Сталь 45: характеристики по ГОСТ и область применения

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.

Сталь 45 обрабатываемость резанием


ГОСТы на прокат из конструкционной углеродистой качественной стали 45:

  • ГОСТ 19903-74, 1577-93 – лист толстый
  • ГОСТ 16523-97 – лист тонкий
  • ГОСТ 8733-74, 8731-74, 8734-75, 21729-76, 8732-78 – труба
  • ГОСТ 2284-79 – лента
  • ГОСТ 5663-79, 17305-91 – проволока
  • ГОСТ 7417-75, 8559-75, 8560-78, 1050-88 – калиброванный пруток
  • ГОСТ 14955-77 – шлифованный пруток и серебрянка
  • ГОСТ 82-70, 1577-93, 103-2006 – полоса
  • ГОСТ 8479-70, 1133-71 – кованые заготовки

Сталь 45 — характеристики по ГОСТ и область применения

Некоторые характеристики стали 45 с точки зрения химического состава сплава позволили ей достичь популярности применения в промышленности. Следы ее применения встречаются практически во всех сферах производства. А в машиностроении около половины выпускаемой продукции имеет в своем составе детали из стали 45. Важность её трудно переоценить.

45 сталь

Все о термообработке стали 45: нагрев, охлаждение, отпуск. Режимы выдержки

Одним из самых важных и востребованных этапов обработки стали в машиностроении является термообработка. При соблюдении технологии заготовка становится достаточно прочной, увеличивая область использования полученных изделий.

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, °C s0,2, МПа sB, МПа d5, % d, % y, % KCU, Дж/м2
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 sB, МПа d5, % d4, % y, %
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

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.

Склонность к отпускной способности – не склонна.

Состав и расшифровка

Прежде чем рассматривать все свойства и особенности сплава с маркировкой 45Х, целесообразно разобраться в расшифровке его наименования.

  • Цифровое сочетание 45 указывает на то, что в металле присутствует такой важный химический элемент, как углерод в объеме 0,45%.
  • Буквенное значение «Х» значит, что в материале содержится хром. Объем этого компонента составляет 1,5 от общего состава.

В легированном конструкционном металле, который соответствует маркировке 45Х, содержатся такие важные химические элементы:

  • углерод – один из самых важных и значимых компонентов, который в стали 45Х содержится в количестве 0,41-0,49%;
  • кремний – содержание этого элемента достигает отметки 0,17-0,37%;
  • марганец – его объем в составе стали 45Х равен 0,50-0,80%;
  • хром – на этот компонент приходится 0,80-1,10% от общего содержания сплава.

Химические элементы, которые присутствуют в сплаве 45Х, оказывают непосредственное влияние на его физические, механические и прочие характеристики.

Все составляющие, которые скомбинированы в рассматриваемом материале, установлены и регулируются соответствующим ГОСТом.

Что такое закалка металла?

Суть процесса состоит в нагреве металла, выдержке при температуре и охлаждение в определенной среде. Выбор температуры нагрева осуществляется в соответствии с химическим составом стали.

Ошибки при выборе режима и времени закаливания приводят к появлению трещин, хрупкости структуры или непригодности для использования полученных деталей.

Этапы закалки:

  1. Нагрев заготовки до определенной температуры.
  2. Охлаждение с определенной скоростью.
  3. Отпуск, способствующий снятию напряжений и коррекции твердости до заданных значений.

Физические свойства

Как производится сталь

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.

Что такое отпуск?

Еще одним из процессов термической обработки является отпуск. Он необходим для снятия внутреннего напряжения, образовавшегося в результате закалки. В металлургии таким образом удается избежать высоких показателей хрупкости и увеличить пластичность готового изделия.

Расшифровка стали 45Х

На территории СНГ применяется стандарт ГОСТ 4543-2016, который позволяет определить не только химический состав, но и различные эксплуатационные качества материала.

Сталь 45Х ГОСТ определяет следующие вещества в составе:

  • Первая цифра 45 применяется для обозначения основного элемента в составе, которым является углерод. Как правило, большая часть состава приходится на железо, а углерод, концентрация которого составляет 0,46%, определяет основные эксплуатационные характеристики.
  • Следующая буква Х указывает на то, что в составе есть легирующий элемент, представленный хромом. Отсутствие цифры после буквы указывает на то, что концентрация элемента составляет 1,1%. Как ранее было отмечено, хром повышает коррозионную стойкость структуры. Однако, рассматриваемая марка стали 45Х не характеризуется высокими антикоррозионными качествами.
  • Рассматривая 45Х ГОСТ отметим, что в состав входит довольно большое количество никеля, кремния и марганца. Они определяют некоторые эксплуатационные характеристики металла, но они не отмечаются в маркировке.

Расшифровка позволяет определить химический состав и основные эксплуатационные качества материала. Стоит учитывать, что зарубежные производители применяют иные стандарты при маркировке материалов, но химический состав у аналогов примерно схожий.

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.

Сортамент

Качественный металл, соответствующий маркировке 45Х, представляется в различном виде. Сортамент этого популярного и востребованного материала может быть реализован в формах:

  • качественного проката сортового типа;
  • калиброванного прутка;
  • отшлифованного прута и серебрянки;
  • листовых материалов высокой толщины;
  • полосы;
  • поковок, а также кованых стальных заготовок.

Любой тип сортамента, в котором реализуется сплав 45Х, регулируется определенными ГОСТами. Для каждого вида продукции действует свой документ.

Свойства материала

Механические свойства стали 45 определяют широкое распространение этого металла. Концентрация углерода составляет 0,45%, другие примеси крайне незначительны. Это во многом определяет следующие характеристики:

  1. Плотность стали 45 или удельный вес составляет 7826 кг/м3. За счет этого обеспечивается невысокий показатель веса получаемых изделий, однако легкими их не назовешь. Плотность может несущественно отличаться в зависимости от химического состава.
  2. К отпускной хрупкости структура не склонна. Сталь 45, характеристики которой можно назвать универсальным предложением, очень часто подвергается закалке, за счет которой существенно повышается твердость поверхности.
  3. Очень часто проводится поставка заготовок после термической обработки. Она существенно повышает твердость поверхности. Этот момент также определяет то, что твердость стали 45 в состоянии поставки может варьировать в достаточно большом диапазоне. Как правило, твердость выдерживается на уровне 10-1 HB, который соответствует 170 МПа.
  4. Сталь марки 45 относится к трудносвариваемым металлам, что определяет сложности при проведении сварочных работ. Именно поэтому структура изначально подогревается и лишь только после этого проводится соединение элементов. Прокаливаемость стали 45 также находится на достаточно низком уровне, за счет чего усложняется процесс обработки резанием. Сварка может применяться при применении различного сварочного оборудования. Применение соответствующих электродов позволяет существенно упростить процесс сваривания. Резание сварочным аппаратом также существенно осложняется.
  5. Довольно часто проводится ковка. Она проводится при температуре 1250 градусов Цельсия, в конце показатель составляет 700 градусов Цельсия.
  6. Предел прочности и модуль упругости могут варьировать в достаточно большом диапазоне. Все зависит от того, какова температура нагрева поверхности. Предел текучести стали определяет то, насколько она проста при литье различных заготовок.

Свойства сплава Ст 45

Свойства сплава Ст 45

В целом можно сказать, что металл подходит для применения при изготовлении различных изделий. В большинстве случаев проводится термическая обработка, которая позволяет существенно увеличить эксплуатационные характеристики. Стоит учитывать, что только при выдерживании температурного режима можно обеспечить условия для правильного перестроения кристаллической решетки.

Охлаждение в воде

Для стали 45 используют два основных типа охлаждения. Один из них – погружение нагретого металла ванну с водой. Главный минус этого метода – высокая скорость охлаждения, из-за которой возникает избыточное напряжение внутри заготовки. На поверхности детали появляются трещины или происходит ее колебание.

В масляной ванне

В ванне, заполненной минеральным маслом, сталь марки 45 охлаждается равномерно. При этом масло не нужно нагревать, в отличие от воды. Но необходимо строгое соблюдение мер безопасности при работе с маслом.

С отпуском и без

При отпуске сталь доводят до точки ниже критической температуры, выдерживают определенное время и охлаждают с заданной скоростью. Происходит процесс распада мартенсита, углерод выделяется в виде мелких кристаллов карбида железа (цементит) из перенасыщенного твердого раствора.

В зависимости от температуры отпуск проводится:

  1. в вентилируемых печах;
  2. в селитровом растворе;
  3. в минеральном масле;
  4. в растворенных щелочах.

Процесс отпуска позволяет изменить структуру и плавно снизить напряжения внутри металла. Показатель твердости при этом уменьшается на небольшое значение.

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.

Аналоги

Сталь 45Х не является единственной в своем роде. В мире существуют и другие разновидности металлов, которые имеют с ней очень много общих характеристик. Большое количество качественных аналогов производится за рубежом.

Рассмотрим список наиболее востребованных зарубежных сплавов:

  • на территории США производятся подобные типы стали, которым присваиваются следующие маркировки: 5145, 2145H, G51450, H51450;
  • существуют и похожие варианты рассматриваемой стали, изготавливаемые в Германии, например сплав марки 41Cr4;
  • есть аналогичный стали 45Х металл, но уже японского производства – SCr445;
  • перечислим качественные французские аналоги рассматриваемой стали: 41Cr4, 42C4, 42C4FF, 45C4;
  • аналог есть и в Евросоюзе, он имеет маркировку 41Cr4;
  • аналогичное наименование носит похожий металл, производство которого налажено в Италии;
  • в Швеции производится еще один аналог стали 45Х – 2245;
  • болгарский вариант имеет такое наименование – 45Ch;
  • хороший металл-аналог из Польши – 45H.

Существуют и такие виды металлов, которые могут послужить полной заменой рассматриваемой марки:

  • 40Х;
  • 50Х;
  • 45ХЦ;
  • 40ХГТ;
  • 40ХФ;
  • 40Х2АФЕ.

Температура

Соблюдении температурного режима позволяет избежать следующих дефектов:

  • Высокая хрупкость. Нагрев заготовки свыше температуры каления приводит к ее перегреву, в результате образуется крупная структура.
  • Уменьшение твёрдости. Низкие температуры нагревания, недостаточная выдержка и маленькая скорость охлаждения делают невозможным достижение необходимой твёрдости стали.

Обработка

Важнейшей частью технологических манипуляций с этим металлургическим продуктом является отжиг. Нагрев по умолчанию ведется до критических показателей, но не превышает их. При отжиге второго рода их, напротив, можно превысить. Оба варианта обработки помогают:

  • исключить неоднородности состава;
  • справиться с внутренними напряжениями;
  • обеспечить зернистость структуры;
  • понизить твердость, чтобы упростить дальнейшую переработку.

Обычно углеродистые стали отжигают в режиме полного отжига. Заготовки греют до Ac3 и затем еще на 30-50 градусов дополнительно. Когда это достигнуто, сталь 45 надо остужать довольно медленно. Охлаждение ведут, пока температура не выйдет на диапазон 500-550 градусов. При отжиге как первого, так и второго рода, остужать материал надо в той же печи, где его нагревали.

Иногда отжиг идет на открытом воздухе — такая методика термической обработки называется точнее нормализацией. В этом случае металл оказывается тверже, чем при доменном отжиге. Остывание идет скорее, и именно поэтому перлит образует тонкие зерна. Температура плавления практически не отличается от температуры плавления большинства иных сталей. Надо учитывать, что как отжиг, так и нормализация, являются лишь предварительными фазами термообработки.

Вторым по порядку приемом оказывается закалка. Она также состоит из прогрева и охлаждения. Начинают с надкритического прогрева образца. Далее сталь немедленно остужают в специально подготовленной жидкости. Закалить подобный сплав можно с помощью:

  • чистой воды;
  • воды, насыщенной солями;
  • воды с добавлением 5% каустической соды;
  • минеральных металлургических масел.

При использовании воды ее температура должна колебаться от 20 до 30 градусов. Каустическая сода должна быть нагрета до 50-60 градусов. Сама сталь в момент начала охлаждения должна быть разогрета до 820-860 градусов. Чтобы добиться этого, преимущественно используют специальные печи, но в некоторых ситуациях прибегают к помощи токов высокой частоты. Время выдержки заготовки по методике ТВЧ оказывается заметно меньше.

После завершения закалки сталь надо отпустить. Подобный прием гарантирует сокращение или полное устранение остаточных напряжений. После отпуска металл будет более вязким, сократится его хрупкость. Но надо учитывать неизбежное уменьшение твердости. Разработаны технологии отпуска, которые подразумевают применение:

  • печей с искусственной циркуляцией воздуха;
  • особых ванн с раствором селитры;
  • ванн с минеральным маслом или расплавленной щелочью.

Сталь 45 может подвергаться:

  • высокому;
  • среднему;
  • низкому отпуску.

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.

Применение

В настоящее время сталь марки 45Х применяется довольно широко. Благодаря своим техническим и механическим характеристикам этот востребованный материал идеально подходит для производства следующих продуктов:

  • трубные конструкции с разными параметрами и диаметром;
  • металлопрокат для современного машиностроения;
  • из 45Х производят качественные шестерни;
  • валы;
  • осевые конструкции;
  • шатуны;
  • болты и прочие крепежи.

Сталь с маркировкой 45Х чаще всего применяется в изготовлении таких деталей, от которых требуется повышенная степень твердости и стойкости к износу. При этом подобные детали эксплуатируются при небольших ударных нагрузках.

Температура критических точек стали 45

Как ранее было отмечено, для улучшения эксплуатационных качеств металла проводится термическая обработка. Она предусматривает оказание определенного воздействия на структуру, после чего происходит перестроение кристаллической решетки и изменение качеств. Во много при проведении термической обработки учитываются критические точки. Обработка стали Ст 45 проводится с учетом следующих факторов:

  1. Температурного режима. Важно выбирать правильную температуру, так как слишком низкая становится причиной неполного нагрева структуры и полное перестроение структуры не произойдет. Слишком высокий показатель становится причиной перегрева металла, а также появления окалины. Для обеспечения воздействия требуемой температуры могут применяться самые различные установки. Примером назовем доменные печи или электрические установки. Слишком высокие температуры плавления определяют то, что выполнить закалку рассматриваемой стали в домашних условиях довольно сложно.
  2. Скорости повышения температуры. Скорость нагрева также может определять то, какие именно качества будут передаваться обрабатываемому изделию. Современное оборудование позволяет с высокой точностью контролировать скорость нагрева. К примеру, ТВЧ имеют электронный блок управления, электрическая энергия преобразуется в магнитную, которая и становится причиной нагрева структуры.
  3. Продолжительности временного промежутка между воздействием различных температур. При термической обработке всех металлов учитывается присутствие трех критических точек, которые учитываются. Длительно выдержки может зависеть не только от химического состав материала, но и размеров, формы заготовки.
  4. Особенности прохождения процесса охлаждения. Во много качества получаемого изделия зависят от того, при каких условиях проходил процесс охлаждения. К примеру, есть возможность использовать масло или воду, а также различные порошки в качестве охлаждающей среды.

Довольно часто для изменения качеств металла применяется ТВЧ. Она характеризуется высокой эффективностью в применении, а также простотой в использовании. Сегодня встречаются модели, которые при желании можно установить в домашней мастерской.

Критическими точками принято считать температуры, при которых происходит перестроение структуры. Выделяют три основных температурных точек, которые отображаются на построенной диаграмме.

Уделяется внимание и выбору более подходящей среды охлаждения. К примеру, есть возможность провести охлаждение в воде. Однако подобная среда приводит к неравномерному охлаждению, что приводит к появлению окалины и других проблем. Для более высокого качества применяется масло. Крупногабаритные заготовки можно охлаждать на открытом воздухе, так как для снижения температуры требуется много времени.

Читать также: Автоматические станки для производства

Режимы и время выдержки

Способы нагрева металла:

  1. в муфельной печи постоянного или переменного действия;
  2. в устройствах ТВЧ (токи высокой частоты).

В основе этих способов лежат разные технологии, приводящие к изменению значений твердости (HRC) заготовок.

Особенности нагрева в разных устройствах:

  • Скорость нагрева в электропечи 2-3 градуса в секунду до температуры 840 – 860 °С.
  • Нагрев в ТВЧ со скоростью 250 °С/сек до 880 – 920 °С, либо при 500 °С/сек – до 980 – 1020 °С.

Термообработка

В большом количестве различных случаев качественно проведенная термическая обработка значительно повышает эксплуатационные качества металла. Термообработка сплава с маркировкой 45Х обычно осуществляется с учетом особенностей его структуры.

Сама процедура термообработки проходит в таком порядке.

  • Реализуется закалка материала в особой масляной среде. За счет этого повышается качество верхнего слоя структурной основы сплава.
  • Закалка стали 45Х реализуется с последующим охлаждением заготовки. Для этой цели возможно применение как воздушной, так и масляной среды. Использование водяной среды может спровоцировать формирование окалин и прочих повреждений.
  • В обязательном порядке проводится отпуск заготовок. Этот этап термообработки дает возможность значительно снизить остатки внутреннего напряжения. Процедура отпуска также может осуществляться в масле либо на открытом воздухе.

Правильная термообработка материала должна проводиться исходя из прочих нагрузок, на которые рассчитывается изделие.

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.

Область применения

По степени свариваемости структуры она относится к 4 группе. Сварочный шов может стать причиной образования различных трещин. Именно поэтому материал 45Х перед выполнением сварочных работ предварительно разогревается, что позволяет избежать просто огромного количества проблем с эксплуатацией полученного изделия.

Кроме этого, требуется проводить предварительную подготовку кромок к выполнению дуговой сварки. При применении контактно-точечной технологии требуется термическая обработка.

Другие свойства рассматриваемого материала определяют его широкое применение. На производственные площадки поставляются заготовки следующего типа:

  • Листы. Листвой металл получил широкое распространение, к примеру, при холодной или горячей штамповке. Кроме этого, листы металл используются при обшивке каркасных конструкций.
  • Поковки используются в качестве основы при создании различных изделий.
  • Трубы сегодня весьма распространены, к примеру, при создании отопительной системы или для транспортировки различной жидкости.
  • Металлопрокат применяется в машиностроительной области в качестве заготовки для различных деталей.

После проведения термической обработки Сталь 45Х может применяться для получения насадок, разверток и корпусов метчиков. Аналог стали 45Х может использоваться для получения различных ответственных конструкций, к примеру, осей, валов, зубчатых колес, болтов или плунжеров. Аналоги зарубежные могут использоваться для изготовления деталей, которые будут эксплуатироваться на открытом воздухе при низкой температуре. Примером назовем элементы мостов и железнодорожных конструкций.

Для существенного увеличения эксплуатационных характеристик получаемых изделий проводится различная термическая обработка.

Закалка приводит к существенному повышению твердости поверхности, однако хрупкость снизить можно только при отпуске. Достигнуть требуемых показателей можно только при соблюдении особенностей технологии.

Твердость

До процедуры

Физические свойства стали 45 изменяются с повышением температуры. По шкале Роквелла твердость необработанной стали составляет 20-22 единицы.

После

Термообработка стальной заготовки увеличивает показатель твердости стали в 2-2,5 раза.

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.

Структура

До процедуры

Сталь конструкционная до этапа закаливания имеет объемно-центрированную структуру. В процессе нагревания до уровня аустенита происходит изменение состояния структурной решетки железа с переходом в структуру гранецентрированную.

После

После закаливания углерод, входящий в перлит, перемещается в новую гранецентрированную решетку железа. Этап охлаждения характеризуется быстрым снижением температуры обрабатываемой заготовки. Скорость перемещения атомов углеродов падает и происходит их внедрение в структуру новой решетки. В образовавшейся пересыщенной структуре возникают внутренние напряжения.

Гранецентрированная решетка превращается в однонапрвравленную тетрагональную структуру. Образовавшийся мартенсит имеет вид мелких игольчатых кристаллов, придающих стали высокие показатели прочности.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий