ویژگیهای فولاد عملیات حرارتیپذیر 1.1191 (CK45)
فولاد عملیات حرارتیپذیر 1.1191 با شناسه قدیم CK45 (شناسه جدید C45E)، یکی از پرکاربردترین فولادهای عملیات حرارتیپذیر است که در دستهی فولادهای با کربن متوسط قرار میگیرد. این فولاد به دلیل خواص مکانیکی مطلوب، قیمت مناسب و سهولت در دسترسی، جایگاه ویژهای در صنایع مختلف مهندسی و ساخت قطعات دارد. ویژگیهای برجسته فولاد CK45 عبارتند از:
- کربن متوسط با قابلیت عملیات حرارتی
- مقاومت به سایش متوسط
- چقرمگی خوب در شرایط نرماله یا تمپر شده
- قابلیت ماشینکاری مناسب
کاربردهای فولاد عملیات حرارتیپذیر 1.1191
- خودروسازی و رباتیک: شفت گیربکس، شفت موتور، رولیکها و کانوایرهای صنعتی
- نفت، گاز و پتروشیمی: پین، بوش، قطعات ضربهپذیر
- ابزارسازی: مته، پیچ، تیغ اره، انبردست
- توربوماشین: شفت پمپها و توربینهای دوار
- راه و ساختمان: اجزای حساس پلها و قطعات تحت بار بالا
- ساخت مخازن تحت فشار و تجهیزات در معرض حرارت غیرعادی
استانداردهای مرجع فولاد 1.1191 (CK45)
- DIN EN 10083-2 (10/2006): فولادهای قابل سختکاری و تمپر. فولادهای غیر آلیاژی
- DIN EN 10132-3 (05/2000): نوار فولادی نورد سرد برای عملیات حرارتی. فولادهای قابل سختکاری و تمپر
- DIN EN 10250-2 (12/1999): فورجینگ باز برای مصارف عمومی مهندسی. فولادهای غیر آلیاژی معمولی و خاص
- DIN EN 10269 (02/2014): فولادها و آلیاژهای نیکل برای ساخت پیچ و مهره با خواص مکانیکی ویژه در دماهای بالا و پایین
- DIN EN 10277 (09/2018): محصولات فولادی روشن (Bright Steel). فولادهای غیر آلیاژی قابل سختکاری و تمپر
- DIN EN 10297-1 (06/2003): لولههای فولادی بدون درز دایرهای برای کاربردهای مهندسی مکانیک و عمومی. فولادهای غیر آلیاژی و آلیاژی
- DIN EN 10305-1 (08/2016): لولههای فولادی برای کاربردهای دقیق. لولههای بدون درز نورد سرد. گریدهای فولادی اضافی (اطلاعاتی)
- DIN EN 10343 (07/2009): فولادهای قابل سختکاری و تمپر برای کاربردهای ساختمانی. فولادهای خاص غیر آلیاژی
- DIN EN ISO 683-1 (09/2018): فولادهای قابل عملیات حرارتی، فولادهای آلیاژی و فولادهای خوشتراش. فولادهای غیر آلیاژی برای سختکاری و تمپر
- DIN SEW 550 (08/1976): فولادهای مخصوص قطعات فورجینگ بزرگ
ترکیب شیمیایی فولاد 1.1191 (CK45)
مقادیر ترکیب شیمیایی ارائهشده برای فولاد 1.1191 (CK45) بر پایه دادههای نسخه نهایی کلید فولاد (Stahlschlüssel ۲۰۱۹) و مطابق با استانداردهای معتبر بینالمللی تنظیم شدهاند. این اعداد ممکن است با مقادیر ذکرشده در برخی منابع یا استانداردهای قدیمی متفاوت باشند.
| Cکربن | Siسیلیسیم | Mnمنگنز | Pفسفر | Sگوگرد | Crکروم | Moمولیبدن | Niنیکل |
| 0.42 – 0.50 | ≤ 0.40 | 0.50 – 0.80 | ≤ 0.030 | ≤ 0.035 | ≤ 0.40 | ≤ 0.10 | ≤ 0.40 |
مشخصات فیزیکی فولاد 1.1191 (CK45)
مقادیر ذکرشده در جدول زیر، میانگینی از پارامترهای فیزیکی بهدستآمده از آزمونهای نمونهای در دمای محیط هستند و لزوماً با دادههای محصول نهایی تمام تولیدکنندگان یکسان نیستند. این اطلاعات صرفاً جهت آشنایی با بازه تقریبی خواص فیزیکی این فولاد ارائه شدهاند.
| جدول مشخصات فیزیکی | ||
| پارامتر | مقدار | واحد |
| چگالی | ~ 7.84 | g/cm3 |
| هدایت حرارتی | ~ 15.1 | W/m.K |
| مدول الاستیسیته (E) | 190-210 | 103xN/mm2 |
خواص مکانیکی فولاد 1.1191 (CK45)
اطلاعات ارائهشده در جدول زیر، از نسخه نهایی سال ۲۰۱۹ کلید فولاد (Stahlschlüssel) استخراج شدهاند. این دادهها بر اساس استانداردهای معتبر و بهروز بینالمللی تنظیم شدهاند و ممکن است با مقادیر قدیمیتر رایج در برخی منابع دیگر تفاوت داشته باشند.
| منبع: کلید فولاد (Stahlschlüssel) نگارش ۲۰۱۹ | |||
| جدول خواص مکانیکی | |||
| پارامتر | مقدار | واحد | |
| استحکام تسلیم Rp0.2 | 200 °C | ≥ 284 | MPa |
| 300 °C | ≥ 245 | MPa | |
| 350 °C | ≥ 216 | MPa | |
| 400 °C | ≥ 186 | MPa | |
| مقاومت خزشی Rp1.0 | 1,000h ~400°C | ~ 113 | MPa |
| 1,000h ~500°C | ~ 54 | MPa | |
| 10,000h ~400°C | ~ 78 | MPa | |
| 10,000h ~500°C | ~ 35 | MPa | |
| 100,000h ~400°C | ~ 49 | MPa | |
| 100,000h ~500°C | ~ 22 | MPa | |
| مقاومت به شکست خزشی | 10,000h ~450°C | ~ 98 | MPa |
| 10,000h ~500°C | ~ 53 | MPa | |
| 100,000h ~450°C | ~ 69 | MPa | |
| 100,000h ~500°C | ~ 33 | MPa | |
| سختی در حالت آنیل شده | ≤ 207 | HB 30 | |
| تست سختیپذیری Jominy Test | ≤ 1 mm | 55-62 | HRC |
| استحکام تسلیم کوئنچ و تمپر شده | ≤ 16 mm | ≥ 490 | MPa |
| 17-40 mm | ≥ 430 | MPa | |
| 41-100 mm | ≥ 370 | MPa | |
| استحکام کششی کوئنچ و تمپر شده | ≤ 16 mm | 700-850 | MPa |
| 17-40 mm | 650-800 | MPa | |
| 41-100 mm | 630-780 | MPa | |
| افزایش طول بعد از شکست کوئنچ و تمپر شده | ≤ 16 mm | ≥ 14 | % |
| 17-40 mm | ≥ 16 | % | |
| 41-100 mm | ≥ 17 | % | |
| کاهش سطح مقطع کوئنچ و تمپر شده | ≤ 16 mm | ≥ 35 | % |
| 17-40 mm | ≥ 40 | % | |
| 41-100 mm | ≥ 45 | % | |
| انرژی ضربه Charpy-V | ≤ 16 mm | ≥ 25 | J |
| 17-40 mm | ≥ 25 | J | |
| 41-100 mm | ≥ 25 | J | |
| میلگرد تا ۶۰ میلیمتر کوئنچ و تمپر شده | استحکام تسلیم | ≥ 355 | MPa |
| استحکام کششی | 590-710 | MPa | |
| افزایش طول | ≥ 18 | % | |
| سختی | 175-210 | HB 30 | |
| انرژی ضربه | ≥ 25 | J | |
| نوار سخت شده تا ۲ میلیمتر | سختی | ≤ 560 | HV |
عملیات حرارتی و سختکاری فولاد 1.1191
- فورجینگ (Hot Working): فولاد تا دمای ۸۵۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد گرم شده، سپس در همان دما نگه داشته میشود و درون کوره بهآرامی سرد میگردد. دمای قطعه نباید در حین عملیات به زیر ۸۵۰ درجه برسد.
- نرماله کردن: قطعه تا دمای ۸۴۰ تا ۸۸۰ درجه گرم شده و پس از نگهداری مناسب، در هوای آزاد سرد میشود.
- آنیلینگ (Annealing): در دمای ۶۵۰ تا ۷۰۰ درجه انجام میشود و قطعه بهآرامی در هوا خنک میشود. سختی نهایی پس از آنیل حدود ۲۰۷ برینل است.
- تنشزدایی (Stress Relieving): در دمای ۵۲۵ تا ۶۵۰ درجه انجام شده و قطعه پس از نگهداری، ابتدا در کوره تا حدود ۴۵۰ درجه خنک و سپس در هوا سرد میشود.
- سختکاری (Hardening): حرارتدهی در دمای ۸۲۰ تا ۸۶۰ درجه صورت گرفته و سپس قطعه در هوا یا روغن سرد میشود.
- تمپرینگ (Tempering): در صورت نیاز، قطعه در دمای ۵۵۰ تا ۶۷۰ درجه نگه داشته شده و در هوای آرام خنک میگردد.
اطلاعات ارائهشده در جدول زیر، از نسخه نهایی سال ۲۰۱۹ کلید فولاد (Stahlschlüssel) استخراج شدهاند. این دادهها بر اساس استانداردهای معتبر و بهروز بینالمللی تنظیم شدهاند و ممکن است با مقادیر قدیمیتر رایج در برخی منابع دیگر تفاوت داشته باشند.
| منبع: کلید فولاد (Stahlschlüssel) نگارش ۲۰۱۹ | |
| جدول عملیات حرارتی | |
| نوع عملیات حرارتی | بازه حرارتی |
| فورج گرم (Hot Working) | 850-1100 °C |
| نرماله کردن (Normalizing) | 840-880 °C |
| آنیل کامل (Soft Annealing +A) | 650-700 °C |
| سختکاری با آب | 820-860 °C |
| سختکاری با روغن | 820-860 °C |
| تمپرینگ | 550-670 °C |
