فولاد، فلزی است که از ترکیب آهن با عناصر دیگر، تشکیل می شود. علاوه بر آهن، یکی از عناصری که تاثیر مستقیمی بر ویژگی ها و خواص یک فولاد دارد، عنصر کربن است. فولاد ck45 در صنایع مختلف مانند خودروسازی، نفت و پتروشیمی انواع گوناگون فولادها به طور گسترده ای کاربرد دارند.
فولادها بسته به ترکیبات شیمیایی خود، دارای انواع مختلفی هستند و هر یک از این انواع، برای استفاده در موارد مشخصی، کاربرد دارند. با تغییر مقدار عناصر دیگر در فولاد، می توان خواص این فلز را تا حد زیادی تغییر داد. یکی از انواع فولادها، میلگرد آلیاژی ck45 است که به دلیل خواص شیمیایی و مکانیکی منحصر به فرد، در صنعت بسیار مورد توجه می باشد. شاید برای شما هم این سوال پیش آمده باشد که فولاد ck45 چیست و چه کاربردی دارد. ما در این مقاله به بررسی آن خواهیم پرداخت و این آلیاژ فولادی را از جنبه ترکیب شیمیایی، مشخصات فولاد ck45، جنس و قیمت میلگرد ck45 مورد بررسی قرار خواهیم داد.
فولادها را از نظر ترکیب شیمیایی می توان به دو دسته آلیاژی و غیر آلیاژی تقسیم بندی کرد. فولاد، خود آلیاژی از آهن و کربن است. اگر در کنار آهن و کربن، عنصری دیگر مانند نیکل یا منگنز نیز قرار گیرد، محصول نهایی فولاد آلیاژی نام دارد و در صورتی که ترکیب خالصی از آهن و کربن باشد، فولاد غیرآلیاژی نامیده می شود. البته فولادهای آلیاژی نیز خود به دو دسته کم آلیاژ و پر آلیاژ تقسیم بندی می گردند. از طرفی، فولادها را از نظر میزان کربن نیز می توان به سه دسته کم کربن، متوسط کربن و پر کربن، دسته بندی کرد. با این تفاسیر به سراغ تعریف فولاد ck45 می رویم.
فولاد ck45 نوعی فولاد آلیاژی است که از نظر سطح کربن، در دسته فولادهای متوسط کربن قرار می گیرد. این نوع فولاد قابلیت عملیات حرارتی دارد و به دلیل خواص مکانیکی مناسب، دارای کاربرد زیادی در صنایع مهندسی و ساخت قطعات است. در ترکیب شیمیایی فولاد ck45 مقدار 0.45 درصد کربن، 0.65 منگنز و 0.25 درصد نیکل وجود دارد. برای تولید این فولاد درصد دقیقی از عناصر ذکر شده، به آهن مذاب اضافه می شود و سپس در پروسه های ریخته گری و کشش، محصول نهایی با فرم موردنظر، تولید می گردد.
یکی از ضعف های اصلی فولاد ck45 عدم وجود عنصر کروم در ترکیب شیمیایی آن است. وجود کروم در فولاد باعث افزایش مقاومت فلز به زنگ زدگی می گردد. فولاد ck45 به دلیل عدم وجود کروم در ترکیب شیمیایی اش، در برابر زنگ زدگی مقاوم نیست. البته این فولاد با مقاومت بالایی که نسبت به سایش دارد، بسیار مورد توجه صنایع مختلف قرار گرفته است. در ادامه به بررسی مشخصات فنی و مکانیکی فولاد ck45 می پردازیم.
فولاد ck45 به دلیل خواص مکانیکی متنوعی که دارد، کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف پیدا کرده است. این فولاد آلیاژی دارای استحکام کششی 610 مگاپاسکال می باشد و ضریب الاستیسیته آن بین 190 تا 210 نیوتون بر میلی متر مربع است. همچنین چگالی فولاد ck45 برابر 7.84 گرم بر سانتی متر مکعب می باشد که با توجه به استحکام بالاتری که نسبت به سایر انواع فولاد دارد، چگالی خیلی زیادی نیست. از این مقدار چگالی می توان برای محاسبه وزن فولاد نیز استفاده کرد. دمای آهنگری یا فورجینگ فولاد ck45 در محدوده 850 تا 1050 درجه سانتی گراد قرار دارد.
همانطور که پیش تر گفتیم، فولاد ck45 دارای قابلیت سخت کاری نیز هست. محدوده دمایی آنیلینگ فولاد ck45 در محدوده 650 تا 700 درجه سانتی گراد است. عملیات تمپرینگ نیز از 550 تا 680 درجه سانتی گراد انجام می شود. سخت کاری فولاد به صورت کوئنچینگ قابل انجام است که هم در آب و هم در روغن قابل اجرا شدن می باشد. دمای کوئنچینگ فولاد ck45 از 820 تا 860 درجه سانتی گراد است. سختی برینل فولاد ck45 نیز چیزی در حدود 207 می باشد که این حاکی از مقاومت بالای این فلز در برابر سایش است.
همچنین فولاد ck45 دارای خاصیت چقرمگی بالایی می باشد. این باعث شده که استفاده از این فولاد در مواردی که قطعه در معرض برخورد و ضربه است، مناسب باشد. همچنین این فولاد قابلیت آبکاری دارد. با آبکاری فلز می توان از زنگ زدگی آن جلوگیری کرد. البته یکی از نکات منفی فولاد ck45 این است که با روش های معمول به راحتی جوشکاری نمی شود و برای رسیدن به کیفیت مناسب، حتماً باید با روش هایی مانند جوشکاری آرگون این عملیات روی آن انجام شود. برای جوشکاری فولاد ck45 ابتدا باید آن را تا دمای 200 تا 300 درجه سانتی گراد گرم کرد. پس از جوشکاری نیز به منظور افزایش استحکام جوش، باید به آرامی و به کمک ماسه یا خاکستر خنک شود.
فولاد ck45 به دلیل خواص مکانیکی مناسب، قیمت ارزان و در دسترس بودن، کاربردهای گسترده ای دارد. در صنعت های پتروشیمی، نفت، خودروسازی، هوافضا و رباتیک، موارد زیادی از کاربرد فولاد ck45 به چشم می خورد. به طورکلی، قطعاتی که نیازمند چقرمگی بالایی هستند، از جنس فولاد ck45 ساخته می شوند. به همین دلیل اکثر شفت های انتقال قدرت مانند شفت گیربکس، شفت رولیک ها و کانوایرهای صنعتی و شفت الکتروموتورها، از جنس فولاد ck45 هستند. پین ها و بوش هایی که نیازمند تحمل بار و ضربه می باشند نیز از این جنس ساخته می شوند.
از فولاد ck45 در ساخت ابزارهای مانند مته، پیچ، تیغ اره و انبردست نیز استفاده می گردد. در صنایع توربوماشین به خصوص ساخت شفت ماشین های دوار مانند پمپ ها و توربین ها، این فولاد به چشم می خورد. فولاد ck45 در صنعت راه و ساختمان نیز کاربرد فراوانی دارد و اکثر بخش های حساس پل ها از این جنس ساخته شده اند. همچنین این نوع فولاد در ساخت مخازن با فشار بالا و ساخت قطعاتی که در شرایط دمایی غیر عادی کار می کنند، بسیار پرکاربرد است.
فولاد ck45 در شکل ها و مقاطع مختلفی تولید و عرضه می گردد. این نوع فولاد در بازار ایران با نام سیکا نیز شناخته می شود و در استاندارد DIN با نام فولاد 1.1191 معرفی می گردد. ck45 به شکل های ورق، تسمه، پروفیل و لوله و میلگرد ck45 در بازار کشور موجود است. قیمت فولاد آلیاژی و لوله هایی از جنس ck45 پرکاربردترین نوع آلیاژ در صنایع مربوط به تولید شفت و غلتک می باشند. این محصولات علاوه بر اینکه به کشور وارد می شود، به صورت داخلی نیز توسط کارخانه های کشور تولید می گردند. همان طور که گفتیم، قیمت مناسب این فولاد آلیاژی در کنار خواص مکانیکی خوب و ضد سایش بودن آن، باعث افزایش تقاضای فولاد ck45 در بازار کشور گردیده است.
جمع بندی
فولاد ck45 یکی از فولادهای آلیاژی با درصد کربن متوسط است که در ساخت و ساز و صنایع مهندسی، کاربرد فراوان دارد. به دلیل وجود عناصر نیکل و منگنز، این فولاد دارای چقرمگی مناسبی است. به همین دلیل استفاده از آن در قطعاتی که در معرض برخورد و سایش قرار دارند، بسیار متداول می باشد. همچنین شفت ها، پین ها و بوش ها به دلیل اینکه در معرض بار برشی و گاهاً ضربه‌ای قرار دارند، عمدتاً از جنس فولاد ck45 ساخته می شوند. این فولاد آلیاژی در بازار کشور به وفور پیدا می شود و نسبت به مناسب بودن خواص مکانیکی فولاد ck45 ، قیمت مورد قبولی نیز دارد. البته ضعف بزرگ این نوع فولاد، عدم وجود کروم در ترکیبات شیمیایی اش می‌باشد که این فلز را در برابر زنگ زدگی، ضعیف کرده است.