Стальная полоса из стали 45: конструкционный прокат для нагруженных узлов
Стальная полоса из стали 45 — горячекатаный сортовой прокат прямоугольного сечения, изготовленный из конструкционной углеродистой качественной стали марки 45 по ГОСТ 1050. Содержание углерода — 0,42–0,50 %, что обеспечивает сочетание прочности и обрабатываемости после термической обработки. Полоса поставляется в виде прутков длиной 2–6 м или мерных заготовок; допуски по толщине и ширине регламентируются ГОСТ 103 и ГОСТ 4405. В состоянии поставки твёрдость — не более 229 HB, что позволяет механическую обработку без предварительного отжига.
Сортамент и технические параметры
Прокат выпускается толщиной 4–60 мм и шириной 12–200 мм. Для полосы из стали 45 характерны следующие показатели:
- предел прочности при растяжении в нормализованном состоянии — 600–750 МПа;
- предел текучести — не менее 355 МПа;
- относительное удлинение — 16–19 %;
- ударная вязкость KCU — 49–59 Дж/см;
- твёрдость после закалки и отпуска — 40–50 HRC (в зависимости от режима).
Сталь 45 склонна к образованию трещин при закалке в воде, поэтому для деталей сложной конфигурации применяют ступенчатую закалку или охлаждение в масле. Прокаливаемость — до 10–12 мм в критическом диаметре, что ограничивает применение массивных сечений для сквозной закалки.
| Толщина, мм | Ширина, мм | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % | Твёрдость, HB |
|---|---|---|---|---|
| 6 | 40 | 355 | 16 | 229 |
| 12 | 60 | 355 | 16 | 229 |
| 20 | 80 | 355 | 16 | 229 |
| 30 | 100 | 355 | 16 | 229 |
| 40 | 120 | 355 | 16 | 229 |
Термическая обработка и механические свойства
Для полосы из стали 45 применяют закалку с температурой нагрева 840–860 C и последующий отпуск при 200–600 C в зависимости от требуемого комплекса свойств. После улучшения (закалка + высокий отпуск) достигается твёрдость 28–35 HRC при сохранении достаточной пластичности. Нормализация при 850–870 C обеспечивает однородную феррито-перлитную структуру и снятие внутренних напряжений после прокатки.
Поверхностная закалка ТВЧ позволяет получить твёрдость 50–55 HRC на глубине 2–4 мм при вязкой сердцевине — это востребовано при изготовлении направляющих, шлицевых валов и деталей, работающих на износ.
Области применения
Полоса из стали 45 используется для изготовления деталей, работающих при умеренных нагрузках и требующих повышенной прочности:
- шпиндели, валы, оси и штоки гидроцилиндров в станкостроении;
- зубчатые колёса, шлицевые соединения и рычаги в редукторах общего назначения;
- крепёжные элементы повышенной прочности — шпильки, болты, гайки для металлоконструкций;
- направляющие планки, прижимы и упоры в прессовом и кузнечно-штамповочном оборудовании;
- детали сельскохозяйственной техники — плужные лемехи, стойки культиваторов, звенья цепей;
- заготовки для последующей механической обработки в автомобилестроении и железнодорожном машиностроении.
Полоса также применяется как конструкционный элемент в сварных металлоконструкциях при условии ограничения углеродного эквивалента и применения подогрева при сварке. Свариваемость ограниченная — требуется предварительный подогрев до 150–200 C и последующая термообработка для снятия напряжений.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость у полосы из стали 45 в состоянии поставки?
В горячекатаном состоянии твёрдость не превышает 229 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием без предварительного отжига.
До какой глубины прокаливается сталь 45?
Критический диаметр прокаливаемости составляет 10–12 мм при закалке в воде; для массивных сечений сквозная закалка затруднена.
Можно ли сваривать полосу из стали 45?
Свариваемость ограниченная. Требуется предварительный подогрев до 150–200 C, применение электродов с низким содержанием водорода и последующий отпуск для снятия напряжений.
Какие режимы термообработки применяют для стали 45?
Закалка при 840–860 C с охлаждением в воде или масле, отпуск при 200–600 C. Нормализация проводится при 850–870 C.
