فولاد mo40 چیست؟ جامع‌ترین آنالیز فولاد 1.7225

همان‌طور که می‌دانید فولادهای کربنی مانند mo40 به‌دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی خاصی که دارند، جایگاه بسیار ویژه‌ای را در صنایع مختلف و در میان سایر انواع فولاد به‌دست آورده‌اند. این فولاد جزو خانواده فولاد حرارت پذیر قرار دارد و با نام فولاد 1.7225 نیز شناخته می‌شود. mo40 steel علاوه‌بر همه ویژگی‌های منحصربه‌فردی که این فولادها ارائه می‌دهند، قیمت mo40 مقرون‌به‌صرفه‌به شمار می‌رود. همین موضوع باعث‌شده تا این فولاد حتی بیشتر از سایر فولادهای هم‌رده خود مورد توجه صاحبان صنایع باشد. در این مقاله از میهن فولاد قصد داریم شما را به‌طور کامل با این فولاد عملیات حرارت‌پذیر آشنا کنیم و در نهایت mo40 را با فولاد کربنی مهم CK45 مقایسه خواهیم کرد. 

سایر استانداردها و نام‌های mo40 steel

 فولادهای mo40 با استانداردهای مختلفی شناخته می‌شود که مهم‌ترین آن‌ها ASTM و DIN هستند. نام‌ها و استانداردهای دیگر این فولاد را در جدول زیر مشاهده می‌کنید:

جدول ترکیب شیمیایی فولاد آلیاژی mo40

عناصر تشکیل‌دهنده این فولاد عبارتند از:

آنالیز تخصصی فولاد Mo40 

فولاد Mo40 به زبان ساده‌تر یک آلیاژ پرکاربرد و همه‌کاره است. مهم‌ترین دلیل پرکاربرد بودن این فولاد خواص منحصربه‌فرد و ترکیبات خاص و شیمی این فولاد است. به‌طور مثال، وجود 0.4 درصد کربن در کنار 0/85 درصد منگنز در ترکیبات این عنصر، قابلیت شرکت در عملیات حرارتی و سخت‌شدگی آن را فراهم می‌کنند. از طرفی وجود 1 درصد کروم و 0/25 درصد مولیبدن در ترکیبات فولاد باعث مقاومت به خوردگی مناسب این فلز می‌شود. 

هرچند که میزان این عناصر به‌اندازه‌ای نیست که این فولاد آلیاژی را به یک فولاد ضد زنگ تبدیل کند. وجود این دو عنصر علاوه‌بر این موارد باعث مقاومت خوب این فولاد در برابر ضربه، مقاومت حرارتی بالا تا دماهای 500 الی 600 درجه سانتیگراد و  چقرمگی مناسب می‌شود. عنصر سیلیسیم در ساختار این آلیاژ مانند یک عنصر اکسیژن‌دار رفتار می‌کند و مقاومت در برابر پوسته‌شدن را در دماهای بالا به این فولاد می‌بخشد. به‌علاوه، وجود این عنصر مقاومت فولاد در برابر اکسید‌شدن را بهبود می‌دهد و در بالابردن سختی‌پذیری فولاد mo40 نیز موثر است. 

وجود عنصر منگنز باعث می‌شود تردی و شکنندگی فولاد که ناشی از حضور عنصر گوگرد است به‌خصوص در دماهای بالا کاهش پیدا کند. همین‌ موضوع باعث می‌شود این فولاد از کیفیت ظاهری مطلوبی برخوردار باشد. سه‌ ویژگی خوب استحکام، قابلیت جوشکاری و آهنگری این فولاد هم از وجود منگنز تاثیر می‌پذیرند. عنصر فسفر در ترکیبات این فولاد به افزایش قابلیت کشش عمقی، خاصیت ماشینکاری و سختی‌پذیری بیشتر کمک می‌کند. 

همچنین نباید فراموش کنید که وجود فسفر روی خاصیت چقرمگی و انعطاف‌پذیری تاثیر منفی دارد. همچنین، وجود گوگرد با درصدی کمتر از 0.04 که به‌عنوان یک ناخالصی شناخته می‌شود پایداری سمنتیت این فولاد را بهبود می‌دهد. درنهایت، این ترکیبات فولاد ارزشمند و پرکاربرد mo40 را تشکیل می‌دهند.

کاربردهای mo40 steel در صنایع

فولاد mo40 یا AISI 4040  یک فولاد بسیار پرکاربرد است. در واقع ویژگی‌هایی مانند چقرمگی بالا، مقاومت در برابر سایش بسیار خوب، مقاومت در برابر ضربه و استحکام بالا باعث شده‌اند تا این فولاد آلیاژی ارزشمند برای شفت، میل‌لنگ، قطعات مختلف ماشین‌آلات، انواع چرخ‌دنده و… مناسب باشد. از دیگر کاربردهای این فولاد پنیون‌ها، شاتون‌ها، انواع غلطک‌در صنایع مختلف مانند سیمان، انواع پیچ‌، دستگاه‌های سنگ‌شکن و… هستند. فولاد آلیاژی mo40 در شکل‌های مختلف مانند میلگرد، تسمه، ورق، صفحه و مقاطع مربعی در بازار موجود است. که یکی از مهم‌ترین آن‌ها میلگرد است. میلگرد mo40 قابلیت ماشینکاری بسیار خوبی دارد و اغلب با هدف افزایش استحکام و ایمنی و مقاومت سازه مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از مهم‌ترین کاربردهای این فولاد عبارتند از:

• ساخت غلتک‌های سیمان
• ساخت چرخ‌دنده و دنده فرمان
• تولید انواع میل لنگ
• تولید پیچ‌های دو سر
• تولید انواع پیچ با مقاومت بالا
• ساخت پایه برای قالب‌ها
• تولید میله‌های اتصال
• ساخت میله‌های رابط در سازه
• استفاده در صنایع هوایی برای ساخت قطعات سازه‌ای در هواپیما
• استفاده در صنایع خودرو سازی برای ساخت  قطعات ماشین
• تولید کارد و چنگال
• ساخت گیره فشنگی

عملیات حرارتی فولاد 1.7225 –  Heat Treatment°C

در فرآیند تولید فولاد MO40 یا AISI 4140  و به‌منظور بهبود خواص این فولاد آلیاژی و آمادگی بیشتر آن برای استفاده در صنایع مختلف  از عملیات حرارتی استفاده می‌شود. این فرآیند حرارتی ممکن است به دفعات انجام شوند. توجه داشته باشید که علاوه‌بر انجام عملیات حرارتی مختلف، کیفیت این عملیات هم باید مطلوب باشد تا خواص فولاد مورد نظر بهبود پیدا کند. همچنین بد نیست بدانید که کیفیت عملیات حرارتی تا حدود زیادی روی قیمت فولاد آلیاژی تاثیرگذار است. عملیات حرارتی این فولاد، عبارتند از: 

عملیات پیش‌گرم

دمای پیش‌گرم فولاد mo40 در حدود 750-800 درجه سانتیگراد است. عملیات پیش‌گرم با هدف آماده‌کردن این فولاد برای شرکت در عملیات حرارتی مختلف انجام می‌شود. پیش‌گرم‌کردن فولاد 1.7225 باعث می‌شود تا تنش‌های داخلی این فولاد به حداقل برساند. در واقع با کاهش تنش‌های داخلی امکان ترک‌خوردن یا شکستگی فولاد در طول عملیات حرارتی کاهش پیدا می‌کند. پیش‌گرم‌کردن فولاد هم مانند سایر عملیات حرارتی به توسعه خواص مکانیکی فولاد منجر می‌شود. در واقع عملیات پیش‌گرم فولاد به بهبود چقرمگی و مقاومت به شوک حرارتی آن کمک می‌کند که برای صنایع مختلف اهمیت بسیاری دارد. علاوه‌بر این‌ها، عملیات پیش‌گرم‌کردن به کاهش خطر اعوجاج در قطعات فولادی منجر می‌شود.

آنیل‌کردن 

در عملیات آنیل‌کردن فولاد MO40 یا فولاد AISI 4140، ابتدا دمای فولاد را تا 870 درجه سانتی گراد افزایش می‌دهند. پس از رسیدن فولاد به دمای مورد نظر آن را در همین شرایط نگه می‌دارند تا  به آهستگی خنک شود. آنیل‌کردن با هدف نرم‌کردن ساختار داخلی فولاد و کاهش تنش داخلی آن انجام می‌شود. همچنین، از آنیل‌کاری برای بهبود قابلیت ماشینکاری و افزایش انعطاف‌پذیری فولاد استفاده می‌کنند. این عملیات باعث می‌شود تا فولاد برای به‌کار رفتن در صنایع مختلف آماده باشد. 

نرمالیزه‌کردن 

نرمالیزه‌کردن برای این فولاد در دمایی بین 870 درجه سانتیگراد تا 900 درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود. پس‌از حرارت‌دادن یکنواخت و رسیدن فولاد مورد نظر به این محدوده دمایی آن را برای مدت 20 دقیقه در همان وضعیت رها می‌کنند و سپس فولاد را برای سرد شدن درون آب قرار می‌دهند. این عملیات استحکام و سختی فولاد را بهبود می‌دهد.

تمپرکردن

در فرایند تمپرینگ، فولاد MO40 در دمای 200 تا 650 درجه سانتی گراد انجام می‌شود. همچنین میزان حرارت نهایی این عملیات به میزان سختی فولاد مورد نظر بستگی دارد. این عملیات سختی راکول فولاد را بهبود می‌دهد. در واقع این عملیات باعث بهبود چقرمگی این فولاد و همچنین کاهش شکنندگی و آسیب‌پذیری فولاد می‌شود. بعد از انجام عملیات تمپرینگ کیفیت و طول عمر فولاد و همین‌طور قطعاتی که از آن ساخته می‌شوند، بیشتر خواهد شد. 

فورجینگ

عملیات حرارتی فورجینگ فولاد mo40  در محدوده دمایی 925  تا  1200 درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود. اعمال حرارت یکنواخت در عملیات فورجینگ و همچنین سرد شدن آهسته فولاد در این عملیات اهمیت بسیاری دارند.

کوئنچ‌کردن

برای عملیات کوئنچ در مرحله آستنیته این فولاد تا محدوده دمایی 1180 تا 1220 درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود. این عملیات برای تبدیل ریزساختار فولاد مورد نظر به آستنیت انجام می‌شود. سپس فولادی که به دمای مورد نظر رسیده است را مدتی در همین دما رها می‌کنند تا سرد شود. در عملیات کوئنچ فولاد آستنیته در مجاورت روغن یا هوا خنک می‌شود و سختی آن بهبود می‌یابد.

عملیات جوشکاری فولاد Mo40

فولاد Mo40، یک فولاد حرارت‌پذیر با قابلیت جوشکاری است. این فولاد، به‌راحتی تحت عملیات جوشکاری قرار می‌گیرد و شکل‌پذیری مناسبی دارد. با این حال، برای حفظ خواص مکانیکی آن پس از جوشکاری، رعایت نکات مهمی ضروری است.

پیش‌گرم کردن قطعه قبل از جوشکاری Mo40، مهم است. این عمل، از ایجاد تنش‌های پسماند و ترک در ناحیه‌ی جوش جلوگیری می‌کند. Mo40 را می‌توان با استفاده از روش‌های متداول جوشکاری، مانند جوشکاری قوسی با الکترود پوشش‌دار (SMAW)، جوشکاری قوسی (GMAW/FCAW) و جوشکاری با الکترود تنگستن (GTAW)، جوشکاری کرد.

پس از اتمام جوشکاری، انجام عملیات پس‌گرم ضروری و لازم است. این عملیات، تنش‌های پسماند ناشی از جوشکاری را کاهش داده و ساختار ناحیه‌ی جوش را بهبود می‌بخشد. مانند پیش‌گرم، دمای و زمان پس‌گرم نیز باید با توجه به نوع فولاد و شرایط جوشکاری تعیین شود.

نکته‌ی مهم دیگر این است که عملیات حرارتی فولاد Mo40، باید پس از جوشکاری انجام شود. انجام عملیات حرارتی قبل از جوشکاری، می‌تواند خواص مکانیکی فولاد را در ناحیه‌ی جوش تحت تاثیر قرار دهد و مقاومت آن را کاهش دهد.

عملیات سخت کاری Mo40

 منظور از عملیات سخت‌کاری، تولید فولاد در شرایط مخصوص و البته با حضور حرارت به‌میزان لازم است. در هنگام تولید فولاد MO40 آهن، کربن و سایر عناصر آلیاژی را در یک کوره الکتریکی یا کوره اکسیژن قلیایی قرار می‌دهند. سپس این عناصر مختلف را در حالت مایع با یکدیگر مخلوط کرده و صبر می‌کنند تا ترکیب حاصل خنک شود.

پس از انجام این مراحل بسته به اینکه فولاد مورد نظر را برای چه کاربردی نیاز داشته باشند، تحت عملیات بازپخت یا آنیل‌کردن قرار می‌دهند. سپس ماده‌ای که از این عملیات حاصل می‌شود را در قالب‌های مخصوص ریخته و تحت فشار قرار می‌دهند تا به شکل مورد نظر تبدیل شود. 

عملیات سخت‌کاری یکی از مهم‌ترین مراحل تولید فولاد است. در این عملیات گرد فولاد را با درجه حرارتی ثابت به سختی 18 – 22 راکول رسانده و درصورتی‌که عملیات حرارتی بیشتری نیاز باشد گرد فولاد را در درجه 840 – 875 سانتی گراد بین 15 الی 20 دقیقه حرارت می‌دهند. در این عملیات هم حرارت باید به‌صورت یکسان به تمام نقاط فولاد برسد.

خواص فیزیکی و مکانیکی فولاد mo40

خواص فیزیکی این فولاد را می‌توانید در جدول زیر مشاهده کنید. نباید فراموش کنید که خواص فیزیکی به همراه خواص شیمیایی و مکانیکی روی قیمت فولاد حرارت پذیر تاثیرگذار هستند. در واقع این خواص هستند که مشخص می‌کنند یک فولاد برای کدام صنایع و کاربردها مناسب است. 

ماشین‌کاری mo40 steel

فولاد آلیاژی mo40  آنیل‌شده قابلیت ماشین‌کاری مناسبی دارد. حالا اگر برای شما سوال است که فولاد آلیاژی چیست؟ باید گفت فولاد آلیاژی برای بهبود خواص مکانیکی با عناصر گوناگون به‌صورت آلیاژ در می‌آید. فولاد mo40 هم یکی از انواع فولاد آلیاژی است که قابلیت ماشینکاری خوبی دارد. 

مزایا و معایب 

این فولاد هم مانند هر محصول فولادی و آلیاژی دیگر دارای خصوصیات و مزایای منحصربه‌فردی است و همین‌طور، معایبی هم دارد که قبل از خرید و انتخاب آن برای صنایع مختلف باید در مورد آن‌ها بدانید. درواقع، همین خصوصیات هستند که باعث شده‌اند فولاد mo40 یک فولاد بسیار پرکاربرد باشد و در صنایع مختلف استفاده شود. برخی از مهم‌ترین مزایا و معایب این فولاد عبارتند از:

مزایا

1. به‌دلیل وجود کروم، مولیبدن و منگنز، این فولاد سختی و استحکام بالایی دارد.
2. این فولاد دارای استحکام تسلیم و استحکام کششی بالایی است.
3. هدایت گرمایی مناسب.
4. فولادmo40 شکل‌پذیری و دوام بالایی دارد.
5. این فولاد دارای مقاومت سایشی مناسبی است.
6. چقرمگی خوب.

معایب

1. نیازمند عملیات مختلف حرارتی مشخص، مطلوب و زمان‌بر است.
2. تولید این فولاد به‌دلیل هزینه بالا ممکن است، برای برخی از کاربردها توجیه اقتصادی نداشته باشد.

معرفی اشکال مختلف فولاد

همان‌طور که گفتیم این فولاد در اشکال مختلفی تولید و ارائه می‌شود که در ادامه به مهم‌ترین آن‌ها خواهیم پرداخت.

ورق Mo40 

متداول‌ترین شکل فولاد Mo40، شکل ورق این فولاد است که در ضخامت‌ها و کیفیت‌های متنوعی تولید و به بازار عرضه می‌شود. در واقع ویژگی‌های بسیار خوبی مانند سختی، مقاومت در برابر سایش و مقاومت کششی مطلوب ورق فولاد آلیاژی Mo40 باعث می‌شوند تا از این ورق به‌صورت گسترده در کاربردهای مختلف مهندسی و صنایع استفاده شود.

به‌طور مثال از ورق mo40 در صنایع نفت و گاز و برای ساخت تجهیزات درون‌چاهی استفاده می‌شود. همچنین از این محصول برای ساخت غلتک‌های مورد استفاده در صنایع فولاد و سیمان استفاده می‌کنند. از ورق فولاد Mo40 برای تولید قطعات مختلف مانند آداپتورها، میل‌لنگ‌ها، انواع چرخ‌دنده، محورها، شاتون، دنده فرمان، انواع پایه‌های قالب استفاده می‌شود.

همچنین کاربردهای متنوعی از جمله ساخت جت‌پمپ‌ها، مدل‌های مختلفی از ابزار قابل‌نصب، بست‌ها، قالب‌ها، بادامک‌ها، طوقه‌ مته‌ها، انواع پیچ و مهره‌ها، پیچ‌های دوسر رزوه، انواع اتصال‌های میل گاردن، بدنه‌ قلاویزها و اتصالات زنجیره‌ای هم با استفاده از ورق فولاد آلیاژی mo40 انجام می‌شود. برای ساخت دوک‌ها، بدنه ابزارها، دنده‌ها، میله‌ پیستون‌ها، تلمبه‌ها، شفت‌های ماشین‌آلات هیدرولیک، میله‌های دنده، میله‌های مهار، گیره‌های مته و رول‌های نوار نقاله و… هم به ورق این فولاد نیاز داریم. 

تسمه فولاد 

تسمه‌های فولادی مانند تسمه فولاد mo40  برای کاربردهای بسیاری در صنایع مختلفی مانند کشتی‌سازی، اتومبیل‌سازی، مخابرات و… استفاده می‌شوند. رایج‌ترین تسمه‌های فولادی در صنایع مختلف از جنس فولاد ST37-2 هستند که بیشترین کاربرد را در صنایع مختلف دارند. تسمه فولاد  MO40  دارای حرارت‌پذیری مناسبی است و در دسته فولادهای کروم‌دار قرار می‌گیرد. همچنین با اضافه‌کردن عنصر مولیبدن، مقاومت به ضربه این تسمه افزایش پیدا می کند.

از طرفی حضور عنصر نیکل در ترکیبات شیمیایی تسمه فولاد آلیاژی MO40 موجب کاهش شکنندگی فولادهای کروم‌دار می‌شود. تسمه MO40 در بازار داخلی با نام تسمه 7225 شناخته می‌شود. نام تسمه 1.7225 همان‌طور که پیش‌تر مشاهده کردید برگرفته از استاندارد DIN آلمان است. همچنین بد نیست بدانید که این تسمه بر اساس استاندارد SAE آمریکا، به تسمه 4140 هم شهرت دارد. 

سخت‌کاری تسمه فولاد MO40 ، به‌طور مثال تسمه اسفراین در دمای 820 الی 860 درجه سانتی‌گراد و در محیط  آب و یا روغن انجام می‌شود. به‌طور کلی، تسمه فولادی Mo40 یکی از پرطرفدارترین تسمه‌های فولادی موجود است. این نوع تسمه به‌دلیل خاصیت جوش‌پذیری بسیار خوبی که دارد یک گزینه بسیار مناسب برای صنایعی است که نیاز به جوشکاری دارند. همچنین از تسمه فولاد آلیاژی mo40 برای ساخت قطعات دارای سطح متوسط و بزرگی استفاده می‌شود که نیاز به استحکام کششی و چقرمگی بالا دارند.

میلگرد فولاد 

یکی دیگر از اشکال پر کاربرد فولاد حرارت‌پذیر mo40، میلگرد mo40 است. میلگرد این فولاد بسیار باکیفیت، یکی از مقاوم‌ترین میلگردهای فولادی و یکی از پرفروش‌ترین فولادها در صنایع مختلف محسوب می‌شود. ترکیبات شیمیایی این میلگرد mo40 سی ار م در دمای حدودی 820 – 860 درجه سانتیگراد است و در محیط روغن یا آب سخت‌کاری می‌شود. از مهم‌ترین ویژگی‌های میلگرد mo40 علاوه‌بر هدایت گرمایی، خاصیت ضدزنگ و کیفیت بالای آن است. این میلگرد در رده فولادهای پر آلیاژ با استحکام کششی بالا، مقاومت در برابر سایش و ضد زنگ است.

استحکام بالا، شکل‌پذیری بسیار خوب و قابلیت بی‌نظیر جوشکاری و مقاومت در برابر فشار در دماهای بالای این میلگرد خصوصیاتی هستند که باعث استفاده گسترده از این فولاد می‌شوند. همان‌طور که گفتیم میلگرد آلیاژی mo40 هم مانند سایر اشکال این فولاد، کاربرد فراوانی در صنعت دارد.

از جمله کاربردهای میلگرد محبوب این فولاد در صنایع مختلف می‌توان به ساخت غلتک‌های عظیم، ساخت دنده‌فرمان و همین‌طور اجزای فرمان سازه‌های تحت فشار، ساخت قطعات ماشین‌های سنگین، هواپیما و…اشاره کرد. همچنین از این میلگرد در صنعت ماشین‌سازی و برای ساخت وسایل مکانیکی و همین‌طور در صنعت کشتی‌سازی هم استفاده می‌شود.

مقایسه و تفاوت دو فولاد Mo40 و CK45 

یکی دیگر از پرکاربردترین محصولات فولادی در خانواده فولادهای پرکربن CK45 است. این فولاد در استاندارد AISI با نام 1045 تعریف می‌شود. دلیل مقایسه این دو فولاد مشترک‌بودن 98 درصد از ترکیب این آلیاژ با فولاد Mo40 است. از طرفی این دو فولاد تفاوت‌هایی دارند که می‌توان آن‌ها را از نظر ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی بررسی کرد. اولین تفاوت مهم حضور عنصر نیکل در در ترکیب شیمیایی فولاد CK45 است. عنصری که در فولاد Mo40 یافت نمی‌شود. 

از طرفی عنصر کروم که اهمیت زیادی هم در ساختار فولاد Mo40 دارد، در ترکیبات فولاد CK45 وجود ندارد. به‌همین دلیل هم مقاومت به خوردگی و زنگ‌زدگی در فولاد CK45 کمتر است. عناصر دیگر در ترکیبات فولاد CK45 با فولاد Mo40 تا حدود زیادی یکسان هستند و تفاوت‌ها مربوط به میزان عناصر در ترکیب دو فولاد است. 

به‌طور مثال، میزان کربن در فولاد CK45 در حدود 0/05 درصد از کربن Mo40 بیشتر است. همین موضوع، باعث‌شده سختی‌پذیری این فولاد هم بیشتر باشد. بااین‌حال شکل‌پذیری، چقرمگی و استحکام این فولاد همچنان کمتر از فولاد Mo40  است. هر دو  این فولادها  قابلیت انجام عملیات حرارتی را دارند، با این‌وجود، کربن بیشتر فولاد CK45، قابلیت جوشکاری آن را کاهش می‌دهد. از طرفی قابلیت ماشینکاری، نسبت مقاومت به وزن و قیمت نسبی فولاد CK45 نیز به نسبت فولاد Mo40 کمتر است. از دیگر تفاوت‌های این دو فولاد، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

سوالات متداول

1. 1. فولاد mo40 چیست؟
      این فولاد یک نوع فولاد کم آلیاژ است که آن را با AISI 4140 در استاندارد DIN ، با شماره متریال 1.7225 و عنوان فولاد Mo40 می‌شناسیم.
   2.  مهم‌ترین عناصر آلیاژی فولاد Mo40 کدام عناصر هستند؟
      مهم‌ترین عناصر آلیاژی این فولاد شامل کربن، کروم، مولیبدن و منگنز هستند.
   3. بهترین تامین‌کننده برای خرید فولاد mo40 باکیفیت کدام است؟
      یکی از معتبرترین و بهترین تامین‌کنندگان انواع فولاد از جمله فولاد mo40 و  فولاد CK45 میهن فولاد است. میهن فولاد یکی از قدیمی‌ترین تامین‌کنندگان تخصصی فولاد آلیاژی و بازار آهن است که محصولات را با تضمین کیفیت، قیمت و در کوتاه‌ترین زمان به‌دست مشتری می‌رساند.