Сварка стали 45 полуавтоматом и покрытым электродом: технология, проверка соединений

Сталь конструкционная углеродистая качественная – Сталь 45. Химический состав, механические св-ва, область применения, отечественные и зарубежные аналоги.

Описание стали 45

Конструкционная сталь 45 применяется в промышленности: станкостроении, на производстве автомобилей и прочей техники, инструментов. Отличается хорошими характеристиками: высокой ударной прочностью, пластичностью, устойчивостью к различным нагрузкам – статическим и динамическим. Стандарт проката: ГОСТ 1050-88. Группа свариваемости: третья. Применяемые сплавы-заменители: 40Х, 50, 50Г2. Отличается также следующими характеристиками:

  • плотность – 4850 кг/куб. м;
  • ударная вязкость – 66 кДж/ кв. м;
  • твердость до термической обработки – 20-22 ед. по Роквеллу.

Число 45 указывает на повышенное содержание углерода в сплаве – 0,45%. Это осложняет процесс сварки деталей: может приводить к появлению горячих (во время нагрева) и холодных (после остывания) трещин.

Допустимое содержание элементов:

  • C (углерод): 0,42-0,500%;
  • Si (кремний): 0,17-0,37%;
  • Mn (марганец): 0,50-0,80%.

Импортные аналоги:

  • США – 1045;
  • Япония – S45C, SWRCH45K;
  • Европа – 1.1191, 2C45, C45, C45E, C45EC, C46.

Чаще всего поставляется в виде листов или полос разной толщины. Рекомендуется разрезать при помощи плазменной резки, что позволит избежать перегрева кромок, или механическими способами.

Углеродистая качественная сталь марки 45 | Полезные статьи о металлопрокате

Как варить сталь 45?

Сталь – рукотворный сплав железа и углерода – пользуется сегодня постоянным спросом в самых разных областях промышленности. Без него трудно возводить города, монтировать трубопроводы, производить транспорт, технику, разнообразные агрегаты и детали.

Доля железа в стальном сплаве должна составлять не менее 45 %. От содержания углерода и легирующих элементов зависят все свойства стали, а в итоге, и полученных из нее изделий металлопроката.

Одна из самых востребованных марок сырья – сталь 45. Характеристики и свойства определяют ее популярность на рынке металлопроката. Относится она к разряду конструкционных углеродистых качественных сталей.

Расшифровка и химический состав

Наличие числа 45 в названии марки сырья «сообщает» о содержании около 0,45% углерода (C). Остальные «ингредиенты» распределились следующим образом: кремний (Si) – от 0,17 – до 0,37, хром (Cr) – до 0,25, марганец (Mn) —  0,5 — 0,8, никель (Ni) – до 0,25, медь (Cu) – до 0,25, фосфор (P) – до 0,035, сера (S) – до 0,04, мышьяк (As) — 0,08.

Некоторые физические и технологические характеристики

  1. Вес (удельный): 7826 кг/м3.
  2. Твердость стали 45: HB = 50 HRC (после закалки).
  3. Температура ковки: от 1250 до 700 о С с последующим охлаждением на воздухе (для деталей, сечение которых варьируется до 400 мм).
  4. Токарная обработка рекомендуется в горячекатаном состоянии.
  5. Варианты сварки: РДС, КТС (при подогреве). Требуется дальнейшая термообработка.
  6. Флокеночувствительность: низкая
  7. Склонность ко хрупкости при отпуске: отсутствует.

Механические и физические свойства можно посмотреть в таблице:

Особенности стали марки 45

Сталь 45 отличается повышенными характеристиками прочности, выносливости, хорошо обрабатывается, доступна по стоимости. Нашла применение практически во всех областях промышленности, там, где имеют место постоянные механические нагрузки, сложные температурные условия. Изделия из стали 45, к примеру, крайне востребованные круг, шестигранник ст45, выдерживают перепады в диапазоне от 200 до 600 о С.

Если сравнить некоторые характеристики сырья марки 45 и, к примеру, марки 35, то становится очевидным влияние доли углерода в составе сплава. Так, 0,42 – 0,5% против 0,32 – 0,4% (соответственно) указывает на повышенные характеристики твердости стали 45.

Если ст 35 классифицируется как ограниченно свариваемая, то сталь 45 (ГОСТ 1050-88) – варится очень трудно. Это, пожалуй, является первым из «недостатков» последней. Второй – подверженность коррозии из-за присутствия никеля и хрома.

Сталь 35 обычно служит для изготовления деталей не слишком высокой прочности, подвергаемых в процессе эксплуатации слабым и средним нагрузкам: это – оси, цилиндры, коленчатые валы, шатуны, тогда как из сырья марки 45 выполняют варианты деталей более надежные, с улучшенными прочностными характеристиками.

Сравнительные характеристики сырья можно уточнить здесь:

Об обработке стали 45

В машиностроении сталь марки 45 сначала подвергают термообработке. После нормализации любой механический «декор» (фрезерование, точение) проходит проще и легче. Именно таким образом получают различные валы, шестерни, цилиндры, шпиндели, кулачки. 

После финишной термообработки или закалки выполненные детали могут «похвастаться» большей устойчивостью к износу. На выходе их охлаждают в воде и подвергают низкотемпературному отпуску (200-300 о С), показатели твердости составляют порядка 50 HRC.

Сортамент изделий, выполненных из ст 45, ГОСТы

Согласно действующим стандартам, из стали марки 45 изготавливают достаточное количество известнейших изделий металлопроката – круг г/к ст. 45, лист, квадрат ст45, трубы.

Сортовой прокат, включая фасонный, изготавливают по строгим требованиям ГОСТов: 1050-88, 10702-78, 2590-2006 и 2591-2006, 2879-2006, 8509-93 и 8510-86, а также 8239-89, 8240-97.

  • Для изготовления калиброванного прутка необходимо соблюдать требования стандартов 1050-88, 8559-75 и 8560-78, 7417-75,
  • листового проката: толстого (ГОСТы 1577-93, 19903-74), тонкого – ГОСТ 16523-97,
  • полосы (ГОСТы 103-2006, 1577-93, 82-70),
  • шлифованного прутка – ГОСТ 14955-77,
  • ленты из стали 45 – ГОСТ 2284-79,
  • кованых заготовок – ГОСТы 8479-70, 1133-71,
  • труб – стандарты 8732-78, 8731-74, 8733-74, 8734-75, а также 21729-76,
  • проволоки – ГОСТы 17305-91, 5663-79. 

Источник: https://spb-stal.ru/stati/uglerodistaya-kachestvennaya-stal-marki-45/

Влияние легированных примесей на сваривание стали

Сталь для сварочных конструкций может применять различная, но стоит учитывать, что ее свариваемость зависит в первую очередь от наличия в ее составе легированных примесей. Именно химический состав оказывает основное влияние на данный процесс.

Ниже в таблице приведены основные легирующие примеси, которые влияют на степень свариваемости различных видов стали.

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.

Технология сварки

До проведения работ необходимо прогреть детали до 150-200 градусов по Цельсию. После этого выполняются сварочные работы. Затем готовое изделие должно медленно остывать. Такой способ уменьшает вероятность образования трещин.

Сварочные работы производятся с применением покрытых электродов Есаб ОК 68.81, УОНИ 13/55, Lb-52U, при помощи полуавтоматической сварки в углекислом газе проволокой ESAB OK Autrod 312 и ESAB OK Autrod 16.95 или в среде аргона.

По окончании работы рекомендуется поместить деталь в печь и прогревать при температуре 400-450 градусов по Цельсию (процесс нормализации) около 1 часа.

После полного остывания изделия необходимо выполнить испытания в зависимости от назначения конструкции: на разрыв, кручение, ударные нагрузки или изгиб. Если создаются ответственные металлоконструкции, то для проверки рекомендуется обращаться в специализированные организации, которые проводят тесты готовых соединений.

Ручная дуговая сварка осуществляется в соответствии с ГОСТ 5264-80, где указаны типы применяемых соединений и конструктивные элементы с информацией об их размерах.

Отжиг

Процедура отжига включает в себя нагревание, выдержку и долгое охлаждение в печи. Существует две разновидности рассматриваемого процесса, которые мы подробно представили в табличном варианте ниже.

Вид рода Задачи Особенности
первый выравнивает химсостав металла

увеличивает обрабатывает стали, с помощью давления

уменьшает остаточное напряжение после технологической обработки

Его структура не подвергается трансформации, остается неизменной при любых задачах,

t=500-630°C

второй измельчение зерен металла

помогает образовывать структуру феррит+перлит

Этот тип — подготовительная термообработка. Он используется, чтобы повысить обрабатываемость стали,

t=770-840°C

Сталь

Сталь – материал, использующийся в основном как в черной металлургии, так и в других промышленных отраслях.

По качеству сталь бывает:
  1. обыкновенная;
  2. качественная,
  3. высококачественная;
  4. особо высококачественная;

Количестве вредных примесей — вот основное отличие между ними. По химическому составу стали могут быть углеродистые и легированные.

предлагает огромный выбор стали, каждый вид которой применяется в определённой области. Как правило, это конструкционная углеродистая качественная сталь, обладающая прекрасными эксплуатационными характеристиками.

Сталь 08 используется для изготовления деталей с хорошей пластичностью. Это шайбы, прокладки и патрубки, работающие при температурах от -40 до +450°С.

Конкретные виды стали подразделяются на определённые подвиды, которые функционируют в абсолютно разных сферах. К примеру, сталь 12 необходима для котлов, сварных конструкций, пролётов строения железнодорожных мостов, а также автомобильных деталей.

В нашем ассортименте — полный спектр сталей любого назначения. У нас Вы можете заказать сталь 18, сталь 95 и другие стали, востребованные во многих областях промышленности и народного хозяйства.

Сталь 20

Сталь 20 предназначена для изготовления листового проката 1-2 категории, применяемого при холодной штамповки. Также она необходима для штампованных деталей, служащих в высоких температурных условиях.

Сталь 20 используется для:
  1. оборудования атомных станций;
  2. изготовления заготовок деталей трубопроводной арматуры;
  3. деталей типа донышек, колец, патрубков, тройников для энергооборудования и трубопроводов тепловых электростанций;
  4. труб бесшовных высокого давления для топливопроводов дизелей;
  5. деталей и элементов трубопроводов горячей воды атомных станций;
  6. труб для химических и нефтехимических веществ; спиральношовных труб с двухсторонним швом для трубопроводов атомных электростанций.

Сталь 30

Сталь 30 предназначена для изготовления листового проката 1-2 категории.

Сталь 30 применяется при:
  1. холодной штамповки;
  2. шпинделей, звездочек, валов, цилиндров прессового оборудования, соединительных муфт, рычагов и других деталей невысокой прочности;
  3. проволоки, применяемой при изготовлении спиц велосипедов и мотоциклов;
  4. горячекатаного профиля для крыла плоскореза сельскохозяйственных машин.

Сталь 35

Следующий вид стали, выпускаемой нашей компанией, — сталь 35. Сталь 35 применяется для изготовления деталей механизмов, которые испытывают небольшие нагрузки. Примером таких деталей служат цилиндры, шатуны, диски, обода, звездочки.

В свою очередь, после закалки, сталь 35 используют для производства деталей корпусов погружных электродвигателей для нефтяной промышленности, профилей поворотного круга для автоприцепов, трубопроводов, в мото- и велостроении.

Сталь 40

Для изделий с повышенным требованием по сроку службы и эксплуатации при высоких температурах, берётся сталь 40. В частности, из неё изготавливают крепёжные детали, фланцы, втулки, диски, валы.

Сталь 40 предназначена для:
  1. холодной штамповки;
  2. зубчатых венцов, коленчатых валов, зубчатых колес, маховиков, осей и др;
  3. детали гидрогенераторов;
  4. кованых заготовок валов компрессорных машин и газовых турбин;
  5. после закалки при изготовлении деталей трубопроводной арматуры;
  6. деталей , к которым предъявляются требования высокой твердости и повышенной износостойкости;

Сталь 45

Когда изделиям нужна высокая прочность, оптимальна сталь 45. Она актуальна для распределительных и коленчатых валов, шпинделей, цилиндров и других деталей. Сталь 45 подвергается закалке и термообработке, что обеспечивает свойства, такие как увеличения твердости и гибкость (для пружинных сталей).

Сталь 45 предназначены для изготовления:
  1. деталей гидрогенераторов;
  2. после закалки — деталей трубопроводной арматуры;
  3. в мотовелостроении — бесшовных труб;
  4. цельнокатаных колец различного назначения;
  5. термообработанной проволоки, предназначенной для изготовления деталей, используемые в ткацких станках.

Сталь 50

Если детали работают на трение, то для них применяют сталь 50. Без неё невозможно представить производство зубчатых колёс, малонагруженных рессоров и пружин, бандажей и др. Еще одно применение сталь 50 — изготовление роторов электрических машин и ремизной термообработанной луженой проволоки.

Сталь 60

Сталь 60 — для деталей, которым крайне важны прочность и повышенная износостойкость. Это диски сцепления, регулировочные и замочные шайбы и шпиндели.

Сталь 60 применяется:
  1. цельнокатаные вагонные колеса;
  2. рабочие листовые валки станов для прокати металлов;
  3. автомобильные диски сцепления, пружинные кольца амортизаторов;
  4. и другие похожие детали, для которых предъявляются требования высокой прочности и износостойкости.

Сталь 60 не применяется для сварных конструкций и малочувствительна к флокеночувствительности. Также сталь 60 не склонна к отпускной хрупкости.

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Аналоги стали 45

США 1044, 1045, 1045H, G10420, G10430, G10440, G10450, M1044
Япония S45C, S48C, SWRCH45K, SWRCH48K
Евросоюз 1.1191, 2C45, C45, C45E, C45EC, C46
Китай 45, 45H, ML45, SM45, ZG310-570, ZGD345-570
Швеция 1650, 1672
Румыния OLC45, OLC45q, OLC45X
Чехия 12050, 12056
Австралия 1045, HK1042, K1042
Австрия C45SW
Южная Корея SM45C, SM48C
Германия 1.0503, 1.1191, 1.1193, C45, C45E, C45R, Cf45, Ck45, Cm45, Cq45
Франция 1C45, 2C45, AF65, C40E, C45, C45E, C45RR, CC45, XC42H1, XC42H1TS, XC45, XC45H1, XC48, XC48H1
Англия 060A47, 080M, 080M46, 1449-50CS, 1449-50HS, 50HS, C45, C45E
Италия 1C45, C43, C45, C45E, C45R, C46
Бельгия C45-1, C45-2, C46
Испания C45, C45E, C45k, C48k, F.114, F.1140, F.1142
Болгария 45, C45, C45E
Венгрия A3, C45E
Польша 45
Румыния OLC45, OLC45q, OLC45X
Чехия 12050, 12056

Характеристика материала детали Сталь 45Х( ГОСТ 4543-71)

Характеристика материала детали

Сталь 45Х( ГОСТ 4543-71)

  1. Сталь 45Х относится к группе легированных конструкционных сталей , с содержанием углерода -0, 45 %, определенным легирующим элементом хромом (Сr).
    • Сталь Хромистая [1, с. 100]
  1. Даную марку стали применяют для крупных деталей работающих на средних скоростях пр небольших давлениях(зубчатые колеса, шпиндели, валы в подшипниках качения, червячные и шлицевые валы) обладают высокой прочностью и вязкостью
  2. Химический состав:
  • С-0, 41- 0, 49% Si- 0,17 -0,37%
  • Cr- 0,8 -1,1% S –до 0,035%
  • Mn- 0,5 -0,8% P –до 0,035%
  • Cu –до 0,3% Ni –до 0,3%
  1. Физические свойства :
  1. Твердость материала после отжига (НВ ) =229
  1. При Т 20 град., модуль упругости первого рода Е 10-5 =2,06 МПа, (r) плотность = 7820 кг/м2
  2. При Т-100 град. Коэффициент температурного расширения( диапазон-20 град) (а*106) =12,8 ( 1/Град.)
  3. При Т-200 , а*106- 13 (1/Град)
  4. При Т-300, а * 106 -13,7(1/Град)

Механические свойства при Т=20oС материала 45Х .

Сортамент Размер Напр. sв sT d5 y KCU Термообр.
мм МПа МПа % % кДж / м2
Поковки до 100 570 315 17 38 390 Нормализация
Поковки 300 — 500 570 315 12 30 290 Нормализация
Поковки 500 — 800 570 315 11 30 290 Нормализация
Пруток Æ 25 1030 835 9 45 490 Закалка 840oC, масло, Отпуск 520oC, вода,

sв –предел кратковременных прочностей

sT— предел пропорциональности

d5-

относительное удлинение при разрывеy-относительное сужение

KCU- ударная вязкость

НВ- твердость по Бринепю

  1. Технологические свойства
  1. Свариваемость –трудно свариваемое(для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции : подогрев 200-300 Град. при сварке, термообработка после сварки –отжиг).
  1. Флокеночувствительность –чувствительна.
  2. Склонность к отпускной хрупкости –склонна.
  1. Маркировка материала
  • Хромистая –зеленый и желтый
  • Выбор заготовки по литературным данным. Технологическая характеристика некоторых современных методов получения заготовки.
  • Штампование.
  • Горячая объемная штамповка. Способ применяется при масовом
  • Расчет заготовки по выбранному методу:
  • Заготовка –штамповочная поковка получается на КПШП. Для установления величины допусков и припусков на размеры штамповочной поковки необходимо установить следующие параметры:
    • Точность изготовлении –характеризуется классом точности поковки устанавливаемых в зависимости от технологического процесса и оборудования для ее изготовления.
    • При открытой штамповке на КПШП –класс точности Т4- Т5. (Принимаем класс точности- Т5). Группа сталей условно обозначается М1,М2, М3.
    • М2 –с содержанием углерода от 0,35% до 0,65% так как сталь 45 (,45%)
    • Масса паковки: Gп.р = Gд Кр
    • Gд=8.1 – масса заготовки
    • Для валов оси, шатунов – 1 группа – Кр — 1.3 – 1.6
    • Среднее арифметическое (1,3 – 1,6)/ 2= 1,45
    • Принято Кр= 1,45
    • Gп.р=8,1*1,45=11,745
    • Степень сложности поковки определяется отношением массы поковки массе фигуры, в которую вписывается поковка. В расчет должна приниматся та из фигур , объем которой меньше С=G поковки / G фигуры
    • –масса цилиндра , куда вписывается деталь.

L -40,8 см(длина)

d -8 см(диаметр)

–плотность = 0,00785 см2/кг

  1. Степень сложности поковки рассматриваемой детали –С1(свыше 0,63 до 1.00). Конфигурацию разъема штампаприем «плоской» -для упрощения его конструкции.
  2. В зависимости от расчетной массы поковки , группы стали, степени сложности, класса точности поковки устанавливаем исходный индекс -15. Основные припуски на номинальные размеры детали определяем с учетом исходного индекса и шероховатости поверхностей деталей (по табл.3). Дополнительные припуски , учитывающие смещение по поверхности разъема штампа -0,5 мм( по табл. 4). Отклонения от прямолинейности -1мм( по табл. 5)
  • dз80= d+2общ.d =80 +(1,9+0,5+1)*2=86,8(мм), принимаем – 87 мм
  • dз60= d-2общ.d =60 – 2*(2,3+0,5+1)= 55,2(мм), принимаем – 55 мм

Lз408= L+2общ.L= 408 +2*(2,4+0,5+1)=415(мм)

Lз60= L+2общ.L=60+2*(1.9+0.5+1)= 64,4(мм), принимаем 64 мм

  1. Предельное отклонения размеров заготовки определяем по таблице8.
  • Размеры заготовки с допускаемыми отклонениями :

; ;
; .

  1. Оставляем эскиз штампованной поковки для детали вал (рис.4) в соответствии с ГОСТ3, 1126-88 с указанием технических требований на ее изготовление по ГОСТ 7505 -89.
  • ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
  1. НВ=229(после отжига)
  2. Класс точности поковки –Т5 по ГОСТу
  3. Степень сложности поковки –С1
  4. Группа стали М2.
  5. Радиусы закругленнях внешних улов –R= 4,0мм.
  6. Допуски на радиусы закругленнях поковок R=3,0.
  7. Штамповочные уклоны Н.П -7˚, В.П -10˚.
  8. Допускаемое смещение по разъему штампа 1мм.
  9. Допускаемая висота заусенца по периметру среза 5мм.
  10. Допуск на радиальное биениеповерхности А,В,С относительно базовой оси заготовки не более 4мм.
  11. Остальные технические требования по ГОСТУ 8479-70

Сталь 45

На производственные линии поставляется просто огромное количество различных сталей, которые характеризуются своими определенными свойствами. Примером можно назвать материал сталь 45, который получил широкое распространение. Эта сталь характеризуется определенными эксплуатационными качествами, которые стоит рассматривать. ГОСТ на сталь 45 определяет концентрацию всех химических веществ. Марка характеризуется относительно невысокой стоимостью, а расшифровка марки стали определяет широкое ее распространение. Рассмотрим особенности данного предложения подробнее.

stal-45-3.jpg

Температура критических точек стали 45

Как ранее было отмечено, для улучшения эксплуатационных качеств металла проводится термическая обработка. Она предусматривает оказание определенного воздействия на структуру, после чего происходит перестроение кристаллической решетки и изменение качеств. Во много при проведении термической обработки учитываются критические точки. Обработка стали Ст 45 проводится с учетом следующих факторов:

  1. Температурного режима. Важно выбирать правильную температуру, так как слишком низкая становится причиной неполного нагрева структуры и полное перестроение структуры не произойдет. Слишком высокий показатель становится причиной перегрева металла, а также появления окалины. Для обеспечения воздействия требуемой температуры могут применяться самые различные установки. Примером назовем доменные печи или электрические установки. Слишком высокие температуры плавления определяют то, что выполнить закалку рассматриваемой стали в домашних условиях довольно сложно.
  2. Скорости повышения температуры. Скорость нагрева также может определять то, какие именно качества будут передаваться обрабатываемому изделию. Современное оборудование позволяет с высокой точностью контролировать скорость нагрева. К примеру, ТВЧ имеют электронный блок управления, электрическая энергия преобразуется в магнитную, которая и становится причиной нагрева структуры.
  3. Продолжительности временного промежутка между воздействием различных температур. При термической обработке всех металлов учитывается присутствие трех критических точек, которые учитываются. Длительность выдержки может зависеть не только от химического состава материала, но и размеров, формы заготовки.
  4. Особенности прохождения процесса охлаждения. Во много качества получаемого изделия зависят от того, при каких условиях проходил процесс охлаждения. К примеру, есть возможность использовать масло или воду, а также различные порошки в качестве охлаждающей среды.

Довольно часто для изменения качеств металла применяется ТВЧ. Она характеризуется высокой эффективностью в применении, а также простотой в использовании. Сегодня встречаются модели, которые при желании можно установить в домашней мастерской.

Критическими точками принято считать температуры, при которых происходит перестроение структуры. Выделяют три основных температурных точек, которые отображаются на построенной диаграмме.

Уделяется внимание и выбору более подходящей среды охлаждения. К примеру, есть возможность провести охлаждение в воде. Однако подобная среда приводит к неравномерному охлаждению, что приводит к появлению окалины и других проблем. Для более высокого качества применяется масло. Крупногабаритные заготовки можно охлаждать на открытом воздухе, так как для снижения температуры требуется много времени.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *