Сталь 45

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.

Рейтинг: 5/5 — 1
голосов

Характеристика стали 45

Вообще, сталь – это сплав углерода и железа. Сегодня этот материал, за счет своей твердости, пользуется постоянным высоким спросом в различных сферах промышленности. Доля железа в таком сплаве составляет около 45%. Все свойства стадии напрямую зависят от легирующих элементов и содержания углерода, что влияет на будущие изделия для металлопроката. Сталь 45 является самой востребованной маркой. Определенные режимы температурной обработки дают возможность получить прочные изделия. Твердость стали 45 после нормализации напрямую связана с диапазоном температур во время работы.

Сталь марки 45

Окончательный режим обработки – это отпуск стали 45. Главной целью этого процесса является снижение закалочных напряжений, чтобы будущая сталь 45, получила твердость, пластичность и прочность. Ее нагревают до предела ниже Ac₁, выдерживают, а потом охлаждают на воздухе при заданной скорости. В зависимости от уровня температуры нагрева, данный вид термообработки бывает трех видов:

1. Низкий – нагрев 200-250 градусов для получения мартенсита и снятия внутреннего напряжения с сохранением твердости. Сталь используется для режущих и измерительных инструментов.
2. Средний – нагрев 350-500 градусов для получения троостита, повышения вязкости и высокой упругости. Его используют для изготовления рессор, пружин и кузнечных штампов.
3. Высокий – нагрев 500-600 градусов для получения сорбита, чтобы было лучшее соотношение пластических и прочностных свойств. Она применятся при изготовлении большинства автомобильных деталей, например, шатуны двигателей и оси автомобилей.

https://youtube.com/watch?v=I-br0B8ocpI

Нормализация стали 45 – это основная часть обработки стали. В зависимости от диапазона температуры нагрева используются различные режимы нормализации стали. Здесь производится закалка металла, т.е. улучшение ее свойств и характеристик для дальнейшего их закрепления.

Cталь 45

Изделия из стали 45 часто используются в современной промышленности, а также при организации различного производства. Они представлены в виде:

• распределительных и коленчатых валов,
• стандартных шестерней и вал-шестерней,
• бандажей и кулачков,
• шпинделев и цилиндров,
• различных нормализованных, улучшаемых и подвергаемых поверхностной термической обработке деталей с повышенной прочностью.

Сталь 45 цена

Точный химический состав сплава 45

Условия эксплуатации изделий из этого материала, а также данные по химическому составу и процентному соотношению веществ, представленных в стали марки 45, регламентируются нормами ГОСТ 1050-88.

В данный сплав входит 9 элементов. Основными и наиболее значимыми здесь являются марганец и углерод. Дополнительными считаются:

• Кремний
• Никель
• Медь
• Хром
• Мышьяк
• Сера
• Фосфор

Полная информация по процентному соотношению всех веществ, входящих в состав стали марки 45, представлено в таблице ниже и на диаграмме.

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.

Отечественные и зарубежные аналоги стали 45

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.

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.

ГОСТ 1050-2013 Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия

• 77. Металлургия
• 77.140. Продукция из чугуна и стали
• 77.140.45 Нелегированные стали
• 77.140.60 Стальные прутки и катанка

Статус документа:

действует, введён в действие 01.01.2015

Название на английском языке:

Metal products from nonalloyed structural quality and special steels. General specification

Дата актуализации информации по стандарту:

10.09.2019, в 14:13 (менее года назад)

Вид стандарта:

Основополагающие стандарты

Дата начала действия ГОСТа:

2015-01-01

Дата последнего издания документа:

2014-12-15

Коды документа ГОСТ 1050-2013:

Код ОКП:

095000;114100;115000

Код КГС:

В32

Число страниц:

37

Назначение ГОСТ 1050-2013:

Настоящий стандарт распространяется на металлопродукцию горячекатаную, кованую, калиброванную и со специальной отделкой поверхности, предназначенную для использования в различных отраслях промышленности.
В части требований к химическому составу стандарт распространяется на слитки, блюмы, слябы, катаные, кованые и непрерывнолитые заготовки, поковки, штамповки, листовой и другие виды проката.
Настоящий стандарт распространяется на металлопродукцию из стали марок 05кп, 08кп, 08пс, 10кп, 10пс, 11кп, 15кп, 15пс, 18кп, 20кп и 20пс только в части требований к химическому составу

Документ разработан орг-ей:

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии

Документ принят орг-ей:

Межгосударственный Совет по стандартизации метрологии и сертификации, протокол №62-П

Ключевые слова документа:

гарантии изготовителя, горячекатаная, калиброванная, кованая, марки, маркировка, металлопродукция, методы испытаний, мотки, полосы, правила приемки, прутки, со специальной отделкой поверхности, сортамент, сталь конструкционная, сталь нелегированная качественная, сталь нелегированная специальная, технические требования, транспортирование, требования безопасности и охраны окружающей среды, упаковка, хранение

Нормативные ссылки из текста ГОСТ 1050-2013:

Ссылки на ГОСТы:

ГОСТ 103-2006 ГОСТ 1051-73 ГОСТ 1133-71 ГОСТ 1497-84 ГОСТ 1763-68 ГОСТ 2590-2006 ГОСТ 2591-2006 ГОСТ 2789-73 ГОСТ 2879-2006 ГОСТ 4405-75 ГОСТ 5157-83 ГОСТ 5639-82 ГОСТ 5657-69 ГОСТ 7417-75 ГОСТ 7564-97 ГОСТ 7565-81 ГОСТ 7566-94 ГОСТ 8559-75 ГОСТ 8560-78 ГОСТ 8817-82 ГОСТ 9012-59 ГОСТ 9013-59 ГОСТ 9454-78 ГОСТ 10243-75 ГОСТ 12349-83 ГОСТ 12354-81 ГОСТ 12359-99 ГОСТ 12361-2002 ГОСТ 14955-77 ГОСТ 17745-90 ГОСТ 18895-97 ГОСТ 21014-88 ГОСТ 21120-75 ГОСТ 21650-76 ГОСТ 22235-2010 ГОСТ 22536.0-87 ГОСТ 22536.1-88 ГОСТ 22536.2-87 ГОСТ 22536.3-88 ГОСТ 22536.4-88 ГОСТ 22536.5-87 ГОСТ 22536.6-88 ГОСТ 22536.7-88 ГОСТ 22536.8-87 ГОСТ 22536.9-88 ГОСТ 22536.10-88 ГОСТ 22536.11-87 ГОСТ 22536.12-88 ГОСТ 24597-81 ГОСТ 26877-2008 ГОСТ 27809-95 ГОСТ 28033-89 ГОСТ 30415-96 ГОСТ 28473-90

Применение данной марки металла

Сплав СТ45 (шпоночная сталь) применяется в промышленности (чаще в металлургической) для изготовления высокопрочных деталей, поверхность которых подвергается термической обработке, нормализуется или улучшается.

• валы-шестерни;
• цилиндры;
• распределительные и коленчатые валы;
• шпиндели;
• кулачки патронов станков;
• плоскогубцы;
• шестерни;
• ручные тисочки;
• бандажи;
• круглогубцы;
• бесшовные трубы.

Коленчатые и распределительные валы изготавливаются в большом диапазоне диаметров, имеют ступени и канавки. При помощи фрезерной обработки круглых заготовок, выполненных с использованием закаливания и отпуска, производятся шестерни, шпиндели и кулачки.

Благодаря высокой прочности сталь 45 часто применяют при изготовлении крепежа, способного выдерживать поперечную нагрузку. Из этого сплава изготавливают также листовой материал и пластины, применяемые в производстве и для обшивки несущих конструкций.

Способность переносить большие перепады температуры делает СТ45 незаменимой при производстве редукторов. Сталь 45 – это основной сплав, применяемый в машиностроении. Легче всего прокат поддаётся разрезанию, поэтому заготовки из неё обрабатываются точением и фрезерованием.

Невысокая хрупкость и достаточная твёрдость позволяют изготавливать из СТ45 такие сложные технические изделия как звёздочки и шестерёнки со сложной конфигурацией.

Диапазон применения стали существенно расширяется за счёт легирования, повышения концентрации хрома, закаливания состава. Помимо вышеперечисленных изделий из СТ45 изготавливают:

• муфты;
• валы;
• штоки и пальцы крейцкопфов для насосов различных видов;
• компрессоры;
• переводники и стволы для вертлюгов, бурильных труб и рабочих;
• корпуса долот;
• ролики привенторов;
• фиксаторы и шпонки буровых станков;
• цепные колёса буровых лебёдок.

Сплав применяется для выпуска арматуры, скалок насосов, цапф, элементов пневмопроводов, которые не используются под давлением и не свариваются. Из него выпускают фланцы, которые устанавливаются в трубопроводах с давлением от 10 МПа.

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 и предел текучести стали 45, sT .

• 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 , по Роквеллу HRC . 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.