1020 در برابر 1045: مقایسه فولادهای کم‌کربن و کربن‌متوسط

شکاف شیمیایی

	SAE 1020	SAE 1045
کربن	0.17–0.23%	0.43–0.50%
استحکام نوردشده	~350–450 MPa	رده ~600 MPa
مسیر سخت‌کاری	فقط سخت‌کاری سطحی	سخت‌کاری حجمی / سطحی
جوش‌پذیری	عالی	نیازمند پیش‌گرم و دقت

1020 در چه کاری خوب است

1020 فولاد جوشکاری و شکل‌دهی است: پایه‌های ماشین، براکت‌ها، پین‌ها و شفت‌هایی که بارهای متوسط می‌بینند. نمی‌توان آن را به‌صورت حجمی سخت کرد — کربن کافی وجود ندارد — اما یک فولاد کربوره‌کردن عالی است. پس از کربوره‌کردن و سخت‌کاری، پوسته به حدود 58–62 HRC می‌رسد در حالی که مغز کم‌کربن نرم و مقاوم به ضربه باقی می‌ماند: دستور کلاسیک برای پین‌ها، بوش‌ها و چرخ‌دنده‌های سبک. همچنین بدون روش ویژه خم می‌شود، کشش عمیق می‌شود و جوش می‌خورد، و به همین دلیل بر ساخت عمومی تسلط دارد.

1045 در چه کاری خوب است

1045 کربن کافی برای سخت‌شدن در سراسر مقاطع متوسط دارد — به‌طور واقع‌بینانه چند ده میلی‌متر با کوئنچ روغن یا آب — و به سخت‌کاری القایی یا شعله‌ای خوب پاسخ می‌دهد و پوسته‌هایی در حدود 55–60 HRC روی مغزی نرماله‌شده یا کوئنچ و تمپرشده و چقرمه می‌دهد. این ترکیب آن را به فولاد پیش‌فرض شفت، اکسل، خام چرخ‌دنده و پیچ در ماشین‌آلات با کار متوسط تبدیل می‌کند.

مصالحه جوش‌پذیری

همان کربنی که 1045 را سخت‌پذیر می‌کند، معادل کربن و ریسک ترک‌خوردگی آن را بالا می‌برد. جوشکاری 1045 معمولاً به پیش‌گرم (اغلب در دامنه 150–250 °C بسته به ضخامت و قید)، مواد مصرفی کم‌هیدروژن و گاهی تنش‌زدایی نیاز دارد. هیچ‌یک از این‌ها درباره 1020 صدق نمی‌کند، که به‌طور معمول بدون هیچ پیش‌گرمی جوش داده می‌شود.

انتخاب

• سازه‌های جوشی، قطعات شکل‌داده‌شده، قطعات سایشی کربوره‌شده → 1020.
• شفت‌ها و قطعات ماشین که به سطوح سایشی سخت‌شده یا استحکام Q&T نیاز دارند → 1045.
• مقاطع ضخیم که به سختی یکنواخت در سراسر مقطع نیاز دارند → هیچ‌کدام؛ به یک فولاد کروم-مولیبدن مانند 4140 بروید، که در آن سختی‌پذیری از آلیاژسازی می‌آید نه از کربن.

شرایط نیمی از مشخصات است

هر دو گرید به‌صورت نورد گرم، نرماله، کشش سرد و (برای 1045) کوئنچ و تمپرشده فروخته می‌شوند، و خواص بیشتر با شرایط تغییر می‌کنند تا با تفاوت‌های کوچک شیمیایی بین کارخانه‌ها. 1045 در شرایط Q&T به استحکام‌های کششی در ناحیه ~700–850 MPa می‌رسد با شکل‌پذیری و رفتار خستگی بسیار بهتر از میلگرد نوردشده با شیمی یکسان — دلیل اینکه مشخصات شفت یک شرایط را نام می‌برند، نه فقط یک گرید را. کشش سرد در هر دو فولاد به بهای مقداری شکل‌پذیری، استحکام را بالا می‌برد و پرداخت را بهبود می‌دهد، و شکل عرضه استاندارد برای قطعات تراش‌خورده کوچک است. هنگام مقایسه قیمت‌ها، گرید + شرایط + استاندارد را با هم مقایسه کنید؛ «1045» به‌تنهایی یک شیمی را توصیف می‌کند، نه یک عملکرد را.

نام‌های نزدیک که باید مراقب آن‌ها بود

مشخصات اغلب با گریدهای همسایه می‌آیند: 1018 و 1022 اساساً مانند 1020 رفتار می‌کنند (تفاوت‌ها در منگنز و جابه‌جایی‌های کوچک کربن است)، در حالی که C45 معادل EN برای 1045 است و خود 1045 با گرید GB 45 هم‌پوشانی دارد. این جایگزینی‌ها معمولاً برای مهندسی عمومی ایمن هستند، اما استاندارد حاکم همچنان باید روی سفارش نام برده شود، زیرا تعاریف شرایط تحویل و الزامات آزمون — نه شیمی — همان جایی هستند که معادل‌های نزدیک بی‌سروصدا از هم فاصله می‌گیرند.