Сталь 45 гост 1050 2013

Обновлено: 28.04.2024

Сталь 45 – популярный материал для изготовления деталей механизмов, требующих повышенной прочности и износостойкости. Сплав улучшается с помощью термической обработки, что существенно продлевает срок службы изделий. Применяется при высоких температурах (до 200С без потери свойств). В строительстве используется ограниченно в виду затрудненной свариваемости и чувствительности к коррозии.

Общие данные

Сталь 45 – углеродистая конструкционная нелегированная специальная качественная сталь. Основные элементы – углерод и железо. Легирующие добавки отсутствуют. По содержанию серы и фосфора в составе сталь 45 соответствует качественным сталям. Степень раскисления – спокойная. Сталь 45 не является устойчивой к коррозии или средам с повышенной кислотностью, эксплуатация в условиях повышенной влажности затруднена, требуется защитное покрытие.

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.

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.

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

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

Зачем проводить закалку

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

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

Ценообразование

Стоимость лома стали 45 выше, чем у чугунов, но ниже, чем у нержавеек и цветных металлов. Она варьируется в районе 13 тыс. рублей за тонну. На образование цены влияют:

сотировки лондонской биржи черных металлов;
спрос и предложение конкретно в вашем городе;
чистота металла – наличие ржавчины, процент содержания серы, фосфора и других нежелательных примесей;
вид и размеры лома;
объемы закупки и способ оплаты.

Структурный состав

По структуре сталь 45 относится к перлитному классу в нормализованном виде, как и все нелегированные углеродистые стали и стали с низким содержанием легирующих элементов. Легированные стали относятся к мартенситному и аутенитному классам, в зависимости от концентрации добавок.

Содержание примесей

Содержание серы и фосфора в стали 45 не может превышать 0.035% для фосфора и 0.04% для серы. Эти показатели соответствуют качественной стали или среднему уровню содержания нежелательных примесей. Для сталей обыкновенного качества эти показатели равны 0.04% и 0.05%; для высококачественных сталей – 0.025% для обеих примесей; для особо высококачественных сталей – 0.025% и 0.015%.

Виды поставки

B03 - Обработка металлов давлением. Поковки

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

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;

В62 - Трубы стальные и соединительные части к ним

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;

ГОСТ 1050-2013 Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия

Настоящий стандарт распространяется на металлопродукцию горячекатаную, кованую, калиброванную и со специальной отделкой поверхности, предназначенную для использования в различных отраслях промышленности.

В части требований к химическому составу стандарт распространяется на слитки, блюмы, слябы, катаные, кованые и непрерывнолитые заготовки, поковки, штамповки, листовой и другие виды проката.

Марки стали

Настоящий стандарт распространяется на металлопродукцию из стали марок 05кп, 08кп, 08пс, 10кп, 10пс, 11кп, 15кп, 15пс, 18кп, 20кп и 20пс только в части требований к химическому составу.

Классификация

по видам производства:

по классам качества стали: нелегированная качественная, нелегированная специальная
по степени раскисления:

по качеству и отделке поверхности:

по наличию внепечной обработки кислородно-конвертерной стали:
- с внепечной обработкой (ВО)
- без внепечной обработки (БВО)
по состоянию поставки:

Марки стали	C (Углерод)	Si (Кремний)	Mn (Марганец)	P (Фосфор)
05кп	остальное
08	0,05 - 0,12	0,17 - 0,37	0,35 - 0,65	остальное
08кп	0,05 - 0,12	0,25 - 0,5	остальное
08пс	0,05 - 0,11	0,05 - 0,17	0,35 - 0,65	остальное
10	0,07 - 0,14	0,17 - 0,37	0,35 - 0,65	остальное
10Г2	0,07 - 0,15	0,17 - 0,37	1,2 - 1,6	остальное
10кп	0,07 - 0,14	0,25 - 0,5	остальное
10пс	0,07 - 0,14	0,05 - 0,17	0,35 - 0,65	остальное
11кп	0,05 - 0,12	0,3 - 0,5	остальное
15	0,12 - 0,19	0,17 - 0,37	0,35 - 0,65	остальное
15Г	0,12 - 0,19	0,17 - 0,37	0,7 - 1	остальное
15кп	0,12 - 0,19	0,25 - 0,5	остальное
15пс	0,12 - 0,19	0,05 - 0,17	0,35 - 0,65	остальное
18кп	0,12 - 0,2	0,3 - 0,5	остальное
20	0,17 - 0,24	0,17 - 0,37	0,35 - 0,65	остальное
20А	0,17 - 0,24	0,17 - 0,37	0,35 - 0,65	остальное
20Г	0,17 - 0,24	0,17 - 0,37	0,7 - 1	остальное
20кп	0,17 - 0,24	0,25 - 0,5	остальное
20пс	0,17 - 0,24	0,05 - 0,17	0,35 - 0,65	остальное
25	0,22 - 0,3	0,17 - 0,37	0,5 - 0,8	остальное
25Г	0,22 - 0,3	0,17 - 0,37	0,7 - 1	остальное
30	0,27 - 0,35	0,17 - 0,37	0,5 - 0,8	остальное
30Г	0,27 - 0,35	0,17 - 0,37	0,7 - 1	остальное
30Г2	0,26 - 0,35	0,17 - 0,37	1,4 - 1,8	остальное
35	0,32 - 0,4	0,17 - 0,37	0,5 - 0,8	остальное
35Г	0,32 - 0,4	0,17 - 0,37	0,7 - 1	остальное
35Г2	0,31 - 0,39	0,17 - 0,37	1,4 - 1,8	остальное
40	0,37 - 0,45	0,17 - 0,37	0,5 - 0,8	остальное
40Г	0,37 - 0,45	0,17 - 0,37	0,7 - 1	остальное
40Г2	0,36 - 0,44	0,17 - 0,37	1,4 - 1,8	остальное
45	0,42 - 0,5	0,17 - 0,37	0,5 - 0,8	остальное
45Г	0,42 - 0,5	0,17 - 0,37	0,7 - 1	остальное
45Г2	0,41 - 0,49	0,17 - 0,37	1,4 - 1,8	остальное
50	0,47 - 0,55	0,17 - 0,37	0,5 - 0,8	остальное
50А	0,47 - 0,55	0,17 - 0,37	0,5 - 0,8	остальное
50Г	0,48 - 0,56	0,17 - 0,37	0,7 - 1	остальное
50Г2	0,46 - 0,55	0,17 - 0,37	1,4 - 1,8	остальное
55	0,52 - 0,6	0,17 - 0,37	0,5 - 0,8	остальное
55пп	0,55 - 0,63	0,1 - 0,3	остальное
58	0,55 - 0,63	0,1 - 0,3	остальное
60	0,57 - 0,65	0,17 - 0,37	0,5 - 0,8	остальное
60пп "селект"	0,57 - 0,61	0,1 - 0,3	остальное
60пп	0,57 - 0,65	0,1 - 0,3	остальное
0,17 - 0,24	0,17 - 0,37	0,35 - 0,65

Массовая доля N не должна превышать:

- без внепечной обработки (БВО): 0,006% - для тонколистовой металлопродукции и ленты; 0,008% - для остальных видов металлопродукции
- с внепечной обработкой (ВО) - 0,01%
- в стали, выплавленной в электропечах - 0,012%.

Способ выплавки и способ обработки стали, если не согласованы при оформлении заказа, выбирает изготовитель.

Массовая доля N в стали не нормируется и не контролируется, если в стали массовая доля общего Al составляет не менее 0,02% или кислоторастворимого Al - не менее 0,015% или вводятся, по отдельности или в любом сочетании, азотосвязывающие элементы (Ti - не более 0,04%, V - не более 0,05%, Nb - не более 0,05%), при этом суммарное содержание азотосвязывающих (Ti, V, Nb, Al) элементов должно быть не более 0,15%. Массовая доля в стали азотосвязывающих элементов должна быть указана в документе о качестве.

В стали марок 35, 40, 45, 50, 55 и 60, предназначенной для изготовления патентированной проволоки, массовая доля Mn должна быть от 0,3% до 0,6%, Ni - не более 0,15%, Cr - не более 0,15%, Cu - не более 0,2%, что должно быть указано в заказе.

В стали марок 08пс, 10пс, 15пс и 20пс, предназначенной для изготовления листовой металлопродукции для холодной штамповки, допускается снижение нижнего предела массовой доли Mn до 0,25%.

В стали марки 08пс, предназначенной для изготовления жести, допускается снижение массовой доли C, Si, Mn менее установленного нижнего предела и увеличение массовой доли общего Al до 0,07%.

В стали всех марок допускается снижение массовой доли Si менее установленного нижнего предела при условии применения других, кроме Si, раскислителей одновременно, по отдельности или в любом сочетании, (Al, Ti, V, Nb) в необходимых количествах, при условии выполнения условий по механическим свойствам. Массовая доля других раскислителей должна быть указана в документе о качестве.

В спокойной стали всех марок, предназначенной для изготовления металлопродукции по настоящему стандарту, допускается снижение нижнего предела массовой доли Mn не более чем на 0,2% при условии выполнения требований к механическим свойствам по настоящему стандарту. Предельные отклонения в металлопродукции по нижнему пределу Mn не допускаются.

В стали всех марок, предназначенной для изготовления других видов металлопродукции, перечисленных в области определения настоящего стандарта, допускается снижение нижнего предела массовой доли Mn при условии выполнения требований к механическим свойствам, предусмотренных в стандарте на соответствующую металлопродукцию.

В спокойной стали, изготовляемой с применением металлического лома, допускается остаточная массовая доля Cr, Ni не более 0,4% каждого. В документе о качестве указывают фактические значения массовой доли Cr, Ni в стали.

В стали марок 05кп, 08кп, 08пс, 08, 10кп, 10пс, 10, 11кп, 15кп, 15пс, 15, 18кп, 20кп, 20пс, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 50А, 55, 58, 60, 60пп, 60пп "селект" допускается массовая доля As не более 0,08%.

В сталях 15Г, 20Г, 25Г, 30Г, 35Г, 40Г, 45Г, 50Г, 10Г2, 30Г2, 35Г2, 40Г2, 45Г2, 50Г2 допускается массовая доля остаточных элементов, не более: W - 0,2%, Mo - 0,15%, V - 0,05%, Ti - 0,03%.

Сортамент

По форме, размерам и предельным отклонениям горячекатаная металлопродукция должна соответствовать следующим требованиям:

- ГОСТ 2590 - круглая в прутках и мотках
- ГОСТ 2591 - квадратная в прутках и мотках (или по другому стандарту или с другими требованиями, согласовываемыми при оформлении заказа)
- ГОСТ 2879 - шестигранная в прутках и мотках
- ГОСТ 103, ГОСТ 4405 - полосовая
- ГОСТ 5157 - профили для косых шайб

кованая металлопродукция:

- ГОСТ 1133 - круглая и квадратная в прутках
- ГОСТ 4405 - полосовая

калиброванная:

- ГОСТ 7417 - круглая в прутках и мотках
- ГОСТ 8559 - квадратная в прутках и мотках
- ГОСТ 8560 - шестигранная в прутках и мотках
- ГОСТ 14955 - со специальной отделкой поверхности в прутках и мотках

Примечание: при поставке металлопродукции в мотках допускается в партии не более 5% мотков, состоящих из двух отрезков.

Сталь 45 конструкционная углеродистая качественная

Цифра 45 указывает среднее содержание углерода в сотых долях процента, т.е. содержание углерода в стали 45 составляет 0,45%.

Характеристики и назначение

Сталь марки 45 относится к конструкционным углеродистым нелегированным специальным качественным сталям с нормальным содержанием марганца.

Сталь марки 45 применяется для изготовления:

муфт насосных штанг,
вал-шестерни,
валов центробежных насосов,
штоков грязевых насосов,
пальцев крейцкопфов грязевых насосов,
компрессоров,
роторов,
стволов и переводников вертлюгов,
переводников для рабочих и бурильных труб,
корпусов колонковых долот,
роликов превентора,
конических шестерен,
шестерни,
фиксаторов и шпонок буровых станков,
цепных колес буровых лебедок,
штифтов,
упорных винтов,
скалок насосов,
цапф,
коленчатые и распределительные валы,
шпиндели,
бандажи,
цилиндры,
кулачки,
другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхностной термообработке детали, от которых требуется повышенная прочность.

Применение стали 45 для деталей арматуры и пневмоприводов, не работающих под давлением и не подлежащих сварке, предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур

Марка стали	Закалка + отпуск при температуре, °С	Примерный уровень прочности, Н/мм 2 (кгс/мм 2 )	Температура применения не ниже,°С	Использование в толщине не более, мм
45	500	900 (90)	-50	20

При термической обработке на прочность ниже указанной в графе 3 или при использовании в деталях с толщиной стенки менее 10 мм температура эксплуатации может быть понижена.
Максимальная толщина, указанная в графе 5, обусловлена необходимостью получения сквозной прокаливаемости и однородности свойств по сечению.

Применение стали 45 для изготовление крепежных деталей (ГОСТ 32569-2013)

Марка стали	Технические требования	Допустимые параметры эксплуатации		Назначение
		Температура стенка, °С	Давление среды, МПа(кгс/см 2 ), не более
Сталь 45 ГОСТ 1050 ГОСТ 10702	СТП 26.260.2043	От -40 до +425	10(100)	Шпильки, болты
			16(160)	Гайки
		От -40 до +450		Шайбы

Пределы применения, виды обязательных испытаний и контроля стали 45 для фланцев для давление свыше 10 МПа (100 кгс/см 2 ) (ГОСТ 32569-2013)

Марка
стали

Технические
требования

Наименование
детали

Предельные
параметры

Обязательные
испытания

Контроль

Температура стенка, °С
не более

Давление номинальное,
МПа(кгс/см 2 ),
не более

σ_0,2, МПа

σ_в, МПа

δ₅, %

ψ_%

KCU, Дж/см 2

Твердость HB

Дефектоскопия

Неметаллические
включения

Сталь 45
ГОСТ 1050
ГОСТ 10702

ГОСТ 9399

Фланцы

От -40 до +200

32(320)

16(160)

—

Стойкость стали 45 против щелевой эрозии

Группа стойкости	Балл	Эрозионная стойкость по отношению к стали 12X18H10T
Нестойкие	6	0,005-0,05

ПРИМЕЧАНИЕ. Коэффициент эрозионной стойкости материала представляет собой отношение скорости эрозионного износа материала к скорости эрозионного износа стали 12Х18Н10Т (принятой за 1).

Применение стали 45 для изготовления основных деталей арматуры АС

Материал		Вид полуфабриката или изделия	Максимально допустимая температура применения, °С
Наименование	Марка, НД на материал
Углеродистая сталь	Сталь 45 ГОСТ 1050	Поковки, сортовой прокат. Крепеж	350

Вид поставки

сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 1050-88, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88, ГОСТ 8509-93, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8239-89, ГОСТ 8240-89, ГОСТ 10702-78.
Калиброванный пруток ГОСТ 1050-74, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78.
Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77, ГОСТ 10702-78.
Лист толстый ГОСТ 1577-93, ГОСТ 19903-74.
Лист тонкий ГОСТ 16523-89.
Лента ГОСТ 2284-79.
Полоса ГОСТ 1577-93, ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70.
Проволока ГОСТ 17305-91, ГОСТ 5663-79.
Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479-70, ГОСТ 1133-71.
Трубы ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-74, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 8731-74, ГОСТ 21729-76.

Химический состав, % (ГОСТ 1050-88)

С	Si	Mn	Cr	S	P	Cu	Ni	As
С	Si	Mn	не более
0,42-0,50	0,17-0,37	0,50-0,80	0,25	0,04	0,035	0,25	0,25	0,08

Химический состав, % (ГОСТ 1050-2013)

Класс стали	Марка стали	Массовая доля элементов, %
		C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Cu
					не более
Нелегированные специальные	45	0,42-0,50	0,17-0,37	0,50-0,80	0,030	0,035	0,25	0,30	0,30

Термообработка

Детали из стали марки 45 подвергаются нормализации при температуре 860-880° С или закалке в воде с температуры 840-860° С с последующим отпуском; температура отпуска устанавливается в зависимости от требуемых механических свойств (рис. ниже).

Так, например, детали буровых установок (шестерни, фиксатор, шпонки) превентора (плита основной опоры, ролики) подвергаются отпуску при температуре 550° С, цепные колеса буровой лебедки — при температуре 500 С.

Влияние азотирования на предел выносливости стали 45

Для деталей, работающих на износ при невысоких контактных нагрузках, углеродистую сталь марки 45 упрочняют по кратковременным режимам азотирования (520—570 °С, Выдержка 1-6 ч).
При этом, несмотря на небольшое увеличение твердости, обеспечивается повышение антифрикционных свойств, сопротивления знакопеременным нагрузкам и коррозии.

Марка стали	Тип образца	Предел выносливости, кгс/мм 2
		после улучшения	после азотирования
45	Гладкий, d = 7,5 мм	44	61

Азотирование проводилось при 520-540°С, глубина слоя 0,35-0,45 мм.
На образцах диаметром 7,5 мм надрез с углом 60° и глубиной 0,3 мм.

Твердость закаленного слоя после отпуска HRC_э при высокочастотной закалке

Марка стали	Твердость закаленного слоя после отпуска HRC_э	Достижимая глубина слоя, мм
45	55-60	4

Температура критических точек, °С

Твердость HB (по Бринеллю) для металлопродукции из стали 45 (ГОСТ 1050-2013)

Марка стали	не более
	горячекатаной и кованой		калиброванной и со специальной отделкой поверхности
	без термической обработки	после отжига или высокого отпуска	нагартованной	после отжига или высокого отпуска
45	229	197	241	207

Твердость на закаленных образцах HRC (по Роквеллу) (ГОСТ 1050-2013)

Механические свойства проката

Гост	Состояние поставки	Сечение, мм	σ_в, МПа	δ₅(δ₄), %	ψ_%
Гост	Состояние поставки	Сечение, мм	не менее
ГОСТ 1050-88	Сталь горячекатаная, кованая, калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации	25	600	16	40
ГОСТ 1050-88	Сталь калиброванная 5-й категории после нагартовки	Образцы	640	6	30
ГОСТ 10702-78	Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой после отпуска или отжига	—	До 590	—	40
ГОСТ 1577-93	Лист нормализованный и горяче- катаный	80	590	18	—
ГОСТ 1577-93	Полоса нормализованная или горячекатаная	6-25	600	16	40
ГОСТ 16523-89	Лист горячекатаный (образцы поперечные)	До 2 2-3,9	550-690	(14) (15)	—
ГОСТ 16523-89	Лист холоднокатаный	До 2 2-3,9	550-690	(15) (16)	—

Механические свойства поковок (ГОСТ 8479-70)

Термообработка	Сечение, мма	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	ψ_%	KCU, Дж/см 2	Твердость HB, не более
Термообработка	Сечение, мма	не менее					Твердость HB, не более
Нормализация	100-300	245	470	19	42	39	143-179
	300-500			17	35	34
	500-800			15	30	34
	До 100	275	530	20	40	44	156-197
	100-300	275	530	17	38	34	156-197
Закалка, отпуск	300-500	15	32	29
Нормализация, закалка + отпуск	До 100	315	570	17	38	39	167-207
	100-300			14	35	34
	300-500			12	30	29
	До 100	345	590	18	45	59	174-217
	100-300	345	590	17	40	54	174-217
	До 100	395	620	17	45	59	187-229

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

Механические свойства при повышенных температурах

t_исп, °С	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	ψ_%	KCU, Дж/см 2
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 в зависимости от сечения

Сечение, мм	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	ψ_%	KCU, Дж/см 2
Сечение, мм	не менее				KCU, Дж/см 2
15	640	780	16	50	98
30	540	730	15	45	78
75	440	690	14	40	59
100	440	690	13	40	49

ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 850 °С, отпуск при 550 «С. Образцы вырезали из центра заготовок.

Предел выносливости

Характеристики прочности	σ_-1, МПа	τ_-1, МПа
σ_0,2 = 310 МПа, σ_в = 590 МПа	245	157
σ_0,2 = 680 МПа, σ_в = 880 МПа	421	—
σ_0,2 = 270 МПа, σ_в = 520 МПа	231	—
σ_0,2 = 480 МПа, σ_в = 660 МПа	331	—

Ударная вязкость KCU

Термообработка	KCU, Дж/см 2 , при температуре, °С
Термообработка	+20	-20	-40	-60
Пруток диаметром 25 мм
Горячая прокатка	14-15	10-14	5-14	3-8
Отжиг	42-47	27-34	27-31	13
Нормализация	49-52	37-42	33-37	29
Закалка + отпуск	110-123	72-88	36-95	31-63
Пруток диаметром 120 мм
Горячая прокатка	42-47	24-26	15-33	12
Отжиг	47-52	32	17-33	9
Нормализация	76-80	45-55	49-56	47
Закалка + отпуск	112-164	81	80	70

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1250, конца 750. Сечение до 400 мм охлаждаются на воздухе.

Обрабатываемость резанием — К_{v тв.спл} = 1 и K_{v б.ст} = 1 в горячекатаном состоянии при НВ 170-179 и σ_в = 640 МПа.

Склонность к отпускной хрупкости — не склонна.

Свариваемость

Сталь 45 относится к трудносвариваемым. Способы сварки: РДС и КТС. Необходим подогрев и последующая термообработка.

Прокаливаемость, мм (ГОСТ 1050-88)

Полоса прокаливаемости стали 45 после нормализации при 850 °С и закалки с 830 °С приведена на рисинке ниже.

Сталь 40 конструкционная углеродистая качественная

Сталь 40 относится к конструкционным углеродистым нелегированным специальным качественным сталям. Сталь марки 40 рекомендуется для изготовления крепежных деталей.

С	Si	Mn	Cr	S	P	Cu	Ni	As
С	Si	Mn	не более
0,37-0,45	0,17-0,37	0,50-0,80	0,25	0,04	0,035	0,25	0,25	0,08

Марка стали	Массовая доля элементов, %
	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Cu
				не более
40	0,37-0,45	0,17-0,37	0,50-0,80	0,030	0,035	0,25	0,30	0,30

Применение

После поверхностного упрочнения с нагревом ТВЧ сталь марки 40 применяется для изготовления деталей средних размеров, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и повышенной износостойкости при малой деформации, например:

длинные валы,
ходовые валики,
зубчатые колеса.

После улучшения сталь 40 применяется для изготовления следующих деталей:

коленчатые валы,
шатуны,
зубчатые венцы,
маховики,
зубчатые колеса,
болты,
оси.

В нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности сталь марки 40 применяется для изготовления:

муфт насосных штанг,
валов центробежных насосов,
компрессоров,
роторов,
штоков грязевых насосов,
стволов и переводников вертлюгов,
переводников для рабочих и бурильных труб,
корпусов колонковых долот,
пальцев крейцкопфов грязевых насосов,
роликов превентора,
конических шестерен,
фиксаторов и шпонок буровых станков,
цепных колес буровых лебедок,
штифтов,
упорных винтов,
скалок насосов,
цапф и т. д

Применение стали 40 для изготовления шпинделей и штоков (ГОСТ 33260-2015)

Марка стали	НД на поставку	Температура рабочей среды, °С	Дополнительные указания по применению
40 ГОСТ 1050	Сортовой прокат ГОСТ 1050	От -40 до 425	Применяется после термообработки (закалка и высокий отпуск) при температуре ниже минус 31°С до минус 40°С

Применение стали 40 для изготовления крепежных деталей (ГОСТ 32569-2013)

Марка стали	Технические требования	Допустимые параметры эксплуатации		Назначение
		Температура стенки, °С	Давление среды, МПа (кгс/см 2 ), не более
Сталь 40 ГОСТ 1050, ГОСТ 10702	СТП 26.260.2043	От -40 до 425	10 (100)	Шпильки, болты
			16 (160)	Гайки
		От -40 до 450	16 (160)	Шайбы

Пределы применения, виды обязательных испытаний и контроля стали 40 для фланцев для давления свыше 10 МПа (100 кгс/см 2 ) (ГОСТ 32569-2013)

Марка стали, стандарт или ТУ		40 ГОСТ 1050
Технические требования		ГОСТ 9399
Наименование детали		Фланцы
Предельные параметры	Температура стенки, °С, не более	От -40 до +200
Предельные параметры	Давление номинальное, МПа (кгс/см 2 ) не более	32 (320)
Обязательные испытания	σ_0,2	+
	σ_в	+
	σ	+
	f	+
	KCU	+
	HB	+
Контроль	Дефектоскопия	+
Контроль	Неметаллические включения	—

Стойкость стали 40 против щелевой эрозии

Группа стойкости	Балл	Эрозионная стойкость по отношению к стали 12X18H10T
Нестойкая	6	0,005-0,05

ПРИМЕЧАНИЕ
Коэффициент эрозионной стойкости материала представляет собой отношение скорости эрозионного износа материала к скорости эрозионного износа стали 12Х18Н10Т (принятой за 1).

Детали из стали марки 40 подвергаются нормализации при температуре 860-880° С или закалке в воде с температуры 840-860° С с последующим отпуском; температура отпуска устанавливается в зависимости от требуемых механических свойств. Так, например, детали буровых установок (шестерни, фиксатор, шпонки) превентора (плита основной опоры, ролики) подвергаются отпуску при температуре 550° С, цепные колеса буровой лебедки — при температуре 500 С.

Твердость HB для металлопродукции из стали 40 (ГОСТ 1050-2013)

Марка стали	Твердость HB, не более, для металлопродукции
	горячекатаной и кованой		калиброванной и со специальной отделкой поверхности
	без термической обработки	после отжига или высокого отпуска	нагартованной	после отжига или высокого отпуска
40	217	187	241	197

Механические свойства металлопродукции (ГОСТ 1050-2013)

Марка стали	не менее
Марка стали	Предел текучести σ_т, Н/мм 2	Временное сопротивление σ_в, Н/мм 2	Относительное удлинение δ₅, %	Относительное сужение Ψ, %
40	335	570	19	45

ГОСТ	Состояние поставки	Сечение, мм	σ_0,2, МПа	δ₅(δ₄), %	Ψ, %	KCU, Дж/см 2	Твердость HB, не более
ГОСТ	Состояние поставки	Сечение, мм	не менее				Твердость HB, не более
ГОСТ 1050-88	Сталь горячекатаная, кованая калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации	25	570	19	45	59	—
	Сталь калиброванная 5-й категории:
	после нагартовки	—	610	6	35	—	—
	после отжига или высокого отпуска	—	510	14	40	—	—
ГОСТ 10702-78	Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой после отпуска и отжига	—	До 590	—	40	—	197
ГОСТ 4041-71 (образцы поперечные)	Лист термообработанный 1 и 2-й категорий	4-14	510-650	21	—	—	167
ГОСТ 1577-93	Лист нормализованный или горячекатаный	80	560	20	—	—	—
	Лист отожженный или высокоотпущенный	80	520	21	—	—	—
	Полоса нормализованная или горячекатаная	6-25	570	19	45	—	—
ГОСТ 16523-89 (образцы поперечные)	Лист горячекатаный	До 2	510-660	(16)	—	—	—
	Лист горячекатаный	2-3,9	510-660	(17)	—	—	—
	Лист холоднокатаный	До 2	510-600	(17)	—	—	—
	Лист холоднокатаный	2-3,9	510-600	(18)	—	—	—
ГОСТ 2284-79	Лента холоднокатаная отожженная	0,1-4	450-700	(14)	—	—	—
ГОСТ 2284-79	Лента нагартованная, класс прочности Н2	0,1-4	850-1050	—	—	—	—
ГОСТ 10234-77	Лента отожженная плющеная	0,1-4	До 700	10	—	—	—

Термообработка	Сечение, мм	КП	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	Ψ, %	KCU, Дж/см 2	Твердость НВ, не более
			не менее
Нормализация	300-500	215	215	430	18	40	44	123-167
	500-800				16	35	39
	100-300	245	245	470	19	42	39	143-179
	300-500				17	35	34
	До 100	275	275	530	20	40	44	156-197
	100-300				17	38	34
Закалка+отпуск	300-500	275	275	530	15	32	29	156-197
	500-800				13	30	29
	100-300	315	315	570	14	35	34	167-207
	До 100	345	345	590	18	45	59	174-217

Механические свойства после закалки с 850 °С в масле

t_отп, °С	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	Ψ, %	KCU, Дж/см 2	Твердость НВ, не более
200	750	930	7	45	29	267
300	710	860	8	51	69	247
400	640	790	10	57	88	225
500	550	730	12	62	127	208
600	450	660	16	66	167	188
700	380	620	17	71	206	170

Механические свойства при повышенных температурах [81]

t_исп, °С	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	Ψ, %
700	99	140	48	85
800	70	110	53	97
900	54	71	55	100
1000	28	58	69	100
1100	24	37	60	100
1200	16	26	87	100
1300	12	18	56	100

ПРИМЕЧАНИЕ. Образец диаметром 6 мм и длиной 80 мм, прокатанный. Скорость деформирования 16 мм/мин; скорость деформации 0,009 1/с.

Ударная вязкость KCU [28]

Термообработка	KCU, Дж/см 2 , при температуре, °С
Термообработка	+20	-40	-80
Закалка с 850 °С в воде; отпуск при 400 °С	78	55	51

Предел выносливости [140]

Термообработка	σ_-1, МПа
Отжиг при 850 °С, σ_0,2 = 275 МПа, σ_в = 520 МПа	231
Закалка с 845 °С, в воду; отпуск при 550 °С, σ_0,2 = 600 МПа, σ_в = 710 МПа, НВ 209	393
Закалка с 845 °С в масло; отпуск при 430 °С, σ_0,2 = 415 МПа, σ_в = 630 МПа	230

ПРИМЕЧАНИЕ. σ 400 _1/100000 = 100 МПа; σ 450 _1/100000 = 50 МПа; σ 500 _1/100000 = 30 МПа; σ 400 _1/10000 = 260 МПа; σ 500 _1/10000 = 70 МПа; σ 400 _1/100000 = 190 МПа; σ 500 _1/100000 = 44 МПа.

Технологические свойства [81]

Температура ковки, °С: начала 1250, конца 800. Охлаждение заготовок сечением до 400 мм на воздухе.

Свариваемость — ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. КТС без ограничений.

Обрабатываемость резанием — K_{v тв.спл} = 1,2 и K_{v б.ст} = 1,05 в горячекатаном состоянии при НВ 170 и ав= 520 МПа.

Флокеночувствительность — не чувствительна.

Прокаливаемость, мм (ГОСТ 1050-88) [51]

Полоса прокаливаемости стали 40 после нормализации при 850 °С и закалки с 850 °С приведена на рисунке ниже.

Читайте также:

Сталь 45 гост 1050 2013

Общие данные

Расшифровка

Применение

Достоинства и недостатки

Зачем проводить закалку

Ценообразование

Структурный состав

Содержание примесей

Виды поставки

ГОСТ 1050-2013 Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия

Марки стали

Классификация

Сортамент

Сталь 45 конструкционная углеродистая качественная

Характеристики и назначение

Применение стали 45 для изготовление крепежных деталей (ГОСТ 32569-2013)

Пределы применения, виды обязательных испытаний и контроля стали 45 для фланцев для давление свыше 10 МПа (100 кгс/см 2 ) (ГОСТ 32569-2013)

Стойкость стали 45 против щелевой эрозии

Применение стали 45 для изготовления основных деталей арматуры АС

Вид поставки

Химический состав, % (ГОСТ 1050-88)

Химический состав, % (ГОСТ 1050-2013)

Термообработка

Влияние азотирования на предел выносливости стали 45

Твердость закаленного слоя после отпуска HRCэ при высокочастотной закалке

Температура критических точек, °С

Твердость HB (по Бринеллю) для металлопродукции из стали 45 (ГОСТ 1050-2013)

Твердость на закаленных образцах HRC (по Роквеллу) (ГОСТ 1050-2013)

Механические свойства проката

Механические свойства поковок (ГОСТ 8479-70)

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

Механические свойства при повышенных температурах

Механические свойства в зависимости от сечения

Предел выносливости

Ударная вязкость KCU

Технологические свойства

Свариваемость

Прокаливаемость, мм (ГОСТ 1050-88)

Сталь 40 конструкционная углеродистая качественная

Применение

Применение стали 40 для изготовления шпинделей и штоков (ГОСТ 33260-2015)

Применение стали 40 для изготовления крепежных деталей (ГОСТ 32569-2013)

Пределы применения, виды обязательных испытаний и контроля стали 40 для фланцев для давления свыше 10 МПа (100 кгс/см 2 ) (ГОСТ 32569-2013)

Стойкость стали 40 против щелевой эрозии

Твердость HB для металлопродукции из стали 40 (ГОСТ 1050-2013)

Механические свойства металлопродукции (ГОСТ 1050-2013)

Механические свойства после закалки с 850 °С в масле

Механические свойства при повышенных температурах [81]

Ударная вязкость KCU [28]

Предел выносливости [140]

Технологические свойства [81]

Прокаливаемость, мм (ГОСТ 1050-88) [51]

Твердость закаленного слоя после отпуска HRC_э при высокочастотной закалке