Сталь 45 – химический состав, расшифровка, виды поставки, аналоги

Расшифровка

Маркировка стали 45 содержит в себе информацию об активном химическом составе, качестве материала по содержанию вредных примесей и степени раскисления.

Слово «сталь» означает, что сплав относится к качественным. Качество сплава определяется по уровню содержания серы и фосфора в составе. Сера и фосфор относятся к вредным примесям, они образуют с железом нежелательные соединения, которые пагубно влияют на целостность структуры металла, приводят к повышенной хрупкости при высоких и низких температурах (красноломкость и хладноломкость), отрицательно влияют на общие свойства металла. Чем меньше фосфора и серы в составе стали, тем выше качество. По качеству различают сплавы:

• обыкновенного качества (ст);
• качественные (сталь);
• высококачественные (А);
• особо высококачественные (Ш).

Число 45 указывает на процент содержания углерода в сотых долях (0.45%). Углерод является главным структурообразующим элементом в нелегированных углеродистых сталях. Регулируя содержание углерода, можно добиться значительной разницы в свойствах сплава. Высокое содержание углерода придает стали прочность и твердость, но снижает пластичность и ударную вязкость. Высокоуглеродистые стали отлично выдерживают статические нагрузки, не склонны к деформированию, демонстрируют высокие показатели прочности и лучше всего подходят для изготовления жестких строительных конструкций, например, несущих ферм. Стали с низким содержанием углерода больше подходят для конструкций, подвергающихся ударным нагрузкам, т.к. они не склонны к ломкости, демонстрируют высокие показатели текучести, ударной вязкости и упругости. В обработке лучше всего показывают себя стали с низким содержанием углерода, они лучше свариваются, режутся и гнутся, менее склонны к хрупкости, ломкости, образованию трещин.

Сп (в данном случае не указывается) означает спокойное состояние стали в результате высокой степени раскисления. Раскислением называется процесс вывода газов (главным образом кислорода и азота) на этапе затвердевания сплава. Чем выше уровень раскисления, тем меньше пузырьков и газовых раковин образуется на поверхности и в структуре металла в процессе его производства. Наименее пористой структурой обладают спокойные сплавы (сп или без индекса), средний показатель пористости — у полуспокойных (пс), наибольшее число пузырьков – у кипящих сплавов (кп). Раскисление обеспечивается с помощью ввода в состав добавки-раскислителя, который связывает нежелательные элементы, препятствуя газообразованию. Чаще всего используются марганец и кремний.

В состав сплава 45 входят химические элементы, не указанные в маркировке, их количество незначительно и никак не влияет на свойства металла.

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. Длительность выдержки может зависеть не только от химического состава 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.

Применение

Ассортимент изделий, изготавливаемых из стали марки 45 весьма широк, это обусловлено свойствами металла, простотой производства и распространенностью на отечественном рынке. Из этой стали производят детали повышенной прочности, такие как:

• цилиндры;
• шпиндели;
• кулачки;
• бандажи;
• цапфы;
• скалки насосов;
• штифты;
• фиксаторы и шпонки буровых станков;
• упорный винт;
• цепные колеса буровых лебедок;
• шестерни конические и обыкновенные;
• ролики превентора;
• переводники для труб бурильных и рабочих;
• корпуса колонковых долот;
• стволы и переводники вертлюгов;
• компрессоры;
• роторы;
• пальцы крейцкопфов грязевых насосов;
• валы центробежных насосов;
• штоки грязевых насосов;
• муфты насосных штанг;
• валы шестерни.

Основными потребителями стали 45 являются нефтедобывающая, горноперерабатывающая, машиностроительная отрасли.

Достоинства и недостатки

Каждый сплав обладает индивидуальными характеристиками, наиболее востребованными в основной сфере его применения. Универсальные сплавы встречаются достаточно редко, при этом универсальностью принято называть удачное соотношение цена-качество по сравнению с аналогами, а не широту свойств материала. Достоинства и недостатки стали 45 определяют ее положение на рынке, специфику применения и очерчивают круг задач, решаемых с ее помощью.

Плюсы:

1. устойчивость к интенсивным нагрузкам, ударам и трению;
2. возможность эксплуатации при тяжелых погодных условиях;
3. высокий предел выносливости;
4. хорошая переносимость перепада температур;
5. невысокая стоимость производства;
6. простота механической обработки;
7. невысокая чувствительность к флокенам;
8. не подвержена отпускной хрупкости;
9. сохраняет свойства при температурах до 600С.

Минусы:

1. теряет прочность при нагреве выше 200С;
2. свариваемость ограничена;
3. материал подвержен коррозии.

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.

Зачем проводить закалку

Назначение процедуры закалки – улучшить характеристики внешнего слоя металла и продлить таким образом срок службы изделия. Благодаря закалки сталь приобретает следующие качества:

1. Повышенные твердость и прочность. Позволяют нагруженным деталям, например, пружинам и рессорам, выдерживать большие нагрузки.
2. Повышенная износостойкость. Позволяет продлить срок службы деталей, уменьая истирание или усталость.
3. Отсутствие хрупкости после термообработки. Т.к. закалке подвергается только поверхность изделия, середина остается мягкой.

Обозначение стали на чертеже

Слово сталь происходит от немецкого «Stahl», что значит сплав на железной основе с содержанием углерода менее 2%.

Предел в два процента обусловлен тем, что почти совпадает с пределом максимальной растворимости, который по последним данным составляет 1,9%, для простой нелегированной стали.

Сталь подразделяется на:

а) углеродистую или простую, в которой по мимо углерода содержит ёщё и такие элементы как – кремний, фосфор, марганец, сера и прочие примеси неизбежные при существующих промышленных методах получения железных сплавов;

б) легированную или сложную, содержащую легирующие компоненты – вольфрам, молибден, хром, марганец никель, титан, алюминий и др.

ГОСТ 380 – 94

Сталь углеродистая обыкновенного качества, широко применяется в машиностроении. Цифры, входящие в состав обозначение марки стали, обозначают содержание углерода в десятых долях процента.

Пример обозначения: Ст 4 кп ГОСТ 380 – 94

Примерное назначение углеродистой стали обыкновенного качества ГОСТ 380 – 94

Марка стали	Область применения
Ст 0	Неответственные строительные конструкции, прокладки, шайбы, кожухи (свариваемость хорошая).
Ст 1 кп	Малонагруженные детали металлоконструкций – заклепки, шайбы, шплинты, прокладки, кожухи (свариваемость хорошая).
Ст 2 кп	Детали металлоконструкций – рамы, оси, ключи, валики, цементируемые детали (свариваемость хорошая).
Ст 3 кп	Детали, к которым предъявляются требования высокой твёрдости поверхностного слоя металла и невысокой прочности сердцевины, получаемые в результате технологического процесса цементации или цианирования – крюки кранов, кольца, цилиндры, шатуны, крышки.
Ст 4 кп	Детали с невысокими требованиями к прочности – валы, оси, пальцы, тяги, крюки, болты, гайки.
Ст 5 пс	Детали при повышенных требованиях к прочности – валы, оси, звездочки, крепежные детали, зубчатые колеса, шатуны.
Ст 5 пс	Детали с высокой прочностью – валы, оси, бойки молотов, шпиндели, муфты кулачковые и фрикционные, цепи.

ГОСТ 1050 – 88

Сталь углеродистая качественная конструкционная. Число, входящее в состав обозначения марки стали, указывает на содержание углерода в сотых долях процента. Если в обозначении марки стали рядом с числом стоит буква Г, например 65Г, это означает, что в стали содержится марганец.

Пример условного обозначения: Сталь 45 ГОСТ 1050 – 88

Примерное назначение углеродистой качественной конструкционной стали ГОСТ 1050 – 88

Марка стали	Область применения
10, 15	Зубчатые колеса коробок передач, грузоподъемные кованые крюки, серьги, барабаны грузи подъемных механизмов, болты, гайки, винты заклепки, кулачки, подвижные шпонки, планки направляющих, втулки, пальцы, оси, упоры.
20	Оси и рычаги коробок передач и тормозов, валики, ролики, зубчатые колеса, поршневые и шатунные пальцы, болты, шурупы, грузоподъемные крюки, гайки для крюков, упоры, кулачки.
20, 30	Зубчатые колеса, поршни, шпонки, оси, валы, шатуны, муфты, фланцы, серьги, втулки, рычаги и пр.
35, 40	Оси, тяги, валы, шатуны, штоки, рычаги, зубчатые колеса, рукоятки, ступицы, гаечные ключи, фланцы, диски, гайки, винты, болты, плунжеры, втулки кольца, упоры, штифты.
45, 50	Коленчатые и карданные валы, шлицевые валы, шатуны, зубчатые колеса и рейки, диски сцепления, поршни, шпонки, клинья и планки направляющих, рукоятки, ступицы, фиксаторы, втулки, вилки.
60Г, 65 Г, 70Г	Пружины спиральные (из холоднотянутой проволоки), пружинные шайбы, тормозные и фрикционные диски, упорные кольца.

ГОСТ 4543 – 71

Сталь легированная конструкционная.

Легированная сталь это сплав, в состав которого помимо углерода и железа, входят легирующие элементы. В зависимости от процентного содержания и сочетания химических элементов меняются механические, и эксплуатационные свойства стали, такие как – прочность, жаростойкость, износостойкость, устойчивость к коррозии и др.

Легированные стали, в зависимости от содержания легирующих элементов, называют:

• до 2,5% – низколегированная;
• от 2,5 до 10% – среднелегированная;
• более 10% – высоколегированная.

На содержание углерода указывает число в названии марки стали и исчисляется в сотых долях процента. Буква X указывает на наличие хрома.

Пример обозначения: Сталь 40 Х ГОСТ 4543 – 71

Примерное назначение легированной конструкционной стали ГОСТ 4543 – 71

Марка стали	Область применения
15Х	Поршневые пальцы, валики, зубчатые колеса.
20Х	Зубчатые колеса, коленчатые валы, втулки, плунжеры, направляющие планки, копиры, кулачки.
30Х, 35Х, 38ХС	Валики, оси, зубчатые колеса, шатуны, ответственные болты, шпильки, гайки.
40Х, 45Х, 50X	Зубчатые колеса, червячные и шлицевые валы, оси шпиндели, упорные кольца, штоки, рессоры.
20ХН, 40ХН, 45ХН, 50ХН	Шлицевые и коленчатые валы, цепные звенья, зубчатые колеса, червяки.

ГОСТ 1435 – 99

Сталь инструментальная углеродистая применяется для изготовления инструментов. В обозначении инструментальной стали число указывает на среднее содержание углерода в десятых долях процента.

Буквы обозначают:

• У – значит углеродистая
• Г – повышенное содержание марганца в стали
• А – высококачественная сталь

Пример обозначения: Сталь У8 ГОСТ 1435 – 99

Некоторые марки инструментальной углеродистой стали ГОСТ 1435 – 99

Марка стали	Область применения
У7; У8; У10; У11; У12; У13; У7А; У8А; У8ГА; У10А; У11А; У12А;У13А	Инструменты, пуансоны, центры к станкам, втулки.

Виды поставки

ГОСТ 51245-99;
B03 — Обработка металлов давлением. Поковки	ГОСТ 8479-70;
В22 — Сортовой и фасонный прокат	ГОСТ 5422-73; ГОСТ 2591-2006; ГОСТ 2879-2006; ГОСТ 9234-74; ГОСТ 8319.0-75; ГОСТ 11474-76; ГОСТ 1133-71; ГОСТ 8320.0-83; ГОСТ 2590-2006;
В23 — Листы и полосы	ГОСТ 82-70; ГОСТ 14918-80; ГОСТ 19903-74; ГОСТ 16523-97; ГОСТ 103-2006;
В24 — Ленты	ГОСТ 3560-73;
В32 — Сортовой и фасонный прокат	ГОСТ 8560-78; ГОСТ 1050-88; ГОСТ 14955-77; ГОСТ 10702-78; ГОСТ 1051-73; ГОСТ 8559-75; ГОСТ 7417-75;
В33 — Листы и полосы	ГОСТ 4405-75; ГОСТ 1577-93;
В34 — Ленты	ГОСТ 2284-79;
В62 — Трубы стальные и соединительные части к ним	ГОСТ 8645-68; ГОСТ 8642-68; ГОСТ 20295-85; ГОСТ 8644-68; ГОСТ 12132-66; ГОСТ 23270-89; ГОСТ 9567-75; ГОСТ 8646-68; ГОСТ 13663-86; ГОСТ 24950-81; ГОСТ 8638-57; ГОСТ 21729-76; ГОСТ 53383-2009; ГОСТ 3262-75; ГОСТ 8734-75; ГОСТ 8639-82; ГОСТ 8731-87; ГОСТ 8732-78; ГОСТ 8733-74;
В71 — Проволока стальная низкоуглеродистая	ГОСТ 1526-81; ГОСТ 5663-79; ГОСТ 792-67;
В72 — Проволока стальная средне- и высокоуглеродистая	ГОСТ 9389-75; ГОСТ 9850-72; ГОСТ 3920-70; ГОСТ 3110-74; ГОСТ 7372-79; ГОСТ 9161-85; ГОСТ 26366-84;
В76 — Сетки металлические	ГОСТ 3306-88; ГОСТ 51568-99;

Аналоги и заменители

отечественные аналоги:

Марка металлопроката		Заменитель
45		40Х
		50
		50Г2
Зарубежные аналоги марки стали 45
США		1044, 1045, 1045H, G10420, G10430, G10440, G10450, M1044
Германия		1.0503, 1.1191, 1.1193, C45, C45E, C45R, Cf45, Ck45, Cm45, Cq45
Япония		S45C, S48C, SWRCH45K, SWRCH48K
Франция		1C45, 2C45, AF65, C40E, C45, C45E, C45RR, CC45, XC42H1, XC42H1TS, XC45, XC45H1, XC48, XC48H1
Англия		060A47, 080M, 080M46, 1449-50CS, 1449-50HS, 50HS, C45, C45E
Евросоюз		1.1191, 2C45, C45, C45E, C45EC, C46
Италия		1C45, C43, C45, C45E, C45R, C46
Бельгия		C45-1, C45-2, C46
Испания		C45, C45E, C45k, C48k, F.114, F.1140, F.1142
Китай		45, 45H, ML45, SM45, ZG310-570, ZGD345-570
Швеция		1650, 1672
Болгария		45, C45, C45E
Венгрия		A3, C45E
Польша		45
Румыния		OLC45, OLC45q, OLC45X
Чехия		12050, 12056
Австрия		C45SW
Австралия		1045, HK1042, K1042
Швейцария		C45, Ck45
Юж.Корея		SM45C, SM48C

Сталь 45

Главная->Справочник->Марочник сталей->Конструкционная сталь

Сталь 45Г Сталь 40ХФА

Конструкционная качественная углеродистая сталь 45

Марка 45 – назначение

Конструкционная качественная углеродистая сталь 45 используется для изготовления улучшаемых, нормализованных, с поверхностной обработкой деталей повышенной прочности – распределительные/ коленчатые валы, кулачки, цилиндры, бандажи, шпиндели, шестерни, вал-шестерни, другие изделия.

Сталь 45 – отечественные аналоги

Марка металлопроката	Заменитель
45	40Х
	50
	50Г2

Материал 45 – характеристики

Марка	Классификация	Вид поставки	ГОСТ	Зарубежные аналоги
45	Сталь конструкционная углеродистая качественная	Сортовой прокат	1050–88	есть
			10702–78
		Поковки	8479–70
		Трубы	8731–74
			8733–74
			13663–86
		Лист	1577–93
			16523–97
		Лента	2284–79
		Полоса	1577–93
		Проволока	5663–79

Марка 45 – технологические особенности

Термообработка

Режим

Состояние поставки

Ковка

Вид полуфабриката	t, 0С	Охлаждение
		Размер сечения	Условия
		мм
Слиток	1250–780	все размеры – поковки ответственного назначения	Нормализация
			Переохлаждение
			Переохлаждение
			Отпуск
		до 400	На воздухе
		401–800	Низкотемпературный отжиг
		>800	Низкотемпературный отжиг
			Переохлаждение
Заготовка	1250–750	до 400	На воздухе

Сварка

Свариваемость	Способы сварки	Рекомендации
трудно свариваемая	РДС, КТС	Подогрев + термообработка

Флокеночувствительность

Мало чувствительна.

Резка

Исходные данные			Обрабатываемость резанием Ku
Состояние	HB, МПа	sB, МПа	твердый сплав	быстрорежущая сталь
горячекатаное	170–179	650	1,0	1.0

Склонность к отпускной хрупкости

Не склонна.

Сталь 45 – химический состав

Массовая доля элементов не более, %:

Кремний	Марганец	Медь	Мышьяк	Никель	Сера	Углерод	Фосфор	Хром
0,17–0,37	0,5–0,8	0,3	0,08	0,3	0,04	0,42–0,5	0,035	0,25

Материал 45 – механические свойства

Сортамент	ГОСТ	Размеры – толщина, диаметр	Термообработка	KCU	y	d5	sT	sв
		мм		кДж/м2	%	%	МПа	МПа
Трубы	8731–87	14	323	588
Пруток калиброван.	10702–78	Отжиг	40	590
Прокат	1050–88	до 80	Нормализация	40	16	355	600
нагартован.		30	6	640
отожжен.		40	13	540
Лента отожжен.	2284–79	14	440–690
нагартован.		690–1030
Полоса	1577–93	6–60	Нормализация	40	16	355	600

Твердость, Мпа

Сортамент	ГОСТ	HB 10-1
Трубы	8731–87	207
Прокат горячекатан.	1050–88	229
калиброван. нагартован.		241
калиброван. отожжен.		207
горячекатан. отожжен.		197

Температура критических точек, 0С

Критические точки	Ac1	Ac3	Ar1	Ar3	Mn
Температура	730	755	780	690	350

Ударная вязкость, Дж/см2

Режимы термообработки	KCU при температурах
	-1000С	-800С	-600С	-400С	-200С	00С	+200С
Нормализация	12	40		6149	61		90–94
Отпуск

Предел выносливости, МПа

Термообработка		t-1	s-1
Режим	t, 0С
Нормализация	850	170	280
Отпуск	550–650

Марка 45 – физические свойства

t	r	R 109	E 10-5	l	a 106	C
0С	кг/м3	Ом·м	МПа	Вт/(м·град)	1/Град	Дж/ (кг·град)
20	7826	2
100	7799	2.01	48	11.9	473
200	7769	1.93	47	12.7	494
300	7735	1.9	44	13.4	515
400	7698	1.72	41	14.1	536
500	7662	39	14.6	583
600	7625	36	14.9	578
700	7587	31	15.2	611
800	7595	27	720
900	26	708

Сталь 45 – точные и ближайшие зарубежные аналоги

Австрия	Австралия	Англия	Бельгия	Болгария	Венгрия
ONORM	AS	BS	NBN	BDS	MSZ
C45SW

1045

HK1042

K1042

060A47

080M

080M46

1449-50CS

1449-50HS

50HS

C45

C45E

C45-1

C45-2

C46

45

C45

C45E

A3

C45E

Германия	Евросоюз	Испания	Италия	Китай	Польша	Румыния
DIN, WNr	EN	UNE	UNI	GB	PN	STAS
1.0503
1.1191
1.1193
C45
C45E
C45R
Cf45
Ck45
Cm45
Cq45

1.0503

1.1191

1.1192

2C45

C45

C45E

C45EC

C46

C45

C45E

C45k

C48k

F.114

F.1140

F.1142

1C45

C43

C45

C45E

C45R

C46

45

45H

ML45

SM45

ZG310-570

ZGD345-570

45 OLC45

OLC45q

OLC45X

США	Франция	Чехия	Швейцария	Швеция	Юж. Корея	Япония
—	AFNOR	CSN	SNV	SS	KS	JIS
1044
1045
1045H
G10420
G10430
G10440
G10450
M1044

1C45

2C45

AF65

C40E

C45

C45E

C45RR

CC45

XC42H1

XC42H1TS

XC45

XC45H1

XC48

XC48H1

12050

12056

C45

Ck45

1650

1672

SM45C

SM48C

S45C

S48C

SWRCH45K

SWRCH48K

Материал 45 – область применения

Сталь марки 45 используют в машиностроении для изготовления деталей повышенной прочности.

Условные обозначения

Механические свойства

HRCэ	HB	KCU	y	d5	sT	sв
МПа	кДж / м2	%	%	МПа	МПа
Твердость по Роквеллу	Твердость по Бринеллю	Ударная вязкость	Относительное сужение	Относительное удлинение при разрыве	Предел текучести	Предел кратковременной прочности

Ku	s0,2	t-1	s-1
Коэффициент относительной обрабатываемости	Условный предел текучести с 0,2% допуском при нагружении на значение пластической деформации	Предел выносливости при кручении (симметричный цикл)	Предел выносливости при сжатии-растяжении (симметричный цикл)

N	число циклов деформаций/ напряжений, выдержанных объектом под нагрузкой до появления усталостного разрушения/ трещины

Свариваемость

Без ограничений	Ограниченная	Трудно свариваемая
Подогрев	нет	до 100–1200С	200–3000С
Термообработка	нет	есть	отжиг

Физические свойства

R	Ом·м	Удельное сопротивление
r	кг/м3	Плотность
C	Дж/(кг·град)	Удельная теплоемкость
l	Вт/(м·град)	Коэффициент теплопроводности
a	1/Град	Коэффициент линейного расширения
E	МПа	Модуль упругости
t	0С	Температура

Купить металлопрокат из конструкционной качественной углеродистой стали 45 в Санкт-Петербурге Вы можете по телефону + 7 (812) 703-43-43. Специалисты оформят заказ, сориентируют по сортаменту, ценам, условиям доставки.

Cталь 30ХГТ Cталь 35ХН1М2ФА Cталь 40 Cталь 40Г Cталь 45ХН Марка А20 Марка А30 Сталь 08 Сталь 08кп Сталь 08пс Сталь 08Ю Сталь 09Г2 Сталь 09Г2С Сталь 10 Сталь 10Г2 Сталь 10Г2БД Сталь 10Г2С1 Сталь 10кп Сталь 10пс Сталь 10Х14Г14Н4Т Сталь 10ХНДП Сталь 10ХСНД Сталь 12ГС Сталь 12К Сталь 12Х18Н10Т Сталь 12Х2Н4А Сталь 12ХН2 Сталь 12ХН2А Сталь 12ХН3А Сталь 14Г2 Сталь 14Г2АФ Сталь 14Х2ГМР Сталь 14ХГС Сталь 15 Сталь 15Г Сталь 15Г2АФДпс Сталь 15Г2СФД Сталь 15К Сталь 15кп Сталь 15пс Сталь 15Х Сталь 15ХСНД Сталь 15ХФ Сталь 16Г2АФ Сталь 16ГС Сталь 16К Сталь 17Г1С Сталь 17ГС Сталь 18Г2АФпс Сталь 18К Сталь 18кп Сталь 18Х2Н4ВА Сталь 18Х2Н4МА Сталь 18ХГТ Сталь 20 Сталь 20Г Сталь 20К Сталь 20кп Сталь 20пс Сталь 20Х Сталь 20Х2Н4А Сталь 20ХГ2Ц Сталь 20ХГНР Сталь 20ХГР Сталь 20ХГСА Сталь 20ХН Сталь 20ХН2М Сталь 20ХН3А Сталь 20ХН4ФА Сталь 20ХНР Сталь 22К Сталь 25 Сталь 25Г2С Сталь 25пс Сталь 25ХГСА Сталь 25ХГТ Сталь 30 Сталь 30X Сталь 30Г Сталь 30ХГС Сталь 30ХГСА Сталь 30ХГСН2А Сталь 30ХН2МА Сталь 30ХН2МФА Сталь 30ХН3М2ФА Сталь 31Х19Н9МВБТ Сталь 33ХС Сталь 34ХН1М Сталь 34ХН3М сталь 35 Сталь 35Г Сталь 35Г2 Сталь 40Г2 Сталь 40Х Сталь 40Х2Н2МА Сталь 40ХС Сталь 40ХФА Сталь 45 Сталь 45Г Сталь 45Г2 Сталь 45Х сталь 60С2А сталь 60С2Н2А сталь 60С2ХА сталь 60С2ХФА сталь 65 сталь 65Г сталь 65С2ВА сталь 70 сталь 70С3А сталь А12 Сталь А40Г Сталь ВСт3кп Сталь обыкновенного качества ВСт2кп Сталь обыкновенного качества ВСт2пс Сталь обыкновенного качества ВСт2сп Сталь обыкновенного качества ВСт3Гпс Сталь обыкновенного качества ВСт3пс Сталь обыкновенного качества ВСт3сп Сталь обыкновенного качества ВСт4кп Сталь обыкновенного качества Вст4пс Сталь обыкновенного качества ВСт5пс Сталь обыкновенного качества ВСт5сп Сталь обыкновенного качества ВСт6сп Сталь обыкновенного качества Ст0 Сталь ОсВ Сталь ШХ15 Сталь ШХ15СГ Сталь ШХ4

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

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:

• 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.

Механические свойства

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания, °C	σ0,2, МПа	σB, МПа	δ5, %	δ, %	ψ, %	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	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	<590	40
Листы нормализованные и горячекатаные	80	590	18
Полосы нормализованные или горячекатаные	6-25	600	16	40
Лист горячекатаный	<2	550-690	14
Лист горячекатаный	2-3,9	550-690	15
Лист холоднокатаный	<2	550-690	15
Лист холоднокатаный	2-3,9	550-690	16

Механические свойства поковок

Сечение, мм	σ0,2, МПа	σB, МПа	δ5, %	ψ, %	HB
Нормализация
100-300	245	470	19	42	143-179
300-500	245	470	17	35	143-179
500-800	245	470	15	30	143-179
<100	275	530	20	44	156-197
100-300	275	530	17	34	156-197
Закалка. Отпуск
300-500	275	530	15	29	156-197
Нормализация. Закалка. Отпуск.
<100	315	570	17	39	167-207
100-300	315	570	14	34	167-207
300-500	315	570	12	29	167-207
<100	345	590	18	59	174-217
100-300	345	590	17	54	174-217
<100	395	620	17	59	187-229

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска, °С	σ0,2, МПа	σB, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/м2	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/м2
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

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

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.

Скачать ГОСТ 1050-2013

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 Kuтв.спл. = 1, Kuб.ст. = 1.

Склонность к отпускной способности

Не склонна.

Флокеночувствительность

Малочувствительна.

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

Температура критических точек

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

Физические свойства

T (Град)	E 10- 5 (МПа)	a 10 6 (1/Град)	l (Вт/(м·град))	r (кг/м3)	C (Дж/(кг·град))	R 10 9 (Ом·м)
20	2	7826
100	2.01	11.9	48	7799	473
200	1.93	12.7	47	7769	494
300	1.9	13.4	44	7735	515
400	1.72	14.1	41	7698	536
500	14.6	39	7662	583
600	14.9	36	7625	578
700	15.2	31	7587	611
800	27	7595	720
900	26	708

Резка

Исходные данные			Обрабатываемость резанием Ku
Состояние	HB, МПа	sB, МПа	твердый сплав	быстрорежущая сталь
горячекатаное	170–179	650	1,0	1.0