مقایسه فولاد MO40 با فولاد CK45 | خواص، کاربردها و ویژگی‌ها

مقایسه فولاد MO40 با فولاد CK45 می‌تواند ما را در انتخاب بهترین متریال مورد نیاز کمک کند. هردوی این فولادها از مهم‌ترین فولادهای مورد استفاده در صنعت هستند که تفاوت‌هایی با یکدیگر دارند و در این مقاله قصد داریم به تعریف مختصری از آن‌ها و تفاوت‌های آن‌ها اعم از ترکیب شیمیایی، عملیات حرارتی و کاربردها بپردازیم.

فولاد آلیاژی ۴۱۴۰ یا فولاد Mo40

فولاد MO40 در گروه فولادهای قابل عملیات حرارتی (آلیاژهای با کیفیت بالا) قرار دارد، دلیل این امر در عملیات ذوب این فولادها در سرباره گیری کامل بوجود می‌آید. فولاد Mo40 در استاندارد AISI آمریکا با نام فولاد ۴۱۴۰ مشهور است، همچنین از دیگر نام های تجاری این فولاد می‌توان به CM5 اشاره کرد. که این نام در استاندارد پولدی قرار دارد . همچنین این فولاد در استاندارد ASSAB نیز با نام ۷۰۹ شناخته میشود . فولاد MO40 نیز مانند فولاد CK45 یک فولاد آلیاژی مولیبدن کروم دار است که به طور گسترده برای ساخت تجهیزات صنعتی که تحت فشار یا ضربه و حرارت بالا قرار دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند. شایان ذکر است که این فولاد جزو آلیاژهای کم کربن دسته بندی می‌گردد.

فولاد CK45

این فولاد از معمول‌ترین و در دسترس‌ترین فولاد‌های موجود در بازار است و از دسته فولادهای متوسط کربن است.  فولاد CK45 دسته ای از فولاد های آلیاژی عملیات حرارتی نیز به شمار می‌رود. این یک فولاد مهندسی و ساخت و ساز با هدف عمومی است و استحکام و سختی متوسط را با هزینه کم فراهم می‌کند و معمولاً برای قطعات شعله ای یا سخت شده القایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. فولاد CK45 یک فولاد دارای  کشش متوسط است که در شرایط نرمال یا نورد گرم تولید می‌شود.

ترکیب شیمیایی فولاد MO40 و CK45

در این قسمت ترکیب شیمیایی این دو فولاد بررسی خواهد شد.

ترکیب شیمیایی MO40

ترکیب شیمیایی این فولاد به صورت زیر است:

ترکیب شیمیایی CK45

ترکیب شیمیایی فولاد CK45 نیز به صورت زیر است:

مقایسه اشکال در دسترس فولاد CK45 با فولاد MO40

فولاد CK45 به صورت میله‌ها، بیلت‌ها، و ورق در دسترس هستند. فولاد Mo40 به صورت میلگرد و به صورت مقطع مربع و ورق فولادی، در مواردی که به سختی و مقاومت به سایش نیاز است می‌تواند کاربرد وسیع و متنوعی داشته باشد و نوع مقطع آن در تعیین قیمت از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

مشخصات فیزیکی و مکانیکی فولاد Mo40

• دارای سختی  HB197
• دارای انرژِی ضربه 35-30 ژول
• دارای تنش تسلیم 950-650 مگاپاسکال
• دارای استحکام کششی 1300-900 مگاپاسکال
• افزایش طول آن بین 10 تا 12 درصد است
• دارای توان بازدهی 415 مگاپاسکال
• نسبت پوآسون33/0-27/0
• دارای چگالی 7،85
• دارای نقطه ذوب 1416

مشخصات فیزیکی و مکانیکی CK45

• دارای  چگالی 85/7 کیلوگرم بر سانتی متر مکعب
• دارای هدایت حرارتی 9/51 وات بر متر – کلوین
• ضریب انبساط حرارتی: 2/11میکرومتر بر متر در درجه سلسیوس
• دارای استحکام کششی: 585 مگاپاسکال
• توان بازدهی آن450 مگاپاسکال است
• دارای ضریب پوآسون 29/0
• مدول الاستیسیته 200 گیگا پاسکال
• مدول برشی 80 گیگاپاسکال
• انعطاف پذیری 200 گیگا پاسکال
• دارای سختیHBS163

ویژگی‌های فولاد CK45 و فولاد MO40

ویژگی‌های فولاد CK45 به صورت زیر است:

• مقاوم در برابر اصطکاک
• دارای استحکام خوب
• مقاومت در برابر ضربه خوب

ویژگی‌های فولاد MO40 نیز به صورت زیر است:

• قابلیت جوشکاری عالی
• دارای قابلیت شکل پذیری بالا
• دارای توان کششی و مقاومت به سختی بسیار بالا

مقایسه فولاد CK45 با فولاد MO40

در این قسمت تفاوت‌های فولاد CK45 وMo40 بررسی خواهد شد.

• هردو این فولادها در دسته ی فولادهای عملیات حرارتی قرار دارند.
• یکی از تفاوت‌های فولاد Ck45 و Mo40 در عناصر تشکیل دهنده آن‌ها است. در CK45 مقداری نیکل وجود دارد ولی در فولاد Mo40 موجود نیست اما در MO40 کروم وجود دارد در صورتی که CK45 فاقد آن است و به همین دلیل دچار خوردگی و زنگ‌زدگی می‌شود.
• میزان سختی در فولاد MO40، 197 ولی در CK45 207 است، بنابراین سختی Mo40 کمتر از CK45 است.
• میلگرد Ck45 و Mo40 دمای فورجینگ یکسان دارند و در دمای 850 – 1050 درجه سانتیگراد حرارت داده می‌شوند.
• دوام فولاد Mo40نسبت به Ck45 بالاتر است.
• هر دو در کشور ایران تولید می‌شوند و از فولاد‌های پر کاربرد در صنعت هستند.
• ورق‌های CK45 و MO40 بیشتر در حالت نورد سرد خریداری می‌شوند.
• ورق‌های CK45 و MO40 هر دو از دسته ورق‌های بسیار محبوب و پرمصرف به شمار می‌روند.
• از جمله مزایای Mo40 نسبت به Ck45 می توان به شکل پذیری بهتر آن اشاره کرد.

کاربرد فولاد Mo40

ورق MO40 به منظور تولید فرجنجس با استحکام بالاتر و مقطع تمپر بزرگتر مانند چرخ دنده‌های بزرگِ لوکوموتیو کاربرد دارد. این فولاد در صنایع مختلف مانند غلتک های صنایع سیمان، ماشین آلات، غلتک های صنایع فولاد، چرخدنده‌های غول پیکر، دنده فرمان، محور های خودرو، پیچ های مقاوم، شاتون‌ها،  زره آسیاب های گلوله ای مواد خام، دیافراگم آسیاب مواد خام، دارفپینیون‌ها، سازه هواپیما و ظروف تحت فشار و … کاربرد دارد.

کاربرد فولاد CK45

این فولاد CK45 در صنایع مختلف مانند قطعات اتومبیل و موتورها، در قطعاتی مانند بوش و میل لنگ و همچنین شافت‌ها و غلتک‌های صنعتی و مواردی مانند شرایط دمایی بسیار بالا، شرایط دمایی بسیار پایین، مصارف استحکام بالا، مخازن تحت فشار، مقاومت در برابر نمک های دریایی، مقاومت در برابر زنگ زدگی، مقاومت در برابر خورندگی هوا، صنایع هواپیمایی، موارد راه سازی، پل سازی و شهرسازی، صنایع قطعه سازی، صنایع ساخت ابزار و فولاد های مقاوم در برابر اسید نیز کاربرد دارند. باید ذکر شود که ورق CK45 بیشتر در مصارف صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد که به مقاومت در برابر سایش و استحکام لازم باشد.

مقایسه عملیات حرارتی فولاد Mo40 با فولاد Ck45

در این قسمت به بررسی عملیات حرارتی فولاد Mo40 و Ck45 پرداخته می‌شود.

عملیات حرارتی فولاد Mo40 (فولاد AISI 4140)

دمای آنیل (Annealing)

برای عملیات حرارتی فولاد Mo40  ابتدا می‌بایست در دمای 800 – 850 درجه سانتی گراد حرارت داده شود و حرارت تا زمانی که در تمام بخش های فولاد به طور یکسان منتقل شود نگه داشته‌ شود و سپس در کوره خنک شود.

نرمالیزه کردن (Normalizing)

فولاد آلیاژ Mo40 در دمای870 – 900 درجه سانتی گراد حرارت داده می‌شود. حرارت می‌بایست تا زمانی که در تمام بخش‌های فولاد به طور یکسان منتقل شود نگه داشته شود. سپس به مدت 15 – 20 دقیقه آن را در آب خیس شود و در نهایت در هوای ساکن خنک گردد.

دمای برگشت (Tempering)

در صورت لزوم، مجددا فولاد Mo40 می‌بایست تا دمای 550 تا 700 درجه سانتی گراد حرارت داده شود و حرارت تا زمانی که در تمام بخش های فولاد به طور یکسان منتقل شود نگه داشته شود. سپس به مدت یک ساعت هر 25 میلی متر از فولاد در آب خیس شود و در آخر در هوای ساکن خنک شود.

عملیات حرارتی CK45

دمای آنیل

عملیات آنیل در دمای 650-700 درجه سانتی‌گراد انجام  می‌گردد و توسط هوا به آهستگی خنک می‌شود.که در این عملیات بیشترین میزان سختی 207 برینل خواهد بود.

نرماله کردن

دمای نرماله بین840-880 سانتی‌گراد است و زمان نگهداری با توجه به ضخامت تعیین می‌گردد و سپس در هوا سرد می‌شود.

تمپر کردن

در صورت نیاز به تمپر کردن تا دمای 400 - 650 درجه سانتی گراد حرارت داده می‌شود. نگهداری تا زمانی انجام می‌شود که دمای قطعه یکنواخت شود. باید توجه شود که به ازای هر 25 میلیمتر به مدت یک ساعت غوطه ور شده و در جریان هوای آرام خنک می‌شود.

مقایسه سخت‌کاری فولاد MO40 با فولاد  CK45

سخت کاری فولاد شامل عملیات حرارتی است که با استفاده از شرایط خاص و محیطی مناسب سطح قطعه را سخت می‌کنند بدین صورت که ترکیب شیمیایی نمونه تغییر نخواهد کرد و در نهایت نمونه‌ای با سختی مطلوب همراه با چقرمه بودن نمونه تولید می‌گردد. شایان ذکر است که سطح رویی فولاد دچار تغییر می‌گردد و یکسری خواص مکانیکی، شیمیایی و… فولاد تغییر می‌کند و بهبود می ‌یابد ولی بخش داخلی آن نمونه دچار تغییر نمی‌شود.

سخت‌کاری فولاد CK45

این فولاد تا دمای بین ۸۲۰ – ۸۵۰ درجه سانتی گراد حرارت داده می‌شود. قطعه را می‌بایست تا زمانی که دما یکنواخت است نگه داشته شود. همچنین هر ۲۵ میلیمتر از قطعه باید به مدت ده تا پانزده دقیقه خیس شود. در نهایت این فولاد در هوای آزاد و به آرامی خنک شود.

سخت کاری فولاد MO40

این فولاد در دمای ۸۶۰-۸۲۰ در آب یا روغن سخت‌کاری می‌گردد که نوع خاصی از عملیات حرارتی است. سخت‌کاری باعث افزایش طول عمر فولاد، همچنین افزایش مقاومت فولاد در برابر ضربه، سایش، خوردگی و … می‌گردد.

استانداردهای فولاد MO40 و CK45

استاندار فولاد MO40

• آلمان Din : 7225/1
• SARSTAHL ROCHLING: MO40
• بریتانیا S.: M40708
• سوئد SWEDEN : CrMo4042
• I.S.I. SAE/ASTM:  SAE4140

استاندارد فولاد CK45

• استاندارد DIN: ورق 45 CK
• استانداردEN : ورق E45C
• استاندارد AISI: ورق ۱۰۴۵

خرید فولاد MO40 و CK45

برای خرید انواع مقاطع ساخته شده از این دو فولاد MO40 و CK45 مثل ورق و میلگرد و ... می‌توانید با کارشناسان آی فولاد تماس بگیرید و از مشاوره رایگان و تخصصی آن‌ها بهره مند شوید.

همچنین می‌توانید نظرات و سوالات خود را در بخش نظرات بنویسید تا کارشناسان ما در اسرع وقت به شما پاسخ دهند.