فولاد MO40 چیست؟
فولاد MO40 با
داشتن مقاومت بالا و قیمت مقرون به صرفه یکی از گزینه های ایده آل در بین فولادهای
کم آلیاژ شناخته می شود. این محصول به دلیل ترکیب منحصر به فردی که از نظر سختی،
استحکام و دوام دارد، از محبوبیت بسیار زیادی در مصارف صنعتی و نیاز به مقاومت در
برابر فشار برخوردار می باشد؛ اما چه چیزی این
فولاد را از سایر گریدها متمایز می کند؟ پاسخ در ویژگی های خاص آن نهفته است؛
مقاومت بالا در برابر سختی فیزیکی و ساختاری، انعطاف‌پذیری در پردازش و امکان
انجام عملیات حرارتی و پرداخت‌های تکمیلی از جمله موارد منحصر به فرد فولاد می باشند.
فرآیند تولید این محصول نیز از طریق ذوب آهن خام همراه با کربن و سایر عناصر آلیاژی در کوره‌های برقی یا
اکسیژنی آغاز می‌شود. نتیجه چیست؟ فولاد MO40،
ترکیبی از دوام، سختی و انعطاف پذیری در فرآوری را به وجود می آورد که آن را به
گزینه ای ایده آل برای کاربردهای مهندسی، ساخت و ساز و صنعت تبدیل کرده است. حال برای آگاهی از جزئیات دقیق تر استفاده از این
فولاد و سایر ویژگی های آن پیشنهاد می شود ادامه مطالب را از دست ندهید!
روند سخت کاری فولاد MO40
به صورت کلی سخت کاری فولاد MO40 به
معنای تولید این محصول تحت عملیات های حرارتی و شرایط خاص همراه با حرارت می باشد.
به طوری که فولاد پایه و اصلی را به همراه عناصر آلیاژی مشخص از جمله آهن، کربن
و... در کوره هایی نظیر الکتریکی یا اکسیژن قلیایی قرار می دهند تا ناخالصی های آن
ها جدا گردد و مواد با یک دیگر ترکیب شوند.
عملیات های حرارتی و سخت کاری
که بر روی فولاد MO40 قابل انجام هستند شامل آهنگری، آنیلینگ، رفع تنش، نرمال سازی،
برگشت دادن یا تمپرینگ، سخت شدن شعله ای و القایی، نیتریده کردن و عملیات حرارتی
سختی می باشد.
در این بین ایجاد سختی در
فولاد با حرارت دادن آن تا دمای 880 درجه سانتی گراد و خنک کردن در آب یا محلول
پلیمری صورت می گیرد. تمامی این عملیات ها به نوعی سبب کاهش قیمت آهن می شوند؛
زیرا هر چه فولاد تولیدی قابلیت های بیشتری داده باشد، مصارف گسترده تری را در بر
می گیرد. البته در مورد عملیات های حرارتی باید گفت همان طور که مزیت هایی دارند،
با معایبی نیز همراه می باشند؛ از این رو بهتر است با بیشترین دقت ممکن آن ها را
انجام داد.
مشخصات فولاد MO40
در واقع این نوع فولاد، با
داشتن عناصر خاص مانند منگنز، مولیبدن و کروم دارای ویژگی هایی است که سبب به
کارگیری آن در انواع مصارف شده اند. البته نرخ به صرفه این فولاد به سبب فلز پایه
و اصلی آن است که قیمت مقرون به صرفه ای دارد.
همان طور که اشاره شد، برای ساخت فولادهای
کم آلیاژ مانند MO40 و افزایش یک سری خواص مکانیکی به آن ها، علاوه بر
آهن و عنصر سختی مانند کربن، نیاز به افزودن یک سری عناصر آلیاژی در جهت بهبود یک
سری خواص به ترکیبات شیمیایی فولاد می باشد. کربن تنها سبب افزایش سختی فولاد MO40 می شود؛ در صورتی که سایر ویژگی های مورد نظر برای
ساخت این فولاد شامل موارد زیر می باشند:
مشخصات ظاهری
بهتر است بدانید فولادهایی که
تحت عملیات های حرارتی تولید می شوند، به سبب تحمل حرارت های بالا و سپس سرد شدن
های به تدریج دارای سطح ظاهری کدرتر و تیره تری هستند. از این رو می توان گفت ظاهر
فولاد MO40 نیز
مانند ورق های سیاه که توسط کارخانجات متعدد کشور تولید می شوند، کدر و تیره رنگ
می باشد.
از جمله ورق های سیاه تولیدی
که با داشتن ظاهری تیره رنگ، کیفیت بالایی دارند، می توان به ورق سیاه کاویان
اشاره داشت؛ به همین علت ظاهر فولادها کیفیت آن ها را برای استفاده در مصارف به
خصوص از نظر صنعتی مشخص نمی کند.
مشخصات شیمیایی
ساختار فولاد MO40 از عناصری مانند کربن در حدود 41 درصد، سیلسیوم 35/0 درصد، منگنز 7/0 درصد،
کروم 1/1 درصد و 2/0 درصد مولیبدن تشکیل شده است. نام شیمیایی این نوع فولاد نیز CrMO40
42 است. در این بین کروم سبب افزایش مقاومت و سختی
پذیری فولاد شده و سیلسیوم نیز سبب افزایش دمای بحرانی فولاد شده و با افزایش آن،
مقاومت فولاد MO40 در برابر اکسیداسیون افزایش می یابد.
با این حال بهتر است در نظر
داشته باشید وجود سیلسیوم سبب کاهش برش پذیری شده و برای کنترل آن از مقدار مشخصی
منگنز استفاده می کنند. در نهایت مولیبدن نیز یک عنصر کاربیدی بوده که سبب افزایش
مقاومت کششی و حرارتی در این آلیاژ شده است. در ادامه مشخصات شیمیایی فولاد MO40 در قالب
جدول برای شما آورده شده است:
مشخصات مکانیکی
فولاد MO40 که با
نام فولاد 4140 نیز شهرت یافته است، دارای مقدار کمی از عناصر آلیاژی می باشد و
همین عناصر سبب ایجاد خواص مکانیکی منحصر به فردی از جمله مقاومت کششی، دمای ذوب،
سختی، مدول برشی و ... در آن شده اند. در واقع افزودن عنصرهایی مانند کروم،
مولیبدن و منگنز سبب افزایش سختی و استحکام در آن ها خواهد شد. همچنین این عناصر
سبب شده تا این فولاد با نام کرومولی نیز شناخته شود. در جدول زیر به خواص مکانیکی
فولاد MO40 با
ظرافت و دقت بالاتری پرداخته شده است:
استانداردهای فولاد MO40
همان طور که اشاره شد، فولاد MO40 با نام
4140 نیز شناخته می شود، اما علت آن چیست؟ نامگذاری این فولاد و همچنین سایر
محصولات از این قبیل به استانداردهای مورد استفاده برای تولید آن ها برمی گردد. به
طور مثال این نوع نامگذاری برای این فولاد به استاندارد آمریکایی ASTM A29 بر می
گردد. نماد A نشان از
فولادی بودن MO40 و عدد مقابل کدهای این استاندارد می باشد.
در این نامگذاری 4 اول به
معنای آلیاژی بودن فولاد MO40، 1 مقدار کروم و 40 شماره و نماد
خاصی برای جداسازی خانواده این فولادها می باشد. با این وجود نام های دیگری نیز
برای این محصول وجود دارند که در جدول زیر به همراه استاندارد های مربوطه آورده
شده اند:
کاربرد فولاد MO40
بهتر است بدانید خواصی که در
فوق به آن ها اشاره کردیم به همراه چقرمگی و فرم پذیری مناسب، مقاومت به سایش،
استحکام تسلیم و کششی مناسب همگی سبب شده اند تا فولاد MO40
کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف به خصوص ساخت شفت، چرخ دنده، ماشین آلات،
میلگرد، صفحه و ... داشته باشد. با این وجود برخی از رایج ترین کاربردهای فولاد MO40 به شرح زیر هستند:
- میله های اتصال
- پیچ های دو سر
رزوه
- قطعات ماشین
ابزار
- سازه های
هواپیما
- پایه های قالب
- میله های رابط
- میل لنگ
- گیره فشنگی
- اتصال میل گاردن
- ساخت چاقو و
چنگال
- انژکتورها
- چرخ دنده
- ظروف تحت فشار
- پیچ های مقاوم
فرآیند تولید فولاد MO40
همان طور که اشاره شد، فولاد MO40 از طریق فرآیندهای حرارتی تولید می شود. در واقع ابتدا آلیاژسازی مواد
اولیه برای تولید این محصول صورت می گیرد؛ به طوری که عناصر آلیاژی از قبیل کروم،
مولیبدن، آهن، کربن و منگنز در یکی از کوره هایی نظیر قوس الکتریکی یا اکسیژن
قلیایی قرار گرفته و در حالت مذاب با یک دیگر مخلوط می گردند. این ترکیب در نهایت
باید طی روش های مختلف سرد شود. سپس مطابق با کاربرد نهایی و خواص فولاد نهایی،
محصول سرد شده در فرآیند آنیلینگ مجدداً حرارت دیده و به تدریج سرد می شود.
پس از انجام عملیات آنیلینگ
بر روی فولاد MO40 یا 4140 نیز محصول را دوباره تا فاز مذاب حرارت دهی کرده تا
کارگرم یا سرد بر روی آن در جهت دستیابی به خواص و مشخصات ابعادی یا ضخامتی بهتر
فراهم گردد. در واقع ممکن است روش هایی نیز برای ایجاد سطح ظاهری بهتر بر روی
فولاد MO40 وجود
داشته باشد.
به طور مثال ورق سیاه نیز
دارای سطحی کدر و تیره می باشد، اما با انجام فرآیند اسیدشویی سطح آن درخشان و
صیقلی می گردد. یکی از با کیفیت ترین محصولات گرم که توسط تولیدکنندگان برتر تولید
می شود، ورق سیاه اکسین می باشد. این محصول دارای گریدهای متعددی می باشد که هر
کدام کیفیت بالایی دارند. قیمت ورق سیاه اکسین به همین سبب از سایر تولیدکنندگان
بیشتر است، اما باید در نظر داشت فولادهای تولیدی در این کارخانه به صورت شیت های
فابریک با ابعاد دقیق به مشتریان تحویل داده می شوند.
جمع بندی
در پایان نیز باید گفت فولاد MO40 یکی از انواع فولادهای کربنی با کربن 41 درصد می باشد که مقاومت کششی و حرارتی
بسیار زیادی دارد. علاوه بر این ویژگی ها این فولاد قیمت مقرون به صرفه ای دارد که
سبب استفاده از آن در مصارفی مانند میله های اتصال، سازه های هوایپما، چرخ
دنده، ظرف های تحت فشار و ... شده است. البته سایر عناصر آلیاژی که در ترکیبات
شیمیایی این نوع فولاد وجود دارند، سبب ایجاد خواص مختلفی در آن شده اند.
لازم به ذکر است برای دستیابی به خواص مورد نظر در ساخت این نوع فولاد، در برخی موارد ممکن است فشار بسیار زیادی در زمان شکل دهی بر روی آن اعمال گردد. همچنین در زمان پردازش فولاد MO40 قابلیت انجام عملیات های پرداختی دیگر نیز بر روی آن در جهت افزایش استحکام و زیبایی وجود دارد.