در صنعت به طور گسترده از فولاد MO40 و فولاد CK45 استفاده میکنند؛ با این وجود ممکن است بسیاری از افراد با این متریالها آشنایی نداشته باشند؛ بنابراین مقایسه تفاوتهای این دو و تفاوتهای کاربردی که دارند به شما در شناخت بیشتر آنها کمک میکنند. در این مطلب این موضوع را با جزئیات بررسی میکنیم.
فولاد MO40 چیست؟
فولاد MO40 که در دسته فولادهای آلیاژی و عملیاتپذیر قرار دارد به دلیل ذوب و سربارهگیری کامل از کیفیت بالایی برخوردار است. این فولاد در استاندارد AISI آمریکا با کد 4140 شناخته میشود و همچنین در استاندارد پولدی با نام CM5 و در استاندارد ASSAB با شماره 709 معرفی شده است. فولاد MO40 مشابه با فولاد CK45 بوده که آلیاژی است که شامل مولیبدن و کروم بوده و به طور گسترده در ساخت تجهیزات صنعتی که تحت فشار، ضربه یا حرارت بالا قرار دارند کاربرد دارد. باید توجه داشت که این فولاد به دلیل مقدار کم کربن در گروه آلیاژهای کم کربن قرار میگیرد.
فولاد CK45 چیست؟
فولاد CK45 یکی از متداولترین و پرکاربردترین فولادهای موجود در بازار به شمار میرود و در دسته فولادهای با کربن متوسط قرار دارد. این فولاد همچنین به عنوان یکی از فولادهای آلیاژی مناسب برای عملیات حرارتی شناخته میشود. CK45 یک فولاد مهندسی با کاربری عمومی است که با قیمت مناسب، استحکام و سختی متوسطی را ارائه میدهد.
به همین دلیل معمولاً برای قطعاتی که نیاز به سخت شدن شعلهای یا القایی دارند به کار میرود. این فولاد با میزان کشش متوسط تولید میشود و معمولاً در شرایط نرمال یا پس از نورد گرم به بازار عرضه میشود. فولاد CK45 با مقاومت بالا در برابر سایش، استحکام مناسب و توانایی تحمل ضربه شناخته میشود.
مشخصات فیزیکی و مکانیکی فولاد MO40
فولاد MO40 دارای سختی حدود HB197 است و انرژی ضربهای بین 30 تا 35 ژول را تحمل میکند. این فولاد دارای تنش تسلیم در محدوده 650 تا 950 مگاپاسکال و استحکام کششی بین 900 تا 1300 مگاپاسکال میباشد. همچنین قابلیت افزایش طول آن بین 10 تا 12 درصد است.
توان بازدهی این فولاد حدود 415 مگاپاسکال بوده و نسبت پوآسون آن در محدوده 0.27 تا 0.33 قرار دارد. چگالی فولاد MO40 برابر 7.85 گرم بر سانتیمتر مکعب است و نقطه ذوب آن به 1416 درجه سانتیگراد میرسد. فولاد MO40 دارای قابلیت جوشکاری بسیار خوب، شکلپذیری عالی و همچنین توان کششی و مقاومت به سختی فوقالعاده بالایی است.
مشخصات فیزیکی و مکانیکی فولاد CK45
فولاد CK45 دارای چگالی 7.85 کیلوگرم بر سانتیمتر مکعب است و هدایت حرارتی آن 51.9 وات بر متر-کلوین میباشد. ضریب انبساط حرارتی این فولاد 11.2 میکرومتر بر متر در هر درجه سلسیوس است. استحکام کششی فولاد CK45 حدود 585 مگاپاسکال بوده و توان بازدهی آن به 450 مگاپاسکال میرسد.
فولاد CK45 دارای چگالی 7.85 کیلوگرم بر سانتیمتر مکعب است و هدایت حرارتی آن 51.9 وات بر متر-کلوین میباشد. ضریب انبساط حرارتی این فولاد 11.2 میکرومتر بر متر در هر درجه سلسیوس است. استحکام کششی فولاد CK45 حدود 585 مگاپاسکال بوده و توان بازدهی آن به 450 مگاپاسکال میرسد.
تفاوتهای کاربردی CK45 و MO40 و بررسی ساختارهای آنها
در خرید فولاد CK45 و MO40 باید به ویژگیهای ساختاری که دارند، میزان استحکام آنها، دمای فورجینگ و برخی موارد مهم دیگر دقت کنید. در این بخش از مقاله به شما در مورد هر یک از ویژگیها توضیح دادهایم.
تفاوت در ترکیب شیمیایی:
هر دو فولاد CK45 و MO40 در دسته فولادهای مناسب برای عملیات حرارتی قرار دارند. تفاوت اصلی آنها در ترکیب شیمیایی است. در فولاد CK45 مقادیر نیکل وجود دارد؛ اما فاقد کروم است که منجر به ضعف آن در برابر خوردگی و زنگزدگی میشود. در مقابل، فولاد MO40 دارای عنصر کروم است که مقاومت آن را در برابر خوردگی بهبود میدهد.
تفاوت در سختی و استحکام:
سختی فولاد CK45 حدود 207 برینل است؛ در حالی که سختی فولاد MO40 به 197 برینل میرسد. بنابراین، CK45 سختی بیشتری نسبت به MO40 دارد؛ با این حال دوام و مقاومت کلی MO40 در شرایط سخت صنعتی بهویژه به دلیل توان کششی و استحکام بیشتر بالاتر از CK45 است.
دمای فورجینگ:
این دو نوع فولاد از نظر دمای فورجینگ تفاوتی ندارند و هر دو فولاد CK45 و MO40 دمای فورجینگ مشابهی دارند و در دمای 850 تا 1050 درجه سانتیگراد حرارت داده میشوند. این ویژگی نشان میدهد که هر دو فولاد برای فرآیندهای حرارتی و فرمدهی مناسب هستند.
شکلپذیری و کاربرد صنعتی:
فولاد MO40 به دلیل ویژگیهای شکلپذیری بهتر نسبت به CK45 در مواردی که نیاز به تغییر شکل و انعطافپذیری بالاتری دارند مناسبتر است. این فولاد در صنایع سنگین مانند ساخت چرخدندههای بزرگ، محورهای خودرو و قطعات تحت فشار مانند شاتونها و غلتکها کاربرد دارد.
در مقابل، خرید CK45 بیشتر برای ساخت قطعات خودرو، شافتها، میللنگها و غلتکهای صنعتی که نیاز به مقاومت در برابر سایش دارند انجام میشود.
عملیات حرارتی فولاد MO40:
فولاد MO40 تحت عملیات آنیل، نرماله کردن و تمپر قرار میگیرد. در عملیات آنیل این فولاد در دمای 800 تا 850 درجه سانتیگراد حرارت داده شده و سپس در کوره به آرامی سرد میشود. در نرماله کردن دمای بین 870 تا 900 درجه سانتیگراد اعمال شده و پس از خیس شدن در آب، بهآرامی در هوای ساکن خنک میشود. در صورت نیاز به تمپر، دمای برگشت بین 550 تا 700 درجه سانتیگراد است و حرارت به طور یکنواخت در تمام قطعه حفظ میشود.
عملیات حرارتی فولاد CK45:
عملیات آنیل در فولاد CK45 در دمای 650 تا 700 درجه سانتیگراد انجام میشود و به آرامی در هوا سرد میشود. حداکثر سختی در این حالت 207 برینل است. دمای نرماله کردن برای CK45 بین 840 تا 880 درجه سانتیگراد بوده و سپس در هوا خنک میشود. برای تمپر کردن دمای 400 تا 650 درجه سانتیگراد اعمال شده و قطعه تا زمانی که دما به طور یکنواخت در تمام بخشها پخش شود نگه داشته میشود.
سخن پایانی
به طور کلی پس از مقایسه کامل این دو نوع فولاد متوجه میشویم که فولاد MO40 به دلیل شکلپذیری بهتر و مقاومت بیشتر در برابر شرایط صنعتی سنگین گزینهای مناسب برای صنایع سنگین است؛ در حالی که فولاد CK45 به دلیل سختی و استحکام بالا برای قطعاتی که نیاز به مقاومت در برابر سایش دارند مناسبتر است.