فولادهای عملیات حرارتی پذیر

فولادهای عملیات حرارتی پذیر برای ساخت قطعاتی استفاده میشوند که تحت بارگذاری های شدید کششی، خمشی و پیچشی قرار میگیرند. فولادهای عملیات حرارتی پذیر غیرآلیاژی نظیر IASC1221 و IASC1191 برای ساخت قطعاتی باسطح مقطع کم و استحکام پایین بکار می رود درحالیکه فولادهای عملیات حرارتی پذیر آلیاژی (حاوی عناصر آلیاژی کرم،نیکل،مولیبدن ویا وانادیم) نظیر IASC6580 یا IASC7225   برای ساخت قطعاتی با سطح مقطع بزرگ استفاده میشوند که معمولاً تحت بارگذاری شدید قرار میگیرند. استحکام کششی این فولادها پس از سختکاری و تمپر تاحدود 1300 N/mm2  قابل افزایش است.

کاربردها:

  1. قطعات طول بلند در ماشین آلات و وسایل نقلیه که نیاز به:
  2. استحکام بالا
  3. مقاومت کششی بالا
  4. انعطاف پذیری خوب
  5. مقاومت بالا در برابر شکست

 
 از فولادهای عملیات حرارتی پذیر محصولاتی مانند میل لنگ ها، محورهای غیر هم مرکز، اجزاء و قطعات دندانه دار، شافتهای مربوط به صنایع سیمان، شاسی اتومبیل، صفحه دیسک ساخته می شود

فرآیندهای عملیات حرارتی

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

آنیل:
برای ساختار پرلیتی: در دمای 845  حرارت داده میشود، سپس نسبتاً سریع تا 755  سردشده، آنگاه از 775  تا 665 باسرعت کمتر ازh/ 14   سرد میشود یا در 845  حرارت داده سپس تا 675  سرد شده و به مدت 5 ساعت نگهداری میشود. 

برای ساختار کروی : در دمای 750  حرارت داده شده سپس تادمای 665  باسرعت کمتر از h/  6 سرد میشود و یا در دمای 750  حرارت داده، سپس تا 670  به صورت تقریباً سریع سرد شده و سپس در همین دما تا 9 ساعت نگهداری میشود. ماکزیمم سختی 241 HB  است.

تنش زدائی:
دمای تنش زدائی در محدوده 525-650   است. برای فولادهایی که تا مغز سخت شده اند تا 25  زیر دمای تمپر حرارت داده میشود. برای فولادهایی که تا مغز نرم شده اند (آنیل) در دمای 600-650  حرارت داده میشود. سپس به مدت 0.5 تا   2 ساعت در این دما نگهداری کرده، سپس تا دمای 450  در کوره خنک کرده و در نهایت در هوای آزاد سرد میگردد.
 
سختکاری:
دمای سختکاری برای کوئنچ در آب بین 830-860  است و برای کوئنچ در روغن بین 840-870  است ( برای شکل های پیچیده و ضخامت های نازک کوئنچ در روغن پیشنهاد میشود.) پس از اینکه سطح نمونه به دمای آستینیته رسید زمان سختکاری مساوی است با:
(mm) ضخامت نمونه*0.7 = زمان نگهداری(دقیقه)
 
تمپر:
بعد از سختکاری بلافاصله باید بازگشت انجام شود. دمای بازگشت حدود 540-680  است. زمان نگهداری دردمای تمپر به دقیقه برابر ضخامت قطعه(mm) * 2.5 است. البته حداقل زمان نگهداری یک ساعت است.
 
سختکاری القایی و شعله ای:
دمای حرارت دادن سطحی در محدوده 875-900  است. برای قطعات ساده، پس از حرارت دادن در دمای فوق در آب یا آب و روغن کوئنچ کرده سپس در دمای 200  بازگشت داده که به سختی حدود 58RC خواهد رسید. برای قطعات پیچیده، پس از حرارت دادن در دمای فوق در روغن کوئنچ کرده، سپس در دمای 200  بازگشت داده که به سختی 45-52RC خواهد رسید.
 
نیتریده کردن:
نیتریده کردن در این فولاد بوسیله گاز آمونیاک صورت میگیرد. در این روش یک لایه نازک سخت بوجود می آید که یک جزء مرکب از نیترید اپسیلن است در این حالت نه تنها مقاومت به سایش سطحی افزایش پیدا میکند بلکه استحکام خستگی برای شافتها حدود 30%  افزایش می یابد.

 

نمونه هایی از فولاد های عملیات پذیر

ویژگیها و کاربردهای فولاد CK45

حدود ترکیبات شیمیایی

MATRIAL

%

C

0.5-0.42

Si

0.35

Mn

0.8-0.5

P

0.035

S

0.035

 

 

نامگذاری براساس استاندارد مختلف

  • Symbol DIN...........CK45
  • آلمان (DIN)............1.1191
  • زارشتال...................RM4
  • بریتانیا.....................080M46
  • بهلر(قدیم)..................H.EH
  • بهلر(جدید).................V945
  • آمریکا......................1045(SAE)

یک نوع فولاد ساده با کربن متوسط ( در حدود 0٫45%) که بخاطر قیمت پائین بعضا برای ساخت محور پمپ مورد استفاده قرار می گیرد .به علت کم بودن مقدار کروم در مقابل زنگ زدگی و خوردگی مقاوم نیست.

فولادهای عملیات حرارتی پذیر

کاربردهای فولاد CK45 در صنایع مختلف :

  1. قطعات اتومبیل و موتورها
  2. در قطعاتی مانند بوش و میل لنگ و......
  3. شافتها و غلتکهای صنعتی
  • دمای فرجینگ ( Forging) :1100-850
  • دمای آنیلینگ ( Annealing) : 700-650
  • دمای سختی پذیری( Hardening) : 850-820 ، 860-830
  • محیط خنک کردن (Quench) : آب - روغن
  • دمای برگشت ( Tempering) : 680-550
  • دماها برحسب سانتی گراد می باشد.

 

ویژگیها و کاربردهای فولاد MO40

حدود ترکیبات شیمیایی

MATRIAL

%

C

0.38-0.45

Si

0-0.6

s

0.015-0

p

0.02-0

Mn

1-0.6

Cr

1.2-0.8

Mo

0.3-0.2

 

نامگذاری براساس استاندارد مختلف

  • آلمان (DIN)............1.7225
  • زارشتال...................MO40
  • بریتانیا.....................708M40
  • سوءد......................42CrMO4
  • آمریکا A.I.S.A..............4140
  • بهلر(قدیم)..................VCL140
  • بهلر(جدید).................V320

تاثیر توام عناصر کروم و مولیبدن در فولاد MO40

با وجودی که حضور کروم به میزان 1 درصد موجب افزایش مقاومت به حرارت میگردد ولی با فولادهایی که تنها عنصر آلیاژی آنها کروم می باشد،کمتر مورد استفاده قرار میگیرند. با اضافه نمودن مولیبدن به فولادهای کرومی ، مقاومت به ضربه و خزش در دماهای یکسان ، نسبت به فولادهای کرومی ، افزایش یافته و مجموعه کروم مولیبدن چقرمگی را نیز به خصوص در موردقطعات ضخیم افزایش می دهند.
اصولا فولادهای کروم – مولیبدن دارای دو کاربرد براساس مقاوت به حرارت تا دمای 600-500 سانتی گراد با حفظ استحکام و مقاوت به سایش می باشند. دوعنصر کروم و مولیبدن در فولادهای کم آلیاژ برای بالا بردن مقاومت این فولاد در مقابل پدیده خزش به کار می رود.

کاربردهای فولاد MO40  در صنایع مختلف :

  1. غلتکهای صنایع سیمان
  2. غلتکهای صنایع فولاد
  3. شاتون
  4. چرخ دنده
  5. دارف پینیونها
  6. محورهای خودرو
  7. دنده فرمان
  8. پیچ های مقاوم
  9. میله های اتصال
  10. زره آسیاب های گلوله ای مواد خام
  11. چکش آسیاب کلینگر
  12. ظروف تحت فشار
  13. سازه هواپیما

خواص مکانیکی فولاد MO40 در شرایط یکنواخت و تابکاری (آنیل) شده :

شماره AISI

عملیات

استحکام تسلیم Psi

استحکام کششی Psi

درصد ازدیاد طول

درصد کاهش سطح %

سختی     BHN   

استحکام ضربه (ایزود)

 4140

یکنواخت شده

95000

148000

17.7

46.8

302

16.7

تابکاری شده

60500

95000

25.7

56.9

197

40.2

 

خواص مکانیکی فولاد MO40 پس از آبدهی و بازپخت :

شماره

AISI

دمای بازپخت

استحکام تسلیم Psi

استحکام کششی Psi

درصد ازدیاد طول

درصد کاهش سطح %

سختی     BHN   

4140

400

257000

238000

8

38

510

600

225000

208000

9

43

445

800

181000

165000

13

49

370

1000

138000

121000

18

58

285

1200

110000

95000

22

63

230

 

 

ویژگیها و کاربردهای فولاد VCN 150

حدود ترکیبات شیمیایی

MATRIAL

%

C

0.38-0.3

Si

0.4

Ni

1.7-1.3

Cr

1.7-1.3

Mn

0.8-0.5

Mo

0.3-0.15

 

نامگذاری براساس استاندارد مختلف

  • آلمان (DIN)............1.6582
  • زارشتال...................Monix 15
  • بریتانیا.....................34CrNiMo6
  • بهلر(قدیم)..................VCN150
  • بهلر(جدید).................V155

فولاد VCN150 با شماره استاندارد 1.6582 با میزان تقریبی عناصر مشترک (کربن ، سیلسیم ،منگنز ، نیکل) و کاهش 0.5 درصدی نیکل و کروم نسبت به VCN200 اغلب در مواردی به کار می رود که قطعه نیاز به افزایش و سختی و آبکاری داشته باشد. فولاد 1.6582 در بازار به نام VCN150   معروف مي باشد كه متريال فراوان و مشهوري است و در كشور ايران نسبت به 6511  که به VCN1OO  معروف میباشد بيشتر مورد استفاده قرار مي گيرد و ارزانتر مي باشد .

در مقايسه با تنش تسليم ،  فولاد 6582  به ميزان 100 واحد  داراي تنش تسليم بالاتري نسبت به فولاد 6511 مي باشد و اين يعني اينكه از نظر استحكام  كمي مقاومتر نسبت به 6511 است .در مقايسه با تنش ماكزيمم ،  فولاد 6582  به ميزان 100 الي 200 واحد  داراي تنش ماكزيمم  بالاتري نسبت به فولاد 6511 مي باشد و اين يعني اينكه از نظر استحكام  كمي مقاومتر نسبت به 6511 است .در تست كشش و در زمان كشيدن ،  فولاد 6511 به ميزان 12% افزايش طول دارد ولي فولاد 6582 ميزان 11% افزايش طول دارد.
 و يا اينكه در زمان كشش فولاد 6511  به ميزان 55% لاغر مي شود ولي فولاد 6582 به ميزان 50% لاغر مي شود در مجموع يعني اينكه فولاد 6582 كمي تردتر و چغرمه تر از فولاد 6511 است . ( كمي زودتر ميشكند ) در تست شارپي  و يا تست ضربه مشاهده مي شود كه نمونه 6511  به ميزان 55 ژول انرژي ضربه نياز دارد تا ترك بردارد و  بشكند ولي نمونه 6582 به ميزان 50 ژول انرژي نياز دارد تا ترك بردارد و بشكند و اين يعني اينكه 6582 تردتراست و در مقايسه با 6511 زودتر مي شكند .

کاربردهای فولاد VCN150 در صنایع مختلف :

  1. شافت های مربوط به سیمان
  2. میل لنگ ها
  3. شفت ها تحت بارگذاری پیچشی و خمشی
  4. قطعات مرتبط با ساخت چرخدنده
  • دمای فرجینگ ( Forging) :150-850
  • دمای آنیلینگ ( Annealing) : 700-650
  • دمای سختی پذیری( Hardening) : 860-830
  • محیط خنک کردن (Quench) : روغن
  • دمای برگشت ( Tempering) : 580-540


ویژگیها و کاربردهای فولاد VCN200

حدود ترکیبات شیمیایی

MATRIAL

%

C

0.33-0.26

Si

0.4

S

0.035

Cr

2.2-1.8

Ni

2.2-1.8

Mn

            0.6-0.3

P

0.035

Mo

0.5-0.3

 

نامگذاری براساس استاندارد مختلف:

  • آلمان (DIN)............1.6580
  • زارشتال...................MONIX2
  • Symbol DIN............. 30CrNiMo8
  • ژاپن......................SNCM1
  • Poldi.......................BOZ S
  • بهلر(قدیم)................VCN200
  • بهلر(جدید)..............V145
  • بریتانیا.................. 30CrNiMo8
  • ایتالیا................ 30CrNiMo8

فولاد VCN200  (1.6580) عموما برای ساخت قطعاتی مورد استفاده قرار می گیرند که تحت بارگذاری های شدید کشش ، خمشی ، پیچشی و فشاری می باشد و این نوع فولاد نیازی به آبکاری ندارد. با تو جه به ترکیب شیمیایی فولادVCN200  که دارای حدود 2 درصد نیکل و کروم است همین عناصر باعث می شود که این فولاد بتواند نیروی فشار و قدرت انتقال نیروی بالایی را تحمل کند.

کاربردهای فولاد VCN200 در صنایع مختلف :

  1. قطعات ماشین آلات برای نیازهای حاد
  2. شافت های مربوط به صنایع سیمان
  3. شافت لوکوموتیوها

 

  • دمای فرجینگ ( Forging) :1050-850
  • دمای آنیلینگ ( Annealing) : 700-650
  • دمای سختی پذیری( Hardening) : 860-830
  • محیط خنک کردن (Quench) :  روغن
  • دمای برگشت ( Tempering) : 680-540
  • دماها برحسب سانتی گراد می باشد.

 

قیمت فولادهای عملیات حرارتی پذیر

فولاد های عملیات حرارتی پذیر الیاژی نوعی از فولاد الیاژی با استحکام و کشش بالا و همچنین انعطاف مناسب محسوب می شود که برای ساخت قطعاتی با سطح مقطع بزرگ استفاده میشوند که معمولاً تحت بارگذاری شدید قرار میگیرند. قیمت فولاد عملیات حرارتی پذیر با نسبت استحکام و کشش آن رابطه مستقیم دارد به نوعی که هرچه الیاژهای مختلف به منظور بالا بردن استحکام فولاد بیشتر شود قیمت فولاد عملیات حرارتی پذیر هم بیشتر می شود. فولاد ck45و فولاد mo40 و فولاد vcn150 و فولاد  vcn200از پر مصرف ترین انواع این فولاد می باشند. شرکت فولاد حامیران با نیم قرن سابقه در عرضه و فروش فولاد عملیات حرارتی پذیر بیشترین تنوع در فروش فولاد الیاژی را داراست و برای خرید فولاد عملیات حرارتی پذیر می توانید با کارشناسان بخش فروش فولاد الیاژی شرکت حامیران در ارتباط باشید.