Сталь ст 45 для ножа

Обновлено: 26.04.2024

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:

1. валы,
2. шестерни,
3. оси,
4. болты,
5. 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, %
	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)

1. 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 σт, Н/мм2	Временное сопротивление σв, 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

tотп. °С	σ0,2, МПа	σв, 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
σв = 980 МПа; σ0,2 = 830 МПа; HB 285	343	—
σв = 980 МПа; σ0,2 = 550 МПа; HB 217	380	—
σв = 1590 МПа	774	10 6
σв = 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.

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.

Сталь марки 45х: характеристики, описание, свойства сплава

На производственных линиях встречается огромное количество сталей, которые отличаются по своему свойству и применению. В производстве наиболее распространена сталь 45. В данной статье подробно описаны характеристики, свойства и остальные параметры стали 45.

Описание конструкционной углеродистой стали

Сталь 45 ― это марка качественных конструкционных углеродистых сталей, регулируется ГОСТ 1050-2013, ДСТУ 7809.

Поставляется в следующих видах:

• сортовой прокат;
• калиброванный пруток;
• лист толстый;
• лист тонкий;
• лента;
• шлифованный пруток и серебрянка;
• полосы;
• проволока;
• трубы;
• поковки и кованые заготовки.

Характеристики сплава

Сталь 45 обладает повышенной прочностью, поэтому она пригодна для изготовления предметов, которые в будущем можно видоизменять, улучшать и термически обрабатывать. Примесь углерода в материале достигает 0,45 %, остальные примеси малозначительны.

Характеристики стали 45х:

1. Удельный вес: 7826 кг/м 3 .
2. Термообработка: состояние поставки.
3. Флокеночувствительность: малочувствительна.
4. Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.

Твёрдость

• По Роквеллу. Твёрдость стали 45 по Роквеллу составляет 20-50 HRC. На данное значение оказывает влияние термическая обработка, которую прошла сталь на заводе-изготовителе.
• По Бринеллю. Твёрдость материала по Бринеллю составляет HB 10 -1 = 170 МПа.
• В состоянии плавки. Термическая обработка увеличивает показатель стали в 2–2,5 раза.

Плотность

По нормативам ГОСТ 1050-88 плотность стали 45 составляет 7826–7595 кг/м 3 , в диапазоне 20–800 °C.

Марка

Марка 45 указывает на качественную конструкционную углеродистую сталь, которая применяется в работах, направленных на улучшение и нормализацию поверхностей повышенной прочности.

Химический состав

Основный процент в химическом составе сплава занимают углерод и железо, в небольшом количестве отмечаются другие компоненты. Они имеют своё процентное соотношение, которое составляет:

1. Железо (Fe) ― 97 %.
2. Углерод (С) ― 0,45–0,5 %.
3. Марганец (Mn) ― 0,5–0,8 %.
4. Кремний (Si) ― 0,17–0,37 %.
5. Никель (Ni) ― 0,25 %.
6. Хром (Cr) ― 0,25 %.
7. Медь (Cu) ― 0,25 %.
8. Мышьяк (As) ― 0,08 %.
9. Сера (S) ― 0,04 %.
10. Фосфор (P) ― 0,035 %.

Предел прочности

Прочность ― это возможность материала устоять под воздействием внешних нагрузок, сохраняя внутреннюю целостность. Величина, указывающая на предел прочности материала ― sb .

Прочность по ГОСТу:

• труба ― ГОСТ 8731-87, sb = 588 МПа;
• прокат ― ГОСТ 1050-88, sb = 600 МПа;
• прокат отожжённый ― ГОСТ 1050-88, sb = 540 МПа.

Предел текучести

Величина, указывающая на предел текучести стали, ― 45, sT . Текучесть по ГОСТу:

• труба ― ГОСТ 8731-87, sT = 323 МПа;
• прокат ― ГОСТ 1050-88, sT = 355 МПа;
• прокат отожжённый ― ГОСТ 1050-88, sT = 540 МПа.

Ударная вязкость

Коэффициент ударной вязкости указывает на возможность материала сопротивляться воздействию динамических нагрузок, измеряется в KCU <кДж/см 2 >.

KCU при следующих температурах составляет:

• −100 °C ― KCU 12;
• −80 °C ― KCU 40;
• −40 °C ― KCU 49;
• −20 °C ― KCU 61;
• +20 °C ― KCU 90–94.

Температура эксплуатации

Для стали 45 рекомендуемая температура эксплуатации достигает предела от −20 до +25 °С. При повышении или снижении указанного температурного режима в стали начинаются структурные изменения, отрицательно сказывающиеся на эксплуатационных особенностях изделия.

Повышенный уровень содержания углерода может привести к появлению холодных и горячих трещин в околошовной зоне. Обработка кромок выполняется таким же методом, как при действиях с низкоуглеродистыми сплавами, сваривается посредством ММА, TIG и ERW-сварки. После выполнения сварочных работ отдельная зона сварки или само металлоизделие подлежат отжигу.

Механические свойства стали по стандарту ГОСТ 1050-2013:

• временное сопротивление разрыву ― > 600 МПа;
• относительное удлинение при разрыве ― > 16 %;
• относительное сужение ― > 40 %.

Отпускная хрупкость

Структура стали 45 к отпускной хрупкости не склонна.

Хорошие сварные соединения достигаются путём дополнительных действий:

• прогрев материала до температуры 200–300 °С во время сварки;
• термообработка после сварочных работ ― этап отжига.

Группа

Сталь 45 представляет группу конструкционных сталей повышенного качества. Количество и тип химических элементов в составе данной группы регламентируется ГОСТ 1050-72.

ГОСТы на прокат из конструкционной углеродистой качественной стали марки 45:

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

Цена на качественный материал в 2021 году

Конструкционный круг стали 45 стоит 45 500 рублей. В каталоге металлов лист стали 45 находится в ценовом диапазоне от 99 660 рублей до 142 980 рублей.

Расшифровка

Число 45 в названии марки сырья указывает на содержание углерода (С), которое в данном случае составляет 0,45 %.

Область применения: валы и иные детали

Сталь марки 45 нашла широкое применение в промышленной области и используется для изготовления следующих изделий:

• распределительные и коленчатые валы;
• кулачки;
• цилиндры;
• бандажи;
• шпиндели;
• шестерни;
• вал-шестерни.

Для чего легируют?

Для улучшения характеристик производимых изделий технологи используют марку стали 45, легированную хромом, 45х или литейную сталь 45л.

Создавая сложные формы и конструкции, следует использовать сталь 45, которой не свойственна отпускная хрупкость.

Свойства

Технологические

Технологические свойства материала сталь 45:

1. Свариваемость: трудносвариваемая.
2. Флокеночувствительность: низкая.
3. Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.
4. Температура ковки: начала — 1250 °С, конца — 750 °С.

Физические

К физическим свойствам стали 45 относят:

1. Плотность при разных температурных режимах: 200С ― p7826, 1000С ― p7799, 6000С ― p7625, 8000С ― p7595.
2. Модуль нормальной упругости: 200С ― 200 Е, 2000С ― 193 Е, 4000С ― 172 Е.
3. Коэффициент теплопроводности: 1000С ― 48, 4000С ― 41, 6000С ― 36, 9000С ― 26.
4. Удельная теплоёмкость: 20-1000С ― 473 Дж, 20-5000С ― 583 Дж, 20-9000С ― 708 Дж.

Аналоги

Отечественные

На территории Российской Федерации аналогами стали 45 являются: сталь 40х, сталь 50 и сталь 50Г2.

Для замены материала важно учитывать свойства выбранных сталей, отмечая, способен ли заменяющий материал выдержать предполагаемые условия в работе, с которыми справлялась сталь 45.

Зарубежные

К иностранным аналогам относятся:

1. Германия (DIN) ― С45, С45E+QT, Ck45, Cm45.
2. США ― M1044, 1044, 1045, M1045.
3. Япония ― S45C, S48C.
4. Польша — 45.

Сталь 45 и 40х: отличия

1. Сталь 45 входит в группу углеродистых материалов, в то время как 40х ― это низколегированная хромированная сталь.
2. Сталь 40х имеет показатели отпускной хрупкости и обладает флокеночувствительностью.

Данный сплав стали отличается от других видов своей функциональностью, зонами применения, химическими соединениями, литейными и производственными параметрами. Заменяя его в работе другими видами стали, следует внимательно изучить их характеристики.

Характеристики и расшифровка стали 45. Где применяется?

Сталь – это одна из самых востребованных разновидностей сплавов благодаря универсальности применения и доступной для массового потребителя цене. Для каждой её категории в ГОСТ описан химический состав, определяющий область использования. Марка стали СТ45 отличается невысокой стоимостью, небольшой хрупкостью и достаточной твёрдостью. В случае необходимости её можно заменить марками 40Х, 50, 50Г2, обладающими сходными характеристиками.

Сталь 45 поставляется на рынок в виде нескольких разновидностей проката, в прутках разного калибра и обработки поверхности, толстых и тонких листов, стальных лент и полос, разнообразных проволок (например, для изготовления канатов из стали и ковки), труб, поковок и кованных заготовок. Параметры каждой разновидности товара определяются действующими ГОСТ.

В мировой промышленности представлено большое количество сплавов, имеющих сходные характеристики. Зарубежные аналоги стали 45 есть в таких стандартах, как:

Прежде чем заменять отечественный сплав импортным аналогом, надо внимательно ознакомиться с требованиями, предъявляемыми к выбранной марке стали заграничного производства страны-учредителя стандарта.

Свойства сплава определяются его составом. Сталь марки СТ45 обычно включает в себя следующие химические элементы:

• от 0,42 до 0,5% углерода (что следует из марки стали);
• от 0,17 до 0,37% кремния;
• от 0,5 до 0,8% марганца;
• не более 0,25% никеля;
• до 0,04% серы;
• не больше 0,035% фосфора;
• до 0.25% хрома;
• не более 0,25% меди;
• до 0,08% мышьяка;
• около 97% железа.

Легирование – это введение в состав сплава небольшого количества примесей для изменения химических и физических свойств основного металла. Добавление в сталь других металлов позволяет увеличить износоустойчивость, прочность или коррозионную стойкость сплава.

Различие марок стали определяется не только разным химическим составом, но и спецификой изготовления. Умение расшифровать маркировку позволяет на основании полученной информации о составе сплава и технологии изготовления предположить его технические характеристики и определить область применения. Каждый вид стали задаётся в маркировке соответствующей буквой.

Стали принято классифицировать по составу, качеству изготовления, типу выплавки, структуре и назначению. В соответствии с составом они подразделяются на углеродистые и легированные. В коде маркировки каждый химический элемент при содержании его более 1,5% отображается буквой элемента с расположенной рядом цифрой, показывающей его количество в сплаве в %. Содержание хрома, присутствующего в любой стали, обозначается цифрой в начале маркировки.

По качеству изготовления выпускаются обыкновенные, качественные, высококачественные и особо высококачественные. Сплавы повышенного качества маркируются буквой А, проставленной в конце маркировочного обозначения.

Тип выплавки подразделяет стали на конверторные, мартеновские, электростали и изготовленные по особенной методике.

По назначению сплавы принято делить на конструкционные, инструментальные, строительные и специальные. В маркировочном коде это отображается буквой и последующим числом, которое показывает содержание в сплаве веществ, благодаря которым сплав отнесён к такой категории.

Так сталь 45 обозначается сочетанием Cn и следующим за ним числом, демонстрирующим количество хрома в сплаве. СТ45 – качественная углеродистая конструкционная сталь мартеновской выплавки.

Окончательная структура стали определяется процессом нагрева сплава до критических точек, позволяющим менять состояния кристаллической решётки, и вариантом последующего охлаждения, то есть закаливанием.

Каждая из итоговых структур придаёт сплаву новые свойства:

1. Перлитная – улучшает сваривание и обработку.
2. Ферритная увеличивает пластичность.
3. Карбидная и аустенитная закалки повышают прочность.

По раскислению (снижению в составе стали кислорода и оксидов) сплавы подразделяются на кипящую сталь (сп), спокойную (кп) и полуспокойную (пс).

Механические и физические свойства

Свойства сплава определяются в первую очередь его составом. Высокое содержание углерода в стали придаёт ей прочность, но одновременно и хрупкость. Плотность СТ45 – 7826 кг/м 3 , поэтому изделия, изготовленные из неё, легче стандартных. Обычно СТ45 закаливается, приобретая твёрдость (около 170 МПа), но не хрупкость.

Сталь 45 с трудом поддаётся сварке, поэтому перед началом работ её нужно прогревать и при ручном дуговом и контактно-точечном методах сваривании использовать специальные электроды. Из-за низкого значения прокаливаемости резать этот материал (в том числе и сварочным аппаратом) достаточно трудно.

Ковка стали выполняется в температурном диапазоне от 1250 °C в начале работы, до 750 градусов при окончании. Прочность и упругость материала определяется температурой нагрева.

Чтобы сплав можно было использовать для изготовления выносливых деталей, которые работают на износ, применяют азотирование продолжительностью около 6 часов при температуре от 520 до 570 °C. При этом происходит увеличение сопротивляемости знакопеременным нагрузкам и коррозии с небольшим повышением прочности.

Отпуск – это процесс термической обработки сплава для увеличения пластичности, снижения хрупкости и сохранения достаточного значения прочности. С этой целью изделие нагревают в температурном диапазоне от 150 до 650 °C и медленно охлаждают.

Критические точки

Чтобы кристаллическая решётка правильно перестроилась и сталь в процессе обработки приобрела необходимые свойства, её нужно выдержать определённое количество времени при определённой температуре.

Если сталь недостаточно прогреть, структура кристаллической решётки изменится не полностью, а перегрев во время обработки может способствовать появлению окалины. Оптимальная температура обработки СТ45 в процессе придания ей прочности задаётся критическими точками 730, 755, 690, 780, 350 °C.

Получить такие температурные значения можно в мартеновских и в электрических печах. На изменение кристаллической решётки, вследствие которого сталь 45 приобретёт привычную потребителю прочность, влияет также скорость нагрева, которой на современном оборудовании управляют при помощи электроники.

Не менее важны соблюдение определённых временных интервалов, в продолжение которых сплав удерживает температуру критических точек, и проведение определённых процедур охлаждения с использованием в качестве охладителя масла, порошка или воды.

Чтобы получить равномерное остывание высокого качества без проявления окалины используется масло. В случае больших размеров заготовок, их охлаждают на воздухе ввиду продолжительности такой процедуры.

Применение данной марки металла

Сплав СТ45 (шпоночная сталь) применяется в промышленности (чаще в металлургической) для изготовления высокопрочных деталей, поверхность которых подвергается термической обработке, нормализуется или улучшается.

• валы-шестерни;
• цилиндры;
• распределительные и коленчатые валы;
• шпиндели;
• кулачки патронов станков;
• плоскогубцы;
• шестерни;
• ручные тисочки;
• бандажи;
• круглогубцы;
• бесшовные трубы.

Коленчатые и распределительные валы изготавливаются в большом диапазоне диаметров, имеют ступени и канавки. При помощи фрезерной обработки круглых заготовок, выполненных с использованием закаливания и отпуска, производятся шестерни, шпиндели и кулачки.

Благодаря высокой прочности сталь 45 часто применяют при изготовлении крепежа, способного выдерживать поперечную нагрузку. Из этого сплава изготавливают также листовой материал и пластины, применяемые в производстве и для обшивки несущих конструкций.

Способность переносить большие перепады температуры делает СТ45 незаменимой при производстве редукторов. Сталь 45 – это основной сплав, применяемый в машиностроении. Легче всего прокат поддаётся разрезанию, поэтому заготовки из неё обрабатываются точением и фрезерованием.

Невысокая хрупкость и достаточная твёрдость позволяют изготавливать из СТ45 такие сложные технические изделия как звёздочки и шестерёнки со сложной конфигурацией.

Диапазон применения стали существенно расширяется за счёт легирования, повышения концентрации хрома, закаливания состава. Помимо вышеперечисленных изделий из СТ45 изготавливают:

• муфты;
• валы;
• штоки и пальцы крейцкопфов для насосов различных видов;
• компрессоры;
• переводники и стволы для вертлюгов, бурильных труб и рабочих;
• корпуса долот;
• ролики привенторов;
• фиксаторы и шпонки буровых станков;
• цепные колёса буровых лебёдок.

Сплав применяется для выпуска арматуры, скалок насосов, цапф, элементов пневмопроводов, которые не используются под давлением и не свариваются. Из него выпускают фланцы, которые устанавливаются в трубопроводах с давлением от 10 МПа.

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

1. 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.
2. 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

σ0,2, МПа

σв, 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
			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

1. Азотирование проводилось при 520-540°С, глубина слоя 0,35-0,45 мм.
2. 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 HRCэ	Достижимая глубина слоя, мм
45	55-60	4

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	σв, МПа	δ5(δ4), %	ψ%
			не менее
ГОСТ 1050-88	Сталь горячекатаная, кованая, калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации	25	600	16	40
	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	—
	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)	—
	Лист холоднокатаный	До 2 2-3,9	550-690	(15) (16)	—

Механические свойства поковок (ГОСТ 8479-70)

Термообработка	Сечение, мма	σ0,2, МПа	σв, МПа	δ5, %	ψ%	KCU, Дж/см 2	Твердость HB, не более
		не менее
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			17	38	34
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 при повышенных температурах

tисп, °С	σ0,2, МПа	σв, 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	σ0,2, МПа	σв, МПа	δ5, %	ψ%	KCU, Дж/см 2
	не менее
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.

Характеристики прочности	σ-1, МПа	τ-1, МПа
σ0,2 = 310 МПа, σв = 590 МПа	245	157
σ0,2 = 680 МПа, σв = 880 МПа	421	—
σ0,2 = 270 МПа, σв = 520 МПа	231	—
σ0,2 = 480 МПа, σв = 660 МПа	331	—

Термообработка	KCU, Дж/см 2 , при температуре, °С
	+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

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.

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.

Читайте также:

  
• Сталь 18 8 состав
  
• Восстановление стальных ванн акриловым вкладышем
  
• Сталь 65г время отпуска
  
• Гост 7565 81 чугун сталь и сплавы метод отбора проб для определения химического состава
  
• Стальные булки у девушек