فولاد Ck45 در چه مقاطعی بکار میرود؟

در مورد فولاد CK45 که مهمترین فولاد ساختمانی است چه اطلاعاتی دارید؟ شاید بارها نام فولاد CK45 را بصورت‌های مختلف مانند میلگرد CK45 شنیده باشید. فولاد CK45 یکی از انواع مختلف فولاد می‌باشد که دارای مشخصات، ویژگی‌ها و خواصی می‌باشد که استفاده مکرر آن را در صنایع مختلف شاهد هستیم. برای آشنایی با این نوع از فولاد حتما در ادامه این مقاله با ما همراه باشید.

*** معرفی فولاد CK45

در ابتدا قبل از هر چیزی بهتر است تا به معرفی فولاد CK45 بپردازیم. در بازار محصولات فولادی در صنایع گوناگون، فولادها براساس میزان سختی که دارند به سه گروه کم کربن، کربن متوسط و پر کربن تقسیم بندی می‌شوند. اما فولاد CK45 جزء کدام دسته است؟ این محصول از جمله رایج‌ترین و در دسترس‌ترین فولادها می‌باشد که معمولا عملیات حرارتی نرماله کردن در طی فرآیند تولید بر روی آن انجام می‌شود. این فولاد جزء دسته کربن متوسط قرار می‌گیرد.

از ویژگی‌های مطلوب فولاد CK45 می‌توان به مقاومت به ضربه، مقاومت کششی، اصطکاک و استحکام بالا اشاره کرد. نکته مهمی که باید بدانید این است که در ساخت این فولاد آلیاژی، عناصر با درصدهای مختلف به مذاب آهن اضافه می‌شود و سپس با روش ریخته گری پیوسته محصول نهایی به شکل مورد نظر تولید می‌شود.

*** استاندارد نامگذاری فولاد CK45

برای نامگذاری فولادها از استانداردهای مختلفی استفاده می‌شود که یکی از این استانداردها DIN آلمان می‌باشد که در ایران هم مورد استفاده قرار می‌گیرد. استاندارد DIN آلمان چیست؟ کمیته استاندارد آلمان اولین‌ بار در سال ۱۹۴۲ تصمیم گرفت تا با انتشار برنامه‌ای برای هر نامگذاری استاندارد شده‌ای یک نام کوتاه اختصاص دهد تا بصورت واضح در مدارک قطعات، نقشه‌ها، سفارشات و مکاتبات مشخص گردد. براساس استاندارد DIN آلمان، نامگذاری فولادهای غیرآلیاژی و عملیات حرارت پذیر بصورت زیر انجام می‌شود:

در ابتدای کلمه از حرف C به معنای فولاد ساده کربنی استفاده می‌شود و سپس جلوی آن عددی که بیانگر درصد کربن می‌باشد، می‌آید. مانند C15 که بیانگر فولاد ساده کربنی با ۰٫۱۵ درصد کربن می‌باشد.

جهت تمایز کاربرد فولادها و ترکیب شیمیایی آنها، بعد از حرف C حرف دیگری می‌آید که در زیر توضیح داده شده است.

f: فولادی که برای سخت کاری القایی و شعله‌ای بکار می‌رود. مانند CF 52

k: فولاد نجیب با درصد کمی فسفر. مانند CK 45

q: فولاد کربوره شده. مانند CQ 25

m: فولاد نجیب با درصد کمی از گوگرد. مانند Cm 35

گاهی بعد از عدد مشخصه کربن، حرف مشخصه زیر نیز می‌آیند:

W: کیفیت فولاد ابزاری، مانند C 110 W

W_۱: فولاد ابزاری با کیفیت درجه اول، مانند C 80 W_۱

W_۲: فولاد ابزاری با کیفیت درجه دوم، مانند  C 80 W_۲

براساس استاندارد DIN آلمان، فولاد CK45 به معنای فولاد ساده کربنی با درصد بسیار کمی فسفر می‌باشد که درصد کربن آن ۰٫۴۵ است. در جدول زیر درصد عناصر موجود در فولاد CK45 را با مقادیر آن مشاهده می‌کنید.

فولاد CK45 بر اساس استاندارد AISI بصورت فولاد AISI 1045  نامگذاری می‌شود. مطابق این استاندارد، ۱۰XX برای فولادهای ساده کربنی بدون سولفور می‌باشد و دو رقم آخر بیانگر درصد کربن فولاد است.

*** سختکاری و سختی فولاد CK45

سخت‌کاری سطحی یک نوع عملیات‌ حرارتی است که در آن با استفاده از شرایط خاص کاری و محیطی، سطح قطعه را بدون تغییر و یا با تغییر در ترکیب شیمیایی آن سخت می‌کنند. سخت‌کاری سطحی آخرین مرحله از فرآیند ساخت یک قطعه فولادی می‌باشد. علت انجام سخت‌کاری سطحی یک قطعه فولادی به کابرد آن برمی‌گردد. با توجه به اینکه فولاد CK45 دارای ویژگی‌هایی نظیر چقرمگی خوب و استحکام کششی و تسلیم مناسبی می‌باشد، در قطعات تحت سایش مانند ابزارآلات مکانیکی در کشاورزی، قطعات اتومبیل مانند میل‌لنگ و میل‌بادامک و ریل راه‌آهن کاربرد دارد؛ اما همانطور که اشاره کردیم برای مقاومت در برابر سایش این فولاد باید آن را تحت عملیات سختکاری سطحی قرار داد.

با توجه به عملیات حرارت پذیر بودن فولاد CK45، مشکلی از بابت سخت‌کاری آن وجود ندارد، اما نکته‌ای که باید به آن توجه کرد نوع عملیات سخت‌کاری است. برای سخت‌کاری سطح فولاد CK45 از سخت‌کاری شعله‌ای و القایی استفاده می‌شود. عملیات سختکاری این نوع از فولاد در محدوده دمایی ۸۲۰ تا ۸۵۰ درجه سانتی‌گراد انجام شده و در محیط روغن کوئنچ می‌شود.

*** آبکاری فولاد CK45

چرا آبکاری فولاد CK45 مهم است؟ آبکاری فولاد یکی از روش‌های پوشش دهی برای جلوگیری از زنگ زدن یا سایش می‌باشد که برای این نوع از فولاد نیز بکار می‌رود. در واقع فولاد CK45 به دلیل فقدان عنصر کروم در برابر زنگ زدن و خوردگی مقاوم نیست، به همین دلیل برای افزایش مقاومت به خوردگی این نوع از فولادها آن‌ها را بوسیله پوشش کروم آبکاری می‌کنند.

یکی دیگر از دلایل آبکاری کردن فولاد CK45، افزایش مقاومت در برابر سایش آن است. پوششی که از طریق آبکاری آنرا برای مقاومت سایشی استفاده می‌کنند، پوشش کروم سخت می‌باشد.

*** خواص CK45 و کاربرد آن

از ویژگی‎‌های مهم فولاد CK45 سختی و استحکام بالا و مقاومت در برابر سایش و ضربه آن است که باعث شده است تا در بسیاری از صنایع، بخصوص صنعت ماشین‌آلات کشاورزی کاربردی باشد. فولاد CK45 در مقاطع مختلف طویل و تخت بکار می‌رود و در شرایط نورد گرم به مقاطع مورد نظر تبدیل می‌شود. این فولاد بصورت مقاطعی از جمله صفحات فولادی، میلگرد، انواع لوله‌ها و تسمه تولید می‌شود. یکی از محصولات مقاطع تخت که معمولا از فولاد CK45 تولید می‌شود، ورق ضدسایش است.

استحکام کششی فولاد CK45 بین ۵۷۰ تا ۷۰۰ مگاپاسکال و سختی برینل آن در محدوده ۱۷۰ تا ۲۱۰ است. ورق CK45 نوعی ورق فولادی است که در دسته انواع ورق استیل با کربن متوسط قرار دارد. این نوع از انواع ورق‌های فولادی به سازه‌های مهندسی معروف هستند که دارای ویژگی‌های مکانیکی و خواص فیزیکی بسیار عالی هستند.

برخی خواص دیگر این فولاد…

ورق CK45 دارای خواص فیزیکی است که به آنها اشاره خواهیم کرد:

• دانسیته این ورق حدود ۸۵٫۷ کیلوگرم بر سانتی متر مکعب است.
• ضریب انبساط حرارتی آن ۲٫۱۱ میکرومتر بر متر در درجه سیلیسیوس است.
• عملیات‌های حرارتی مانند فورجینگ، آنیل کردن، نرماله کردن، تنش زدایی، سخت کردن و تمپر کردن بر روی ورق‌ CK45 انجام می‌شود.

از دیگر مقاطع تولیدی حاصل از فولاد CK45، میلگرد می‌باشد. دلیل استفاده از این فولاد درصد کربن بالاتر آن نسبت به فولاد ساختمانی st37 است که در برخی از کاربردها به دلیل سختی و استحکام بالا و همچنین خاصیت ماشین‌کاری و کشش مناسب، مشتریان بیشتری دارد. با توجه به خواص مکانیکی و متالورژیکی خوب میلگرد CK45، قیمت نسبتاً مناسبی دارد و بیشتر مورد توجه می باشد. سختی سطح میلگرد CK45 بین ۵۷ تا ۶۲ راکول c می‌باشد که باعث شده است تا برای قطعات سخت شده مانند میل‌لنگ، چرخ‌ دنده‌ها، و اجزای ماشین‌آلات کشاورزی مورد استفاده قرار ‌گیرد.

از خواص مکانیکی و مشخصات میلگرد CK45 می‌توان به تنش تسلیم و استحکام کششی آن اشاره کرد که استفاده گسترده از آن را به دنبال داشته است. تنش تسلیم فولاد CK45 بین ۳۰۵ تا ۶۴۰ مگاپاسکال و استحکام کششی آن بین ۶۱۰ تا ۷۷۰ مگاپاسکال می‌باشد.

خواص جوشکاری

میلگرد CK45 به دلیل محتوای ۰٫۴۵ درصد کربن برای جوشکاری مناسب نیست، با این حال می‌توان با حرارت دادن آن قبل و بعد از جوشکاری آن‌ را برای جوشکاری آماده کرد. اما بطور کلی اگر در ساخت بنایی بخواهیم جوشکاری مداوم برای اتصال میلگردها داشته باشیم، بهتر است از میلگرد st37 که درصد کربن پایینی دارد استفاده کرد. میلگرد CK45 به طور گسترده‌ای در زمینه‌های متالورژیکی، مکانیکی، سازه‌های الکتریکی و استفاده‌های نظامی و قطعات خودرو استفاده شده است. اگر بخواهیم میلگرد مشابهی مانند میلگرد CK45 در بازار نام ببریم، می‌توانیم به میلگرد CK35 اشاره کنیم که بعضا مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما کاربرد آن در مقایسه با میلگرد CK45 متفاوت است و این میلگرد دارای نرمی بیشتری است.

همانطور که اشاره کردیم یکی از کاربردهای میلگرد CK45 در صنعت ساخت تجهیزات نظامی می‌باشد که دلیل آن هم مقاومت بالای سایشی و کششی آن است.

*** وزن مخصوص فولاد CK45

شاید برایتان سوال پیش آمده باشد که منظور از وزن مخصوص فولاد CK45 چیست؟ منظور از وزن مخصوص هر محصولی چگالی آن محصول است. در اینجا وزن مخصوص وزن آهن می‌باشد. وزن مخصوص فولاد CK45 یکی از عوامل موثر بر قیمت این فولاد می‌باشد. بطور کلی برای محاسبه وزن فولاد CK45 از فرمول مشخصی استفاده می‌شود.

روش محاسبه وزن آهن‌آلات برای محاسبه ظرفیت‌های حمل با ماشین‌های گوناگون و وزن کلی سازه جهت محاسبه هزینه تمام شده اهمیت دارد.

برای محاسبه وزن قطعه مورد نظر از فرمول زیر استفاده می‌شود:

وزن قطعه مورد نظر = وزن مخصوص ( در اینجا وزن مخصوص آهن برابر ۷.۸۶ در نظر گرفته می‌شود) * حجم

برای محاسبه حجم نیز طول در سطح مقطع ضرب خواهد شد. در نتیجه رابطه زیر را خواهیم داشت:

وزن = وزن مخصوص * قطر یا ضخامت * عرض * طول

همچنین برای محاسبه وزن فولاد CK45 و یا سایر آهن‌آلات می‌توان به جدول اشتال مراجعه کرد.

*** تولید کنندگان داخلی فولاد CK45

فولاد CK45 یکی از اقلام فولادی است که کارخانه های تولید کننده فولاد در ایران معمولا آن را به کشور وارد می‌کنند. از تولیدکنندگان خارجی میلگرد CK45 می‌توان به روسیه، اوکراین و آلمان اشاره کرد. در این بین شرکت‌هایی مانند شرکت فولاد آلیاژی یزد و فولاد اسفراین این محصول را تولید می‌کنند. با توجه به کاربردی بودن فولاد CK45 در صنعت و تحریم‌هایی که باعث ایجاد مشکل در واردات این محصول از خارج کشور شده است، اهمیت تولید داخلی فولاد CK45 بیش از پیش بیشتر شده است.

*** نتیجه گیری

فولاد CK45 از متداول‌ترین فولادها در صنایع کوچک و بزرگ محسوب می‌شود. این فولاد جزء دسته فولاد با کربن متوسط می‌باشد. رایج‌ترین مقطعی که در آن از فولاد CK45 استفاده می‌شود، میلگرد می‌باشد. با توجه به ویژگی‌های مطلوبی که این فولاد دارد، کاربردهای خاصی نیز خواهد داشت. قابلیت عملیات حرارتی که این فولاد دارد، بهبود خواص آن را راحت تر کرده است. یکی از عوامل موثر بر قیمت فولاد CK45، وزن مخصوص و یا بطور کلی وزن آن می‌باشد. با توجه به وجود تحریم‌های کشورهای خارجی تولیدکننده این محصول، واردات آن مشکل تر از قبل شده است. در نتیجه تولیدکنندگان داخلی سعی بر خودکفایی در تولید و تامین این محصول دارند. امیدواریم تا با مطالعه مقاله فوق، پاسخ سوال‌هایتان را دریافت کرده باشید.