فولاد mo40 و کاربرد آن
فهرست مطالب
فولاد mo40 چیست؟
ترکیب شیمیایی فولاد mo40
کاربرد فولاد mo40
عملیات حرارتی بر روی فولاد mo40
تفاوت فولاد mo40 و ck45 در چیست؟
فولاد انواع و شکل های مختلفی دارد. فولاد یا به صورت خالص تولید شده و به مصرف می‌رسد یا به صورت آلیاژ و ترکیب با سایر عناصر ساخته می‌شوند. آلیاژهای مختلف فولاد نام های مختلفی دارند. یکی از پرکاربردترین متداول ترین آلیاژهای فولادی، Mo40 نام دارد. عناصر مولیبدن، کروم و منگنز است. این دسته از فولادهای آلیاژی در ساختار خودشان حاوی عناصر مولیبدن و کروم است. این آلیاژ فولادی استحکام بالا و مقاومت قابل توجهی در برابر سایش و ضربه دارد. این امر باعث می‌شود تا فولاد Mo40 خواص ویژه ای داشته باشد.
فولاد mo40 چیست؟
همانطور که در بخش قبل گفته شد، این آلیاژ فولادی حاوی مولیبدن و کروم است و با نام فولاد 4140 در بازار شناخته می شود. وجود این عناصر در ساختار این آلیاژ باعث شده است تا خاصیت چقرمگی، ضد سایش و ضد خوردگی در آن دیده شود. همین امر باعث شده است که از این عناصر در ساخت میلگرد و ورق نیز استفاده شود.
توجه داشته باشید اولین عدد از سمت چپ یعنی عدد 4 نشان دهنده خانواده فولادی دارای مولیبدن است. عدد 1 نشان دهنده کروم موجود در این آلیاژ است. عدد 40 نیر نشان دهنده فولاد mo40 است. برای تولید این نوع آلیاژ آهن، کربن وسابیر عناصر را به حالت مایع در می آورند و در کوره برقی یا اکسیژنی با یکدیگر مخلوط می‌کنند. این امر باعث می‌شود تا همه‌ی این عناصر به خوبی با یکدیگر ترکیب شوند. بعد از این مرحله به مواد مخلوط شده اندکی زمان می دهند تا خنک شوند. بعد از اتمام مرحله خنک کاری، فولاد تا چندین مرحله آنیل یا بازپخت می‌شود. بعد از طی کردن مراحل بازپخت، فولاد mo40 را حرارت می دهند تا به صورت مذاب در بیاید؛ در این مرحله برای تبدیل شدن به شکل مورد نظر، ریخته گری می‌شوند.
ترکیب شیمیایی فولاد mo40
همانطور که در بخش های قبلی گفتیم فولاد mo40 یک آلیاژ پرکاربرد و همه کاره است. در ادامه به بررسی ترکیبات شیمیایی این فولاد می‌پردازیم:
- در ترکیب این فولاد 0.4 درصد کربن و 0.85 درصد منگنز به کار رفته است. این عناصر قابلیت حرارتی و سخت شدگی زیادی برای فولاد mo40 را فراهم می‌کنند.
- در ساختار فولاد mo40، یک درصد کروم و 0.25 درصد مولیبدن وجود دارد که مقاومت به خوردگی را افزایش می‌دهد. توجه داشته باشید، استفاده از این عناصر در ساختار این فولاد خواص خوب از جمله مقاومت حرارتی 500 تا 600 درجه را به آن می‌بخشد.
- مقدار کمتر از 0.3 درصد سیلیسیم که در ساختار این نوع فولاد وجود دارد، به عنوان نوعی عنصر اکسیژن زدا عمل می‌کند. این موضوع باعث افزایش مقاومت در برابر پوسته پوسته شدن طی دماهای بالا می‌شود. حداکثر یک درصد عنصر منگنز که در امر اکسیژن زدایی نقش دارد. در ساختار فولاد mo40 وجود منگنز، فرم ترد و شکنندگی گوگرد را در دماهای بالا کاهش می دهد. همچین وجود منگنز باعث افزایش استحکام فولاد و بهبود خواص جوشکاری آن می‌شود.
کاربرد فولاد mo40
یکی از اصلی ترین کاربردهایی که برای فولاد mo40 می توان گفت، استفاده از آن به صورت میلگرد به هدف افزایش ایمنی و مقاومت در سازه است. از دیگر کاربردهای فولاد mo40 در زیر آورده شده است:
- برای ساخت غلطک سیمان از فولاد Mo40 استفاده می شود. کاربرد این غلطک ها در هنگام بتن ریزی است؛ زمانی که بخواهید استحکام بتن را حفظ کنید باید از این نوع غلطک ها استفاده شود.
- دنده فرمان خودرو یکی دیگر از کاربردهای این نوع فولاد در صنعت است.
- میل لنگ یکی از ابزارهای موجود در خودرو است که با کمک آن پیستون های خودرو جابجا می شوند. برای ایجاد سطح اصطکاک بهتر پیستون و میل لنگ در ساخت میل لنگ از فولاد Mo40 استفاده می شود.
- میله های اتصال دهنده در بخش های مختلف صنایع قابل استفاده هستند؛ یکی از کاربردهای اصلی این نوع میله ها، در ساخت لولا درب و پنجره است.
- یکی از کاربردهای اصلی این نوع فولاد در ساخت کارد و چنگال است. برای افزایش استقامت تیغه های کارد و جنگال و برای جلوگیری از خوردگی، از فولاد Mo40 در ساخت آن استفاده می شود.
عملیات حرارتی بر روی فولاد mo40
برای تولید فولاد mo40 از نوعی عملیات حرارتی استفاده می شود. توجه داشته باشید برای اینکه به فولاد محکم و با استحکام بالا دستیابی داشته باشید، باید عملیات حرارتی بر روی فولاد را تا چندین مرتبه انجام دهید. در ادامه انواع عملیات حرارتی که بر روی فولاد انجام می شود را ذکر می کنیم.
بررسی دمای حرارتی فولاد mo40
در هنگام فرآیند آنیل کردن فولاد mo40 دما را باید تا 890 درجه افزایش داد. توجه داشته باشید بعد از اینکه فرآیند آنیل میلگرد انجام شد، آن را در همان شرایط قرار می دهند تا تمام مقطع و سطح فولاد با یکدیگر هم دما شود. بعد از انجام شدن فرآیند آنیل فولاد mo40، آن را به آرامی سرد می کنند. این امر باعث می‌شود تا سطح فولاد دچار شوک و ترک خوردگی بر اثر سرد شدن نشود. مرحله بعدی که پس از آنیل کردن انجام می شود نرمالیزه کردن است.
بررسی بازه دمایی در فرآیند نرمالیزاسیون
در این فرآیند که بعد از آنیل کردن انجام می‌شود، فولاد آلیاژ mo40 تا دمای 870 تا 950 درجه سانتی گراد قرار می گیرد. در این مرحله توجه داشته باشید اگر فولاد بتواند همچین دمایی را تحمل کند، این فرایند باید به این صورت انجام شود که فولاد mo40 در شرایط نرمال و پایداری قرار بگیرد. در انتهای این مرحله فولاد MO40 را درون آب قرار می‌دهند. این امر باعث می شود تا سطح فولاد به راحتی در دمای معمولی خنک شود.
بررسی بازه دمایی و حرارتی در فرآیند Tempering
در فرآیند تمپرینگ فولاد mo40، دمای مناسب در بازه 200 تا 650 درجه متغیر است. توجه داشته باشید میزان حرارت نهایی که باید به فولاد داده شود به سختی آن بستگی دارد.
تفاوت فولاد mo40 و ck45 در چیست؟
از دیگر آلیاژهای پرکاربرد موجود در بازار فولاد ck45 است که نام تجاری آن در بازار AISI است. همچنین با نام 1045 نیز تعریف می شود. در مورد ساختار و ترکیب ck45 و mo40 این مورد را باید بدانید که 99 درصد ترکیبات آن‌ها یکسان است. البته این دو فولاد با یکدیگر تفاوت هایی نیز دارند. در ادامه هر یک از ابن تفاوت ها را بررسی می کنیم. اولین و اصلی ترین تفاوتی که برای این دو نوع فولاد ذکر می شود این است؛ در فولاد ck45 اولین عنصری که مشاهده می شود، نیکل است. این در حالیست که در ساختار فولاد Mo40 این عنصر یافت نمی‌شود. عنصر کروم در ساختار فولاد Mo40 وجود دارد اما در ck45 موجود نمی باشد. وجود این عنصر در Mo40 باعث می شود که مقاوم تبه خوردگی و ساییدگی بیشتر شود؛ اما در فولاد ck45 این عنصر در ساختار آن موجود نمی باشد.
سایر عناصر موجود در ساختار فولاد mo40 و ck45 با یکدیگر مشابه هستند و تنها تفاوت در مقادیر این عناصر است. میزان کربن به کار رفته در فولاد ck45 حدود 0.05 درصد بیشتر از فولاد mo40 است این امر باعث شده است تا سختی فولاد ck45 به دلیل وجود کربن بیشتر، بالاتر برود؛ اما در مقابل، شکل پذیری و چقرمگی و استحکام کمتری نسبت به فولاد Mo40 دارد. در مورد جوشکاری این دو فولاد باید این مورد را گفت که به دلیل وجود کربن بیشتر در ساختار فولاد ck45، میزان جوش پذیر آمن به شدت کاهش می یابد.