Сталь 45 ГОСТ 4543 71

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

ГОСТ 4543-71 Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия

НАЦИОНАЛЬНЫЕ СТАНДАРТЫ

СТАЛЬ КАЧЕСТВЕННАЯ
И ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННАЯ

Сортовой и фасонный прокат,
калиброванная сталь

Москва
ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
2004

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ПРОКАТ ИЗ ЛЕГИРОВАННОЙ КОНСТРУКЦИОННОЙ
СТАЛИ

Технические условия

Structural alloy steel bars.
Specifications

ГОСТ
4543-71

Дата введения 01.01.73

Настоящий стандарт распространяется на прокат горячекатаный и кованый диаметром или толщиной до 250 мм, калиброванный и со специальной отделкой поверхности из легированной конструкционной стали, применяемый в термически обработанном состоянии.

В части норм химического состава стандарт распространяется на все другие виды проката, слитки, поковки и штамповки.

(Измененная редакция, Изм. № 2, 5).

1. КЛАССИФИКАЦИЯ

1.1. В зависимости от химического состава и свойств конструкционная сталь делится на категории:

1. К особовысококачественной стали относят сталь электрошлакового переплава.

2. (Исключен, Изм. № 2).

1.2. В зависимости от основных легирующих элементов сталь делится на группы: хромистую, марганцовистую, хромомарганцовую, хромокремнистую, хромомолибденовую и хромомолибденованадиевую, хромованадиевую, никельмолибденовую, хромоникелевую и хромоникелевую с бором, хромокремнемарганцовую и хромокремнемарганцовоникелевую, хромомарганцовоникелевую и хромомарганцовоникелевую с титаном и бором, хромоникельмолибденовую, хромоникельмолибденованадиевую и хромоникельванадиевую, хромоалюминиевую и хромоалюминиевую с молибденом, хромомарганцовоникелевая с молибденом и титаном.

(Измененная редакция, Изм. № 4).

1.3. По видам обработки прокат делят на:

горячекатаный и кованый (в том числе с обточенной или ободранной поверхностью);

со специальной отделкой поверхности.

1.4. В зависимости от качества поверхности горячекатаный и кованый прокат изготовляют групп: 1, 2, 3.

1.5. По состоянию материала прокат изготовляют:

без термической обработки;

термически обработанный — ТО;

нагартованный — Н (для калиброванного и со специальной отделкой поверхности проката).

1.3 — 1.5 (Измененная редакция, Изм. № 5).

2а. СОРТАМЕНТ

2а.1. Сортамент проката должен соответствовать требованиям ГОСТ 2591, ГОСТ 2590, ГОСТ 2879, ГОСТ 103, ГОСТ 1133, ГОСТ 7417, ГОСТ 8559, ГОСТ 8560, ГОСТ 14955 и другой нормативно-технической документации.

Примеры условных обозначений

Прокат горячекатаный, квадратный, со стороной квадрата 46 мм, обычной точности прокатки В по ГОСТ 2591, из стали марки 18ХГТ, группы качества поверхности 2, термически обработанный ТО:

То же, круглый, диаметром 80 мм, обычной точности прокатки В по ГОСТ 2590, из стали марки 18Х2Н4МА, группы качества поверхности 1, вариант механических свойств 2, термически обработанный ТО:

То же полосовой, толщиной 20 мм, шириной 75 мм по ГОСТ 103, из стали марки 25ХГТ, группы качества поверхности 3, вариант механических свойств 1, без термической обработки:

Прокат калиброванный, круглый, диаметром 15 мм, с предельными отклонениями по h11 по ГОСТ 7417, из стали марки 40ХН2МА, качества поверхности группы Б по ГОСТ 1051, с контролем механических свойств М, нагартованный Н:

Прокат со специальной отделкой поверхности, круглый, диаметром 8,5 мм, с предельными отклонениями по h9 и качеством поверхности группы В по ГОСТ 14955, из стали марки 12ХН3А, с нормированной прокаливаемостью П, термически обработанный ТО:

(Измененная редакция, Изм. № 5).

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1. Прокат из стали легированной конструкционной изготовляют в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

(Измененная редакция, Изм. № 5).

2.2. Марки и химический состав стали должны соответствовать указанным в табл. 1.

2.3. Массовая доля фосфора, серы, остаточных меди, никеля и хрома в стали всех марок не должна превышать норм, указанных в табл. 2.

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).

ГОСТ 4543-71
Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия

ГОСТ 4543-71
Группа В32

ПРОКАТ ИЗ ЛЕГИРОВАННОЙ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ

Structural alloy steel bars. Specifications

Дата введения 1973-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

А.П.Гуляев, д-р техн. наук (руководитель темы); Р.И.Колясникова (руководитель темы); И.Н.Голиков, д-р техн. наук; А.С.Каплан; Е.В.Кручинина

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18.06.71 N 1148

3. ВЗАМЕН ГОСТ 1050-60 (в части марок 15Г, 20Г, 25Г, 30Г, 35Г, 40Г, 45Г, 50Г); ГОСТ 1051-59 (в части легированной стали, кроме качества поверхности и упаковки); ГОСТ 4543-61

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ*

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта, подпункта

5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)

6. ИЗДАНИЕ (декабрь 2000 г.) с Изменениями N 1, 2, 3, 4, 5, утвержденными в марте 1977 г., июле 1982 г., феврале 1987 г., июне 1987 г., декабре 1989 г. (ИУС 5-77, 11-82, 5-87, 10-87, 3-90)

Переиздание (по состоянию на июль 2008 г.)

Настоящий стандарт распространяется на прокат горячекатаный и кованый диаметром или толщиной до 250 мм, калиброванный и со специальной отделкой поверхности из легированной конструкционной стали, применяемый в термически обработанном состоянии.

В части норм химического состава стандарт распространяется на все другие виды проката, слитки, поковки и штамповки.

(Измененная редакция, Изм. N 2, 5).

1. КЛАССИФИКАЦИЯ

1.1. В зависимости от химического состава и свойств конструкционная сталь делится на категории:

1. К особовысококачественной стали относят сталь электрошлакового переплава.

2. (Исключен, Изм. N 2).

1.2. В зависимости от основных легирующих элементов сталь делится на группы: хромистая, марганцовистая, хромомарганцовая, хромокремнистая, хромомолибденовая и хромомолибденованадиевая, хромованадиевая, никельмолибденовая, хромоникелевая и хромоникелевая с бором, хромокремнемарганцовая и хромокремнемарганцовоникелевая, хромомарганцовоникелевая и хромомарганцовоникелевая с титаном и бором, хромоникельмолибденовая, хромоникельмолибденованадиевая и хромоникельванадиевая, хромоалюминиевая и хромоалюминиевая с молибденом, хромомарганцовоникелевая с молибденом и титаном.

(Измененная редакция, Изм. N 4).

1.3. По видам обработки прокат делят на:

горячекатаный и кованый (в том числе с обточенной или ободранной поверхностью);

со специальной отделкой поверхности.

1.4. В зависимости от качества поверхности горячекатаный и кованый прокат изготовляют групп: 1, 2, 3.

1.5. По состоянию материала прокат изготовляют:

без термической обработки;

термически обработанный — ТО;

нагартованный — Н (для калиброванного и со специальной отделкой поверхности проката).

1.3-1.5. (Измененная редакция, Изм. N 5).

2а. СОРТАМЕНТ

2а.1. Сортамент проката должен соответствовать требованиям ГОСТ 2591*, ГОСТ 2590**, ГОСТ 2879***, ГОСТ 103****, ГОСТ 1133, ГОСТ 7417, ГОСТ 8559, ГОСТ 8560, ГОСТ 14955 и другой нормативно-технической документации.
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 2591-2006, здесь и далее по тексту.

** На территории Российской Федерации действует ГОСТ 2590-2006, здесь и далее по тексту.
*** На территории Российской Федерации действует ГОСТ 2879-2006.
*** На территории Российской Федерации действует ГОСТ 103-2006, здесь и далее по тексту. — Примечания изготовителя базы данных.

(Измененная редакция, Изм. N 5).

Примеры условных обозначений:

.

То же, круглый, диаметром 80 мм, обычной точности прокатки В по ГОСТ 2590, из стали марки 18Х2Н4МА, группы качества поверхности 1, вариант механических свойств 2, термически обработанный ТО:

.

То же, полосовой, толщиной 20 мм, шириной 75 мм по ГОСТ 103, из стали марки 25ХГТ, группы качества поверхности 3, вариант механических свойств 1, без термической обработки:

.

Прокат калиброванный, круглый, диаметром 15 мм, с предельными отклонениями по h11 по ГОСТ 7417, из стали марки 40ХН2МА, качества поверхности группы Б по ГОСТ 1051, с контролем механических свойств М, нагартованный Н:

.

.

(Измененная редакция, Изм. N 5).

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1. Прокат из стали легированной конструкционной изготовляют в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

(Измененная редакция, Изм. N 2, 5).

2.2. Марки и химический состав стали должны соответствовать указанным в табл.1.

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.