Сталь 45 конструкционная углеродистая качественная

Автор: | 19.08.2019
Содержание:




Заменители

Иностранные аналоги

Германия (DIN) C45, C45E+QT, Ck45, Cm45
Евронормы (EN) 1.0503, 1.1191
США M1044, 1044, 1045, M1045
Япония S45C, S48C

ВАЖНО!!! Возможность замены определяется в каждом конкретном случае после оценки и сравнения свойств сталей

Расшифровка

Цифра 45 указывает среднее содержание углерода в сотых долях процента, т.е. содержание углерода в стали 45 составляет 0,45%.




Характеристики и назначение

Сталь марки 45 относится к конструкционным углеродистым нелегированным специальным качественным сталям с нормальным содержанием марганца.

Сталь марки 45 применяется для изготовления:

  • муфт насосных штанг,
  • вал-шестерни,
  • валов центробежных насосов,
  • штоков грязевых насосов,
  • пальцев крейцкопфов грязевых насосов,
  • компрессоров,
  • роторов,
  • стволов и переводников вертлюгов,
  • переводников для рабочих и бурильных труб,
  • корпусов колонковых долот,
  • роликов превентора,
  • конических шестерен,
  • шестерни,
  • фиксаторов и шпонок буровых станков,
  • цепных колес буровых лебедок,
  • штифтов,
  • упорных винтов,
  • скалок насосов,
  • цапф,
  • коленчатые и распределительные валы,
  • шпиндели,
  • бандажи,
  • цилиндры,
  • кулачки,
  • другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхностной термообработке детали, от которых требуется повышенная прочность.
к содержанию ↑

Применение стали 45 для деталей арматуры и пневмоприводов, не работающих под давлением и не подлежащих сварке, предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур

Марка стали Закалка + отпуск при
температуре, °С
Примерный уровень
прочности, Н/мм2(кгс/мм2)
Температура
применения не ниже,°С
Использование в
толщине не более, мм
45 500 900 (90) -50 20

ПРИМЕЧАНИЕ

  1. При термической обработке на прочность ниже указанной в графе 3 или при использовании в деталях с толщиной стенки менее 10 мм температура эксплуатации может быть понижена.
  2. Максимальная толщина, указанная в графе 5, обусловлена необходимостью получения сквозной прокаливаемости и однородности свойств по сечению.
к содержанию ↑

Применение стали 45 для изготовление крепежных деталей (ГОСТ 32569-2013)

Марка стали Технические требования Допустимые параметры эксплуатации Назначение
Температура стенка, °С Давление среды,
МПа(кгс/см2),
не более
Сталь 45
ГОСТ 1050
ГОСТ 10702
СТП 26.260.2043 От -40 до +425 10(100) Шпильки, болты
16(160) Гайки
От -40 до +450 Шайбы
к содержанию ↑

Пределы применения, виды обязательных испытаний и контроля стали 45 для фланцев для давление свыше 10 МПа (100 кгс/см2) (ГОСТ 32569-2013)

Марка
стали
Технические
требования
Наименование
детали
Предельные
параметры
Обязательные
испытания
Контроль
Температура стенка, °С
не более
Давление номинальное,
МПа(кгс/см2),
не более
σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ% KCU, Дж/см2 Твердость HB Дефектоскопия Неметаллические
включения
Сталь 45
ГОСТ 1050
ГОСТ 10702
ГОСТ 9399 Фланцы От -40 до +200 32(320) 16(160) + + + + + +
к содержанию ↑

Стойкость стали 45 против щелевой эрозии

Группа стойкости Балл Эрозионная
стойкость по
отношению к
стали 12X18H10T
Нестойкие 6 0,005-0,05

ПРИМЕЧАНИЕ. Коэффициент эрозионной стойкости материала представляет собой отношение скорости эрозионного износа материала к скорости эрозионного износа стали 12Х18Н10Т (принятой за 1).

к содержанию ↑

Применение стали 45 для изготовления основных деталей арматуры АС

Материал Вид полуфабриката
или изделия
Максимально
допустимая
температура
применения, °С
Наименование Марка, НД на материал
Углеродистая сталь Сталь 45
ГОСТ 1050
Поковки,
сортовой прокат.
Крепеж
350

Вид поставки

  • сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 1050-88, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88, ГОСТ 8509-93, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8239-89, ГОСТ 8240-89, ГОСТ 10702-78.
  • Калиброванный пруток ГОСТ 1050-74, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78.
  • Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77, ГОСТ 10702-78.
  • Лист толстый ГОСТ 1577-93, ГОСТ 19903-74.
  • Лист тонкий ГОСТ 16523-89.
  • Лента ГОСТ 2284-79.
  • Полоса ГОСТ 1577-93, ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70.
  • Проволока ГОСТ 17305-91, ГОСТ 5663-79.
  • Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479-70, ГОСТ 1133-71.
  • Трубы ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-74, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 8731-74, ГОСТ 21729-76.
к содержанию ↑

Химический состав, % (ГОСТ 1050-88)

С Si Mn Cr S P Cu Ni As
не более
0,42-0,50 0,17-0,37 0,50-0,80 0,25 0,04 0,035 0,25 0,25 0,08

Химический состав, % (ГОСТ 1050-2013)

Класс стали Марка стали Массовая доля элементов, %
C Si Mn P S Cr Ni Cu
не более
Нелегированные специальные 45 0,42-0,50 0,17-0,37 0,50-0,80 0,030 0,035 0,25 0,30 0,30




к содержанию ↑

Термообработка

Детали из стали марки 45 подвергаются нормализации при температуре 860-880° С или закалке в воде с температуры 840-860° С с последующим отпуском; температура отпуска устанавливается в зависимости от требуемых механических свойств (рис. ниже).

Зависимость механических свойств стали 45 от температуры отпуска

Так, например, детали буровых установок (шестерни, фиксатор, шпонки) превентора (плита основной опоры, ролики) подвергаются отпуску при температуре 550° С, цепные колеса буровой лебедки — при температуре 500 С.

к содержанию ↑

Влияние азотирования на предел выносливости стали 45

Для деталей, работающих на износ при невысоких контактных нагрузках, углеродистую сталь марки 45 упрочняют по кратковременным режимам азотирования (520—570 °С, Выдержка 1-6 ч).
При этом, несмотря на небольшое увеличение твердости, обеспечивается повышение антифрикционных свойств, сопротивления знакопеременным нагрузкам и коррозии.

Марка стали Тип образца Предел выносливости,
кгс/мм2
после улучшения после азотирования
45 Гладкий, d = 7,5 мм 44 61

ПРИМЕЧАНИЕ:

  1. Азотирование проводилось при 520-540°С, глубина слоя 0,35-0,45 мм.
  2. На образцах диаметром 7,5 мм надрез с углом 60° и глубиной 0,3 мм.
к содержанию ↑

Твердость закаленного слоя после отпуска HRCэ при высокочастотной закалке

Марка стали Твердость закаленного слоя после отпуска HRCэ Достижимая глубина слоя, мм
45 55-60 4

Температура критических точек, °С

Ас1 Ас3 Аr3 Аr1 Mн
730 755 690 780 350

Твердость HB (по Бринеллю) для металлопродукции из стали 45 (ГОСТ 1050-2013)

Марка стали не более
горячекатаной и кованой калиброванной и со специальной отделкой поверхности
без термической обработки после отжига или высокого отпуска нагартованной после отжига или высокого отпуска
45 229 197 241 207

Твердость на закаленных образцах HRC (по Роквеллу) (ГОСТ 1050-2013)

Марка стали не менее
45 46

Механические свойства проката

Гост Состояние поставки Сечение, мм σв, МПа δ54), % ψ%
не менее
ГОСТ 1050-88 Сталь горячекатаная,
кованая, калиброванная
и серебрянка 2-й категории
после нормализации
25 600 16 40
Сталь калиброванная 5-й
категории после
нагартовки
Образцы 640 6 30
ГОСТ 10702-78 Сталь калиброванная и калиброванная
со специальной отделкой после
отпуска или отжига
До 590 40
ГОСТ 1577-93 Лист нормализованный и горяче-
катаный
80 590 18
Полоса нормализованная или
горячекатаная
6-25 600 16 40
ГОСТ 16523-89 Лист горячекатаный
(образцы поперечные)
До 2
2-3,9
550-690 (14)
(15)
Лист холоднокатаный До 2
2-3,9
550-690 (15)
(16)
к содержанию ↑

Механические свойства поковок (ГОСТ 8479-70)

Термообработка Сечение, мма σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ% KCU, Дж/см2 Твердость HB, не более
не менее
Нормализация 100-300 245 470 19 42 39 143-179
300-500 17 35 34
500-800 15 30 34
До 100 275 530 20 40 44 156-197
100-300 17 38 34
Закалка, отпуск 300-500 15 32 29
Нормализация,
закалка + отпуск
До 100 315 570 17 38 39 167-207
100-300 14 35 34
300-500 12 30 29
До 100 345 590 18 45 59 174-217
100-300 345 590 17 40 54 174-217
До 100 395 620 17 45 59 187-229
к содержанию ↑

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

tот, °С σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ% KCU,
Дж/см2
Твердость HB,
не более
Закалка с 850 °С в воде. 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 с 840 °С в воде. 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
к содержанию ↑

Механические свойства при повышенных температурах

tисп, °С σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ% KCU,
Дж/см2
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
к содержанию ↑

Механические свойства в зависимости от сечения

Сечение, мм σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ% KCU,
Дж/см2
не менее
15 640 780 16 50 98
30 540 730 15 45 78
75 440 690 14 40 59
100 440 690 13 40 49

ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 850 °С, отпуск при 550 «С. Образцы вырезали из центра заготовок.

к содержанию ↑

Предел выносливости

Характеристики прочности σ-1, МПа τ-1, МПа
σ0,2 = 310 МПа, σв = 590 МПа 245 157
σ0,2 = 680 МПа, σв = 880 МПа 421
σ0,2 = 270 МПа, σв = 520 МПа 231
σ0,2 = 480 МПа, σв = 660 МПа 331

Ударная вязкость KCU

Термообработка KCU, Дж/см2, при температуре, °С
+20 -20 -40 -60
Пруток диаметром 25 мм
Горячая прокатка 14-15 10-14 5-14 3-8
Отжиг 42-47 27-34 27-31 13
Нормализация 49-52 37-42 33-37 29
Закалка + отпуск 110-123 72-88 36-95 31-63
Пруток диаметром 120 мм
Горячая прокатка 42-47 24-26 15-33 12
Отжиг 47-52 32 17-33 9
Нормализация 76-80 45-55 49-56 47
Закалка + отпуск 112-164 81 80 70
к содержанию ↑

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1250, конца 750. Сечение до 400 мм охлаждаются на воздухе.

Обрабатываемость резанием — Кv тв.спл = 1 и Kv б.ст = 1 в горячекатаном состоянии при НВ 170-179 и σв = 640 МПа.

Флокеночувствительность — малочувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости — не склонна.

Свариваемость

Сталь 45 относится к трудносвариваемым. Способы сварки: РДС и КТС. Необходим подогрев и последующая термообработка.

Прокаливаемость, мм (ГОСТ 1050-88)

Полоса прокаливаемости стали 45 после нормализации при 850 °С и закалки с 830 °С приведена на рисинке ниже.

Полоса прокаливаемости стали 45 после нормализации при 850 °С и закалки с 830 °С

к содержанию ↑

Критический диаметр d

Количество мартенсита, % d, мм. после закалки
в воде в масле
50 15-35 6-12

Физико-механические свойства стали 45 (Атомная энергетика ПНАЭ Г-7-002-86)

Сортамент Характеристика Температура, К (°С)
293
(20)
323
(50)
373
(100)
423
(150)
473
(200)
523
(250)
573
(300)
623
(350)
Горячекатаная
сортовая сталь
толщиной или
диаметром до
250 мм
RTm, МПа
(кгс/см2)
598
(61)
598
(61)
598
(61)
598
(61)
598
(61)
579
(59)
559
(57)
540
(55)
RTp0,2, МПа
(кгс/см2)
353
(36)
343
(35)
343
(35)
343
(35)
343
(35)
294
(30)
255
(26)
235
(24)
A,% 16 13 10 9 7 10 15 15
Z,% 40 37 33 30 30 30 30 30
Заготовки
крепежных
деталей
толщиной или
диаметром 300
мм, КП315*
RTm, МПа
(кгс/см2)
569
(58)
569
(58)
569
(58)
569
(58)
569
(58)
549
(56)
530
(54)
510
(52)
RTp0,2, МПа
(кгс/см2)
315
(32)
304
(31)
304
(31)
294
(30)
274
(28)
255
(26)
245
(25)
225
(23)
A,% 14 12 12 12 12 12 12 17
Z,% 35 33 33 33 33 33 35 35
То же, от
100 до 800 мм,
КП245*
RTm, МПа
(кгс/мм2)
470(48) 470
(48)
470
(48)
470
(48)
470
(48)
461
(47)
441
(45)
412
(42)
RTp0,2, МПа
(кгс/мм2)
245
(25)
235
(24)
235
(24)
235
(24)
235
(24)
206
(21)
177
(18)
167
(17)
A, % 14 12 10 8 6 8 13 13
Z, % 30 27 23 23 23 23 23 23
То же,
до 800 мм,
КП275*
RTm, МПа
(кгс/мм2)
530(54) 530(54) 530(54) 530(54) 530(54) 510(52) 491(50) 481(49)
RTp0,2, МПа
(кгс/мм2)
275(28) 265(27) 265(27) 265(27) 265(27) 226(23) 196(20) 196(20)
A, % 12 10 8 6 5 8 11 11
Z, % 30 27 23 22 22 22 22 22
То же,
до 800 мм,
КП315*
RTm, МПа
(кгс/мм2)
570
(58)
570
(58)
570
(58)
570
(58)
570
(58)
549
(56)
530
(54)
510
(52)
RTp0,2, МПа
(кгс/мм2)
315
(32)
304
(31)
304
(31)
304
(31)
304
(31)
255
(26)
226
(23)
206
(21)
A, % 10 8 6 5 4 7 10 10
Z, % 30 27 23 22 22 22 22 22
Поковки
диаметром до
300 мм, КП345*
RTm, МПа
(кгс/мм2)
590(60) 590(60) 590(60) 590(60) 590(60) 569(58) 549(56) 530(54)
RTp0,2, МПа
(кгс/мм2)
345(35) 333(34) 333(34) 333(34) 333(34) 284(29) 245(25) 226(23)
A, % 10 8 6 5 4 7 10 10
Z, % 30 27 23 22 22 22 22 22
То же,
до 100 мм,
КП395*
RTm, МПа
(кгс/мм2)
615(63) 615(63) 615(63) 615(63) 615(63) 598(61) 579(59) 559(57)
RTp0,2, МПа
(кгс/мм2)
395(40) 395(40) 395(40) 395(40) 395(40) 333(34) 294(30) 275(28)
A, % 10 8 6 5 4 7 10 10
Z, % 30 27 23 22 22 22 22 22

ПРИМЕЧАНИЕ:

  • В предел «от» и «до» включаются обе значащие цифры
  • RTm — минимальное значение временного сопротивления при расчетной температуре, МПа (кгс/мм2)
  • RTp0,2 — минимальное значение предела текучести при расчетной температуре, МПа (кгс/мм2)
к содержанию ↑

Физические свойства

Плотность ρ кг/см3

Марка Стали При температуре испытаний, °С
20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
45 7826 7799 7769 7735 7698 7662 7625 7587 7595

Модуль нормальной упругости Е, ГПа

Марка Стали При температуре испытаний, °С
20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
45 200 201 193 190 172

Модуль упругости при сдвиге на кручение G, ГПа

Марка стали При температуре испытаний, °С
20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
45 78 69 59

Коэффициент линейного расширения α*106, К-1

Марка стали α*106, К-1 при температуре испытаний, °С
20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800 20-900 20-1000
45 11,9 12,7 13,4 14,1 14,6 14,9 15,2

Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)

Марка Стали λ Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С
20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
45 48 47 44 41 39 36 31 27 26

Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К)

Марка стали c, Дж/(кг*К), при температуре испытаний, °С
20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800 20-900 20-1000
45 473 494 515 536 583 578 611 720 708
к содержанию ↑

Узнать еще

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *