Химический состав стали 45 ГОСТ 1050 88

Сталь 45

Общие данные

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.

Химический состав (по ГОСТ 1050-2013)

Механические свойства

Механические свойства при повышенных температурах

Механические свойства проката

Механические свойства в зависимости от сечения

Технологические свойства

Температура критических точек

Ударная вязкость

Ударная вязкость, KCU, Дж/см 2

Предел выносливости

Прокаливаемость

Твердость для полос прокаливаемости HRCэ (HRB).

Марка стали 45Л — Стали и сплавы

Химический состав стали 45 в соответствии с ДСТУ 7809, %

Сталь марки 45 не склонна к отпускной хрупкости и имеет невысокий уровень флокеночувствительности.

Механические свойства стали 45 после нормализации

Предел текучести стали

Предел текучести сталей

в ГОСТах указывается с пометкой «не менее», единица измерения МПа. Приведём в качестве примера регламентируемые значения предела текучести σТ некоторых распространённых сталей.

Для сортового проката базового исполнения (ГОСТ 1050-88, сталь конструкционная углеродистая качественная) диаметром или толщиной до 80 мм справедливы следующие значения предела текучести сталей:

• Предел текучести стали 20
  (Ст20, 20) при T=20°С, прокат, после нормализации — не менее 245 Н/мм2 или 25 кгс/мм2.
• Предел текучести стали 30
  (Ст30, 30) при T=20°С, прокат, после нормализации — не менее 295 Н/мм2 или 30 кгс/мм2.
• Предел текучести стали 45
  (Ст45, 45) при T=20°С, прокат, после нормализации — не менее 355 Н/мм2 или 36 кгс/мм2.

Для этих же сталей, изготавливаемых по согласованию потребителя с изготовителем, ГОСТ 1050-88 предусматривает иные характеристики. В частности, нормированный предел текучести сталей, определяемый на образцах, вырезанных из термически обработанных стальных заготовок указанного в заказе размера, будет иметь следующие значения:

• Предел текучести стали 30
  (Ст30, закалка+отпуск): прокат размером до 16 мм — не менее 400 Н/мм2 или 41 кгс/мм2; прокат размером от 16 до 40 мм — не менее 355 Н/мм2 или 36 кгс/мм2; прокат размером от 40 до 100 мм — не менее295 Н/мм2 или 30 кгс/мм2.
• Предел текучести стали 45
  (Ст45, закалка+отпуск): прокат размером до 16 мм — не менее 490 Н/мм2 или 50 кгс/мм2; прокат размером от 16 до 40 мм — не менее 430 Н/мм2 или 44 кгс/мм2; прокат размером от 40 до 100 мм — не менее 375 Н/мм2 или 38 кгс/мм2.

*Механические свойства стали 30 распространяются на прокат размером до 63 мм.

Предел текучести стали 40Х

(Ст 40Х, сталь конструкционная легированная, хромистая, ГОСТ 4543-71): для проката размером 25 мм после термообработки (закалка+отпуск) — предел текучести стали 40Х не менее 785 Н/мм2 или 80 кгс/мм2.

Предел текучести стали 09Г2С

(ГОСТ 5520-79, лист, сталь 09Г2С конструкционная низколегированная для сварных конструкций, кремнемарганцовистая). Минимальное значение предела текучести стали 09Г2С для стального проката в зависимости от толщины листа меняется от 265 Н/мм2 (27 кгс/мм2) до 345 Н/мм2 (35 кгс/мм2). Для повышенных температур минимальное требуемое значение предела текучести стали 09Г2С составляет: для Т=250°C — 225 (23); для Т=300°C — 196 (20); Т=350°C — 176 (18); Т=400°C — 157 (16).

Предел текучести стали 3

. Сталь 3 (углеродистая сталь обыкновенного качества, ГОСТ 380—2005) изготавливается следующих марок: Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп. Предел текучести стали 3 регламентируется отдельно для каждой марки. Так, например, требования к пределу текучести Ст3кп, в зависимости от толщины проката, меняются от 195-235 Н/мм2 (не менее).

Аналоги стали 45

Сталь 45

Общие данные

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.

Химический состав (по ГОСТ 1050-2013)

Механические свойства

Механические свойства при повышенных температурах

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:

• DIN.
• WNr.
• JIS.
• AFNOR.
• BS.
• EN.
• UNI.
• NBN.
• UNE.
• GB.
• SS.
• BDS.
• MSZ.
• PN.
• STAS.
• CSN.
• ONORM.
• AS.
• SNV.
• KS.

Химический состав

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.

1. Как отличить, например, сталь 45 от СТ3, опираясь на разницу в их составе?Как видно из приведённого выше описания, основными составляющими сплава СТ45 являются углерод, определяющий твёрдость стали, и железо. У стали 3 углерода в составе от 0,14 до 0,22%, то есть в 2 раза меньше. Включение легирующих элементов незначительное в обоих сплавах. Хром, никель и медь представлены в СТ45 в концентрации 0,25%, а в СТ3 их может содержаться до 0,3%.
2. Какая сталь прочнее, СТ3 или СТ45? По доле углерода ясно, что сталь 45 прочнее и твёрже СТ3.

   При повышении качества стали по одному из параметров могут снижаться показатели по-другому. Нержавеющие стали, например, менее прочны, чем углеродистые, а повышение прочности углеродистых сталей способствует ухудшению их антикоррозионных качеств.

к содержанию ↑

Расшифровка

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.

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.

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.

Из неё производят:

• 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.

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.

Углеродистая качественная ГОСТ 1050-88

Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й С Т А Н Д А Р Т

С О Ю З А С С Р

ПРОКАТ СОРТОВОЙ, КАЛИБРОВАННЫЙ, СО СПЕЦИАЛЬНОЙ ОТДЕЛКОЙ ПОВЕРХНОСТИ ИЗ УГЛЕРОДИСТОЙ КАЧЕСТВЕННОЙ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ

ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО УПРАВЛЕНИЮ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ

Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й С Т А Н Д А Р Т С О Ю З А С С С Р

ПРОКАТ СОРТОВОЙ, КАЛИБРОВАННЫЙ, СО СПЕЦИАЛЬНОЙ ОТДЕЛКОЙ ПОВЕРХНОСТИ ИЗ УГЛЕРОДИСТОЙ КАЧЕСТВЕННОЙ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ

ГОСТ
1050—88

Общие технические условия

Carbon structural quality steel gauged bars with special surface finish. General specifications

ОКП 09 5000, 11 4100, 11 5000

Срок действиея с 01.01.91
до 01.01.96

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт устанавливает общие технические условия для горячекатаного и кованого сортового проката из углеродистой качественной конструкционной стали марок 08, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 58 (55пп) и 60 диаметром или толщиной до 250 мм, а также проката калиброванного и со специальной отделкой поверхности всех марок.

В части норм химического состава стандарт распространяется на другие виды проката, слитки, поковки, штамповки из стали марок, перечисленных выше, а также из стали марок 05кп, 08кп, 08пс, 10кп, 10пс, 11кп, 15кп, 15пс, 18кп, 20кп и 20пс.

1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И РАЗМЕРЫ

1.1. Марки и химический состав стали по ковшевой пробе должны соответствовать приведенным в табл. 1.

Перепечатка воспрещена
© Издательство стандартов, 1989

Массовая доля элементов, %

1. По степени раскисления сталь обозначают: кипящую — кп, полуспокойную — пс, спокойную — без индекса.

2. Сталь марки 05кп не допускается к применению во вновь создаваемой и модернизируемой технике.

1.1.1. Массовая доля серы в стали должна быть не более 0,040%, фосфора — не более 0,035%. Для стали марок 11кп и 18кп, применяемой для плакировки, массовая доля серы должна быть не более 0,035%, фосфора — не более 0,030%.

1.1.2. Остаточная массовая доля никеля в стали всех марок не должна превышать 0,30%, меди в стали марок 11кп и 18кп — 0,20%, в стали остальных марок — 0,30%.

1.1.3. В стали марок 35, 40, 45, 50, 55 и 60, предназначенной для изготовления патентированной проволоки, массовая доля марганца должна быть 0,30—0,60%, никеля — не более 0,15%, хрома — не более 0,15%, меди — не более 0,20%. Массовая доля серы и фосфора — соответственно требованиям стандартов на проволоку, но не превышает норм, приведенных в п. 1.1.1.

1.1.4. В стали марок 08пс, 10пс, 15пс и 20пс, предназначенной для изготовления листового проката для холодной штамповки, допускается массовая доля марганца до 0,25% по нижнему пределу.

1.1.5. В стали марок 08пс, 10пс, 15пс и 20пс допускается массовая доля кремния менее 0,05% при условии применения других (кроме кремния) раскислителей в необходимых количествах.

1.1.6 В стали допускается массовая доля мышьяка не более 0,08%.

1.1.7 Массовая доля азота в кислородно-конвертерной стали не должна превышать 0,006% для тонколистового проката и ленты и 0,008% — для остальных видов проката.

1.2. В прокате, заготовках, поковках и изделиях дальнейшего передела допускаются отклонения по химическому составу от норм, приведенных в табл. 1, в соответствии с табл. 2.

Кремний для спокойной стали

1.3. Сортамент проката должен соответствовать требованиям:
ГОСТ 2590 — для горячекатаного круглого;
ГОСТ 2591 или другой нормативно-технической документации — для горячекатаного квадратного;
ГОСТ 1133 — для кованого круглого и квадратного;
ГОСТ 2879 — для горячекатаного шестигранного;
ГОСТ 103 — для горячекатаного полосового;
ГОСТ 4405 — для кованого полосового;
ГОСТ 7417 — для калиброванного круглого;
ГОСТ 8559 — для калиброванного квадратного;
ГОСТ 8560 — для калиброванного шестигранного;
нормативно-технической документации — для калиброванного полосового;
ГОСТ 14955 —со специальной отделкой поверхности.
Примеры условных обозначений приведены в приложении 1.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1. Характеристики базового исполнения

2.1.1. Прокат сортовой немерной длины с предельными отклонениями для обычной точности размеров, кривизны, овальности и других требований к форме, серповидности и неплоскостности класса 2 по ГОСТ 103 (для полосы).

2.1.2. Прокат калиброванный немерной длины с предельными отклонениями для квалитета — h11, овальностью — не более предельных отклонений по диаметру.

2.1.3. Прокат со специальной отделкой поверхности немерной длины с предельными отклонениями для квалитета — h11, овальностью — не более половины предельных отклонений по диаметру.

2.1.4. Прокат сортовой без термической обработки, калиброванный и со специальной отделкой поверхности нагартованный — Н или термически обработанный (отожженный, высокоотпущенный, нормализованный, нормализованный с отпуском, закаленный с отпуском) — Т.

2.1.5. Прокат сортовой двух групп качества поверхности: а и б. Прокат группы качества поверхности а предназначен преимущественно для горячей обработки давлением, группы б — преимущественно для холодной механической обработки.

2.1.6. На поверхности проката группы качества поверхности а не должно быть раскатанных пузырей, прокатных плен, закатов, трещин, загрязнений, трещин напряжения.

2.1.6.1. Дефекты на поверхности должны быть удалены пологой вырубкой или зачисткой, ширина которой должна быть не менее пятикратной глубины.
Глубина зачистки дефектов, считая от фактического размера, не должна превышать:
половины допуска на размер — для проката размером менее 80 мм;
допуска на размер — для проката размером от 80 до 140 мм;
5% диаметра или толщины — для проката размером от 140 до 200 мм;
6% диаметра или толщины — для проката размером более 200 мм.
В одном сечении проката размером (диаметром или толщиной) более 140 мм допускается не более двух зачисток максимальной глубины.

2.1.6.2. На поверхности проката допускаются без зачистки отдельные риски, вмятины и рябизна глубиной в пределах половины допуска на размер, а также раскатанные пузыри и загрязнения (волосовины) глубиной, не превышающей 1/4 допуска на размер, но не более 0,20 мм, считая от фактического размера.

2.1.7. На поверхности проката с качеством поверхности группы б допускаются местные дефекты глубиной, не превышающей минусового предельного отклонения на размер для проката размером менее 100 мм; допуска на размер — для проката размером 100 мм и более.
Глубина залегания дефектов считается от номинального размера.

2.1.8. Прокат сортовой должен быть обрезан. Допускаются смятые концы и заусенцы. Косина реза сортового проката размером до 30 мм не регла-ментируется, свыше 30 мм — не должна превышать 0,1 диаметра или толщины. Прокат сортовой размером до 40 мм немерной длины допускается изготовлять с необрезными концами.

2.1.9. Качество поверхности и требования по обрезке концов калиброванного проката должны соответствовать — ГОСТ 1051 групп Б и В, со специальной отделкой поверхности — ГОСТ 14955 групп В, Г и Д.
В прокате со специальной отделкой поверхности обезуглероживание не допускается.

2.1.10. Твердость сортового проката не должна превышать 255 НВ, калиброванного и со специальной отделкой поверхности — 269 НВ.

2.1.11. Механические свойства проката должны соответствовать нормам, приведенным в табл. 3.

Сталь 45: характеристики по ГОСТ и область применения

Сталь марки 45: ГОСТы

ГОСТы на прокат из конструкционной углеродистой качественной стали 45:

• ГОСТ 19903-74, 1577-93 – лист толстый
• ГОСТ 16523-97 – лист тонкий
• ГОСТ 8733-74, 8731-74, 8734-75, 21729-76, 8732-78 – труба
• ГОСТ 2284-79 – лента
• ГОСТ 5663-79, 17305-91 – проволока
• ГОСТ 7417-75, 8559-75, 8560-78, 1050-88 – калиброванный пруток
• ГОСТ 14955-77 – шлифованный пруток и серебрянка
• ГОСТ 82-70, 1577-93, 103-2006 – полоса
• ГОСТ 8479-70, 1133-71 – кованые заготовки

Рекомендации при выборе

Сталь 65г совсем не поддаётся свариванию. При изготовлении изделий следует учитывать это свойство.

Также нужно помнить, что материал чаще всего применяется для спортивного холодного оружия. Это обусловлено хорошей стойкостью к ударам при одновременной низкой стоимостью исходного материала. Это позволяет иметь в наличии снаряды при небольших материальных затратах.

Нож сделанный из стали 65Г.

Ножи из 65г не рекомендуется использовать в хозяйственных целях, например, на кухне, где постоянная сырость. Чтобы режущие инструменты, изготовленные из этой марки, не покрывались ржавчиной, их необходимо хранить в сухих помещениях. Масляное покрытие защитит клинки от коррозии.

Сталь 45: характеристики

Этот углеродистый качественный сплав с легкостью переносит температурные испытания, производимые в диапазоне 200-600°C. При удельном весе в 7826 кг/м3, этот металл обладает высокой твердостью – HB 10-1=170МПа.

Плотность стали 45 по ГОСТ 1050-88 составляет 7826-7595 кг/м3 в диапазоне 20-800оС.

Углеродистая качественная сталь 45, твердость по Бринеллю которой составляет 170МПа, имеет модуль упругости в E 10-5 = 2МПа (при 20оС) и предел прочности 245МПа.

Остальные физические и механические характеристики стали 45 представлены ниже:

Влияние термической обработки на качество

Сталь в исходном состоянии представляет собой довольно пластичную массу и поддается обработке путём деформирования. Ее можно ковать, штамповать, вальцевать.
Для изменения механических свойств и достижения необходимых качеств применяется термическая обработка металла. Суть термической или тепловой обработки заключается в применении совокупности операций по нагреву, выдержке и охлаждению твердых металлических сплавов. В результате такой обработки сплав изменяет свою внутреннюю структуру и приобретает определенные, необходимые производителю и потребителю, свойства.

Критические точки

Критические точки — это температуры, при которых изменяется структура стали и ее фазовое состояние. Вычислены в 1868 году русским металлургом и изобретателем Дмитрием Константиновичем Черновым, поэтому иногда их называют точками Чернова.

Обозначают такие точки буквой А. Нижняя точка А1 соответствует температуре, при которой аустенит превращается в перлит при охлаждении или перлит в аустенит при нагреве. Точка А3 — верхняя критическая точка, соответствующая температуре, при которой начинается выделение феррита при охлаждении или заканчивается его растворение при нагреве.

Если критическая точка определяется при нагреве, то к букве «А» добавляется индекс «с», а при охлаждении — индекс «r».

Для данной стали определена следующая температура критических точек:

• 743*С — Ас1;
• 815*С — Ас3;
• 730*C — Аr3;
• 693*C — Ar1.

Алгоритм термообработки стали и сплавов:

• отжиг:
• закалка;
• отпуск;
• нормализация;
• старение;
• криогенная обработка.

Термообработка для стали 40х. Характеристика температурного режима в соответствии с требованиями ГОСТ 4543–71:

• закалка стали 40х в масляной среде при температуре 860*С;
• отпуск в воде или масле при температуре 500*С.

В результате такой термической обработки данная сталь приобретает повышенную твердость (число твердости НВ не более 217), высокий предел прочности при разрыве (980 Н/м2) и ударную вязкость 59 Дж/см2.

Предел текучести

Говоря о механических свойствах, нужно обязательно упомянуть о такой важной характеристике, как предел текучести. Если приложенная нагрузка слишком велика, то конструкция или ее детали начинают деформироваться и в металле возникают не упругие (полностью исчезающие, обратимые), а пластические (необратимые остаточные) деформации

Говоря другими словами, металл «течет».

Предел текучести — это граница между упругими и упругопластическими деформациями. Значение предела текучести зависит от множества факторов: режима термической обработки, наличия примесей и легирующих элементов в стали, микроструктуры и типа кристаллической решетки, температуры.

В металловедении различают понятия физического и условного предела текучести.

Физический предел текучести — это такое значение напряжения, при котором деформация испытываемого образца увеличивается без увеличения приложенной нагрузки. В справочниках эта величина обозначается σт и для марки 40х ее значение не менее 785 Н/мм2 или 80 КГС/мм2.

Следует отметить, что пластические (необратимые) деформации появляются в металле не мгновенно, а нарастают постепенно, с увеличением приложенной нагрузки. Поэтому, с точки зрения технологии, уместнее применение термина «условный (технический) предел текучести».

Условным (или техническим) пределом текучести называется напряжение, при котором опытный образец получает пластическое (необратимое) удлинение своей расчетной длины на 0.2%. В таблицах эта величина обозначается как σ 0,2 и для стали 40х составляет:

• при температуре от 101 до 200*С — 490 МПа;
• при температуре от 201 до 300*С — 440 МПа;
• при температуре от 301 до 500*С — 345 МПа.

Сталь марки 45: применение

Сталь 45 марки широко используется в промышленности, в частности, она идет на изготовление валов (распределительных и коленчатых), шестерней, блиндажей, шпинделей, кулачков, цилиндров и т.п. 45-й металл позволяет получать нормализованные, улучшаемые поверхности, для которых характерна повышенная прочность. При необходимости на порядок улучшить характеристики готовых изделий технологи применяют металл марки 45, легированный хромом – 45х (доля хрома 0,8-1,1%), или литейную сталь 45л.

Сталь 45 считается материалом трудносвариваемым, однако ему не свойственна отпускная хрупкость. Это достаточно весомый фактор при создании конструкций сложных форм и конфигураций. Сварка данного металла производится 2 способами: КТС и РДС.

Достоинства и недостатки

Закалка деталей с помощью ТВЧ обладает как достоинствами, так и недостатками. К достоинствам можно отнести следующее:

• После закалки ТВЧ у детали сохраняется мягкой середина, что существенно повышает ее сопротивление пластической деформации.
• Экономичность процесса закалки деталей ТВЧ связана с тем, что нагревается только поверхность или зона, которую необходимо закалить, а не вся деталь.
• При серийном производстве деталей необходимо настроить процесс и далее он будет автоматически повторяться, обеспечивая необходимое качество закалки.
• Возможность точно рассчитать и регулировать глубину закаленного слоя.
• Непрерывно-последовательный метод закалки позволяет использовать оборудование малой мощности.
• Малое время нагрева и выдержки при высокой температуре способствует отсутствию окисления обезуглероживания верхнего слоя и образования окалины на поверхности детали.
• Быстрый нагрев и охлаждение не дают большого коробления и поводок, что позволяет уменьшить припуск на чистовую обработку.

Но индукционные установки экономически целесообразно применять только при серийном производстве, а для единичного производства покупка или изготовление индуктора невыгодно. Для некоторых деталей сложной формы производство индукционной установки очень сложно или невозможно получить равномерность закаленного слоя. В таких случаях применяют другие виды поверхностных закалок, например, газопламенную или объемную закалку.

Зачем проводить закалку?

В последнее время закалка все чаще проводится для того, чтобы повысить твердость поверхность для повышения срока службы детали. Если закалка прошла правильно, ее результатом станет:

1. Существенно повышается прочность и твердость. Для того чтобы поверхность зуба зубчатого колеса не деформировалось при воздействии нагрузки выполняется рассматриваемая процедура. Также пружины и рессоры могут выдерживать большие нагрузки по причине существенного повышения прочности путем изменения структуры при сильном нагреве и быстром охлаждении материала.
2. Повышается износостойкость поверхности. Несмотря на хорошие эксплуатационные качества стали, при ее использовании для изготовления деталей, используемых в машиностроении, авиастроении, есть вероятность быстрого износа из-за возникающей силы трения при контакте. Существенно повысить срок службы деталей можно путем изменения начальной структуры металла.
3. Современные методы проведения рассматриваемого процесса позволяют улучшить качества только поверхности детали, сердцевина, ее вязкость, остается неизменной. Этот момент определяет то, что прочность, твердость и износостойкость повышаются без проявления хрупкости, то есть получаемая деталь также имеет хорошую пластичность, может выдерживать продольную нагрузку.

Качество проводимой закалки зависит от скорости нагрева и правильности выбора температуры, времени выдержки и охлаждения. При этом наиболее важным параметром можно назвать температуру нагрева и скорость охлаждения, так как они определяют твердость, прочность металла. Закалка является сложным технологически процессом, для реализации которого нужно специальное оборудование и определенные навыки в проведении подобной работы.