Сталь 45 – химический состав, расшифровка, виды поставки, аналоги

Расшифровка

Маркировка стали 45 содержит в себе информацию об активном химическом составе, качестве материала по содержанию вредных примесей и степени раскисления.

Слово «сталь» означает, что сплав относится к качественным. Качество сплава определяется по уровню содержания серы и фосфора в составе. Сера и фосфор относятся к вредным примесям, они образуют с железом нежелательные соединения, которые пагубно влияют на целостность структуры металла, приводят к повышенной хрупкости при высоких и низких температурах (красноломкость и хладноломкость), отрицательно влияют на общие свойства металла. Чем меньше фосфора и серы в составе стали, тем выше качество. По качеству различают сплавы:

• обыкновенного качества (ст);
• качественные (сталь);
• высококачественные (А);
• особо высококачественные (Ш).

Число 45 указывает на процент содержания углерода в сотых долях (0.45%). Углерод является главным структурообразующим элементом в нелегированных углеродистых сталях. Регулируя содержание углерода, можно добиться значительной разницы в свойствах сплава. Высокое содержание углерода придает стали прочность и твердость, но снижает пластичность и ударную вязкость. Высокоуглеродистые стали отлично выдерживают статические нагрузки, не склонны к деформированию, демонстрируют высокие показатели прочности и лучше всего подходят для изготовления жестких строительных конструкций, например, несущих ферм. Стали с низким содержанием углерода больше подходят для конструкций, подвергающихся ударным нагрузкам, т.к. они не склонны к ломкости, демонстрируют высокие показатели текучести, ударной вязкости и упругости. В обработке лучше всего показывают себя стали с низким содержанием углерода, они лучше свариваются, режутся и гнутся, менее склонны к хрупкости, ломкости, образованию трещин.

Сп (в данном случае не указывается) означает спокойное состояние стали в результате высокой степени раскисления. Раскислением называется процесс вывода газов (главным образом кислорода и азота) на этапе затвердевания сплава. Чем выше уровень раскисления, тем меньше пузырьков и газовых раковин образуется на поверхности и в структуре металла в процессе его производства. Наименее пористой структурой обладают спокойные сплавы (сп или без индекса), средний показатель пористости — у полуспокойных (пс), наибольшее число пузырьков – у кипящих сплавов (кп). Раскисление обеспечивается с помощью ввода в состав добавки-раскислителя, который связывает нежелательные элементы, препятствуя газообразованию. Чаще всего используются марганец и кремний.

В состав сплава 45 входят химические элементы, не указанные в маркировке, их количество незначительно и никак не влияет на свойства металла.

Температура критических точек стали 45

Как ранее было отмечено, для улучшения эксплуатационных качеств металла проводится термическая обработка. Она предусматривает оказание определенного воздействия на структуру, после чего происходит перестроение кристаллической решетки и изменение качеств. Во много при проведении термической обработки учитываются критические точки. Обработка стали Ст 45 проводится с учетом следующих факторов:

1. Температурного режима. Важно выбирать правильную температуру, так как слишком низкая становится причиной неполного нагрева структуры и полное перестроение структуры не произойдет. Слишком высокий показатель становится причиной перегрева металла, а также появления окалины. Для обеспечения воздействия требуемой температуры могут применяться самые различные установки. Примером назовем доменные печи или электрические установки. Слишком высокие температуры плавления определяют то, что выполнить закалку рассматриваемой стали в домашних условиях довольно сложно.
2. Скорости повышения температуры. Скорость нагрева также может определять то, какие именно качества будут передаваться обрабатываемому изделию. Современное оборудование позволяет с высокой точностью контролировать скорость нагрева. К примеру, ТВЧ имеют электронный блок управления, электрическая энергия преобразуется в магнитную, которая и становится причиной нагрева структуры.
3. Продолжительности временного промежутка между воздействием различных температур. При термической обработке всех металлов учитывается присутствие трех критических точек, которые учитываются. Длительность выдержки может зависеть не только от химического состава материала, но и размеров, формы заготовки.
4. Особенности прохождения процесса охлаждения. Во много качества получаемого изделия зависят от того, при каких условиях проходил процесс охлаждения. К примеру, есть возможность использовать масло или воду, а также различные порошки в качестве охлаждающей среды.

Довольно часто для изменения качеств металла применяется ТВЧ. Она характеризуется высокой эффективностью в применении, а также простотой в использовании. Сегодня встречаются модели, которые при желании можно установить в домашней мастерской.

Критическими точками принято считать температуры, при которых происходит перестроение структуры. Выделяют три основных температурных точек, которые отображаются на построенной диаграмме.

Уделяется внимание и выбору более подходящей среды охлаждения. К примеру, есть возможность провести охлаждение в воде. Однако подобная среда приводит к неравномерному охлаждению, что приводит к появлению окалины и других проблем. Для более высокого качества применяется масло. Крупногабаритные заготовки можно охлаждать на открытом воздухе, так как для снижения температуры требуется много времени.

Применение

Ассортимент изделий, изготавливаемых из стали марки 45 весьма широк, это обусловлено свойствами металла, простотой производства и распространенностью на отечественном рынке. Из этой стали производят детали повышенной прочности, такие как:

• цилиндры;
• шпиндели;
• кулачки;
• бандажи;
• цапфы;
• скалки насосов;
• штифты;
• фиксаторы и шпонки буровых станков;
• упорный винт;
• цепные колеса буровых лебедок;
• шестерни конические и обыкновенные;
• ролики превентора;
• переводники для труб бурильных и рабочих;
• корпуса колонковых долот;
• стволы и переводники вертлюгов;
• компрессоры;
• роторы;
• пальцы крейцкопфов грязевых насосов;
• валы центробежных насосов;
• штоки грязевых насосов;
• муфты насосных штанг;
• валы шестерни.

Основными потребителями стали 45 являются нефтедобывающая, горноперерабатывающая, машиностроительная отрасли.

Маркировка сплава

Конструкционные углеродистые качественные стали, по стандарту маркируются двузначным числом: сталь 05, 08…80, 85, которое указывает на усредненное значение, содержания углерода выраженное в сотых долях процента. Три цифры маркировки указывает на то что в сплаве содержится более чем 1% углерода, буква Л на отсутствие легировки — 45л, буквы Ст на его обыкновенное качество — Ст5.

Металлургическая промышленность производит стандартные стали марок от 05кп до 60, средний показатель углерода которых 0,05—0,60 процента, соответственно маркировки. Расшифровка марки стали 45 (фран. аналог С45) показывает содержание 0,45% С.

Достоинства и недостатки

Каждый сплав обладает индивидуальными характеристиками, наиболее востребованными в основной сфере его применения. Универсальные сплавы встречаются достаточно редко, при этом универсальностью принято называть удачное соотношение цена-качество по сравнению с аналогами, а не широту свойств материала. Достоинства и недостатки стали 45 определяют ее положение на рынке, специфику применения и очерчивают круг задач, решаемых с ее помощью.

Плюсы:

1. устойчивость к интенсивным нагрузкам, ударам и трению;
2. возможность эксплуатации при тяжелых погодных условиях;
3. высокий предел выносливости;
4. хорошая переносимость перепада температур;
5. невысокая стоимость производства;
6. простота механической обработки;
7. невысокая чувствительность к флокенам;
8. не подвержена отпускной хрупкости;
9. сохраняет свойства при температурах до 600С.

Минусы:

1. теряет прочность при нагреве выше 200С;
2. свариваемость ограничена;
3. материал подвержен коррозии.

Сталь 45

На производственные линии поставляется просто огромное количество различных сталей, которые характеризуются своими определенными свойствами. Примером можно назвать материал сталь 45, который получил широкое распространение. Эта сталь характеризуется определенными эксплуатационными качествами, которые стоит рассматривать. ГОСТ на сталь 45 определяет концентрацию всех химических веществ. Марка характеризуется относительно невысокой стоимостью, а расшифровка марки стали определяет широкое ее распространение. Рассмотрим особенности данного предложения подробнее.

Зачем проводить закалку

Назначение процедуры закалки – улучшить характеристики внешнего слоя металла и продлить таким образом срок службы изделия. Благодаря закалки сталь приобретает следующие качества:

1. Повышенные твердость и прочность. Позволяют нагруженным деталям, например, пружинам и рессорам, выдерживать большие нагрузки.
2. Повышенная износостойкость. Позволяет продлить срок службы деталей, уменьая истирание или усталость.
3. Отсутствие хрупкости после термообработки. Т.к. закалке подвергается только поверхность изделия, середина остается мягкой.

Об обработке стали 45

В машиностроении сталь марки 45 сначала подвергают термообработке. После нормализации любой механический «декор» (фрезерование, точение) проходит проще и легче. Именно таким образом получают различные валы, шестерни, цилиндры, шпиндели, кулачки.

После финишной термообработки или закалки выполненные детали могут «похвастаться» большей устойчивостью к износу. На выходе их охлаждают в воде и подвергают низкотемпературному отпуску (200-300 о С), показатели твердости составляют порядка 50 HRC.

Виды поставки

Температура плавления стали 45

Сталь 45 на складе. Отгрузка проката в день оплаты партиями любого объема.

Описание

Сталь 45 гост выделяется среди подобных изделий рядом следующих характеристик: назначением и функциональностью, химическим составом элементов, возможными заменителями, поставщиками, максимальной температурой работоспособности, литейным и техническим набором характеристик. В основных свойствах выделяют ее основные заменители: стали 40Х, 50 и 50Г2. По своим характеристикам они являются наиболее близкими с похожим набором функций.

Механические свойства при Т=20oС

Характеристика и применение стали 45: показатель высокой прочности и технические характеристики

Сталь — это деформируемый сплав железа (подвергающийся ковке) с углеродом и другими элементами. Ее получают из состава, в котором есть место для чугуна и стального лома, обрабатывают в мартеновских печах, кислородных конвертерах и электрических печках. Если в сплаве железа более 2,14% углерода, тогда это уже чугун.

Классификация стали

На рынке 99% всей стали представлен материал конструкционный в широком смысле. К этой группе относятся стали для возведения строительных сооружений, изготовления деталей машин, упругих элементов, инструментов, а также для особых условий работы, имеющие определенные показатели, например, теплостойкие, нержавеющие и другие.

Главными качествами материала являются:

• Прочность, которая характеризуется способностью к выдерживанию достаточного напряжения.
• Пластичность, эта характеристика позволяет выдерживать деформации без ущерба разрушения как при производстве конструкций, так и в точках перегрузок при их работе.
• Вязкость способствует поглощению работы внешних сил, препятствует распространению трещин.
• Жаропрочность и холодостойкость.
• Упругость и твердость.

Сталь и сплавы классифицируют:

• По составу химическому, структурному.
• По качеству. На данный показатель влияет способ производства и содержание вредных примесей.
• По степени раскисления и затвердеванию металла в изложнице.
• По применению.

Химический состав

В зависимости от содержания углерода делят на группы:

• углерода менее 0,3%С — малоуглеродистые.
• Среднеуглеродистые, когда его от 0,3 до 0,7% С.
• Более 07 %С — высокоуглеродистые.

Чтобы улучшить технологические свойства материала сталь легируют. Что это значит? Кроме обычных примесей в ее состав добавляют в определенных сочетаниях легирующие элементы. Обычно лучшие свойства появляются, когда легируют комплексно.

В легированных сталях классификация происходит благодаря суммарному проценту содержащихся в ней примесей:

• Низколегированные, в которых менее 2,5%.
• Среднелегированные — от 2,5% до 10%.
• Высоколегированные — выше 10%.

Структурный состав

Легированные стали подразделяются на виды по структурному анализу:

• В оттоженном виде — ледебуритный, ферритный, доэвтектоидный, заэвтектоидный, аустенитный.
• В нормализованном виде — аутенитный, мартенситный, перлитный.

Перлитный класс характеризуется низким содержанием легирующих элементов. К нему относятся легированные и углеродистые стали. Мартенситный включает в себя стали с более высоким процентом легирующих веществ. В аутенитный класс входят материалы с высоким значением легирующих элементов.

примесей

По способу производства и содержании примесей данный материал делится на 4 группы:

1. Обыкновенного качества. По химическому составу являются углеродистыми. Они выплавляются посредством кислорода или в мартеновских печах. Данные стали являются недорогими и уступают по своим свойствам другим классам.
2. Качественные. По химическому свойству являются углеродистыми или легированными. Так же, как и предыдущий тип, выплавляются в конвертерах или в мартеновских печках, при этом соблюдаются более строгие требования к составу шихты, работам по плавке и разливке.
3. Высококачественные. Данный тип выплавляется, как правило, в электрических печах. Очень высокого качества сталь изготавливается благодаря электропечам с электрошлаковым переплавом. Применяются также другие совершенные методы, направленные на повышение чистоты по неметаллическим включениям (сера и фосфор).
4. Благодаря электрошлаковому переплаву, который эффективно очищает от сульфидов и оксидов, создаются особовысококачественные стали. Такие стали бывают только легированными. Они проходят обработку в электропечах, к ним применяются специальные методы электрометаллургии.

Сталь 45

Этот сплав стали отличается от других набором особых характеристик, которые присущи только этой марке. Она отличается применением и высокой функциональностью, уникальным составом химических соединений, совокупностью литейных и других производственных параметров.

Аналоги и заменители

отечественные аналоги:

Свариваемость и заменители конструкционных и инструментальных сталей

Приведена таблица основных марок конструкционных и инструментальных сталей, в том числе нержавеющих и жаростойких, и рекомендации при сваривании деталей из них.
МАРКИ СТАЛЕЙ

Если же вам в любом случае необходимо сварить стали для несколько иных целей, можно воспользоваться следующими рекомендациями.
СВАРИВАЕМОСТЬ СТАЛЕЙ
Основными характеристиками свариваемости сталей является их склонность к образованию трещин и механические свойства сварного шва.

По свариваемости стали подразделяют на четыре группы 1 — хорошая свариваемость; 2 — удовлетворительная свариваемость; 3 — ограниченная свариваемость; 4 — плохая свариваемость

К группе 1

относят стали, сварка которых может быть выполнена без подогрева до сварки и в процессе сварки и без последующей термообработки. Но применение термообработки, не исключается для снятия внутренних напряжений. Хорошей свариваемостью обладают стали Ст1 — Ст4 по ГОСТ 380-94; стали 08; 10: 15; 20; 25 по ГОСТ 1050-2013; стали 15Л; 20Л по ГОСТ 977-88, стали 15Г; 20Г; 15Х; 20Х; 20ХГСА; 12ХН2 по ГОСТ 4543-71. Стали 12Х18Н9Т; 08Х18Н10; 20Х23Н18 по ГОСТ 5632-72

К группе 2

относят преимущественно стали, при сварке которых в нормальных производственных условиях трещины не образуются, а также стали, которые для предотвращения трещин нуждаются в предварительном нагреве, стали, которые необходимо подвергать предварительной и последующей термообработке. Удовлетворительной свариваемостью обладают стали Ст5пс. Ст5сп по ГОСТ 380-94. стали 30; 35 по ГОСТ 1050-2013; стали З0Л; 35Л по ГОСТ 977-88; стали 20ХНЗА; 12Х2Н4А по ГОСТ 4543-71.

К группе 3

относят стали, склонные к образованию трещин в обычных условиях сварки. Их предварительно подвергают термообработке и подогревают. Большинство сталей этой группы термически обрабатывают и после сварки. Ограниченной свариваемостью обладают стали Ст6пс. Ст6сп по ГОСТ 380-94; стали 40; 45; 50 по ГОСТ 1050-2013; стали 30ХМ; 30ХГС; ЗЗХС; 20Х2Н4А по ГОСТ 4543-71; стали 17Х18Н9; 12Х18Н9 по ГОСТ 5632-72.

К группе 4

относят стали, наиболее трудно сваривающиеся и склонные к образованию трещин. Сваривают обязательно с предварительной термообработкой, подогревом в процессе сварки и последующей термообработкой. Плохой свариваемостью обладают стали 40Г; 45Г; 50Г; 50Х по ГОСТ 4543-71. сталь 55Л по ГОСТ 977-88; стали У7; У8; У8А; У8Г; У9; У10; У11; У12 по ГОСТ 1435-90; стали 65; 75; 85; 60Г; 65Г; 70Г; 50ХГ; 50ХГА; 55С2; 55С2А; 60С2; 60С2А по ГОСТ 14959-79; стали Х12; XI2M; 7X3; 8X3. ХВГ; ХВ4; 5ХГМ; 6ХВГ по ГОСТ 5950-73.

Химический состав (по ГОСТ 1050-2013)

Особенности стали марки 45

Сталь 45 отличается повышенными характеристиками прочности, выносливости, хорошо обрабатывается, доступна по стоимости. Нашла применение практически во всех областях промышленности, там, где имеют место постоянные механические нагрузки, сложные температурные условия. Изделия из стали 45, к примеру, крайне востребованные круг, шестигранник ст45, выдерживают перепады в диапазоне от 200 до 600 о С.

Если сравнить некоторые характеристики сырья марки 45 и, к примеру, марки 35, то становится очевидным влияние доли углерода в составе сплава. Так, 0,42 – 0,5% против 0,32 – 0,4% (соответственно) указывает на повышенные характеристики твердости стали 45.

Если ст 35 классифицируется как ограниченно свариваемая, то сталь 45 (ГОСТ 1050-88) – варится очень трудно. Это, пожалуй, является первым из «недостатков» последней. Второй – подверженность коррозии из-за присутствия никеля и хрома.

Сталь 35 обычно служит для изготовления деталей не слишком высокой прочности, подвергаемых в процессе эксплуатации слабым и средним нагрузкам: это – оси, цилиндры, коленчатые валы, шатуны, тогда как из сырья марки 45 выполняют варианты деталей более надежные, с улучшенными прочностными характеристиками.

Сравнительные характеристики сырья можно уточнить здесь:

Механические свойства

Механические свойства при повышенных температурах

Механические свойства проката

Механические свойства поковок

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

Механические свойства в зависимости от сечения

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. Довольно часто проводится ковка. Она проводится при температуре 1250 градусов Цельсия, в конце показатель составляет 700 градусов Цельсия.
6. 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.

Свойства сплава Ст 45

В целом можно сказать, что металл подходит для применения при изготовлении различных изделий. В большинстве случаев проводится термическая обработка, которая позволяет существенно увеличить эксплуатационные характеристики. Стоит учитывать, что только при выдерживании температурного режима можно обеспечить условия для правильного перестроения кристаллической решетки.

Технологические свойства

Технические характеристики

Температура критических точек

Физические свойства

Резка