• Рейтинг приемных пунктов
  • Удобный поиск компаний
  • Подробное описание

Технические характеристики углеродистой стали 45

Сталь 45
Главные характеристики стали 45, которые обусловили ее широкое применение в различных отраслях промышленности, – высокая прочность и устойчивость к механическим нагрузкам. Немаловажным фактором можно назвать и доступную стоимость, связанную с низким содержанием дорогих легирующих добавок.

Технические характеристики углеродистой стали 45

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%.

Химический состав стали 45

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.

Зарубежные аналоги:

  • 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.
Читайте также:  Строительный мусор

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/м3;
  • 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/м2;
  • величина относительного удлинения – 15%;
  • относительного сужения – 40%;
  • отсутствует склонность к отпускной хрупкости;
  • чувствительность к образованию флокенов небольшая.

Физические свойства стали 45

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.
Читайте также:  Как отличить медь от латуни

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.

Наверх