فولاد 1018 در مقابل فولاد 4140

به روز رسانی شده در: 31 خرداد 1403
زمان مورد نیاز برای مطالعه: 7 دقیقه
 فولاد-1018-در-مقابل-فولاد-4140

انتخابی بین دو فلز فوق العاده

 

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.

                              انواع فولاد                           

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.

فولاد

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.)

 

دیدگاه خود را بنویسید دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *