Сталь 45 для ножа

Обновлено: 01.05.2024

Cортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543—71, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 10702-78.

Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73.

Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955—77.

Лист толстый ГОСТ 1577—81, ГОСТ 19903-74.

Полоса ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70.

Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70.

Назначение и применение

Сталь 45Х является конструкционной углеродистой легированной сталью перлитного класса. Из стали 45Х изготавливают детали к которым предъявляются требования повышенной твердости, износостойкости, прочности и работающие при незначительных ударных нагрузках:

валы,
шестерни,
оси,
болты,
шатуны и другие детали.

Кроме перечисленного сталь 45Х применяется для изготовления нагруженных валов, штоков насосов и задвижек, работающих при температуре не выше 450 °С в некоррозионной среде, для высоконагруженных болтов и шпилек, для валов центробежных насосов.

Часто детали нефтепромыслового оборудования из стали 45Х (например, цилиндрическая поверхность на рабочем участке штоков поршня грязевых насосов, вылы, звездочки и зубчатые колеса буровых установок, пальцы шарниров и т.д.) подвергаются закалке с нагревом токами высокой частоты.

Расшифровка стали 45Х

Цифра 45 означает, что содержание углерода в стали составляет 0,45%.

Буква Х означает, что в стали содержится хром в количестве до 1,5%.

Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)

Химический состав, % (ГОСТ 4543-2016)

Марка стали	Массовая доля элементов, %
Марка стали	С	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	Al	Ti	V	B
0,41-0,49	0,17-0,37	0,50-0,80	0,80-1,10	—	—	—	—	—	—

ПРИМЕЧАНИЕ: знак «-» означает, что массовую долю данного элемента не нормируют и не контролируют, если не указано иное (см. ГОСТ 4543-2016).

Твердость (ГОСТ 4543-2016)

Твердость по Бринеллю металлопродукции в отожженном (ОТ) или высокоотпущенной (ВО) состоянии, а также горячекатаной и кованой металлопродукции, нормализованной с последующим высоким отпуском (Н+ВО), диаметром или толщиной свыше 5 мм должна соответствовать нормам, указанным в таблице
Марка стали Твердость HB, не более
45Х 229

Механические свойства проката (ГОСТ 4543-2016)

Марка стали	Режим термической обработки					Механические свойства, не менее					Размер сечения заготовок для термической обработки (диаметр круга или сторона квадрата), мм
	Закалка			Отпуск		Предел текучести σ_т, Н/мм2	Временное сопротивление σ_в, Н/мм2	Относительное		Ударная вязкость КС U, Дж/см2
	Температура, °С		Среда охлажде- ния	Темпера- тура, °С	Среда охлаждения			удлинение δ,%	сужение Ψ, %
	1-й закалки или нор- мализации	2-й за- калки
45Х	840	—	Масло	520	Вода или масло	835	1030	9	45	49	25

Температура критических точек, °С

Механические свойства

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t_отп. °С	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	Ψ, %	Твердость HB
Пруток диаметром 25 мм; закалка с 830 °С в масле
300	1490	1710	10	27	500
400	1270	1490	12	37	450
500	1130	1240	17	50	375
600	880	1030	21	60	300
Пруток диаметром 50 мм; закалка с 820 °С в масле
400	1270	1490	12	37	450
500	1130	1240	17	50	375
600	880	1030	21	60	300

Предел выносливости

Характеристики прочности	σ_-1, МПа	n
σ_в = 980 МПа; σ_0,2 = 830 МПа; HB 285	343	—
σ_в = 980 МПа; σ_0,2 = 550 МПа; HB 217	380	—
σ_в = 1590 МПа	774	10 6
σ_в = 1150 МПа	588	5 * 10 6

Примечание: σ 450 _1/1000 = 88 МПа

Ударная вязкость KCU

KCU, Дж/см 2 , при температуре, °С
+20	-40	-80
55	51	39

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1250, конца 780. Заготовки сечением до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-300 мм — в мульде.

Обрабатываемость резанием — K_{v тв.спл} = 1,20 и K_{v б.ст} = 0,95 в горячекатаном состоянии при HB 163-168 и σ_в = 610 МПа.

Склонность к отпускной хрупкости — склонна.

Свариваемость

Сталь 45Х относится к трудносвариваемым. Способы сварки: РДС — необходимы подогрев и последующая термообработка. КТС — необходима последующая термообработка.

Нож из нержавеющей стали

К углеродистым сталям относится средняя и высокая углеродистые виды. Название отражает состав стали, нержавейка – это способность противостоять коррозии.

История создания нержавейки

Создание стали, стойкой к коррозии, приписывают Гарри Брирли. В 1913 году он занимался исследованиями стальных сплавов, необходимых для изготовления оружейных стволов. Металлург-самоучка действовал по системе проб и ошибок. Он добавлял в сплав различные присадки и проверял на прочность полученные образцы. Неудачные экземпляры он бросал в угол, где заготовки ржавели.

Его внимание привлёк небольшой слиток, который был извлечён из печи месяц назад: он не заржавел и выглядел как новый. Сплав на 85% состоял из железа. В состав входили также:

Это был первый образец нержавеющей стали.

В 1915 году английская фирма из города Шеффилд заявила о создании нового сплава с превосходным внешним видом: он не поддаётся коррозии и устойчив к истиранию.

Плюсы и минусы ножа из нержавеющей стали

Бывают разные виды ножей. На кухне встречаются ножи для мяса, овощей, хлеба. Хороший режущий инструмент должен иметь идеально ровную режущую кромку. Трещины или сколы свидетельствует о том, что качество материала очень низкое. Такой нож долго не прослужит.

Клинки, выполненные из углеродистой стали, имеют острую кромку, легко затачиваются. Но с течением времени они ржавеют и приходят в негодность.

Высокоуглеродистая сталь сочетает преимущества углеродистой стали и нержавейки. Острота́ и устойчивость к коррозии – вот главные свойства.

Преимущества

В производстве ножей лидирует нержавеющая сталь. Зачастую в материал добавляются компоненты, улучшающие качество изделий. Это хром, марганец, молибден, ванадий. Противостоять стальной нож ржавчине заставляет хром. Он придаёт и дополнительную прочность. Преимущества таких ножей:

Даже при длительном контактировании с водой и повышенной влажности ножи не ржавеют.
Обладают твёрдостью и не ломаются при падениях или сильных ударах.
Устойчивы к температурным перепадам, выдерживают высокие и низкие температуры.
На продукте не оставляют посторонние привкусы.
Радуют приятным видом. Они блестят, а при длительном применении не теряют качества.

Недостатки

Главный минус в том, что нож из нержавеющей стали быстро тупится. Частое затачивание приводит к уменьшению толщины материала. Следует также помнить, что не существует самозатачивающихся ножей. Любой нож, из какого бы материала он ни был сделан, через определённый промежуток времени теряет остроту.

Особенности

Стойкость стали к коррозии обеспечивается сверхтонкой, богатой хромом оксидной плёнкой. Толщина очень мала (около 2 нанометров, или 0,002 мкм), поэтому плёнка прозрачная. Но она служит защитой сплава от действия окружающей среды.

Плёнка появляется после пассивации – добавления хрома в сплав. Содержание этого элемента доводят до 12%, тогда сплав признают нержавеющим.

Нержавеющие ножи только из мартенситных сталей

Ножи из мартенситов имеют требуемый уровень твёрдости. Из всех видов сплавов этот наиболее предпочтительный для изготовления ножей.

Влияние содержания углерода на твёрдость мартенсита

Твёрдость мартенсита без отпуска зависит от того, сколько содержится углерода в сплаве. Чем выше процентное соотношение последнего, тем твёрже материал. Это наглядно видно из таблицы.

Термообработка

Термообработка мартенситных сталей мало чем отличается от термической обработки обычных углеродистых сталей и включает три ступени: аустенизация (нагрев под закалку), закалка и отпуск.

Время термической обработки мартенситных нержавеек намного меньше. Первая причина: в состав стали входят карбиды. Их растворение в аустените замедлено из-за того, что в составе есть молекулы хрома. Вторая причина: теплопроводность нержавейки ниже, чем у обычной углеродистой стали.

Карбиды

Из-за того, что в составе мартенситных нержавеющих сталей повышено содержание углерода, сопротивление коррозии ниже. Это происходит потому, что высокое содержание углерода уменьшает количественный состав хрома, который способен растворяться в аустените.

Частицы карбида (Cr, Fe)23C6, снижают содержание хрома (как известно, для коррозионной стойкости нужно 12%), что делает металл подверженным коррозии.

Разновидности

Нержавеющие стали делятся на несколько видов:

Мартенситная

Материалы с мартенситной структурой хорошо поддаются закалке. К таким сталям относятся марки 65Х13, 95Х18, 440С. Они имеют высокую степень закалки по сравнению с простыми углеродистыми сплавами (1050-1100 против 750-800), но их твёрдость на одну-две единицы по Роквеллу ниже. Сказывается тот факт, что хром оказывает связывающее воздействие углерода, при этом снижается закалочная структура мартенсита. Это и породило название.

Ферритная

Ферритная структура мягкая, её нельзя закалить. Коррозионная стойкость у такого материала тянет на твёрдую троечку по пятибалльной шкале. Сюда относятся марки 04Х13, 02Х18.

Аустенитные или хромоникелевые стали

Аустенитные нержавейки – это стали марок: Х12Н8, Х12Н8Т10. Материал можно закалять, но при этом повышается вязкость и падает твёрдость.

Высокая коррозионная стойкость не позволяет ржаветь от воды, кислот, грязи.
Не тускнеет со временем.
Обладает чудовищной вязкостью и пластичностью. При нагрузке на разрыв происходит удлинение проволоки в 16 раз. Даже латунь и медь не имеют такого свойства. После деформации свободно возвращает прежнюю форму.
При холодной ковке материал способен сильно затвердевать (до 45 ед. по Роквеллу) с сохранением вязкости.

Ферритно-аустенитный или двухфазный сплав

Существует обособленная группа: ферритно-аустенитная, по-другому такие образцы называют дуплексными или двухфазными сталями. Дуплексы включают в себя примерно половину феррита и половину аустенита, они имеют характеристики обеих фаз. Для получения такого сплава в микс, помимо хрома и никеля, добавляют молибден и ванадий. Это необходимо для увеличения прочности на разрыв и облегчения процесса сварки.

Очень важный показатель дуплексов – уникальная прочность. Из-за невысокой цены, а также лёгкости и податливости в обработке, успешно применяется во многих отраслях.

Сатинированная полировка

Существует разделение металлов по классу шероховатости. Материалы полируют либо подвергают другим видам обработки, чтобы добиться необходимого качества поверхности. Один из передовых способов – сатинирование. Название произошло от французского слова satin, что в переводе обозначает «атлас».

Поверхность сатинируют абразивом, зернистость которого составляет 240-320. Предметы с такой обработкой выглядят очень красиво. Сатинированная нержавеющая сталь имеет своеобразный блеск, подобный атласу. Кухонные принадлежности (ножи, чайники) в дизайнерском исполнении пользуются спросом.

Основные конкуренты нержавейки

Нержавейка уже больше века применяется для изготовления ножей и режущих инструментов. В настоящее время конкуренцию составляют три других группы:

чёрные металлы;
керамика;
высокоуглеродистые материалы.

Ножи первой группы подвержены коррозии, они недолговечны даже с учётом внешнего покрытия. Керамика имеет два критических недостатка: её сложно обслуживать, и невозможно такими инструментами рубить плотные, твёрдые материалы. Нержавейка лишена этих недостатков.

Приспособление для резки из высокоуглеродистых материалов являются достойными конкурентами. Но ключевым моментом в производстве представителей этой группы является добавление некоторых компонентов.

Углеродистая и нержавеющая сталь – сравнение

Любая сталь содержит какое-то количество углерода, а также подвержена окислению и покрытию ржавчиной, в том числе и нержавейка. Углеродистые материалы подвержены коррозии в большей степени, для нержавеющего сплава это качество тоже присутствует, однако, произойдёт это при очень суровых условиях.

Способность впитывать запахи

Свежезаточенная чистая углеродистая сталь имеет приятный запах, но такое качество, как быстрое впитывание посторонних ароматов, является существенным минусом. Ножи из «углеродки» подойдут для обработки деревянных изделий, но вот на кухне им не место: избавиться от запаха лука и рыбы очень сложно. С нержавейкой таких проблем не бывает.

Заточка

При одинаковых пропорциях углерода в составе сплава, режущие кромки ножей из нержавеющей стали точить сложнее из-за увеличенной износостойкости. Для заточки требуются определённые инструменты. В этих целях используется мелкозернистый водный камень или керамический стержень. Ножи из обычной углеродистой стали правят поварским мусатом.

На практике доказано, что они становится острее нержавеющих аналогов, но при этом теряется долговечность и износостойкость.

Простота в уходе

За инструментами, изготовленными из любой марки, нужен регулярный уход. Основные правила содержания ножей: чистка, правка, заточка и соответствующее хранение. При равных условиях чувствительнее окажется углеродистая сталь. На ней в первую очередь появится ржавчина.

Режущие свойства

В этом вопросе лидерами являются высокоуглеродистые материалы. Они имеют податливую структуру, режущую кромку можно сделать гораздо тоньше, согласно физическим законам, именно она придаёт «резучесть» и остроту.

Эстетическая сторона вопроса

Для нержавейки не нужно обеспечивать дополнительную защиту от коррозии. Уход за изделиями из них включает в себя простую полировку. Углеродистые стали подвергают самым разным способам обработки. Напыление создаёт матовую текстуру поверхности. Процедура, называемая воронение, придаёт приятный чёрный цвет и делает изделие элегантным. Необычный серо-зелёный оттенок можно получить путём применения такого вида покрытия как blackwash. Но всё равно со временем на «углеродке» появляется тёмный налёт. Это естественная защита клинка от дальнейшего окисления. С нержавейкой подобного не произойдёт.

При регулярном уходе, поддержании поверхности в сухости и чистоте, работать с ножом будет более комфортно за счёт «резучести» лезвия. Если нужен простой кухонный нож с высокой степенью надёжности, лучше выбрать нержавейку, так как этому изделию не потребуется уделять много времени для ухода.

ВЫБОР СТАЛИ ДЛЯ НОЖА

Кроме того, основное предназначение ножа (для определённой прослойки людей это будет откровением) — резать. Висеть, отжимать двери, поддевать канализационные люки, вскрывать банки с консервами большинством ножей тоже, в общем-то, можно, но некоторыми это получается сделать только один раз. Поэтому, исходя из задачи (резать), попытаемся понять, какие стали из всего многообразия (кроме совсем уж редких и экзотических экземпляров), представленного сейчас на ножевом рынке, подходят нам лучше всего, ну и попутно выясним, какие из них наиболее устойчивы к ковырянию люков (тут стоит заметить, что, всё же, в большей степени, на хрупкость клинка влияет его геометрия, а не сталь).

Весьма популярная железка у заморских кузнецов. Прочная, недорогая, но быстро ржавеет.

Используется в ножах Randall.

1095 / 1080 / 1070 / 1060 / 1055 / 1050 и т.д.

Простая и дешёвая углеродка, аналог российских инструментальных сталей (У8, У10А и т. д.). С убыванием номера после 10, убывает и количество углерода в стали, следовательно сталь становится более мягкой и хуже держит режущую кромку. Поэтому 1050 и 1060 частенько применяются для изготовления мечей, где важна пластичность и стойкость к ударным нагрузкам. В ножах же наиболее часто встречается 1095. Существенный минус — очень низкая коррозионная стойкость.

Яркий пример производителя использующего эту сталь Kabar (1095) и Cold Steel (1055).

Шарикоподшипниковая сталь, весьма популярная у ножеделов. Хорошо держит режущую кромку, но обладает невысокой прочностью и не стойка к коррозии.

Так называемый "быстрорез", то есть сталь, сохраняющая свои свойства при воздействии высоких температур. Хорошо держит режущую кромку. Из минусов стоит отметить низкие коррозионную стойкость и стойкость к ударным нагрузкам.

Сталь, известная своими прочностью и хорошим удержанием режущей кромки. Обладает невысокой коррозионной стойкостью, поэтому требует ухода.

Самая простая ножевая сталь. Используется везде, где только можно (дешёвые кухонные ножи, всевозможные китайцы в ларьках сделаны именно из неё). Из плюсов — низкая стоимость и высокая коррозионная стойкость, быстро правится. Из минусов — мягкая (содержание углерода всего около 0.5%), плохо держит режущую кромку.

Обе эти стали похожи на 440А. 420HC активно используется американской фирмой Buck и их 420 весьма разительно отличается от 420 других производителей, так как благодаря криогенной обработке, Buck выжимает из неё всё возможное.

12С27 это шведская сталь с содержанием углерода около 0.6%.

440A / 440B / 440С

Все три стали обладают высокой коррозионной стойкостью. Содержание углерода в них составляет — 440А (0,75%), 440В (0,9%), 440С (1,2%), соответственно режущую кромку они держат (особенно 440C) неплохо и обладают высокой твёрдостью (56-60 HRC). 440C считается одной из самых сбалансированных по своим свойствам ножевых сталей.

Сталь N690 довольно редко встречается. В её состав входит кобальт и она, по сути, является улучшенной версией 440C.

AUS-4 / AUS-6 / AUS-8 / AUS-10

Это японские нержавеющие стали, сравнимые по своему составу и характеристикам с американскими 440A, 440B и 440C (кроме AUS-4, которая ближе к 420). В отличии от 440 семейства, AUS'ы содержат ванадий, который добавляет им износостойкости.

Из известных производителей, работающих с этой сталью можно отметить Al Mar (AUS-6), Cold Steel (AUS-8A).

154-СМ — американская сталь, а ATS-34 — японский аналог от компании Hitachi. И в том, и в другом варианте это качественная сталь, которая хорошо держит режущую кромку, имеет хорошую коррозионную стойкость (хотя, всё же, уступает 440 семейству) и достаточную вязкость.

Используется в ножах компаний Spyderco и Benchmade.

Очень похожа на ATS-34, но не содержит молибден, благодаря чему, она более дешевая. Используется компанией Spyderco.

Японская сталь, разработанная фирмой Takefu Special Steel Co. Удержание режущей кромки приемлемое (на мой взгляд, примерно на уровне AUS-8, но вообще сильно зависит от ТО), практически не ржавеет. Из отличительных особенностей стоит отметить тот факт, что при заточке нож из этой стали очень быстро выводится в бритву.

BG-42 очень похожа на ATS-34, но имеет несколько существенных отличий от неё, а именно — содержание магния в два раза больше и имеется ванадий в количестве 1.2%. Благодаря этому BG-42 держит режущую кромку лучше, чем ATS-34.

Сталь D-2 изредка называют "полу-нержавеющей". Она содержит около 12% хрома, что слегка не дотягивает до полноценной коррозионно стойкой стали (это, напомню, 13%). D-2 (наравне с нашей Х12МФ, являющейся практически полным её аналогом) замечательно держит режущую кромку, и практически не ржавеет (ну разве что может слегка потемнеть если нож надолго оставить мокрым), но она не очень хорошо относится к ударным нагрузкам. Это вовсе не означает, что ей нельзя рубить, просто делать это нужно аккуратнее, чем той же 1095.

Её используют Benchmade, Bob Dozier и другие производители.

СРМ S30V / СРМ S60V / СРМ S90V

Семейство CPM это — порошковые стали. S30V Пожалуй самая сбалансированная по своим свойствам сталь на данный момент. Обладает высокой коррозионной стойкостью, ударной вязкостью, хорошо держит режущую кромку и правится достаточно быстро.

S60V и S90V держат режущую кромку дольше, чем S30V, но они более хрупкие и точить их значительно сложнее.

S35VN разрабатывалась как улучшенный вариант S30V. Она превосходит последнюю по такому важному показателю как ударная вязкость, а кроме того легче полируется.

Высоко углеродистая (3%) порошковая сталь, производится японской корпорацией Hitachi Metals. Великолепно держит режущую кромку, но несмотря на 20% хрома всё-таки весьма не стойка к коррозии, так что ухаживать за ней лучше, как и за углеродкой. Кроме того, ZDP-189 весьма хрупкая сталь и не любит ударные нагрузки, а также капризна в заточке. Прочность примерно в три раза ниже, чем у ATS-34.

Эти стали относятся к инструментальным. Цифрой после буквы "У" в названии указывается среднее содержание углерода в десятых долях процента. По свойствам эти стали подразделяются на стали повышенной вязкости (У7-У9) и стали повышенной твёрдости (У10-У13). Все эти стали неплохо держат режущую кромку, но они не обладают коррозионной стойкостью, поэтому за ножом из такой стали нужен хороший уход. У7-У9 предназначены для инструмента, подвергающегося ударным нагрузкам, поэтому ножом из этих сталей можно безбоязненно рубить, У10-У13, напротив же, весьма хрупки и не предназначены для ударных нагрузок.

Конструкционная подшипниковая сталь. Весьма популярна в среде наших ножеделов. Долго держит режущую кромку, довольно активно ржавеет (в основном поверхностно, в то время, как в тех же У'шках коррозия уходит вглубь клинка), приблизительный аналог 52100.

Пружинно-рессорная сталь, легированная марганцем. Не стойка к коррозии, недолго держит режущую кромку, но обладает высокой ударной вязкостью.

"Быстрорез", аналог зарубежной M-2. Так же имеет высокую популярность в среде российских ножеделов, в основном из-за широкой доступности в нужном виде (полотна механических пил). Так же, как и практически любой быстрорез — хорошо держит тонкую режущую кромку, но подвержена коррозии и сколам.

40Х13 / 65Х13 / 95Х18 / 110Х18

Примерные аналоги зарубежных 420 и 440. Самая распространённая из них 95Х18, так же весьма часто встречается 65Х13, 40Х13 и 110Х18 довольно редки, но тем не менее, купить серийную продукцию из этих сталей не составляет особо труда. При правильной термообработке 95Х18 даёт весьма неплохой баланс между удержанием режущей кромки и прочностью, также она обладает высокой коррозионной стойкостью.

Инструментальная легированная штамповая сталь. Обладает высокой коррозионной стойкостью (хотя бы при минимальном уходе), но при попадании в кислую или щелочную среду, на клинке изготовленном из этой стали, могут появиться тёмные пятна, а в совсем запущенных случаях ржавый налет. Хорошо держит режущую кромку, обладает средней стойкостью к ударным нагрузкам.

Вот мы и рассмотрели наиболее часто встречающиеся ножевые стали (хотя что-то я, наверное, всё же, упустил). Какие выводы можно из всего этого сделать? Тут каждый пусть решает сам. Но вот некоторые советы:

Оптимальным выбором для универсального ножа будет S30V, S35VN или D2/Х12МФ. Не особо хрупкая, долго и приятно режет, широко доступна (особенно последние две).
Если ножом, большей частью, нужно что-то рубить или творить всякие непотребства, типа висения на нём, то У8А или 65Г будет в самый раз. Правда, за ножом придётся ухаживать, ну или протравить его, тогда поверхность клинка будет не так активно покрываться коррозией. Но, в общем-то, можно взять и любую другую сталь, главное толщину клинка сделать миллиметров 5-6, тогда нож очень многое выдержит, просто в силу своей ломовитости.
Для тех, кому не хочется заморачиваться с уходом за ножом подойдёт 420 или 65Х13 (если не пугает перспектива частой правки).
Если нож предназначается исключительно для реза, то наилучшим вариантом будет ZDP-189 (благо, она в последнее время стала широко доступна).

Технические характеристики углеродистой стали 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.

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:

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.

Читайте также:

Марка стали	Твердость HB, не более
45Х	229