Железоуглеродистые сплавы пользуются неизменным спросом во всех отраслях народного хозяйства. На мировых металлопрокатных рынках востребована конструкционная углеродистая ст 45, которую относят к феррито-перлитному классу.
Характеристики марки и применение
Расшифровка стали говорит об усреднённом содержании углерода 0.45%.
В составе, кроме основных элементов, присутствуют легирующие добавки кремния, хрома, марганца, никеля, меди до одного процента. Немногочисленные присадки оптимизируют физико-химические свойства, улучшают качество. Содержание нежелательных серы и фосфора не превышает 0.04 и 0.08% соответственно.
Технологические особенности
- Повышенная твёрдость, обеспеченная содержанием углерода;
- возможность работы при изменении температуры от 200 до 600°C;
- затруднённая свариваемость;
- подверженность коррозии;
- повышенная износостойкость после проведённой термообработки;
- податливость разным видам обработки: фрезерование, точение, прочие;
- твёрдость НВ 10-1=170 (HBW);
- плотность 7826 кг/м3;
- параметры ковки: начало 1250, окончание 700°C с охлаждением на воздухе;
- отсутствие склонности к хрупкости и возникновению флокенов.
После сварки околошовные участки подвергают отжигу.
Химический состав (ГОСТ 1050‑2013)
Диапазоны по основным элементам (справочно; фактические значения зависят от партии и поставщика):
| Элемент | Содержание, % | Примечание |
|---|---|---|
| C | 0.42–0.50 | Углерод |
| Si | 0.17–0.37 | Кремний |
| Mn | 0.50–0.80 | Марганец |
| P | ≤ 0.035–0.040 | Фосфор (зависит от качества) |
| S | ≤ 0.040–0.050 | Сера (зависит от качества) |
| Cr | ≤ 0.25–0.40 | Хром (следы/микролевел) |
| Ni | ≤ 0.20–0.25 | Никель (следы) |
| Cu | ≤ 0.20–0.25 | Медь (следы) |
Справка: для прозрачности можно добавить маленький блок «1050‑2013 vs 1050‑88», указав отличия по S/P и примесям.
Физические свойства
- Модуль упругости (Юнга): E ≈ 200 ГПа (≈ 2.0×105 МПа)
- Плотность: ~7.85 г/см³
- Теплопроводность (20 °C): ~50–55 Вт/(м·К)
- Удельное сопротивление: ~0.15–0.20 Ом·мм²/м
Важно: твёрдость по Бринеллю записывается как HB или HBW без единиц «МПа». Если известна методика, допускается запись вида «HBW 10/3000» (диаметр шарика/нагрузка).
Механические свойства
| Величина | Обозначение (ISO) | Ед. изм. | Типичные значения* |
|---|---|---|---|
| Временное сопротивление | σᵦ (Rm) | МПа | 600–750 |
| Предел текучести | σ0.2 (Rp0.2) | МПа | 350–500 |
| Относительное удлинение | δ5 (A5) | % | 14–22 |
| Относительное сужение | ψ (Z) | % | 35–55 |
| Ударная вязкость | KCU (KV) | Дж/см² | 40–80 |
*Диапазоны ориентировочные и зависят от термообработки и сечения.
Твёрдость (HBW) и конверсия
Типичная твёрдость в поставке: HB 160–210 (HBW).
| HBW | Эквивалентно, ~HRC | Эквивалентно, ~HV |
|---|---|---|
| 160 | ~14–17 | ~165 |
| 180 | ~19–21 | ~185 |
| 200 | ~22–24 | ~205 |
| 220 | ~25–27 | ~225 |
| 240 | ~28–30 | ~245 |
Конверсия ориентировочная; точное соответствие зависит от метода и состояния материала.
Термообработка
- Нормализация: ~840–880 °C → охлаждение на воздухе.
- Закалка: ~820–860 °C → охлаждение в воде/масле (зависит от сечения).
- Отпуск: ~200–600 °C → подбор под требуемую прочность/твёрдость.
- Индукционная закалка поверхности допустима для валов/шестерён.
Примечание: режимы подбираются по чертежу/ТУ и толщине сечения; значения выше — типовые ориентиры.
Свариваемость
Сталь 45 относится к среднеуглеродистым с ограниченной свариваемостью. Рекомендуется:
- Предварительный подогрев (ориентировочно 150–250 °C, выше — для массивных сечений).
- Контроль межслойной температуры (~180–220 °C).
- Замедленное охлаждение; по возможности — отпуск околошовной зоны.
- Выбор присадок с пониженным водородом; исключение влаги.
Режимы зависят от толщины, бренда присадки и методики; окончательное назначение — по ППР/WPS.
| Толщина детали, t (мм) | Подогрев, °C | Межслойная t, °C | Если высокая жёсткость/низкая температура/повышенный риск* |
|---|---|---|---|
| ≤ 10 | 100–150 | 180–200 | +20–30 °C к подогреву |
| > 10 – 20 | 150–200 | 180–220 | +30–50 °C к подогреву |
| > 20 – 40 | 200–250 | 200–220 | +50 °C к подогреву |
| > 40 – 60 | 250–300 | 200–230 | +50–70 °C к подогреву |
| > 60 | 300–350 | 200–230 | +70 °C к подогреву; рассмотреть предварительный отжиг/локальную ТО |
Отечественные аналоги
| Марка металлопроката | Заменитель |
|---|---|
| 45 | 40Х |
| 50 | |
| 50Г2 |
Зарубежные аналоги
| Страна | Заменитель |
| США | 1044, 1045, 1045H, G10420, G10430, G10440, G10450, M1044 |
| Германия | 1.0503, 1.1191, 1.1193, C45, C45E, C45R, Cf45, Cm45, Cq45 |
| Япония | S45C, S48C, SWRCH45K, SWRCH48K |
| Англия | 080M, 080M46, 1449-50CS, 1449-50HS, 50HS, C45, C45E |
| Италия | 1C45, C43, C45, C45E, C45R, C46 |
| Бельгия | C45-1, C45-2, C46 |
| Испания | C45, C45E, C45k, C48k, F.114, F.1140, F.1142 |
| Китай | 45, 45H, ML45, SM45, ZG310-570, ZGD345-570 |
| Болгария | 45, C45, C45E |
| Швеция | 1650, 1672 |
| Венгрия | A3, C45E |
| Румыния | OLC45, OLC45q, OLC45X |
