Стальные круглые заготовки Сталь 45: сортамент и механические свойства
Круглая стальная заготовка из стали 45 — востребованная позиция сортового проката для машиностроительных производств и ремонтных служб. Материал относится к качественным углеродистым конструкционным сталям и поставляется в горячекатаном или кованом состоянии. Заготовки диаметром 10–250 мм применяются для изготовления валов, осей, втулок, шестерён, пальцев и других деталей, работающих при умеренных статических и динамических нагрузках.
Химический состав стали 45 регламентируется ГОСТ 1050–2013. Содержание углерода в пределах 0,42–0,50 % обеспечивает баланс между прочностью и обрабатываемостью резанием. Легирующих элементов в составе нет, поэтому материал относится к низкоуглеродистой группе с феррито-перлитной структурой. После нормализации твёрдость заготовок составляет 170–217 HB, после улучшения (закалка с высоким отпуском) — 192–228 HB.
Механические характеристики проката
Для круглых заготовок из стали 45 нормируются следующие показатели после термической обработки:
- временное сопротивление разрыву — не менее 600 МПа;
- предел текучести — не менее 355 МПа;
- относительное удлинение — не менее 16 %;
- относительное сужение — не менее 40 %;
- ударная вязкость KCU — не менее 39 Дж/см.
В состоянии поставки (горячекатаном) механические свойства могут быть ниже нормализованных значений, что учитывается при проектировании деталей без последующей термообработки. Для ответственных узлов рекомендуется назначать улучшение — закалку от 820–840 C с охлаждением в воде или масле и отпуск при 560–600 C.
Технологические особенности обработки
Сталь 45 хорошо обрабатывается резанием: коэффициент обрабатываемости составляет 0,85–0,90 относительно стали 40Х. Рекомендуемые режимы точения — скорость 80–120 м/мин при использовании твердосплавных пластин. Материал допускает сварку с подогревом до 200–300 C и последующим отпуском, однако для сварных конструкций чаще применяют низкоуглеродистые стали.
Заготовки круглого сечения из стали 45 используются для последующей механической обработки на токарных, фрезерных и сверлильных станках. Прокат поставляется мерной и немерной длины, с обрезкой концов или без неё. Допуски на диаметр регламентируются ГОСТ 2590 для горячекатаного проката: для диаметров до 30 мм — 0,4 мм, для 30–80 мм — 0,5 мм.
Применение в промышленности
Круглые заготовки из стали 45 востребованы в следующих отраслях:
- станкостроение — шпиндели, ходовые винты, зубчатые колёса;
- автомобилестроение — полуоси, фланцы, ступицы;
- гидравлическое оборудование — плунжеры, штоки, поршневые пальцы;
- сельхозмашиностроение — валы редукторов, кривошипы;
- ремонтное производство — втулки, вкладыши, крепёжные детали.
Для деталей, работающих при знакопеременных нагрузках, рекомендуется назначать поверхностную закалку ТВЧ с нагревом до 840–860 C. Твёрдость поверхностного слоя после закалки достигает 50–58 HRC при сохранении вязкой сердцевины.
| Диаметр, мм | Состояние поставки | Твёрдость, HB | Предел текучести, МПа | Применение |
|---|---|---|---|---|
| 10–30 | Горячекатаный | 170–207 | 355 | Валы, оси, пальцы |
| 32–80 | Горячекатаный | 170–217 | 345 | Шестерни, втулки |
| 85–150 | Кованый | 167–207 | 335 | Штоки, фланцы |
Контроль качества и сертификация
Каждая партия круглых заготовок из стали 45 сопровождается сертификатом качества, в котором указываются результаты химического анализа и механических испытаний. Контроль твёрдости проводится по Бринеллю на расстоянии не менее 5 мм от поверхности. При приёмочном контроле проверяется отсутствие волосовин, плен и расслоений на поверхности проката.
Для заготовок, предназначенных под последующую цементацию или азотирование, дополнительно контролируется глубина обезуглероженного слоя, которая не должна превышать 1,5 % от диаметра. Хранение проката осуществляется в закрытых складских помещениях с защитой от атмосферных осадков.
Вопросы и ответы
Чем отличается сталь 45 от стали 40Х?
Сталь 45 не содержит легирующих элементов, поэтому уступает стали 40Х по прокаливаемости и прочности в крупных сечениях. Для деталей диаметром свыше 60 мм, работающих при высоких нагрузках, предпочтительнее легированная сталь 40Х.
Какая термообработка рекомендуется для заготовок из стали 45?
Для ответственных деталей назначается улучшение: закалка от 820–840 C с охлаждением в воде и отпуск при 560–600 C. Для поверхностного упрочнения применяется закалка ТВЧ с последующим низким отпуском.
Можно ли сваривать круглые заготовки из стали 45?
Сварка возможна с предварительным подогревом до 200–300 C и последующим высоким отпуском. Однако из-за склонности к закалочным трещинам для сварных конструкций чаще используют стали с содержанием углерода до 0,25 %.
Какие допуски на диаметр предусмотрены для горячекатаного проката?
По ГОСТ 2590 для диаметров до 30 мм допуск составляет 0,4 мм, для 30–80 мм — 0,5 мм, для 80–150 мм — 0,8 мм. Точность размеров кованых заготовок регламентируется ГОСТ 7829.
