Сталь 45: характеристики, свойства, применение

Сталь 45: характеристики, свойства, применение

Химический состав

Если расшифровать марку стали 45, можно понять, что цифрами обозначено количественное содержание углерода. Обычно оно колеблется в пределах от 0,42 до 0,5%. В составе сплава присутствуют и другие компоненты, концентрация некоторых из них незначительна и не оказывает особого влияния на свойства материала:

  • кремний – 0,17 – 0,37%;
  • марганец – 0,5-0,8%;
  • хром, медь и никель – до 0,25%;
  • мышьяк – до 0,08%.

По своим характеристикам сталь 45 относится к классу углеродистых качественных сталей. На уровень качества в маркировке указывает слово «сталь». Показатель определяется содержанием вредных примесей: серы – 0,04%; фосфора – 0,035%.

Встраиваясь в кристаллическую решетку металла, атомы Р и S оказывают негативное действие на его свойства. Фосфор становится причиной появления хладноломкости при низкой температуре и уменьшения пластичности при ее повышении.

Сера при эксплуатации в высокотемпературном режиме способствует возникновению трещин. Марка стали 45 соответствует допустимому уровню содержания этих элементов.

Для высококачественных сплавов, например, содержание вредных примесей не должно превышать 0,025%.

Сталь 45: характеристики, свойства, применение

Заменители сплава

Согласно ГОСТу 1050-78, регламентирующему степень раскисления, сталь 45 относится к категории спокойных. Отечественными заменителями конструкционной стали 45 могут выступать марки:

Зарубежные аналоги:

  • 1044, М1044, 1045Н – в Соединенных Штатах;
  • 1.0503, 1.1193, С45Е – Германии;
  • 1С45, С40Е, ХС42Н1 – Франции;
  • 1С45, С45Е – Италии;
  • 1650 – Швеции;
  • 060А47, 080М – Англии;
  • Ck45 – Швейцарии;
  • S45C, SWRCH48K – Японии;
  • 45Н, ZGD345-570 – Китае;
  • А3 – Венгрии;
  • 12050 – Чехии;
  • К1042 – Австралии;
  • SM48С – Южной Корее.

На рынок металл поставляется в соответствии с государственными стандартами в виде:

  • Фасонного и сортового проката;
  • калиброванного и шлифованного прутка;
  • серебрянки;
  • толстого и тонкого листа;
  • проволоки;
  • лент и полос;
  • кованых заготовок;
  • труб.

  Строительный мусор

Основные свойства

Химические свойства стали 45 определяются ее составом. От количества углерода зависят показатели твердости и прочности. Присутствие кремния и марганца:

  • снижает внутренние напряжения в структуре металла;
  • улучшает его пластичность;
  • снижает вероятность возникновения трещин;
  • положительно влияет на результат термообработки.

Наличие малых количеств других примесей неизбежно, оно вызвано, главным образом, несовершенством существующих технологий выплавки.

Физические свойства стали 45 изменяются с повышением температуры от 20 до 800 градусов:

  • плотность – 7826-7595 кг/м3;
  • коэффициент линейного расширения – 11,9-15,2*106 1/град;
  • модуль упругости – 2,0-1,72*10-5 МПа;
  • коэффициент теплопроводности – 48-26 Вт/м*град;
  • удельная теплоемкость – 473-720 Дж/кг*град;
  • твердость необработанной стали по Роквеллу – 20-22 единицы.

По своим механическим свойствам сталь 45 превосходит многие известные конструкционные сплавы:

  • предел текучести – 640 МПа;
  • предел выносливости – 245 МПа;
  • показатель ударной вязкости – 66 кДж/м2;
  • величина относительного удлинения – 15%;
  • относительного сужения – 40%;
  • отсутствует склонность к отпускной хрупкости;
  • чувствительность к образованию флокенов небольшая.

Сталь 45: характеристики, свойства, применение

Сталь проявляет высокую устойчивость к ударным и переменным нагрузкам. Хорошая пластичность позволяет применить к ней все виды механической обработки. Однако материал не отличается повышенной антикоррозионной стойкостью и требует нанесения на поверхность защитного покрытия.

По свариваемости сплав относится к 3 группе. Процесс сварки требует предварительного подогрева до 150-200 градусов и последующей термообработки. Иначе сварные швы будут нестабильны и подвержены возникновению трещин.

Термическая обработка

Для улучшения физико-механических свойств стали 45 применяются разнообразные режимы термической обработки, в ходе которых происходит структурная перестройка кристаллической решетки. При термообработке необходимо учесть следующие факторы:

  • выбор правильного  температурного режима не допустит перегрева и появления окалины;
  • от скорости нагрева зависит, какие именно характеристики приобретает металл;
  • продолжительность выдержки определяется критическими точками, формой и размерами заготовки;
  • качество изделия зависит от среды, в которой проходило его охлаждение.

  Как отличить медь от латуни

В качестве предварительного этапа термообработки используется нормализация. Она облегчает механическую обработку металла.

Температура закалки стали 45 составляет 820-860 градусов. После нагрева изделие сразу помещается в охлаждающую среду, в качестве которой могут быть использованы:

  • чистая вода;
  • растворы солей;
  • минеральное масло.

Процесс охлаждения должен проходить быстро и строго по графику. Закалка повышает твердость сплава в 2-2,5 раза и увеличивает его износоустойчивость.

Сразу после закалки проводится отпуск, который поможет:

  • снять остаточные напряжения в металле, возникшие после закалки;
  • увеличить степень его вязкости;
  • снизить хрупкость.

Одновременно немного уменьшается и твердость металла. Добиться высоких значений прочности и износостойкости помогает низкий отпуск при 250 градусах.

Область применения

Благодаря характеристикам применение стали 45 затрагивает многие сферы, в частности, машиностроение. Почти 50% продукции отрасли изготавливается из этой стали:

  • конструкции различного диаметра, подверженные вращательным движениям;
  • детали сложных форм, испытывающие интенсивные механические нагрузки;
  • крепежные изделия, на поверхность которых действует избыточное поперечное давление;
  • листовой материал, который используется для обшивки несущих элементов.

Сталь востребована в производстве:

  • коленчатых и распределительных валов;
  • шестерен и шпинделей сложной конфигурации;
  • цилиндров и кулачков;
  • осей и гаек;
  • болтов, шайб.

При обслуживании и смазке этих изделий следует помнить о низкой коррозийной устойчивости металла.

Преимущества и недостатки

Свойства стали 45 определяют ее преимущества:

  • при большом функционале материал отличается вполне доступной ценой;
  • благодаря небольшой плотности конструкции получаются достаточно легкими;
  • детали, изготовленные из стали 45, способны эффективно работать в диапазоне температур от 200 до 400 градусов;
  • при использовании защитного покрытия сплав можно использовать в неблагоприятных климатических условиях;
  • хорошо поддается механической обработке;
  • характеризуется высоким пределом износоустойчивости и прочности.

Среди недостатков марки стали 45 следует отметить трудную свариваемость и неустойчивость к коррозии.

Сталь 45: характеристики, свойства, применение

Наверх

Источник: https://punktpriema.ru/articles/tehnicheskie-harakteristiki-uglerodistoy-stali-45.html

Сталь 45

Для любого сплава характерны свои характеристики, химический состав элементов, набор заменителей, функциональность, назначение и т.д.

Что такое сталь 45? Прежде всего, это сплав, в котором содержится 0,45% углерода, в то время как доля остальных примесей крайне незначительна.

Её основными заменителями считают сталь 40х и 50, которые также отличаются высокой прочностью, надежностью и износоустойчивостью.

Сталь 45: химический состав

Процентное соотношение химических элементов, входящих в состав стали марки 45:

  • Fe – около 97%
  • C – 0,42-0,5%
  • Mn – 0,5-0,8%
  • Si – 0,17-0,37%
  • Ni – не больше 0,25%
  • Cr – не больше 0,25%
  • Cu – не больше 0,25%
  • As – не больше 0,08%
  • S – не больше 0,04%
  • P – не больше 0,035%

Сталь марки 45: ГОСТы

Сталь 45: характеристики, свойства, применение
ГОСТы на прокат из конструкционной углеродистой качественной стали 45:

  • ГОСТ 19903-74, 1577-93 – лист толстый
  • ГОСТ 16523-97 – лист тонкий
  • ГОСТ 8733-74, 8731-74, 8734-75, 21729-76, 8732-78 – труба
  • ГОСТ 2284-79 – лента
  • ГОСТ 5663-79, 17305-91 – проволока
  • ГОСТ 7417-75, 8559-75, 8560-78, 1050-88 – калиброванный пруток
  • ГОСТ 14955-77 – шлифованный пруток и серебрянка
  • ГОСТ 82-70, 1577-93, 103-2006 – полоса
  • ГОСТ 8479-70, 1133-71 – кованые заготовки

Сталь 45: характеристики

Этот углеродистый качественный сплав с легкостью переносит температурные испытания, производимые в диапазоне 200-600°C. При удельном весе в 7826 кг/м3, этот металл обладает высокой твердостью – HB 10-1=170МПа.

  • Плотность стали 45 по ГОСТ 1050-88 составляет 7826-7595 кг/м3 в диапазоне 20-800оС.
  • Углеродистая качественная сталь 45, твердость по Бринеллю которой составляет 170МПа, имеет модуль упругости в E 10-5 = 2МПа (при 20оС) и предел прочности 245МПа.
  • Остальные физические и механические характеристики стали 45 представлены ниже:
  • Сталь 45: характеристики, свойства, применение
  • Сталь 45: характеристики, свойства, применение

Сталь марки 45: применение

Сталь 45 марки широко используется в промышленности, в частности, она идет на изготовление валов (распределительных и коленчатых), шестерней, блиндажей, шпинделей, кулачков, цилиндров и т.п.

45-й металл позволяет получать нормализованные, улучшаемые поверхности, для которых характерна повышенная прочность.

Читайте также:  Приспособления для заточки ножей своими руками: чертежи, видео

При необходимости на порядок улучшить характеристики готовых изделий технологи применяют металл марки 45, легированный хромом – 45х (доля хрома 0,8-1,1%), или литейную сталь 45л.

Сталь 45 считается материалом трудносвариваемым, однако ему не свойственна отпускная хрупкость. Это достаточно весомый фактор при создании конструкций сложных форм и конфигураций. Сварка данного металла производится 2 способами: КТС и РДС.

Источник: https://fx-commodities.ru/articles/stal-45/

Сталь 45 — характеристика и применение

Некоторые характеристики стали 45 с точки зрения химического состава сплава позволили ей достичь популярности применения в промышленности. Следы ее применения встречаются практически во всех сферах производства. А в машиностроении около половины выпускаемой продукции имеет в своем составе детали из стали 45. Важность её трудно переоценить.

Химический состав и расшифровка 

Марка 45 входит в группу конструкционных сталей повышенного качества. Цифра «45» означает содержание углерода в составе стали в сотых долях процента.

Количество и тип химических элементов в ее составе регулируется ГОСТом 1050-72. Основными компонентами являются углерод и железо. Углерод придает большую твердость, способность упрочняться методом термообработки, повышает обрабатываемость резанием.

Помимо базовых элементов сталь марки 45 содержит в своем составе следующие компоненты:

  • Вредные примеси фосфора (до 0,035%) и серы (до 0,04%) оказывают отрицательное влияние на механические свойства. Их более крупные молекулы встраиваются в кристаллическую решетку стали и ослабляют ее прочность и износостойкость. Помимо этого, повышенное содержание фосфора и серы являются причиной появления красноломкости в сталях, т.е. образования трещин в момент обработки давлением.
  • Полезные примеси марганца (0,5-0,8%) и кремния (0,17-0,37%) снижают внутреннее напряжение стали, тем самым уменьшая вероятность образования трещин. Способствуют увеличению эффективности упрочнения от проведения термической обработки. В целом, их наличие положительно сказывается на пластичности стали.
  • Также сталь 45 имеет примеси никеля, хрома, меди и мышьяка. Общее содержание всех этих элементов не превышает 0,7%. По этой причине влияние их на свойства стали незначительно.

Стоит отметить, что наличие вышеперечисленных побочных примесей связано с несовершенством технологии выплавки и качества химического состава шихты.

Аналоги

Маркировка 45 широко распространена за пределом России и имеет множество зарубежных аналогов. Среди них можно выделить:

  • 1044, 1045 США.
  • 1.0503 Германии.
  • S45C Японии.

Краткая характеристика

Сталь обладает плотностью в 7850 кгм3. Выделяется среди остальных конструкционных сталей по своим механическим характеристикам: предел текучести составляет 640 МПа. Износоустойчива. Хорошо работает в условиях переменных и ударных нагрузок: предел выносливости 245 МПа, ударная вязкость 66 кДжм2.

Марка 45 пластична и поддается всем видам механической обработки. Коэффициент упругости 2 МПа. Относительное удлинение 15%, а относительное сужение 40%. Значение коэффициента температурного линейного расширения находится в пределах 11,9-15,2 1/град.

Оптимальный интервал температуры работы 200-400 градусов. После прохождения данной отметки механические характеристики значительно падают.

Марка 45 не отличается повышенными антикоррозионными свойствами. Без нанесения защитного слоя поверхность стали покрывается ржавчиной. Химически неустойчива к большинству кислот и щелочей.

Сталь 45 относится к 3-ей группе свариваемости. Процесс ее сварки затруднителен и невозможен без проведения подготовительных работ: подогрев до 150-200 градусов. Сварные швы нестабильны в эксплуатации и подвержены образованию трещин.

Твердость «сырой» стали составляет 20-22 единиц по Роквеллу. Термическая обработка способна увеличить этот показатель сталям данного вида в 2-2,5 раза. Для этого применяют следующие ее виды:

  • Нормализация проводится главным образом как предварительная термообработка. Ее проводят перед механической обработкой для улучшения процесса резания.
  • Закалка увеличивает твердость до 50 HRC, повышает устойчивость к абразивному износу и прочность. Закалка всегда производится в воде.
  • Низкий отпуск проводится с целью более равномерного распределения внутренних напряжений.

Ценообразование

Лом стали 45 имеет стоимость в пределах 13 000 – 14 000 рублей за тонну. Данная цена ниже, чем у нержавейки и любых цветных металлов, но выше чем у чугунов. Точное значение стоимости лучше узнавать непосредственно в точках приема металлолома, так как на нее влияет много факторов:

  • Значение котировок на Лондонской бирже черных металлов. Именно ее выбирают за основу стоимости большинство российских металлоприёмщиков.
  • Соотношения потребительского спроса и предложения в Вашем регионе. Здесь также сказывается удаленность от крупных металлоперерабатывающих заводов.
  • Процент содержания вредных примесей в составе, особенно серы.
  • Наличие следов ржавчины на поверхности лома.
  • Габариты кусков лома.
  • Вид профиля: шестигранник, лист, квадрат, круг и прочее.
  • Оплата по наличному или безналичному расчету. Как правило, пункты приема металлолома отдают предпочтение в покупке металла безналичным способом, за что делают соответствующую наценку.
  • Вес поставки. Предпочтительные объемы составляют от 1000 килограмм.

Применение

Сталь марки 45 представляет собой оптимальное соотношение прочности, восприимчивости к механической обработке и цены, что позволило ей достичь широкого распространения в производстве.

Её активно применяют при изготовлении силовых элементов металлоконструкций. Там, где использование сварки является нецелесообразным. Хорошим примером будет направляющая балка тельферной линии. Применение стали 45 вместо Ст3 позволит применять двутавр меньших размеров, что положительно сказывается на общей массе металлоконструкции.

В машино- и станкостроении 45 марка применяется как материал для изготовления таких деталей как валы, шпиндели, кулачки, бандажи, плунжеры, суппорта, планшайбы и прочее.

Отлично подходит для производства конических, цилиндрических передач. Для того, чтобы увеличить срок эксплуатации шестерни необходимо дополнительное упрочнение ее поверхности химическим, термическим или механическим способом.

Помимо этого, 45 применяется для изготовления пружин и рессор, работающих в условиях нагрузок небольшой величины.

Из неё состоят основные элементы гидро- и пневмоцилиндров. В частности, гильза, служащая направлением для напорного поршня, детали обратных и выпускных клапанов, узел крепления, шток и прочее.

Марка 45 является материалом для изготовления газоводопроводных труб и фитингов для их соединения: штуцера, ниппеля, контргайки, переходники, тройники, крестовины.

В неответственных узлах применяется для производства радиальных и радиально-упорных подшипников. Окружная скорость вала при этом должна составлять не более 0,2 метров в секунду.

Сталь 45 используется при изготовлении режущих инструментов. Она служит материалом державки резца и непосредственно к ней уже крепится (или на болтах, или методом пайки) твердосплавная пластина. Такое применение позволяет снизить коэффициент эффективного использования более дорогих по стоимости твердых сплавов.

В большинстве современных крепящих элементов таких как болты, гайки, шайбы, шпильки, анкерные болты основой также служит сталь 45.

Источник: https://prompriem.ru/stati/stal-45.html

Конструкционная сталь характеристики, свойства

Конструкционная качественная углеродистая сталь 45

Марка 45 – назначение

Конструкционная качественная углеродистая сталь 45 используется
для изготовления улучшаемых, нормализованных, с поверхностной обработкой
деталей повышенной прочности – распределительные/
коленчатые валы, кулачки, цилиндры, бандажи, шпиндели, шестерни, вал-шестерни,
другие изделия.

Сталь 45 – отечественные аналоги

Марка
металлопроката
Заменитель
45 40Х
50
50Г2

Материал 45 – характеристики

Марка Классификация Вид
поставки
ГОСТ Зарубежные
аналоги
45 Сталь конструкционная углеродистая
качественная
Сортовой прокат 1050–88 есть
10702–78
Поковки 8479–70
Трубы 8731–74
8733–74
13663–86
Лист 1577–93
16523–97
Лента 2284–79
Полоса 1577–93
Проволока 5663–79

Марка 45 – технологические особенности

Термообработка

Ковка

Вид
полуфабриката
t, 0С Охлаждение
Размер сечения Условия
мм
Слиток 1250–780 все размеры – поковки ответственного
назначения
Нормализация
Переохлаждение
Переохлаждение
Отпуск
до 400 На воздухе
401–800 Низкотемпературный отжиг
>800 Низкотемпературный отжиг
Переохлаждение
Заготовка 1250–750 до 400 На воздухе

Сварка

Свариваемость Способы
сварки
Рекомендации
трудно свариваемая РДС, КТС Подогрев + термообработка

Флокеночувствительность

Мало чувствительна.

Резка

Исходные
данные
Обрабатываемость
резанием Ku
Состояние HB, МПа sB, МПа твердый сплав быстрорежущая сталь
горячекатаное 170–179 650 1,0 1.0
Читайте также:  Доводка и притирка: технология, инструменты, материалы

Склонность к отпускной хрупкости

Не склонна.

Сталь 45 – химический состав

Массовая доля элементов не более, %:

Кремний Марганец Медь Мышьяк Никель Сера Углерод Фосфор Хром
0,17–0,37 0,5–0,8 0,3 0,08 0,3 0,04 0,42–0,5 0,035 0,25

Материал 45 – механические свойства

Сортамент ГОСТ Размеры – толщина, диаметр Термообработка KCU y d5 sT
мм кДж/м2 % % МПа МПа
Трубы 8731–87 14 323 588
Пруток
калиброван.
10702–78 Отжиг 40 590
Прокат 1050–88 до 80 Нормализация 40 16 355 600
нагартован. 30 6 640
отожжен. 40 13 540
Лента
отожжен.
2284–79 14 440–690
нагартован. 690–1030
Полоса 1577–93 6–60 Нормализация 40 16 355 600

Твердость, Мпа

Сортамент ГОСТ HB 10-1
Трубы 8731–87 207
Прокат
горячекатан.
1050–88 229
калиброван. нагартован. 241
калиброван. отожжен. 207
горячекатан. отожжен. 197

Температура критических точек, 0С

Критические
точки
Ac1 Ac3 Ar1 Ar3 Mn
Температура 730 755 780 690 350

Ударная вязкость, Дж/см2

Режимы термообработки KCU при температурах
-1000С -800С -600С -400С -200С 00С +200С
Нормализация 12 40 6149 61 90–94
Отпуск

Предел выносливости, МПа

Термообработка t-1 s-1
Режим t, 0С
Нормализация 850 170 280
Отпуск 550–650

Марка 45 – физические свойства

t r R 109 E 10-5 l a 106 C
кг/м3 Ом·м МПа Вт/(м·град) 1/Град Дж/ (кг·град)
20 7826 2
100 7799 2.01 48 11.9 473
200 7769 1.93 47 12.7 494
300 7735 1.9 44 13.4 515
400 7698 1.72 41 14.1 536
500 7662 39 14.6 583
600 7625 36 14.9 578
700 7587 31 15.2 611
800 7595 27 720
900 26 708

Сталь 45 – точные и ближайшие зарубежные аналоги

Австрия Австралия Англия Бельгия Болгария Венгрия
ONORM AS BS NBN BDS MSZ
060A47
080M
080M46
1449-50CS
1449-50HS
50HS
C45
C45E
Германия Евросоюз Испания Италия Китай Польша Румыния
DIN, WNr EN UNE UNI GB PN STAS
1.0503
1.1191
1.1193
C45
C45E
C45R
Cf45
Ck45
Cm45
Cq45
1.0503
1.1191
1.1192
2C45
C45
C45E
C45EC
C46
C45
C45E
C45k
C48k
F.114
F.1140
F.1142
1C45
C43
C45
C45E
C45R
C46
45
45H
ML45
SM45
ZG310-570
ZGD345-570
США Франция Чехия Швейцария Швеция Юж. Корея Япония
AFNOR CSN SNV SS KS JIS
1044
1045
1045H
G10420
G10430
G10440
G10450
M1044
1C45
2C45
AF65
C40E
C45
C45E
C45RR
CC45
XC42H1
XC42H1TS
XC45
XC45H1
XC48
XC48H1
S45C
S48C
SWRCH45K
SWRCH48K

Материал 45 – область применения

Сталь марки 45 используют в машиностроении для изготовления
деталей повышенной прочности.

Условные обозначения

Механические свойства

HRCэ HB KCU y d5 sT
МПа кДж
/ м2
% % МПа МПа
Твердость по Роквеллу Твердость по Бринеллю Ударная вязкость Относительное сужение Относительное удлинение при разрыве Предел текучести Предел кратковременной прочности
Ku s0,2 t-1 s-1
Коэффициент относительной
обрабатываемости
Условный предел текучести с 0,2%
допуском при нагружении на значение пластической деформации
Предел выносливости при кручении
(симметричный цикл)
Предел выносливости при
сжатии-растяжении (симметричный цикл)
N число циклов деформаций/ напряжений, выдержанных объектом под
нагрузкой до появления усталостного разрушения/ трещины
Свариваемость

Без
ограничений
Ограниченная Трудно
свариваемая
Подогрев нет до 100–1200С 200–3000С
Термообработка нет есть отжиг
Физические свойства

R Ом·м Удельное сопротивление
r кг/м3 Плотность
C Дж/(кг·град) Удельная теплоемкость
l Вт/(м·град) Коэффициент теплопроводности
a 1/Град Коэффициент линейного расширения
E МПа Модуль упругости
t Температура

Купить металлопрокат из конструкционной качественной
углеродистой стали 45 в Санкт-Петербурге Вы можете по телефону + 7 (812) 703-43-43. Специалисты
компании «ЛенСпецСталь» оформят заказ, сориентируют по сортаменту, ценам,
условиям доставки.

Продукция

Доставка

Контакты

Источник: https://www.lsst.ru/spravochnik-metalloprokata/konstruktsionnaya-stal/stal-45/

Сталь 45: Химический состав, механические, физические и технологические характеристики

Сталь 45 — классифицируется как конструкционная углеродистая качественная сталь, феррито-перлитного класса. Применение качественных сталей затрагивает такие производственные отрасли, как машиностроение, строительство, приборостроение и другие. Этому способствует: различное содержание углерода в их структурном составе и применение многообразных видов термической обработки, а также увеличение и усовершенствование технологических характеристик и свойств сплавов.

Маркировка сплава

Конструкционные углеродистые качественные стали, по стандарту маркируются двузначным числом: сталь 05, 08…80, 85, которое указывает на усредненное значение, содержания углерода выраженное в сотых долях процента. Три цифры маркировки указывает на то что в сплаве содержится более чем 1% углерода, буква Л на отсутствие легировки — 45л, буквы Ст на его обыкновенное качество — Ст5.

Металлургическая промышленность производит стандартные стали марок от 05кп до 60, средний показатель углерода которых 0,05—0,60 процента, соответственно маркировки. Расшифровка марки стали 45 (фран. аналог С45) показывает содержание 0,45% С.

Основные характеристики стали 45

Любой сплав имеет свои отличительные характеристики, определенный химический состав, ряд заменителей, функциональное предназначение.

Марки 40, 45, 50 выделяются высокими показателями прочности, имея при этом небольшую вязкость и пластичность. Поскольку механические свойства марки и 45 идентичны маркам 40 и 50, эти стали являются взаимозаменяемыми.

Химический состав и свойства

Химическими составляющими сплава помимо железа и углерода являются и ряд других элементов, количество которых малосущественно. Процентное отношение химических составляющих стали 45:

  • Железо (Fe) — около 97%.
  • Углерод (C) — 0,42—0,5%.
  • Марганец (Mn) — 0,5—0,8%.
  • Кремний (Si) — 0,17—0,37%.
  • Никель (Ni) — не больше 0,25%.
  • Хром (Cr) — не больше 0,25%.
  • Медь (Cu) — не больше 0,25%.
  • Мышьяк (As) — не больше 0,08%.
  • Сера (S) — не больше 0,04%.
  • Фосфор (P) — не больше 0,035%.

От химического состава стали и структуры напрямую зависят ее химические свойства. Все элементы входящие в состав условно делятся на полезные и вредные. Процесс добавления полезных примесей носит название легирование. Если расшифровать маркировку 45х, то становится ясно что сплав содержит добавление хрома, 45 г — марганца.

Основные химические свойства материала:

  • степень окисления:
  • устойчивость к коррозии;
  • жароустойчивость;
  • жаропрочность.

Механические характеристики

Для анализа и контролирования свойств стали используют различные методы их определения. К примеру, критерии прочности и пластичность определяют опытным путем, образцы растягивают до разрыва. Твердость сплавов фиксируют измеряя противодействие материала при влиянии на его поверхность твердого элемента, например, алмазного наконечника. Вязкость — ударными испытаниями специальных образцов.

Механические свойства и характеристики стали 45 (при t=20C).

Прочность — способность сплава выносить внешние нагрузки, не подвергаясь при этом разрушениям внутри. Характеризуется величинами: предел прочности, sв [МПа] и предел текучести стали 45, sT [МПа].

  • труба — ГОСТ 8731–87 , sв =588 МПа, sT =323 МПа;
  • прокат — ГОСТ 1050–88 , sв=600 МПа, sT =355 МПа;
  • прокат отожженный — ГОСТ 1050–88 , sв =540 МПа.

Твердость — способность сплава оказывать сопротивление при воздействии твердых тел. Характеризуется величинами: твердость по Н. В. Бринеллю 10—1 [МПа], по Роквеллу HRC [МПа]. Для марки 45 в состоянии поставки:

  • труба — ГОСТ 8731–87 , HB 10—1 = 207 МПа;
  • прокат — ГОСТ 1050–88 , HB 10—1 = 229 МПа;
  • прокат отожженка — ГОСТ 1050–88 , HB 10—1 = 207 МПа.

Пластичность — возможность сплава видоизменять свою форму под влиянием нагрузки и восстанавливать ее по окончании воздействия. Характеризуется величиной, относительное удлинение при разрыве, δ5 [ % ]:

  • труба — ГОСТ 8731–87 , δ5 =14%;
  • прокат — ГОСТ 1050–88 , δ5 =16%;
  • прокат отожженка — ГОСТ 1050–88 — δ5 =13%.

Ударная вязкость — способность материала сопротивляться динамическим воздействиям нагрузки, KCU [ кДж / м2].

Физические свойства

К физическим характеристикам стали относятся: плотность, коэффициент теплового расширения, теплопроводность, модуль упругости, удельная теплоемкость и электропроводность.

Читайте также:  Как отличить медь от латуни, сходства и различия металлов

Металлические сплавы имеют высокие показатели плотности, теплоемкости и электрической проводимости. Рассмотрим физические свойства марки 45 (при t=20C).

Плотность или удельный вес — масса вещества на единицу объема, плотность стали 45 ГОСТ 1050–88 ρ=7826—7595 кг/м3.

Коэффициент линейного теплового расширения количественно равен относительной перемене линейных размеров вещества при росте (понижении) температуры в сплаве на 1 градус Цельсия, α (1/град).

Теплопроводность вещества — способность отдавать количество тепла от более прогретого участка к менее прогретому. Характеризуется величиной коэффициента теплопроводности, λ [Вт/(м·град)].

Под модулем Юнга подразумевается физическая величина, которая косвенно отображает возможности стали противостоять продольным деформациям (растяжению или сжатию). Эта величина указывает на жесткость материала и является важной физической особенностью, E 10—5=2 МПа;

Удельная теплоемкость — количество тепла, необходимое для нагрева 1 килограмма вещества на 1 градус Цельсия, Ϲ [Дж/(кг·град).

Электропроводность — способность материала быть проводником электрического тока. Характеризуется величиной удельного электрического сопротивления, Ṛ [Ом·м].

Технологические характеристики применение стали 45

Технологические характеристики стали указывают на пригодность сплава к различным методам обработки. Материал имеет следующие технологические характеристики:

  • Температура процесса ковки, градус — 1250 вначале, 700 в конце. Охлаждение сечений до 400 мм производится при нормальных условиях окружающей среды.
  • Свариваемость — трудно поддается процессу сварки. Виды сварки: РДС и КТС, с использованием подогрева и последующей термообработки.
  • Условия для резания — в горячекатаном состоянии при НВ 170—179 МПа и sB = 640 МПа.
  • Не склонна к отпускной способности после отжига.
  • Имеет малую флокеночувствительность.

Формирование метода термообработки материала, обусловлено эксплуатационными требованиями относительно деталей и механизмов. В металлообрабатывающей промышленности применяют такие виды обработки: нормализация, улучшение, закалка ТВЧ, закалка с низким отпуском и др.

Среднеуглеродистые стали нашли применение в изготовлении деталей, отличающихся повышенной прочностью материала с повышенным воздействием циклических нагрузок (зубчатые колеса редукторов, шатунные механизмы). Сталь марки 45 применяется при производстве:

  • шестерен, вал-шестерней, коленчатых и распределительных валов, бандажей, цилиндров, кулачков; шпинделей;
  • бесшовных труб и каркасных элементов трубопровода, требуют закалки и отпуска стали;
  • ряда запчастей и конструкций в отрасли мотовелостроения.

Технологический пример. Тиски, круглогубцы и плоскогубцы, выполняют на основе сталей 45 и 50. Производя термическую закалку, в собранном виде, нагревать следует только губки изделия для предохранения от образования закалочных трещин.

Для подобного нагрева предназначены свинцовые и соляные ванны. При обработке в камерной печи остывание области с резким переходом (шарнир) должно происходить медленно, опусканием и перемещением в жидкости только поверхности губок инструмента (до потускнения остальной части).

Температурный режим процесса отпуска 220—320 градусов в интервале 30—40 минут.

Источник: https://remoskop.ru/stal-45-obshhie-harakteristiki-i-svoystva-marki.html

Характеристика и применение стали 45: показатель высокой прочности и технические характеристики

Классификация стали

На рынке 99% всей стали представлен материал конструкционный в широком смысле. К этой группе относятся стали для возведения строительных сооружений, изготовления деталей машин, упругих элементов, инструментов, а также для особых условий работы, имеющие определенные показатели, например, теплостойкие, нержавеющие и другие.

Главными качествами материала являются:

  • Прочность, которая характеризуется способностью к выдерживанию достаточного напряжения.
  • Пластичность, эта характеристика позволяет выдерживать деформации без ущерба разрушения как при производстве конструкций, так и в точках перегрузок при их работе.
  • Вязкость способствует поглощению работы внешних сил, препятствует распространению трещин.
  • Жаропрочность и холодостойкость.
  • Упругость и твердость.

Сталь и сплавы классифицируют:

  • По составу химическому, структурному.
  • По качеству. На данный показатель влияет способ производства и содержание вредных примесей.
  • По степени раскисления и затвердеванию металла в изложнице.
  • По применению.

Химический состав

В зависимости от содержания углерода делят на группы:

  • углерода менее 0,3%С — малоуглеродистые.
  • Среднеуглеродистые, когда его от 0,3 до 0,7% С.
  • Более 07 %С — высокоуглеродистые.

Чтобы улучшить технологические свойства материала сталь легируют. Что это значит? Кроме обычных примесей в ее состав добавляют в определенных сочетаниях легирующие элементы. Обычно лучшие свойства появляются, когда легируют комплексно.

В легированных сталях классификация происходит благодаря суммарному проценту содержащихся в ней примесей:

  • Низколегированные, в которых менее 2,5%.
  • Среднелегированные — от 2,5% до 10%.
  • Высоколегированные — выше 10%.

Структурный состав

Легированные стали подразделяются на виды по структурному анализу:

  • В оттоженном виде — ледебуритный, ферритный, доэвтектоидный, заэвтектоидный, аустенитный.
  • В нормализованном виде — аутенитный, мартенситный, перлитный.

Содержание примесей

По способу производства и содержании примесей данный материал делится на 4 группы:

  1. Обыкновенного качества. По химическому составу являются углеродистыми. Они выплавляются посредством кислорода или в мартеновских печах. Данные стали являются недорогими и уступают по своим свойствам другим классам.
  2. Качественные. По химическому свойству являются углеродистыми или легированными. Так же, как и предыдущий тип, выплавляются в конвертерах или в мартеновских печках, при этом соблюдаются более строгие требования к составу шихты, работам по плавке и разливке.
  3. Высококачественные. Данный тип выплавляется, как правило, в электрических печах. Очень высокого качества сталь изготавливается благодаря электропечам с электрошлаковым переплавом. Применяются также другие совершенные методы, направленные на повышение чистоты по неметаллическим включениям (сера и фосфор).
  4. Благодаря электрошлаковому переплаву, который эффективно очищает от сульфидов и оксидов, создаются особовысококачественные стали. Такие стали бывают только легированными. Они проходят обработку в электропечах, к ним применяются специальные методы электрометаллургии.

Применение

Шарикоподшипниковые хромистые стали применяются для изготовления подшипников. Этот вид зарекомендовал себя, как высокопрочный, твердый и контактно-выносливый материал.

Упругой деформацией обладают некоторые виды стали, поэтому они применяются для пружин, рессор и других изделий. Многие из них должны выдерживать циклические нагрузки. Поэтому основными требованиями к данным видам стали являются высокие значения упругости, текучести, выносливости, также необходима пластичность и сопротивление хрупкому разрушению.

Высокопрочные стали обладают прочностью при необходимой пластичности, малой чувствительностью к надрезам, низким порогам хладноломкости, отличной свариваемостью, высоким показателям сопротивления хрупкому разрушению.

Сталь 45

Этот сплав стали отличается от других набором особых характеристик, которые присущи только этой марке. Она отличается применением и высокой функциональностью, уникальным составом химических соединений, совокупностью литейных и других производственных параметров.

Применение

В составе стали марки 45 в соответствии с ГОСТ находятся такие элементы, как фосфор, мышьяк, медь, никель, марганец и другие вещества. Данная сталь обладает большим набором механических характеристик. Поэтому она способна вынести практически все климатические и температурные колебания. Испытывают данный вид стали при температурном интервале от 200 до 600 градусов.

Технические характеристики

Данная сталь относится к тем материалам, которые трудно поддаются сварке, однако, при этом у нее отсутствует отпускная способность. Эта ее особенность часто очень хорошо влияет на изготовление сложных форм и деталей. Благодаря характеристикам данной стали, ударная вязкость изделий из нее всецело зависит от толщины взятого листа, причем наибольшим значением будет обладать самый толстый исходник. Но, даже несмотря на данный параметр, можно с уверенностью сказать, что практически любая конструкция, изготовленная из стали этой марки, выдержит практически любые, в том числе и самые интенсивные воздействия.

Это стало возможным благодаря применяемым способам обработки, а также производственному процессу, который разработан в соответствии с ГОСТ.

Безусловно, в мире еще не создали материалы, обладающие бесконечной выносливостью к различным воздействиям, поэтому данный металл в этом смысле не исключение.

Но благодаря высоким свойствам сырья, из которых производят материал, у него великолепные показатели.

  • Александр Романович Чернышов
  • Распечатать

Источник: https://stanok.guru/stal/primenenie-i-harakteristiki-stali-45.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector