فولاد MO40 چیست ؟
فولادهای کربنی به دلیل دارا بودن خواص شیمیایی و فیزیکی گوناگونی که با توجه به حضور کربن دارند؛ امروزه از جایگاه ویژه ای در بازار فولاد بهره مند می باشند. اما یکی از مهمترین فولادهای کربنی ورق MO40 شمرده می‌شود که قیمت مناسبی هم دارد.
نام دیگر ورق MO40 به AISI4140 شهرت دارد. این ورق را در نوع فولادهای کم آلیاژ دسته بندی کرده اند که دارای مقادیر کاملاً مشخصی از عناصر کروم و منگنز می باشد. به دلیل مقاومت به سختی و قابلیت انعطاف پذیری بالای آن موجب شده که از این ورق در طیف گسترده ای از صنایع استفاده شود. با توجه به قیمت روز ورق، میلگرد و سایر اشکال فولاد MO40 با توجه به ابعاد و ضخامت و همینطور کشور تولید کننده متغیر است. شما برای خرید ورق MO40 می توانید با توجه به این موارد اقدام به تهیه آن نمایید. با این وجود گرید های بسیار اندکی را می توانید از فولاد به اندازه فولاد MO40 که قابلیت انطباق و کارایی را دارند، پیدا کنید.
برای تهیه ورق MO40 آن را در کوره های اکسیژنی یا برقی با توجه به عناصر آلیاژی از آهن و کربن به صورت مایع با یکدیگر مخلوط می‌کنند. پس از آن به فولاد زمان می دهند تا خنک شود. پس از اینکه فولاد تا چندین مرتبه طبق عملیات آنیل شد پس از اتمام این مرحله فولاد را حرارت می دهند تا به شکل مذاب تبدیل شود. برای تبدیل شدن آن به اشکال گوناگون بر روی این فولاد ریخته گری صورت می گیرد. سپس با استفاده از عملیات سخت کاری به ضخامت مورد نظر در می آید. برای رسیدن به سختی مورد نیاز ممکن است فشار بسیار بالایی در حین فرایندهای شکل دهی در آن صورت بگیرد. پس از اینکه فولاد آماده شد می توان چندین عملیات دیگر را نیز برای فولاد انجام دهید. این کار برای استحکام و جلوه زیبایی ظاهری قطعه صورت می گیرد.
اما ناگفته نماند که فولادهای آلیاژ به خواص دیگری برای بهبود بخشیدن به جز خواص مکانیکی خودشان مثل آهن و کربن متکی هستند. به جز خواص مکانیکی و مقاومت در مقابل سختی از مهمترین آنها می توان به مقاومت کششی اشاره کرد. این خاصیت از ویژگی های برجسته MO40 به حساب می‌آید و مقاومت کششی با لئون به حدود ۹۵ هزار psi می رسد. این خصوصیات موجب شده که فولاد تحت یک بار سنگین به راحتی شکسته نشود.
نسبت مناسب استحکام به وزن یکی دیگر از این موارد مهم می باشد. با وجود استحکام بالا دارای وزن بسیار پایینی است.
نکته بعدی شکل پذیری بسیار خوب آن می باشد. ورق MO40 می تواند به راحتی به اشکال مختلفی تبدیل شود و در تولید نمودن محصولات گوناگون نیز کاربرد اساسی داشته باشد.
ورق MO40 چیست؟
از جمله مراحل آلیاژی که در عملیات حرارتی بر روی فولاد صورت می گیرد ورق MO40 می باشد. در ساختار این ورق از کروم و مولیبدن استفاده شده است. علت کیفیت بالایی که در این ورق مشاهده می‌کنید آن را برای انجام دادن عملیات های حرارتی گوناگون به گزینه مناسبی تبدیل می‌کند. همینطور در قطعات و تجهیزات گوناگون استفاده خواهد شد. برای اطلاعات بیشتر درباره ویژگی و خصوصیات ورق MO40 و خرید آن می توانید تا انتهای مطلب با ما همراه باشید.
خصوصیات فیزیکی ورق MO40
وجود عنصر کروم در ساختار ورق MO40 باعث مقاومت بالای آن شده است. این عامل آن را در برابر خوردگی مقاوم می کند. به علاوه اینکه عنصر مولیبدن نیز در این نوع ورق وجود دارد که به مقاومت بالای آن و همینطور سختی آن افزوده است. از دیگر مشخصات فیزیکی این ورق می توان به مقاومت در برابر سایش بعد از اینکه کاملاً ورق سرد شد اشاره کرد. شکل پذیری مناسب این ورق، آن را بسیار به شهرت رسانده است.
اما ورق MO40 تحت تاثیر عملیات های حرارتی مختلفی قرار می‌گیرد. می توان به ترتیب مشخصات فیزیکی و مکانیکی را در آن ایجاد کرد. با توجه به تمامی توصیفات می توان ورق را تا دمای ۵۳۸ درجه سانتیگراد نیز مقاوم نموده و با قرار گرفتن در معرض دمای بسیار بالا نیز این ویژگی های خودش را کاملاً حفظ نماید.
عملیات حرارتی ورق MO40
عملیات حرارتی در ورق MO40 یک خصوصیت برای این محصول ایجاد کرده که می توان آن را به عملیات های حرارتی مختلفی تبدیل کند.
از جمله آنها می‌توان به نرمال سازی ورق اشاره کرد. بعد از اینکه ورق MO40 را نرمال کردید در محدوده دمای ۸۷۰ تا ۹۰۰ درجه سانتیگراد صورت می گیرد. بعد از آن فولاد باید در معرض هوای آرام خنک شود.
فورجینگ
عملیات حرارتی بعدی ورق MO40، فورجینگ می باشد. در این عملیات ورق تا حداکثر دمای هزار و ۱۵۰ درجه سانتیگراد حرارت داده می‌شود و تا یکنواخت شدن دما آن را نگهداری می کنند. حداقل دمایی که برای این عملیات صورت می گیرد برابر با ۸۵ درجه سانتیگراد است. خنک سازی آن نیز با استفاده از خاکستر یا ماسه انجام می شود.
نیتروژن دهی
مرحله بعدی عملیات حرارتی، نیتروژن دهی ورق MO40 می باشد که در این عملیات باید به نکات زیر توجه کرد:
یک قطعه باید در محدوده دمای ۵۰۰ تا ۵۳۰ درجه سانتیگراد قرار بگیرد که این قطعه باید در این دما قرار داده شود.
برای اینکه به عمق مورد نظر این عملیات رسیده شود باید در مدت زمان مشخصی این عملیات را ادامه داد بعد از اینکه نیتروژن دهی قطعات به اتمام رسید باید مراحل تمپر و سخت کاری قطعه صورت بگیرد. قبل از اینکه عملیات نیتروژن دهی صورت بگیرد باید فرآیند ماشین کاری روی این قطعات انجام شود.
سخت کاری
مرحله سخت کاری: ورق آلیاژی در این عملیات باید تا محدوده دمایی ۸۳۰ تا ۸۸۰ درجه سانتیگراد قرار داده و بعد از آن در پلیمر و روغن آن را غوطه ور کرد.
تنش زدایی
در عملیات تنش زدایی بایستی نوع سخت کاری ورق در دمای ۵۰۰ تا ۵۵۰ درجه سانتیگراد صورت بگیرد و همینطور آنیل شده آن هم در دمای ۶۰۰ تا ۶۵۰ باید حرارت داده شود که در نهایت باید قطعه را در هوای آزاد خنک سازی کرد.
تمپر کردن
عملیات تمپر کردن ورق MO40 برای بهبود بخشیدن به خصوصیات این ورق است که آن را در دمای ۴۵۰ تا ۷۰۰ درجه سانتیگراد حرارت می دهند. پس از آن در هوای ملایم آن را خنک می کنند. از تمپر کردن این نوع از ورق در دمای ۲۰۰ تا ۴۲۰ درجه خودداری کنید؛ چون باعث تردی برگشتی در فولاد خواهد شد.
آنیل کردن
در عملیات آنیل کردن ورق MO40 برای بازپخت آن بایستی در ابتدا آن را در دمای ۸۳۰ تا ۸۵۰ درجه سانتیگراد حرارت دهید و سپس آن را در کوره خنک نمایید.
سخت کاری شعله و القایی
در سخت کاری شعله و القایی برای اینکه به بهترین نتیجه ممکن برسید باید سطح دکربوره را به طور کامل از بین ببرید. به همین دلیل باید بلافاصله ورق را وارد محدوده دمایی ۸۶۰ تا ۸۹۰ وارد کرده و آن را در آب یا روغن وارد نمایید. می توانید برای تنش زدایی، آن را در دمای ۱۵۰ تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد وارد فرآیند تمپر نمایید.
نحوه جوشکاری ورق MO40
برای اینکه بخواهید اجرای جوشکاری را بر روی ورق MO40 انجام دهید باید نکات زیر را حتما رعایت کنید:
- با توجه به خصوصیات ورق قبل از فرایند بهتر است آن را گرم نمایید.
- بعد از اینکه جوشکاری ورق صورت گرفت فرایند تنش‌زدایی باید روی آن صورت بگیرد.
- برای اینکه جوشکاری ورق صورت بگیرد باید از الکترودهای کم هیدروژن استفاده شود.
- به منظور اینکه از خواص مکانیکی آن کاسته نشود در محل جوش به دلیل حرارت بالایی که صورت می گیرد از این ورق در حال سخت و تمپر شده باید خودداری کرد.
- بهتر است جوشکاری ورق را در حالت آنیل شده انجام دهید.
- بعد از فرایند جوشکاری انجام شده باید خنک سازی آن در هوای آزاد صورت بگیرد.
- اگر جوشکاری ورق را در حالت سخت و تمپر شده می خواهید انجام دهید باید آن را به سرعت خنک نمایید و بعد آن را در دمای حدود ۱۵ درجه کمتر از دمای تمپر، تنش زدایی نمایید.
- حداکثر سرعتی که برای ورق جهت خنک کردن در نظر گرفته شده ۹۵ درجه سانتیگراد بر ساعت است.
- برای اینکه سرعت خنک سازی آن مقطع فولادی کاهش داده شود باید آن را در پتوی مقاوم در برابر حرارت پیچانده و یا اینکه آن فولاد را در ماسه قرار دهید.
قابلیت های ورق MO40
قابلیت سخت شدن نیز از دیگر موارد اشاره شده است که مقدار بالای کربن در آن این امکان را ایجاد می کند تا در صورت ممکن بتوان از این فولاد سخت یک ورق تبدیل کرد. ورق MO40 در برابر سایش بسیار مقاوم می باشد و قابلیت جوش پذیری در این ورق بسیار بالاست. جوشکاری فولاد کار ساده ای نیست اما با توجه به دارا بودن این مهارت امکان پذیر است. برای همین کار لازم است تا قطعه مورد نظر را قبل از عملیات گرم کرد و اطمینان حاصل کرد که رفع تنش پس از جوشکاری اتفاق می افتد.
پس توصیه می‌کنیم که جوشکاری این نوع ورق در شرایط استاندارد صورت بگیرد. اگر به درستی انجام نشود موجب تغییر خصوصیات مکانیکی آن خواهد شد و تحت تاثیر حرارت جوش قرار می‌گیرد.
قابلیت ماشینکاری در فولاد موجب می شود که ماشینکاری خوبی در آن صورت گیرد.
قابلیت ماشین کاری
از خصوصیت های برتر ورق MO40 می توان به قابلیت ماشینکاری آن اشاره کرد. از این ویژگی می توان عملیات های گوناگونی مثل تراشکاری، خان زنی، مته کاری روی آن انجام داد. البته ناگفته نماند که قابلیت ماشینکاری این نوع ورق بر مبنای ۱۱۱۲B حدود ۶۶ درصد می باشد که سرعت برش متوسط آن هم به ۱۱۰ فوت بر دقیقه خواهد رسید.
کاربرد ورق MO40
با توجه به توصیفات صورت گرفته یکی از اشکال فولاد MO40 ، ورق MO40 می باشد که در اندازه ها و ضخامت و کیفیت های گوناگونی در بازار موجود است. مقاومت و سختی در برابر سایش و همینطور مقاومت کششی بالای این ورق موجب شده تا از آن در زمینه های مهندسی و صنایع کاربردهای وسیعی صورت بگیرد.
در صنعت نفت و گاز از این فولاد برای ساخت تجهیزات درون چاهی استفاده می شود که غلتک های مورد استفاده در صنایع سیمان و فولاد نیز از جمله همین کاربردها می باشد.
ورق MO40 برای تولید نمودن قطعاتی مثل میل لنگ ها، چرخ دنده ها، دنده فرمان، شاتون ها، آداپتورها، پایه‌های قالب، ابزار قابل نصب، قالب ها، پایه های قالب، جت پمپ ها، پیچ و مهره ها، پیچ های دو سر، گیره های مته، سیم گیر ها، بدنه قلاویز ها، دنده ها، نوار نقاله، شفت های ماشین آلات هیدرولیک، میله های دنده، اتصالات زنجیره ای، ابزار حفاری، شیارها، قطعات هواپیما، گاو آهن های نخریسی، انبردست، چاقو های دندانه دار، ظروف تحت فشار، چنگال ها و غیره استفاده می شود.
با توجه به این موارد ورق فولادی را طی یک فرآیند نورد گرم و سرد تولید می کنند که شکل انجام این فرایند هم در نتیجه خصوصیات آن تاثیرگذار خواهد بود. شما در هنگام خرید ورق MO40 بایستی فاکتور هایی مثل وزن و هزینه را مورد توجه قرار دهید. مثلا ضخامتی که مورد نیاز هست را از قبل محاسبه نمایید، پس در نظر داشته باشید که ورق MO40 با این ضخامت برای پروژه های صنعتی و ساختمانی شما آیا مناسب هست یا خیر؟ یا اینکه کدام نوع ورق فولادی برای شما مناسب تر خواهد بود؟
مقایسه ورق MO40 با ورق CK45
ورق MO40 و ورق CK45 از جمله دسته ورق های بسیار پر مصرف و محبوب شمرده می شوند. اغلب برای خریداران و مصرف کنندگان این سوال مطرح می شود که واقعاً مقایسه بین این دو ورق چه چیزی می تواند باشد؟ ورق MO40 و ورق CK45 به ترتیب با نام های 4140 و 1045 شهرت دارند.
این دو ورق از لحاظ ویژگی های مکانیکی و شیمیایی دارای خصوصیات متمایزی از هم هستند که آنها را برای انواع کاربردها می توان متمایز کرد. برخی از این تفاوت ها و شباهت ها را در ادامه به آنها اشاره خواهیم کرد.
خصوصیات شیمیایی
در هر دو ورق از عنصر کربن استفاده شده است که توسط دو رقم آخر میزانش مشخص می باشد که در ورق ۱۰۴۵ کربن به مقدار چهل و پنج صدم درصد و مقدار کربن در ورقه ۴۱۴۰ نیز به میزان ۴۰ صدم درصد موجود است. هر دو ورق را در دسته ورق های کربنی هم قرار داده اند. تفاوت اصلی این دو در این است که ورق MO40 در آن منگنز به مقدار بیشتر ترکیب شده است و در ترکیب ورق سیکا ۴۵ مقدار اندکی نیکل ترکیب شده که در ورق MO40 وجود . مقدار اندکی هم کروم در ورق ۴۱۴۰ است که در ورق ۱۰۴۵ مشاهده نمی شود.
خصوصیات فیزیکی
ورق ها را با توجه به خواص مکانیکی که بر اساس نورد گرم و نورد سرد صورت می گیرد؛ تعیین می‌کنند. ورق MO40 و ورق CK45 در حالت نورد سرد تهیه و به بازار عرضه می شوند. هر دو ورق از جمله ورق های عملیات حرارتی پذیر می باشند؛ به این معناست که تحت عملیات حرارتی بهره‌برداری می‌شوند. ورق MO40 از ترکیب مولیبدن، کروم و منگنز می باشد که مقاومت بالایی در برابر ضربه دارد. این قطعه در برابر خستگی کاملا مقاوم است.
به دلیل وجود کربن در ورق ۴۵ ck می توان گفت جوشکاری در آن به آسانی جوشکاری در ورق MO40 نخواهد شد. اما از طرفی هم می توان گفت که ورق سیکا ۴۵ خصوصیت بالای آن ضدسایش محسوب می شود و خواص کششی در آن متوسط می باشد ولی استحکامش از ورق MO40 کمتر است. اما می‌توان گفت که قدرت قابلیت ماشین کاری در MO40 نسبت به ورق سیکا ۴۵ بیشتر است.
