شفت CK45 سایز ۱۱۵ میلیمتر | مشخصات فنی، خواص و کاربردها

معرفی شفت CK45 سایز ۱۱۵ میلیمتر

شفت CK45 با قطر ۱۱۵ میلیمتر، یک محصول فوق‌سنگین و استراتژیک از خانواده فولادهای کربنی متوسط با استاندارد DIN Ck45 و معادل AISI 1045 است. این فولاد دارای محتوای کربن ۰.۴۲ تا ۰.۵۰ درصد وزنی بوده و به دلیل سطح مقطع بسیار بزرگ (حدود ۱۰,۳۸۷ میلیمتر مربع)، برای تحمل بارهای فوق‌العاده سنگین در صنایع مادر طراحی شده است.

این مقطع معمولاً به صورت میلگردهای روغنی (کشش سرد) با سطح صیقلی و تلرانس دقیق، یا به صورت شفت‌های کروم‌اندود (هارد کروم) برای کاربردهای هیدرولیک سنگین عرضه می‌شود. سایز ۱۱۵ میلیمتر یکی از ابعاد نادر و ویژه است که عمدتاً برای پروژه‌های خاص و سفارشی در صنایع سنگین استفاده می‌شود.

مشخصات فنی و ابعادی

این محصول با قطر اسمی ۱۱۵ میلیمتر، دارای تلرانس‌های دقیق مطابق با استانداردهای بین‌المللی است. برای شفت‌های کروم‌اندود، تلرانس قطر معمولاً در کلاس ISO f7 تعیین می‌شود که برای قطر ۱۱۵ میلیمتر، حدود ۷۱- تا ۳۶- میکرومتر است. همچنین برای میلگردهای روغنی، تلرانس در کلاس‌های h7 تا h9 قابل ارائه است. راست‌گردی این محصول برای نوع کروم‌اندود حداکثر ۰.۲۵ میلیمتر بر متر است.

با در نظر گرفتن چگالی ۷.۸۵ گرم بر سانتیمتر مکعب برای این فولاد، وزن هر متر از شفت ۱۱۵ میلیمتر حدود ۸۱.۵۳ کیلوگرم محاسبه می‌شود. بنابراین هر شاخه ۶ متری وزنی در حدود ۴۸۹.۲ کیلوگرم دارد که این وزن بسیار بالا نیازمند تجهیزات جابجایی خاص و جرثقیل‌های صنعتی است.

خواص مکانیکی

خواص مکانیکی فولاد CK45 به شدت به وضعیت عملیات حرارتی و ابعاد قطعه بستگی دارد. برای سایز ۱۱۵ میلیمتر، در حالت نرمالیزه، استحکام کششی حدود ۵۸۰ تا ۷۵۰ مگاپاسکال و استحکام تسلیم حدود ۳۳۰ تا ۵۰۰ مگاپاسکال گزارش شده است. ازدیاد طول در این حالت حدود ۱۲ تا ۱۷ درصد است که نشان‌دهنده شکل‌پذیری قابل قبول آن است.

پس از عملیات کوئنچ و تمپر (Q+T)، استحکام کششی به بیش از ۸۰۰ مگاپاسکال و استحکام تسلیم به حدود ۶۳۰ مگاپاسکال افزایش می‌یابد. سختی در حالت Q+T در محدوده ۲۰۰ تا ۲۶۰ برینل (حدود ۱۸ تا ۲۸ راکول C) قابل تنظیم است. در صورت نیاز به سختی سطحی بالا، عملیات سختکاری سطحی (القایی یا شعله‌ای) تا ۵۵ تا ۶۲ راکول C و با اعمال کروم‌اندازی، سختی لایه کروم به ۶۶ تا ۶۹ راکول C می‌رسد.

عملیات حرارتی ویژه

برای شفت با قطر ۱۱۵ میلیمتر، عملیات حرارتی بسیار حیاتی و نیازمند دقت فوق‌العاده است. دمای آستنیته کردن (کوئنچ) بین ۸۲۰ تا ۸۶۰ درجه سانتی‌گراد توصیه می‌شود. با توجه به قطر زیاد (۱۱۵ میلیمتر)، زمان نگهداری در دما برای اطمینان از یکنواختی دما در سراسر مقطع، حدود ۲۵۰ تا ۲۸۰ دقیقه نیاز است. استفاده از روغن مخصوص کوئنچ با ویسکوزیته مناسب به عنوان محیط سردکننده برای کاهش خطر ترک و تابیدگی بسیار حیاتی است.

پس از کوئنچ، مرحله تمپر (بازپخت) برای دستیابی به خواص نهایی انجام می‌شود. برای سختی حدود ۴۵ راکول C، دمای تمپر حدود ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد مناسب است. برای چقرمگی بالاتر (سختی حدود ۲۰۰-۲۶۰ برینل)، دمای تمپر در محدوده ۵۵۰ تا ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد توصیه می‌شود. به دلیل وزن و ابعاد بزرگ، عملیات حرارتی باید در کوره‌های بزرگ صنعتی انجام شود.

کاربردهای خاص در صنایع

این محصول به دلیل استحکام فوق‌العاده و ابعاد بسیار بزرگ، کاربردهای ویژه‌ای در صنایع فوق سنگین دارد. برخی از مهم‌ترین کاربردها عبارتند از:

• ساخت سیلندرهای هیدرولیک فوق سنگین: به عنوان شفت (پیستون‌رود) کروم‌اندود برای سیلندرهای هیدرولیک با قطر بزرگ در صنایع معدنی و کشتی‌سازی.
• محورهای صنعتی بزرگ: ساخت محورهای انتقال نیروی اصلی در ماشین‌آلات غول‌پیکر نظیر پرس‌های بزرگ، جرثقیل‌های سنگین و تجهیزات فولادسازی.
• صنعت نفت و گاز: ساخت شافت‌های پمپ‌های بزرگ، محورهای دکل‌های حفاری و قطعات حیاتی در تجهیزات فراساحلی.
• کشتی‌سازی: ساخت محورهای پروانه کشتی‌های بزرگ، شافت‌های اصلی و پین‌های اتصال فوق سنگین.

همچنین در صنایع نیروگاهی، توربین‌های بزرگ و تجهیزات راه‌آهن سنگین نیز کاربرد فراوانی دارد.

مزایا و معایب

با وجود معایب ذکر شده، شفت CK45 سایز ۱۱۵ میلیمتر به دلیل نسبت عالی استحکام به قیمت و قابلیت‌های فنی، یکی از مقاطع ویژه و پرمصرف در صنایع فوق سنگین محسوب می‌شود.

سوالات متداول (FAQ)