Сталь 45 улучшение гост
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.
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/мм 2 (кгс/мм 2 ) | Температура применения не ниже,°С | Использование в толщине не более, мм |
45 | 500 | 900 (90) | -50 | 20 |
- 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.
- Максимальная толщина, указанная в графе 5, обусловлена необходимостью получения сквозной прокаливаемости и однородности свойств по сечению.
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/см 2 ), 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 |
Пределы применения, виды обязательных испытаний и контроля стали 45 для фланцев для давление свыше 10 МПа (100 кгс/см 2 ) (ГОСТ 32569-2013)
Марка стали | Технические требования | Наименование детали | Предельные параметры | Обязательные испытания | Контроль | |||||||
Температура стенка, °С не более | Давление номинальное, МПа(кгс/см 2 ), не более | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ% | KCU, Дж/см 2 | Твердость HB | Дефектоскопия | Неметаллические включения | |||
Сталь 45 ГОСТ 1050 ГОСТ 10702 | ГОСТ 9399 | Фланцы | От -40 до +200 | 32(320) | 16(160) | + | + | + | + | + | + | — |
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).
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.
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 |
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).
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.
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/мм 2 | |
после улучшения | после азотирования | ||
45 | Гладкий, d = 7,5 мм | 44 | 61 |
- Азотирование проводилось при 520-540°С, глубина слоя 0,35-0,45 мм.
- На образцах диаметром 7,5 мм надрез с углом 60° и глубиной 0,3 мм.
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
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)
Механические свойства проката
Гост | Состояние поставки | Сечение, мм | σв, МПа | δ5(δ4), % | 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) | — |
Механические свойства поковок (ГОСТ 8479-70)
Термообработка | Сечение, мма | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ% | KCU, Дж/см 2 | 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 |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
Механические свойства при повышенных температурах
tисп, °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ% | KCU, Дж/см 2 |
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 | — |
Механические свойства в зависимости от сечения
Сечение, мм | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ% | KCU, Дж/см 2 |
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.
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/см 2 , 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 |
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.
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.
Сталь 45Х конструкционная легированная
Cортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543—71, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 10702-78.
Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73.
Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955—77.
Лист толстый ГОСТ 1577—81, ГОСТ 19903-74.
Полоса ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70.
Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70.
Назначение и применение
Сталь 45Х является конструкционной углеродистой легированной сталью перлитного класса. Из стали 45Х изготавливают детали к которым предъявляются требования повышенной твердости, износостойкости, прочности и работающие при незначительных ударных нагрузках:
- валы,
- шестерни,
- оси,
- болты,
- шатуны и другие детали.
Кроме перечисленного сталь 45Х применяется для изготовления нагруженных валов, штоков насосов и задвижек, работающих при температуре не выше 450 °С в некоррозионной среде, для высоконагруженных болтов и шпилек, для валов центробежных насосов.
Часто детали нефтепромыслового оборудования из стали 45Х (например, цилиндрическая поверхность на рабочем участке штоков поршня грязевых насосов, вылы, звездочки и зубчатые колеса буровых установок, пальцы шарниров и т.д.) подвергаются закалке с нагревом токами высокой частоты.
Расшифровка стали 45Х
Цифра 45 означает, что содержание углерода в стали составляет 0,45%.
Буква Х означает, что в стали содержится хром в количестве до 1,5%.
Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)
Химический состав, % (ГОСТ 4543-2016)
Марка стали | Массовая доля элементов, % | |||||||||
С | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | Al | Ti | V | B | |
0,41-0,49 | 0,17-0,37 | 0,50-0,80 | 0,80-1,10 | — | — | — | — | — | — |
ПРИМЕЧАНИЕ: знак «-» означает, что массовую долю данного элемента не нормируют и не контролируют, если не указано иное (см. ГОСТ 4543-2016).
Твердость (ГОСТ 4543-2016)
- Твердость по Бринеллю металлопродукции в отожженном (ОТ) или высокоотпущенной (ВО) состоянии, а также горячекатаной и кованой металлопродукции, нормализованной с последующим высоким отпуском (Н+ВО), диаметром или толщиной свыше 5 мм должна соответствовать нормам, указанным в таблице
Марка стали Твердость HB, не более 45Х 229
Механические свойства проката (ГОСТ 4543-2016)
Марка стали | Режим термической обработки | Механические свойства, не менее | Размер сечения заготовок для термической обработки (диаметр круга или сторона квадрата), мм | ||||||||
Закалка | Отпуск | Предел текучести σт, Н/мм2 | Временное сопротивление σв, Н/мм2 | Относительное | Ударная вязкость КС U, Дж/см2 | ||||||
Температура, °С | Среда охлажде- ния | Темпера- тура, °С | Среда охлаждения | удлинение δ,% | сужение Ψ, % | ||||||
1-й закалки или нор- мализации | 2-й за- калки | ||||||||||
45Х | 840 | — | Масло | 520 | Вода или масло | 835 | 1030 | 9 | 45 | 49 | 25 |
Механические свойства
tотп. °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | Ψ, % | Твердость HB |
Пруток диаметром 25 мм; закалка с 830 °С в масле | |||||
300 | 1490 | 1710 | 10 | 27 | 500 |
400 | 1270 | 1490 | 12 | 37 | 450 |
500 | 1130 | 1240 | 17 | 50 | 375 |
600 | 880 | 1030 | 21 | 60 | 300 |
Пруток диаметром 50 мм; закалка с 820 °С в масле | |||||
400 | 1270 | 1490 | 12 | 37 | 450 |
500 | 1130 | 1240 | 17 | 50 | 375 |
600 | 880 | 1030 | 21 | 60 | 300 |
Характеристики прочности | σ-1, МПа | n |
σв = 980 МПа; σ0,2 = 830 МПа; HB 285 | 343 | — |
σв = 980 МПа; σ0,2 = 550 МПа; HB 217 | 380 | — |
σв = 1590 МПа | 774 | 10 6 |
σв = 1150 МПа | 588 | 5 * 10 6 |
Примечание: σ 450 1/1000 = 88 МПа
KCU, Дж/см 2 , при температуре, °С | ||
+20 | -40 | -80 |
55 | 51 | 39 |
Температура ковки, °С: начала 1250, конца 780. Заготовки сечением до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-300 мм — в мульде.
Обрабатываемость резанием — Kv тв.спл = 1,20 и Kv б.ст = 0,95 в горячекатаном состоянии при HB 163-168 и σв = 610 МПа.
Склонность к отпускной хрупкости — склонна.
Сталь 45Х относится к трудносвариваемым. Способы сварки: РДС — необходимы подогрев и последующая термообработка. КТС — необходима последующая термообработка.
Сталь марки 45Л
Расшифровка стали 45Л: обознчение 45 в начале марки говорит о том, что эта сталь имеет в своем составе 0,45% углерода и является литейной сталью.
Результаты испытаний показали, что металл, наплавленный, проволокой Св-18ХГСА, после термообработки не обладает требуемыми по техническим условиям пределами прочности и текучести при высоких пластических свойствах (табл. ниже).
В отливках, проходящих полный цикл термообработки (нормализация и отпуск), проволока Св-18ХГСА может быть использована для заварки дефектов расположенных в малонагруженных частях отливок.
При сварке опытной проволокой, степень легирования металла шва кремнием и марганцем существенно возрастает.
Механические свойства металла, наплавленного этой проволокой как до термической обработки, так и после нее, удовлетворяют требованиям технических условий на отливки из стали 45Л.
Твердость сварного соединения, выполненного на стали 45Л и не прошедшего термической обработки, характеризуется значительной неравномерностью (фиг. 69).
После термической обработки твердость наплавленного металла и зоны термического влияния значительно снижается, приближаясь к твердости основного металла (рис. ниже).
Структура сварного соединения после нормализации значительно изменяется (рис. выше и ниже). Например, в зоне термического влияния значительно уменьшается количество перлита, что по-видимому связано с диффузией углерода из этой зоны в пограничные участки шва (рис. ниже
Химический состав металла, наплавленного на сталь 45Л проволокой Св-18ХГСА и опытной кремнемарганцевой проволокой:
Таким образом, для выравнивания структуры и свойства отливки из стали 45Л после исправления дефектов сваркой в углекислом газе должны, как правило, подвергаться нормализации и последующему отпуску.
Краткие обозначения: | ||||
σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
σ0,05 | - предел упругости, МПа | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | σизг | - предел прочности при изгибе, МПа | |
δ5,δ4,δ10 | - относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
σсж0,05 и σсж | - предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
ν | - относительный сдвиг, % | n | - количество циклов нагружения | |
s в | - предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | - удельное электросопротивление, Ом·м | |
ψ | - относительное сужение, % | E | - модуль упругости нормальный, ГПа | |
KCU и KCV | - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
s T | - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
HB | - твердость по Бринеллю | C | - удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м 3 | |
HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ), 1/°С | |
HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σ t Т | - предел длительной прочности, МПа | |
HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа |
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Нормализация стали 45
Термическая обработка – это изменение структуры сплава, стали и цветного металла за счет воздействия большого диапазона температуры, а именно, поэтапное нагревание и охлаждение на определенной скорости. Эта процедура сильно меняет свойство заготовок в лучшую сторону, не меняя химически состав. Иными словами, термообработка – это повышение свойств и характеристик будущих изделий из металла, за определенное время при определенных условиях. Рассмотрим процесс нормализации стали 45.
Нормализация стали 45
Особенности нормализация стали марки 45
Сталь этого вида углеродистая конструкционная. Процедура нормализации осуществляется на воздухе, а не в специальной печи, что отлично от других этапов обработки. Сталь 45 быстро и просто поддается специальной механической обработке, например, фрезеровке, точению и сверлению. Из нее производят различные детали: распределительные и коленчатые валы, бандажи, вал-шестерни, шпиндели, кулачки, шестерни и цилиндры.
Что такое нормализация?
Под этим понятием понимается нагрев:
- доэвтектоидной стали более чем Ас3;
- заэвтектоидной стали более чем Аcm на 50 градусов.
После нагрева осуществляется плавное понижение температуры на воздухе. При этом процессе осуществляется перекристаллизация стали, удаляющая крупнозернистую структуру, образовавшуюся при ковке или литье. После охлаждения при достаточно низком уровне температуры улучшается дисперсность смеси за счет распада аустенита на ферритно-цементитную смесь. Нормализовать можно любую сталь, но для определенных видов заготовок она может заменять некоторые стадии термообработки.
Температура нагрева стали при термообработке
Если производится нормализация стали 45, то эта процедура заменяет высокий отпуск и закалку. При это происходит понижение механических свойств, но за то снижается деформация изделий, чего не скажешь про результат, который получается при закалке. С учетом того, что температура, используемая для нормализации при критической точке Ac3, составляет 770 градусов. За счет этого температура нагревания должна быть не меньше 810 градусов. В таком случае структура аустенита распадается на 100%.
Если понизить температуру до Ar3, то сразу же появятся первые зернышки феррита. Если продолжить понижение до Ar1, то из аустенита выделятся только зерна феррита, а концентрация углерода в остатке будет подниматься, а значит, что при таком же уровне температуры быстро достигнет 0,8%. Если температура нормализации стали 45 еще немного опустится, то начнет выделяться перлит.
Режим нормализации стали 45, подразумевающий медленное нагревание при низких температурах, т.е. ниже линии PSK, не приводит ни к каким превращениям. Если дальше потихоньку нагревать доэвтектоидную сталь, то феррит постепенно растворяется в аустените. Если температура, при которой производится нормализация стали, выше линии GSE, то структура будет представлена только аустенитом.
После нормализации структура среднеуглеродистой стали будет представлена ферритом и перлитом (крупнозернистая смесь цементита и феррита).
Существует несколько стадий обработки будущих изделий:
- отжиг – нагревание до определенной температуры, а после чего медленное охлаждение;
- нормализация – аналог отжига, только охлаждение производится на открытом воздухе;
- закалка – нагревание заготовки до самого высокого уровня температуры, а потом производится быстрое охлаждение;
- отпуск – снижение остатков напряжения, за счет чего снижается твердость и хрупкость металлической заготовки, но увеличивается вязкость;
- старение – после отжига осуществляется повторное нагревание металла до минимальной температуры и последующее медленное остужение.
Инструменты для проведения работы:
- шлифовальная бумага;
- баки с маслом и с водой;
- металлографический микроскоп;
- печь с наличием термоэлектрического пирометра;
- твердомеры по Роквеллу;
- несколько наборов микрошлифов (структура троостит, мартенсит, сорбит, видманштеттовая структура, феррит + мартенсит).
Процедура термообработки
Эта процедура представлена в плавном нагреве деталей, где используется установленная температура, выдержка и затем охлаждение при установленной скорости. Здесь изменяется структура, а значит, механические и технологические показатели будущего изделия.
Если заготовку охлаждают и нагревают железоуглеродистые сплавы, то начинается превращение при заданном уровне температуры, так называемая критическая точка. Их обычно обозначают Ac1, Ac3, Acm. Все эти изменения при термообработке кристаллизационного характера, а значит, образуются центры зародышей, которые потом постепенно вырастают. Начальная структура каждого вида сталей представлена смесью цементита и феррита.
Характеристика стали 45
Вообще, сталь – это сплав углерода и железа. Сегодня этот материал, за счет своей твердости, пользуется постоянным высоким спросом в различных сферах промышленности. Доля железа в таком сплаве составляет около 45%. Все свойства стадии напрямую зависят от легирующих элементов и содержания углерода, что влияет на будущие изделия для металлопроката. Сталь 45 является самой востребованной маркой. Определенные режимы температурной обработки дают возможность получить прочные изделия. Твердость стали 45 после нормализации напрямую связана с диапазоном температур во время работы.
Окончательный режим обработки – это отпуск стали 45. Главной целью этого процесса является снижение закалочных напряжений, чтобы будущая сталь 45, получила твердость, пластичность и прочность. Ее нагревают до предела ниже Ac1, выдерживают, а потом охлаждают на воздухе при заданной скорости. В зависимости от уровня температуры нагрева, данный вид термообработки бывает трех видов:
- Низкий – нагрев 200-250 градусов для получения мартенсита и снятия внутреннего напряжения с сохранением твердости. Сталь используется для режущих и измерительных инструментов.
- Средний – нагрев 350-500 градусов для получения троостита, повышения вязкости и высокой упругости. Его используют для изготовления рессор, пружин и кузнечных штампов.
- Высокий – нагрев 500-600 градусов для получения сорбита, чтобы было лучшее соотношение пластических и прочностных свойств. Она применятся при изготовлении большинства автомобильных деталей, например, шатуны двигателей и оси автомобилей.
Нормализация стали 45 – это основная часть обработки стали. В зависимости от диапазона температуры нагрева используются различные режимы нормализации стали. Здесь производится закалка металла, т.е. улучшение ее свойств и характеристик для дальнейшего их закрепления.
Читайте также: