سخت کاری فولاد ck45 نیز همانند سخت کاری دیگر فولاد ها در صنعت پر کاربرد است. در حقیقت، سخت کاری فولاد ck45 نیز شبیه به فرایند سخت کاری فولاد های مختلف دارای دشواری و چالش های خاص خود است. به منظور سخت کاری فولاد ck45 ، باید توجه داشت که این فولاد یکی از انواع فولاد های با کربن متوسط بوده و جز فولاد های مهندسی است. فولاد ck45 در ساخت انواع قطعات و سازه های مهندسی به کار می رود.

قبل از آشنایی با روش های سخت کاری فولاد ck45 بهتر است با ویژگی های این فولاد بیشتر آشنا شویم. فولاد ck45 دارای مقاومت کششی و قابلیت ماشین کاری بسیار خوب است. همچنین با توجه به مقدار کربنی که دارد (بین ۴/۰ تا ۵/۰ درصد) جوشکاری آن تا حدی دشوار است. بنابراین جوشکاری این نوع فولاد باید توسط یک فرد حرفه ای انجام شود.

فرایند سخت کاری فولاد

عملیات حرارتی فولاد ck45

برای سخت کاری فولاد ck45 آشنایی با روش های عملیات حرارتی این فولاد ضروری است. عملیات حرارتی و سخت کاری فولاد ck45 ، دارای مشکلاتی نظیر عدم سخت شدن یکنواخت در دفعات مختلف است. یعنی در سخت کاری فولاد ck45 ، باید توجه کرد که این فولاد تکرار پذیری مناسبی ندارد و در نتیجه باید نهایت دقت را به کار برد. در حالت کلی میانگین تست سختی متوسط در سخت کاری فولاد ck45 حدود ۳۰ تا ۴۰ راکول c است.

فولاد ck45

به ورق های فولاد ck45 ، فولاد AISI 1045 نیز می گویند. فولاد ck45 یک فولاد با استحکام کششی متوسط بوده که در شرایط نرمال یا نورد گرم عرضه می شود. استحکام کششی فولاد ck45 بین ۵۷۰ تا ۷۰۰ مگاپاسکال است و دارای قابلیت ماشین کاری خوب و مقاومت در برابر ضربه بالا است. فولاد ck45 دارای قابلیت سختی پذیری پایین بوده و تنها بخش هایی که ابعاد حدودا ۶۰ میلی متر دارند مناسب تمپر کردن و سخت شدن هستند.

فرایند سخت کاری فولاد

جوشکاری و ماشینکاری فولاد ck45

ورق فولاد ck45 در حالت نورد گرم شده و حالت نرمال دارای خاصیت ماشین کاری خوب است. به گونه ای که عملیات فرزکاری، برش، حفاری و تراشکاری با استفاده از ابزار مناسب با سرعت خوبی روی فولاد ck45 انجام می شود. فرایند جوشکاری فولاد ck45 نیز مانند جوشکاری دیگر فلزات رفتار خاصی را از خود نشان می دهد. در صورتی که از روش صحیح استفاده شود، سخت کاری فولاد ck45 دشوار نیست. به منظور جوشکاری فولاد ck45 بهتر است ابتدا آن را تا دمای ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه سانتی گراد گرم کرد و در هنگام جوشکاری نیز تا همین محدوده دمایی گرم نگه داشته شود. همچنین برای خنک کردن نیز از ماسه و یا خاکستر استفاده شود. باید توجه کرد که تنش گیری نیز در دمای ۵۵۰ تا ۶۶۰ درجه سانتی گراد انجام می شود.

بیلت های فولاد ck45

عملیات حرارتی فولاد ck45

عملیات حرارتی فولاد ck45 چندین نوع مختلف دارد که سخت کاری فولاد ck45 یکی از آن هاست. برای انجام عملیات حرارتی فولاد ck45 ، باید این فولاد تحت فرایند های حرارت دهی در محدوده دمایی مشخص و سپس خنک کاری قرار گیرد. به صورت کلی عملیات حرارتی فولاد ck45 ، شامل مواردی مثل آنیل کردن، نرماله کردن ، تنش زدایی، تمپر کردن و سخت کاری می شود.

برای مثال برای آنیل کردن فولاد ck45، این فولاد را تا دمای ۸۰۰ الی ۸۵۰ درجه سانتی گراد گرم کرده و تا زمانی که دما همگن و یکنواخت شود قطعه را در همین دما نگه می دارند. سپس قطعه در کوره سرد می شود.

فرایند سخت کاری فولاد

کاربردهای فولاد ck45

از سخت کاری فولاد ck45 و در حالت کلی از این فولاد جهت ساخت ابزار های کشاورزی، پیچ ها، میله های رابط، محور ماشین آلات، میل لنگ ها، چرخ دنده ها، انبردست، واشر و غیره استفاده می شود. به عنوان مثال سخت کاری فولاد ck45 در ساخت ابزار خاک اهمیت ویژه دارد. چرا که در این کاربرد باید از فولادی استفاده شود که در عین دارا بودن مقاومت به سایش و مقاومت به ضربه خوب، گران قیمت نیز نباشد. فولاد ساده کربنی ck45 با توجه به خواص متالورژیکی خوبی که دارد می تواند گزینه مناسبی برای این کار باشد. زیرا با توجه به تحقیقات انجام شده با انجام فرایند های ساده ای می توان مقاومت به سایش و ضربه و نهایتا سخت کاری فولاد ck45 را به خوبی انجام داد. نتیجتا پس از سخت کاری می توان آن را برای ساخت ابزار های خاک ورز به کار برد.

فرایند سخت کاری فولاد

مراحل سخت کاری فولاد ck45

به طور کلی علاوه بر سخت کاری فولاد ck45 مراحل سخت کاری فلزات سه مرحله اصلی دارد:

در مرحله اول قطعه آلیاژی مورد نظر حرارت دهی می شود. به این صورت که قطعه فولاد را با توجه به نمودار سخت شوندگی آن تا دماهای بالا مثلا ۶۰۰ تا ۷۰۰ درجه سانتی گراد گرم می کنند. در فرایند سخت کاری فولاد ck45 علت این کار جلوگیری از ایجاد تنش در قطعه است. سپس قطعه مورد نظر تا دمایی بیشتر از دمای بحرانی انتقالی گرم می شود. به ازای هر اینچ ضخامت قطعه، آن را یک ساعت در این دما نگه می دارند. در سخت کاری فولاد ck45 ، مرحله بعد سریع سرد کردن آن است. به این صورت که قطعه مورد نظر به جای محیط های باز در محیط هایی نظیر نیتروژن مایع، آب یا روغن به سرعت سرد یا اصطلاحا کوئنچ می شود.

مکانیزم سخت کاری فولاد ck45

در سخت کاری فولاد ck45 سرعت سرد شدن نباید خیلی زیاد باشد چرا که سبب ایجاد تنش های پس ماند می شود. تنش های پس ماند خود سبب ترک خوردگی در سطح سخت کاری شده می شوند. زمانی که کوئنچ در مایعات انجام می شود لازم است غوطه وری به صورت کامل رخ دهد. در غیر این صورت یک لایه روی سطح ایجاد می شود که مانع سخت کاری فولاد CK45 می شود. در حقیقت سرعت سرد کردن فولادها به میزان عناصر آلیاژی آن ها بستگی دارد. باید توجه کرد که پس از عملیات کوئنچ کاری قطعه نباید مدت زمان زیادی در دمای محیط باقی بمانند و باید فرایند تمپرینگ انجام شود.

فرایند سخت کاری فولاد

کوئنچ فولاد ck45 در آب

در سختکاری فولاد ck45 ، بهتر است به جای آب خالص از آب نمک به عنوان محیط خنک کننده استفاده کرد. در هنگام استفاده از آب خالص یک لایه سد بخار روی قطعه فولادی تشکیل می شود که باعث عدم سخت شدن بعضی از نقاط به صورت مطلوب می شود. اما زمانی که از آب نمک استفاده می شود، کریستال های نمک روی قطعه رسوب کرده و مانع تشکیل سد بخار خواهند شد. همین موضوع سبب می شود در سخت کاری فولاد ck45 قطعه به صورت یکنواخت سرد شود.

کوئنچ فولاد ck45 در روغن

در استفاده از روغن به عنوان محیط سرد کننده برای سخت کاری فولاد ck45 باید به اشتعال پذیری روغن توجه شود. باید از روغنی استفاده کرد که نقطه اشتعال لحظه ای بالاتری دارد. این کار باعث کم شدن خطر آتش سوزی می شود. در این حالت سرعت سرد شدن قطعه فولادی در فرایند سخت کاری فولاد ck45 ، از سرد شدن با آب کمتر بوده و میزان تنش های پس ماند نیز کمتر می شود. در سخت کاری فولاد ck45 ، دائما باید روغن درون مخزن هم زده شود تا همه قسمت های قطعه فولادی به صورت یکسان سرد شوند.

فرایند سخت کاری فولاد

دمای سخت کاری فولاد ck45

در عملیات حرارتی فولاد ck45 و خصوصا عملیات سخت کاری فولاد ck45 ، دمای مورد استفاده به نوع آلیاژ، نوع فولاد، ابعاد قطعه و شکل هندسه قطعه بستگی دارد. برای مثال در سخت کاری فولاد ck45 با نازک تر شدن (و پیچیده تر شدن هندسه) قطعه دمای مورد نیاز نیز پایین تر خواهد رفت. اما هرچه قطعه بزرگ تر و ساده تر (از نظر هندسی) باشد، دمای سخت کاری فولاد ck45 نیز بالا می رود.

قیمت سخت کاری فولاد ck45

از آنجایی که در سخت کاری فولاد ck45 از حرارت دهی در دماهای بالا استفاده می شود،  قیمت سخت کاری فولاد ck45 نیز به انرژی صرف شده بستگی دارد. همچنین هندسه و اندازه قطعه نیز خود در حرارت دهی و نتیجتا در میزان انرژی مصرفی تاثیر گذار است. به گونه ای که با کوچک تر بودن قطعه قیمت سخت کاری فولاد ck45 کاهش می یابد. علاوه بر آن محیط سرد کننده نیز می تواند پارامتری کلیدی در تعیین قیمت سخت کاری فولاد ck45 باشد. به عنوان مثال استفاده از آب خالص به عنوان محیط سرد کننده، قیمت سخت کاری فولاد ck45 را نسبت به روغن کاهش می دهد. اما باید توجه داشت که استفاده از آب خالص به دلایلی که به آن اشاره شد همیشه به نفع ما نیست.

قطعات ریختگی فولاد ck45