فولاد کربن استیل
فولاد کربن استیل نوعی آلیاژ آهن است که عمدتاً از آهن و کربن تشکیل شده و بسته به میزان کربن، خواص مکانیکی آن تغییر می‌کند.
این فولاد معمولاً بین 0.05 تا 2.1 درصد وزنی کربن دارد و ممکن است. شامل مقادیر کمی از عناصر دیگر مانند منگنز، سیلیسیم، فسفر و گوگرد باشد. با افزایش درصد کربن، سختی و مقاومت کششی فولاد افزایش می‌یابد، اما شکل‌پذیری و قابلیت جوشکاری آن کاهش پیدا می‌کند. فولاد کربنی به‌دلیل قابلیت ماشین‌کاری، جوشکاری، و قیمت مناسب، در صنایع ساختمانی، خودروسازی، ابزارسازی، و لوله‌کشی کاربرد گسترده‌ای دارد.
از نظر تاریخی، فولاد کربنی قدمتی چند هزار ساله دارد. نخستین نمونه‌های آن به‌طور تصادفی توسط آهنگران باستانی ساخته شد؛ آن‌ها هنگام ذوب سنگ آهن برای ساخت شمشیر. از زغال سنگ استفاده می‌کردند که باعث ورود مقادیر کمی کربن به آهن مذاب می‌شد و در نتیجه آلیاژی جدید با خواص بهتر به‌دست می‌آمد. نمونه‌هایی از فولاد کربنی در شمشیرهای دمشق و ژاپنی در حدود سال ۵۰۰ میلادی دیده شده‌اند. که به‌دلیل لبه‌های تیز و مقاومت بالا، بسیار ارزشمند بودند. با پیشرفت متالورژی در قرون وسطی و به‌ویژه با توسعه فرآیند بسمر در قرن ۱۹، تولید فولاد کربنی به‌صورت صنعتی و گسترده ممکن شد. و نقش مهمی در انقلاب صنعتی ایفا کرد.
🧪 ترکیب و ساختار
فولاد کربنی عمدتاً از آهن و کربن تشکیل شده، بدون یا با مقدار بسیار کم عناصر آلیاژی دیگر مثل کروم، نیکل یا مولیبدن.
| نوع فولاد کربنی | درصد کربن تقریبی | ویژگی‌ها |
| کم‌کربن (Mild Steel) | 0.05% – 0.25% | نرم، شکل‌پذیر، مناسب جوشکاری |
| متوسط‌کربن | 0.25% – 0.60% | سخت‌تر، مقاوم‌تر، مناسب قطعات مکانیکی |
| پرکربن | 0.60% – 1.25% | بسیار سخت، شکننده‌تر، مناسب ابزارآلات |
⚙️ خواص مکانیکی
- استحکام کششی: با افزایش کربن، استحکام بالا می‌رود.
- سختی: فولاد پرکربن بسیار سخت است، اما شکنندگی هم بیشتر می‌شود.
- قابلیت جوشکاری: فولاد کم‌کربن بهترین عملکرد را دارد.
- ماشین‌کاری: فولاد متوسط‌کربن تعادل خوبی دارد.
🏭 کاربردها
- فولاد کم‌کربن: بدنه خودرو، لوله‌کشی، سازه‌های ساختمانی
- فولاد متوسط‌کربن: شفت‌ها، چرخ‌دنده‌ها، قطعات ماشین‌آلات
- فولاد پرکربن: تیغه‌ها، فنرها، ابزارهای برش
🆚 تفاوت با فولاد آلیاژی
| ویژگی | فولاد کربنی | فولاد آلیاژی |
| عناصر آلیاژی | ندارد یا بسیار کم | دارد (کروم، نیکل، مولیبدن…) |
| مقاومت به خوردگی | پایین | بالا (بسته به آلیاژ) |
| قیمت | ارزان‌تر | گران‌تر |
| قابلیت حرارتی | محدود | قابل تنظیم با آلیاژها |
📘 مقایسه کلی استانداردها
| استاندارد | نوع فولاد | کاربرد اصلی | خواص مکانیکی | قابلیت جوشکاری |
| ASTM A36 | فولاد سازه‌ای کم‌کربن | سازه‌های فلزی، پل‌ها، ساختمان‌ها | استحکام کششی ~400–550 MPa، شکل‌پذیر | عالی |
| ASTM A106 | لوله فولادی بدون درز برای دماهای بالا | خطوط لوله بخار، نفت، گاز | استحکام کششی ~415–485 MPa، مقاوم به دما | خوب |
| DIN St37 (1.0037) | فولاد عمومی سازه‌ای | قطعات ساختمانی، ماشین‌آلات سبک | استحکام کششی ~360–510 MPa، انعطاف‌پذیر | عالی |
🔍 جزئیات فنی و تفاوت‌ها
✅ASTM A36
- ترکیب شیمیایی: ~0.26% کربن، مقدار کمی منگنز، فسفر، گوگرد
- ویژگی‌ها: شکل‌پذیر، مناسب برای جوشکاری و ماشین‌کاری
- مناسب برای: سازه‌های فلزی، صفحات، تیرها، ستون‌ها
✅ ASTM A106 (Grade B رایج‌ترین)
- ترکیب شیمیایی: ~0.30% کربن، منگنز بالا، فسفر و گوگرد کنترل‌شده
- ویژگی‌ها: مقاوم در برابر دمای بالا، مناسب برای فشار بالا
- مناسب برای: لوله‌کشی صنعتی، نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌ها
✅DIN St37
- ترکیب شیمیایی: ~0.17% کربن، منگنز پایین
- ویژگی‌ها: نرم‌تر از A36، انعطاف‌پذیرتر، اما با استحکام کمتر
- مناسب برای: قطعات سبک، سازه‌های عمومی، ماشین‌آلات ساده
🧠 نکات انتخابی برای پروژه‌ها
- اگر دنبال سازه‌ای ارزان و قابل جوشکاری هستی → ASTM A36 یا DIN St37
- اگر پروژه‌ات شامل دما یا فشار بالا هست → ASTM A106
- اگر انعطاف‌پذیری و شکل‌پذیری برات مهم‌تره → DIN St37 بهتر از A36 در این زمینه عمل می‌کنه
🌍 جدول معادل‌سازی فولادهای کربنی رایج
| استاندارد اصلی | معادل در EN | معادل در JIS | معادل در ISIRI | معادل در چین (GB) | توضیحات |
| ASTM A36 | S235JR (EN 10025-2) | SS400 (JIS G3101) | St37 (ISIRI 3762) | Q235B | فولاد سازه‌ای عمومی، جوش‌پذیر، شکل‌پذیر |
| ASTM A106 Grade B | P235GH یا P265GH (EN 10216-2) | STPG370 یا STPG410 (JIS G3454) | St45.8 یا St35.8 (ISIRI 3360) | 10# یا 20# | لوله بدون درز برای دما و فشار بالا |
| DIN St37-2 | S235JR | SS400 | ASt37 | Q235A/B | فولاد نرم سازه‌ای، مناسب برای جوشکاری |
| DIN St52-3 | S355JR | SM490A | St52 | Q345B | فولاد با استحکام بالاتر، مناسب برای سازه‌های سنگین |
📌 نکات مهم در استفاده از جدول
- تطابق کامل نیست: این معادل‌ها از نظر خواص مکانیکی و ترکیب شیمیایی بسیار نزدیک‌اند. ولی همیشه باید با برگه مشخصات فنی (Mill Test Certificate) بررسی نهایی بشه.
- استاندارد ISIRI معمولاً از DIN یا EN اقتباس شده، پس معادل‌های DIN برای پروژه‌های داخل ایران قابل استفاده هستن.
- JIS در پروژه‌های آسیایی و خودروسازی کاربرد زیادی داره، مخصوصاً SS400 و STPG410.
🔍 جدول معادل‌سازی + خواص فنی فولادهای کربنی
| استاندارد اصلی | معادل EN | معادل JIS | معادل ISIRI | ترکیب شیمیایی تقریبی (%) | خواص مکانیکی | |
| ASTM A36 | S235JR | SS400 | St37 | C: ≤0.26, Mn: ≤1.20, P: ≤0.04, S: ≤0.05 | σy: ≥250 MPa, σu: 400–550 MPa, ε: ≥20% | |
| ASTM A106 Gr.B | P235GH / P265GH | STPG370 / STPG410 | St45.8 / St35.8 | C: ≤0.30, Mn: 0.29–1.06, P: ≤0.035, S: ≤0.035 | σy: ≥240 MPa, σu: 415–485 MPa | |
| DIN St37-2 | S235JR | SS400 | ASt37 | C: ≤0.17, Mn: ≤1.40, P: ≤0.045, S: ≤0.045 | σy: ~235 MPa, σu: ~360–510 MPa | |
| DIN St52-3 | S355JR | SM490A | St52 | C: ≤0.22, Mn: ≤1.60, P: ≤0.04, S: ≤0.04 | σy: ~355 MPa, σu: ~490–630 MPa |
📌 نکات تکمیلی
- σy: تنش تسلیم (Yield Strength)
- σu: مقاومت کششی نهایی (Ultimate Tensile Strength)
- ε: درصد ازدیاد طول (Elongation)
🧱 انواع مقاطع فولاد کربن استیل
فولاد کربنی در قالب‌های مختلف تولید می‌شه، بسته به کاربرد صنعتی، سازه‌ای یا مکانیکی:
| نوع مقطع | توضیح کاربردی | استانداردهای رایج |
| ورق (Sheet/Plate) | ساخت قطعات، مخازن، ماشین‌آلات | ASTM A36, DIN St37, JIS SS400 |
| میلگرد (Rebar/Round Bar) | تقویت بتن، سازه‌های بتنی | ASTM A615, DIN 488 |
| ناودانی (Channel) | سازه‌های فلزی، قاب‌ها | DIN 1026, JIS G3192 |
| نبشی (Angle) | اتصالات سازه‌ای، قاب‌ها | DIN 1028, JIS G3192 |
| تیرآهن (I-Beam/H-Beam) | سازه‌های سنگین، پل‌ها | ASTM A992, DIN 1025 |
| لوله (Pipe/Tube) | انتقال سیالات، فشار بالا | ASTM A106, API 5L, DIN 2448 |
| پروفیل (Box/Rectangular Tube) | سازه‌های سبک، درب و پنجره | EN 10219, JIS G3466 |
🏭 تولیدکنندگان فولاد کربنی در ایران
ایران یکی از ۱۰ تولیدکننده بزرگ فولاد دنیاست، با ظرفیت بیش از ۳۰ میلیون تن در سال. برخی تولیدکنندگان معتبر:
| نام شرکت | موقعیت | محصولات اصلی | ویژگی‌ها |
| فولاد مبارکه | اصفهان | ورق گرم، سرد، گالوانیزه | بزرگ‌ترین تولیدکننده فولاد تخت در خاورمیانه |
| فولاد خوزستان (KSC) | اهواز | شمش، اسلب، مقاطع ساختمانی | تولید St37-2 و SS400 با کیفیت بالا |
| ذوب‌آهن اصفهان | اصفهان | تیرآهن، میلگرد، نبشی | قدیمی‌ترین تولیدکننده مقاطع سنگین |
| Nasr Steel | تبریز | نبشی، ناودانی، تیرآهن | تولید با تجهیزات آلمانی-ایتالیایی، صادرات‌محور |
| Iran Alloy Steel Co. | یزد | فولاد آلیاژی، میلگرد، ورق | پیشرفته‌ترین تولیدکننده فولاد آلیاژی در منطقه |
| West Alborz Steel Co. | تهران | بیلت، مقاطع ساختمانی | تمرکز بر تولید پایدار و بازیافت فولاد |
🌐 تولیدکنندگان جهانی معتبر
| نام شرکت | کشور | محصولات شاخص | توضیح |
| ArcelorMittal | لوکزامبورگ | همه انواع فولاد | بزرگ‌ترین تولیدکننده فولاد جهان |
| Nippon Steel | ژاپن | ورق، لوله، فولاد آلیاژی | پیشرو در فولادهای دقیق و صنعتی |
| Baosteel | چین | ورق، لوله، مقاطع سنگین | تولیدکننده اصلی Q235 و Q345 |
| Tata Steel | هند | فولاد ساختمانی و صنعتی | صادرکننده به اروپا و آسیا |
| POSCO | کره جنوبی | فولاد ضدزنگ، کربنی | کیفیت بالا و فناوری پیشرفته |
⚛️ خواص شیمیایی فولاد کربن استیل
فولاد کربنی معمولاً شامل عناصر زیر است:
| عنصر | درصد تقریبی | نقش در خواص |
| Fe (آهن) | 97.5–99% | پایه ساختار فلزی |
| C (کربن) | 0.06–1.5% | افزایش سختی و مقاومت کششی |
| Mn (منگنز) | ≤1.65% | بهبود سختی و مقاومت به ضربه |
| Si (سیلیسیم) | ≤0.6% | افزایش استحکام و کاهش شکنندگی |
| P (فسفر) | ≤0.04% | افزایش مقاومت به خوردگی (در حد کم) |
| S (گوگرد) | ≤0.05% | بهبود ماشین‌کاری، ولی کاهش چقرمگی |
| Cu (مس) | ~0.2% (در برخی گریدها) | افزایش مقاومت به خوردگی جوی |
فولادهای کربنی به چهار دسته تقسیم می‌شن:
- Dead Mild Steel: تا 0.15% کربن
- Low Carbon (Mild Steel): 0.15–0.45%
- Medium Carbon: 0.45–0.8%
- High Carbon: 0.8–1.5%
🔬 خواص فیزیکی فولاد کربن استیل
| ویژگی | مقدار | توضیح |
| چگالی | 7.85 g/cm³ | سنگین‌تر از آلومینیوم و مس |
| نقطه ذوب | ~1510°C | مناسب برای کاربردهای دمای بالا |
| ضریب انبساط حرارتی | 11.1 µm/m·°C | نسبتاً پایدار در برابر تغییر دما |
| رسانایی حرارتی | ~50 W/m·K | کمتر از مس، بیشتر از فولاد ضدزنگ |
| مغناطیسی بودن | بله | خاصیت فرومغناطیسی دارد |
| رنگ | خاکستری فلزی | قابل پوشش‌دهی و رنگ‌آمیزی |
⚙️ خواص مکانیکی نمونه‌ای (مثل ASTM A36)
| ویژگی | مقدار | توضیح |
| تنش تسلیم (σy) | ≥250 MPa | شروع تغییر شکل دائمی |
| مقاومت کششی نهایی (σu) | 400–550 MPa | حداکثر تحمل قبل از شکست |
| سختی برینل | 119–159 HB | مناسب برای ماشین‌کاری |
| ازدیاد طول (ε) | ≥20% | شکل‌پذیری خوب |
ارتباط با ما
09122136675
02128423820
قیمت مناسب را از ما بخواهید
آدرس
تهران – جاده قدیم کرج – بعد از شیرپاستوریزه – مجتمع تجاری پارس امیر – پلاک 24/1
صفحات
ارتباط با ما در شبکه های اجتماعی
تمام حقوق مادی و معنوی این سایت متعلق به فولاد رسول دلاکان می باشد.
مطالعه بیشتر: سخت کاری فولاد-شیوه عملیات سخت کاری فولاد-فولاد آلیاژی-قیمت فولاد آلیاژی
مطالعه بیشتر: ورق هاردوکس 500-ورق ضدسایش هاردوکس-hardox 500-فولا هاردوکس 500
مطالعه بیشتر: انتخاب نوع فولاد بر اساس سختی، مقاومت به سایش، و قابلیت ماشین‌کاری
مطالعه بیشتر: فولاد 7362-قیمت فولاد 7362-فروش فولاد 7362-میلگرد 7362-تسمه 7362
مطالعه بیشتر: لوله بدون درز-فروش لوله بدون درز-قیمت لوله بدون درز-لوله مانیسمان-لوله فولادی
صادرات فولاد ساختمانی به کشورهای حوزه خلیج فارس افزایش یافته است.