مقایسه فولاد CK45 و ST37

تفاوت فولاد CK45 و ST37

در این مقاله قصد داریم به مقایسه دقیق و مهندسی بین دو نوع فولاد کم کربن، فولاد ck45 و ST37 بپردازیم. این دو فولاد به دلیل خواص مکانیکی منحصربه‌فرد و کاربردهای گسترده در صنایع مختلف، مورد توجه بسیاری از مهندسان و طراحان قرار دارند.

تفاوت فولاد CK45 و ST37

فولاد CK45 و ST37 از دسته فولادهای کربنی هستند، اما تفاوت اصلی آن‌ها در مقدار کربن، استحکام مکانیکی و کاربردها است.

CK45 (1.1191 – C45) با کربن حدود 0.45٪، استحکام کششی بالاتر (600-800 MPa) و سختی بیشتر (HBW 170-210) نسبت به ST37 شناخته می‌شود. این فولاد مقاومت سایشی بهتری دارد اما در برابر ضربه و خمش، چقرمگی کمتری از خود نشان می‌دهد. به همین دلیل در قطعات تحت بارهای مکانیکی مانند محورها، میل‌لنگ، چرخ‌دنده‌ها و قطعات ماشین‌کاری‌شده استفاده می‌شود.

در مقابل، ST37 (1.0037 – S235JR) با کربن کمتر از 0.2٪، استحکام کششی پایین‌تر (370-510 MPa) اما چقرمگی و شکل‌پذیری بالا، در سازه‌های فولادی و ساختمان‌سازی کاربرد دارد. این فولاد به دلیل جوش‌پذیری و انعطاف‌پذیری بالا در تیرها، پروفیل‌ها، ورق‌های ساختمانی و قطعات کم‌تنش صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

به طور کلی، CK45 برای قطعات تحت سایش و بارهای مکانیکی بالا، و ST37 برای سازه‌های عمومی و جوشکاری‌شده مناسب است.

آنالیز شیمیایی فولاد CK45 و ST37

مقادیر فولاد CK45 فولاد ST37
کربن (C)
0.42 – 0.50
≤ 0.17%
سیلیسیم (Si)
0.10 – 0.40
≤ 0.35%
منگنز (Mn)
0.50 – 0.80
0.30 – 0.70%
فسفر (P)
≤ 0.025
≤ 0.035%
گوگرد (S)
≤ 0.035
≤ 0.035

کربن (C):
فولاد CK45 دارای حدود 0.45٪ کربن است که باعث افزایش استحکام و سختی آن می‌شود. در مقابل، ST37 با کربن کمتر از 0.17٪، نرم‌تر و انعطاف‌پذیرتر است که جوش‌پذیری و شکل‌پذیری آن را بهبود می‌بخشد.

سیلیسیم (Si):
سیلیسیم به عنوان عنصر اکسیژن‌زدا در فولاد استفاده می‌شود. مقدار آن در CK45 حدود 0.10-0.40٪ است که باعث افزایش استحکام و کاهش تردی می‌شود. در ST37 مقدار آن حداکثر 0.35٪ بوده و برای حفظ چقرمگی فولاد در محدوده پایین نگه داشته شده است.

منگنز (Mn):
منگنز باعث افزایش استحکام، سختی و چقرمگی فولاد می‌شود. CK45 دارای 0.50-0.80٪ منگنز است که به افزایش مقاومت سایشی و سختی کمک می‌کند. در ST37 مقدار منگنز 0.30-0.70٪ است که باعث بهبود جوش‌پذیری و انعطاف‌پذیری می‌شود.

فسفر (P):
فسفر در مقادیر کم می‌تواند استحکام را افزایش دهد، اما مقدار زیاد آن تردی و شکنندگی ایجاد می‌کند. در CK45 مقدار فسفر ≤ 0.025٪ و در ST37 ≤ 0.035٪ است که نشان‌دهنده چقرمگی بیشتر ST37 نسبت به CK45 است.

گوگرد (S):
گوگرد در فولاد باعث بهبود ماشین‌کاری می‌شود اما در مقادیر زیاد، چقرمگی و مقاومت در برابر ضربه را کاهش می‌دهد. مقدار گوگرد در هر دو فولاد تقریباً یکسان (≤ 0.035٪) است که نشان‌دهنده تعادل بین ماشین‌کاری و مقاومت مکانیکی در هر دو آلیاژ است.

نتیجه‌گیری:

✔ CK45 به دلیل کربن و منگنز بالاتر، سختی و استحکام بیشتری دارد و برای قطعات تحت بار و سایش بالا مناسب است.
✔ ST37 با کربن پایین‌تر، انعطاف‌پذیری و جوش‌پذیری بهتری دارد و در سازه‌های فولادی استفاده می‌شود.

مقایسه خواص مکانیکی فولاد CK45 و ST37

مقادیر فولاد CK45 فولاد ST37
مقاومت کششی
MPa 600 – 800
370 – 510 MPa
سختی
170 – 210 HBW
HBW≤ 160
استحکام تسلیم
340 – 460 MPa
> 235 MPa
درصد ازدیاد طول
14 – 17
≥ 25%

استحکام کششی (Tensile Strength):
فولاد CK45 دارای استحکام کششی 600 تا 800 مگاپاسکال است که نشان‌دهنده مقاومت بالاتر آن در برابر نیروهای کششی است. اما ST37 با 370 تا 510 مگاپاسکال، استحکام پایین‌تری دارد که آن را برای کاربردهای انعطاف‌پذیرتر مناسب می‌کند.

استحکام تسلیم (Yield Strength):
CK45 با استحکام تسلیم بالای 340 مگاپاسکال، در برابر تغییر شکل دائمی مقاومت بیشتری دارد. در مقابل، ST37 با حداقل 235 مگاپاسکال استحکام تسلیم کمتری دارد که باعث بهبود قابلیت تغییر شکل آن می‌شود.

سختی برینل (Brinell Hardness, HBW):
CK45 سختی بالاتری در محدوده 170 تا 210 HBW دارد، که آن را در برابر سایش مقاوم‌تر می‌کند. در مقابل، ST37 با سختی کمتر از 160 HBW نرم‌تر است و به همین دلیل جوش‌پذیری بهتری دارد.

ازدیاد طول (Elongation):
ازدیاد طول در CK45 بین 14 تا 17 درصد است، در حالی که ST37 با بیش از 25 درصد، شکل‌پذیری بهتری دارد و در کاربردهای نیازمند تغییر شکل بالا عملکرد بهتری نشان می‌دهد.

مدول الاستیسیته (Elastic Modulus):
مدول الاستیسیته هر دو فولاد نزدیک به هم است، اما CK45 مقدار کمی بالاتر دارد (210-215 GPa در مقابل 200-210 GPa) که نشان‌دهنده سختی و مقاومت بیشتر در برابر تغییر شکل الاستیک است.

چقرمگی ضربه (Impact Toughness):
ST37 چقرمگی بیشتری نسبت به CK45 دارد، زیرا کربن پایین‌تر آن مانع از شکنندگی در برابر ضربه می‌شود. در مقابل، CK45 سخت‌تر است اما در برابر ضربه، چقرمگی کمتری نشان می‌دهد.

کارخانه های تولید کننده فولاد CK45 و ST37

1. فولاد آلیاژی ایران (IASCO)
این مجموعه بزرگ‌ترین تولیدکننده فولادهای آلیاژی در ایران است و طیف گسترده‌ای از فولادهای صنعتی، از جمله CK45 و ST37 و سایر فولادهای مهندسی و آلیاژی را با کیفیت بالا تولید می‌کند. محصولات این کارخانه در صنایع خودروسازی، نفت و گاز، ساخت قطعات مقاوم به سایش و ماشین‌سازی کاربرد دارند.

2. اکسین اهواز

اکسین اهواز یکی از تولیدکنندگان بزرگ ورق‌های فولادی در ایران است که ورق‌های ST37 و CK45 را با کیفیت بالا و در ابعاد متنوع تولید می‌کند. این شرکت با تمرکز بر تولید ورق‌های عریض و آلیاژی، محصولات خود را برای صنایع ساختمانی، خودروسازی، ماشین‌سازی و تجهیزات نفت و گاز عرضه می‌کند.

نتیجه گیری

فولاد CK45 و ST37 از دسته فولادهای کربنی هستند، اما تفاوت اصلی آن‌ها در مقدار کربن، استحکام مکانیکی و کاربردها است.

CK45 (1.1191 – C45) با کربن حدود 0.45٪، استحکام کششی بالاتر (600-800 MPa) و سختی بیشتر (HBW 170-210) نسبت به ST37 شناخته می‌شود. این فولاد مقاومت سایشی بهتری دارد اما در برابر ضربه و خمش، چقرمگی کمتری از خود نشان می‌دهد. به همین دلیل در قطعات تحت بارهای مکانیکی مانند محورها، میل‌لنگ، چرخ‌دنده‌ها و قطعات ماشین‌کاری‌شده استفاده می‌شود.

در مقابل، ST37 (1.0037 – S235JR) با کربن کمتر از 0.2٪، استحکام کششی پایین‌تر (370-510 MPa) اما چقرمگی و شکل‌پذیری بالا، در سازه‌های فولادی و ساختمان‌سازی کاربرد دارد. این فولاد به دلیل جوش‌پذیری و انعطاف‌پذیری بالا در تیرها، پروفیل‌ها، ورق‌های ساختمانی و قطعات کم‌تنش صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

به طور کلی، CK45 برای قطعات تحت سایش و بارهای مکانیکی بالا، و ST37 برای سازه‌های عمومی و جوشکاری‌شده مناسب است.

دیدگاهتان را بنویسید

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