مقدمه
به دنبال بهترین گرید فولاد برای پروژه ی بعدی خود هستید؟ به طور قطع با انتخاب های زیادی روبرو خواهید شد. کافی است تا گشتی در وبسایت فروشندگان فلزات بزنید یا صفحات کتاب راهنمای ماشینکاری را ورق بزنید و بیشتر از آغاز جستجوی خود، دچار سردرگمی شوید. نگران نباشید. ما دو مورد از متداولترین و محبوبترین گریدهای فولاد – 1018 و 4140- را به شما معرفی میکنیم که هر دو خواص مطلوبی را دارا هستند. در اینجا، هر چه باید در مورد این دو بدانید، بیان شده است.
فولاد 1080: تمام اطلاعات مربوط به یک فولاد کم کربن
یکی از انواع فولاد معمولی یا کم کربن، 1018 است که ماده ای قابل اعتماد برای استفاده در گسترهی وسیعی از مصارف روزمره میباشد. مصارف معمول آن عبارتند از:
· صفحات و براکت های مونتاژی
· قطعات پمپ و شفت موتور
· میله های مهار
· پین ها
· بوش سازی و سایر موارد
همانند تمام فولادهای کم کربن (یعنی آنهایی که کمتر از 0.3% کربن دارند)، 1018 نیز به آسانی قابل ماشینکاری و جوشکاری است و به دلیل نرم بودن میتواند پرس، موجدار و خم شود.
همچنین جزء ارزانترین فولادهای موجود است، گرچه این موضوع در ارتباط با تولید قطعات اتوموبیل در تیراژ مشخص و مورد نیاز، عامل تعیین کننده نیست. احتمالا بزرگترین تفاوت بین 1018 و 4140 قابلیت سختشوندگی است – در حالی که 4140 میتواند تا 58 HRC یا بالاتر سخت شود، 1018 محدودیت بیشتری برای سختکاری- یا به عبارت دیگر کربوراسیون- دارد یعنی فرآیندی که سطح بیرونی قطعات فولادی کم کربن را سخت میکند و داخل آن به نسبت نرم تر خواهد ماند.
حقایقی جالب در مورد فولاد 4140
میزان بالاتر کربن 4140 باعث افزایش قابلیت سخت شوندگی آن شده است. دو رقم آخر را میبینید؟ این دو رقم میزان کربن را نشان میدهد که در مورد 4140، 0.4% است و فولاد 1018، 0.18% کربن دارد. به نظر زیاد نمیرسد اما همین مقدار برای مهندسین مواد تفاوتهای عمدهای ایجاد میکند. با توجه به جدول زیر، با در نظر نگرفتن میزان کربن، به نظر میرسد که 1018 و 4140 بسیار شبیه هستند.
اما این جدول تمام داستان را بیان نمیکند. مانند بسیاری از فولادهای آلیاژی، 4140 نیز حاوی مقادیر کمی کروم و مولیبدن است(کمتر از 1% یا همان حدود)، دو عنصری که تفاوت عمدهای در جدول متالورژی ایجاد میکند.
|
عنصر |
فولاد 1018 |
فولاد 4140 |
|
آهن |
98.81-99.26 % |
96.79-97.78 % |
|
کربن |
0.18 % |
0.40 % |
|
منگنز |
0.60-0.90 % |
0.75-1 % |
|
فسفر (حداکثر) |
0.04 % |
0.035 % |
|
گوگرد (حداکثر) |
0.05 % |
0.040 % |
همانند فولادهای ضد زنگ و ابرآلیاژها، کروم و مولیبدن فلزات را قوی تر، سخت تر و در برابر خوردگی مقاوم تر میکند. برای مثال، توان کششی نهایی 4140 تقریبا 1.5 برابر فولاد 1018 است، این موضوع در ارتباط با سختی برینل در حالت آنیل شده نیز برقرار است. علاوه بر این، استحکام خستگی 4140 دو تا سه برابر 1018 است که نکته ی مهمی برای تولید محصولات بادوام و عمری است. دلیل اطلاق فولاد کروم-مولیبدن با قابلیت کشش بالا به 4140 نیز همین موارد است.
این دلایل، 4140 را برای قطعاتی که نیازمند مقاومت ضربه ای و استحکام پیچشی هستند به بهترین انتخاب تبدیل میکند. میله های اتصال و میللنگ اغلب با 4140 ساخته میشوند. قطعات مورد استفاده در صنعت الوارسازی، مصارف نفت و گاز، ماشین ابزار، الگوها، قالب ها و ابزارآلات نیز از سایر محصولات فولاد 4140 هستند. با وجود این که به اندازه ی 1018 قابلیت ماشینکاری ندارند اما میتوان این نوع فولاد را ماشینکاری نمود. در حقیقت، اگر فولاد 4140 به اندازه ی رقبای کم کربنش قابلیت جوشکاری و فرمدهی داشت، دلایل کمی برای استفاده از فولادهای مشابه 1018 وجود داشت، اما این دقیقا جایی است که 4140 به مشکل برمیخورد. این فولاد قابل جوشکاری هست اما این کار به آسانی جوشکاری 1018 نیست و اگر فرآیند صحیح جوشکاری مانند رسیدگی حرارتی پس از جوشکاری صورت نگیرد، ترد خواهد شد.
انتخاب ها
حال میتوانیم در مورد طراحان محصول و تولیدکنندگان سردرگم صحبت کنیم. همانطور که اشاره شد، این دو فلز هر کدام به دلایلی محبوب هستند. هر دو مزایای متمایزی دارند که منجر به تفاوتهای واضحی در قیمت و عملکرد قطعات تولیدی خواهد شد. ماشینکاری CNC یا تراشکاری یک قطعهی 4140 با نرخ تغذیه و سرعت به مراتب کمتری نسبت به 1018 انجام میشود. گرچه هر تفاوتی در قیمت نهایی با ملاحظات ماشینکاری نسبت به عملکرد و کارکرد قطعه در درجه بعدی اهمیت قرار دارد اما ساییدگی ابزار نیز در ماشینکاری فولادهای آلیاژی بیشتر است.
چنانچه قبلا گفته شد، 4140 سختتر است و قابلیت سختکاری بیشتری نسبت به 1018 دارد. اگر عملکرد شما نیازمند قطعه ای باشد که هم سخت است و هم باید مقاومت ضربه ای داشته باشد، 4140 انتخاب مشخص شماست. گرچه قابلیت سردکاری آن کمتر از 1018 است اما امکان ساخت مفاصل پرسی یا موجدار را ندارد و و همانطور که بیان شد، 1018 آرزوی جوشکاران است. گرچه 4140 به دلیل درصد کربن بیشتر و مقدار اندک مولیبدن و کروم در ساختارش، آستانه ی مقاومت خوبی در برابر خوردگی، گرما و ساییدگی دارد اما قابلیتهای ذکر شده برای 1018 را نخواهد داشت.
هنوز سوالاتی دارید؟ یکی از راه های پاسخگویی به برخی از آنها ، آپلود فایل قطعه در سایت ما است. . مشاوران ما تجربیات گستردهای در زمینه ی انتخاب مواد دارند و میتوانند شما را در مسیر تامین ملزومات و نیازهایتان راهنمایی کنند(حتی اگر انتخاب از سایر مواد موجود باشد.)
