Сталь 45 предел прочности при растяжении
Сталь 45
Общие данные
Заменитель |
Сталь 40Х, Сталь 50, Сталь 50Г2 |
Вид поставки |
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.
Химический состав (по ГОСТ 1050-2013)
Химический элемент | % |
Углерод (C) | 0.42-0.50 |
Кремний (Si) | 0.17-0.37 |
Медь (Cu), не более | 0.25 |
Мышьяк (As), не более | 0.08 |
Марганец (Mn) | 0.50-0.80 |
Никель (Ni), не более | 0.25 |
Фосфор (P), не более | 0.035 |
Хром (Cr), не более | 0.25 |
Сера (S), не более | 0.04 |
Механические свойства
Механические свойства при повышенных температурах
t испытания, °C | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | δ, % | ψ, % | KCU, Дж/м 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 проката
Термообработка, состояние поставки | Сечение, мм | σB, МПа | δ5, % | δ4, % | ψ, % | |
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 | 2 | 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 | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м 2 |
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
Температура ковки |
Начала 1250, конца 700. Сечения до 400 мм охлаждаются на воздухе. |
Свариваемость |
Трудносвариваемая. 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/см 2
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
σ-1, МПа | τ-1, МПа | σB, МПа | σ0,2, МПа |
245 | 157 | 590 | 310 |
421 | 880 | 680 | |
231 | 520 | 270 | |
331 | 660 | 480 |
Прокаливаемость
Твердость для полос прокаливаемости HRCэ (HRB).
Сталь 45: характеристики по ГОСТ и область применения
В этой статье мы рассмотрим следующие разделы:
- Закалка
- Отжиг
- Нормализация
- Отпуск
Термическая или тепловая обработка металлов представляет собой совокупность таких процессов как: выдержка и охлаждение твердого металлического сплава, с целью улучшения характеристик изделия. Сама трансформация стали марки 45 будет происходить благодаря изменениям в ее внутренней структуре.
А как же детально проходит дальнейшая операция? Если нагревать конструкционную специальную сталь 45 до высоких температур (720 °C), то можно заметить изменение в кристаллической решетке металла. Она превращается из объемно-центрированного в гранецентрированный структурный тип.
Итак, термообработка включает в себя такие виды обязательных процедур.
- закалка
- отжиг
- нормализация
- отпуск
Закалка
Процесс закалки стали представляет собой нагрев стали 45 до температурного диапазона 830-850 °C. Если закаливать металл до не нужной температуры, то можно заметить образование ферритных участков. Их появление во много раз уменьшает прочность стали.
А если закаливать изделие до температуры 1000 °C, то произойдет значительное распространение зерен мартенсита, которое повлечет снижение вязкости и повышению образования трещин. Процесс нагревания проходит в непрерывной или периодической электропечи.
Мартенсит является упорядоченным пересыщенным твердым раствором С (углерод) в а-железе такой же концентрации. Это химическое вещество было названо в честь немецкого металлографа Адольфа Мартенса.
Закалка зависит от двух факторов:
- химический состав металла
- форма и габариты детали
Если у углерода большие размеры и высокое процентное содержание, то для закаливания стали нужно большое количество времени. После этой операции происходит выдержка, чтобы выровнять неоднородность аустенита.
Аустенит — высокотемпературный гранецентрированный вид Fe и его сплавов. Фаза названа в честь английского металлурга Уильяма Чандлера Робертс-Остина.
Если произошел сильный перегрев, то это может привести к окислению и обезуглероживанию. А чтобы этого не происходило, необходимо нагревать сталь в вакууме или расплавленной соли. Вообще, закаливание проводят в двух средах, которые мы представили в таблице.
Среда | Характеристики |
Вода | обладает повышенной скоростью, но при увеличении t она заметно падает. Также в воде вероятен риск появления напряжения и колебания деталей |
Масло | В этой среде сталь охлаждается, а также снижается возникновение трещин. В отличие от воды, в масле низкая температура и может происходит загустение |
Сталь 45
Общие данные
Заменитель |
Сталь 40Х, Сталь 50, Сталь 50Г2 |
Вид поставки |
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.
Химический состав (по ГОСТ 1050-2013)
Химический элемент | % |
Углерод (C) | 0.42-0.50 |
Кремний (Si) | 0.17-0.37 |
Медь (Cu), не более | 0.25 |
Мышьяк (As), не более | 0.08 |
Марганец (Mn) | 0.50-0.80 |
Никель (Ni), не более | 0.25 |
Фосфор (P), не более | 0.035 |
Хром (Cr), не более | 0.25 |
Сера (S), не более | 0.04 |
Механические свойства
Механические свойства при повышенных температурах
t испытания, °C | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | δ, % | ψ, % | 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 | σB, МПа | δ5, % | δ4, % | ψ, % |
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 | Читайте также: Опишите каждую стадию процесса производства меди какие продукты |
По окончании работы рекомендуется поместить деталь в печь и прогревать при температуре 400-450 градусов по Цельсию (процесс нормализации) около 1 часа.
После полного остывания изделия необходимо выполнить испытания в зависимости от назначения конструкции: на разрыв, кручение, ударные нагрузки или изгиб. Если создаются ответственные металлоконструкции, то для проверки рекомендуется обращаться в специализированные организации, которые проводят тесты готовых соединений.
Ручная дуговая сварка осуществляется в соответствии с ГОСТ 5264-80, где указаны типы применяемых соединений и конструктивные элементы с информацией об их размерах.
Нормализация
Рассматриваемая операция включает в себя нагревание стали и ее охлаждение на открытом воздухе, в результате чего может произойти измельчение крупнозернистой структуры.
В отличие от отжига, нормализация улучшает показатель вязкости и надежности в несколько раз. Такие изменения заметны при охлаждении на воздухе, способствующее разложить аустенитные фазы в небольших показателях температуры.
Перлит от французского переводится как “жемчуг” и обозначает горную породу вулканического происхождения.
После этого происходит увеличение перлита и это является одной из причин усовершенствования механических особенностей.
Свойства материала
Механические свойства стали 45 определяют широкое распространение этого металла. Концентрация углерода составляет 0,45%, другие примеси крайне незначительны. Это во многом определяет следующие характеристики:
- Плотность стали 45 или удельный вес составляет 7826 кг/м 3 . За счет этого обеспечивается невысокий показатель веса получаемых изделий, однако легкими их не назовешь. Плотность может несущественно отличаться в зависимости от химического состава.
- К отпускной хрупкости структура не склонна. Сталь 45, характеристики которой можно назвать универсальным предложением, очень часто подвергается закалке, за счет которой существенно повышается твердость поверхности.
- Очень часто проводится поставка заготовок после термической обработки. Она существенно повышает твердость поверхности. Этот момент также определяет то, что твердость стали 45 в состоянии поставки может варьировать в достаточно большом диапазоне. Как правило, твердость выдерживается на уровне 10 -1 HB, который соответствует 170 МПа.
- Сталь марки 45 относится к трудносвариваемым металлам, что определяет сложности при проведении сварочных работ. Именно поэтому структура изначально подогревается и лишь только после этого проводится соединение элементов. Прокаливаемость стали 45 также находится на достаточно низком уровне, за счет чего усложняется процесс обработки резанием. Сварка может применяться при применении различного сварочного оборудования. Применение соответствующих электродов позволяет существенно упростить процесс сваривания. Резание сварочным аппаратом также существенно осложняется.
- Довольно часто проводится ковка. Она проводится при температуре 1250 градусов Цельсия, в конце показатель составляет 700 градусов Цельсия.
- Предел прочности и модуль упругости могут варьировать в достаточно большом диапазоне. Все зависит от того, какова температура нагрева поверхности. Предел текучести стали определяет то, насколько она проста при литье различных заготовок.
Предел текучести стали 45 и предел прочности СТ 45, временное сопротивление, физические свойства, механические свойства, химический состав, массовая доля элементов, температура критических точек, назначение, технологические характеристики, свариваемость, обрабатываемость, флокеночувствительность, предел выносливости, ударная вязкость, ковка, вид поставки, ГОСТы на прокат металла этой марки.
Механические свойства стали этой марки, в зависимости от вида приложенной нагрузки, точнее механического напряжения в образце и технологических требований к форме образца, могут быть охарактеризованы несколькими специализированными значениями, подпадающими под определение – предел текучести стали, традиционно обозначающейся в таблицах символом сигма σ с добавлением поясняющей метки, сокращения, требующей расшифровки. А так же значением предела прочности, тоже обозначающимся символом σ. О чем мы подробно расскажем ниже, в тексте статьи под таблицей. Однако, наиболее часто, посетителей сайта интересуют только два параметра из всего спектра механических свойств этого сплава. К ним относятся: σ0.2 и σв. Соответственно σ0.2 – это условный технологический предел текучести металла или сплава, равный нагрузке при которой форма образца изменяется на величину 0.2%, а σв – это объективный физический предел текучести стали, равный нагрузке при которой наступает разрыв – разрушение образца металла. Именно σв, это нагрузка (или механическое напряжение, что по сути одно и то же), называющаяся пределом прочности сплава. Что такое временное сопротивление? Это другое название предела прочности σв. Кстати, все названия и предел прочности, и предел текучести и временное сопротивление, являются правильными, хотя используются при описании разных физических процессов. Смотрите две таблицы ниже — Таблица номер 1 и Таблица номер 2. Для более удобной «навигации» по таблицам физических свойств полезно знать, какие виды проката выпускаются в соответствии с конкретными ГОСТами на сталь 45. СОРТОВОЙ ПРОКАТ МЕТАЛЛА марки СТ 45: ГОСТ 1050-88, ГОСТ 10702-78. ПОКОВКИ из стали 45: ГОСТ 8479-70, ТУ 108.11.496-80, ТУ 108.11.399-87, ТУ 108.11.890-87, ТУ 108.11.910-87, ТУ 108.13.32-88. ТРУБЫ из стали 45: ГОСТ 8731-74, ГОСТ 8733-74, ГОСТ 13663-86. МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ЛИСТ из стали 45: ГОСТ 1577-93, ГОСТ 16523-97. МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ЛЕНТА из стали 45: ГОСТ 2284-79. ЖЕЛЕЗНАЯ ПОЛОСА из стали 45: ГОСТ 1577-93. СТАЛЬНАЯ ПРОВОЛОКА марка стали 45: ГОСТ 5663-79.
Таблица 1. σв — предел прочности сталь 45. Временное сопротивление. Приводится в таблице, как выдержка, выписка по ГОСТу из механических свойств сплава металла этой марки.
Таблица 2. σ0.2 — условный предел текучести сталь 45 — технологическая характеристика. Приводится в таблице, как выдержка, выписка по ГОСТу из механических свойств сплава металла этой марки.
Металл, сталь марки СТ45 – это прочный и твердый материал, способный выдерживать различные нагрузки не разрушаясь и сохраняя свою форму. За что он и ценится, поэтому и применяется в различных конструкция, деталях, инструментах. Это общий, совершенно понятный «тезис». Теоретически, металл СТ45 может «ответить» на нагрузку двумя «способами». Принять ее на себя и не измениться в своей форме или немного деформироваться, но после снятия нагрузки вернуться в прежнее состояние. В крайнем случае, без снятия нагрузки, изменившаяся форма детали, должна оставаться постоянной, а сама стальная деталь будет находиться в «напряженном» состоянии. Это говорит о том, что металл находится «в зоне» упругих деформаций. Именно так все должно происходить в штатных ситуациях, что верно для любой, правильно рассчитанной, конструкции.
Однако, на практике, для стали СТ 45 существует определенный «порог». Всегда может возникнуть ситуация, когда приложенная нагрузка уже столь велика, что детали или элементы конструкции, изготовленные из сплава — металла марки СТ45, начинают менять свою форму под ее воздействием. Что называется возникновением пластических деформаций в металле, сменивших упругие, с которыми деталь прекрасно справлялась при меньших нагрузках. ( Внимание! Не путать, предел текучести с пределом упругости стали – это разные величины, хотя и близкие по абсолютному значению). Так вот, начало возникновения пластических деформаций в металле – это «начало конца». Нештатная ситуация, к которой стальная конструкция или металлическая деталь уже «не готова». С «бытовой» точки зрения, образец стали СТ45 еще остается вполне прочным, однако с технологической стороны, он уже не может соответствовать предъявляемым требованиям и не может использоваться по назначению. Его прочность нарушена, потому что изменилась форма образца. Именно поэтому, при любых расчетах, учитывающих прочность металла, знание «порога», оказывается более чем важным. Нагрузка, при которой металлическая деталь «выходит из зоны» упругих деформаций и «входит в зону» пластических деформаций, начинает необратимо менять свою форму, течь – это и есть: технологический предел текучести стали СТ45. Физический предел текучести металла – это похожая, но несколько иная характеристика. В физике, обычно оперируют величиной нагрузки находящейся «на другом конце» кривой. Не той, при которой начинаются пластические деформации, а той при которой наступает полное разрушение образца металла — разрыв. Отсюда и возникают «разночтения», смысл которых сводится к тому, что одна и та же марка сплава СТ 45, характеризуется двумя пределами текучести – объективным физическим и условным технологическим. Естественно, что как любая нагрузка, механическое напряжение или усилие, предел текучести стали СТ45, как и предел прочности, измеряется так же, в тех же единицах. Мы помним – физические единицы измерения нагрузки – кг/мм2 или — Н/м2. Для ГОСТов и ТУ используется вариант измерения нагрузки в МПа, часто можно встретить механическое напряжение указанное в таких величинах, как КГС/мм2. Тут никакой «экзотики» нет.
Нужно сказать, что, предел текучести стали СТ 45 – это достаточно «неудобная» физическая характеристика сплава. Например, масса или удельный вес металла – это тоже физическая характеристика, которая почти не от чего не зависит. Ни от технологии производства стали этой марки, ни от способов воздействия на металл. Мы можем нагревать образец, закаливать его, обрабатывать, придавать любую форму, масса останется постоянной характеристикой. С пределом текучести стали СТ45 все сложнее. Это физическая характеристика металла данной марки, которая очень сильно зависит от «кучи обстоятельств». Например, толщина, как и форма образца (в меньшей степени), влияют на значение предела текучести. Термообработка, та же закалка или сварка, даже режим отпуска после нагрева, существенно изменяет величину предела текучести детали из стали СТ 45. Наличие примесей в сплаве, добавок, присадок, то есть незначительное изменение химического состава, сразу скажется на значении предела текучести. Более того, технология получения стали СТ 45, при ее изготовлении, определяет микроструктуру металла, тип кристаллической решетки, одновременно изменяя и величину предела текучести образца. Более всего эта физическая характеристика металла зависит от температуры. Чем выше температура нагрева образца, тем «охотнее и легче» сталь течет — «входит в зону» пластических деформаций.
Именно поэтому, предел текучести стали СТ 45 определяется не как общая физическая константа, характерная для этой марки металла вообще, а в каждом конкретном случае своя. Их получается несколько, хотя сталь одна. Обычно предел текучести стали СТ45 указывается для вариантов сортового металлопроката, изготовление которого подразумевает строгие ГОСТы (единые нормы), в том числе и для размеров, формы, технологии производства. А, как справочная информация, предел текучести стали СТ 45 в таблице, приводится для: фиксированной температуры – обычно это 20 градусов Цельсия. Если температура нагрева металла меняется, то сразу же изменяются и значения предела текучести стали СТ 45.
Самое «неприятное» то, что вид нагрузки или направление приложенного давления, тоже играют большую роль. Нагрузка на образец из стали 45 может быть разной: на изгиб, на разрыв, на скручивание, на сжатие и так далее. Для каждого конкретного вида нагрузки, определяются свои значения предела текучести стали 45. Например: предел текучести на кручение, предел текучести на изгиб, предел текучести на сжатие, на сдвиг, на срез, на растяжение и так далее. Достаточно часто, технологический предел текучести определяется условно, потому что физически, он может не существовать вообще. При определенных соотношениях нагрузки и температуры нагрева металла, здесь речь идет в основном о низких температурах, образец из стали ломается (разрушается) раньше, чем наступили пластические деформации. Однако и в этом случае, технологический условный предел текучести стали СТ45 при такой температуре указывается, как теоретическое значение и используется в расчетах. Хотя фактически, он практически не существует, потому что зона пластических деформаций слишком короткая, сразу «вступает в действие» предел прочности стали СТ 45.
Кстати, пластические деформации в металле наступают не мгновенно, а нарастают постепенно с увеличением нагрузки. Поэтому, в общем случае, говорить о пороге текучести стали, как о четкой «точке перелома», не совсем корректно с физической точки зрения. Это «размытый», хотя и достаточно короткий отрезок кривой на графике. Требует уточнения вопрос, какая величина возникших в металле пластических деформаций должна считаться критичной и неприемлемой для эксплуатации изделия на производстве. Для таких, технологических ситуаций, общепринятым условным пределом текучести стали СТ 45 считается величина нагрузки, при которой образец изменяет форму на 0.2%. Она указывается во всех таблицах, где приводятся механические свойства этого сплава металла. В нашем примере рассмотрены такие варианты как СТ 45х, СТ 45л, СТ 45хн, СТ 45г, СТ 45 hb. Рассмотрены следующие ГОСТы и ТУ для стали 45: ГОСТ 1050-88, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 8479-70, ТУ 108.11.496-80, ТУ 108.11.399-87, ТУ 108.11.890-87, ТУ 108.11.910-87, ТУ 108.13.32-88, ГОСТ 8731-74, ГОСТ 8733-74, ГОСТ 13663-86, ГОСТ 1577-93, ГОСТ 16523-97, ГОСТ 2284-79, ГОСТ 1577-93, ГОСТ 5663-79.
Наш адрес: Днепропетровск, ул. Карла Либкнехта 57
Телефон по Украине: (063) 796-79-32 или (063) 796-19-32
Сталь 45 предел прочности при растяжении
Содержание:
- Обозначения конструкционных сталей
- Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества
- Сталь конструкционная углеродистая качественная
- Сталь конструкционная легированная
- Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций
- Сталь конструкционная подшипниковая
- Сталь конструкционная рессорно-пружинная
- Сталь конструкционная высокопрочная высоколегированная
- Сталь конструкционная повышенной обрабатываемости
- Сталь конструкционная криогенная
Конструкционные стали — стали, которые применяются для изготовления частей машин и сооружений. В общем объёме производства стали, наибольшее количество приходится на конструкционные стали. По своему составу и характеристикам конструкционные стали делятся на углеродистые стали, стали для сварных конструкций, стали для подшипников и рессор.
Обозначения конструкционных сталей
При расшифровке марок сталей используются следующие обозначения:
Химические добавки: Х — хром, Н — никель, К — кобальт, М — молибден, В — вольфрам, Т — титан, Д — медь, Г — марганец, С — кремний, Ф — ванадий, Р — бор, А — азот, Б — ниобий, Е — селен, Ц — цирконий, Ю — алюминий, Ч — показывает о наличии редкоземельных металлов.
Конструкционные стали обыкновенного качества нелегированные обозначаются буквами Ст, например Ст20, Ст45.
Буквенные обозначения применяются также для указания способа раскисления стали:
КП — кипящая сталь;
ПС — полуспокойная сталь;
СП — спокойная сталь.
Например, Ст3кп.
Цифра, стоящая после букв, условно обозначает (в десятых долях) процентное содержание углерода в стали. Например, Ст20, означает, что сталь содержит 0,2% углерода.
Если первым в марке стали стоит число, то это число указывает содержание углерода в десятых долях процента, например 12Г2 — углерода 0,12%. Так же в марках сталей после букв обозначающих химические добавки ставится число указывающее содержание добавки в процентах, например 12Г2 — углерода 0,12%, марганца — 2%. Обычно числа после обозначения химической добавки ориентировочные, если числа нет, то содержание химической добавки в стали менее 1,5%.
Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества
Марка стали | Предел прочности при растяжении (МПа) | Твёрдость по Бринеллю (НВ МПа) | Примечание |
ВСт2кп | 320-410 | Неответственные детали повышенной пластичности, малонагруженные элементы сварных конструкций, работающие при постоянных нагрузках и положительных температурах. | |
ВСт2пс | 330-430 | Неответственные детали повышенной пластичности, малонагруженные элементы сварных конструкций, работающие при постоянных нагрузках и положительных температурах. | |
ВСт2сп | 350 — 395 | 137 | неответственные детали, требующие повышенной пластичности или глубокой вытяжки, малонагруженные элементы сварных конструкций, работающие при постоянных нагрузках и положительных температурах. |
ВСт3Гпс | 370-490 | Фасонный и листовой прокат толщиной от 10 до 36 мм для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках и для ненесущих элементов сварных конструкций. | |
ВСт3кп | 360-460 | Фасонный и листовой прокат толщиной от 10 до 36 мм для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках. | |
ВСт3пс | 370-480 | Несущие и ненесущие элементы сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах. Фасонный и листовой прокат (5-й категории) толщиной до 10 мм для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках. | |
ВСт3сп | 370-480 | ||
ВСт4кп | 400-510 | Сварные, клепаные и болтовые конструкции повышенной прочности в виде сортового, фасонного и листового проката. Ограниченно свариваемая. | |
ВСт4пс | 410-530 | Сварные, клепаные и болтовые конструкции повышенной прочности в виде сортового, фасонного и листового проката, а также для малонагруженных деталей типа валов, осей, втулок и др. Ограниченно свариваемая. | |
ВСт5пс | 490-630 | Детали клепаных конструкций, болты, гайки, ручки, тяги, втулки, ходовые валики, клинья, цапфы, рычаги, упоры, штыри, пальцы, стержни, звездочки, трубчатые решетки, фланцы и другие детали. | |
ВСт5сп | 490-630 | То же, что и у предыдущей марки. Ограниченно свариваемая. | |
ВСт6пс | Не менее 590 | 158 | Для деталей повышенной прочности: осей, валов, пальцев поршней и т. д. |
ВСт6сп | Не менее 590 | 197 | Для деталей повышенной прочности: осей, валов, пальцев поршней и других деталей в термообработанном состоянии, а также для стержневой арматуры периодического профиля. |
Ст0 | Не менее 300 | 103-107 | Для второстепенных моментов конструкций и неответственных деталей: настилы, арматура, подкладка, шайбы, перила, кожухи, обшивки и другие. Свариваемость без ограничений. |
Ст1 | 310 — 420 | Детали высокой вязкости и низкой твердости, анкерные болты, связывающие обшивки, неответственная арматура, заклепки и котельные связи, балки двутавровые, швеллеры, угловая сталь. Свариваемость без ограничений. | |
Ст1кп | 310-400 | То же, что и у предыдущей марки. | |
Ст1пс | 320-420 | То же, что и у предыдущей марки. | |
Ст1сп | 320-420 | То же, что и у предыдущей марки. | |
Ст2кп | 330-420 | 116 | Неответственные детали, требующие повышенной пластичности или глубокой вытяжки; маланагруженные элементы сварных конструкций, работающие при постоянных нагрузках и при положительных температурах. Свариваемость без ограничений. |
Ст2пс | 340-440 | 116 | То же, что и у предыдущей марки. |
Ст2сп | 340-440 | 116 | То же, что и у предыдущей марки. |
Ст3Гпс | 380-500 | Для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках при температуре от -20 до 425 градусов. | |
Ст3Гсп | 390-570 | Балки двутавровые, швеллеры, угловая сталь. | |
Ст3кп | 370-470 | 131 | Для малонагруженных элементов сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при температуре от -40 до 400 градусов, фасонные профили для вагонов. |
Ст3пс | 380-490 | 131 | Несущие элементы сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах. |
Ст3сп — она же Ст3 | 380-490 | 131 | То же, что и у предыдущей марки. |
Ст4кп | 410-520 | 143 | Балки двутавровые, швеллеры, угловая сталь. |
Ст4пс | 420-540 | 143 | То же, что и у предыдущей марки. |
Ст4сп | 420-540 | 143 | То же, что и у предыдущей марки. |
Ст5Гпс | 400-600 | 170 | Балки двутавровые, швеллеры, угловая сталь. |
Ст5пс | 500-640 | 170 | Детали клёпаных конструкций, болты, гайки, ручки, тяги, втулки, ходовые валики, клинья, стержни, звездочки, трубные решетки, фланцы и другие детали, работающие при температуре от 0 до 425 градусов. |
Ст5сп | 500-640 | 170 | То же, что и у предыдущей марки. |
Ст6пс | 600 | 197 | Бабы молотов, шпиндели, клинья, ломы строительные и т.д. Свариваемость — ограниченно свариваемая. |
Ст6сп | 600 | 197 | То же, что и у предыдущей марки. |
Сталь конструкционная углеродистая качественная
Марка стали
Предел прочности при растяжении (МПа)
Твёрдость по Бринеллю (НВ МПа )
Сталь 45: химический состав, свойства, термическая обработка, область применения
Эта марка стали характеризуется повышенной прочностью. Поэтому получила широкое применение для изготовления валов, шестерен, цилиндров, кулачков, других деталей машин и механизмов, где необходимо высокое сопротивление износу. Сталь 45 также используется для изготовления инструментов.
Ст. 45
- Химический состав Сталь 45
- Свойства Сталь 45
- Термическая обработка Сталь 45. Видео
- Область применения Сталь 45
Химический состав Сталь 45
Железо и углерод являются основными элементами стали. Сталь 45 не исключение. Процентное содержание углерода 0.42-0.5%. Железо основа, его содержится приблизительно 97%. Содержание других элементов, таких как марганец, кремний, медь, прочих, незначительно. Основными можно назвать магний и кремний. Их присутствие превышает 0.1%.
Химический состав Сталь45 кроме железа. Диаграма
Количество примесей, которые ухудшают качество металла, регламентируется ГОСТ. Особое внимание уделяется содержанию серы и фосфора, так как они значительно ухудшают полезные качества стали.
Свойства Сталь 45
Применение стали 45 учитывает ее физические параметры. Она находит много мест и вариантов использования.
Рассмотрим подробнее наиболее важные качественные характеристики:
- Плотность. Удельный вес стали 45 равен 7826 кг/м 3 . Это не очень высокий показатель, но заготовки получатся немалого веса (разумеется определяющую роль играет размер).
- Отпуск стали 45 делает ее более твердой. Термическая закалка применяется к данному сплаву очень часто. В результате получаем материал с высокой поверхностной твердостью, это существенно расширяет области применения.
- Теплоемкость это еще один важный параметр. Для стали 45 удельная теплоемкость начинается от 473 Дж/кг* 0 С. С увеличением температуры испытания она увеличивается, и доходит до 708 Дж/кг* 0 С при температуре 800 градусов.
- Соединение деталей с помощью сварки очень часто упрощает процесс сборки конструкций. Сталь 45 однако плохо поддается сварке. Предварительный нагрев материала часто помогает решить эту проблему. Правильный выбор электрода также может существенно облегчить процесс соединения элементов конструкций с помощью сварки.
- Из стали 45 нередко делаются кованые изделия. Куют при температуре 1250 градусов по Цельсию. Завершают ковку при температуре около 700 градусов.
- Предел прочности стали 45 зависит от температуры нагрева поверхности. Предел прочности это то же что и “временное сопротивление“. Это максимальное механическое напряжение, превышение этого порога приводит к разрушению металла. Для стали 45 это значение примерно равно 600 МПа. Приходится учитывать много факторов для определения этого значения, потому точное значение зависит от конкретных условий, в которых эксплуатируется изделие из металла.
Термическая обработка Сталь 45. Видео
Характеристики стали можно изменить с помощью термической обработки. Если соблюдать температурный режим и скорость нагрева, получается материал с новыми свойствами, которые желательно было получить. Изменения конечно зависят от того, какого качества нам нужен сплав, и от выбранного технологического процесса.
Видео о термообработке стали:
По этому следует учитывать следующие факторы:
- Температура плавления стали 45 слишком высока, потому не получится закалить сталь в условиях небольшой мастерской или даже дома. Для этого используются доменные печи.
- Скорость нагрева в процессе термообработки должна строго соблюдаться. Современные установки прекрасно справляются с соблюдением режима прогревания, они имеют электронные блоки, которые обеспечивают полностью контролируемый процесс.
- Под процессом закалки мы имеем в виду более сложный цикл, нежели просто нагрев и охлаждение. Надо учитывать разделение времени прогревания на три участка, у каждого из которых своя критическая температура. В этих “критических точках” происходит изменение кристаллической структуры металла. Соблюдение режима также требует учета размера и формы заготовки. Это очень непростой этап обработки изделия. Видео закалки стали в домашних условиях:
- Свойства закаленной стали во многом зависят от того, как проходил этап охлаждения. Здесь есть выбор: в воде, в масле, существуют еще и различные порошки. Лучше всего свойства закаленного металла удается сохранить при охлаждении в масле.
Область применения Сталь 45
- Сталь 45 часто применяется при изготовлении инструментов и деталей металлообрабатывающих станков. Самые часто встречаемые изделия это плоскогубцы, круглогубцы, ручные тиски. Кулачки станочных патронов, шпиндели, шестерни. Везде где требуется выдерживать большие нагрузки.
Высокая прочность также требуется и при изготовлении различного крепежа: болтов, гаек, других соединительных деталей. К ним предъявляются серьезные требования, они рассчитаны на работу в самых разных условиях, которые заранее невозможно предсказать.
Чтобы добиться еще более высоких прочностных характеристик, сплав легируют, в частности хромом ( содержание хрома 0.8-1.1% ).
Мы уже упоминали выше, что сталь 45 не подвержена отпускной хрупкости. Поэтому, если вопрос стоит о выборе материала для изготовления сложных форм, то сталь 45 неплохой вариант.
- Круги горячекатанные еще один тип изделий из стали 45. Прокат круглого сечения востребован строителями, при возведении современных многоэтажных монолитных зданий он просто идеальная основа для каркаса.
Круги горячекатанные
Круги и квадраты кованые часто используются в декоративных целях. А также для укрепления конструкций. В качестве несущих частей мебели, при устройстве каминов и навесов для крепления деталей конструкции.
Квадраты кованые
Прокат калиброванный круглый, многогранный. Отличается высокими пластическими свойствами. Сфер применения множество. Можно упомянуть дорожное строительство, где из прутков делают ограждения для отделения зоны проезжей части от безопасной пешеходной зоны. Добывающие отрасли энергетики очень нуждаются в прокате разного типа. Практически все скважины состоят из сложных несущих конструкций, и тут не обойтись без прутков, труб, и листового проката.
Прокат калиброванный многогранный
Прокат тонколистовой. Подходит для создания систем вентиляции и отопления. Вентиляционные отводы по сути это системы коробов из тонкой стали. Кроме коробов здесь широко применяются и трубы, которые также изготавливаются из проката.
Прокат тонколистовой
Области применения традиционной стали удается значительно расширить путем специальной обработки: это термическая обработка или добавление различных легирующих элементов. Например добавление хрома позволяет получать нержавеющие стали.
Сталь 45 благодаря относительно низкой себестоимости является основным сплавом применяемым в машиностроении. Хорошо поддается обработке резанием.