فولاد CK45 یکی از پرکاربردترین و حیاتی ترین آلیاژهایی است که روند ساخت و تکنولوژی تولید آن روز به روز در حال پیشرفت میباشد. اگر به ساختار فولاد CK45 عناصر دیگری اضافه شود، خواص آن تغییر کرده و ویژگی هایی مانند: افزایش مقاومت فولاد در برابر خوردگی، ثبات در دماهای بالاو... ایجاد میشود. به چنین محصولی که به این روش در کوره های بلند آلیاژ سازی تولید میشود، فولاد آلیاژی میگویند. فولاد CK45 یکی از پر مصرف ترین فولاد های آلیاژی است که کاربردهای گوناگونی دارد. در این مقاله با ما همراه باشید تا به بررسی ساختار، ویژگی ها و کاربردهای این فولاد بپردازیم.
معرفی و تعریف فولاد CK45
فولاد CK45 یکی از شناخته شده ترین محصولات فولادی است که با عنوان فولاد با کربن متوسط یعنی حدود 45/0 درصد نیز شناخته میشود. این فولاد آلیاژی به دو روش نرمال و نورد گرم تولید میشود و به دلیل ویژگی های منحصر به فردی که دارند، در صنایع مختلف و گوناگون مورد استفاده قرار میگیرد. ترکیبات فولاد CK45 علاوه بر کربن، شامل عناصر دیگری مانند سیلیسیم به مقدار 25/0 درصد و منگنز به مقدار 65/0 میباشد که به دلیل وجود چنین عناصری در ترکیب آن خواص مکانیکی بهتری دارد.
از جمله ویژگی های فولاد CK45 میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
1- استحکام کششی مناسب
2- مقاومت بالا در برابر ضربه
3- مقاومت در برابر اصطحکاک و سایش
4- قابلیت انجام عملیات حرارتی مختلف روی فولاد
فولاد CK45 در کوره های آلیاژسازی تولید میشود. در مرحله اول عناصر مختلف به آهن مذاب اضافه میشوند و سپس از طریق روش ریخته گری پیوسته، فولاد در شکل های مختلفی، شکل میگیرد. این فولاد آلیاژی یکی از فولادهای کربن متوسط است که در صنایع مختلف جایگاه ویژه ای دارد و همچنین به دلیل خواص برجسته ای که دارد، انتخاب مناسبی برای تولید قطعات صنعتی و ماشین آلات به شمار میرود.
باید در نظر داشت که قیمت ورق CK45 و قیمت میلگرد نسبت به مزایایی فراوانی که دارند، کاملا مقرون به صرفه است و به همین دلیل این دو شکل از آلیاژها در بازارهای فولادی متداول تراست. یکی از دلایلی که قیمت این محصول را مقرون به صرفه می کند، میزان کربن به کار رفته در فولاد CK45 میباشد.
ترکیبات شیمیایی فولاد CK45
فولاد CK45 در انواع مختلفی مانند: شمش مربعی، تسمه، شمش شش وجهی و مسطح، لوله و... مورد استفاده قرار میگیرد. ترکیب شیمیایی فولاد CK45 از کربن، سیلیسیوم، منگنز و فسفر میباشد که درصد دقیقی از این عناصر به آهن مذاب اضافه میشود و سپس به وسیله دستگاه های ریخته گری و کشش، محصول مورد نظر را با شکل و فرم مد نظر تولید میکنند. به طور معمول به این محصول سیکا 45 نیز گفته میشود. در جدول زیر ترکیب شیمیایی فولاد CK45 به همراه درصد دقیق آن ذکر شده است:
| عنصر شیمیایی | مقدار عنصر (%) |
| کربن | 0/45 |
| منگنز | 0/65 |
| سیلیسیوم | 0/25 |
| فسفر | 0/045 |
خواص مکانیکی فولاد Ck45
فولاد Ck45 از چقرمگی نسبتاً بالایی برخوردار است و به همین دلیل برای قطعاتی که در معرض ضربه و برخورد قرار میگیرند، گزینهی مناسبی به شمار میرود. یکی دیگر از ویژگیهای این فولاد، قابلیت آبکاریپذیری آن است؛ فرآیندی که با پوششدهی سطح فلز، از زنگزدگی و خوردگی آن پیشگیری میکند.
با این حال، این فولاد در جوشکاری با تکنیکهای رایج و معمول با محدودیتهایی همراه است و برای دستیابی به جوشی با کیفیت مطلوب، معمولاً باید از روشهای تخصصیتری مانند جوشکاری آرگون (TIG) استفاده شود. پیش از شروع عملیات جوشکاری، پیشگرم کردن قطعه تا دمای حدود ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد ضروری است. همچنین پس از پایان جوشکاری، خنکسازی باید بهصورت تدریجی و آرام انجام شود؛ معمولاً با استفاده از ماسه یا خاکستر، تا استحکام و یکپارچگی جوش حفظ شود.
در جدول زیر خواص مکانیکی فولاد Ck45 ارائه داده شده است:
|
خواص مکانیکی |
مقدار |
|
استحکام کششی |
610 مگاپاسکال |
|
ضریب الاستیسیته |
۱۹۰ تا ۲۱۰ گیگاپاسکال |
|
چگالی |
7.84 گرم بر سانتی متر مکعب |
|
دمای آهنگری یا فورجینگ |
850 تا 1050 درجه سانتی گراد |
| دمای آنیلینگ (بازپخت) |
650 تا 700 درجه سانتی گراد |
|
عملیات تمپرینگ (سختکاری) |
550 تا 680 درجه سانتی گراد |
|
دمای کوئنچینگ (آبدهی) |
820 الی 860 درجه سانتی گراد |
|
سختی فولاد ck45 |
207 |
چگالی فولاد Ck45 چند است؟
چگالی فولاد Ck45 حدود ۷.۸۴ گرم بر سانتیمتر مکعب است. این عدد در محاسبات مهندسی اهمیت زیادی دارد، چرا که تعیین حجم قطعات فولادی با شکلهای نامنظم (مواردی که فرم سادهای مثل کره یا مکعب ندارند) معمولاً کار دشواری است. با این حال، با در دست داشتن مقدار چگالی و اندازهگیری وزن قطعهی ریختهگریشده، میتوان بهراحتی حجم آن را از طریق محاسبات ساده به دست آورد.
نکتهی قابلتوجه این است که چگالی فولاد و آهن خالص یکسان نیستند؛ در واقع فولاد، آلیاژی است که پایهی اصلی آن آهن است و مقدار معینی کربن نیز به ترکیب آن اضافه شده. همین تفاوت ترکیبی باعث میشود فولاد در مقایسه با آهن خالص، شکلپذیری بهتری داشته باشد و به همین دلیل، گزینهی مناسبتری برای تولید قطعات صنعتی گوناگون محسوب شود.
سختی فولاد Ck45 چقدر است؟
عملیات کوئنچینگ این فولاد معمولاً در بازهی دمایی ۸۲۰ تا ۸۶۰ درجهی سانتیگراد صورت میگیرد و سختی برینل حاصل از آن در حدود ۲۰۷ است؛ عددی که بیانگر مقاومت قابلقبول این فلز در برابر سایش و خراشیدگی است.
برای آن دسته از خوانندگانی که با مفهوم سختی برینل آشنایی ندارند، باید گفت این معیار در واقع میزان توانایی یک ماده برای مقابله با فشار، نفوذ یا تغییر شکل ناشی از اعمال نیرو را نشان میدهد. این پارامتر معمولاً از طریق آزمایشی استاندارد به نام مقیاس برینل (Brinell Scale) اندازهگیری و مشخص میشود.
مزایا و معایب فولاد Ck45
این فولاد در برابر ضربه و برخورد از مقاومت بسیار بالایی برخوردار است. استحکام کششی مطلوب آن باعث شده در ساخت قطعاتی که نیازمند استحکام بالا هستند، بهطور گسترده مورد استفاده قرار گیرد. به همین دلیل، از نظر قیمتی نیز در سطح بالاتری نسبت به برخی محصولات مشابه مانند قیمت ورق روغنی قرار میگیرد.
از سوی دیگر، یکی از نقاط ضعف این فولاد پرکاربرد، مربوط به فرآیند جوشکاری آن است. جوشکاری این فلز باید با دقت و ظرافت خاصی انجام شود تا مشکلاتی نظیر ترکخوردگی یا افزایش بیشازحد سختی در ناحیه جوش پیش نیاید؛ به همین دلیل، در برخی موارد، متخصصان جوشکاری این فولاد را توصیه نمیکنند.
یکی دیگر از محدودیتهای اصلی فولاد Ck45، نبود عنصر کروم در ترکیب شیمیایی آن است. حضور کروم در آلیاژهای فولادی معمولاً باعث افزایش مقاومت در برابر زنگزدگی میشود؛ از این رو، Ck45 به دلیل فاقد بودن این عنصر، در برابر خوردگی و زنگزدگی مقاومت چندانی ندارد.
با این حال، مقاومت بالای این فولاد در برابر سایش، آن را به گزینهای محبوب در صنایع مختلف تبدیل کرده است. لازم به ذکر است که به دلیل ارتباط مستقیم با نوسانات بازار آهن و فولاد، قیمت این محصول نیز ممکن است در بازههای زمانی مختلف نوسان قابلتوجهی داشته باشد؛ روندی که در قیمت ورقCk45 هم بهوضوح قابل مشاهده است.
کاربرد فولاد سیکا45 چیست؟
از فولاد Ck45 در صنایع مختلفی از جمله: صنعت پتروشیمی، نفت، صنعت خودروسازی، صنعت هوافضا و رباتیک و... استفاده می شود. در واقع قطعاتی که نیازمند چقرمگی بالایی هستند از فولادهای سیکا 45 ساخته می شوند از همین رو بیشتر شفت های انتقال قدرت مانند: شفت گیربکس، شفت رولیک ها و کانوایرهای صنعتی و شفت الکتروموتورها، پین ها و بوش هایی که بار و ضربه بیشتری را تحمل میکنند، از جنس فولاد Ck45 هستند.
از دیگر کاربردهای این فولاد میتوان به ساخت ابزارهایی مانند: مته، تیغ اره و پیچ، انبردست و... اشاره کرد. صنایع توربوماشین به خصوص ساخت شفت ماشین های دوار مانند پمپ ها و توربین ها، صنعت راه و ساختمان، بخش های حساس پل ها، ساخت مخازن با فشار بالا و ساخت قطعاتی که در شرایط دمایی غیر عادی کار میکنند، از دیگر مواردی هستند که فولاد Ck45 در آنها به چشم میخورد.
جمع بندی
فولاد CK45 با توجه به ترکیب شیمیایی متعادل و خواص مکانیکی برجستهای که دارد، به یکی از پرکاربردترین فولادهای کربن متوسط در صنایع مختلف تبدیل شده است. استحکام کششی بالا، مقاومت مطلوب در برابر ضربه و سایش، و قابلیت انجام عملیات حرارتی متنوع، این فولاد را برای ساخت قطعاتی که تحت بار و فشار زیاد قرار میگیرند، گزینهای مناسب کرده است. از شفتهای انتقال قدرت در صنعت خودروسازی گرفته تا قطعات صنایع نفت، پتروشیمی و هوافضا، فولاد CK45 در بسیاری از کاربردهای صنعتی حضور دارد.
با این حال، برای انتخاب درست این فولاد باید به محدودیتهای آن نیز توجه کرد؛ ازجمله دشواری نسبی در جوشکاری و مقاومت پایینتر در برابر خوردگی به دلیل نبود کروم در ترکیب شیمیایی. اگر پروژهی شما نیاز به فولادی با استحکام بالا و قیمت مقرونبهصرفه دارد و مقاومت در برابر زنگزدگی اولویت اصلی نیست، فولاد CK45 میتواند انتخابی مطمئن باشد. برای اطلاع از قیمت روز و مشخصات دقیق محصولات فولاد CK45، میتوانید با کارشناسان ما درفولاد24 در تماس باشید.
