มาตรฐานและข้อกำหนดเหล็กกล้าของอเมริกา โดยทั่วไปมักใช้ในเอกสารทางเทคนิค ใบรับรองวัสดุ ใบสั่งโลหะวิทยา และโครงการอุตสาหกรรม การกำหนดชื่อที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ASTM, AISI, SAE, UNS, ASME และ AMSสิ่งเหล่านี้ได้รับการเสริมด้วยระบบและข้อกำหนดต่างๆ เป็นต้น API, AWS, NACE/AMPP, MIL และขั้นตอนการกำหนดมาตรฐาน ANSI.
แม้ว่าคำย่อเหล่านี้มักจะปรากฏอยู่ติดกันก็ตาม
ทั้งสองอย่างมีความหมายไม่เหมือนกันบางมาตรฐานระบุเกรดเหล็ก ในขณะที่บางมาตรฐานระบุข้อกำหนดเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมี รูปแบบผลิตภัณฑ์ สภาพการส่งมอบ การทดสอบ หรือสภาวะการใช้งาน การแยกแยะความแตกต่างเหล่านี้อย่างถูกต้องมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อซื้อวัสดุและเปรียบเทียบเกรดเหล็กของอเมริกากับเกรดที่ระบุไว้ในมาตรฐานต่างๆ
PN-EN และ EN และ DIN
กฎที่สำคัญที่สุด: AISI 316 คือรหัสเกรดเหล็ก UNS S31600 คือรหัสระบุวัสดุ และ ASTM A240/A240M คือมาตรฐานสำหรับผลิตภัณฑ์แผ่นเรียบเฉพาะ ข้อมูลเหล่านี้มีวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันในเอกสารการจัดซื้อ และไม่ควรนำมาใช้แทนกันได้
มาตรฐานเหล็กและระบบการทำเครื่องหมายที่สำคัญที่สุดของอเมริกา – การเปรียบเทียบ
| System | การจัดระเบียบหรือการขยายความย่อ | ฟังก์ชั่นหลัก | ตัวอย่าง |
|---|
| ASTM | ASTM อินเตอร์เนชั่นแนล | ข้อกำหนดด้านวัสดุ ผลิตภัณฑ์ และการทดสอบ | มาตรฐาน ASTM A240, A276, A312 |
| AISI | สถาบันเหล็กและเหล็กกล้าแห่งอเมริกา | การกำหนดชนิดพันธุ์ในอดีตที่ยังคงใช้กันอยู่ | 304, 316, 420, 430 |
| SAE | SAE International | การกำหนดชนิดพันธุ์และมาตรฐานทางเทคนิค | 1045, 4140, 4340; SAE J403 |
| UNS | ระบบการนับเลขแบบรวม | การระบุโลหะและโลหะผสมอย่างเป็นมาตรฐานเดียวกัน | S30400, S32205, N06625 |
| ASME | สมาคมวิศวกรเครื่องกลแห่งอเมริกา | รหัสและข้อกำหนดสำหรับอุปกรณ์รับแรงดัน | ASME BPVC, SA-240, SA-479 |
| พบปะ | ข้อกำหนดวัสดุสำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศของ SAE | ข้อกำหนดวัสดุสำหรับอุตสาหกรรมการบิน | ซีรี่ส์ SAE AMS |
| API | สถาบันปิโตรเลียมอเมริกัน | ข้อกำหนดสำหรับภาคอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ | API 5L, API 5CT |
| AWS | สมาคมการเชื่อมอเมริกัน | การเชื่อมและวัสดุเพิ่มเติม | AWS A5.9, AWS A5.4 |
| เอ็นเอซี / แอมพีพี | สมาคมเพื่อการปกป้องและประสิทธิภาพของวัสดุ | ข้อกำหนดด้านการกัดกร่อนและสิ่งแวดล้อม | NACE MR0175 / ISO 15156 |
| MIL | ข้อกำหนดเฉพาะของภาคการป้องกันประเทศของสหรัฐอเมริกา | ข้อกำหนดทางทหารและการจัดซื้อจัดจ้าง | มาตรฐานทางทหาร (MIL-STD), มาตรฐานทางทหาร (MIL-DTL) |
| ANSI | สถาบันมาตรฐานแห่งชาติอเมริกัน | การรับรองและการอนุมัติมาตรฐานระดับชาติ | เครื่องหมาย ANSI พร้อมด้วยมาตรฐานขององค์กรอุตสาหกรรม |
ASTM อินเตอร์เนชั่นแนล องค์กรนี้พัฒนามาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับหลายสิ่งหลายอย่าง เช่น องค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติทางกล วิธีการทดสอบ ข้อกำหนดด้านคุณภาพ และรูปแบบของผลิตภัณฑ์ ในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา มาตรฐาน ASTM มีความสำคัญอย่างยิ่งและมักถูกนำไปใช้ ผลิตภัณฑ์ประเภทเฉพาะและไม่ใช่แค่ชื่อเกรดเหล็กเท่านั้น
- ASTM A240 / A240M - แผ่น แผ่นบาง และแถบสแตนเลส สำหรับภาชนะรับแรงดันและการใช้งานทั่วไป;
- ASTM A276 / A276M – แท่งและส่วนประกอบสแตนเลส;
- ASTM A312 / A312M - ท่อสแตนเลสออสเทนิติก ทั้งแบบไร้รอยต่อและแบบเชื่อม;
- ASTM A479 / A479M - แท่งและส่วนประกอบสแตนเลสสำหรับหม้อไอน้ำและอุปกรณ์รับแรงดันอื่นๆ
- ASTM A182 / A182M – ชิ้นส่วนขึ้นรูปจากโลหะผสมและเหล็กกล้าไร้สนิม ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้เป็นส่วนประกอบของอุปกรณ์รับแรงดัน เป็นต้น
ในการเลือกวัสดุ การระบุเพียงแค่ "ASTM" นั้นไม่เพียงพอ คุณต้องระบุรายละเอียดเพิ่มเติมด้วย หมายเลขมาตรฐานฉบับเต็ม ชนิดพันธุ์ ประเภทผลิตภัณฑ์ สถานะการจัดส่ง และเอกสารที่จำเป็นที่ต้องออก.
AISI (สถาบันเหล็กและเหล็กกล้าอเมริกัน) สามารถระบุได้ง่ายเป็นพิเศษด้วยเครื่องหมายต่างๆ เช่น 304, 304L, 316, 316L, 410, 420, 430, 4340 ในทางปฏิบัติทางการค้า เครื่องหมายเหล่านี้ถูกใช้ทั่วโลก รวมถึงในยุโรป บนฉลากผลิตภัณฑ์ ใบรับรอง และในคำขอใบเสนอราคา
Należy jednak pamiętać, że AISI ไม่ได้ออกมาตรฐานเหล็กเกรดใหม่แล้วข้อกำหนดสมัยใหม่นั้นอ้างอิงถึงระบบที่ดูแลโดยองค์กรมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง รวมถึง SAE และ UNS การกำหนดชื่อ AISI แบบดั้งเดิมยังคงเป็นภาษาทางการค้าที่สำคัญ แต่ "AISI 316" เพียงอย่างเดียวไม่ได้กำหนดมาตรฐานผลิตภัณฑ์หรือคุณสมบัติทางกลที่ต้องการโดยอัตโนมัติ
SAE International เผยแพร่มาตรฐานทางเทคนิคและการจำแนกประเภทที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยานยนต์ เครื่องจักร และการบินและอวกาศ สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าอัลลอยต่ำ จะใช้ระบบการกำหนดชื่อแบบสี่หลัก เช่น
SAE 1045, SAE 4140 และ SAE 4340ในกลุ่มเกรดเหล็กส่วนใหญ่ ตัวเลขหลักแรกจะหมายถึงชนิดของเหล็ก และตัวเลขสองหลักสุดท้ายจะหมายถึงปริมาณเหล็กที่ระบุไว้
คาร์บอน (C) ในหน่วยร้อยละร้อย ช่วงองค์ประกอบโดยละเอียดระบุไว้ในเอกสาร SAE ที่เกี่ยวข้อง
ตัวอย่างเช่น เหล็กกล้า SAE 4140 จัดอยู่ในกลุ่มเหล็กกล้าโครเมียม-โมลิบเดนัม ความสำคัญของสารเติมแต่ง
โครเมียม (Cr) i
โมลิบเดนัม (Mo) เกี่ยวข้องกับหลายสิ่งหลายอย่าง เช่น ความสามารถในการชุบแข็งและคุณสมบัติหลังการอบชุบความร้อน ในกรณีของเหล็กกล้าคาร์บอน หนึ่งในข้อกำหนดพื้นฐานคือ
SAE J403.
UNS (ระบบเลขรวม) เป็นระบบการกำหนดหมายเลขที่พัฒนาขึ้นร่วมกันโดย SAE และ ASTM ระบบนี้ช่วยให้สามารถระบุโลหะและโลหะผสมหลายชนิดได้อย่างเฉพาะเจาะจง ซึ่งมักปรากฏภายใต้ชื่อที่แตกต่างกันในเอกสารต่างๆ ตัวอย่างเช่น: S30400 สำหรับเหล็กกล้า 304 S31600 สำหรับเหล็กกล้า 316 S32205 สำหรับเหล็กดูเพล็กซ์ 2205 และ N06625 สำหรับโลหะผสมนิกเกิล Alloy 625
รหัส UNS นั้นไม่ใช่ข้อกำหนดเฉพาะของวัสดุ มาตรฐานนี้ไม่ได้ระบุข้อกำหนดเกี่ยวกับรูปแบบผลิตภัณฑ์ สภาพการส่งมอบ คุณภาพ การทดสอบ หรือพารามิเตอร์การยอมรับ กฎการกำหนดหมายเลขอธิบายไว้ใน ASTM E527 และ SAE J1086 เป็นต้น ดังนั้นจึงแนะนำให้เปรียบเทียบหมายเลข UNS กับมาตรฐานผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมเมื่อทำการสั่งซื้อ
ASME (American Society of Mechanical Engineers) พัฒนาสิ่งต่างๆ มากมาย รวมถึง... รหัสหม้อไอน้ำและภาชนะรับแรงดัน (BPVC)ใช้ในการออกแบบ การก่อสร้าง และการตรวจสอบหม้อไอน้ำและภาชนะรับแรงดัน ส่วนที่ 2 ของระเบียบนี้ประกอบด้วยข้อกำหนดวัสดุและข้อมูลคุณสมบัติที่ใช้ในการคำนวณตามที่ระบุไว้ในระเบียบนี้
เอกสารของ ASME มักใช้สัญลักษณ์ต่างๆ เช่น SA-ฮิต หลุบ SA-ฮิตซึ่งสอดคล้องกับข้อกำหนดวัสดุเหล็กที่ใช้ในมาตรฐานนั้น มาตรฐาน ASTM A240 และ ASME SA-240 ไม่ควรนำมาใช้ทดแทนกันได้โดยอัตโนมัติในทุกสถานการณ์: สำหรับโครงการเฉพาะ ควรตรวจสอบมาตรฐานฉบับที่เกี่ยวข้อง ข้อกำหนดที่ระบุ และข้อกำหนดเพิ่มเติมใดๆ ด้วย
AMS (ข้อมูลจำเพาะของวัสดุการบินและอวกาศ) เป็นชุดข้อกำหนดที่ออกโดย SAE International ข้อกำหนดเหล่านี้ใช้กับวัสดุและกระบวนการที่ใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและการใช้งานอื่นๆ ที่ต้องการการควบคุมคุณภาพและการตรวจสอบย้อนกลับอย่างเข้มงวด ข้อกำหนดเหล่านี้อาจระบุถึงองค์ประกอบทางเคมี สภาพการส่งมอบ คุณสมบัติของวัสดุ วิธีการผลิต การทดสอบ และข้อกำหนดการยอมรับ เอสเอเอ เอเอ็มเอส ไม่ใช่ระบบการกำหนดหมายเลขสายพันธุ์แยกต่างหากเหมือนกับของสหประชาชาติ
API (สถาบันปิโตรเลียมอเมริกัน) หน่วยงานนี้เผยแพร่มาตรฐานและข้อกำหนดสำหรับโครงสร้างพื้นฐานด้านน้ำมันและก๊าซ หนึ่งในเอกสารที่เป็นที่รู้จักมากที่สุดคือ ข้อมูลจำเพาะ API 5Lโดยระบุข้อกำหนดสำหรับท่อเหล็กใช้งาน ระบบนี้รวมถึง ระดับความแข็งแรงของท่อ และระดับข้อกำหนดผลิตภัณฑ์ PSL 1 และ PSL 2 เป็นต้น นอกจากนี้ยังมีข้อกำหนดที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือ เอพีไอ 5CTข้อกำหนด API ใช้กับท่อปลอกและท่อผลิต ไม่ใช่เหล็กทุกชนิดที่จำหน่ายในเชิงพาณิชย์ (หมายเหตุ: API ย่อมาจาก Industrial Engineering and Production Tubes)
AWS (สมาคมการเชื่อมอเมริกัน) พัฒนามาตรฐานสำหรับเทคโนโลยีการเชื่อมและวัสดุเพิ่มเติม ตัวอย่างเช่น AWS A5.9/A5.9M ควบคุมการจำแนกประเภทของลวดและแท่งสแตนเลสที่ไม่เคลือบผิวซึ่งใช้เป็นวัสดุเชื่อม ในขณะที่ AWS A5.4/A5.4M ใช้ได้กับลวดเชื่อมเคลือบสำหรับงานเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิม ควรแยกแยะความแตกต่างของรหัสลวดเชื่อม เช่น ER308L หรือ ER316L จากรหัสของวัสดุพื้นฐานและมาตรฐานผลิตภัณฑ์เหล็ก
เอ็นเอซี เป็นชื่อเรียกทางประวัติศาสตร์ขององค์กรที่เกี่ยวข้องกับการป้องกันการกัดกร่อน ปัจจุบันความสำเร็จขององค์กรนี้ยังคงดำเนินต่อไปภายใต้กรอบของ AMPP (สมาคมเพื่อการปกป้องและประสิทธิภาพวัสดุ)ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซนั้น เรื่องนี้มีความสำคัญเป็นพิเศษ NACE MR0175 / ISO 15156ซึ่งเกี่ยวข้องกับการคัดเลือกและคุณสมบัติของวัสดุที่ใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂O)2ส.) การปฏิบัติตามข้อกำหนดขึ้นอยู่กับขอบเขตการใช้งานที่เหมาะสม สภาพแวดล้อม เกรด สภาพของวัสดุ และข้อกำหนดเฉพาะ ไม่ได้พิจารณาจากชื่อของเหล็กเพียงอย่างเดียว
การกำหนดครอบครัว MIL ปรากฏอยู่ในเอกสารทางทหารของสหรัฐฯ รวมถึงข้อกำหนดการจัดซื้อจัดจ้างสำหรับวัสดุ กระบวนการ คุณภาพ และการตรวจสอบ ในบรรดาเอกสารอื่นๆ MIL-STD oraz MIL-DTLระบบการกำหนดเกรดเหล็กเหล่านี้ไม่ได้เป็นระบบมาตรฐานสากลเพียงระบบเดียว ขอบเขตควรได้รับการกำหนดตามข้อกำหนดเฉพาะ การออกเอกสาร และการใช้งาน
ANSI (สถาบันมาตรฐานแห่งชาติอเมริกัน) มีบทบาทในการประสานงานและรับรองในระบบมาตรฐานของอเมริกา โดยให้การรับรององค์กรพัฒนามาตรฐาน และเอกสารเฉพาะบางฉบับสามารถได้รับสถานะเป็นมาตรฐานแห่งชาติของอเมริกาได้ ANSI ไม่เทียบเท่ากับ AISI หรือ UNS และไม่ได้เป็นแคตตาล็อกเกรดเหล็กที่สมบูรณ์ในตัวเอง ดังนั้น การกำหนดมาตรฐาน ANSI ที่ปรากฏร่วมกับมาตรฐานใดมาตรฐานหนึ่ง จึงยังไม่ได้ระบุว่าควรจัดหาวัสดุชนิดใด
ตัวอย่าง: วิธีอ่านเครื่องหมายบนธนบัตรของอเมริกาและยุโรป?
| สิ่ง | ชื่อเรียกที่ใช้ในสหรัฐอเมริกา | รหัส UNS | การกำหนด EN ที่เกี่ยวข้อง | ตัวอย่างมาตรฐานผลิตภัณฑ์ |
|---|
| เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติก | AISI 304 | S30400 | 1.4301 / X5CrNi18-10 | ASTM A240 – แผ่นโลหะ |
| เหล็กกล้าไร้สนิมโมลิบเดนัม | AISI 316 | S31600 | 1.4401 / X5CrNiMo17-12-2 | ASTM A276 – แท่ง |
| เหล็กโครงสร้าง Cr-Mo | SAE 4140 | G41400 | 42CrMo4 / 1.7225 – เกรดใกล้เคียงกัน จำเป็นต้องเปรียบเทียบกัน | ASTM A29/A29M – แท่ง |
| เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ 2205 | Duplex 2205 | S32205 | 1.4462 / X2CrNiMoN22-5-3 | ASTM A240 – แผ่น |
หมายเหตุ: รายชื่อชื่อทางการค้า ชื่อเรียกตามมาตรฐานอเมริกันและยุโรป ใช้เพื่อระบุวัสดุ แต่ไม่ได้ยืนยันว่าสามารถใช้ทดแทนกันได้อย่างสมบูรณ์โดยอัตโนมัติ ก่อนที่จะใช้วัสดุเกรดใดเกรดหนึ่งแทนกัน ควรเปรียบเทียบข้อจำกัดขององค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติที่ต้องการ สภาพการส่งมอบ อุณหภูมิในการใช้งาน และเอกสารรับรองการยอมรับ
จะระบุเหล็กกล้าจากสหรัฐอเมริกาในเอกสารขอเสนอราคาอย่างถูกต้องได้อย่างไร?
ในการสอบถามข้อมูลวัสดุอย่างเป็นทางการ ควรระบุข้อมูลต่อไปนี้:
- เกรดของเหล็กหรือโลหะผสมเช่น 316L, SAE 4140 หรือ UNS S32205;
- มาตรฐานผลิตภัณฑ์ฉบับเต็มและการออกเอกสารเช่น ข้อกำหนด ASTM หรือ ASME ที่เหมาะสม
- รูปทรงและมิติ - แท่ง แผ่น ท่อ ผลิตภัณฑ์ขึ้นรูป หรือผลิตภัณฑ์อื่นๆ
- เงื่อนไขการส่งมอบและการอบชุบด้วยความร้อนหากเกี่ยวข้อง
- ข้อกำหนดทางกล การทดสอบ และเอกสารการยอมรับ เป็นผลมาจากโครงการ;
- สภาพแวดล้อมการทำงานและข้อกำหนดเพิ่มเติมเช่น ในเรื่องอุณหภูมิ การกัดกร่อน การเชื่อม หรืออุปกรณ์รับแรงดัน
การจัดทำแบบสอบถามในลักษณะนี้จะช่วยหลีกเลี่ยงความเข้าใจผิดที่เกิดจากการใช้เพียงสัญลักษณ์ AISI, SAE หรือ UNS โดยไม่กล่าวถึงข้อกำหนดทางเทคนิค
คำถามที่พบบ่อย – FAQ
ASTM และ AISI เหมือนกันหรือไม่?
ไม่ ASTM เผยแพร่มาตรฐานและข้อกำหนดทางเทคนิค ซึ่งมักเกี่ยวข้องกับรูปแบบผลิตภัณฑ์เฉพาะ ในขณะที่ AISI เป็นแหล่งที่มาหลักของการกำหนดเกรดที่ใช้กันทั่วไปในอดีต เช่น 304 หรือ 316
หมายเลข UNS เพียงอย่างเดียวเพียงพอสำหรับการสั่งซื้อวัสดุหรือไม่?
โดยทั่วไปแล้วไม่ใช่ มาตรฐาน UNS ระบุเฉพาะโลหะหรือโลหะผสม แต่ไม่ได้กำหนดประเภทผลิตภัณฑ์ สภาพการส่งมอบ ค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ หรือการทดสอบที่จำเป็น
มาตรฐาน ASTM A240 และ ASME SA-240 หมายถึงสิ่งเดียวกันหรือไม่?
ชิ้นส่วนเหล่านี้มีความเกี่ยวข้องกัน แต่สำหรับการใช้งานที่อยู่ภายใต้มาตรฐาน ASME Code ควรศึกษาข้อกำหนดที่ใช้ในฉบับที่เกี่ยวข้องของ Code และข้อกำหนดเพิ่มเติมที่ระบุไว้ ไม่ควรสันนิษฐานว่าสามารถใช้แทนกันได้อย่างสมบูรณ์โดยอาศัยเพียงแค่หมายเลขที่คล้ายคลึงกันเท่านั้น
เหล็กกล้า AISI 316 เทียบเท่ากับเหล็กกล้า 1.4401 หรือไม่?
โดยทั่วไปแล้ว การกำหนดชื่อเหล่านี้มักหมายถึงเหล็กกล้าออสเทนิติกเกรดที่คล้ายคลึงกันมาก อย่างไรก็ตาม การยืนยันความเป็นไปได้ในการใช้ทดแทนกันได้นั้น จำเป็นต้องตรวจสอบข้อกำหนดของมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง องค์ประกอบทางเคมี และสภาวะการใช้งาน
ระบบใดสำคัญที่สุดเมื่อซื้อเหล็ก?
ไม่มีระบบใดระบบหนึ่งที่เหมาะสมกับทุกกรณี เกรดจะระบุวัสดุ และมาตรฐานผลิตภัณฑ์จะกำหนดข้อกำหนดในการส่งมอบ ASME อาจเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์รับแรงดัน API สำหรับระบบส่งกำลัง AWS สำหรับงานเชื่อม และข้อกำหนด NACE/AMPP สำหรับการสัมผัสกับไฮโดรเจนซัลไฟด์
ระบบการทำเครื่องหมายและมาตรฐานผลิตภัณฑ์
ระบบมาตรฐานวัสดุของอเมริกาครอบคลุมกว้างขวาง ครอบคลุมผลิตภัณฑ์หลากหลายประเภทและความต้องการของอุตสาหกรรมจำนวนมากAISI และ SAEช่วยระบุเกรดเหล็กUNSจัดระเบียบการตั้งชื่อโลหะและโลหะผสมASTMกำหนดข้อกำหนดด้านวัสดุและการทดสอบ และASME, AMS, API, AWS และ AMPPให้ข้อกำหนดเฉพาะสำหรับการใช้งานแต่ละประเภท การเลือกใช้เหล็กควรพิจารณาจากข้อกำหนดทั้งหมด ไม่ใช่แค่ตัวย่อของเกรดเท่านั้น