Температура критических точек стали 45
Как ранее было отмечено, для улучшения эксплуатационных качеств металла проводится термическая обработка. Она предусматривает оказание определенного воздействия на структуру, после чего происходит перестроение кристаллической решетки и изменение качеств. Во много при проведении термической обработки учитываются критические точки. Обработка стали Ст 45 проводится с учетом следующих факторов:
Температурного режима
Важно выбирать правильную температуру, так как слишком низкая становится причиной неполного нагрева структуры и полное перестроение структуры не произойдет. Слишком высокий показатель становится причиной перегрева металла, а также появления окалины
Для обеспечения воздействия требуемой температуры могут применяться самые различные установки. Примером назовем доменные печи или электрические установки. Слишком высокие температуры плавления определяют то, что выполнить закалку рассматриваемой стали в домашних условиях довольно сложно.
Скорости повышения температуры. Скорость нагрева также может определять то, какие именно качества будут передаваться обрабатываемому изделию. Современное оборудование позволяет с высокой точностью контролировать скорость нагрева. К примеру, ТВЧ имеют электронный блок управления, электрическая энергия преобразуется в магнитную, которая и становится причиной нагрева структуры.
Продолжительности временного промежутка между воздействием различных температур. При термической обработке всех металлов учитывается присутствие трех критических точек, которые учитываются. Длительность выдержки может зависеть не только от химического состава материала, но и размеров, формы заготовки.
Особенности прохождения процесса охлаждения. Во много качества получаемого изделия зависят от того, при каких условиях проходил процесс охлаждения. К примеру, есть возможность использовать масло или воду, а также различные порошки в качестве охлаждающей среды.
Довольно часто для изменения качеств металла применяется ТВЧ. Она характеризуется высокой эффективностью в применении, а также простотой в использовании. Сегодня встречаются модели, которые при желании можно установить в домашней мастерской.
Уделяется внимание и выбору более подходящей среды охлаждения. К примеру, есть возможность провести охлаждение в воде
Однако подобная среда приводит к неравномерному охлаждению, что приводит к появлению окалины и других проблем. Для более высокого качества применяется масло. Крупногабаритные заготовки можно охлаждать на открытом воздухе, так как для снижения температуры требуется много времени.
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.
Аналоги стали 45
| США | 1044, 1045, 1045H, G10420, G10430, G10440, G10450, M1044 |
| Япония | S45C, S48C, SWRCH45K, SWRCH48K |
| Евросоюз | 1.1191, 2C45, C45, C45E, C45EC, C46 |
| Китай | 45, 45H, ML45, SM45, ZG310-570, ZGD345-570 |
| Швеция | 1650, 1672 |
| Румыния | OLC45, OLC45q, OLC45X |
| Чехия | 12050, 12056 |
| Австралия | 1045, HK1042, K1042 |
| Австрия | C45SW |
| Южная Корея | SM45C, SM48C |
| Германия | 1.0503, 1.1191, 1.1193, C45, C45E, C45R, Cf45, Ck45, Cm45, Cq45 |
| 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 |
| Италия | 1C45, C43, C45, C45E, C45R, C46 |
| Бельгия | C45-1, C45-2, C46 |
| Испания | C45, C45E, C45k, C48k, F.114, F.1140, F.1142 |
| Болгария | 45, C45, C45E |
| Венгрия | A3, C45E |
| Польша | 45 |
| Румыния | OLC45, OLC45q, OLC45X |
| Чехия | 12050, 12056 |
Определение сталей 45 и 45л
Сталь 45
Сталь 45 – это углеродистая сталь, которая содержит около 0,45% углерода. Она относится к числу наиболее распространенных марок металла, которые используются в промышленности и строительстве. Она обладает хорошей обрабатываемостью и свариваемостью, что обуславливает ее широкое применение в производстве деталей и конструкций.
- Низкая твёрдость;
- Высокая пластичность;
- Хорошая свариваемость;
- Используется для производства кованых деталей, зубчатых колёс, корпусов и решёток.
Сталь 45л
Сталь 45л – это улучшенный вариант стали 45, который содержит дополнительный элемент – легирующий элемент – хром. Он способствует повышению твёрдости и прочности материала, что делает его более приспособленным к технологиям термообработки. Эта сталь применяется в машиностроении, при производстве деталей, работающих в условиях повышенных нагрузок.
- Высокая твёрдость;
- Высокая прочность;
- Допускает термообработку;
- Используется для изготовления зубчатых колёс, валов, рессор, пружин, роторов, деталей кранов и других элементов машин и механизмов.
Критические точки
Чтобы кристаллическая решётка правильно перестроилась и сталь в процессе обработки приобрела необходимые свойства, её нужно выдержать определённое количество времени при определённой температуре.
Если сталь недостаточно прогреть, структура кристаллической решётки изменится не полностью, а перегрев во время обработки может способствовать появлению окалины. Оптимальная температура обработки СТ45 в процессе придания ей прочности задаётся критическими точками 730, 755, 690, 780, 350 °C.
Получить такие температурные значения можно в мартеновских и в электрических печах. На изменение кристаллической решётки, вследствие которого сталь 45 приобретёт привычную потребителю прочность, влияет также скорость нагрева, которой на современном оборудовании управляют при помощи электроники.
Не менее важны соблюдение определённых временных интервалов, в продолжение которых сплав удерживает температуру критических точек, и проведение определённых процедур охлаждения с использованием в качестве охладителя масла, порошка или воды.
Чтобы получить равномерное остывание высокого качества без проявления окалины используется масло. В случае больших размеров заготовок, их охлаждают на воздухе ввиду продолжительности такой процедуры.
Химический состав стали.
Хотя основной долей в составе Стали 45 обладает железо (Fe) – до 97%, но определяющим показателем марки является углерод (C), его доля составляет 0,42 – 0,5%. Именно это число обозначается в маркировке стали. Приведём полный химический состав:
- железо (Fe) — до 97%;
- углерод (С) – от 0,42 до 0,5%;
- кремний (Si) – от 0,17 до 0,37%;
- хром (Cr) – до 0,25%;
- марганец (Mn) — 0,5 — 0,8%;
- никель (Ni) – до 0,25%;
- медь (Cu) – до 0,25%;
- фосфор (P) – до 0,035%;
- сера (S) – до 0,04%;
- мышьяк (As) — 0,08.
Малое процентное содержание хрома и никеля определяет подверженность изделий из Стали 45 коррозии, что необходимо учитывать при техническом обслуживании и смазке редукторов и цепных звёздочек.
Сталь 45 ГОСТ.
Сталь 45 применяется в качестве заготовки для самых разнообразных изделий. В зависимости от формы, весь металлопрокат регламентируется ГОСТами. Подробнее:
- Сортовой прокат, в том числе фасонный — ГОСТ 1050-74, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 8509-86, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8239-72, ГОСТ 8240-72, ГОСТ 10702-78.
- Калиброванный пруток ГОСТ 1050-74, ГОСТ 7414-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78.
- Лист толстый ГОСТ 1577-81, ГОСТ 19903-74.
- Лист тонкий ГОСТ 16523-70.
- Лента ГОСТ 2284-79.
- Полоса ГОСТ 1577-81, ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70.
- Проволока ГОСТ 17305-71, ГОСТ 5663-79.
- Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479-70, ГОСТ 1131-71.
- Трубы ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-87, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 8731-87, ГОСТ 21729-78.
Сталь 45. Механические свойства.
Механические характеристики при повышенных температурах
| t испытания, °C | s0,2, МПа | sB, МПа | d5, % | d, % | y, % | KCU, Дж/м2 |
| Нормализация | ||||||
| 200 | 340 | 690 | 10 | 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 диаметром 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 проката
Технологические свойства стали.
- Начало – 1250 о С;
- Конца – 700 о С;
- Сечение до 400 мм охлаждается на воздухе.
Свариваемость – трудно свариваемая, способы сварки: РДС и КТС. Необходим подогрев и последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием — в горячекатаном состоянии при НВ 170-179 и sB = 640 МПа Ku тв.спл. = 1, Ku б.ст. = 1.
Склонность к отпускной способности — не склонна.
Область применения Сталь 45
Высокая прочность также требуется и при изготовлении различного крепежа: болтов, гаек, других соединительных деталей. К ним предъявляются серьезные требования, они рассчитаны на работу в самых разных условиях, которые заранее невозможно предсказать.
Мы уже упоминали выше, что сталь 45 не подвержена отпускной хрупкости. Поэтому, если вопрос стоит о выборе материала для изготовления сложных форм, то сталь 45 неплохой вариант.
Круги горячекатанные еще один тип изделий из стали 45. Прокат круглого сечения востребован строителями, при возведении современных многоэтажных монолитных зданий он просто идеальная основа для каркаса.
Круги и квадраты кованые часто используются в декоративных целях. А также для укрепления конструкций. В качестве несущих частей мебели, при устройстве каминов и навесов для крепления деталей конструкции.
Прокат калиброванный круглый, многогранный. Отличается высокими пластическими свойствами. Сфер применения множество. Можно упомянуть дорожное строительство, где из прутков делают ограждения для отделения зоны проезжей части от безопасной пешеходной зоны. Добывающие отрасли энергетики очень нуждаются в прокате разного типа. Практически все скважины состоят из сложных несущих конструкций, и тут не обойтись без прутков, труб, и листового проката.
Прокат тонколистовой. Подходит для создания систем вентиляции и отопления. Вентиляционные отводы по сути это системы коробов из тонкой стали. Кроме коробов здесь широко применяются и трубы, которые также изготавливаются из проката.
Сталь 45 благодаря относительно низкой себестоимости является основным сплавом применяемым в машиностроении. Хорошо поддается обработке резанием.
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
ударная вязкость изделий из нее всецело зависит от толщины взятого листа
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.
Механические свойства
| ГОСТ | Состояние поставки, режим термообработки | Сечение, мм | σв, МПа | δ5, % | ψ, % |
|---|---|---|---|---|---|
| 1050-88 | Сталь горячекатаная, кованая, калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации | 25 | 600 | 16 | 40 |
| Сталь калиброванная 5-й категории после нагартовки | Образцы | 640 | 6 | 30 | |
| 10702-78 | Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой после отпуска или отжига | до 590 | 40 | ||
| 1577-93 | Листы нормализованный и горячекатаныеПолосы нормализованные или горячекатаные | 806-25 | 590600 | 1816 | 40 |
| 16523-97 | Лист горячекатаный | до 22-3,9 | 550-690 | 1415 | |
| Лист холоднокатаный | до 22-3,9 | 550-690 | 1516 |
Механические свойства при Т=20 °С
| Сортамент | Размер, мм | Напряжение | σв, МПа | σT, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, кДж/м2 | Термообработка |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Трубы, ГОСТ 8731-87 | 588 | 323 | 14 | |||||
| Пруток калиброван., ГОСТ 10702-78 | 590 | 40 | Отжиг | |||||
| Прокат, ГОСТ 1050-88 | до 80 | 600 | 355 | 16 | 40 | Нормализация | ||
| Прокат нагартован., ГОСТ 1050-88 | 640 | 6 | 30 | |||||
| Прокат отожжен., ГОСТ 1050-88 | 540 | 13 | 40 | |||||
| Лента отожжен., ГОСТ 2284-79 | 440-690 | 14 | ||||||
| Лента нагартован., ГОСТ 2284-79 | 690-1030 | |||||||
| Полоса, ГОСТ 1577-93 | 6 – 60 | 600 | 355 | 16 | 40 | Нормализация |
Механические свойства поковок
| Термообработка | Сечение, мм | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, кДж/м2 | НВ, не более |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Нормализация | 100-300300-500500-800 | 245 | 470 | 191715 | 423434 | 393434 | 143-179 |
| до 100100-300 | 275 | 530 | 2017 | 4038 | 4434 | 156-197 | |
| Закалка. Отпуск | 300-500 | 275 | 530 | 15 | 32 | 29 | 156-197 |
| НормализацияЗакалка. Отпуск | до 100100-300300-500 | 315 | 570 | 171412 | 383530 | 393429 | 167-207 |
| до 100100-300до 100 | 345345395 | 590590620 | 181717 | 454045 | 595459 | 174-217174-217187-229 |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
| Температура отпуска, °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, кДж/м2 | HB, не более |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Закалка 850 °С, вода. Образцы диаметром 15 мм. | ||||||
| 450500550600 | 830730640590 | 980830780730 | 10121625 | 40455055 | 597898118 | |
| Закалка 840 °С, Диаметр заготовки 60 мм. | ||||||
| 400500600 | 520-590470-820410-440 | 730-840680-770610-680 | 12-1414-1618-20 | 46-5052-5861-64 | 50-7060-9090-120 | 202-234185-210168-190 |
Механические свойства при повышенных температурах
| Температура испытаний, °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5,% | ψ, % | KCU, кДж/м2 |
|---|---|---|---|---|---|
| Нормализация | |||||
| 200300400500600 | 34025522517578 | 690710560370215 | 2022212333 | 3644656790 | 6466553959 |
| Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм, кованый и нормализованный.Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с | |||||
| 700800900100011001200 | 1406454342215 | 17011076503427 | 435862728190 | 9698100100100100 |
Механические свойства в зависимости от сечения
| Сечение, мм | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, кДж/м2 |
|---|---|---|---|---|---|
| Закалка 850 °С, отпуск 550 °С. Образцы вырезались из центра заготовок. | |||||
| 153075100 | 640540440440 | 780730690690 | 16151413 | 50454040 | 98785949 |
Предел выносливости
| σ-1, МПА | θ-1, МПА | Состояние стали |
|---|---|---|
| 245421231331 | 157 | σ0,2=310 МПа, σв =590 МПаσ0,2=680 МПа, σв =880 МПаσ0,2=270 МПа, σв =520 МПаσ0,2=480 МПа, σв =660 МПа |
Ударная вязкость
| Т= +20 °С | Т= -20 °С | Т= -40 °С | Т= -60 °С | Состояние поставки |
|---|---|---|---|---|
| Пруток диаметром 25 мм | ||||
| 14-1542-4749-52110-123 | 10-1427-3437-4272-88 | 5-1427-3133-3736-95 | 3-8132931-63 | Горячекатаное состояниеОтжигНормализацияЗакалка. Отпуск |
| Пруток диаметром 120 мм | ||||
| 42-4747-5276-80112-164 | 24-263245-5581 | 15-3317-3349-5680 | 1294770 | Горячекатаное состояниеОтжигНормализацияЗакалка. Отпуск |
Твердость сортамента
| Трубы ГОСТ 8731-87 | HB 10-1 = 207 МПа |
| Прокат горячекатанный ГОСТ 1050-88 | HB 10-1 = 229 МПа |
| Прокат калиброванный нагартованный ГОСТ 1050-88 | HB 10-1 = 241 МПа |
| Прокат калиброванный отожженный ГОСТ 1050-88 | HB 10-1 = 207 МПа |
| Прокат горячекатанный отожженный ГОСТ 1050-88 | HB 10-1 = 197 МПа |
Химический состав стали 45
| Элемент | Массовая доля, % |
|---|---|
| C | 0,42 – 0,5 |
| Si | 0,17 – 0,37 |
| Mn | 0,5 – 0,8 |
| Ni | до 0,25 |
| S | до 0,04 |
| P | до 0,035 |
| Cr | до 0,25 |
| Cu | до 0,25 |
| As | до 0,08 |
| Fe | ~97 |
Примечания.
По ТУ 108.11.890–87 содержание Cr, Ni и Cu – не более 0,40%.
По ГОСТ 1050–88 в стали, предназначенной для изготовления патентированной проволоки, массовая доля элементов должна быть следующей: Mn 0,30–0,60%, Ni — не более 0,15%, Cr — не более 0,15%, Cu — не более 0,20%, S и P — соответственно требованиям стандартов на проволоку, но не превышать 0,040% S и P — не более 0,035%; в прокате, заготовках, поковках и изделиях дальнейшего передела допускаются отклонения по химическому составу: C ± 0,01%; Si ± 0,02%, Mn ± 0,03; P + 0,005%.
Выбираем конструкционную сталь. Характеристики стали 3, 20 и 45, 40х
Сталь ст 3
Сталь 3 (ст3) входит в список конструкционных углеродистых стали. Продукция выпускается различных видов в форме сортового и листового проката. Свойства этого вида стали являются условием для включения их к группе А, вот почему в ее наименовании отсутствуют дополнительные обозначения – ст3. Сталь данного типа производится методом сварки и давления, без горячей или другой дополнительной обработки. При этом используется углеродистая сталь 3.
Представим расшифровку стали 3: «ст» обозначает «сталь», а цифра – номер марки. Процент содержания углерода в данном виде стали указан в номере, и необходимо знать – чем выше номер, тем выше содержание углерода. После номера марки иногда указывается степень раскисления продукта, по параметрам которого сталь подразделяют на кипящие (кп), спокойные (сп) и полуспокойные (пс). Благодаря хорошей свариваемости и простоте данная марка применяется в различных металлических конструкциях и в строительстве.
Сталь 20 и 45
Данные виды стали относятся к качественным углеродистым конструкционным. Являясь низкоуглеродистой, сталь 20 характеризуется отличной свариваемостью, пластичностью и штамповкой. Сталь 20 с такими характеристикам, как правило, используется в производстве разных видов деталей для крепежа – валики, оси и т.д. Данный вид продукции может дополнительно цементироваться, что увеличивает прочность поверхности, одновременно насыщаясь углеродом.
Сталь 45 является среднеуглеродистой качественной конструкционной, особенность которой – невосприимчивость к сварке. В ее характеристики входит также повышенная прочность и, в то же время, низкая вязкость и пластичность. Способ термообработки деталей зависит от условий, в которых протекает работа, где применяются нормализация и улучшение, а также закалка с низким отпуском и ТВЧ. Сталь 45 применяется в производстве деталей небольшого размера: зубчатые колеса, валы, шатуны и детали, подвергающиеся циклическим нагрузкам.
Сталь 40х
Указанный вид стали относится к хромистым конструкционным улучшаемым легированным. Цифры в начале названия показывают процент содержания углерода, а буквы – легирующие элементы. Буква «х» в свою очередь обозначает применение хрома в производстве стали 40х.
Из нее чаще изготавливают средненагруженные детали небольшого размера, причем, чем выше содержание углерода в данной линейке стали, тем выше прочность и ниже пластичность и вязкость. Кроме этого, стали из хрома характеризуются довольно низкой прокаливаемостью
- Конструкционная сталь — это углеродистая или легированная сталь, которая обладает химическими, физическими, механическими свойствами. Сталь данного качества используется в изготовлении механизмов, различных деталей, машиностроительных конструкций и в строительстве. Процесс легирования происходит с помощью следующих химических элементов: титан, марганец, ванадий, молибден, хром, никель, медь, кремний, азот, ниобий, селен, кобальт, вольфрам, бериллий, бор, алюминий.
- Инструментальная сталь — это легированная или углеродистая сталь, из которой изготавливаются измерительные и режущие инструменты, штампы горячего и холодного деформирования, а также детали машин. Острота кромки режущих инструментов объясняются именно наличием в стали молибдена. Процесс легирования инструментальной стали происходит с помощью следующих химических элементов: титан, бериллий, молибден, алюминий, вольфрам, ванадий, медь, хром, марганец, кремний, никель, азот, ниобий, селен, кобальт, молибден, бор.
Область применения Сталь 45
Высокая прочность также требуется и при изготовлении различного крепежа: болтов, гаек, других соединительных деталей. К ним предъявляются серьезные требования, они рассчитаны на работу в самых разных условиях, которые заранее невозможно предсказать.
Мы уже упоминали выше, что сталь 45 не подвержена отпускной хрупкости. Поэтому, если вопрос стоит о выборе материала для изготовления сложных форм, то сталь 45 неплохой вариант.
- Круги горячекатанные еще один тип изделий из стали 45. Прокат круглого сечения востребован строителями, при возведении современных многоэтажных монолитных зданий он просто идеальная основа для каркаса.
Круги горячекатанные
- Круги и квадраты кованые часто используются в декоративных целях. А также для укрепления конструкций. В качестве несущих частей мебели, при устройстве каминов и навесов для крепления деталей конструкции.
Квадраты кованые
- Прокат калиброванный круглый, многогранный. Отличается высокими пластическими свойствами. Сфер применения множество. Можно упомянуть дорожное строительство, где из прутков делают ограждения для отделения зоны проезжей части от безопасной пешеходной зоны. Добывающие отрасли энергетики очень нуждаются в прокате разного типа. Практически все скважины состоят из сложных несущих конструкций, и тут не обойтись без прутков, труб, и листового проката.
Прокат калиброванный многогранный
- Прокат тонколистовой. Подходит для создания систем вентиляции и отопления. Вентиляционные отводы по сути это системы коробов из тонкой стали. Кроме коробов здесь широко применяются и трубы, которые также изготавливаются из проката.
Прокат тонколистовой
Сталь 45 благодаря относительно низкой себестоимости является основным сплавом применяемым в машиностроении. Хорошо поддается обработке резанием.
Свойства стали марки 45
Удельный вес материала составляет 7826 кг/м3. Твердость сплава по Бринеллю достигает 10 -1 = 170 МПа. Критические точки наступают при следующих температурах:
- Ac1 = 730°
- Ac3(Acm) = 755°
- Ar3(Arcm) = 690°
- Ar1 = 780°
- Mn = 350°
Сплав относится к трудносвариваемым. Для данного материала доступны только следующие виды сварки:
- ручная дуговая (РДС),
- контактно-точечная (КТС).
При всех вариантах сварки необходим предварительный нагрев и последующая термическая обработка элементов.
Начальная температура термической обработки +1250°С, конечная +700°С. Изделия с сечением до 400 мм охлаждаются на воздухе.
Обрабатываемость резанием доступна в горячекатаном состоянии при твердости по Бринеллю 170-179 единиц и временном сопротивлении разрыву 640 МПа.
Сталь марки 45 не склонна к отпускной хрупкости и имеет невысокий уровень флокеночувствительности.
Механические и физические свойства
Свойства сплава определяются в первую очередь его составом. Высокое содержание углерода в стали придаёт ей прочность, но одновременно и хрупкость. Плотность СТ45 – 7826 кг/м3, поэтому изделия, изготовленные из неё, легче стандартных. Обычно СТ45 закаливается, приобретая твёрдость (около 170 МПа), но не хрупкость.
Сталь 45 с трудом поддаётся сварке, поэтому перед началом работ её нужно прогревать и при ручном дуговом и контактно-точечном методах сваривании использовать специальные электроды. Из-за низкого значения прокаливаемости резать этот материал (в том числе и сварочным аппаратом) достаточно трудно.
Ковка стали выполняется в температурном диапазоне от 1250 °C в начале работы, до 750 градусов при окончании. Прочность и упругость материала определяется температурой нагрева.
Чтобы сплав можно было использовать для изготовления выносливых деталей, которые работают на износ, применяют азотирование продолжительностью около 6 часов при температуре от 520 до 570 °C. При этом происходит увеличение сопротивляемости знакопеременным нагрузкам и коррозии с небольшим повышением прочности.
Отпуск – это процесс термической обработки сплава для увеличения пластичности, снижения хрупкости и сохранения достаточного значения прочности. С этой целью изделие нагревают в температурном диапазоне от 150 до 650 °C и медленно охлаждают.
Описание стали 45
Конструкционная сталь 45 применяется в промышленности: станкостроении, на производстве автомобилей и прочей техники, инструментов. Отличается хорошими характеристиками: высокой ударной прочностью, пластичностью, устойчивостью к различным нагрузкам – статическим и динамическим. Стандарт проката: ГОСТ 1050-88. Группа свариваемости: третья. Применяемые сплавы-заменители: 40Х, 50, 50Г2. Отличается также следующими характеристиками:
- плотность – 4850 кг/куб. м;
- ударная вязкость – 66 кДж/ кв. м;
- твердость до термической обработки – 20-22 ед. по Роквеллу.
Число 45 указывает на повышенное содержание углерода в сплаве – 0,45%. Это осложняет процесс сварки деталей: может приводить к появлению горячих (во время нагрева) и холодных (после остывания) трещин.
Допустимое содержание элементов:
- C (углерод): 0,42-0,500%;
- Si (кремний): 0,17-0,37%;
- Mn (марганец): 0,50-0,80%.
- США – 1045;
- Япония – S45C, SWRCH45K;
- Европа – 1.1191, 2C45, C45, C45E, C45EC, C46.
Чаще всего поставляется в виде листов или полос разной толщины. Рекомендуется разрезать при помощи плазменной резки, что позволит избежать перегрева кромок, или механическими способами.
Область применения
Самое большое распространение подобные металлы получили в машиностроении. Это связано с тем, что Сталь 45 позволяет получать дешевые изделия с весьма неплохими эксплуатационными качествами. Примером назовем:
- Валы и валы-шестерни. В машиностроительной области весьма распространены валы и валы-шестерни, которые зачастую имеют ступенчатую форму. Подобные изделия становятся частью различных механизмов. Условия эксплуатации определяют возникновение поперечной и продольной нагрузки. Поэтому в приоритете высокая жесткость и прочность.
- Шестерни. Для передачи крутящего момента во многих механизмах устанавливаются шестерни. Они представлены зубчатыми колесами, которые имеют посадочное отверстие. Во время работы на шестерню оказываются самые различные нагрузки. Кроме этого, при контакте поверхность зуба подвергается трению. Поэтому высокая твердость позволяет существенно продлить срок эксплуатации подобного изделия.
- Трубы и элементы запорных механизмов. Несмотря на плохой показатель свариваемости Сталь 45 применяется также при производстве труб. Запорные механизмы могут применяться при большом давлении среды, и поэтому используемые элементы при их изготовлении должны обладать высокой жесткостью.
Согласно стандартам ГОСТ в виде заготовок выпускаются круги и различный прокат. Непосредственное получение деталей проводится при механической обработке за счет применения токарного или фрезерного оборудования.
Низкая коррозионная стойкость подобного металла определяет то, что в машиностроительной сфере получаемые изделия должны работать при условии постоянной смазки. Примером можно назвать механизмы подачи или скорости токарных станков, которые представлены большим количеством валов с насаженными зубчатыми колесами. Для того чтобы они прослужили дольше, проводиться подача масла, которое снижает трение и вероятность образования коррозии.
Для повышения некоторых качеств изделий проводится термическая обработка. В большинстве случаев она представлена закалкой с последующим отпуском. Для того чтобы исключить вероятность появления структурных дефектов из-за перенасыщения поверхности углеродом, процесс закалки существенно усложняется. Примером можно назвать применение различных соляных ванн для охлаждения. Закалка и отпуск проводятся до чистовой обработки, так как есть вероятность образования окалины и других дефектов.
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.
