فولاد CK45-شبیه سازی حرارتی کوئنچ و پیش بینی سختی فولاد Ck45

فولاد 1191-CCT-ریز ساختار در نتیجه خواص مکانیکی قطعات فولادی در اثر عملیات حرارتی به نرخ سرد شدن قطعه بستگی دارد.

با توجه به این که نقاط مختلف قطعه فواصل مختلفی از سطح قطعه دارند.

بنابراین نرخ سرد شدن نقاط مختلف قطعه متفاوت بوده و در اثر عملیات حرارتی ممکن است. ریز ساختارها و سختی های متفاوتی در قسمت های مختلف قطعه حاصل شود.

در واقع می توان آهنگ سرد شدن یک قطعه فولاد تحت تأثیر دو پارامتر مهم نقسیم بندی کرد. یکی انتقال حرارت از داخل به سطح نمونه فولادی و دیگر انتقال حرارت از سطح قطعه توسط سرد کننده. توانایی انتقال حرارت یک فولاد توسط پارامتر نفوذ حرارتی یا نسبت هدایت حرارتی. به گرمای ویژه حجمی آن مشخص می شود. نفوذ حرارتی محصولات دگرگونی آستنیت با کاهش دما افزایش می یابد.

برای یک محیط سرد کننده سریع نفوذ حرارت مشخص کننده ی توزیع دما در ناحیه سرد شونده است. و آهنگ های سرد شدن آهسته تر در نقاط دور از سطح و نزدیک به مرکز. زمان بیشتری برای دگرگونی نفوذی فراهم می کند.

از آنجا که عملاً امکان کنترل خواص حرارتی در فولادها بسیار کم است. مهمترین روش کنترل آهنگ سرد شدن یک قطعه با انتخاب صحیح محیط سرد شونده مناسب است.

انتقال حرارت در فصل مشترک قطعه فولادی با محیط سرد شونده آن، مسئله نسبتاً پیچیده است. این پدیده بستگی به شدت تشعشع حرارت از سطح فولاد و جریان های جابجایی در داخل محیط سرد کننده دارد.

این امر باعث دور کردن حرارت از فصل مشترک فلز و محیط می شود. در نظر گرفتن تمام عوامل فوق توسط محاسبات دستی برای قطعات بزرگ. و پیچیده مشکل و تا حدی غیر ممکن می باشد.

چقرمگی Toughness فولاد-انواع چقرمگی-قیمت فولاد ck45-قیمت فولاد ck45

چقرمگی (Toughness) به توانایی یک ماده در جذب انرژی قبل از شکست اشاره دارد.

این خاصیت، ترکیبی از استحکام و انعطافپذیری است و نشان میدهد. که ماده چقدر میتواند در برابر اعمال نیرو بدون شکست مقاومت کند.

و باید بیان کرد که چقرمگی معمولاً با مساحت زیر منحنی تنش-کرنش در آزمایش کشش اندازهگیری میشود.

چقرمگی فولاد CK45 (فولاد کربنی متوسط)

فولاد CK45 (معادل AISI 1045) یک فولاد کربنی پرکاربرد با ۰.۴۵% کربن است که به دلیل تعادل مناسب بین استحکام و چقرمگی. در صنایع ایران برای ساخت شفتها، چرخدندهها و قطعات ماشینآلات استفاده میشود.

 ۱. روشهای اندازهگیری چقرمگی فولاد CK45

چقرمگی این فولاد معمولاً با دو آزمایش اصلی سنجیده میشود:

 الف) آزمایش ضربه شارپی (Charpy Impact Test)

هدف: اندازهگیری چقرمگی ضربهای (انرژی جذبشده قبل از شکست تحت بار ضربهای). 

نمونه استاندارد: نمونه V-Notch (شیاردار) با ابعاد ۱۰×۱۰×۵۵ میلیمتر. 

روش اجرا: 

  ۱. نمونه در دمای مورد نظر (معمولاً دمای محیط یا زیر صفر) قرار میگیرد. 

  ۲. پاندول شارپی از ارتفاع مشخص رها شده و به نمونه ضربه میزند. 

  ۳. انرژی جذبشده (بر حسب ژول) محاسبه میشود.

فولاد CK45 چقرمگی مناسبی برای کاربردهای عمومی مکانیکی دارد. و اما برای شرایط بارگذاری ضربه‌ای شدید یا دمای بسیار پایین، فولادهای آلیاژی (مثل AISI 4140) گزینه بهتری هستند. 

 نمودار انتقال دکتیل-بریتل (DBTT) و تأثیر عملیات حرارتی بر چقرمگی فولاد CK45

 ۱. نمودار انتقال دما (DBTT – Ductile to Brittle Transition Temperature)

فولاد CK45 مانند بسیاری از فولادهای کربنی، در دماهای پایین از حالت چکشخواری (دکتیل) به حالت ترد (بریتل) تغییر رفتار میدهد. این پدیده با نمودار DBTT نمایش داده میشود.

فولاد CK45 یک ماده پرکاربرد در صنعت است زیرا تعادل خوبی بین استحکام و چقرمگی دارد. با این حال، این فولاد در دمای زیر صفر رفتار ترد از خود نشان میدهد. 

برای مثال، در آزمایش شارپی، انرژی ضربه آن در دمای -۲۰°C به نصف مقدار معمول کاهش مییابد. از طرفی، با انجام عملیات حرارتی مناسب مانند تمپر کردن، میتوان چقرمگی آن را بهبود بخشید. 

بنابراین، انتخاب این فولاد برای کاربردهای دینامیکی در محیطهای سرد نیاز به بررسی دقیقتری دارد. در نتیجه، مهندسان باید همیشه شرایط کاری و دمایی را پیش از انتخاب این ماده در نظر بگیرند.