ورق فولادی CK45

Description

ورق فولادی CK45

ورق فولادی CK45 نوعی فولاد کربنی با درصد کربن متوسط است که به دلیل ترکیب متعادل از استحکام، سختی و چقرمگی در بسیاری از کاربردهای صنعتی استفاده می‌شود. این فولاد به ویژه برای قطعاتی که نیاز به استحکام بالا و مقاومت در برابر سایش دارند، مناسب است.

ترکیب شیمیایی ورق فولادی CK45

ترکیب شیمیایی ورق فولادی CK45 به صورت زیر است:

• کربن (C): 0.42% تا 0.50%
• سیلیسیم (Si): 0.10% تا 0.40%
• منگنز (Mn): 0.50% تا 0.80%
• فسفر (P): حداکثر 0.035%
• گوگرد (S): حداکثر 0.035%

این ترکیب شیمیایی به فولاد CK45 خواصی مانند استحکام بالا، سختی مناسب و قابلیت سخت‌کاری خوب می‌بخشد. وجود کربن در درصد بالا باعث افزایش استحکام و سختی می‌شود، در حالی که منگنز و سیلیسیم به بهبود خواص مکانیکی و فرآیندهای تولید کمک می‌کنند. فسفر و گوگرد نیز در مقادیر محدود برای کاهش شکنندگی و بهبود قابلیت ماشین‌کاری وجود دارند.

ویژگی‌های فولاد CK45

فولاد CK45 نوعی فولاد کربنی با درصد کربن متوسط است که به دلیل خواص مکانیکی متعادل خود در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فولاد ویژگی‌هایی دارد که آن را برای کاربردهایی که نیاز به استحکام، سختی و مقاومت به سایش دارند، مناسب می‌کند. در ادامه به برخی از مهم‌ترین ویژگی‌های فولاد CK45 پرداخته می‌شود:

1. استحکام کششی بالا

• فولاد CK45 دارای استحکام کششی بالایی است که آن را برای ساخت قطعاتی که تحت تنش‌های مکانیکی قرار می‌گیرند، مانند شفت‌ها و محورها مناسب می‌کند. استحکام کششی این فولاد پس از عملیات حرارتی به میزان قابل توجهی افزایش می‌یابد.

2. قابلیت سخت‌کاری

• فولاد CK45 به خوبی قابلیت سخت‌کاری دارد و پس از عملیات حرارتی مانند کوئنچ و تمپر می‌تواند به سختی بالا برسد. این ویژگی باعث می‌شود تا فولاد CK45 در برابر سایش و ضربه مقاومت خوبی از خود نشان دهد.

3. مقاومت به سایش

• به دلیل درصد کربن متوسط و قابلیت سخت‌کاری، فولاد CK45 پس از عملیات حرارتی مقاوم به سایش می‌شود. این ویژگی آن را برای کاربردهایی که تحت سایش مداوم قرار دارند، مانند چرخ‌دنده‌ها و محورهای مکانیکی مناسب می‌کند.

4. چقرمگی و ضربه‌پذیری

• فولاد CK45 علاوه بر سختی و استحکام، دارای چقرمگی نسبی نیز هست. این چقرمگی آن را برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر ضربه و فشارهای مکانیکی متناوب دارند، مناسب می‌سازد.

5. قابلیت ماشین‌کاری

• فولاد CK45 به دلیل ترکیب شیمیایی خود دارای قابلیت ماشین‌کاری مناسبی است. در حالت نورد شده و قبل از عملیات حرارتی، این فولاد به راحتی قابل تراشکاری و ماشین‌کاری است. با این حال، پس از سخت‌کاری ممکن است ماشین‌کاری آن دشوارتر شود.

6. جوش‌پذیری محدود

• به دلیل درصد بالای کربن (حدود 0.45%)، فولاد CK45 جوش‌پذیری نسبتاً محدودی دارد. جوش‌کاری این فولاد نیاز به دقت و استفاده از روش‌های مناسب مانند پیش‌گرم کردن و پس‌گرم کردن دارد تا از ترک‌خوردگی و مشکلات دیگر جلوگیری شود.

7. پایداری ابعادی

• فولاد CK45 به دلیل داشتن ساختار یکنواخت پس از نورد و عملیات حرارتی، دارای پایداری ابعادی خوبی است. این ویژگی در تولید قطعاتی که نیاز به دقت بالا در ابعاد دارند، مانند اجزای دقیق ماشین‌آلات، مفید است.

8. مقاومت به خوردگی پایین

• فولاد CK45 به دلیل عدم حضور عناصر آلیاژی مانند کروم و نیکل، مقاومت به خوردگی بالایی ندارد. این فولاد در محیط‌های مرطوب و خوردنده به سرعت زنگ می‌زند، بنابراین نیاز به پوشش‌دهی یا استفاده از روش‌های محافظت در برابر خوردگی دارد.

9. عملیات حرارتی

• فولاد CK45 به خوبی به عملیات حرارتی مانند سخت‌کاری (Quenching) و بازپخت (Tempering) پاسخ می‌دهد. این عملیات‌ها می‌توانند خواص مکانیکی فولاد را بهینه کنند و باعث افزایش سختی و استحکام آن شوند.

خواص مکانیکی معمول فولاد CK45:

• استحکام کششی: 570 تا 700 مگاپاسکال
• سختی برینل (HB): 170 تا 210
• ازدیاد طول: 16% تا 18%
• مدول الاستیسیته: حدود 210 گیگاپاسکال

عملیات حرارتی فولاد CK45

عملیات حرارتی فولاد CK45 یکی از فرآیندهای مهم برای بهبود خواص مکانیکی و دستیابی به سختی، استحکام و چقرمگی مطلوب است. این عملیات شامل چند مرحله مهم مانند آنیلینگ، سخت‌کاری، تمپرینگ و نرماله کردن است که به تفصیل هر یک را توضیح می‌دهیم:

1. آنیلینگ (Annealing)

• هدف: کاهش سختی و بهبود چقرمگی و قابلیت ماشین‌کاری فولاد.
• روش انجام: فولاد CK45 تا دمای 650 تا 700 درجه سانتی‌گراد گرم شده و به مدت مشخص در این دما نگه داشته می‌شود. سپس به آرامی در کوره سرد می‌شود تا تنش‌های داخلی کاهش یافته و ساختار کریستالی نرم‌تری حاصل شود.
• نتایج: عملیات آنیلینگ منجر به بهبود انعطاف‌پذیری و کاهش سختی فولاد می‌شود که برای قطعاتی که نیاز به شکل‌دهی و ماشین‌کاری دارند مناسب است.

2. سخت‌کاری (Hardening)

• هدف: افزایش سختی و مقاومت به سایش.
• روش انجام: فولاد CK45 تا دمای 820 تا 860 درجه سانتی‌گراد گرم شده و سپس به سرعت در آب یا روغن کوئنچ (سرد) می‌شود. این فرآیند باعث می‌شود که ساختار فولاد به مارتنزیت تبدیل شود و سختی افزایش یابد.
• نتایج: سخت‌کاری باعث افزایش سختی و مقاومت به سایش می‌شود، اما ممکن است باعث شکنندگی بیشتر فولاد شود، که نیاز به مرحله تمپرینگ دارد.

3. تمپرینگ (Tempering)

• هدف: کاهش شکنندگی و افزایش چقرمگی پس از سخت‌کاری.
• روش انجام: پس از سخت‌کاری، فولاد CK45 تا دمای 400 تا 650 درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود و برای مدتی در این دما نگه داشته می‌شود. سپس به آرامی سرد می‌شود.
• نتایج: تمپرینگ باعث کاهش تنش‌های داخلی و بهبود چقرمگی فولاد می‌شود، در حالی که همچنان سختی نسبتاً بالایی حفظ می‌شود. این عملیات باعث بهبود تعادل بین سختی و چقرمگی می‌شود.

4. نرماله کردن (Normalizing)

• هدف: بهبود یکنواختی ساختار دانه‌های فولاد و بهبود خواص مکانیکی.
• روش انجام: فولاد CK45 تا دمای 840 تا 880 درجه سانتی‌گراد گرم شده و سپس در هوا به صورت کنترل‌شده سرد می‌شود.
• نتایج: نرماله کردن باعث بهبود ساختار دانه‌بندی فولاد و افزایش استحکام و چقرمگی می‌شود. همچنین، این فرآیند به کاهش تنش‌های داخلی و بهبود پایداری ابعادی قطعات کمک می‌کند.

5. کربن‌دهی سطحی (Carburizing)

• هدف: افزایش سختی سطحی فولاد بدون کاهش چقرمگی بخش داخلی.
• روش انجام: فولاد CK45 در محیطی غنی از کربن تا دمای 900 تا 950 درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود. این فرآیند باعث می‌شود کربن به سطح فولاد نفوذ کند و سختی سطحی آن افزایش یابد. پس از این مرحله، فولاد کوئنچ می‌شود تا سطح سخت و مغز نرم‌تری داشته باشد.
• نتایج: این روش به ویژه برای قطعاتی که نیاز به سختی سطحی بالا و مقاومت به سایش دارند، مانند چرخ‌دنده‌ها و بلبرینگ‌ها مناسب است.

6. سرد کردن کنترل‌شده (Controlled Cooling)

• در برخی موارد برای کاهش تنش‌های داخلی، فولاد CK45 به‌جای کوئنچ در آب یا روغن، به آرامی و کنترل‌شده در هوا یا کوره سرد می‌شود. این روش باعث کاهش خطر ترک‌خوردگی و افزایش یکنواختی ساختار فولاد می‌شود.

انتخاب دماهای مناسب عملیات حرارتی CK45

انتخاب دما و مدت زمان هر مرحله از عملیات حرارتی بستگی به کاربرد نهایی قطعه و خواص مکانیکی مورد نظر دارد. به عنوان مثال:

• سخت‌کاری در دمای بالا (820-860 درجه سانتی‌گراد) برای افزایش حداکثری سختی.
• تمپرینگ در دمای پایین‌تر (400-650 درجه سانتی‌گراد) برای بهبود چقرمگی و کاهش شکنندگی.

تأثیر عملیات حرارتی بر خواص فولاد CK45:

• سخت‌کاری: افزایش سختی و مقاومت به سایش، اما افزایش شکنندگی.
• تمپرینگ: کاهش شکنندگی و بهبود چقرمگی همراه با حفظ سختی.
• نرماله کردن: بهبود یکنواختی ساختار و پایداری ابعادی قطعه.
• آنیلینگ: بهبود قابلیت ماشین‌کاری و کاهش سختی.

نتیجه‌گیری:

عملیات حرارتی فولاد CK45 برای تنظیم سختی، استحکام و چقرمگی آن بسیار حیاتی است. بسته به کاربرد نهایی قطعه، می‌توان از روش‌های مختلف عملیات حرارتی مانند سخت‌کاری، تمپرینگ، آنیلینگ یا نرماله کردن استفاده کرد تا خواص مطلوب به دست آید.

استانداردهای مرتبط با فولاد CK45

فولاد CK45 به دلیل خواص مکانیکی متعادل و کاربردهای صنعتی وسیع خود تحت استانداردهای مختلفی در سراسر جهان شناخته می‌شود. این استانداردها مشخصات شیمیایی، مکانیکی و فرآیندهای تولید این نوع فولاد را تعیین می‌کنند. در ادامه به برخی از مهم‌ترین استانداردهای مرتبط با فولاد CK45 پرداخته می‌شود:

1. استاندارد DIN 17200

• کشور: آلمان
• کد فولاد: 1.1191
• توضیحات: این استاندارد آلمانی مشخصات فولادهای کربنی و آلیاژی را شامل می‌شود و برای فولاد CK45، خواص شیمیایی و مکانیکی مورد نیاز را تعیین می‌کند.

2. استاندارد EN 10083-2

• کشور: اتحادیه اروپا
• کد فولاد: C45
• توضیحات: این استاندارد اروپایی برای فولادهای کربنی و آلیاژی با تمرکز بر عملیات حرارتی، سخت‌کاری و نرماله کردن تعریف شده است. فولاد CK45 تحت این استاندارد با نام C45 شناخته می‌شود.

3. استاندارد ISO 683-1

• کشور: بین‌المللی
• کد فولاد: C45
• توضیحات: این استاندارد بین‌المللی برای فولادهای کربنی و آلیاژی، شامل مشخصات شیمیایی و خواص مکانیکی برای فولاد CK45 (معادل C45) است.

4. استاندارد AISI/SAE 1045

• کشور: آمریکا
• کد فولاد: SAE 1045
• توضیحات: در استانداردهای آمریکایی، فولاد CK45 معادل SAE 1045 است. این استاندارد مشخصات شیمیایی و خواص مکانیکی این نوع فولاد را برای کاربردهای صنعتی تعیین می‌کند.

5. استاندارد JIS G4051

• کشور: ژاپن
• کد فولاد: S45C
• توضیحات: در استاندارد ژاپنی JIS G4051، فولاد CK45 با نام S45C شناخته می‌شود. این استاندارد شامل مشخصات ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی برای فولادهای کربنی است.

6. استاندارد BS 970

• کشور: بریتانیا
• کد فولاد: 060A45
• توضیحات: در استاندارد بریتانیایی BS 970، فولاد CK45 با نام 060A45 شناخته می‌شود. این استاندارد به مشخصات شیمیایی، خواص مکانیکی و فرآیندهای تولید فولادهای کربنی و آلیاژی می‌پردازد.

7. استاندارد ASTM A29

• کشور: آمریکا
• کد فولاد: AISI 1045
• توضیحات: استاندارد ASTM A29 برای فولادهای کربنی و آلیاژی، شامل ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی فولاد CK45 معادل AISI 1045 است.

8. استاندارد AS 1444

• کشور: استرالیا
• کد فولاد: AS 1444-1045
• توضیحات: در استاندارد استرالیایی AS 1444، فولاد CK45 با نام AS 1444-1045 شناخته می‌شود. این استاندارد مشخصات شیمیایی و خواص مکانیکی فولادهای کربنی را تعریف می‌کند.

خلاصه‌ای از استانداردها:

• DIN 17200 (آلمان): مشخصات فولادهای کربنی و آلیاژی با نام 1.1191 برای CK45.
• EN 10083-2 (اتحادیه اروپا): مشخصات فولادهای کربنی و آلیاژی با نام C45.
• ISO 683-1 (بین‌المللی): مشخصات فولادهای کربنی با نام C45.
• AISI/SAE 1045 (آمریکا): مشخصات فولاد معادل CK45 با نام SAE 1045.
• JIS G4051 (ژاپن): مشخصات فولادهای کربنی با نام S45C.
• BS 970 (بریتانیا): مشخصات فولادهای کربنی با نام 060A45.
• ASTM A29 (آمریکا): مشخصات فولادهای کربنی با نام AISI 1045.
• AS 1444 (استرالیا): مشخصات فولادهای کربنی با نام AS 1444-1045.

این استانداردها به تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان کمک می‌کنند تا مشخصات دقیق و کیفیت فولاد CK45 را در کاربردهای مختلف تضمین کنند.

کاربردهای فولاد ck45

فولاد CK45، با توجه به ویژگی‌های مکانیکی و شیمیایی خاص خود، در صنایع مختلف برای تولید قطعات و تجهیزات متنوع استفاده می‌شود. این فولاد به دلیل ترکیب متعادل از استحکام، سختی و قابلیت ماشین‌کاری، در کاربردهای زیر بسیار رایج است:

1. قطعات خودرو

• شفت‌ها و محورهای انتقال نیرو: فولاد CK45 برای تولید شفت‌ها و محورهایی که تحت بار و فشار مکانیکی قرار دارند، مناسب است.
• میل‌لنگ‌ها: این فولاد به دلیل استحکام و قابلیت تحمل فشار در تولید میل‌لنگ‌های موتور خودروها استفاده می‌شود.
• سیستم‌های تعلیق: برای تولید قطعات سیستم‌های تعلیق و سایر اجزای خودرو که نیاز به استحکام و مقاومت به سایش دارند.

2. ماشین‌آلات صنعتی

• چرخ‌دنده‌ها و دنده‌های انتقال: فولاد CK45 برای ساخت چرخ‌دنده‌ها و دنده‌های انتقال نیرو که نیاز به مقاومت به سایش و استحکام بالا دارند، استفاده می‌شود.
• بوش‌ها و بلبرینگ‌ها: برای تولید بوش‌ها و بلبرینگ‌ها که باید در برابر فشار و سایش مقاوم باشند.

3. ابزارهای دستی و صنعتی

• ابزارهای برشی: فولاد CK45 برای تولید ابزارهای برشی مانند مته‌ها، اره‌ها و ابزارهای دیگر که نیاز به استحکام و سختی دارند.
• ابزارهای مکانیکی: در ساخت ابزارهای مکانیکی که نیاز به استحکام و دقت بالا دارند، استفاده می‌شود.

4. محورهای انتقال نیرو و شفت‌ها

• محورها و شفت‌های صنعتی: برای تولید شفت‌ها و محورهایی که در ماشین‌آلات صنعتی و تجهیزات مکانیکی تحت بارهای سنگین کار می‌کنند.

5. سیلندرهای هیدرولیک و پیستون‌ها

• سیلندرهای هیدرولیک: به دلیل مقاومت در برابر فشار و سایش، در ساخت سیلندرهای هیدرولیک و پیستون‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

6. قطعات ساختاری و سازه‌ای

• قوطی‌های فولادی و مقاطع ساختاری: برای ساخت مقاطع فولادی و قوطی‌های فولادی که نیاز به استحکام و دوام دارند.

7. ابزارآلات کشاورزی و صنعتی

• ابزارهای کشاورزی: برای تولید ابزارهای کشاورزی مانند داس‌ها و بیل‌ها که نیاز به مقاومت به سایش دارند.
• قطعات ماشین‌آلات صنعتی: در ساخت قطعات مختلف ماشین‌آلات صنعتی که تحت فشار و بارهای مکانیکی قرار دارند.

8. مبدل‌های حرارتی و لوازم خانگی

• مبدل‌های حرارتی: در تولید مبدل‌های حرارتی و لوازم خانگی که نیاز به استحکام و مقاومت در برابر دما دارند.

نتیجه‌گیری

فولاد CK45 به دلیل ویژگی‌هایی مانند استحکام کششی بالا، قابلیت سخت‌کاری، مقاومت به سایش و چقرمگی مناسب، در صنایع مختلف برای تولید قطعات و تجهیزات متنوع مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فولاد برای کاربردهایی که نیاز به تعادل بین سختی و چقرمگی، و همچنین قابلیت ماشین‌کاری خوب دارند، بسیار مناسب است.

فیدار مهام پیشرو

ورق فنری بهلر