فولاد 1.7225 (Mo40)

ویژگی‌های فولاد عملیات حرارتی‌پذیر 1.7225 (Mo40)

فولاد آلیاژی عملیات حرارتی‌پذیر 1.7225 با شناسه 42CrMo4 که به نام‌های تجاری Mo40 یا AISI 4140 شناخته می‌شود یکی از فولادهای عملیات حرارتی‌پذیر پرکاربرد صنعتی با استحکام بالا، چقرمگی مناسب و مقاومت عالی در برابر سایش و ضربه است. این فولاد در گروه فولادهای کروم-مولیبدن قرار می‌گیرد و به دلیل خواص مکانیکی فوق‌العاده، این فولاد در صنایع خودرو، ماشین‌سازی، ابزارسازی، نفت و گاز و سازه‌های سنگین کاربرد فراوان دارد. ویژگی‌های کلیدی این فولاد عبارتند از:

چقرمگی بالا و مقاومت در برابر ضربه
مقاومت به خستگی و سایش
شکل‌پذیری و ماشین‌کاری خوب
استحکام تسلیم و کششی بالا
هدایت حرارتی مناسب

کاربردهای فولاد عملیات حرارتی‌پذیر Mo40

صنعت خودرو و ماشین‌آلات: میل‌لنگ، دنده فرمان، میله‌های اتصال، چرخ‌دنده، قطعات گیربکس
ساخت تجهیزات صنعتی: غلتک‌های سیمان، پایه قالب، شافت، پیچ‌های مقاوم، قطعات ماشین‌کاری‌شده
هوافضا: قطعات خاص سازه‌ای با استحکام بالا
ابزارسازی و ساخت‌وساز: گیره‌ها، فشنگی‌ها، کارد و چنگال، اجزای اتصال میل‌گاردان

این فولاد جزو فولادهای مناسب برای اکستروژن سرد بوده و مناسب برای تولید انبوه قطعات صنعتی مانند قطعات خودرو، سازه‌ها و تجهیزات عمومی می‌باشد. این فرآیند شامل ترکیبی از عملیات شکل‌دهی سرد مانند فورج، کشش، پرس و اکستروژن است که منجر به تولید قطعاتی با چگالی بالا، دقت ابعادی عالی، سطح صاف و استحکام مکانیکی بالا می‌شود.

استانداردهای مرجع فولاد 1.7225

استانداردهای زیر، مشخصات تولید، ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی و کاربردهای مجاز فولاد آلیاژی 42CrMo4 را در شرایط مختلف صنعتی، مهندسی و حرارتی تعیین می‌کنند:

DIN EN 10083-3 (01/2007): استاندارد مربوط به فولادهای آلیاژی قابل کوئنچ و تمپر برای مصارف صنعتی.
DIN EN 10132-3 (05/2000): نوارهای باریک نورد سرد مناسب برای عملیات حرارتی، با تمرکز بر فولادهای قابل کوئنچ و تمپر.
DIN EN 10250-3 (12/1999): قطعات فولادی فورج‌شده به روش آهنگری باز برای مصارف عمومی مهندسی، مخصوص فولادهای آلیاژی خاص.
DIN EN 10263-4 (02/2018): میلگرد، میله و سیم فولادی جهت آهنگری سرد و اکستروژن، بدون بور، برای عملیات حرارتی.
DIN EN 10269 (02/2014): استانداردی برای فولادها و آلیاژهای نیکل که در شرایط دمای بالا یا پایین برای ساخت پیچ و اتصالات استفاده می‌شوند.
DIN EN 10277 (09/2018): محصولات فولادی روشن‌کاری شده (Bright Steel) مناسب برای عملیات حرارتی.
DIN EN 10297-1 (06/2003): لوله‌های فولادی بدون درز دایره‌ای برای مصارف مکانیکی و مهندسی عمومی؛ شامل فولادهای غیرآلیاژی و آلیاژی با کیفیت بالا.
DIN EN 10305-1 (08/2016): لوله‌های فولادی دقیق برای کاربردهای مهندسی، شامل لوله‌های کشیده‌شده سرد و گریدهای تکمیلی آلیاژی.
DIN EN 10343 (07/2009): فولادهای آلیاژی بدون بور، مناسب برای عملیات حرارتی در ساخت سازه‌ها.
DIN EN ISO 683-2 (09/2018): فولادهای قابل عملیات حرارتی، فولادهای آلیاژی و فولادهای خوش‌تراش (Free-Cutting Steels) برای سختکاری و برگشت‌دهی.
DIN SEW 310 (08/1992): استاندارد خواص فیزیکی فولادها.
DIN SEW 550 (08/1976): فولادهای مخصوص فورج‌های بزرگ در صنایع سنگین.

ترکیب شیمیایی فولاد 1.7225 (Mo40)

مقادیر ترکیب شیمیایی ارائه‌شده برای فولاد 1.7225 (Mo40) 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
0.38 – 0.45	≤ 0.40	0.60 – 0.90	≤ 0.025	≤ 0.035	0.90 – 1.20	0.15 – 0.30

مشخصات فیزیکی فولاد 1.7225 (Mo40)

اطلاعات ارائه‌شده در جدول زیر، از نسخه نهایی سال ۲۰۱۹ کلید فولاد (Stahlschlüssel) استخراج شده‌اند. این داده‌ها بر اساس استاندارد DIN SEW 310 (08/1992) تنظیم شده‌اند و ممکن است با مقادیر ارائه شده در منابع دیگر تفاوت داشته باشند.

منبع: استاندارد DIN SEW 310 (08/1992) – کلید فولاد (Stahlschlüssel) نگارش ۲۰۱۹
جدول مشخصات فیزیکی
پارامتر	در دمای	مقدار	واحد
چگالی	~ 20 °C	~ 7.83	g/cm³
ظرفیت گرمایی ویژه	-100 – 20 °C	~ 0.423	J/g.K
	0 – 20 °C	~ 0.456	J/g.K
	~ 20 °C	~ 0.461	J/g.K
	20 – 100 °C	~ 0.479	J/g.K
	20 – 200 °C	~ 0.499	J/g.K
	20 – 300 °C	~ 0.517	J/g.K
	20 – 400 °C	~ 0.536	J/g.K
	20 – 500 °C	~ 0.558	J/g.K
	20 – 600 °C	~ 0.587	J/g.K
هدایت حرارتی	~ 20 °C	~ 45.1	W/m.K
	~ 100 °C	~ 45.1	W/m.K
	~ 200 °C	~ 44.1	W/m.K
	~ 300 °C	~ 41.9	W/m.K
	~ 400 °C	~ 39.4	W/m.K
	~ 500 °C	~ 36.9	W/m.K
	~ 600 °C	~ 34.4	W/m.K
ضریب انبساط حرارتی	-100 – 20 °C	~ 10.5	10⁻⁶/°K
	0 – 20 °C	~ 11.4	10⁻⁶/°K
	~ 20 °C	~ 11.5	10⁻⁶/°K
	20 – 100 °C	~ 12.1	10⁻⁶/°K
	20 – 200 °C	~ 12.7	10⁻⁶/°K
	20 – 300 °C	~ 13.2	10⁻⁶/°K
	20 – 400 °C	~ 13.6	10⁻⁶/°K
	20 – 500 °C	~ 14.0	10⁻⁶/°K
	20 – 600 °C	~ 14.4	10⁻⁶/°K
مقاومت الکتریکی	~ 20 °C	~ 0.231	Ω.mm²/m
	~ 100 °C	~ 0.284	Ω.mm²/m
	~ 200 °C	~ 0.358	Ω.mm²/m
	~ 300 °C	~ 0.448	Ω.mm²/m
	~ 400 °C	~ 0.552	Ω.mm²/m
	~ 500 °C	~ 0.671	Ω.mm²/m
	~ 600 °C	~ 0.806	Ω.mm²/m
مدول الاستیسیته	~ -100 °C	~ 217,000	MPa
	~ 0 °C	~ 213,000	MPa
	~ 20 °C	~ 212,000	MPa
	~ 100 °C	~ 207,000	MPa
	~ 200 °C	~ 199,000	MPa
	~ 300 °C	~ 192,000	MPa
	~ 400 °C	~184,000	MPa
	~ 500 °C	~ 175,000	MPa
	~ 500 °C	~ 164,000	MPa

خواص مکانیکی فولاد 1.7225 (Mo40)

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
سختی در حالت آنیل شده		≤ 241	HB 30
آنیل و پرداخت شده	استحکام کششی	≤ 630	MPa
آنیل و پرداخت شده	کاهش سطح مقطع	≥ 58	%
کشش سرد و آنیل شده	استحکام کششی	≤ 610	MPa
کشش سرد و آنیل شده	کاهش سطح مقطع	≥ 60	%
کشش سرد، آنیل و بازکشش سرد سبک	استحکام کششی	≤ 630	MPa
کشش سرد، آنیل و بازکشش سرد سبک	کاهش سطح مقطع	≥ 60	%
تست سختی‌پذیری Jominy Test	≤ 1.5 mm	53-61	HRC
استحکام تسلیم کوئنچ و تمپر شده	≤ 16 mm	≥ 900	MPa
	17-40 mm	≥ 750	MPa
	41-100 mm	≥ 650	MPa
	101-160 mm	≥ 550	MPa
استحکام کششی کوئنچ و تمپر شده	≤ 16 mm	1100-1300	MPa
	17-40 mm	1000-1200	MPa
	41-100 mm	900-1100	MPa
	101-160 mm	800-950	MPa
افزایش طول بعد از شکست کوئنچ و تمپر شده	≤ 16 mm	≥ 10	%
	17-40 mm	≥ 11	%
	41-100 mm	≥ 12	%
	101-160 mm	≥ 13	%
کاهش سطح مقطع کوئنچ و تمپر شده	≤ 16 mm	≥ 40	%
	17-40 mm	≥ 45	%
	41-100 mm	≥ 50	%
	101-160 mm	≥ 50	%
انرژی ضربه Charpy-V	≤ 16 mm	≥ 30	J
	17-40 mm	≥ 35	J
	41-100 mm	≥ 35	J
	101-160 mm	≥ 35	J
نوار سخت شده تا ۲ میلی‌متر	سختی	≤ 560	HV

عملیات حرارتی و سخت‌کاری فولاد 1.7225 (Mo40)

سختکاری (Hardening): فولاد تا دمای ۸۴۰ تا ۸۸۰ درجه سانتی‌گراد حرارت داده شده و سپس سرد می‌شود تا ساختار مارتنزیتی شکل گیرد. این فرآیند باعث افزایش سختی و استحکام نهایی می‌شود.
تمپرینگ (Tempering): برای افزایش چقرمگی و کاهش تنش‌های داخلی، فولاد در دمای ۵۴۰ تا ۶۸۰ درجه سانتی‌گراد بازپخت می‌شود.
آنیلینگ (Annealing): در دمای ۶۸۰ تا ۷۲۰ درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود. این عملیات به بهبود ماشین‌کاری، کاهش سختی و توسعه ساختار داخلی کمک می‌کند.
فورجینگ (Forging): در دمای ۸۵۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود و برای شکل‌دهی اولیه و ایجاد ساختار دانه‌ای یکنواخت در قطعه بسیار مناسب است.

منبع: کلید فولاد (Stahlschlüssel) نگارش ۲۰۱۹
جدول عملیات حرارتی
نوع عملیات حرارتی		بازه حرارتی
فورج گرم (Hot Working)		850-1050 °C
نرماله کردن		840-880 °C
آنیل کامل (Soft Annealing +A)		680-720 °C
سخت‌کاری با آب		820-880 °C
سخت‌کاری با روغن		820-880 °C
تمپرینگ		540-680 °C

Print 🖨 PDF 📄 eBook 📱