Температура плавления стали 45

Сталь 45

Общие данные

Заменитель
Сталь 40Х, Сталь 50, Сталь 50Г2
Вид поставки
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.

Химический состав (по ГОСТ 1050-2013)

Химический элемент %
Углерод (C) 0.42-0.50
Кремний (Si) 0.17-0.37
Медь (Cu), не более 0.25
Мышьяк (As), не более 0.08
Марганец (Mn) 0.50-0.80
Никель (Ni), не более 0.25
Фосфор (P), не более 0.035
Хром (Cr), не более 0.25
Сера (S), не более 0.04

Механические свойства

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания, °C σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % δ, % ψ, % KCU, Дж/м 2
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

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм σB, МПа δ5, % δ4, % ψ, %
Сталь горячекатаная, кованая, калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации 25 600 16 40
Сталь калиброванная 5-й категории после нагартовки 640 6 30
Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой после отпуска или отжига 2 HB
Закалка 850 °С, вода. Образцы диаметром 15 мм
450 830 980 10 40 59
500 730 830 12 45 78
550 640 780 16 50 98
600 590 730 25 55 118
Закалка 840 °С, вода. Диаметр заготовки 60 мм
400 520-590 730-840 12-14 46-50 50-70 202-234
500 470-520 680-770 14-16 52-58 60-90 185-210
600 410-440 610-680 18-20 61-64 90-120 168-190

Механические свойства в зависимости от сечения

Сечение, мм σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м 2
Закалка 850 °С, отпуск 550 °С. Образцы вырезались из центра заготовок.
15 640 780 16 50 98
30 540 730 15 45 78
75 440 690 14 40 59
100 440 690 13 40 49

Технологические свойства

Температура ковки
Начала 1250, конца 700. Сечения до 400 мм охлаждаются на воздухе.
Свариваемость
Трудносвариваемая. Способы сварки: РДС и КТС. Необходим подогрев и последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием
В горячекатаном состоянии при НВ 170-179 и sB = 640 МПа Ku тв.спл. = 1, Ku б.ст. = 1.
Склонность к отпускной способности
Не склонна.
Флокеночувствительность
Малочувствительна.

Температура критических точек

Критическая точка °С
Ac1 730
Ac3 755
Ar3 690
Ar1 780
Mn 350

Ударная вязкость

Ударная вязкость, KCU, Дж/см 2

Состояние поставки, термообработка +20 -20 -40 -60
Пруток диаметром 25 мм. Горячекатаное состояние. 14-15 10-14 5-14 3-8
Пруток диаметром 25 мм. Отжиг 42-47 27-34 27-31 13
Пруток диаметром 25 мм. Нормализация 49-52 37-42 33-37 29
Пруток диаметром 25 мм. Закалка. Отпуск 110-123 72-88 36-95 31-63
Пруток диаметром 120 мм. Горячекатаное состояние 42-47 24-26 15-33 12
Пруток диаметром 120 мм. Отжиг 47-52 32 17-33 9
Пруток диаметром 120 мм. Нормализация 76-80 45-55 49-56 47
Пруток диаметром 120 мм. Закалка. Отпуск 112-164 81 80 70

Предел выносливости

σ-1, МПа τ-1, МПа σB, МПа σ0,2, МПа
245 157 590 310
421 880 680
231 520 270
331 660 480

Прокаливаемость

Твердость для полос прокаливаемости HRCэ (HRB).

Характеристики и расшифровка стали 45. Где применяется?

Сталь – это одна из самых востребованных разновидностей сплавов благодаря универсальности применения и доступной для массового потребителя цене. Для каждой её категории в ГОСТ описан химический состав, определяющий область использования. Марка стали СТ45 отличается невысокой стоимостью, небольшой хрупкостью и достаточной твёрдостью. В случае необходимости её можно заменить марками 40Х, 50, 50Г2, обладающими сходными характеристиками.

Сталь 45 поставляется на рынок в виде нескольких разновидностей проката, в прутках разного калибра и обработки поверхности, толстых и тонких листов, стальных лент и полос, разнообразных проволок (например, для изготовления канатов из стали и ковки), труб, поковок и кованных заготовок. Параметры каждой разновидности товара определяются действующими ГОСТ.

В мировой промышленности представлено большое количество сплавов, имеющих сходные характеристики. Зарубежные аналоги стали 45 есть в таких стандартах, как:

  • DIN.
  • WNr.
  • JIS.
  • AFNOR.
  • BS.
  • EN.
  • UNI.
  • NBN.
  • UNE.
  • GB.
  • SS.
  • BDS.
  • MSZ.
  • PN.
  • STAS.
  • CSN.
  • ONORM.
  • AS.
  • SNV.
  • KS.

Химический состав

Свойства сплава определяются его составом. Сталь марки СТ45 обычно включает в себя следующие химические элементы:

  • от 0,42 до 0,5% углерода (что следует из марки стали);
  • от 0,17 до 0,37% кремния;
  • от 0,5 до 0,8% марганца;
  • не более 0,25% никеля;
  • до 0,04% серы;
  • не больше 0,035% фосфора;
  • до 0.25% хрома;
  • не более 0,25% меди;
  • до 0,08% мышьяка;
  • около 97% железа.
  1. Как отличить, например, сталь 45 от СТ3, опираясь на разницу в их составе?Как видно из приведённого выше описания, основными составляющими сплава СТ45 являются углерод, определяющий твёрдость стали, и железо. У стали 3 углерода в составе от 0,14 до 0,22%, то есть в 2 раза меньше. Включение легирующих элементов незначительное в обоих сплавах. Хром, никель и медь представлены в СТ45 в концентрации 0,25%, а в СТ3 их может содержаться до 0,3%.
  2. Какая сталь прочнее, СТ3 или СТ45? По доле углерода ясно, что сталь 45 прочнее и твёрже СТ3.

    При повышении качества стали по одному из параметров могут снижаться показатели по-другому. Нержавеющие стали, например, менее прочны, чем углеродистые, а повышение прочности углеродистых сталей способствует ухудшению их антикоррозионных качеств.

к содержанию ↑

Расшифровка

Различие марок стали определяется не только разным химическим составом, но и спецификой изготовления. Умение расшифровать маркировку позволяет на основании полученной информации о составе сплава и технологии изготовления предположить его технические характеристики и определить область применения. Каждый вид стали задаётся в маркировке соответствующей буквой.

Стали принято классифицировать по составу, качеству изготовления, типу выплавки, структуре и назначению. В соответствии с составом они подразделяются на углеродистые и легированные. В коде маркировки каждый химический элемент при содержании его более 1,5% отображается буквой элемента с расположенной рядом цифрой, показывающей его количество в сплаве в %. Содержание хрома, присутствующего в любой стали, обозначается цифрой в начале маркировки.

По качеству изготовления выпускаются обыкновенные, качественные, высококачественные и особо высококачественные. Сплавы повышенного качества маркируются буквой А, проставленной в конце маркировочного обозначения.

Тип выплавки подразделяет стали на конверторные, мартеновские, электростали и изготовленные по особенной методике.

Так сталь 45 обозначается сочетанием Cn и следующим за ним числом, демонстрирующим количество хрома в сплаве. СТ45 – качественная углеродистая конструкционная сталь мартеновской выплавки.

Окончательная структура стали определяется процессом нагрева сплава до критических точек, позволяющим менять состояния кристаллической решётки, и вариантом последующего охлаждения, то есть закаливанием.

Каждая из итоговых структур придаёт сплаву новые свойства:

  1. Перлитная – улучшает сваривание и обработку.
  2. Ферритная увеличивает пластичность.
  3. Карбидная и аустенитная закалки повышают прочность.

По раскислению (снижению в составе стали кислорода и оксидов) сплавы подразделяются на кипящую сталь (сп), спокойную (кп) и полуспокойную (пс).

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/м 3 , 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.

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.

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.

Из неё производят:

  • 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.

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: 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.

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.

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.

Технические характеристики углеродистой стали 45

  • Total:

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%.

Заменители сплава

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

  • 40Х;
  • 50;
  • 50Г2.
  • 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.

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/м 3 ;
  • 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/м 2 ;
  • величина относительного удлинения – 15%;
  • относительного сужения – 40%;
  • отсутствует склонность к отпускной хрупкости;
  • чувствительность к образованию флокенов небольшая.

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.

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 по ГОСТ и область применения

Существует огромное количество различных сталей, которые отличаются химическим составом и основными эксплуатационными качествами. Наиболее распространена группа конструкционных углеродистых сталей. Они применяются в самых различных областях промышленности. ГОСТ сталь 45 определяет химический состав, характеристики и область применения.

  • Технологические свойства
  • Физические свойства
  • Область применения

Технологические свойства

Все металлы характеризуются различными качествами, которые определяют их область применения. Сталь 45 применяется во всех видах промышленности. Ее можно охарактеризовать следующим образом:

  1. Небольшая стоимость.
  2. Получаемые изделия могут выдерживать частые перепады температуры.
  3. Высокий предел выносливости.
  4. Структура может выдерживать нагрев до температуры 600 градусов Цельсия.

Несмотря на то что сталь 45 характеристики (применение также зависит от того, прошел ли металл термическую обработку) весьма привлекательные, область использования ограничивается несколькими существенными недостатками:

  1. Низкая свариваемость существенно усложнят сварочные работы. Для того чтобы проводить соединение материала данным методом следует предварительно подогревать материал, после получения сварочного шва выполнять термическую обработку.
  2. Плохая обрабатываемость связана с высокой жесткостью. Поэтому материал плохо поддается точению, сверлению или другим механическим обработкам.
  3. Отсутствие легирующих элементов, к примеру, хрома определяет отсутствие антикоррозионных качеств.

Приведенные выше технологические свойства обуславливаются химическим составом рассматриваемой стали.

Физические свойства

Рассматривая твердость стали 45, следует отметить, что этот показатель повышенный. Именно поэтому она используется для производства деталей, которые в дальнейшем можно нормализовать или подвергнуть термической обработке. Твердость 170 МПа достигается по причине увеличения концентрации углерода до 0,45%. Легирующие примеси практически отсутствуют. Плотность стали 45 составляет 7826 килограммов на один кубический метр. Этот момент определяет то, что даже небольшие изделия будут иметь существенный вес.

Маркировка этого металла в различных странах проводится по-разному. В США с подобными свойствами можно встретить около 8 марок стали, во Франции 14. Аналогом считается легированная сталь 40Х.

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.