Сталь марки 45х: характеристики, описание, свойства сплава
- Описание конструкционной углеродистой стали
- Характеристики сплава
- Твёрдость
- Плотность
- Марка
- Химический состав
- Предел прочности
- Предел текучести
- Ударная вязкость
- Температура эксплуатации
- Механические свойства
- Отпускная хрупкость
- Свариваемость
- Группа
- ГОСТ
- Цена на качественный материал в 2021 году
- Расшифровка
- Область применения: валы и иные детали
- Для чего легируют?
- Свойства
- Технологические
- Физические
- Аналоги
- Отечественные
- Зарубежные
- Сталь 45 и 40х: отличия
На производственных линиях встречается огромное количество сталей, которые отличаются по своему свойству и применению. В производстве наиболее распространена сталь 45. В данной статье подробно описаны характеристики, свойства и остальные параметры стали 45.
Описание конструкционной углеродистой стали
Поставляется в следующих видах:
- сортовой прокат;
- калиброванный пруток;
- лист толстый;
- лист тонкий;
- лента;
- шлифованный пруток и серебрянка;
- полосы;
- проволока;
- трубы;
- поковки и кованые заготовки.
Характеристики сплава
Сталь 45 обладает повышенной прочностью, поэтому она пригодна для изготовления предметов, которые в будущем можно видоизменять, улучшать и термически обрабатывать. Примесь углерода в материале достигает 0,45 %, остальные примеси малозначительны.
Характеристики стали 45х:
- Удельный вес: 7826 кг/м3.
- Термообработка: состояние поставки.
- Флокеночувствительность: малочувствительна.
- Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.
Твёрдость
- По Роквеллу. Твёрдость стали 45 по Роквеллу составляет 20-50 HRC. На данное значение оказывает влияние термическая обработка, которую прошла сталь на заводе-изготовителе.
- По Бринеллю. Твёрдость материала по Бринеллю составляет HB 10-1 = 170 МПа.
- В состоянии плавки. Термическая обработка увеличивает показатель стали в 2–2,5 раза.
Плотность
По нормативам ГОСТ 1050-88 плотность стали 45 составляет 7826–7595 кг/м3, в диапазоне 20–800 °C.
Марка
Марка 45 указывает на качественную конструкционную углеродистую сталь, которая применяется в работах, направленных на улучшение и нормализацию поверхностей повышенной прочности.
Химический состав
Основный процент в химическом составе сплава занимают углерод и железо, в небольшом количестве отмечаются другие компоненты. Они имеют своё процентное соотношение, которое составляет:
- Железо (Fe) ― 97 %.
- Углерод (С) ― 0,45–0,5 %.
- Марганец (Mn) ― 0,5–0,8 %.
- Кремний (Si) ― 0,17–0,37 %.
- Никель (Ni) ― 0,25 %.
- Хром (Cr) ― 0,25 %.
- Медь (Cu) ― 0,25 %.
- Мышьяк (As) ― 0,08 %.
- Сера (S) ― 0,04 %.
- Фосфор (P) ― 0,035 %.
Предел прочности
Прочность ― это возможность материала устоять под воздействием внешних нагрузок, сохраняя внутреннюю целостность. Величина, указывающая на предел прочности материала ― sb {МПа}.
Прочность по ГОСТу:
- труба ― ГОСТ 8731-87, sb = 588 МПа;
- прокат ― ГОСТ 1050-88, sb = 600 МПа;
- прокат отожжённый ― ГОСТ 1050-88, sb = 540 МПа.
Предел текучести
Величина, указывающая на предел текучести стали, ― 45, sT {МПа}. Текучесть по ГОСТу:
- труба ― ГОСТ 8731-87, sT = 323 МПа;
- прокат ― ГОСТ 1050-88, sT = 355 МПа;
- прокат отожжённый ― ГОСТ 1050-88, sT = 540 МПа.
Ударная вязкость
KCU при следующих температурах составляет:
- −100 °C ― KCU 12;
- −80 °C ― KCU 40;
- −40 °C ― KCU 49;
- −20 °C ― KCU 61;
- +20 °C ― KCU 90–94.
Температура эксплуатации
Для стали 45 рекомендуемая температура эксплуатации достигает предела от −20 до +25 °С. При повышении или снижении указанного температурного режима в стали начинаются структурные изменения, отрицательно сказывающиеся на эксплуатационных особенностях изделия.
Механические свойства
Повышенный уровень содержания углерода может привести к появлению холодных и горячих трещин в околошовной зоне. Обработка кромок выполняется таким же методом, как при действиях с низкоуглеродистыми сплавами, сваривается посредством ММА, TIG и ERW-сварки. После выполнения сварочных работ отдельная зона сварки или само металлоизделие подлежат отжигу.
Механические свойства стали по стандарту ГОСТ 1050-2013:
- временное сопротивление разрыву ― > 600 МПа;
- относительное удлинение при разрыве ― > 16 %;
- относительное сужение ― > 40 %.
Отпускная хрупкость
Структура стали 45 к отпускной хрупкости не склонна.
Свариваемость
Хорошие сварные соединения достигаются путём дополнительных действий:
- прогрев материала до температуры 200–300 °С во время сварки;
- термообработка после сварочных работ ― этап отжига.
Группа
Сталь 45 представляет группу конструкционных сталей повышенного качества. Количество и тип химических элементов в составе данной группы регламентируется ГОСТ 1050-72.
ГОСТ
ГОСТы на прокат из конструкционной углеродистой качественной стали марки 45:
- лист толстый ― ГОСТ 19903-74, 1577-93;
- лист тонкий ― ГОСТ 16523-97;
- труба ― ГОСТ 8733-74, 8731-74, 8734-75, 21729-76, 8732-78;
- проволока ― ГОСТ 5663-79, 17305-91;
- калиброванный пруток ― ГОСТ 7417-75, 8559-75, 8560-78, 1050-88;
- шлифованный пруток и серебрянка ― ГОСТ 14955-77;
- кованые заготовки ― ГОСТ 8479-70, 1133-71.
Цена на качественный материал в 2021 году
Конструкционный круг стали 45 стоит 45 500 рублей. В каталоге металлов лист стали 45 находится в ценовом диапазоне от 99 660 рублей до 142 980 рублей.
Расшифровка
Число 45 в названии марки сырья указывает на содержание углерода (С), которое в данном случае составляет 0,45 %.
Область применения: валы и иные детали
Сталь марки 45 нашла широкое применение в промышленной области и используется для изготовления следующих изделий:
- распределительные и коленчатые валы;
- кулачки;
- цилиндры;
- бандажи;
- шпиндели;
- шестерни;
- вал-шестерни.
Для чего легируют?
Для улучшения характеристик производимых изделий технологи используют марку стали 45, легированную хромом, 45х или литейную сталь 45л.
Создавая сложные формы и конструкции, следует использовать сталь 45, которой не свойственна отпускная хрупкость.
к содержанию ↑Свойства
Технологические
Технологические свойства материала сталь 45:
- Свариваемость: трудносвариваемая.
- Флокеночувствительность: низкая.
- Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.
- Температура ковки: начала — 1250 °С, конца — 750 °С.
На воздухе допустимо охлаждать сечения до 40 см.
Физические
К физическим свойствам стали 45 относят:
- Плотность при разных температурных режимах: 200С ― p7826, 1000С ― p7799, 6000С ― p7625, 8000С ― p7595.
- Модуль нормальной упругости: 200С ― 200 Е, 2000С ― 193 Е, 4000С ― 172 Е.
- Коэффициент теплопроводности: 1000С ― 48, 4000С ― 41, 6000С ― 36, 9000С ― 26.
- Удельная теплоёмкость: 20-1000С ― 473 Дж, 20-5000С ― 583 Дж, 20-9000С ― 708 Дж.
Аналоги
Отечественные
На территории Российской Федерации аналогами стали 45 являются: сталь 40х, сталь 50 и сталь 50Г2.
Зарубежные
К иностранным аналогам относятся:
- Германия (DIN) ― С45, С45E+QT, Ck45, Cm45.
- США ― M1044, 1044, 1045, M1045.
- Япония ― S45C, S48C.
- Польша — 45.
Сталь 45 и 40х: отличия
- Сталь 45 входит в группу углеродистых материалов, в то время как 40х ― это низколегированная хромированная сталь.
- Сталь 40х имеет показатели отпускной хрупкости и обладает флокеночувствительностью.
Данный сплав стали отличается от других видов своей функциональностью, зонами применения, химическими соединениями, литейными и производственными параметрами. Заменяя его в работе другими видами стали, следует внимательно изучить их характеристики.