Сталь 45. Применение в производстве.
Сталь 45 относится к конструкционным углеродистым качественным сталям. Благодаря высокой выносливости и терпимости к значительным перепадам температуры, сталь 45 применяется при производстве редукторов. Из данной стали изготавливают валы-шестерни и зубчатые колёса для таких массовых изделий из нашего каталога, как редукторы РМ-250, РМ-350, РМ-400, РМ-500 и РМ-850. Сталь 45 является относительно дешёвым металлом, что позволяет производить из неё и цепные приводные звёздочки. После соответствующей термообработки звездочки для цепей ПР-25,4, ПР-31,75, ПР-38,1, ПР-44,45 и ПР-50,8 обеспечивают долгую работоспособность цепного привода.
Химический состав стали.
Хотя основной долей в составе Стали 45 обладает железо (Fe) – до 97%, но определяющим показателем марки является углерод (C), его доля составляет 0,42 – 0,5%. Именно это число обозначается в маркировке стали. Приведём полный химический состав:
- железо (Fe) - до 97%;
- углерод (С) – от 0,42 до 0,5%;
- кремний (Si) – от 0,17 до 0,37%;
- хром (Cr) – до 0,25%;
- марганец (Mn) - 0,5 - 0,8%;
- никель (Ni) – до 0,25%;
- медь (Cu) – до 0,25%;
- фосфор (P) – до 0,035%;
- сера (S) – до 0,04%;
- мышьяк (As) - 0,08.
Малое процентное содержание хрома и никеля определяет подверженность изделий из Стали 45 коррозии, что необходимо учитывать при техническом обслуживании и смазке редукторов и цепных звёздочек.
Сталь 45 ГОСТ.
Сталь 45 применяется в качестве заготовки для самых разнообразных изделий. В зависимости от формы, весь металлопрокат регламентируется ГОСТами. Подробнее:
- Сортовой прокат, в том числе фасонный - ГОСТ 1050-74, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 8509-86, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8239-72, ГОСТ 8240-72, ГОСТ 10702-78.
- Калиброванный пруток ГОСТ 1050-74, ГОСТ 7414-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78.
- Лист толстый ГОСТ 1577-81, ГОСТ 19903-74.
- Лист тонкий ГОСТ 16523-70.
- Лента ГОСТ 2284-79.
- Полоса ГОСТ 1577-81, ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70.
- Проволока ГОСТ 17305-71, ГОСТ 5663-79.
- Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479-70, ГОСТ 1131-71.
- Трубы ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-87, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 8731-87, ГОСТ 21729-78.
Сталь 45. Механические свойства.
Механические характеристики при повышенных температурах
| t испытания, °C |
s0,2, МПа |
sB, МПа |
d5, % |
d, % |
y, % |
KCU, Дж/м2 |
| Нормализация |
| 200 |
340 |
690 |
|
10 |
36 |
64 |
| 300 |
255 |
710 |
|
22 |
44 |
66 |
| 400 |
225 |
560 |
|
21 |
65 |
55 |
| 500 |
175 |
370 |
|
23 |
67 |
39 |
| 600 |
78 |
215 |
|
33 |
90 |
59 |
| Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм, кованый и нормализованный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с. |
| 700 |
140 |
170 |
43 |
|
96 |
|
| 800 |
64 |
110 |
58 |
|
98 |
|
| 900 |
54 |
76 |
62 |
|
100 |
|
| 1000 |
34 |
50 |
72 |
|
100 |
|
| 1100 |
22 |
34 |
81 |
|
100 |
|
| 1200 |
15 |
27 |
90 |
|
100 |
|
Механические свойства проката
| Термообработка, состояние поставки |
Сечение, мм |
sB, МПа |
d5, % |
d4, % |
y, % |
| Сталь горячекатаная, кованая, калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации |
25 |
600 |
16 |
|
40 |
| Сталь калиброванная 5-й категории после нагартовки |
|
640 |
6 |
|
30 |
| Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой после отпуска или отжига |
|
<590 |
|
|
40 |
| Листы нормализованные и горячекатаные |
80 |
590 |
18 |
|
|
| Полосы нормализованные или горячекатаные |
6-25 |
600 |
16 |
|
40 |
| Лист горячекатаный |
<2 |
550-690 |
|
14 |
|
| Лист горячекатаный |
2-3,9 |
550-690 |
|
15 |
|
| Лист холоднокатаный |
<2 |
550-690 |
|
15 |
|
| Лист холоднокатаный |
2-3,9 |
550-690 |
|
16 |
|
Механические свойства поковок
| Сечение, мм |
s0,2, МПа |
sB, МПа |
d5, % |
y, % |
HB |
| Нормализация |
| 100-300 |
245 |
470 |
19 |
42 |
143-179 |
| 300-500 |
245 |
470 |
17 |
35 |
143-179 |
| 500-800 |
245 |
470 |
15 |
30 |
143-179 |
| <100 |
275 |
530 |
20 |
44 |
156-197 |
| 100-300 |
275 |
530 |
17 |
34 |
156-197 |
| Закалка. Отпуск |
| 300-500 |
275 |
530 |
15 |
29 |
156-197 |
| Нормализация. Закалка. Отпуск. |
| <100 |
315 |
570 |
17 |
39 |
167-207 |
| 100-300 |
315 |
570 |
14 |
34 |
167-207 |
| 300-500 |
315 |
570 |
12 |
29 |
167-207 |
| <100 |
345 |
590 |
18 |
59 |
174-217 |
| 100-300 |
345 |
590 |
17 |
54 |
174-217 |
| <100 |
395 |
620 |
17 |
59 |
187-229 |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
| t отпуска, °С |
s0,2, МПа |
sB, МПа |
d5, % |
y, % |
KCU, Дж/м2 |
HB |
| Закалка 850 °С, вода. Образцы диаметром 15 мм |
| 450 |
830 |
980 |
10 |
40 |
59 |
|
| 500 |
730 |
830 |
12 |
45 |
78 |
|
| 550 |
640 |
780 |
16 |
50 |
98 |
|
| 600 |
590 |
730 |
25 |
55 |
118 |
|
| Закалка 840 °С, вода. Диаметр заготовки 60 мм |
| 400 |
520-590 |
730-840 |
12-14 |
46-50 |
50-70 |
202-234 |
| 500 |
470-520 |
680-770 |
14-16 |
52-58 |
60-90 |
185-210 |
| 600 |
410-440 |
610-680 |
18-20 |
61-64 |
90-120 |
168-190 |
Механические свойства в зависимости от сечения
| Сечение, мм |
s0,2, МПа |
sB, МПа |
d5, % |
y, % |
KCU, Дж/м2 |
| Закалка 850 °С, отпуск 550 °С. Образцы вырезались из центра заготовок. |
| 15 |
640 |
780 |
16 |
50 |
98 |
| 30 |
540 |
730 |
15 |
45 |
78 |
| 75 |
440 |
690 |
14 |
40 |
59 |
| 100 |
440 |
690 |
13 |
40 |
49 |
Технологические свойства стали.
Температура ковки:
- Начало – 1250 оС;
- Конца – 700 оС;
- Сечение до 400 мм охлаждается на воздухе.
Свариваемость – трудно свариваемая, способы сварки: РДС и КТС. Необходим подогрев и последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием - в горячекатаном состоянии при НВ 170-179 и sB = 640 МПа Ku тв.спл. = 1, Ku б.ст. = 1.
Склонность к отпускной способности - не склонна.
Флокеночувствительность – малочувствительна.
Температура критических точек
| Критическая точка |
°С |
| Ac1 |
730 |
| Ac3 |
755 |
| Ar3 |
690 |
| Ar1 |
780 |
| Mn |
350 |
Ударная вязкость
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2
| Состояние поставки, термообработка |
20 |
-20 |
-40 |
-60 |
| Пруток диаметром 25 мм. Горячекатаное состояние. |
14-15 |
10-14 |
5-14 |
3-8 |
| Пруток диаметром 25 мм. Отжиг |
42-47 |
27-34 |
27-31 |
13 |
| Пруток диаметром 25 мм. Нормализация |
49-52 |
37-42 |
33-37 |
29 |
| Пруток диаметром 25 мм. Закалка. Отпуск |
110-123 |
72-88 |
36-95 |
31-63 |
| Пруток диаметром 120 мм. Горячекатаное состояние |
42-47 |
24-26 |
15-33 |
12 |
| Пруток диаметром 120 мм. Отжиг |
47-52 |
32 |
17-33 |
9 |
| Пруток диаметром 120 мм. Нормализация |
76-80 |
45-55 |
49-56 |
47 |
| Пруток диаметром 120 мм. Закалка. Отпуск |
112-164 |
81 |
80 |
70 |
Предел выносливости Стали 45
| s-1, МПа |
t-1, МПа |
sB, МПа |
s0,2, МПа |
| 245 |
157 |
590 |
310 |
| 421 |
|
880 |
680 |
| 231 |
|
520 |
270 |
| 331 |
|
660 |
480 |
Прокаливаемость стали
Твердость для полос прокаливаемости HRCэ (HRB).
| Расстояние от торца, мм / HRC э |
| 1.5 |
3 |
4.5 |
6 |
7.5 |
9 |
12 |
16.5 |
24 |
30 |
| 50.5-59 |
41.5-57 |
29-54 |
25-42.5 |
23-36.5 |
22-33 |
20-31 |
(92)-29 |
(88)-26 |
(86)-24 |
| Термообработка |
Кол-во мартенсита, % |
Крит.диам. в воде, мм |
Крит.диам. в масле, мм |
| Закалка |
50 |
15-35 |
6-12 |
Физические свойства
| Температура испытания, °С |
20 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
| Модуль нормальной упругости, Е, ГПа |
200 |
201 |
193 |
190 |
172 |
|
|
|
|
|
| Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа |
78 |
|
|
69 |
|
59 |
|
|
|
|
| Плотность, pn, кг/см3 |
7826 |
7799 |
7769 |
7735 |
7698 |
7662 |
7625 |
7587 |
7595 |
|
| Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) |
|
48 |
47 |
44 |
41 |
39 |
36 |
31 |
27 |
26 |
| Температура испытания, °С |
20- 100 |
20- 200 |
20- 300 |
20- 400 |
20- 500 |
20- 600 |
20- 700 |
20- 800 |
20- 900 |
20- 1000 |
| Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) |
11.9 |
12.7 |
13.4 |
14.1 |
14.6 |
14.9 |
15.2 |
|
|
|
| Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С)) |
473 |
498 |
515 |
536 |
583 |
578 |
611 |
720 |
708 |
|
