- 1.0طبقه‌بندی‌های فرآیند تولید ASTM A513
- 2.0مواد اصلی ASTM A513
- 3.0محدوده استحکام تسلیم مواد رایج ASTM A513
- 4.0کاربردهای ASTM A513 در فرآیندهای شکل‌دهی سرد
- 5.0جدول 1: الزامات شیمیایی برای فولادهای کم کربن استاندارد
- 6.0جدول 2: الزامات شیمیایی برای سایر فولادهای کربنی و آلیاژی
- 7.0جدول 3: تلرانس‌های آنالیز محصول برای فولادها که در جداول 1 و 2 نشان داده شده است
لوله‌های فولادی ASTM A513: کاربردها، مواد و بررسی اجمالی فرآیند تولید
ASTM A513 استانداردی است که توسط انجمن آزمایش و مواد آمریکا (ASTM) برای لوله‌های فولادی جوش داده شده و سردکاری شده که معمولاً در فرآوری فلز استفاده می‌شوند، وضع شده است.
این روش عمدتاً برای لوله‌های مکانیکی تولید شده توسط جوشکاری مقاومت الکتریکی و کشش سرد کاربرد دارد.
ASTM A513 از طریق فرآیندهای تولیدی مختلف و انواع مواد، طیف وسیعی از گزینه‌های لوله فولادی را برای پاسخگویی به نیازهای کاربردی بازارهای متنوع سازه‌های مکانیکی و فلزی ارائه می‌دهد.
1.0طبقه‌بندی‌های فرآیند تولید ASTM A513
| نوع | فرآیند تولید | ویژگی‌ها | کاربردها |
| نوع ۱ | لوله‌های جوش داده شده با مقاومت الکتریکی نورد گرم (ERW) | دقت سطحی و ابعادی پایین‌تر، استحکام متوسط، مناسب برای اهداف عمومی سازه‌ای و مکانیکی | قاب مبلمان، تکیه‌گاه‌های مکانیکی، تکیه‌گاه‌های تجهیزات صنعتی |
| نوع ۲ | لوله‌های جوش داده شده با مقاومت الکتریکی (ERW) عملیات حرارتی شده | استحکام و چقرمگی افزایش یافته از طریق عملیات حرارتی، مناسب برای کاربردهای فشار بالا | قطعات خودرو، قاب‌های مکانیکی با استحکام بالا، تکیه‌گاه‌های سازه‌ای |
| نوع ۳ | لوله جوش داده شده سرد کشیده شده | بهبود دقت ابعادی و کیفیت سطح از طریق کشش سرد، افزایش استحکام تسلیم و کششی | قطعات مکانیکی، تجهیزات دقیق، سیستم‌های لوله‌کشی با دقت بالا |
| نوع ۴ | لوله‌های جوش داده شده سرد کشیده شده با عملیات حرارتی | ترکیبی از دقت کشش سرد و استحکام حاصل از عملیات حرارتی، مناسب برای کاربردهای تحت تنش بالا و ضربه | قطعات مکانیکی با تنش بالا، اجزای سازه‌ای مقاوم در برابر ضربه، شفت‌ها، قطعات دوار |
| نوع ۵ | لوله‌های جوش داده شده با مقاومت الکتریکی نورد سرد (ERW) | دقت بالا و سطح صاف، مناسب برای ماشینکاری دقیق | قطعات ماشین آلات دقیق، قطعات خودرو، تجهیزات مهندسی دقیق |
| نوع ۶ | لوله‌های جوش داده شده با مقاومت الکتریکی نورد سرد و کشیده شده با کشش سرد | بالاترین دقت ابعادی و پرداخت سطح، استحکام و چقرمگی عالی | سیستم‌های مکانیکی با دقت بالا، تجهیزات هوافضا، سازه‌های مهندسی با تقاضای بالا |
2.0مواد اصلی ASTM A513
| نوع ماده | نمرات اصلی | محتوای کربن | ویژگی‌ها | کاربردها |
| فولاد کم کربن | SAE 1008، SAE 1010 | 0.08%-0.10% | شکل‌پذیری خوب، شکل‌پذیری، جوشکاری و کار سرد آسان، استحکام متوسط، کیفیت سطح بالا | قاب مبلمان، تکیه‌گاه‌های مکانیکی، تکیه‌گاه‌های تجهیزات صنعتی، قطعات خودرو |
| SAE 1020، SAE 1026 | 0.20%-0.26% | استحکام کششی و تسلیم بالاتر، حفظ شکل‌پذیری و کارایی خوب، مناسب برای جوشکاری و ماشینکاری | اجزای مکانیکی با استحکام متوسط، قطعات ماشینکاری شده دقیق | |
| فولاد آلیاژی | 4130 | 0.30% | استحکام بالا، مقاومت سایشی خوب، چقرمگی و عملکرد خستگی عالی، جوش‌پذیری و عملیات حرارتی‌پذیری خوب | اجزای سازه‌ای با تنش بالا، تجهیزات هوافضا، تجهیزات کوهنوردی، شاسی ماشین‌های مسابقه‌ای |
| 4140 | 0.40% | استحکام و مقاومت سایشی بسیار بالا، مناسب برای کاربردهای ضربه و تنش خستگی، خواص کوئنچ و تمپرینگ خوب | قطعات مکانیکی با استحکام بالا، اجزای تجهیزات صنعتی، قطعات ماشین آلات سنگین | |
| فولاد کم آلیاژ با مقاومت بالا | – | – | مقادیر کمی از عناصر آلیاژی (مانند کروم، نیکل، مولیبدن) برای بهبود استحکام و مقاومت در برابر خوردگی اضافه می‌شود | اجزای سازه‌ای و باربری، مانند پل‌ها، اسکلت ساختمان‌ها، شاسی کامیون |
3.0محدوده استحکام تسلیم مواد رایج ASTM A513
| نوع ماده | نمرات اصلی | محدوده مقاومت تسلیم (مگاپاسکال) | ویژگی‌ها |
| فولاد کم کربن | SAE 1008، 1010 | 205 – 275 | شکل‌پذیری خوب، استحکام متوسط، مناسب برای مصارف عمومی سازه‌ای و مکانیکی. |
| SAE 1020، 1026 | 275 – 380 | استحکام تسلیم بالاتر، مناسب برای اجزای سازه‌ای و قطعات مکانیکی که به استحکام بیشتری نیاز دارند. | |
| فولاد آلیاژی | 4130 | 435 – 600 | استحکام بالا، مناسب برای کاربردهای تنش بالا و خستگی، جوش‌پذیری خوب و قابلیت عملیات حرارتی. |
| 4140 | 620 – 850 | استحکام تسلیم و مقاومت سایشی بسیار بالا، مناسب برای قطعات تحت بار زیاد و تنش ضربه‌ای. | |
| فولاد کم آلیاژ با مقاومت بالا | – | 345 – 690 | عناصر آلیاژی استحکام و مقاومت در برابر خوردگی را بهبود می‌بخشند، که برای اجزای سازه‌ای مانند قاب‌های ساختمان و پل‌ها ایده‌آل است. |
4.0کاربردهای ASTM A513 در فرآیندهای شکل‌دهی سرد
ASTM A513 در فرآیندهای شکل‌دهی سرد عملکرد فوق‌العاده‌ای دارد و به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.
4.1مزایای ASTM A513 در شکل‌دهی سرد:
- قابلیت ماشینکاری عالی
- استحکام و شکل‌پذیری متعادل
- جوشکاری آسان
4.2خم کردن لوله:
ماده ASTM A513 از انعطاف‌پذیری و چقرمگی خوبی برخوردار است و خم کردن لوله‌ها را بدون ترک خوردن یا از دست دادن استحکام آسان می‌کند.
کاربردها: در ساخت لوله‌های خمیده، مانند سیستم‌های اگزوز خودرو، سازه‌های مبلمان و قاب‌های ساختمان استفاده می‌شود.
4.3مهر زنی و پانچ:
فولاد کم کربن خواص مهر زنی عالی دارد و انجام مهر زنی پیچیده را آسان می کند مشت زدن عملیات با پرس‌های پانچ صنعتی ضمن حفظ کیفیت سطح خوب پس از شکل‌دهی.
کاربردها: برای تولید قطعات مختلف پرس شده، مانند اجزای مکانیکی و محفظه‌های فلزی استفاده می‌شود.
4.4لبه گذاری و فلنج گذاری:
انواع فولاد کم کربن ASTM A513 در فرآیندهای لبه سازی و لبه زنی، پلاستیسیته خوبی از خود نشان می‌دهند و به آنها اجازه می‌دهند بدون ترک خوردگی شکل بگیرند.
کاربردها: در تولید اتصالات لوله، فلنج‌ها و سایر قطعات لبه‌دار یا فلنج‌دار استفاده می‌شود.
4.5کشش عمیق:
فولاد کم کربن مقاومت خوبی در برابر کشش عمیق از طریق شکل‌دهی سرد ارائه می‌دهد که منجر به سطوح صاف و تغییر شکل یکنواخت می‌شود.
کاربردها: مناسب برای تولید قطعاتی که نیاز به فرآیندهای کشش عمیق دارند، مانند فنجان‌های فلزی، ظروف فلزی و قوطی‌های فلزی.
4.6خم شدن:
قابلیت خمش مواد ASTM A513 باعث می‌شود که آنها در فرآیندهای خمش عملکرد خوبی داشته باشند و برای ساخت قطعات با هندسه‌های پیچیده مناسب باشند.
کاربردها: در خمکاری لوله‌ها و ورق‌های فلزی مختلف، مانند اجزای نگهدارنده در سازه‌های ساختمانی و تجهیزات ماشین‌آلات استفاده می‌شود.
5.0جدول 1: الزامات شیمیایی برای فولادهای کم کربن استاندارد
این جدول الزامات ترکیب شیمیایی برای گریدهای مختلف فولاد کم کربن مشخص شده در ASTM A513 را ارائه می‌دهد. این جدول شامل انواع رایج فولاد کم کربن مانند SAE 1008، SAE 1010 و SAE 1020 است.
جدول، محدوده‌ی کربن، منگنز، فسفر و گوگرد را برای هر گرید به تفصیل نشان می‌دهد. این استانداردهای ترکیبی، کیفیت و عملکرد ثابت فولاد را در طول تولید تضمین می‌کنند و نیازهای کاربردهای مختلف را برآورده می‌سازند.
| تعیین درجه | کربن (%) | منگنز (%) | فسفر، حداکثر (%) | گوگرد، حداکثر (%) |
| ام تی بی ۱۰۱۰ | ۰.۰۲–۰.۱۵ | ۰.۳۰–۰.۶۰ | 0.035 | 0.035 |
| تن ۱۰۱۵ | ۰.۱۰–۰.۲۰ | ۰.۳۰–۰.۶۰ | 0.035 | 0.035 |
| ام تی ایکس ۱۰۱۵ | ۰.۱۰–۰.۲۰ | ۰.۶۰–۰.۹۰ | 0.035 | 0.035 |
| تن ۱۰۲۰ | ۰.۱۵–۰.۲۵ | ۰.۳۰–۰.۶۰ | 0.035 | 0.035 |
| ام تی ایکس ۱۰۲۰ | ۰.۱۵–۰.۲۵ | ۰.۷۰–۱.۰۰ | 0.035 | 0.035 |
یادداشت‌ها:
- شیمی نشان دهنده آنالیز حرارتی است. آنالیز محصول، به جز فولاد لبه دار یا روکش دار، باید مطابق با رویه معمول مطابق جدول 3 باشد.
- فولادهای لبه‌دار یا روکش‌دار مورد استفاده برای این گریدها، به دلیل عدم یکنواختی در ترکیب شیمیایی خود، تجزیه و تحلیل محصول را مناسب نمی‌دانند، مگر اینکه کاربرد نادرست به وضوح نشان داده شود.
- «MT» به معنی لوله مکانیکی است.
6.0جدول 2: الزامات شیمیایی برای سایر فولادهای کربنی و آلیاژی
این جدول الزامات ترکیب شیمیایی برای سایر انواع فولادهای کربنی و آلیاژی تحت استاندارد ASTM A513 را شرح می‌دهد. این جدول طیف وسیعی از گریدها را از فولادهای کم کربن تا فولادهای آلیاژی مختلف مانند 1006، 1015، 4130 و 4140 پوشش می‌دهد.
این جدول حداکثر و حداقل مقدار عناصری مانند کربن، منگنز، فسفر، گوگرد، سیلیکون، نیکل، کروم و مولیبدن را مشخص می‌کند. این مشخصات برای خواص مکانیکی، دوام و قابلیت ماشینکاری مواد بسیار مهم هستند.
| تعیین درجه | کربن (%) | منگنز (%) | فسفر، حداکثر (%) | گوگرد، حداکثر (%) | سیلیکون (%) | نیکل (%) | کروم (%) | مولیبدن (%) |
| 1006 | حداکثر 0.08 | حداکثر 0.45 | 0.030 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1008 | حداکثر 0.10 | حداکثر 0.50 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1009 | حداکثر 0.15 | حداکثر 0.60 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1010 | ۰.۰۸–۰.۱۳ | ۰.۳۰–۰.۶۰ | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1012 | ۰.۱۰–۰.۱۵ | ۰.۳۰–۰.۶۰ | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1015 | ۰.۱۳–۰.۱۸ | ۰.۳۰–۰.۶۰ | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1016 | ۰.۱۳–۰.۱۸ | ۰.۶۰–۰.۹۰ | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1017 | ۰.۱۵–۰.۲۰ | ۰.۳۰–۰.۶۰ | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1018 | ۰.۱۵–۰.۲۰ | ۰.۶۰–۰.۹۰ | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1019 | ۰.۱۵–۰.۲۰ | ۰.۷۰–۱.۰۰ | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1020 | ۰.۱۸–۰.۲۳ | ۰.۳۰–۰.۶۰ | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1021 | ۰.۱۸–۰.۲۳ | ۰.۶۰–۰.۹۰ | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1022 | ۰.۱۸–۰.۲۳ | ۰.۷۰–۱.۰۰ | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1023 | ۰.۲۰–۰.۲۵ | ۰.۳۰–۰.۶۰ | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1024 | ۰.۱۸–۰.۲۵ | ۱.۳۰–۱.۶۵ | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1025 | ۰.۲۲–۰.۲۸ | ۰.۳۰–۰.۶۰ | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1026 | ۰.۲۲–۰.۲۸ | ۰.۶۰–۰.۹۰ | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1027 | ۰.۲۲–۰.۲۹ | ۱.۲۰–۱.۵۵ | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1030 | ۰.۲۸–۰.۳۴ | ۰.۶۰–۰.۹۰ | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1033 | ۰.۳۰–۰.۳۶ | ۰.۷۰–۱.۰۰ | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1035 | ۰.۳۲–۰.۳۸ | ۰.۶۰–۰.۹۰ | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1040 | ۰.۳۷–۰.۴۴ | ۰.۶۰–۰.۹۰ | 0.040 | 0.050 | … | … | … | … |
| 1050 | ۰.۴۸–۰.۵۵ | ۰.۶۰–۰.۹۰ | 0.040 | 0.050 | … | … | … | … |
| 1060 | ۰.۵۵–۰.۶۵ | ۰.۶۰–۰.۹۰ | 0.040 | 0.050 | … | … | … | … |
| 1340 | ۰.۳۸–۰.۴۳ | ۱.۶۰–۱.۹۰ | 0.035 | 0.040 | ۰.۱۵–۰.۳۵ | … | … | … |
| 1524 | ۰.۱۹–۰.۲۵ | ۱.۳۵–۱.۶۵ | 0.040 | 0.050 | … | … | … | … |
| 4118 | ۰.۱۸–۰.۲۳ | ۰.۷۰–۰.۹۰ | 0.035 | 0.040 | ۰.۱۵–۰.۳۵ | … | ۰.۴۰–۰.۶۰ | ۰.۰۸–۰.۱۵ |
| 4130 | ۰.۲۸–۰.۳۳ | ۰.۴۰–۰.۶۰ | 0.035 | 0.040 | ۰.۱۵–۰.۳۵ | … | ۰.۸۰–۱.۱۰ | ۰.۱۵–۰.۲۵ |
| 4140 | ۰.۳۸–۰.۴۳ | ۰.۷۵–۱.۰۰ | 0.035 | 0.040 | ۰.۱۵–۰.۳۵ | … | ۰.۸۰–۱.۱۰ | ۰.۱۵–۰.۲۵ |
| 5130 | ۰.۲۸–۰.۳۳ | ۰.۷۰–۰.۹۰ | 0.035 | 0.040 | ۰.۱۵–۰.۳۵ | … | ۰.۸۰–۱.۱۰ | … |
| 8620 | ۰.۱۸–۰.۲۳ | ۰.۷۰–۰.۹۰ | 0.035 | 0.040 | ۰.۱۵–۰.۳۵ | ۰.۴۰–۰.۷۰ | ۰.۴۰–۰.۶۰ | ۰.۱۵–۰.۲۵ |
| 8630 | ۰.۲۸–۰.۳۳ | ۰.۷۰–۰.۹۰ | 0.035 | 0.040 | ۰.۱۵–۰.۳۵ | ۰.۴۰–۰.۷۰ | ۰.۴۰–۰.۶۰ | ۰.۱۵–۰.۲۵ |
7.0جدول 3: تلرانس‌های آنالیز محصول برای فولادها که در جداول 1 و 2 نشان داده شده است
این جدول محدوده‌های تلرانس برای محتوای عناصر در محصولات فولادی ASTM A513 را تعریف می‌کند. این جدول تغییرات مجاز برای عناصری مانند کربن، منگنز، فسفر، گوگرد، سیلیکون، نیکل، کروم و مولیبدن را ارائه می‌دهد.
| عنصر | حد یا حداکثر محدوده مشخص شده، % | تغییر، بیش از حد حداکثر یا کمتر از حد حداقل |
| کربن | ||
| تا 0.15، شامل | 0.02 | 0.03 |
| بیش از 0.15 تا 0.40، شامل | 0.03 | 0.04 |
| بیش از 0.40 تا 0.55، شامل | 0.03 | 0.05 |
| منگنز | ||
| تا 0.60، شامل | 0.03 | 0.03 |
| بیش از 0.60 تا 1.15، شامل | 0.04 | 0.04 |
| بیش از ۱.۱۵ تا ۱.۶۵، شامل | 0.05 | 0.05 |
| فسفر | … | 0.01 |
| گوگرد | … | 0.01 |
| سیلیکون | ||
| تا 0.30، شامل | 0.02 | 0.03 |
| بیش از ۰.۳۰ تا ۰.۶۰ | 0.05 | 0.05 |
| نیکل | تا ۱.۰۰، شامل | 0.03 |
| کروم | تا 0.90، شامل | 0.03 |
| بیش از ۰.۹۰ تا ۲.۱۰ | 0.05 | 0.05 |
| مولیبدن | ||
| تا 0.20، شامل | 0.01 | 0.01 |
| بیش از ۰.۲۰ تا ۰.۴۰ | 0.02 | 0.02 |
- مقادیر تعیین‌شده‌ی منفرد ممکن است از محدوده‌ها یا دامنه‌های حرارتی مشخص‌شده تا حدی که در این جدول نشان داده شده است، متفاوت باشند، به جز اینکه هیچ عنصری در یک حرارت نمی‌تواند هم بالاتر و هم پایین‌تر از یک محدوده‌ی مشخص‌شده تغییر کند.
- در مواردی که علامت حذف (…) در این جدول ظاهر می‌شود، الزامی وجود ندارد.
مراجع: