کاربرد فولاد mo40 و مقایسه با فولاد ck45

پیشرفت تکنولوژی به ما اجازه داده است که بتوانیم در زمینه تولید فلزات شاهد تحول چشمگیری باشیم. امروزه انواع مختلف فولاد برای کاربردهای گوناگون به صورت تخصصی تولید و وارد بازار می‌ شود. هر کدام از این محصولات مزایا و معایب خاص خود را دارند که باعث‌ می‌ شود استفاده از آنها در شرایط خاص برای ما امکان پذیر باشد. فولاد‌های MO40 و CK45 دو نمونه از محصولات پرکاربرد در بازار هستند که بهتر است افراد فعال در عرصه‌ های مختلف با آنها آشنا شوند. در ادامه این مطلب از سایت فولاد پایتخت قصد داریم با معرفی کاربرد فولاد MO40 و مقایسه با فولاد CK45، شما را با این دو محصول بیشتر آشنا کنیم.

 

فولاد آلیاژی

آشنایی با فولاد MO40

فولاد MO40 یکی از انواع فولاد کم آلیاژ‌ است که در ترکیبات آن از کروم و مولیبدن استفاده شده است. در شرایطی که نیاز به محصولاتی با مقاومت بالا در برابر حرارت و ضربه داریم، می‌ توانیم سراغ استفاده از این محصولات برویم. به عنوان مثال چرخدنده‌ ها همواره در معرض حرارت و ضربه هستند، از همین رو به‌ کارگیری فولاد MO40 برای تولید آنها‌ می‌ تواند گزینه خوبی باشد. استاندارد مورد استفاده برای تولید این محصولات، استاندارد SAE 4140 آمریکا است. این محصولات که به عنوان یکی از انواع فولادهای کم کربن شناخته می‌ شوند، سختی بسیار بالا و استحکام کششی مناسبی دارند که باعث افزایش استفاده از آنها در صنایع مختلف شده است.

بررسی ویژگی‌ های فولاد MO40

در ترکیبات این نمونه از فولاد به میزان یک درصد از کروم استفاده شده است. میزان استفاده از کروم در صنایع فولاد سازی بسیار پایین‌تر از سایر عناصر معمول است و از همین رو این محصولات به عنوان نمونه خاصی از فولاد شناخته‌ می‌ شوند. از طرفی به کارگیری عناصر مولیبدن در کنار کروم باعث شده تا مقاومت این محصولات در برابر سایش و ضربه به شکل قابل توجهی افزایش یابد.

آزمایش‌ های انجام شده بر روی فولاد MO40 نشان دهنده این است که به کارگیری عناصر مولیبدن و کروم به صورت همزمان در این محصولات باعث بهبود خاصیت چقرمگی فولاد شده و مقاومت آن را در برابر خزش افزایش داده است. در کنار این موارد مقاومت بالای این نمونه از فولاد در برابر حرارت را نمی‌ توان نادیده گرفت. این نمونه از فولاد مقاومتی در حد ۵۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد در برابر حرارت از خود نشان‌ می‌ دهد.

مزایای فولاد MO40

تا اینجای کار برخی از مزایای ابتدایی این محصولات را با هم مورد بررسی قرار دادیم، اما برای آشنایی بهتر با آنها باید نسبت به سایر مزایای این نمونه از فولاد آگاهی داشته باشید.

همچنین بخوانید: فولاد نسوز یا مقاوم به حرارت

فرم پذیری بسیار خوب و امکان جوشکاری عالی: بعد از انجام عملیات جوشکاری یا فرم دهی، این نمونه از فولاد و عوامل بسیار خوبی که دارد و وجود کروم در آن باعث شده تا دارای خاصیت ضد زنگ نیز باشد. به همین دلیل از فولاد MO40 برای تولید شاتون‌ ها، هواپیما و غلطک‌ های بکار رفته در صنایع فولادسازی استفاده‌ می‌ کنند.
وجود فلز نیکل در ترکیب آلیاژ: وجود عنصر نیکل در ترکیبات آلیاژی این محصول باعث افزایش سختی و چقرمگی آن شده که اجازه‌ می‌ دهد از آن به عنوان فولاد ابزار کاری استفاده کنیم.
کاهش تردی یا شکنندگی: وجود مقادیر بسیار پایین نیکل در این محصولات باعث شده تا مقاومت خمشی این محصولات افزایش زیادی داشته باشد و در برابر شکستن مقاومت خوبی از خود نشان دهد.

آشنایی با عملیات حرارتی فولاد MO40

بسته به نوع کاربرد مورد نظر ما، فولاد MO40 را تحت عملیات حرارتی گوناگونی قرار‌ می‌ دهند. استفاده از عملیات حرارتی باعث‌ می‌ شود تا ویژگی‌ های فیزیکی فولاد برای کاربرد مورد نظر ما بهینه شوند. همچنین در بسیاری از موارد برای کاربردهای خاص نیاز به ویژگی‌ های مخصوصی داریم و به همین دلیل باید سراغ عملیات حرارتی برویم.
از سوی دیگر در شرایطی که قصد جوشکاری روی این نمونه از فولاد را داریم، باید به یاد داشته باشیم که بعد از انجام جوشکاری حتماً باید عملیات حرارتی مناسب را انجام دهیم. چرا که انجام ندادن این کار باعث افت ویژگی‌ های مثبت فیزیکی این محصول برای ما خواهد شد. در بخش‌ های بعدی انواع عملیات حرارتی که برای فولاد MO40 انجام می‌ شوند را با هم مورد بررسی بیشتر قرار خواهیم داد.

همچنین بخوانید: آشنایی با فولاد 1.7225

عملیات حرارتی سخت کاری فولاد MO40

در این روش سرد کاری ابتدا فولاد را تا دمای ۸۴۰ الی ۸۷۵ درجه سانتیگراد گرم‌ می‌ کنند. در مراحل بعدی به فاصله زمانی ۱۰ تا ۱۵ دقیقه ۲۵ میلیمتر از حجم فولاد مورد نظر را درون آب قرار‌ می‌ دهند. در مرحله بعدی نیز با استفاده از پلیمر، آب یا روغن فولاد را خنک‌ می‌ کنند. می‌ بینیم که روند سرد کردن فولاد با این روش عملیات حرارتی، سرعت بیشتری دارد و همین باعث می‌ شود فازهای متفاوتی در قطعه برای ما ایجاد شود. این روش را می‌ توان برای انواع قطعات فولادی مانند ورق و میلگرد استفاده کرد.

عملیات حرارتی روکش کاری سخت فولاد MO40

این روش که در سال ۱۹۲۱ اختراع شده به این صورت است که با استفاده از نوعی جوشکاری خاص سطح قطعه مورد نظر ما را می‌ پوشانند. بعد از اتمام این روش خواهیم دید که یک لایه ضخیم بر روی قطعه فولادی تشکیل شده که باعث افزایش مقاومت سطحی آن در برابر عوامل خارجی خواهد شد. این روش معمولاً در شرایطی مورد استفاده قرار می‌ گیرد که قصد تولید فولاد با ویژگی‌ های فیزیکی خاص را داریم.

عملیات حرارتی تمپر کردن فولاد MO40

در این روش از عملیات حرارتی ابتدا قطعه را در دمای ۵۵۰ تا ۷۰۰ درجه سانتیگراد قرار می‌ دهند. در مرحله بعدی نوبت به سرد کردن قطعه‌ می‌ رسد که باید به مرور زمان و در هر ۱ ساعت ۲۵ میلیمتر از فولاد MO40 را درون آب قرار دهید تا سرد شود.
همچنین در مراحل بعدی برای خنک کردن نهایی آن را در معرض هوا قرار می‌ دهند. سرعت خنک شدن قطعات فولادی در این روش از روش سخت کاری فولاد پایین‌ تر است؛ از همین رو فاز‌های متفاوتی را در قطعه فولادی ما ایجاد خواهد کرد.

عملیات حرارتی نرمالیزه کردن فولاد MO40

برای انجام این روش عملیات حرارتی روی فولاد، باید دمای قطعه مورد نظر را به ۷۸۰ تا ۹۰۰ درجه سانتیگراد برسانید. بعد از آنکه دمای تمام سطح قطعه به صورت یکسان افزایش پیدا کرد، نوبت به خنک کردن آن‌ می‌ رسد. برای خنک کاری در این روش عملیات حرارتی ابتدا قطعات را برای مدت ۱۵ تا ۲۰ دقیقه درون آب قرار‌ می‌ دهند. همچنین برای خنک سازی نهایی آن را در معرض هوا قرار داده و صبر می‌ کنند تا قطعه به دمای نرمال برسد.

عملیات حرارتی آنیل کاری فولاد MO40

روند انجام این نمونه از عملیات حرارتی به این صورت است که ابتدا قطعه فولادی مورد نظر خود را در دمای ۸۰۰ تا ۸۵۰ درجه قرار می‌ دهیم. زمانی که دما به تمامی بخش‌ های بیرونی و درونی فولاد رسید، باید برای مدت مشخصی صبر کنیم و فولاد را در همین دمای بالا نگه داریم. بعد از آن نوبت به خنک سازی‌ می‌ رسد که روند کار به صورت بسیار آهسته و درون کوره انجام خواهد شد.

آشنایی با کاربردهای فولاد MO40

انواع مختلف فولاد MO40 را در اشکال و سطح مقطع‌ های گوناگون تولید و به بازار عرضه‌ می‌ کنند. هر کدام از این محصولات بسته به ویژگی های خاص خود در شرایط مختلفی کاربرد دارند که در ادامه برخی از مهمترین آنها را با هم مورد بررسی قرار خواهیم داد.

  • تولید قطعات که درون دستگاه‌ ها و یا تجهیزات تحت فشار کار‌ می‌ کنند.
  • میل لنگ وسایل نقلیه
  • اتصال میل گاردن
  • شفت در موتورهای الکتریکی و سایر تجهیزات مشابه
  • سازه اصلی هواپیما
  • انژکتورها
  • چرخدنده‌ های به کار رفته در تجهیزات صنعتی گوناگون
  • پیچ هایی با مقاومت بالا
  • قطعات به کار رفته در ماشین ابزار که نیاز به مقاومت بالایی در برابر سایش دارند.
  • چرخ‌ های جرثقیل: چرا که این قسمت‌ ها در بسیاری از موارد در معرض سایش قرار خواهند گرفت.
  • ساخت قطعات مختلف به کار رفته در صنایع ماشین سازی و خودروسازی

بررسی ترکیب شیمیایی فولاد MO40

عناصر به کار رفته در آلیاژ فولاد MO40، تاثیر زیادی روی عملکرد نهایی این محصولات خواهند داشت. از همین رو در ادامه ترکیبات شیمیایی این محصولات را با هم بررسی خواهیم کرد.

  • نیکل ۰.۲۵ درصد
  • مولیبدن ۰.۱۵ تا ۰.۲۵ درصد
  • کروم ۰.۸ تا ۱.۱ درصد
  • گوگرد ۰.۰۴ درصد
  • فسفر ۰.۰۳ درصد
  • منگنز ۰.۷۵ تا یک درصد
  • سیلیکون ۰.۱۵ تا ۰.۳۵ درصد
  • کربن ۰.۳۸ تا ۰.۴۳ درصد

هر کدام از این عناصر در ترکیبات فولاد MO40 نقش مهمی دارند. به عنوان مثال عنصر مولبیدن باعث افزایش مقاومت حرارتی و کششی فولاد‌ می‌ شود. وجود عنصر منگنز نیز قابلیت برشکاری را به ورق‌ های فولادی‌ می‌ بخشد و از سوی دیگر استفاده از سیلیسیم افزایش مقاومت در برابر زنگ زدگی را در پی خواهد داشت.

بررسی تفاوت فولاد MO40 و CK45

یکی دیگر از انواع پر کاربرد فولاد در بازار، فولاد CK45 است. از آن جایی که در ترکیبات آلیاژ این فولاد از کروم استفاده نشده، مقاومت آنها در برابر زنگ زدگی و خوردگی پایین‌تر است. اما نباید فراموش کرد که قیمت به صرفه آنها باعث شده تا در شرایط مختلف مورد استفاده قرار گیرند. عناصر به کار رفته در درون آلیاژ این فولاد عبارتند از: «نیکل، ‏مولیبدن، کروم، گوگرد، فسفر، منگنز، سیلیسیم و کربن».

تفاوت اصلی فولاد CK45 با فولاد MO40 در ترکیبات شیمیایی به کار رفته در آلیاژ آنهاست. این ترکیبات باعث شده تا فولاد CK45 دارای سختی بیشتری باشد. البته نباید این نکته مهم را فراموش کرد که این دو محصول تا حد زیادی به یکدیگر شباهت دارند و از طرفی عملیات حرارتی به کار رفته در آنها نیز یکسان خواهد بود.

سوالات متداول

فولاد MO40 چه ویژگی‌ هایی دارد؟

مقاومت سطحی، مقاومت کششی مقاومت در برابر حرارت و زنگ زدگی از ویژگی‌ های اصلی این محصولات هستند.

فولاد CK45 چه ویژگی‌هایی دارد؟

ویژگی‌ های فیزیکی این محصولات تا حد زیادی به فولاد MO40 شبیه است، با این تفاوت که میزان سختی آنها بیشتر و قدرت مقاومت در برابر اکسید شدن آنها کمتر می‌ باشد.

فولاد MO40 در چه مواردی کاربرد دارد؟

این نمونه از فولاد برای تولید شاتون، سازه هواپیما، قطعات لوازم نقلیه گوناگون، تجهیزات صنعتی، چرخدنده‌ ها و… مورد استفاده قرار می‌ گیرند.

آیا انجام عملیات حرارتی روی فولاد MO40 ضروری است؟

بله، چرا که انجام این دسته از عملیات باعث بهبود خواص فیزیکی محصولات فولادی خواهد شد و ویژگی‌ های مناسبی به آنها خواهد داد.

فولاد MO40 با فولاد CK45 چه تفاوتی دارد؟

عمده تفاوت این دو محصول، به دلیل وجود ترکیبات آلیاژی مختلف است. به این صورت که در فولاد MO40 از مقادیری کروم استفاده شده و مقدار کمتری از نیکل در آن دیده می‌ شود. اما فولاد CK45 دارای مقادیر نیکل بیشتری است. همین موضوع باعث بوجود آمدن تفاوت زیادی بین این دو نوع فولاد می‌ شود.