فولاد ملایم چیست؟
فولاد ملایم که به فولاد کربنی نیز معروف است رایج ترین نوع فولاد است. در استانداردهای ASTM، "فولاد ملایم" معمولاً به فولاد کم کربن اطلاق می شود که معمولاً دارای محتوای کربن در محدوده 0.05% تا 0.25% است.
- محتوای کربن: فولاد ملایم دارای محتوای کربنی است که معمولاً بین 0.05% تا 0.25% است که انعطاف پذیری و جوش پذیری خوبی به آن می دهد.
- آهن (Fe): آهن جزء اصلی فولاد نرم است که معمولاً بیش از 99% از این ماده را شامل می شود.
- منگنز (Mn): معمولاً در محدوده 0.30% تا 0.60% وجود دارد، منگنز استحکام، سختی و جوش پذیری فولاد را افزایش می دهد.
- سیلیکون (Si): سیلیکون موجود در مقادیر کم، خاصیت ارتجاعی و مقاومت فولاد را در برابر اکسیداسیون افزایش می دهد.
- فسفر (P) و گوگرد (S): محتوای فسفر و گوگرد در فولاد ملایم معمولاً کم است، زیرا این عناصر می توانند انعطاف پذیری و چقرمگی مواد را کاهش دهند.
فولاد ملایم به دلیل قابلیت ماشینکاری عالی، جوش پذیری و هزینه نسبتا کم به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. اگرچه مقاومت در برابر خوردگی ضعیفی دارد، اما عمر مفید آن را می توان با پوشش ها یا اقدامات حفاظتی در برابر خوردگی بهبود بخشید. شکل پذیری و شکل پذیری خوب آن را در اجزای ساختاری، ماشین آلات و محصولات روزمره محبوب کرده است.
فلنج فولادی ملایم معمولی
مواد معمول فلنج فولادی ملایم عبارتند از ASTM A105 FLANGE و ASTM A350 LF2 FLANGE:
ASTM A105 - فلنج فولاد کربنی
کاربرد: برای اتصالات خط لوله با دمای معمولی و فشار، به طور گسترده در صنایع نفت، شیمیایی و سایر صنایع استفاده می شود.
درجه فولاد ملایم: A105 یک فولاد معمولی کم کربن است که معمولاً برای فلنج ها، اتصالات و شیرها در شرایط دمایی و فشار معمولی استفاده می شود، با حداکثر محتوای کربن تقریباً 0.35% که در رده فولاد ملایم قرار می گیرد.
ASTM A350 - فلنج فولادی کربنی خط لوله با فشار پایین (سرویس دمای پایین)
کاربرد: برای سیستم های خط لوله با دمای پایین، معمولاً در سیستم های خنک کننده و خطوط لوله گاز با دمای پایین استفاده می شود.
درجه فولاد ملایم: A350 LF2 فولاد کم کربن است که چقرمگی خوب در دمای پایین و مقاومت در برابر ترک را ارائه می دهد. برای محیط های خدماتی با دمای پایین مناسب است و در دسته فولاد ملایم قرار می گیرد.
ترکیب شیمیایی، خواص فیزیکی و مکانیکی ASTM A105 و ASTM A350 LF2
| مورد | ASTM A105 | ASTM A350 LF2 |
| ترکیب شیمیایی | ||
| C (کربن) | ≤ 0.35% | ≤ 0.26% |
| منگنز (منگنز) | 0.60% – 1.05% | 0.60% – 1.35% |
| P (فسفر) | ≤ 0.04% | ≤ 0.035% |
| S (گوگرد) | ≤ 0.05% | ≤ 0.035% |
| Si (سیلیکون) | 0.10% – 0.35% | 0.15% – 0.40% |
| کروم (کروم) | – | – |
| نیکل (نیکل) | – | – |
| مس (مس) | – | حداکثر 0.20% |
| آهن (آهن) | تعادل | تعادل |
| خواص مکانیکی | ||
| قدرت تسلیم | حداقل 250 مگاپاسکال (36 ksi) | حداقل 205 مگاپاسکال (30 ksi) |
| استحکام کششی | 485-620 MPa (70-90 ksi) | 485-620 MPa (70-90 ksi) |
| ازدیاد طول | ≥ 20% (بیش از 8 اینچ یا 200 میلی متر) | ≥ 20% (بیش از 8 اینچ یا 200 میلی متر) |
| سختی | حداکثر 187 HB | – |
| چقرمگی ضربه | – | حداقل 27 ژول (20 فوت پوند) در -50 درجه سانتیگراد |
| خواص فیزیکی | ||
| تراکم | 7.85 گرم بر سانتی متر مکعب | 7.85 گرم بر سانتی متر مکعب |
| انبساط حرارتی | 11.0 × 10-6 / درجه سانتی گراد | 11.0 × 10-6 / درجه سانتی گراد |
| نقطه ذوب | 1425 درجه سانتی گراد - 1538 درجه سانتی گراد (2597 درجه فارنهایت - 2800 درجه فارنهایت) | 1450 درجه سانتی گراد - 1550 درجه سانتی گراد (2642 درجه فارنهایت - 2822 درجه فارنهایت) |
| برنامه های کاربردی | فلنج های محیط عمومی مناسب برای صنایع نفت، گاز و شیمیایی | سیستم های خط لوله با دمای پایین، مناسب برای خطوط لوله مایع و گاز با دمای پایین |
ASTM Standards for Carbon Steel, Alloy Steel & Stainless Steel
علاوه بر این، لازم است سایر استانداردهای ASTM برای فولاد کربنی، فولاد آلیاژی، فولاد ضد زنگ و رابطه آنها با فولاد نرم را ذکر کنیم. موارد زیر مواد رایج مرتبط با فولاد کم کربن (فولاد ملایم) هستند:
ASTM A516 - صفحات فولادی کربنی مخازن با فشار پایین (معمول در بویلرها و مخازن تحت فشار)
کاربرد: برای ساخت دیگ ها و مخازن تحت فشار به ویژه در محیط های با دمای متوسط تا کم استفاده می شود.
درجه فولاد ملایم: A516 عمدتاً فولاد کم کربن (حداکثر محتوای کربن در حدود 0.26%) است که معمولاً برای کاربردهایی که به جوش پذیری خوب و استحکام متوسط نیاز دارند استفاده می شود.
ASTM A694 - فلنج ها و اتصالات فولاد کربنی با استحکام بالا
کاربرد: عمدتاً در صنعت نفت و گاز برای فلنج ها و اتصالات در محیط های پرفشار استفاده می شود.
گرید فولادی ملایم: اگرچه A694 شامل گریدهای با مقاومت بالا (مانند F42، F46، F52) است که عموماً در زیر فولادهای نرم قرار نمیگیرند، گریدهای استحکام پایینتر A694 را میتوان فولاد کربن پایینتر در نظر گرفت، اما معمولاً محتوای کربن بالاتری دارند و برای محیطهای پرفشار و سخت مناسب هستند.
ASTM A182 - فلنج ها و اتصالات فورج شده
کاربرد: برای فلنج ها و اتصالات در محیط های با دمای بالا و فشار بالا استفاده می شود که معمولاً در صنایع نفت، شیمیایی و برق یافت می شود.
گرید فولاد ملایم: A182 شامل انواع گریدهای فولادی از جمله فولاد کم کربن (فولاد ملایم) و همچنین فولادهای آلیاژی است. به عنوان مثال، A182 F304 و A182 F316 فولاد ملایم در نظر گرفته نمی شوند، زیرا آنها فولادهای ضد زنگ هستند. با این حال، برخی از گریدها در A182، مانند A182 F1 (آلیاژ فولاد کم کربن)، برای سرویس های معمولی مناسب هستند.
ASTM A694 و ASTM A182 دارای گریدهایی هستند که فولاد ملایم در نظر گرفته نمی شوند، به ویژه فولادهای با استحکام بالا یا فولادهای آلیاژی.
این مواد دارای مقاومت های متفاوت و محیط های مناسب هستند که امکان انتخاب نوع فولاد مناسب را بر اساس الزامات مهندسی خاص فراهم می کند.
منابع بیشتر：
مواد برای فلنج ها و اتصالات فلنجی در ASME B16.5
FA 
EN 
DE 
RU 
ID 
ES 
FR 
NL