیبدن، "30 تا 34" برای مس،"35 تا 39 "برای تیتانیوم، "40 تا 45 "برای کلمبیوم (نیوبیوم) ،"45 تا 49 "برای آلومینیوم ،"50 تا 59 "برای نیتروژن ،"60 تا 69 "برای بور و "80 تا 89" برای فلزات پرکننده. گرید LN304 به 30453S تبدیل گردید.

با افزودن آلیاژهای ضدزنگ جدید، برنامه این بود که در صورت امکان از نام اصلی استفاده شود. بنابراین، 350 AM به 35000S و آلیاژ 286 A به 66286S تبدیل شد.

فولادهای متفرقه. برای فولادهای متفرقه و فلزات آهنی، یک سیستم شماره گذاری سری K توسط هارولد ام. کاب از کارمندان ASTM ابداع شد. هیچ شماره استانداردی برای این مواد تعیین نشده است. با محدود شدن تعداد ارقام موجود به پنج، امکان تهیه کد بر اساس عناصر آلیاژی وجود نداشت. در عوض، سیستمی ابداع شد که در آن، تعیین UNS مقدار کل آلیاژ و مقدار کربن را نشان دهد.

فلزات با محتوای آلیاژی کل 9 درصد یا بیشتر، در سری xxxx9K قرار گرفتند. در این سیستم، فولاد نیکل دار 36 درصد به نام Invar، دارای شماره 93600K UNS می باشد. در این شماره، رقم دوم، سوم و چهارم، "360"، نشان می دهد که کل محتوای آلیاژ 36 درصد می باشد.

فولادهای ضد زنگ، آلیاژی و کربنی ریختگی. سری J برای شماره گذاری این آلیاژها تعیین گردید. هیچ سیستم شماره گذاری عمومی برای فولادهای کربنی و آلیاژی ریختگی وجود نداشت، اما موسسه آلیاژهای ریختگی (ACI) یک سیستم الفبایی-عددی پرکاربرد برای فولادهای مقاوم در برابر خوردگی و حرارت ایجاد نمود.

سیستم شماره گذاری ACI که در دهه 1930 توسعه یافته بود، با SFSA ادغام گردید و بعدها توسط کمیته فرعی 01.18A ASTM در مورد ریخته گری فولاد مدیریت شد. سیستم ACI کدگذاری شد تا نشانه ای کلی از ترکیب شیمیایی آلیاژ را ارائه دهد. از آنجا که این سیستم تمام عددی نبود، نتوانست وارد سیستم UNS شود.

SFSA تصمیم گرفت همان سیستم کاب برای فولادهای متفرقه ی سری K، که در آن آلیاژها متناسب با کل محتوای آلیاژشان کد می شدند، را برای تعیین فولاد های ریختگی اتخاذ کند. به عنوان مثال، نامگذاری 40CA ACI که مشابه گرید 420 است، دارای محتوای کروم 11.5 تا 14 درصد می باشد. محتوای کمتر کروم (5/11 درصد)، برای کل آلیاژ استفاده می گردد و به عنوان رقم دوم، سوم و چهارم درج می شود، به طوری که شماره گذاری UNS به 91150J تبدیل می شود.

آلیاژهای جوشکاری. برای آلیاژهای جوشکاری، یک سیستم جامع توسط آر. دیوید توماس جونیور (R. David Thomas, Jr)، به نمایندگی از انجمن جوشکاری آمریکا تنظیم گردید. توماس سابقاً رئیس شرکت تولید فلزات پرکننده جوشکاری به نام آرکوس در فیلادلفیا بود. سری-UNS W برای آلیاژهای جوشکاری آهنی و غیر آهنی اختصاص داده شد. فلزات پرکننده جوشکاری که مشابه فولادهای ضد زنگ پایه سری S هستند، در همین سری و با شماره های 80 تا 89 در دو رقم آخر قرار می گیرند. بنابراین، 30480S برای فلز پرکننده جوشکاری، مشابه گرید 304 می باشد.

آلیاژهای جوشکاری کامپوزیت به عنوان xx300W برای آلیاژهای نوع 300 و xx400W برای آلیاژهای نوع 400 در سری W گنجانده می شوند.

کمیته مشورتی UNS. در اوایل دهه 1990، آلوین کوک از سمت خود به عنوان رئیس کمیته مشورتی استعفا داد (او از سال 1974 عهده دار این سمت بود). جیمز دی. ردموند (James D. Redmond) از شرکت تی.ام.آر استنلس، پیتزبورگ پنسیلوانیا، این سمت را به عهده گرفت. شماره گذاری فولادهای ضدزنگ از دیگر مسئولیت های او بود.


امتیاز شما به این مطلب چقدر است؟


ارسال نظر درباره این موضوع

Loading...
تماس بگیرید