مقایسه فولاد ck75 و 8159

۱۵:۱۸ - ۱۴۰۴/۰۱/۱۶
فولادهای CK75 و 51CrV4 (که با شماره استاندارد 1.8159 شناخته می‌شود) دو نوع فولاد با کاربردهای متفاوت هستند.در این مقاله به مقایسه انها می پردازیم .

مقایسه فولاد ck75 و 8159 در ترکیب شیمیایی

فولادهای CK75 و 51CrV4 (که با شماره استاندارد 1.8159 شناخته می‌شود) دو نوع فولاد با کاربردهای متفاوت هستند. در ادامه ترکیب شیمیایی این دو فولاد را با هم مقایسه می‌کنیم:

ترکیب شیمیایی CK75:

CK75 یک فولاد کربنی ساده است با درصد بالای کربن، و معمولاً در ساخت تیغه‌ها، فنرهای تخت و ابزارهای برشی استفاده می‌شود.

عنصر

درصد تقریبی

کربن (C)

0.70 – 0.80%

منگنز (Mn)

0.50 – 0.80%

فسفر (P)

≤ 0.035%

گوگرد (S)

≤ 0.035%

ترکیب شیمیایی فولاد 1.8159 (51CrV4):

این فولاد یک نوع فولاد آلیاژی فنر است که برای کاربردهای سنگین مانند فنرهای خودرو، میل‌لنگ و قطعات مکانیکی تحت تنش زیاد به کار می‌رود.

عنصر

درصد تقریبی

کربن (C)

0.47 – 0.55%

منگنز (Mn)

0.70 – 1.10%

کروم (Cr)

0.90 – 1.20%

وانادیم (V)

0.10 – 0.25%

سیلیسیم (Si)

0.15 – 0.40%

فسفر (P)

≤ 0.035%

گوگرد (S)

≤ 0.035%

مقایسه کلی:

  • کربن: CK75 درصد کربن بیشتری دارد، بنابراین سخت‌تر و شکننده‌تر است.
  • آلیاژها: 1.8159 دارای عناصر آلیاژی مثل کروم و وانادیم است که مقاومت به سایش، سختی‌پذیری و استحکام را افزایش می‌دهند.
  • کاربرد: CK75 برای کاربردهایی که به برش یا فنرهای سبک نیاز دارند مناسب است، در حالی که 1.8159 برای کاربردهای سنگین‌تر مثل فنر خودرو یا قطعات صنعتی مناسب‌تر است.

 

مقایسه فولاد ck75 و 8159 در ویژگی‌های مکانیکی

در ادامه مقایسه‌ای از ویژگی‌های مکانیکی فولاد CK75 و فولاد 1.8159 (51CrV4) ارائه می‌شود تا درک بهتری از عملکرد آن‌ها در شرایط مختلف فراهم شود:

  1. استحکام کششی (Tensile Strength):

فولاد

استحکام کششی (تقریبی)

CK75

750 – 950 MPa

1.8159

1000 – 1300 MPa

  • فولاد 1.8159 پس از عملیات حرارتی، استحکام کششی بالاتری دارد و برای شرایط بار زیاد مناسب‌تر است.
  1. سختی (Hardness) – بعد از عملیات حرارتی:

فولاد

سختی (Rockwell / Brinell)

CK75

حدود 50–58 HRC

1.8159

حدود 55–60 HRC

  • هر دو فولاد قابلیت سخت شدن دارند، اما به دلیل وجود عناصر آلیاژی مثل کروم و وانادیم، فولاد 1.8159 سختی بالاتری پیدا می‌کند.
  1. چقرمگی (Toughness):
  • CK75: به دلیل درصد بالای کربن و نداشتن عناصر آلیاژی، چقرمگی پایینی دارد و در برابر ضربه شکننده‌تر است.
  • 1.8159: به‌واسطه وجود کروم و وانادیم چقرمگی بالاتری دارد، به‌خصوص در شرایط بارگذاری دینامیک (مثل فنرهای خودرو).
  1. قابلیت شکل‌دهی (Formability):
  • CK75: در حالت آنیل (بازپخت شده) شکل‌پذیر است، اما پس از سخت‌کاری بسیار شکننده می‌شود.
  • 1.8159: شکل‌پذیری خوبی در حالت آنیل دارد و قابلیت فورج و ماشین‌کاری مناسبی نیز ارائه می‌دهد.
  1. سختی‌پذیری (Hardenability):
  • CK75: سختی‌پذیری در عمق کم است، چون فقط کربن دارد.
  • 1.8159: به دلیل وجود آلیاژها، قابلیت سخت شدن در عمق بیشتری دارد.

نتیجه‌گیری:

ویژگی

CK75

1.8159 (51CrV4)

سختی اولیه

بالا

متوسط

سختی‌پذیری

کم

بالا

چقرمگی

پایین

بالا

استحکام کششی

متوسط

بالا

شکل‌پذیری

خوب (در حالت آنیل)

خوب (در حالت آنیل)

کاربرد معمول

تیغه، اره، فنر سبک

فنر خودرو، میل‌لنگ، ابزار صنعتی

اگر بخوایم ساده بگیم، CK75 فولادی تیز و سخت ولی شکننده است، در حالی‌که 1.8159 فولادی متعادل‌تر با استحکام بالا و مقاومت بهتر در برابر ضربه است

 

مقایسه فولاد cK75 و 8159 در فرآیند تولید و کارایی در صنعت

در این بخش فولادهای CK75 و 1.8159 (یا همان 51CrV4) را از نظر فرآیند تولید و کارایی در صنعت مقایسه می‌کنیم:

  1. فرآیند تولید

فولاد CK75:

  • نوع فولاد: فولاد کربنی ساده
  • فرآوری: به‌طور معمول از طریق نورد گرم تولید شده و سپس عملیات آنیل برای نرم شدن انجام می‌شود.
  • عملیات حرارتی: قابلیت سخت‌کاری دارد اما عمق سختی پایین است.
  • مزیت تولید: تولید نسبتاً ساده و ارزان؛ نیاز به افزودنی آلیاژی خاصی ندارد.
  • جوش‌پذیری: ضعیف، به دلیل کربن بالا و احتمال ترک‌خوردگی.

فولاد 1.8159 (51CrV4):

  • نوع فولاد: فولاد آلیاژی فنر
  • فرآوری: تولید پیچیده‌تر به دلیل حضور عناصر آلیاژی مثل کروم و وانادیم؛ نورد گرم + عملیات حرارتی دقیق نیاز دارد.
  • عملیات حرارتی: بسیار مناسب برای کوئنچ و تمپر؛ سختی‌پذیری عمیق و یکنواخت.
  • جوش‌پذیری: متوسط، نیاز به پیش‌گرمایش و کنترل دقیق دارد.
  1. کارایی در صنعت

کاربردهای CK75:

  • تیغه‌های برش (چاقو، اره دستی)
  • فنرهای سبک
  • ابزارهای دستی ساده
  • قطعات نیازمند لبه‌ی تیز و سخت
  • صنایع ساعت‌سازی، ابزارآلات کشاورزی

ویژگی کلیدی: سختی زیاد، ولی مقاومت به ضربه پایین

کاربردهای 1.8159 (51CrV4):

  • فنرهای خودرو (فنر تخت و مارپیچ)
  • میل‌لنگ‌ها، شفت‌ها
  • ابزارهای صنعتی تحت تنش بالا
  • قطعات ماشین‌آلات با بارگذاری دینامیک

ویژگی کلیدی: استحکام بالا، سختی خوب، مقاومت به ضربه و سایش

  1. مقایسه نهایی:

ویژگی

CK75

1.8159 (51CrV4)

ترکیب آلیاژی

ساده (فقط کربن بالا)

آلیاژی (کروم، وانادیم، منگنز)

پیچیدگی تولید

ساده و اقتصادی

پیچیده‌تر، هزینه بالاتر

سختی‌پذیری

کم (سطحی)

بالا (در عمق)

مقاومت به ضربه

پایین

بالا

کارایی صنعتی

ابزارهای سبک، برش، فنر نازک

فنرهای سنگین، قطعات تنشی

دوام در کاربرد سنگین

محدود

بالا

اگر بخواهی انتخاب کنی بین این دو:

  • برای برش، فنرهای سبک یا ابزارهای تیزCK75
  • برای کارهای سنگین، فنرهای صنعتی، قطعات تحت فشار و ضربه1.8159

 

مقایسه فولاد ck75 و 8159 در انتخاب الکترود برای جوشکاری

انتخاب الکترود مناسب برای جوشکاری فولادهای CK75 و 1.8159 به دلیل تفاوت در ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی آن‌ها بسیار اهمیت دارد. در ادامه به بررسی و مقایسه این دو فولاد از نظر جوش‌پذیری و انتخاب الکترود مناسب می‌پردازیم:

  1. جوش‌پذیری CK75

ویژگی‌ها:

  • فولاد کربنی ساده با کربن بالا (۰.۷۵ درصد)
  • جوش‌پذیری ضعیف به دلیل احتمال ترک گرم و ترد شدن منطقه جوش
  • تمایل به سخت شدن ناحیه HAZ (منطقه حرارت‌دیده جوش)

راهکارها:

  • پیش‌گرمایش ضروری (حدود 250–350 درجه سانتی‌گراد)
  • تنش‌زدایی پس از جوشکاری برای کاهش خطر ترک‌خوردگی

الکترود پیشنهادی:

نوع الکترود

ویژگی‌ها

E7018

الکترود کم هیدروژن با رسوب فلزی مقاوم، کاهش ترک

E8018-B2

در صورت نیاز به مطابقت بهتر با خواص حرارتی و استحکام بالا

الکترود نیکل‌دار (مثل ENi-CI)

برای به حداقل رساندن سختی ناحیه جوش، در تعمیرات یا شرایط خاص

  1. جوش‌پذیری فولاد 1.8159 (51CrV4)

ویژگی‌ها:

  • فولاد آلیاژی فنر با کروم و وانادیم
  • جوش‌پذیری متوسط: به دلیل عناصر آلیاژی، سختی‌پذیری بالا دارد که منجر به ترک در منطقه جوش می‌شود
  • در معرض ترک‌های سرد و افت چقرمگی در ناحیه جوش

راهکارها:

  • پیش‌گرمایش بین 200–350 درجه سانتی‌گراد
  • تنش‌زدایی بعد از جوشکاری توصیه می‌شود

الکترود پیشنهادی:

نوع الکترود

ویژگی‌ها

E8018-B2

مناسب برای فولادهای آلیاژی مقاوم به ترک

E7015 یا E7018

در کاربردهای عمومی‌تر با کنترل حرارت مناسب

E11018-G یا مشابه

در صورت نیاز به استحکام بالا و مطابقت خواص فلز جوش با قطعه پایه

مقایسه نهایی:

معیار

CK75

1.8159 (51CrV4)

جوش‌پذیری

ضعیف

متوسط

نیاز به پیش‌گرمایش

بله (250–350°C)

بله (200–350°C)

الکترود پیشنهادی

E7018 / E8018-B2 / نیکل‌دار

E8018-B2 / E11018-G / E7018

خطر ترک

بالا (ترک گرم و تردی HAZ)

بالا (ترک سرد و سختی HAZ)

پس‌گرمایش (تنش‌زدایی)

توصیه می‌شود

توصیه می‌شود

اگر شرایط دقیق‌تری مثل ضخامت قطعه، نوع اتصال یا کاربرد جوشکاری رو هم بگی، می‌تونم پیشنهاد تخصصی‌تر و دقیق‌تری برای نوع الکترود و دمای پیش‌گرمایش بدم.

مقایسه فولاد ck75 و 8159 در کاربردها

در این بخش فولادهای CK75 و 1.8159 (51CrV4) را از نظر کاربرد صنعتی مقایسه می‌کنیم. این دو فولاد به‌دلیل تفاوت در ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی، کاربردهای کاملاً متفاوتی دارند.

  1. کاربردهای فولاد CK75

نوع فولاد: فولاد کربنی ساده با کربن بالا
ویژگی‌ها: سختی بالا، قابلیت لبه‌گیری، مقاومت سایشی خوب، اما چقرمگی پایین

کاربردهای رایج:

  • تیغه‌های برشی: مثل چاقو، تیغ ریش‌تراش، تیغه‌های اره، کاترها
  • فنرهای تخت و نازک: در ابزارهای دقیق یا سبک
  • قطعات ساعت‌سازی و ابزارهای ظریف صنعتی
  • ابزار کشاورزی سنتی: مانند تیغه‌های داس و چاقوهای دستی
  • اره‌های نواری و ابزار براده‌برداری سبک

نکته: این فولاد برای کاربردهایی مناسب است که نیاز به لبه تیز و سخت دارند اما ضربه یا فشار زیادی وارد نمی‌شود.

  1. کاربردهای فولاد 1.8159 (51CrV4)

نوع فولاد: فولاد آلیاژی فنر با کروم و وانادیم
ویژگی‌ها: چقرمگی بالا، استحکام زیاد، مقاومت به سایش و خستگی، سختی‌پذیری خوب در عمق

کاربردهای رایج:

  • فنرهای سنگین صنعتی و خودرویی: فنرهای تخت و مارپیچ در سیستم تعلیق خودرو، کامیون، و قطعات ریلی
  • میل‌لنگ، شفت و محور انتقال نیرو
  • اهرم‌ها، بازوهای تعلیق، قطعات مکانیکی تحت بار و شوک زیاد
  • ابزارهایی که نیاز به تحمل تنش سیکلی دارند
  • قطعات ماشین‌آلات سنگین و صنعتی

نکته: این فولاد برای کاربردهایی مناسب است که نیاز به مقاومت بالا در برابر تنش، ضربه و خستگی دارند.

مقایسه نهایی کاربردها

ویژگی / کاربرد

CK75

1.8159 (51CrV4)

نوع کاربرد

سبک، دقیق، برشی

سنگین، تنشی، مقاوم به خستگی

مناسب برای تیغه و ابزار

بله

کمتر مناسب

مناسب برای فنر خودرو

خیر

بله (کاملاً مناسب)

مقاومت در برابر ضربه

پایین

بالا

مناسب برای شفت و محور

خیر

بله

کاربرد در ابزارهای صنعتی

محدود به ابزارهای برشی سبک

گسترده در قطعات مکانیکی و فنری

نتیجه‌گیری کلی:

  • اگر نیاز به لبه تیز، سختی بالا و دقت برش دارید → CK75
  • اگر قطعه باید تنش، ضربه یا خستگی مکانیکی را تحمل کند → 1.8159 (51CrV4)