Сталь 45х гост 4543 71

Марка стали — 45Х

Стандарт — ГОСТ 4543

Заменитель — 40Х, 50Х, 45ХЦ, 40ХГТ, 40ХФ, 40Х2АФЕ

Сталь 45Х содержит в среднем 0,45% углерода, Х — указывает содержание хрома в стали примерно 1%.

Из легированной конструкционной стали 45Х изготовляют валы в подшипниках качения, червячные и шлицевые валы, оси, крупные зубчатые колеса, шпиндели, шатуны, болты и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной твердости, износостойкости, прочности и работающие при незначительных ударных нагрузках.

Массовая доля основных химических элементов, %
C — углерода	Si — кремния	Mn — марганца	Cr — хрома
0,41-0,49	0,17-0,37	0,50-0,80	0,80-1,10

Температура критических точек, °С
Ac1	Ac3	Ar1	Ar3
735	770	660	690

Технологические свойства
Ковка	Температура ковки, °С: начала 1250, конца 780. Заготовки сечением до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-300 мм — в мульде.
Свариваемость	Трудносвариваемая. Способы сварки: ручная дуговая сварка — необходимы подогрев и последующая термообработка. Контактная сварка — необходима последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием	В горячекатаном состоянии состоянии при HB 163-168 и σв = 610 МПа: Kv твердый сплав = 1,2 Kv быстрорежущая сталь = 0,95
Флокеночувств.	Чувствительна
Склонность к отпускной хрупкости	Склонна

Физические свойства	Температура испытаний, °С
	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
Модуль нормальной упругости E, ГПа	206	—	—	—	—	—	—	—	—	—
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа	78	—	—	—	—	—	—	—	—	—
Плотность ρn, кг/м 3	7820	—	—	—	—	—	—	—	—	—
Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м*К)	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
Удельное электросопротивление ρ, нОм*м	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
20-100	20-200	20-300	20-400	20-500	20-600	20-700	20-800	20-900	20-1000
Коэффициент линейного расширения α*10 6 , K -1	12,8	13,0	13,7	—	—	—	—	—	—	—
Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К)	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—

Отверстия под резьбу

Таблица сверл для отверстий под нарезание трубной цилиндрической резьбы.

Размеры гаек под ключ

Основные размеры под ключ для шестигранных головок болтов и шестигранных гаек.

G и M коды

Примеры, описание и расшифровка Ж и М кодов для создания управляющих программ на фрезерных и токарных станках с ЧПУ.

Типы резьб

Типы и характеристики метрической, трубной, упорной, трапецеидальной и круглой резьбы.

Масштабы чертежей

Стандартные масштабы изображений деталей на машиностроительных и строительных чертежах.

Режимы резания

Онлайн калькулятор для расчета режимов резания при точении.

Отверстия под резьбу

Таблица сверл и отверстий для нарезания метрической резьбы c крупным (основным) шагом.

Станки с ЧПУ

Классификация станков с ЧПУ, станки с ЧПУ по металлу для точения, фрезерования, сверления, расточки, нарезания резьбы, развёртывания, зенкерования.

Режимы резания

Онлайн калькулятор для расчета режимов резания при фрезеровании.

Форматы чертежей

Таблица размеров сторон основных и дополнительных форматов листов чертежей.

CAD/CAM/CAE системы

Системы автоматизированного проектирования САПР, 3D программы для проектирования, моделирования и создания 3d моделей.

Чтение чертежей

Техническое черчение, правила выполнения чертежей деталей и сборочных чертежей.

Среди всех различных материалов, которые применяются в машиностроительной и других областях, наибольшее распространение получила сталь. Она выпускается в самых различных вариантах исполнения, эксплуатационные качества во многом зависят от химического состава. Процесс легирования позволяет придать материалу определенные эксплуатационные качества. К примеру, высокая концентрация хрома приводит к повышению коррозионной стойкости. Довольно большое распространение получила сталь 45Х. Она представлена легированной структурой, которая может выдерживать несущественное воздействие влаги и некоторых химических веществ. Сталь 45Х, характеристики которой могут быть улучшены при проведении термической обработки, имеет ряд особенностей, о которых далее поговорим подробнее.

Расшифровка стали 45Х

На территории СНГ применяется стандарт ГОСТ 4543-2016, который позволяет определить не только химический состав, но и различные эксплуатационные качества материала.

Сталь 45Х ГОСТ определяет следующие вещества в составе:

• Первая цифра 45 применяется для обозначения основного элемента в составе, которым является углерод. Как правило, большая часть состава приходится на железо, а углерод, концентрация которого составляет 0,46%, определяет основные эксплуатационные характеристики.
• Следующая буква Х указывает на то, что в составе есть легирующий элемент, представленный хромом. Отсутствие цифры после буквы указывает на то, что концентрация элемента составляет 1,1%. Как ранее было отмечено, хром повышает коррозионную стойкость структуры. Однако, рассматриваемая марка стали 45Х не характеризуется высокими антикоррозионными качествами.
• Рассматривая 45Х ГОСТ отметим, что в состав входит довольно большое количество никеля, кремния и марганца. Они определяют некоторые эксплуатационные характеристики металла, но они не отмечаются в маркировке.

Расшифровка позволяет определить химический состав и основные эксплуатационные качества материала. Стоит учитывать, что зарубежные производители применяют иные стандарты при маркировке материалов, но химический состав у аналогов примерно схожий.

Химический состав стали

Как ранее было отмечено, химический состав стали 45Х определяется маркировкой. Однако, она не отображает весь состав. Сталь марки 45Х характеризуется следующими особенностями:

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	Fe
0,41 — 0,49	0,17 — 0,37	0,5 — 0,8	до 0,3	до 0,035	до 0,035	0,8 — 1,1	до 0,3

Рафинирование структуры различными легирующими элементами проводится при применении сильных раскислителей, после чего вводится шлак, обрабатываемый кремнием и углеродом.

Физические и механические свойства

Рассматривая механические свойства стали 45Х следует учитывать, что она обладает высокой твердостью и прочностью, структура может выдерживать существенную нагрузку и во время эксплуатации не подвергаться разрушению. Сталь 45Х характеризуется следующими положительными качествами:

• Достаточно высокая коррозионная стойкость, которая достигается при включении в состав хрома.
• Высокие прочностные показатели. Твердость измеряется в различных показателях, часто применяется HRC и HB. Показатель твердости соответствует значению 229 МПа.
• При выборе более подходящего материала уделяется внимание и удельному весу. Плотность стали 45Х составляет 7820 кг/м3.

Модуль упругости и предел текучести могут варьироваться в достаточно большом диапазоне, что зависит от температуры. К примеру, при существенном повышении температуры модуль упругости падает. Предел текучести определяет то, насколько применим сплав при получении заготовок методом литья.

Есть и несколько существенных недостатков у сплава:

• Отпускная хрупкость. После закалки структура становится весьма восприимчивой к ударной нагрузке. Снизить вероятность повышения хрупкости можно при соблюдении технологии термической обработки.
• Высокая степень склонности к образованию флокенов. Она свойственна довольно большому количеству различных сплавов.
• Плохая свариваемость усложняет процесс изготовления различных изделий. При желании могут применяться самые различные технологии сварки. Процесс существенно упрощается за счет предварительного нагрева структуры. Кроме этого, структура сложна в резке при применении сварочного оборудования.
• Флокеночувствительность – свойство, которое определяет высокую вероятность появления внутренних трещин после отливки различных изделий. Подобные дефекты часто возникают при горячей деформации легированной стали. Подобные дефекты становятся причиной высокой концентрации водорода во время термической обработки. Снизить вероятность появления дефектов можно за счет строгого соблюдения температурного режима.

В последнее время достаточно часто применяется метод вакуумизации сплава, за счет чего снижается концентрация водорода. Именно поэтому качество полученной структуры существенно увеличивается.

Область применения

По степени свариваемости структуры она относится к 4 группе. Сварочный шов может стать причиной образования различных трещин. Именно поэтому материал 45Х перед выполнением сварочных работ предварительно разогревается, что позволяет избежать просто огромного количества проблем с эксплуатацией полученного изделия.

Кроме этого, требуется проводить предварительную подготовку кромок к выполнению дуговой сварки. При применении контактно-точечной технологии требуется термическая обработка.

Другие свойства рассматриваемого материала определяют его широкое применение. На производственные площадки поставляются заготовки следующего типа:

• Листы. Листвой металл получил широкое распространение, к примеру, при холодной или горячей штамповке. Кроме этого, листы металл используются при обшивке каркасных конструкций.
• Поковки используются в качестве основы при создании различных изделий.
• Трубы сегодня весьма распространены, к примеру, при создании отопительной системы или для транспортировки различной жидкости.
• Металлопрокат применяется в машиностроительной области в качестве заготовки для различных деталей.

После проведения термической обработки Сталь 45Х может применяться для получения насадок, разверток и корпусов метчиков. Аналог стали 45Х может использоваться для получения различных ответственных конструкций, к примеру, осей, валов, зубчатых колес, болтов или плунжеров. Аналоги зарубежные могут использоваться для изготовления деталей, которые будут эксплуатироваться на открытом воздухе при низкой температуре. Примером назовем элементы мостов и железнодорожных конструкций.

Для существенного увеличения эксплуатационных характеристик получаемых изделий проводится различная термическая обработка.

Закалка приводит к существенному повышению твердости поверхности, однако хрупкость снизить можно только при отпуске. Достигнуть требуемых показателей можно только при соблюдении особенностей технологии.

Термическая обработка

Во многих случаях термическая обработка позволяет существенно повысить эксплуатационные качества металла. Термическая обработка стали 45Х проводится с учетом особенностей структуры. Рекомендации по выполнению подобной процедуры следующие:

• Закалка стали 45Х проводится в масляной среде. Это позволяет существенно повысить качество поверхностного слоя структуры.
• Проводимая закалка 45Х проводится с последующим охлаждением заготовки. Для этого может применяться обычная воздушная или масляная среда. Масло позволяет существенно повысить качество получаемого изделия, в то время как на воздухе охлаждение происходит при больших размерах. Применение водной среды может привести к появлению окалины и других дефектов.
• Обязательно проводится отпуск, который позволяет снизить внутренние напряжения. Отпуск проводится в масле или на воздухе.

Термообработка стали 45Х проводится в зависимости от нагрузок, на которые рассчитаны изделий. Расчет проводится в зависимости от трех критических точек. Закалка проводится при температуре 860 градусов Цельсия. Показатель часового интервала составляет 4 часа. Отпуск на воздухе может проводиться при температуре 200 градусов Целься, при применении масляной ванны показатель повышается до 500 градусов Цельсия. В некоторых случаях проводится нормализация стали 45Х.

При правильном проведении термической обработки твердость после закалки составляет около 229 HB. При этом внутренние напряжения существенно снижаются, за счет чего существенно продлевается срок эксплуатации получаемого изделия.

В заключение отметим, что рассматриваемая сталь довольно сложна в изготовлении, за счет чего существенно повышается себестоимость. Именно поэтому легированный сплав применяется при изготовлении ответственных изделий, которые должны обладать исключительной прочностью. Поверхность характеризуется достаточно высокой устойчивостью к воздействию влаги, но при этом показатель не соответствует нержавейке. Это связано с тем, что нержавейка имеет в составе хром с концентрацией около 18%. Включение других химических элементов позволяет расширить область применения сплавов.

Конструкционная легированная сталь 45Х

Марка 45Х – назначение

Конструкционная легированная хромистая сталь 45Х используется для изготовления деталей с повышенной прочностью/ твердостью/ износостойкостью, работающих при небольших ударных нагрузках – шатуны, болты, оси, шестерни, валы, другие изделия.

Сталь 45Х – отечественные аналоги

Материал 45Х – характеристики

Сталь конструкционная легированная

Марка 45Х – технологические особенности

Термообработка

Ковка

Все размеры – поковки ответственного назначения

Отжиг с перекристаллизацией

валки горячей прокатки

Сварка

Флокеночувствительность

Резка

Обрабатываемость резанием K_u

Склонность к отпускной хрупкости

Сталь 45Х – химический состав

Массовая доля элементов не более, %:

Материал 45Х – механические свойства

Размеры – толщина, диаметр

Твердость, Мпа

Температура критических точек, 0 С

Ударная вязкость, Дж/см 2

KCU при температурах

Предел выносливости, МПа

Марка 45Х – физические свойства

Сталь 45Х – точные и ближайшие зарубежные аналоги

Материал 45Х – область применения

Сталь марки 45Х используют в машиностроении для изготовления деталей повышенной прочности/ износостойкости/ твердости, работающих при небольших ударных нагрузках.

Условные обозначения

Твердость по Роквеллу

Твердость по Бринеллю

Относительное удлинение при разрыве

Предел кратковременной прочности

Коэффициент относительной обрабатываемости

Условный предел текучести с 0,2% допуском при нагружении на значение пластической деформации

Предел выносливости при кручении (симметричный цикл)

Предел выносливости при сжатии-растяжении (симметричный цикл)

число циклов деформаций/ напряжений, выдержанных объектом под нагрузкой до появления усталостного разрушения/ трещины