Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сталь 45

Сталь 45.

Сталь 45 относится к конструкционным углеродистым качественным сталям. Благодаря высокой выносливости и терпимости к значительным перепадам температуры, сталь 45 применяется при производстве редукторов. Из данной стали изготавливают валы-шестерни и зубчатые колёса для таких массовых изделий из нашего каталога, как редукторы РМ-250, РМ-350, РМ-400, РМ-500 и РМ-850. Сталь 45 является относительно дешёвым металлом, что позволяет производить из неё и цепные приводные звёздочки. После соответствующей термообработки звездочки для цепей ПР-25,4, ПР-31,75, ПР-38,1, ПР-44,45 и ПР-50,8 обеспечивают долгую работоспособность цепного привода.

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, °Cs0,2, МПаsB, МПаd5, %d, %y, %KCU, Дж/м2
Нормализация
200340690103664
300255710224466
400225560216555
500175370236739
60078215339059
Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм, кованый и нормализованный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с.
7001401704396
800641105898
900547662100
1000345072100
1100223481100
1200152790100
Механические свойства проката
Термообработка, состояние поставкиСечение, ммsB, МПаd5, %d4, %y, %
Сталь горячекатаная, кованая, калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации256001640
Сталь калиброванная 5-й категории после нагартовки640630
Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой после отпуска или отжига<59040
Листы нормализованные и горячекатаные8059018
Полосы нормализованные или горячекатаные6-256001640
Лист горячекатаный<2550-69014
Лист горячекатаный2-3,9550-69015
Лист холоднокатаный<2550-69015
Лист холоднокатаный2-3,9550-69016
Механические свойства поковок
Сечение, ммs0,2, МПаsB, МПаd5, %y, %HB
Нормализация
100-3002454701942143-179
300-5002454701735143-179
500-8002454701530143-179
<1002755302044156-197
100-3002755301734156-197
Закалка. Отпуск
300-5002755301529156-197
Нормализация. Закалка. Отпуск.
<1003155701739167-207
100-3003155701434167-207
300-5003155701229167-207
<1003455901859174-217
100-3003455901754174-217
<1003956201759187-229
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
t отпуска, °Сs0,2, МПаsB, МПаd5, %y, %KCU, Дж/м2HB
Закалка 850 °С, вода. Образцы диаметром 15 мм
450830980104059
500730830124578
550640780165098
6005907302555118
Закалка 840 °С, вода. Диаметр заготовки 60 мм
400520-590730-84012-1446-5050-70202-234
500470-520680-77014-1652-5860-90185-210
600410-440610-68018-2061-6490-120168-190
Читайте так же:
Как крепить дюбель гвоздь
Механические свойства в зависимости от сечения
Сечение, ммs0,2, МПаsB, МПаd5, %y, %KCU, Дж/м2
Закалка 850 °С, отпуск 550 °С. Образцы вырезались из центра заготовок.
15640780165098
30540730154578
75440690144059
100440690134049

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.

8.2. Закалка стали

Закалка является одним из основных видов упрочняющей термической обработки. Она производится для повышения твердости, износостойкости и упругости сталей. После закалки наряду с высокой твердостью стали приобретают одновременно и наибольшую хрупкость. Главным отличием закалки от других операций термической обработки является высокая скорость охлаждения, достигаемая применением различных закалочных сред.

Температуру, до которой нагревают углеродистую и низколегированную сталь под закалку, выбирают в соответствии с диаграммой железо-углерод. Зона закалочных температур для сталей на диаграмме приведена на рис.26. Температура нагрева под закалку доэвтектоидных сталей на 30…50?С выше линии GS. При этом сталь переходит в состояние аустенита.

В зависимости от скорости охлаждения сталь после закалки может иметь структуру мартенсита, сорбита и троостита, существенно влияющую на свойства стали. При резком, сильном охлаждении диффузионный распад аустенита становится невозможным. В процессе охлаждения атомы железа из решетки Fe? перестраиваются в решетку Fe?. Как известно, (раздел 5), аустенит представляет собой твердый раствор внедрения углерода в Fe?. В зависимости от марки стали, аустенит может растворять до 2% углерода. Максимальная растворимость углерода в Fe? при нормальных условиях не превышает 0,002%. При резком охлаждении нагретой стали углерод не успевает выделится из кристаллической решетки железа и образовать частички цементита. В результате образуется пересыщенный твердый раствор углерода в Fe?, называемый мартенситом.

Температура нагрева под закалку заэвтектоидных сталей на 30…50?С выше линии PSK (рис.26). Нагрев этих сталей выше линии SE приводит к укрупнению зерен аустенита и росту закалочных напряжений, что отрицательно сказывается на свойствах закаленных сталей (увеличивается хрупкость).

Скорость охлаждения, которая обеспечивает при закалке получение мартенситной структуры, называется критической скоростью закалки. Охлаждение со скоростью меньше критической приводит к образованию сорбитной, трооститной и перлитной структуры. Для образования мартенсита скорость охлаждения должна превышать критическую, т.е. примерно свыше 1500С/с, что не позволяет углероду выделиться из решетки аустенита.

Структура перлита, получаемая при медленном охлаждении стали, является равновесной. Структуры сорбита, троостита и мартенсита являются неравновесными. Причем из-за значительного количества углерода кристаллическая решетка в мартенсите искажается и становится тетрагональной (вместо гранецентрированной кубической у аустенита).

Мартенсит имеет характерное игольчатое строение, что хорошо видно под микроскопом (рис.27). Он отличается высокой твердостью, прочностью и хрупкостью. Поэтому чем больше аустенита превращается в мартенсит, тем сталь после закалки будет более твердой. В связи с этим температура нагрева стали под закалку должна быть такой, чтобы сталь полностью перешла в аустенитное состояние.

Большинство конструкционных сталей под закалку нагревают до температур 800. 880?С (рис.26). Температура нагрева под закалку инструментальных заэвтектоидных сталей составляет 760. 780?С.

Длительность нагрева определяется многими факторами. Основными из них являются температура закалки, теплопроводность стали, способ нагрева, тип печи, форма и размеры детали. Наибольшая скорость нагрева достигается при индукционном нагреве, а наименьшая – в пламенных печах. Для конкретных условий закалки при выборе длительности нагрева обычно пользуются опытными данными. Ориентировочно для углеродистых сталей, например, при нагреве в электрических печах время нагрева до 790. 850?С принимают равным 1. 2 мин на каждый миллиметр толщины детали. После достижения заданной температуры изделие выдерживается в печи в течение некоторого времени для полного прогрева по сечению и завершения структурных превращений. Обычно время выдержки принимают равным 15. 25% от длительности нагрева.

Следует иметь в виду, что необходимые структурные превращения в стали начинаются при температуре около 700?С. С повышением температуры нагрева и увеличением длительности выдержки наблюдается интенсивное увеличение зернистости стали, которая затем фиксируется быстрым охлаждением. Поэтому, желая иметь в структуре стали больше аустенита чтобы затем весь его перевести в мартенсит и получить более твердую сталь, мы вынуждены как можно дольше держать сталь при температуре структурных превращений. Это создает благоприятные условия для роста зерна и способствует тем самым увеличению хрупкости закаленной стали.

Читайте так же:
Мастер кипиа кто это

Большинство легирующих элементов, особенно титан, цирконий и ванадий, тормозят рост зерна аустенита. Марганец и фосфор увеличивают склонность зерна аустенита к росту.

Скорость охлаждения при закалке, определяющая строение и свойства термообработанной стали, зависит от охлаждающей среды, формы изделия, теплопроводности стали, а также от технологической схемы охлаждения. Наилучшей охлаждающей средой может считаться та, которая обеспечивает высокую скорость охлаждения в интервале температур 550. 650?С, т.е. в интервале минимальной устойчивости аустенита. Минимальная скорость охлаждения должна быть при температурах 200. 300?С, когда возникает наибольшая опасность появления трещин вследствие образования мартенсита.

Наиболее распространенными закалочными средами являются вода, водные растворы солей или щелочей (например, 10% раствор NaCl или 10. 15% раствор NaOH), минеральные масла, расплавленные металлы, соли и др.

Для закалки сравнительно простых по конфигурации деталей из углеродистых и низколегированных сталей чаще всего используют наиболее простой способ охлаждения в одной закалочной среде. При этом применение сред с небольшой скоростью охлаждения, например, машинного масла, позволяет существенно снизить опасность образования трещин или коробления деталей при закалке. Однако высокая твердость в этом случае может быть получена лишь у легированных сталей. Недостаток этого способа закалки заключается в том, что вследствие неравномерного охлаждения по сечению в детали возникают большие термические напряжения.

Для углеродистых сталей снизить закалочные напряжения и одновременно получить высокую твердость можно, применяя различные технологические приемы. Эти приемы должны обеспечить оптимальные условия охлаждения деталей при закалке. В частности, для деталей более сложной формы используют так называемую прерывистую закалку (закалку в двух средах). В этом случае нагретую деталь вначале опускают в воду, а затем для окончательного охлаждения перебрасывают в масло. Это позволяет снизить скорость охлаждения в области мартенситного превращения и тем самым уменьшить структурные напряжения. Этот способ обычно используют при закалке инструментальн ых углеродистых сталей. Однако точное время переноса делали из воды в масло определить трудно.

Ступенчатая закалка по сравнению с предыдущими способами является более совершенной. В этом случае детали охлаждают в расплавленных солях, подогретом масле или других средах, нагретых до температур 300. 350?С, т.е. несколько выше мартенситной температурной точки для данной стали. После выдержки в этой среде до выравнивания температуры по всему сечению деталь извлекают из охлаждающей среды и охлаждают на воздухе. Этот способ лишен недостатков прерывистой закалки и позволяет достигнуть минимальных напряжений при закалке, избежать появления горячих трещин и чрезмерных деформаций. Чаще всего ступенчатую закалку применяют при термической обработке инструмента диаметром (толщиной) 8. 10 мм.

Аналогичным образом производится и изотермическая закалка, однако в этом случае выдержка при температуре выше мартенситной точки назначается с таким расчетом, чтобы произошел полный распад аустенита. Образующаяся при этом структура (игольчатый троостит) обусловливает несколько пониженную твердость закаленной стали, однако полностью устраняются структурные напряжения и значительно уменьшаются термические напряжения. Изотермическая закалка как и ступенчатая возможна лишь для небольших изделий, сечение которых быстро прогревается до температуры горячей ванны.

Выбирая охлаждающие среды, следует учитывать закаливаемость и прокаливаемость данной стали.

Закаливаемость – это способность стали принимать закалку, т.е. приобретать после закалки детали высокую твердость. Закаливаемость определяется содержанием углерода в стали. Низкоуглеродистые стали (до 0,3% углерода) практически не закаливаются, так как при закалке их механические свойства не изменяются.

Одной из важнейших характеристик, позволяющих оценивать способность стали подвергаться закалке, является ее прокаливаемость. Под прокаливаемостью понимают глубину проникновения закаленной зоны. В связи с тем, что действительная скорость охлаждения не одинакова по сечению детали и убывает от периферии к центру, то сердцевина детали может не получить мартенситной структуры и твердость ее окажется пониженной.

Существенное влияние на прокаливаемость стали оказывает ее химический состав, температура и длительность нагрева. Легирующие элементы (кроме кобальта) увеличивают прокаливаемость. Диаметр максимального сечения, прокаливающегося в данном охладителе насквозь, называется критическим диаметром. Например, критический диаметр стали 45 при закалке в воде не превышает 12,5 мм. Повышение содержания марганца в этой стали до 1,7% увеличивает критический диаметр вдвое.

Нагрев сталей под закалку проводят в печах различной конструкции с электрическим или пламенным обогревом. Для предотвращения обезуглероживания и окисления металла требуется контролировать атмосферу печи, в которой ведется нагрев и выдержка изделий. Нагрев можно вести также в расплавах стекла и солей.

Читайте так же:
Компрессор для создания вакуума

В закаленных сталях всегда присутствует остаточный аустенит, который снижает твердость, прочность и износостойкость изделий. Для снижения количества остаточного аустенита закаленные изделия обрабатывают холодом. Снижение температуры до – 80?С для большинства сплавов вызывает превращение остаточного аустенита в мартенсит и приводит к повышению твердости. Обработке холодом подвергают детали шарикоподшипников, точных механизмов, измерительный инструмент, штампы и др. Обработка холодом не уменьшает внутренних напряжений, поэтому после такой обработки обязательно проводят отпуск.

Сталь 45: общие характеристики и свойства марки

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.

Марки стали, применяемой для металлопроката

Маркировка сплава

Специальные сплавы

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%.

В сталь могут быть добавлены легирующие элементы.

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

Как закалить сталь 45 рп.

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

Пики, зубила сталь 45.

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

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

Читайте так же:
Каким током заряжать пальчиковые аккумуляторы

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)].

Круг инструментальный

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; 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.

Технические характеристики углеродистой стали 45


777

Характеристики стали 45 позволяют классифицировать ее, как конструкционный сплав феррито-перлитного типа. Эти материалы находят применение во многих сферах, что обусловлено различным содержанием углерода. На свойства сплава оказывают влияние также различные технологии термообработки.

Технические характеристики стали 45

Состав сплава

Характеристики и применение стали 45 определяются ее химическим составом. Каждый элемент, который добавляется при легировании, в определенной степени изменяет механические свойства материала. Согласно установленным стандартам класс углеродистых сталей конструкционного типа маркируется двузначным числом. Оно соответствует усредненному значению концентрации углерода, выраженному в сотых долях процента.

Если расшифровать марку стали 45, можно понять, что главными составными частями являются железо (Fe) и углерод (C). Повышенная твердость стали связана именно с количественной характеристикой углерода. Однако в сплаве присутствуют и другие металлы, количественное соотношение которых регламентируется ГОСТом 1050-72:

  • марганец – 0,5-0,8%;
  • кремний – 0,17-0,37%;
  • небольшие примеси других металлов, общее количество которых не превышает 0,7%;
  • фосфор – до 0,035%;
  • сера – до 0,04%.

Кремний и марганец относятся к полезным добавкам, их присутствие способствует:

  • повышению пластичности;
  • прочностных характеристик после термообработки;
  • устранению внутренних напряжений;
  • уменьшению вероятности возникновения трещин.

Состав определяет и химические свойства стали 45:

  • степень окисления;
  • подверженность коррозии;
  • показатели жаропрочности.

Малые количества таких элементов, как никель, медь, хром, мышьяк, не оказывают особого влияния на свойства стали. Среди вредных примесей – сера и фосфор, попадающие в нее в процессе выплавки. Они снижают пластичность и ударную вязкость, вызывая явление красноломкости. Однако их содержание в сплаве не превышает минимально допустимых значений.

Аналоги и сортамент

В качестве отечественных заменителей марки стали 45 можно использовать:

  • 50;
  • 50Г2;
  • 40Х.

Сплав имеет множество аналогов и в других странах:

  • 1044, 1045, 1045H, G10450, M1044 – Соединенные Штаты;
  • S45C, SWRCH45K – Япония;
  • 1.0503, C45E – Германия;
  • 1C45, XC45H1 – Франция;
  • C45, C45R – Италия;
  • ZG310-570 – Китай;
  • 1650 – Швеция;
  • C45SW – Австрия;
  • SM45C – Южная Корея.
Читайте так же:
Как отпустить металл в домашних условиях видео

Конcтрукционная cталь 45 поставляется в виде:

  • сортового проката, для которого установлено несколько стандартов;
  • калиброванного прутка;
  • серебрянки и шлифованного прутка по ГОСТу 14955-77;
  • толстой и тонкой листовой стали;
  • лент и полос;
  • проволоки;
  • кованых заготовок;
  • газопроводных труб и соединительных фитингов.

Основные свойства

Для измерения параметров сплава используются различные методы:

  • твердость рассчитывается, исходя из силы противодействия образца влиянию алмазного стержня;
  • показатели прочности и пластичности – растяжением образцов до разрыва;
  • вязкость – ударными нагрузками.

Физико-механические свойства стали 45 во многом определяются coдержанием углерода, так как другие примеси незначительны:

  • удельный вес – 7826-7595 кг/м 3 , он колеблется в небольших пределах в зависимости от состава;
  • прeдел текучeсти – 640 МПа;
  • предел выноcливости – 245 МПа;
  • величина ударной вязкости – 66 кДж/м 2 ;
  • коэффициент упругоcти – 2 МПа;
  • коэффициент теплопроводности – 48 Вт/м*град;
  • удельная теплоемкость – 473 Дж/кг*град;
  • значение относительного удлинения – 15%;
  • показатель отнoсительного сужения – 40%;
  • коэффициент линейного расширения при 1000С – 11,9 1/град.;
  • температурный интервал ковки – 1250-700 градусов;
  • твердость необработанной стали – 20-22 по Роквеллу;
  • твердость после термообработки увеличивается более чем в 2 раза.

Сталь хорошо поддается механической обработке, однако недостаточно устойчива к коррозии. При эксплуатации изделий в агрессивных или влажных средах необходимо покрывать их поверхность защитным составом. Сплав трудно поддается сварочным операциям, поэтому требует предварительного подогрева до 150-200 градусов. Сварные швы не отличаются достаточной прочностью и склонны к образованию трещин.

Физические свойства стали 45 зависят от температуры, при которой проводятся испытания опытного образца. Например, плотность металла с повышением температуры уменьшается:

  • при 20 0С она составляет – 7826 кг/м 3 ;
  • при 1000С – 7799 кг/м 3 ;
  • 2000С – 7769 кг/м 3 ;
  • 8000С – 7595 кг/м 3 .

Механические свойства стали 45

Термическая обработка

Любая сталь подвергается термической обработке с целью улучшения ее свойств. Во время процессов нагревания, выдержки и последующего охлаждения изменяется внутренняя структура металла. Термообработка разделяется на 3 этапа, которые отличаются:

  • временем нагрева;
  • скоростью охлаждения;
  • средой, в которой происходит процесс охлаждения.

Первый этап – отжиг, происходит в специальных печах, где металл нагревается до высоких температур, а затем постепенно охлаждается:

  • при отжиге I рода нагрев не превышает критических точек;
  • при отжиге II рода металл нагревается выше критического значения, что приводит к изменению его кристаллической структуры.

Любой вид отжига снимает внутренние напряжения и уменьшает неоднородность структуры. Для сплава 45 температура отжига составляет 780-830 градусов.

Второй этап – закалка. Температура закалки стали 45 – 820-860 градусов, после чего проводится медленное охлаждение в одной из сред:

  • чистой воде;
  • растворах солей;
  • минеральных маслах.

Третий этап – отпуск стали, предназначен для снятия остаточных напряжений и повышения вязкости металла. Сталь нагревают до температуры ниже критической, а затем охлаждают в специальных ваннах:

  • с раствором селитры;
  • минеральным маслом;
  • расплавом щелочи.

Преимущества и недостатки

Свойства стали 45 определили ее основные достоинства:

  • высокую прочность, которая необходима для механизмов, работающих в условиях интенсивных нагрузок;
  • устойчивость к ударам и трению;
  • возможность использования в неблагоприятных климатических условиях;
  • высокий предел выносливости и износостойкости;
  • устойчивость к температурным перепадам;
  • функциональность и доступная стоимость;
  • восприимчивость к механической обработке;
  • низкая флокеночувствительность;
  • отсутствие склонности к отпускной хрупкости;
  • оптимальный диапазон рабочих температур, за границей которого снижаются механические свойства стали 45 – от 200 до 600 градусов.

При использовании стали следует учитывать не только ее плюсы, но и минусы:

  • нагревание до 200 градусов ведет к снижению прочности;
  • ограниченная свариваемость материала требует специальных технологических приемов;
  • сталь неустойчива к коррозии.

Спектр применения

Характеристики стали 45 делают возможным ее применение в тех производствах, где требуются повышенная прочность и износоустойчивость деталей, в частности, для изготовления:

  • валов и шестерен;
  • цилиндрических передач;
  • рессорных конструкций, испытывающих не очень сильные нагрузки;
  • газопроводных труб и соединительных элементов к ним;
  • крепежных элементов – гаек, шайб, анкерных болтов;
  • радиальных подшипников для валов, скорость вращения которых не превышает 0,2 м/сек;
  • других деталей, которые подвергаются постоянному поверхностному воздействию.

Из стали 45 часто изготавливают державки режущих инструментов, на которые затем крепят пластину из твердого сплава, что позволяет сэкономить более дорогие материалы. Отсутствие отпускной хрупкости позволяет использовать ее для производства изделий сложной формы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector