فولادهای حاوی مولیبدن و کروم و نیکل سری‌های ۴۳xx و ۴۷xx گروهی از فولادهای کم آلیاژی هستند که معمولا در کاربردهایی که نیاز به استحکام متوسطی دارند مورد استفاده قرار می‌گیرند .
( Nickel–chromium–molybdenum steels ۴۳xx, 43VBxx and 47xx series )
( ۸۱xx , 86xx, 87xx, and 88xx series )

( ۹۳xx , 94xx, 97xx, and 98xx series )

انواع فولادهای حاوی مولیبدن و کروم و نیکل

این فولادها شامل فولادهای سری ۴۳xx ، ۴۳VBxx و ۴۷xx هستند . علاوه بر این ، فولادهای سری ۸۱xx ، ۸۶xx ، ۸۷xx و ۸۸xx (81xx , ۸۶xx , 87xx , and 88xx series) و سری ۹۳xx ، ۹۴xx ، ۹۷xx و ۹۸xx (93xx , ۹۴xx , 97xx , and 98xx series) در گروه فولادهای حاوی مولیبدن و کروم و نیکل قرار می‌گیرند [۱] .

ترکیب شیمیایی فولادهای حاوی مولیبدن و کروم و نیکل

عناصر اصلی موجود در فولادهای مولیبدن- کروم و نیکل برای هر سری برابر است با [۱] :

سری ۴۳xx : نیکل= ۱/۸۲ ، کروم= ۰/۵ تا ۰/۸ ، مولیبدن= ۰/۲۵ .

سری ۴۳BVxx : نیکل= ۱/۸۲ ، کروم= ۰/۵ ، مولیبدن= ۰/۱۲ تا ۰/۲۵ ، وانادیم= ۰/۳۰ (حداقل) .

سری ۴۷xx : نیکل= ۱/۰۵ ، کروم= ۰/۴۵ ، مولیبدن= ۰/۲۰ تا ۰/۳۵ .

سری ۸۱xx : نیکل= ۰/۳۰ ، کروم= ۰/۴۰ ، مولیبدن= ۰/۱۲ .

فولادهای دارای مولیبدن ، کروم و نیکل سری ۸۶xx : نیکل= ۰/۵۵ ، کروم= ۰/۵ ، مولیبدن= ۰/۲۰ .

سری ۸۷xx : نیکل= ۰/۵۵ ، کروم= ۰/۵ ، مولیبدن= ۰/۲۵ .

سری ۸۸xx : نیکل= ۰/۵۵ ، کروم= ۰/۵، مولیبدن= ۰/۳۵ .

سری ۹۳xx : نیکل= ۳/۲۵، کروم= ۱/۲۰ ، مولیبدن= ۰/۱۲ .

سری ۹۴xx : نیکل= ۰/۴۵ ، کروم= ۰/۴۰ ، مولیبدن= ۰/۱۲ .

سری ۹۷xx : نیکل= ۰/۵۵ ، کروم= ۰/۲۰ ، مولیبدن= ۰/۲۰ .

سری ۹۸xx : نیکل= ۱/۰۰ ، کروم= ۰/۸۰، مولیبدن= ۰/۲۵ .

جدول زیر ترکیب شیمیایی سری‌های ۴۳xx ، ۴۷xx و ۸۷xx از فولادهای حاوی مولیبدن ، کروم و نیکل را نشان می‌دهد [۱] .

ترکیب شیمیایی فولادهای سری ۴۳xx ، ۴۷xx ، ۸۷xx .

شکل زیر اثر دانسیته بر مدول الاستیک فولادهای حاوی مولیبدن ، کروم و نیکل AISI 4340 نرماله شده را نسبت به سایر مواد مهندسی نشان می‌دهد . دانسیته این فولاد g/cm^۳ حدود ۷/۸ و مدول الاستیک آن GPa 210 است . این نمودارها (نمودارهای اشبی) در انتخاب مواد و فرآیندهای طراحی بسیار کمک کننده هستند [۲] .

مقایسه دانسیته و مدول الاستیک فولاد ۴۳۴۰ نرماله شده با سایر مواد مهندسی [۲] .

ترکیب شیمیایی فولادهای دارای مولیبدن – کروم – نیکل سری‌های ۸۱xx و ۸۶xx در جدول زیر ارائه شده است [۳] .

ترکیب شیمیایی فولادهای سری ۸۱xx و ۸۲xx .

خواص فولادهای سری‌های ۸۱xx و ۸۲xx

خواص مشترک بین اعضای فولادهای حاوی مولیبدن ، کروم و نیکل سری‌های ۸۱xx و ۸۲xx در ادامه مطرح شده است [۳] .

۸۱۱۵ ، H45B81 ، ۸۶۱۵ ، ۸۶۱۷ ، H8617 ، ۸۶۲۰ ، H8620 ، ۸۶۲۲ ، H8622 ، ۸۶۲۵ ، H8625 ، ۸۶۲۷ ، H8627 ، ۸۶۳۰ ، H8630 ، ۸۶۳۷ ، H8637 ، ۸۶۴۰ ، H8640 ، H8642 ، ۸۶۴۵ ، H8645 ، ۸۶۵۰ ، H8650 ، ۸۶۵۵ ، H8655 ، ۸۶۶۰ ، H8660 : دانسیته (×۱۰۰۰ kg/m^۳) ۷/۷ تا ۸/۰۳ ، نسبت پواسون ۰/۲۷ تا ۰/۳۰ و مدول الاستیک (GPa) 190 تا ۲۱۰ . خواص هر عضو از فولادهای حاوی مولیبدن ، کروم و نیکل سری‌های ۸۱xx و ۸۲xx در ادامه بیان شده است [۳] .

فولاد ۴۵B81 استحکام کششی (MPa) 2034 ، استحکام تسلیم  (MPa) 1724 ، درصد ازدیاد طول (%) ۱۰ ، درصد کاهش سطح مقطع (%) ۳۳ ، سختی (HB) 550 و فولاد ۸۶۱۵ : استحکام کششی (MPa) 690 ، استحکام تسلیم  (MPa) 500 ، درصد ازدیاد طول (%) ۲۰ ، درصد کاهش سطح مقطع (%) ۵۸ .

فولادهای دارای مولیبدن ، کروم و نیکل ۸۶۲۰ : استحکام کششی (MPa) 536/4 ، استحکام تسلیم  (MPa) 385/4 ، درصد ازدیاد طول (%) ۳۱/۳ ، درصد کاهش سطح مقطع (%) ۶۲/۱ ، سختی (HB) 149 ،  استحکام ضربه (J) 112/2 و فولاد H8620 : استحکام کششی (MPa) 650 ، استحکام تسلیم  (MPa) 385 ، درصد ازدیاد طول (%) ۳۱/۳ ، درصد کاهش سطح مقطع (%) ۶۲ ، سختی (HB) 149 .

فولادهای حاوی مولیبدن ، کروم و نیکل ۸۶۳۰ : استحکام کششی (MPa) 564/0 ، استحکام تسلیم  (MPa) 372/3، درصد ازدیاد طول (%) ۲۹/۰ ، درصد کاهش سطح مقطع (%) ۵۸/۹ ، سختی (HB) 156 و  استحکام ضربه (J) 95/2 و فولاد H8630 : استحکام کششی (MPa) 565 ، استحکام تسلیم  (MPa) 370 ، درصد ازدیاد طول (%) ۲۹/۰، درصد کاهش سطح مقطع (%) ۵۹ و سختی (HB) 156 .

فولادهای دارای مولیبدن ، کروم و نیکل ۸۶۴۰ : استحکام کششی (MPa) 1862 ، استحکام تسلیم  (MPa) 1669 ، درصد ازدیاد طول (%) ۱۰ ، درصد کاهش سطح مقطع (%) ۴۰ ، سختی (HB) 505 و فولاد H8640 : استحکام کششی (MPa) 945 ، استحکام تسلیم  (MPa) 931 ، درصد ازدیاد طول (%) ۹ ، درصد کاهش سطح مقطع (%) ۴۳ ، سختی (HB) 277 .

فولادهای دارای مولیبدن ، کروم و نیکل ۸۶۵۰ : استحکام کششی (MPa) 715/7 ، استحکام تسلیم  (MPa) 386/1 ، درصد ازدیاد طول (%) ۲۲/۵ ، درصد کاهش سطح مقطع (%) ۴۶/۴ ، سختی (HB) 212 ،  استحکام ضربه (J) 29/4 و فولاد H8650 : استحکام کششی (MPa) 715 ، استحکام تسلیم  (MPa)385 ، درصد ازدیاد طول (%) ۲۲/۵ ، درصد کاهش سطح مقطع (%) ۴۶ ، سختی (HB) 212 .

۸۶۶۰ : استحکام کششی (MPa) 1634 ، استحکام تسلیم  (MPa) 1551 ، درصد ازدیاد طول (%) ۱۳ ، درصد کاهش سطح مقطع (%) ۳۷ ، سختی (HB) 580 .

ترکیب شیمیایی فولادهای سری‌های ۹۳xx و ۹۴xx

ترکیب شیمیایی فولادهای حاوی مولیبدن ، کروم و نیکل سری‌های ۹۳xx و ۹۴xx در جدول زیر ارائه شده است [۴] .

ترکیب شیمیایی فولادهای سری ۹۳xx و ۹۴xx .

خواص فولادهای سری‌های ۹۳xx و ۹۴xx

خواص مشترک بین اعضای فولادهای حاوی مولیبدن و کروم و نیکل سری‌های ۹۳xx و ۹۴xx عبارتند از [۴] :

۹۳۱۰ ، H9310 ، ۱۵B94 ، H15B94 ، ۱۷B94 ، H17B94 ، ۳۰B94 ، H30B94 : دانسیته (×۱۰۰۰ kg/m^۳) ۰۳/۸-۷/۷ ، نسبت پواسون ۳۰/۰-۲۷/۰ و مدول الاستیک (GPa) 210- 190 [4] .

خواص هر عضو از فولادهای حاوی مولیبدن ، کروم و نیکل سری‌های ۹۳xx و ۹۴xx در ادامه بیان شده است [۴] . 

۹۳۱۰ : استحکام کششی (MPa) 820/5 ، استحکام تسلیم  (MPa) 439/9 ، درصد ازدیاد طول (%) ۱۷/۳ ، درصد کاهش سطح مقطع (%) ۴۲/۱ ، سختی (HB) 241 ،  استحکام ضربه (J) 78/6 .

فولادهای دارای مولیبدن ، کروم و نیکل H9310 : استحکام کششی (MPa) 820/5 ، استحکام تسلیم  (MPa) 439/9 ، درصد ازدیاد طول (%) ۱۷/۳ ، درصد کاهش سطح مقطع (%) ۴۲/۱ ، سختی (HB) 241 ،  استحکام ضربه (J) 78/6 و فولاد H15B94 : استحکام کششی (MPa) 820/5 ، استحکام تسلیم  (MPa) 439/9 ، درصد ازدیاد طول (%) ۱۷/۳ ، درصد کاهش سطح مقطع (%) ۴۲/۱ ، سختی (HB) 241 ،  استحکام ضربه (J) 78/6 و فولاد ۳۰B94 : استحکام کششی (MPa) 1724 ، استحکام تسلیم  (MPa) 1551 ، درصد ازدیاد طول (%) ۱۲ ، درصد کاهش سطح مقطع (%) ۴۶ ، سختی (HB) 475 .

کاربرد فولادهای حاوی مولیبدن و کروم و نیکل

فولادهای ۴۳۴۰ معمولا در چرخ دنده‌ها و شفت‌های انتقال نیرو ، ابزارهای فرود هواپیما و قطعات ساختاری دیگر استفاده می‌شوند [۵] .

فولاد ۸۶۲۰ در کاربردهایی با استحکام متوسط مانند محور بادامک ، بست‌ها ، چرخ دنده و زنجیرها و پین‌های زنجیره‌ای کاربرد دارند [۶] .

فولادهای دارای مولیبدن و کروم و نیکل جز خانواده فولادهای کم آلیاژی هستند که بطور میانگین ۲ درصد نیکل ، ۱/۵ درصد کروم و ۰/۴۰ درصد مولیبدن دارند . این فولادها کاربردهای مختلفی در چرخ دنده‌ها ، شفت‌های انتقال نیرو ، بست‌ها و غیره دارند .

منابع

[۱]      کاویانی‌نژاد، فریدون, انتخاب مواد و طراحی برای مهندسین مواد- مکانیک- شیمی. موسسه آموزشی و تحقیقاتی صنایع دفاعی.

[۲]         “https://matmatch.com/materials/mitf1051?utm_term=&utm_medium=ppc&utm_campaign=%5BSD%5D+Materials+Generic&utm_source=adwords&hsa_grp=111687681968&hsa_cam=10775644557&hsa_src=g&hsa_net=adwords&hsa_tgt=dsa-19959388920&hsa_ad=454752714204&hsa_mt=b&hsa_kw=&hsa.” .

[۳]         “https://www.efunda.com/Materials/alloys/alloy_steels/list_alloy.cfm?m=ais&Page_Title=AISI%208xxx&ID_Low=AISI_8.” .

[۴]         “https://www.efunda.com/Materials/alloys/alloy_steels/list_alloy.cfm?m=ais&Page_Title=AISI%209xxx&ID_Low=AISI_9.” .

[۵]         “https://www.azom.com/search.aspx?q=4340&site=all&fsb=1.” .

[۶]         “https://www.azom.com/search.aspx?q=8620&site=all&fsb=1.” .