میلگرد ck45 قطر20 میلی متر
تحلیلی جامع بر خواص، کاربردها و ملاحظات فنی
مقدمه: فراتر از یک میلگرد معمولی
میلگرد CK45 قطر 20 میلی متر، نمایندهای برجسته از خانواده فولادهای کربنی متوسط (Medium Carbon Steel) است که کاربردهای آن به مراتب فراتر از میلگردهای معمولی آرماتوربندی در سازههای بتنی است. این میلگرد، با ترکیب شیمیایی خاص و قابلیتهای منحصر به فرد پس از عملیات حرارتی، به یکی از انتخابهای اصلی در صنایع ماشینسازی، خودروسازی، ساخت قطعات صنعتی و حتی برخی سازههای مکانیکی خاص تبدیل شده است. درک عمیق ویژگیها، محدودیتها و کاربردهای این محصول، برای مهندسان و متخصصان مواد ضروری است. این متن به بررسی جامع میلگرد CK45 با قطر 20 میلی متر میپردازد.
بخش اول: هویت و ترکیب شیمیایی (The Identity: CK45 Defined)
نامگذاری و استاندارد:
CK45 یک نامگذاری آلمانی بر اساس استاندارد DIN (Deutsches Institut für Normung) است. “C” به معنای کربن (Carbon) و “K” به معنای کیفیت (Kaltgezogen – کشش سرد) است، هرچند امروزه این نامگذاری بیشتر به صورت سنتی استفاده میشود. عدد 45 نشاندهنده محتوای کربن تقریبی بر حسب صدم درصد است (یعنی حدود 0.45%). این فولاد تحت استانداردهای بینالمللی مختلفی نیز شناخته میشود، از جمله:
DIN EN 10083-2: C45 (معادل مدرنتر CK45)
AISI/SAE:** 1045
AFNOR:** XC45
UNI:** C45
BS:** 080M46
JIS:** S45C
ترکیب شیمیایی (تقریبی – درصد وزنی):
کلید خواص CK45 در ترکیب شیمیایی آن نهفته است:
کربن (C): 0.42% – 0.50% (عنصر اصلی تعیینکننده سختی و استحکام)
منگنز (Mn):0.50% – 0.80% (افزایش سختی، استحکام و قابلیت سختکاری؛ بهبود قابلیت جوشکاری تا حدی)
سیلیسیم (Si): 0.15% – 0.40% (افزایش استحکام و چقرمگی؛ اکسیدزدا در فرآیند ذوب)
فسفر (P): حداکثر 0.045% (ناخالصی مضر، کاهش چقرمگی و قابلیت جوشکاری)
گوگرد (S): حداکثر 0.045% (ناخالصی مضر، کاهش چقرمگی و قابلیت جوشکاری؛ بهبود قابلیت ماشینکاری در برخی گریدها)
عناصر دیگر: مقادیر بسیار کم کروم (Cr)، نیکل (Ni)، مولیبدن (Mo) ممکن است وجود داشته باشند اما معمولاً به صورت عمدی افزوده نمیشوند (غیرآلیاژی محسوب میشود).
بخش دوم: خواص مکانیکی و فیزیکی (The Core: Mechanical & Physical Properties)
خواص مکانیکی CK45 به شدت به حالت عملیات حرارتی (Heat Treatment Condition) آن بستگی دارد.
حالتهای اصلی عبارتند از:
1. حالت آنیل شده (Annealed): نرمترین حالت با قابلیت ماشینکاری و شکلدهی عالی.
2. حالت نرمال شده (Normalized): استحکام و چقرمگی متعادلتر نسبت به آنیل.
3. حالت سخت و تمپر شده (Quenched & Tempered – Q&T): بالاترین استحکام و سختی، با چقرمگی کنترلشده. این حالت برای کاربردهای مهندسی حساس اهمیت ویژهای دارد.
خواص مکانیکی نمونه (برای حالت Q&T – قطر 20mm):
استحکام تسلیم (Yield Strength – Re): حداقل 355 مگاپاسکال (MPa) (بسته به دقیقترین فرآیند سختکاری و تمپر میتواند تا 490 MPa یا بیشتر هم برسد).
استحکام کششی (Tensile Strength – Rm): حداقل 590 مگاپاسکال (MPa) (معمولاً در محدوده 630 – 850 MPa).
ازدیاد طول نسبی (Elongation – A): حداقل 14% (نشاندهنده چقرمگی و توانایی تغییر شکل قبل از شکست).
سختی (Hardness): معمولاً در محدوده 201 – 269 برینل (HB) (بسته به فرآیند تمپر میتواند بالاتر یا پایینتر باشد). این سطح سختی، مقاومت خوبی در برابر سایش ایجاد میکند.
چقرمگی (Toughness): نسبت به فولادهای کمکربن کمتر است، اما با عملیات حرارتی صحیح (بهویژه تمپر) به سطح قابل قبولی برای بسیاری از کاربردها میرسد. آزمایش چقرمگی (مانند آزمایش شارپی) برای ارزیابی دقیق ضروری است.
خواص فیزیکی (تقریبی):
چگالی (Density): 7850 کیلوگرم بر متر مکعب (kg/m³)
مدول الاستیسیته (Modulus of Elasticity): 190 – 210 گیگاپاسکال (GPa)
ضریب انبساط حرارتی (Thermal Expansion): ~12 µm/m·°C (در دمای 20-100°C)
رسانایی حرارتی (Thermal Conductivity): ~50 وات بر متر کلوین (W/m·K)
رسانایی الکتریکی (Electrical Conductivity): نسبتاً پایین (در حد فولادهای کربنی).
بخش سوم: فرآیند تولید و شکلدهی (From Billet to Bar: Manufacturing & Forming)
1. ریختهگری (Casting): شمشهای فولادی (Billets) با ترکیب شیمیایی CK45 در کورههای القایی یا کورههای قوس الکتریکی تولید میشوند.
2. نورد گرم (Hot Rolling): شمشها در دمای بالا (معمولاً بالاتر از 1000°C) عبور داده شده و به قطر مورد نظر (در اینجا 20mm) تبدیل میشوند. این فرآیند ساختار دانههای درشت ریختهگری را شکسته و ساختار دانههای ریزتر و یکنواختتری ایجاد میکند.
3. عملیات حرارتی (Heat Treatment – اختیاری اما حیاتی برای خواص نهایی):
آنیل (Annealing): گرم کردن تا دمای بحرانی (Ac1 یا بالاتر)، نگهداری و سپس سرد کردن بسیار آهسته (معمولاً در کوره). هدف: کاهش سختی، افزایش قابلیت ماشینکاری و تسکین تنشهای داخلی.
نرمالسازی (Normalizing): گرم کردن تا دمای بالاتر از بحرانی (Ac3)، نگهداری و سپس سرد کردن در هوای آرام. هدف: ایجاد ساختار دانهای ریز و یکنواخت، بهبود استحکام و چقرمگی نسبت به حالت آنیل.
سختکاری و تمپر (Quenching & Tempering – Q&T):مهمترین فرآیند برای دستیابی به خواص مکانیکی بالا.
سختکاری (Quenching): گرم کردن تا دمای آستنیتی شدن (معمولاً 830-860°C)، نگهداری برای تشکیل آستنیت کامل، سپس سرد کردن بسیار سریع (معمولاً در آب یا روغن). این فرآیند ساختار بسیار سخت و ترد مارتنزیت ایجاد میکند.
تمپر (Tempering): گرم کردن مجدد قطعه سختشده به دمای پایینتر (معمولاً 150-650°C، بسته به خواص مطلوب)، نگهداری و سپس سرد کردن. این فرآیند تنشهای داخلی ناشی از سختکاری را کاهش داده، با حذف بخشی از کربن از مارتنزیت، ساختار تمپر مارتنزیت یا باینیت ایجاد میکند که تعادل مطلوبی بین استحکام، سختی و چقرمگی فراهم میکند. دمای تمپر بالاتر، چقرمگی بیشتر و سختی/استحکام کمتر را به همراه دارد.
4. کشش سرد (Cold Drawing – اختیاری):برای افزایش دقت ابعادی، بهبود صافی سطح و افزایش استحکام تسلیم و کششی (با کاهش ازدیاد طول)، میلگرد نورد گرم ممکن است از طریق قالبها کشیده شود. این فرآیند معمولاً قبل از عملیات حرارتی نهایی انجام میشود.
5. صافی سطح و دقت ابعادی: میلگردهای CK45 معمولاً با سطح صاف (بدون آج) تولید میشوند، مگر اینکه به طور خاص برای کاربرد خاصی آجدار شوند. دقت ابعادی (قطر) معمولاً مطابق با استانداردهای ISO یا DIN است (مثلاً ISO h9 یا h11).
بخش چهارم: کاربردهای اصلی (Where CK45 Shines: Key Applications)
میلگرد ck45 قطر20 میلی متر به دلیل ترکیب استحکام، سختی، قابلیت ماشینکاری (در حالت آنیل) و هزینه نسبتاً مناسب، در کاربردهای متنوعی استفاده میشود:
1. صنعت ماشینسازی و قطعات مکانیکی (Core Application):
شافتها و محورها (Shafts & Axles): شافتهای انتقال قدرت، محورهای چرخها، شافتهای پمپها و کمپرسورها. استحکام و سختی کافی برای تحمل پیچش و خمش، همراه با چقرمگی قابل قبول.
پینها، پیستونها و اتصالات (Pins, Pistons, Links): قطعاتی که نیاز به استحکام فشاری، کششی و مقاومت در برابر سایش دارند.
چرخ دندههای کوچک و متوسط (Small to Medium Gears): بهویژه چرخ دندههایی که بارهای متوسط را تحمل میکنند و نیاز به ماشینکاری دقیق دارند. (برای چرخ دندههای سنگینتر و با تنشهای بالا، از فولادهای آلیاژی مانند 42CrMo4 استفاده میشود).
غلتکها و رولرها (Rollers): در صنایع نورد، چاپ و بستهبندی که نیاز به سختی سطحی و مقاومت در برابر سایش دارند.
فلنجها و اتصالات لوله (Flanges & Pipe Fittings): بهویژه در سیستمهای تحت فشار متوسط.
2. صنعت خودروسازی (Automotive):
میل لنگ (Crankshafts): در موتورهای کوچک و متوسط (هرچند برای موتورهای پرقدرتتر از فولادهای آلیاژی استفاده میشود).
سیلندرها و پیستونهای کوچک (Cylinders & Small Pistons).
محورهای نیمه (Half Shafts) و اتصالات سیستم تعلیق.
پیچها و مهرههای با مقاومت بالا (High-Strength Bolts & Nuts): پس از عملیات حرارتی مناسب.
3. سازههای مکانیکی و پایههای ماشین (Mechanical Structures & Machine Bases): در مواردی که نیاز به استحکام بالاتر از فولادهای نرمه (مثل St37) باشد اما از پیچیدگی و هزینه فولادهای آلیاژی پرهیز شود. قطر 20mm برای ساخت قابها، براکتها و تقویتکنندهها مناسب است.
4. ابزارها و قالبهای ساده (Simple Tools & Dies): بهویژه پس از سختکاری و تمپر، برای ساخت قالبهای پرس ساده، گیرهها و ابزارهای دستی که نیاز به استحکام و مقاومت در برابر سایش متوسط دارند.
5. کاربردهای خاص به عنوان “میلگرد” (Specialized Rebar Applications):
تقویت بتن در سازههای مکانیکی: مانند پایههای ماشینآلات سنگین، شالودههای ویژه یا دیوارههای حفاظتی که نیاز به مقاومت در برابر ضربه و سایش دارند. نکته بسیار مهم: CK45 به دلیل چقرمگی پایینتر و قابلیت جوشکاری محدودتر نسبت به فولادهای آرماتور استاندارد (مثل AIII یا S500)، به طور کلی برای آرماتوربندی عمومی در سازههای بتنی (ستونها، تیرها، دالها) توصیه نمیشود. استفاده از آن در این کاربردها نیازمند محاسبات دقیق، رعایت الزامات جوشکاری خاص و تایید مهندس ناظر است. قطر 20mm ممکن است در برخی المانهای خاص مانند کلافها یا میلگردهای مهاربندی در سازههای صنعتی غیرمعمول به کار رود.
بخش پنجم: ملاحظات فنی و محدودیتها (Critical Considerations & Limitations)
1. قابلیت جوشکاری (Weldability):محدودیت اصلی CK45. محتوای کربن نسبتاً بالا (0.45%) و معادل کربن (CE) قابل توجه، باعث حساسیت بالا به ترکهای سرد (Cold Cracking) در ناحیه متاثر از حرارت (HAZ) میشود.
پیشگرم (Preheating):ضروری. دمای پیشگرم بسته به ضخامت (در اینجا قطر 20mm)، محیط و فرآیند جوشکاری معمولاً بین 150°C تا 300°C است.
کنترل حرارت ورودی (Heat Input Control): استفاده از فرآیندهای جوشکاری با حرارت ورودی کنترلشده (مانند TIG یا MIG با پارامترهای مناسب).
عملیات حرارتی پس از جوش (Post Weld Heat Treatment – PWHT):بسیار توصیه میشود. گرم کردن مجدد ناحیه جوش و HAZ به دمای تمپر (معمولاً 550-650°C) و سرد کردن کنترلشده، تنشهای باقیمانده را کاهش داده و سختی و تردگی HAZ را بهبود میبخشد.
الکترودهای خاص: استفاده از الکترودهای جوشکاری با پایه کمهیدروژن و تایید شده برای فولادهای کربنی متوسط.
2. چقرمگی (Toughness): چقرمگی CK45، بهویژه در حالت سختشده و در دماهای پایین، به مراتب کمتر از فولادهای کمکربن یا فولادهای آلیاژی مناسب برای سازه (مانند فولادهای ساخت کشتی یا خط لوله) است. این امر آن را برای کاربردهای مستعد شکست ترد (مانند سازههای در معرض ضربه شدید یا دمای پایین) محدود میکند.
3. قابلیت شکلدهی سرد (Cold Formability): در حالت آنیل شده، قابلیت شکلدهی سرد (مانند خم کردن) نسبتاً خوب است. اما در حالتهای سختشده یا نرمالشده، قابلیت شکلدهی سرد بسیار محدود و مستعد ترک است.
4. قابلیت ماشینکاری (Machinability): در حالت آنیل شده، قابلیت ماشینکاری خوبی دارد (بهتر از فولادهای کمکربن). با افزایش سختی (در حالت نرمال یا Q&T)، قابلیت ماشینکاری کاهش مییابد و نیاز به ابزارهای برنده سختتر و سرعتهای برشی پایینتر دارد.
5. مقاومت در برابر خوردگی (Corrosion Resistance): مانند اکثر فولادهای کربنی، مقاومت در برابر خوردگی ضعیفی دارد. در محیطهای خورنده نیاز به پوششهای محافظ (رنگ، گالوانیزه، کروماته) دارد.
بخش ششم: استانداردها و تامین (Standards & Sourcing)
استانداردهای کلیدی: DIN EN 10083-2 (C45), ASTM A29 (1045), AISI 1045, JIS G4051 (S45C), ISO 683-1 (C45E).
تامین:میلگرد ck45 قطر20 میلی متر توسط تولیدکنندگان بزرگ فولاد در سراسر جهان (اروپا، چین، هند، کره جنوبی، ایران) تولید میشود. در ایران نیز کارخانههای فولادسازی مختلف این محصول را عرضه میکنند. هنگام خرید، رعایت استاندارد و ارائه گواهی بازرسی فنی (Mill Test Certificate – MTC) که حاوی ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی و نتایج آزمونهای غیرمخرب (مانند UT) است، **ضروری** میباشد.
نتیجهگیری: ابزاری قدرتمند با الزامات خاص
میلگرد فولادی میلگرد ck45 قطر20 میلی متر، محصولی است که جایگاه ویژهای در زنجیره تامین صنایع مکانیکی و ماشینسازی دارد. ترکیب شیمیایی کنترلشده و قابلیت دستیابی به طیف وسیعی از خواص مکانیکی (از نرم و قابل ماشینکاری تا سخت و مستحکم) از طریق عملیات حرارتی، آن را به گزینهای ایدهآل برای تولید شافتها، پینها، چرخ دندههای متوسط، قطعات خودرو و سازههای مکانیکی با استحکام متوسط تا بالا تبدیل کرده است. قطر 20mm، اندازهای کاربردی و متداول برای بسیاری از این قطعات است.
با این حال، استفاده موثر از CK45 مستلزم درک عمیق محدودیتهای کلیدی آن، بهویژه چقرمگی محدود و قابلیت جوشکاری حساس است. این محدودیتها استفاده از آن را به عنوان جایگزین فولادهای آرماتور استاندارد در سازههای بتنی معمولی غیرمنطقی و خطرناک میسازد. در کاربردهای جوشکاری، رعایت دقیق دستورالعملهای پیشگرم و عملیات حرارتی پس از جوش، امری حیاتی برای تضمین یکپارچگی و ایمنی قطعه است.
در نهایت، میلگرد ck45 قطر20 میلی متر، یک ابزار مهندسی قدرتمند است که در جایگاه صحیح خود، عملکردی قابل اعتماد و اقتصادی ارائه میدهد. انتخاب آن برای هر کاربردی باید بر اساس نیازهای دقیق طراحی (استحکام، سختی، چقرمگی، خستگی)، شرایط محیطی (خوردگی، دما) و فرآیندهای ساخت (ماشینکاری، جوشکاری، شکلدهی) و با در نظر گرفتن کامل محدودیتهای ذاتی آن، انجام پذیرد. مشورت با متخصصان مواد و مهندسین متخصص در انتخاب و فرآیند این فولاد، کلید دستیابی به بهترین نتایج است.
برچسب: CK45 آلیاژی پخش میلگرد CK45 قطر 20 میلیمتر شفت صنعتی فروش میلگرد فولادی فروشنده میلگرد CK45 قطر 20 میلیمتر فولاد 1045 فولاد C45 فولاد CK45 فولاد فروش فولاد کربنی متوسط فولادکربنی قطر20mm قیمت میلگرد CK45 قطر 20 میلیمتر ماشینآلات مرجع میلگرد CK45 قطر 20 میلیمتر مرکز میلگرد CK45 قطر 20 میلیمتر میلگرد میلگرد 20 میلیمتر میلگرد CK45 میلگرد CK45 با تحویل سریع (Just-in-Time) میلگرد CK45 با خدمات برش لیزری دقیق میلگرد CK45 با خدمات پس از فروش یکپارچه میلگرد CK45 با کاهش ضایعات تولید میلگرد CK45 با گارانتی طول عمر میلگرد CK45 با گواهی API میلگرد CK45 با گواهی IATF 16949 (صنعت خودرو) میلگرد CK45 برای استارتاپهای صنعتی تهران میلگرد CK45 برای انرژیهای تجدیدپذیر سمنان میلگرد CK45 برای پارکهای فناوری یزد میلگرد CK45 برای پالایشگاه آبادان میلگرد CK45 برای پتروشیمی بندرعباس میلگرد CK45 برای تجهیزات نفتی تهران میلگرد CK45 برای خطوط لوله اصفهان میلگرد CK45 برای خودروسازی قم میلگرد CK45 برای رباتهای صنعتی میلگرد CK45 برای صنایع offshore خرمشهر میلگرد CK45 برای صنایع دفاعی شیراز میلگرد CK45 برای صنایع ذوب آهن اصفهان میلگرد CK45 برای صنایع سنگین اصفهان میلگرد CK45 برای صنایع فضایی البرز میلگرد CK45 برای صنایع گازی بوشهر میلگرد CK45 برای صنایع معدنی کرمان میلگرد CK45 برای صنایع نوین اصفهان میلگرد CK45 برای صنایع هوایی اصفهان میلگرد CK45 برای صنعت خودرو تهران میلگرد CK45 برای صنعت نفت اهواز میلگرد CK45 برای قطعهسازی تبریز میلگرد CK45 برای کارخانههای فولاد آذربایجان میلگرد CK45 برای ماشینآلات کشاورزی کرمانشاه میلگرد CK45 برای ماشینسازی اراک میلگرد CK45 برای متالورژی یزد میلگرد CK45 برای معادن زنجان میلگرد CK45 تولید آذربایجان شرقی میلگرد CK45 تولید اصفهان میلگرد CK45 تولید تهران میلگرد CK45 تولید خوزستان میلگرد CK45 تولید ذوب آهن میلگرد CK45 تولید زنجان میلگرد CK45 تولید فولاد اصفهان میلگرد CK45 تولید فولاد مبارکه میلگرد CK45 تولید کرمان میلگرد CK45 تولید مازندران میلگرد CK45 تولید یزد میلگرد CK45 در صنعت فضایی میلگرد CK45 قطر 20 میلیمتر میلگرد CK45 قطر 20 میلیمتر در اصفهان میلگرد CK45 قطر 20 میلیمتر در تبریز میلگرد CK45 قطر 20 میلیمتر در تهران میلگرد CK45 قطر 20 میلیمتر در خوزستان میلگرد CK45 قطر 20 میلیمتر در شیراز میلگرد CK45 قطر 20 میلیمتر در عسلویه میلگرد CK45 قطر 20 میلیمتر در قزوین میلگرد CK45 قطر 20 میلیمتر در کرمان میلگرد CK45 قطر 20 میلیمتر در گرگان میلگرد CK45 قطر 20 میلیمتر در مشهد میلگرد CK45 مطابق با ISO 9001:2015 میلگرد CK45 مقاوم در برابر خوردگی میلگرد CK45 مقاوم در برابر نوسانات قیمت میلگرد DIN 1.0503 میلگرد S45C میلگرد XC45 میلگرد آلیاژی کربنی میلگرد استاندارد ASTM A29 میلگرد استاندارد DIN EN 10083-2 میلگرد استاندارد JIS G4051 میلگرد با آنالیز دقیق اسپکترومتری میلگرد با بستهبندی هوشمند میلگرد با پشتیبانی فنی 24/7 میلگرد با تست التراسونیک میلگرد با تست خستگی پیشرفته (Fatigue Testing) میلگرد با تضمین کیفیت در تحریمها میلگرد با چقرمگی پایین در دمای سرد میلگرد با سیستم مدیریت موجودی آنلاین میلگرد با قابلیت جوشکاری محدود میلگرد با گواهی CE 2023 میلگرد با گواهی MTC میلگرد با محتوای کربن 0.45% میلگرد با مقاومت خوردگی ضعیف میلگرد بدون آج میلگرد برای ابزار میلگرد برای اتصالات میلگرد برای پایه ماشین میلگرد برای پیچ پرقدرت میلگرد برای پیستون میلگرد برای پین میلگرد برای تجهیزات انرژی خورشیدی میلگرد برای توربینهای بادی میلگرد برای چرخدنده میلگرد برای سازه مکانیکی میلگرد برای سازههای هوشمند میلگرد برای شافت میلگرد برای صنایع دریایی میلگرد برای صنایع نفت و گاز میلگرد برای غلتک میلگرد برای فلنج میلگرد برای قالب میلگرد برای قطعات خودرو میلگرد برای قطعات خودروهای برقی میلگرد برای ماشینآلات کشاورزی هوشمند میلگرد برای محور میلگرد برای میل لنگ میلگرد بهینهشده برای صادرات میلگرد جایگزین فولادهای آلیاژی گرانقیمت میلگرد حساس به ترک میلگرد در تجهیزات پزشکی (پروتزها) میلگرد سازگار با استاندارد جدید seismic design میلگرد سازههای مکانیکی پیشرفته میلگرد صاف میلگرد صنعتی میلگرد غیرمناسب برای آرماتوربندی عمومی میلگرد فولادی CK45 میلگرد قابل رهگیری via blockchain میلگرد قطر 20 میلگرد قطر 20mm میلگرد ماشینسازی میلگرد مطابق با RoHS (محدودیت مواد خطرناک) میلگرد نیازمند PWHT میلگرد نیازمند پوشش محافظ میلگرد نیازمند پیشگرم میلهگرد