Сталь 45
Опубликовано: 30.09.2018
Сталь – это сплав железа, углерода и иных компонентов, отличается пластичностью и применяется сырье для ковки различных изделий. Получают продукцию из элементов, где имеется в структуре чугун и стальной лом. Обработка материала осуществляется в мартеновских, электрических печах, а также в кислородных конвертерах. К слову, если в структуре железа углерода больше 2,14% - это чугун.
Распределение стали по классам
Легированные стали разделяются на классы по суммарному проценту имеющихся примесей в ней. Бывают они:
Низколегированные. В сырье примесей примерно на 2,5% и менее. Среднелегированные. В сырье примесей примерно на 2,5-10%, не больше. Высоколегированные. В сырье примесей примерно на 10% и больше.Также легированную сталь распределяют по структурному анализу на следующие типы:
Ферритный; Заэвтектоидный; Аустенитный; Ледебуритный; Доэвтектоидный.Детальней о марке стали 45
Что означает марка стали 45? Этот номер в конце говорит о том, что в структуре сплава имеется углерода примерно 0,45%, а остальные примеси могут быть в еще более незначительном числе.
У каждого сплава имеется собственное отличающееся от других строение. Определено, что стальной продукт содержит в себе в строго установленном соотношении железо вместе с углеродовым вкраплением. У каждой марки имеется уникальное наименование, в котором говорится о ее химическом строении, качественных параметрах и сталь 45 не является исключением из правил.
Химический состав марки стали 45
Те, кто работает с разными сплавами, знает, что все входящие в состав компоненты напрямую воздействуют на качественный состав и свойства материала. Сталь 45 – это качественный углеродистый материал. В структуре сырья имеется углерод, его там 0,45%. Внушительная часть продукции – это железо, его там 97%. Оставшиеся 2,55% - это иные химические компоненты:
Марганец. Его примерно 0,7%. Фосфор. Его примерно 0,035%. Медь. Его примерно 0,25%. Кремний. Его примерно 0,3%. Хром. Его примерно 0,25%. Никель. Его примерно 0,25%. Мышьяк. Его примерно 0,08. Сера. Ее примерно 0,04%.Каждый входящий компонент напрямую воздействуют на качественную картину марки стали. К примеру, марганец возможно встретить фактически во все марках. Этот продукт выводит кислород, понижает концентрацию серы. Кремний воздействует на закаливаемость, улучшает упругость, текучие показатели.
Что делает углерод?
В стали 45 углерод играет важнейшую роль. Представленный компонент упрочняет продукт, добавляет ему крепости, понижает показатели вязкости, пластичности. От самого строения сплава зависят его качественные характеристики. Если это перлитная структура, то сварка будет происходить лучше, обработка идет легче. Ферритная структура отличается твердостью, пластичностью.
Что стоит сказать о структуре стали 45?
Это соединение именуется как цементит. Пишется оно как «Fe3C». В структуре стали имеется феррит. Все вместе в сплаве образуется в единую структуру под названием перлит. Так как процент углерода в строении ниже 0,8%, то продукция считается доэвтектоидной. Для улучшения ее качеств, материал потребуется отжечь, закалить. Всего этого возможно достичь путем нагрева во время него компонент трансформируется в аустенитное положение. Критические показатели для этой марки стали следующие: АС1=725 градусов Цельсия, АС3=770 градусов Цельсия. Если температурный показатель только дошел до 700 градусов Цельсия, то с продуктом ничего не случится.
Поговорим детальней о термической обработке изделий из стали 45
Если же термической обработке компонент не подвергнуть, то в составе станет преобладать цементит и феррит, а это означает, что механическая обработка будет невозможной. Все из-за того, что внутреннее напряжение между атомами сплава будет очень высоким, а значит при точении или фрезеровании материал просто потрескается. Это не нужно никому, потому перед обработкой потребуется провести термический обжиг. Процедура может выстраиваться из следующих этапов: отжигание, нормализация, закаление, отпуск. Однако процедура еще зависит от типа изделия и его назначения. К слову, 850 градусов Цельсия – это самый оптимальный температурный показатель для закалки, в этой точки сталь 45 перетекает в аустенитное состояние, именно поэтому многие манипуляции с данной маркой сплава осуществляются на этом температурном пороге, отпуск производится уже на 550 градусах Цельсия.
Если все сделано верно, то предел прочности у такого материала будет 900 Мпа, а граница текучести – 800 Мпа. Ударная вязкость при этом составляет 1,2 МДж/м2, твердость – 260, а сужение – 65%. При повышении температуры отпуска произойдет понижение границы прочности, твердости и текучести, а другие показатели будут становится только выше.
Характеристика стали марки 45
Параметры продукции напрямую зависят от закалки и сплав 45 – не исключение. Феррит – продукт довольно-таки мягкий, деформируемый, а перлит – наоборот продукт твердый, но не крепкий при этом. Перлитная структура напоминаем слоеное тесто.
У феррита все несколько иначе. Его кристаллы чередуются с цементитом, а последний компонент добавляет продукции стойкости к износу, твердости. Если увеличить число углерода в составе, будет увеличен объем перлита, а значит качественные характеристики станут другими. Сталь марки 45 является довольно-таки крепкой, она хорошо обрабатывается при верных температурах и еще вынослива. Главные недостатки – сварка происходит плохо, коррозия также может испортить состав. Детали, созданные из данной марки сплава, отличаются высокой износоустойчивостью и выдерживают температурные перепады от 200 до 600 градусов Цельсия.
Где применяется сталь 45?
Согласно всем нормам ГОСТ кулачки станочных патронов производятся из сталей 45 и 40-вых. Так как сталь всегда производится со всеми требованиями ГОСТ, то и применяется продукт в различных сферах деятельности. Из материала создают шпиндели, кулачки, валы, бандажи, цилиндры и так далее. По сути, этот продукт применяется для тех конструкций, где требуется добиться высоких показателей износоустойчивости, прочности. Данная сталь обладает целым рядом полезных механических параметров, потому она способна выдерживать фактически любые климатические колебания температуры. На деле испытывают данный сплав в температурном режиме 200-600 градусов Цельсия.
Технические параметры стали марки 45
Стоит сразу отметить, что данный материал фактически не поддается сварке, однако пропускная способность у него все же имеется. Этот показатель частенько в положительном ключе влияет на производство сложных деталей. Ударная вязкость данного материала напрямую зависит от толщины материала, при этом самыми большими значениями будет отличаться самый толстый исходник. Стоит отметить, что фактически любая конструкция, созданная из данного материала, выдержит самые интенсивные влияния. Это возможно из-за методик обработки продукции, производственному процессу. Конечно же, еще не существует материала, что отличается бесконечными показателями выносливости к разным воздействиям, потому и данный металл не исключение из правил. Однако из-за высоких качеств сырья материал демонстрирует хорошие показатели крепости.
К слову, все плоскогубцы, тисочки производят из сталей 45 и 50. Для закалки приборов их прогревают в собранном виде, но губки у них при этом раскрыты. Так как закалочные трещины для стали 45 не новость, то нагревать в зонах переходов инструменты требуется осторожно. Идеальное место для выполнения данной функции - свинцовая или же соляная ванна. В камерной печке можно проделать поэтапное остывание тех мест, где имеются резкие переходы, погружать в воду при этом необходимо лишь губки, пока остальная часть не потемнеет. Отпуск осуществляется при температурных показателях 220-320 градусов Цельсия на протяжении 30-40 минут. При этом твердость губок составляет Rc = 42-50. К слову, все эти показатели определяются на устройстве РВ или тарированным напильником.
Сталь марки 45 отличается своими плюсами и минусами. Она применяется в производстве чаще всего, отличается хорошими показателями прочности и работать с ней сложно. Рекомендуется все манипуляции доверять только профессионалам, иначе сырье может быть испорчено.
Химический состав стали 45
C – 0,42-0,5% Mn – 0,5-0,8% Si – 0,17-0,37% Ni – 0,25% Cr – 0,25% Cu – 0,25% As – 0,08% S – 0,04% P – 0,035% Fe – 97%Механические свойства стали марки 45
| Соответствие по ГОСТ | Виды поставки и режим термообработки | Толщина сечения, мм | δ5 (%) | ψ % | σв(МПа) |
| 1050-88 | Сталь горячекатаная 2-й категории после нормализации | 25 | 16 | 40 | 600 |
| Сталь повышнной точности 5-й категории после нагартовки | Образцы | 6 | 30 | 640 | |
| 10702-78 | Сталь повышенной точности со специальной отделкой после отпуска или отжига | 40 | до 590 |
Механические свойства стали 45 в соответствии с температурой отпуска
| Температура отпуска, °С | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (кДж / м2) | HB |
| Закалка 850 °С, вода. Образцы толщиной 15 мм. | ||||||
| 450 | 830 | 980 | 10 | 40 | 59 | |
| 500 | 730 | 830 | 12 | 45 | 78 | |
| 550 | 640 | 780 | 16 | 50 | 98 | |
| 600 | 590 | 730 | 25 | 55 | 118 | |
| Закалка 840 °С, Толщина заготовки 60 мм. | ||||||
| 400 | 520-590 | 730-840 | дек.14 | 46-50 | 50-70 | 202-234 |
| 500 | 470-820 | 680-770 | 14-16 | 52-58 | 60-90 | 185-210 |
| 600 | 410-440 | 610-680 | 18-20 | 61-64 | 90-120 | 168-190 |
Механические свойства стали 45 при повышенных температурах
| Температура испытаний, °С | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (кДж / м2) |
| Нормализация | |||||
| 200 | 340 | 690 | 20 | 36 | 64 |
| 300 | 255 | 710 | 22 | 44 | 66 |
| 400 | 225 | 560 | 21 | 65 | 55 |
| 500 | 175 | 370 | 23 | 67 | 39 |
| 600 | 78 | 215 | 33 | 90 | 59 |
| Образец толщиной 6 мм и длиной 30 мм, кованый и нормализованный. | |||||
| Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с | |||||
| 700 | 140 | 170 | 43 | 96 | |
| 800 | 64 | 110 | 58 | 98 | |
| 900 | 54 | 76 | 62 | 100 | |
| 1000 | 34 | 50 | 72 | 100 | |
| 1100 | 22 | 34 | 81 | 100 | |
| 1200 | 15 | 27 | 90 | 100 |
Механические свойства стали марки 45 в зависимости от толщины
| Толщина мм | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (кДж / м2) |
| Закалка 850 °С, отпуск 550 °С. Образцы вырезались из центра заготовок. | |||||
| 15 | 640 | 780 | 16 | 50 | 98 |
| 30 | 540 | 730 | 15 | 45 | 78 |
| 75 | 440 | 690 | 14 | 40 | 59 |
| 100 | 440 | 690 | 13 | 40 | 49 |
Предел выносливости стали марки 45
| σ-1, МПА | J-1, МПА | Состояние стали |
| 245 421 231 331 | 157 | σ0,2=310 МПа, σв =590 МПа σ0,2=680 МПа, σв =880 МПа σ0,2=270 МПа, σв =520 МПа σ0,2=480 МПа, σв =660 МПа |
Ударная вязкость стали 45
| Т= +20 °С | Т= -20 °С | Т= -40 °С | Т= -60 °С | Вид поставки |
| Пруток диаметром 25 мм | ||||
| 14-15 | 10-14 | 5-14 | 3-8 | Горячекатаное состояние |
| 42-47 | 27-34 | 27-31 | 13 | Отжиг |
| 49-52 | 37-42 | 33-37 | 29 | Нормализация |
| 110-123 | 72-88 | 36-95 | 31-63 | Закалка. Отпуск |
| Пруток диаметром 120 мм | ||||
| 42-47 | 24-26 | 15-33 | 12 | Горячекатаное состояние |
| 47-52 | 32 | 17-33 | 9 | Отжиг |
| 76-80 | 45-55 | 49-56 | 47 | Нормализация |
| 112-164 | 81 | 80 | 70 | Закалка. Отпуск |
Прокаливаемость стали 45
| Расстояние от торца, мм | Примечание | |||||||||
| 1,5 | 3 | 4,5 | 6 | 7,5 | 9 | 12 | 16,5 | 24 | 30 | Закалка 860 °С |
| 50,5-59 | 41,5-57 | 29-54 | 25-42,5 | 23-36,5 | 22-33 | 20-31 | 29 | 26 | 24 | Твердость для полос прокаливаемости, HRC |
Технологические свойства стали 45
| Температура ковки | Начала 1250, конца 700. Сечения до 400 мм охлаждаются на воздухе. |
| Свариваемость | Трудносвариваемая. Способы сварки: РДС и КТС. Необходим подогрев и последующая термообработка. |
| Обрабатываемость резанием | В горячекатаном состоянии при НВ 170-179 и σB = 640 МПа Kυ тв.спл. = 1, Kυ б.ст. = 1. |
| Склонность к отпускной способности | Не склонна. |
| Флокеночувствительность | Малочувствительна. |
Температура критических точек стали марки 45
| Критическая точка | Температура °С |
| Ac1 | 730 |
| Ac3 | 755 |
| Ar3 | 690 |
| Ar1 | 780 |
| Mn | 350 |
Физические свойства стали 45
| T (Град) | E 10- 5 (МПа) | a 10 6 (1/Град) | l (Вт/(м·град)) | r (кг/м3) | C (Дж/(кг·град)) | R 10 9 (Ом·м) |
| 20 | 2,00 | 7826 | ||||
| 100 | 2,01 | 11,90 | 48 | 7799 | 473 | |
| 200 | 1,93 | 12,70 | 47 | 7769 | 494 | |
| 300 | 1,90 | 13,40 | 44 | 7735 | 515 | |
| 400 | 1,72 | 14,10 | 41 | 7698 | 536 | |
| 500 | 14,60 | 39 | 7662 | 583 | ||
| 600 | 14,90 | 36 | 7625 | 578 | ||
| 700 | 15,20 | 31 | 7587 | 611 | ||
| 800 | 27 | 7595 | 720 | |||
| 900 | 26 | 708 |
Аналоги стали 45 зарубежных производителей
| США | 1044, 1045, 1045H, G10420, G10430, G10440, G10450, M1044 |
| Германия | 1.0503, 1.1191, 1.1193, C45, C45E, C45R, Cf45, Ck45, Cm45, Cq45 |
| Япония | S45C, S48C, SWRCH45K, SWRCH48K |
| Франция | 1C45, 2C45, AF65, C40E, C45, C45E, C45RR, CC45, XC42H1, XC42H1TS, XC45, XC45H1, XC48, XC48H1 |
| Англия | 060A47, 080M, 080M46, 1449-50CS, 1449-50HS, 50HS, C45, C45E |
| Евросоюз | 1.1191, 2C45, C45, C45E, C45EC, C46 |
| Италия | 1C45, C43, C45, C45E, C45R, C46 |
| Бельгия | C45-1, C45-2, C46 |
| Испания | C45, C45E, C45k, C48k, F.114, F.1140, F.1142 |
| Китай | 45, 45H, ML45, SM45, ZG310-570, ZGD345-570 |
| Швеция | 1650, 1672 |
| Болгария | 45, C45, C45E |
| Венгрия | A3, C45E |
| Польша | 45 |
| Румыния | OLC45, OLC45q, OLC45X |
| Чехия | 12050, 12056 |
| Австрия | C45SW |
| Австралия | 1045, HK1042, K1042 |
| Швейцария | C45, Ck45 |
| Южная Корея | SM45C, SM48C |
