مشخصات فیزیکی ورق آلیاژیMO40
وجود عنصر کروم در ورق آلیاژی MO40 باعث می‌شود تا این ورق از سختی نفوذِ (مقاومت در برابر فرورفتگی) خوبی برخوردار باشد. عنصر مولیبدن نیز سختی یکنواخت و مقاومت بالا را تضمین می‌کند. از طرف دیگر، روغن سخت‌کاری کردن ورق فولادی MO40 سختیِ آن را به طرز قابل توجهی افزایش می‌دهد. از دیگر خصوصیات مطلوب ورق AISI 4140 می‌توان به چقرمگی بالا، شکل پذیری خوب و مقاومت در برابر سایش پس از سرد شدن و بازپخت اشاره کرد.
فولاد آلیاژی MO40 را، در شرایطی که آنیل شده باشد، می‌توان با استفاده از روش‌های مختلف حرارت داده و به طیف وسیعی از خصوصیات مختلف دست یافت. به همین دلیل اغلب از ورق MO40 به عنوان ماده‌ی اولیه پتک کاری استفاده می‌شود. ورق AISI 4140 تا دمای 538 درجه سانتی‌گراد (1000 درجه فارنهایت) در برابر خزش مقاومت دارد. این ورق حتی پس از قرار گرفتن طولانی مدت در معرض دمای بالا خواص خود را حفظ می‌کند.
پروفیل‌های نورد سردِ AISI 4140 که حاوی 0.15 تا 0.35 سرب هستند در نوع 41L40 وجود دارند. وجود عنصر سرب در ترکیب پروفیل‌ها قابلیت ماشینکاری را بهبود می‌بخشد، اما در عین حال تاثیر زیادی بر دیگر خواص مطلوب فولاد بر جای می‌گذارد.
لازم به ذکر است که چگالی ورق AISI 4140 از 7.7 تا 8.03 میلی‌گرم بر مترمکعب متغیر است.
خواص مکانیکی ورق MO40
خواص مکانیکی فولاد AISI 4140 در شرایط آنیل شده به قرار زیر است:
| خاصیت مکانیکی | واحد متریک | واحد ایمپریال |
| سختی، برینل | 197 | 197 |
| سختی، نوپ | 219 | 219 |
| سختی، راکول B | 92 | 92 |
| سختی راکول C | 13.0 | 13.0 |
| سختی، ویکرز | 207 | 207 |
| استحکام کششی نهایی | 655 Mpa | 95000 psi |
| استحکام تسلیم کششی | 415 Mpa | 60200 psi |
| ازدیاد طول تا حد شکست | 25.7 % | 25.7 % |
| ضریب کاهش مقطع | 56.9 % | 56.9 % |
| مدول کشسانی | 205 GPa | 29700 ksi |
| مدول حجمی | 140 GPa | 20300 ksi |
| نسبت پوآسون (محاسبه شده) | 0.290 | 0.290 |
| قابلیت ماشینکاری (بر اساس AISI 1212 با قابلیت ماشینکاری 100%) | 65 % | 65 % |
| مدول برشی | 80.0 GPa | 11600 ksi |
ماشینکاری ورق آلیاژیMO40
ورق MO40 از قابلیت ماشینکاری خوبی برخوردار است. می‌توان به آسانی عملیاتی نظیر تراشکاری، سینه پرس‌کاری، مته‌کاری، ارّه کاری، خان‌زنی، قلاویز کاری و فرزکاری را بر روی فولاد AISI 4140 انجام داد. ویژگی‌های ورق MO40 به ترتیب زیر است:
- قابلیت ماشینکاری حدود 66% (بر مبنای B1112)
- سرعت برش متوسط 110 فوت بر دقیقه
جوشکاری ورق MO40
در حالی که جوشکاری فولاد AISI 4140 دشوار است، اما می‌توان آن را به تمام روش‌های معمول جوشکاری جوش داد. جوشکاری فولاد MO40 را با پیش‌گرم کردن مقطع شروع کرده و پس از جوشکاری نیز تنش‌زدایی را انجام دهید. بهتر است از جوشکاری فولاد AISI 4140 در حالت سخت‌شده و تمپرشده خودداری کنید زیرا باعث می‌شود محل جوش داده شده به دلیل حرارت خواص مکانیکی خود را از دست بدهد. به همین ترتیب لازم است از جوشکاری ورق MO40 که به روش‌های نیتروره، القایی و شعله‌ای سخت‌کاری شده‌اند صرف نظر کنید.
با این حال، جوشکاری فولاد کروم-مولیبدن دار MO40 در حالت آنیل‌شده کاملا توصیه می‌شود. در صورتی که بخواهید این فولاد را در حالت سخت‌شده و تمپرشده جوش دهید، باید مقطع فولادی را به سرعت خنک کرده و در دمایی 15 درجه سانتی‌گراد کمتر از دمای تمپرشده اولیه تنش‌زدایی کنید.
لازم به ذکر است که برای جوشکاری فولاد AISI 4140 (در هر شرایطی) فقط باید از الکترودهای کم هیدروژن استفاده شود.
پس از جوشکاری، بهتر است حداکثر سرعت خنک‌کننده 95 درجه سانتی‌گراد بر ساعت باشد. همچنین فرآیند خنک‌سازی را باید در هوای آرام ادامه دهید. برای کاهش سرعت خنک‌سازی، می‌توانید مقطع فولادی را در پتوی مقاوم در برابر حرارت پیچانده یا در ماسه قرار دهید.
عملیات حرارتی ورق آلیاژی MO40
به دلیل استحکام کششی بالای ورق MO40 می‌توان عملیات حرارتی مختلفی را بر روی آن انجام داد. این عملیات عبارتند از:
- فورجینگ
- تنش‌زدایی
- آنیل کردن
- نرماله کردن
- نیتروژن دهی
- تمپر کردن
- سخت‌کاری شعله‌ای و القایی
- سخت‌کاری
فورجینگ
در فورجینگ یا آهنگری ورق MO40 می‌توان آن را تا دمای 1150 درجه سانتی‌گراد حرارت داده و تا زمان یکنواخت شدن دما نگهداری کرد. حداقل دمای فورجینگ این فولاد 850 درجه سانتی‌گراد است و می‌توان مقطع را به آرامی در ماسه یا خاکستر خنک کرد.
تنش‌زدایی
این فولاد در شرایط سخت‌کاری شده 500 تا 550 درجه سانتی‌گراد و در شرایط آنیل‌شده تا دمای 600 تا 650 درجه سانتی‌گراد حرارت داده می‌شود. سپس اجازه دهید تا فولاد در هوای آرام خنک شود.
آنیل کردن
برای آنیل یا پازپخت ورق آلیاژی MO40، باید فولاد را 830 تا 850 درجه سانتی‌گراد حرارت داده و در کوره خنک کنید.
نرمال سازی
نرمال کردن ورق AISI 4140 در دمای 870 تا 900 درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود. پس از آن باید اجازه داد تا فولاد در هوای آرام خنک شود.
نیتروژن‌دهی
برای نیتروژن دهی ورق آلیاژی MO40 باید آن را در دمای 500 تا 530 درجه سانتی‌گراد حرارت دهید. به منظور رسیدن به عمق موردنظر باید عملیات حرارت‌دهی را به اندازه کافی ادامه دهید. قطعات باید پیش از نیتروژن‌دهی سخت‌کاری و تمپر شده باشند. همچنین باید پیش از شروع کار، ماشینکاری آنها انجام شده باشد.
تمپر کردن
برای تمپر کردن ورق MO40 آن را در دمای 450 تا 700 درجه سانتی‌گراد حرارت دهید و اجازه دهید در هوای آرام خنک شود. از تمپر کردن این ورق در دمای 200 تا 420 درجه سانتی‌گراد خودداری کنید زیرا منجر به تُردی برگشتی در فولاد می‌شود.
سخت‌کاری شعله‌ای و القایی
در ابتدا لازم است تمام سطوح دِکربوره را برای دستیابی به بهترین نتیجه از بین ببرید. سپس فولاد را تا عمق موردنظر و به سرعت در معرض دمای 860 تا 890 درجه سانتی‌گراد قرار داده و فوراً در آب یا روغن غوطه‌ور کنید. تمپر کردن ورق MO40 در دمای 150 تا 200 درجه سانتی‌گراد به تنش‌زدایی کمک می‌کند.
سخت‌کاری
برای سخت‌کاری ورق آلیاژی MO40 باید آن را تا دمای 880 – 830 درجه سانتی‌گراد حرارت داده و سپس در روغن یا پلیمر غوطه‌ور کنید.
