Сталь 45: расшифровка, характеристики, твердость, плотность

Характеристики и расшифровка стали 45. Где применяется?

Сталь – это одна из самых востребованных разновидностей сплавов благодаря универсальности применения и доступной для массового потребителя цене. Для каждой её категории в ГОСТ описан химический состав, определяющий область использования. Марка стали СТ45 отличается невысокой стоимостью, небольшой хрупкостью и достаточной твёрдостью. В случае необходимости её можно заменить марками 40Х, 50, 50Г2, обладающими сходными характеристиками.

Сталь 45 поставляется на рынок в виде нескольких разновидностей проката, в прутках разного калибра и обработки поверхности, толстых и тонких листов, стальных лент и полос, разнообразных проволок (например, для изготовления канатов из стали и ковки), труб, поковок и кованных заготовок. Параметры каждой разновидности товара определяются действующими ГОСТ.

В мировой промышленности представлено большое количество сплавов, имеющих сходные характеристики. Зарубежные аналоги стали 45 есть в таких стандартах, как:

DIN.
WNr.
JIS.
AFNOR.
BS.
EN.
UNI.
NBN.
UNE.
GB.
SS.
BDS.
MSZ.
PN.
STAS.
CSN.
ONORM.
AS.
SNV.
KS.

Химический состав

Свойства сплава определяются его составом. Сталь марки СТ45 обычно включает в себя следующие химические элементы:

от 0,42 до 0,5% углерода (что следует из марки стали);
от 0,17 до 0,37% кремния;
от 0,5 до 0,8% марганца;
не более 0,25% никеля;
до 0,04% серы;
не больше 0,035% фосфора;
до 0.25% хрома;
не более 0,25% меди;
до 0,08% мышьяка;
около 97% железа.

Как отличить, например, сталь 45 от СТ3, опираясь на разницу в их составе?Как видно из приведённого выше описания, основными составляющими сплава СТ45 являются углерод, определяющий твёрдость стали, и железо. У стали 3 углерода в составе от 0,14 до 0,22%, то есть в 2 раза меньше. Включение легирующих элементов незначительное в обоих сплавах. Хром, никель и медь представлены в СТ45 в концентрации 0,25%, а в СТ3 их может содержаться до 0,3%.
Какая сталь прочнее, СТ3 или СТ45? По доле углерода ясно, что сталь 45 прочнее и твёрже СТ3.
При повышении качества стали по одному из параметров могут снижаться показатели по-другому. Нержавеющие стали, например, менее прочны, чем углеродистые, а повышение прочности углеродистых сталей способствует ухудшению их антикоррозионных качеств.

к содержанию ↑

Расшифровка

Различие марок стали определяется не только разным химическим составом, но и спецификой изготовления. Умение расшифровать маркировку позволяет на основании полученной информации о составе сплава и технологии изготовления предположить его технические характеристики и определить область применения. Каждый вид стали задаётся в маркировке соответствующей буквой.

Стали принято классифицировать по составу, качеству изготовления, типу выплавки, структуре и назначению. В соответствии с составом они подразделяются на углеродистые и легированные. В коде маркировки каждый химический элемент при содержании его более 1,5% отображается буквой элемента с расположенной рядом цифрой, показывающей его количество в сплаве в %. Содержание хрома, присутствующего в любой стали, обозначается цифрой в начале маркировки.

По качеству изготовления выпускаются обыкновенные, качественные, высококачественные и особо высококачественные. Сплавы повышенного качества маркируются буквой А, проставленной в конце маркировочного обозначения.

Тип выплавки подразделяет стали на конверторные, мартеновские, электростали и изготовленные по особенной методике.

Так сталь 45 обозначается сочетанием Cn и следующим за ним числом, демонстрирующим количество хрома в сплаве. СТ45 – качественная углеродистая конструкционная сталь мартеновской выплавки.

Окончательная структура стали определяется процессом нагрева сплава до критических точек, позволяющим менять состояния кристаллической решётки, и вариантом последующего охлаждения, то есть закаливанием.

Каждая из итоговых структур придаёт сплаву новые свойства:

Перлитная – улучшает сваривание и обработку.
Ферритная увеличивает пластичность.
Карбидная и аустенитная закалки повышают прочность.

По раскислению (снижению в составе стали кислорода и оксидов) сплавы подразделяются на кипящую сталь (сп), спокойную (кп) и полуспокойную (пс).

Механические и физические свойства

Свойства сплава определяются в первую очередь его составом. Высокое содержание углерода в стали придаёт ей прочность, но одновременно и хрупкость. Плотность СТ45 – 7826 кг/м 3 , поэтому изделия, изготовленные из неё, легче стандартных. Обычно СТ45 закаливается, приобретая твёрдость (около 170 МПа), но не хрупкость.

Сталь 45 с трудом поддаётся сварке, поэтому перед началом работ её нужно прогревать и при ручном дуговом и контактно-точечном методах сваривании использовать специальные электроды. Из-за низкого значения прокаливаемости резать этот материал (в том числе и сварочным аппаратом) достаточно трудно.

Ковка стали выполняется в температурном диапазоне от 1250 °C в начале работы, до 750 градусов при окончании. Прочность и упругость материала определяется температурой нагрева.

Чтобы сплав можно было использовать для изготовления выносливых деталей, которые работают на износ, применяют азотирование продолжительностью около 6 часов при температуре от 520 до 570 °C. При этом происходит увеличение сопротивляемости знакопеременным нагрузкам и коррозии с небольшим повышением прочности.

Критические точки

Чтобы кристаллическая решётка правильно перестроилась и сталь в процессе обработки приобрела необходимые свойства, её нужно выдержать определённое количество времени при определённой температуре.

Если сталь недостаточно прогреть, структура кристаллической решётки изменится не полностью, а перегрев во время обработки может способствовать появлению окалины. Оптимальная температура обработки СТ45 в процессе придания ей прочности задаётся критическими точками 730, 755, 690, 780, 350 °C.

Получить такие температурные значения можно в мартеновских и в электрических печах. На изменение кристаллической решётки, вследствие которого сталь 45 приобретёт привычную потребителю прочность, влияет также скорость нагрева, которой на современном оборудовании управляют при помощи электроники.

Не менее важны соблюдение определённых временных интервалов, в продолжение которых сплав удерживает температуру критических точек, и проведение определённых процедур охлаждения с использованием в качестве охладителя масла, порошка или воды.

Чтобы получить равномерное остывание высокого качества без проявления окалины используется масло. В случае больших размеров заготовок, их охлаждают на воздухе ввиду продолжительности такой процедуры.

Применение данной марки металла

Сплав СТ45 (шпоночная сталь) применяется в промышленности (чаще в металлургической) для изготовления высокопрочных деталей, поверхность которых подвергается термической обработке, нормализуется или улучшается.

Из неё производят:

валы-шестерни;
цилиндры;
распределительные и коленчатые валы;
шпиндели;
кулачки патронов станков;
плоскогубцы;
шестерни;
ручные тисочки;
бандажи;
круглогубцы;
бесшовные трубы.

Коленчатые и распределительные валы изготавливаются в большом диапазоне диаметров, имеют ступени и канавки. При помощи фрезерной обработки круглых заготовок, выполненных с использованием закаливания и отпуска, производятся шестерни, шпиндели и кулачки.

Благодаря высокой прочности сталь 45 часто применяют при изготовлении крепежа, способного выдерживать поперечную нагрузку. Из этого сплава изготавливают также листовой материал и пластины, применяемые в производстве и для обшивки несущих конструкций.

Способность переносить большие перепады температуры делает СТ45 незаменимой при производстве редукторов. Сталь 45 – это основной сплав, применяемый в машиностроении. Легче всего прокат поддаётся разрезанию, поэтому заготовки из неё обрабатываются точением и фрезерованием.

Диапазон применения стали существенно расширяется за счёт легирования, повышения концентрации хрома, закаливания состава. Помимо вышеперечисленных изделий из СТ45 изготавливают:

муфты;
валы;
штоки и пальцы крейцкопфов для насосов различных видов;
компрессоры;
переводники и стволы для вертлюгов, бурильных труб и рабочих;
корпуса долот;
ролики привенторов;
фиксаторы и шпонки буровых станков;
цепные колёса буровых лебёдок.

Сплав применяется для выпуска арматуры, скалок насосов, цапф, элементов пневмопроводов, которые не используются под давлением и не свариваются. Из него выпускают фланцы, которые устанавливаются в трубопроводах с давлением от 10 МПа.

Сталь 45 — характеристики, свойства, применение

Сталь 45 — классифицируется как конструкционная углеродистая качественная сталь, феррито-перлитного класса. Применение качественных сталей затрагивает такие производственные отрасли, как машиностроение, строительство, приборостроение и другие. Этому способствует: различное содержание углерода в их структурном составе и применение многообразных видов термической обработки, а также увеличение и усовершенствование технологических характеристик и свойств сплавов.

Свойства стали Ст 45

Приобретая изделия из металла, необходимо знать свойства материала, из которого они изготовлены. То, из стали какой марки произведена продукция, влияет на ее стоимость, прочность, надежность. Это также определяет срок службы и возможную сферу применения.

В данном случае, вы найдете информацию про марку стали 45, которая часто используется для изготовления разнообразных металлических товаров. Она считается конструкционной углеродистой качественной. Чтобы приобрести изделия металлопроката из стали 45, ознакомьтесь с каталогами компании и обратитесь к нашим менеджерам.

Она поставляется в виде сортового и фасонного проката. Вы можете найти обширный список изделий, для которых она применяется. Например, серебрянка, листы металла разной толщины, прутья с разными видами обработки поверхности, поковки и кованые заготовки, длинномерные проволочные изделия, ленты и полоскы, а также трубы.

Маркировка сплава

Конструкционные углеродистые качественные стали, по стандарту маркируются двузначным числом: сталь 05, 08…80, 85, которое указывает на усредненное значение, содержания углерода выраженное в сотых долях процента. Три цифры маркировки указывает на то что в сплаве содержится более чем 1% углерода, буква Л на отсутствие легировки — 45л, буквы Ст на его обыкновенное качество — Ст5.

Металлургическая промышленность производит стандартные стали марок от 05кп до 60, средний показатель углерода которых 0,05—0,60 процента, соответственно маркировки. Расшифровка марки стали 45 (фран. аналог С45) показывает содержание 0,45% С.

Классификация стали

На рынке 99% всей стали представлен материал конструкционный в широком смысле. К этой группе относятся стали для возведения строительных сооружений, изготовления деталей машин, упругих элементов, инструментов, а также для особых условий работы, имеющие определенные показатели, например, теплостойкие, нержавеющие и другие.

Главными качествами материала являются:

Прочность, которая характеризуется способностью к выдерживанию достаточного напряжения.
Пластичность, эта характеристика позволяет выдерживать деформации без ущерба разрушения как при производстве конструкций, так и в точках перегрузок при их работе.
Вязкость способствует поглощению работы внешних сил, препятствует распространению трещин.
Жаропрочность и холодостойкость.
Упругость и твердость.

Сталь и сплавы классифицируют:

По составу химическому, структурному.
По качеству. На данный показатель влияет способ производства и содержание вредных примесей.
По степени раскисления и затвердеванию металла в изложнице.
По применению.

Химический состав

В зависимости от содержания углерода делят на группы:

углерода менее 0,3%С — малоуглеродистые.
Среднеуглеродистые, когда его от 0,3 до 0,7% С.
Более 07 %С — высокоуглеродистые.

Чтобы улучшить технологические свойства материала сталь легируют. Что это значит? Кроме обычных примесей в ее состав добавляют в определенных сочетаниях легирующие элементы. Обычно лучшие свойства появляются, когда легируют комплексно.

В легированных сталях классификация происходит благодаря суммарному проценту содержащихся в ней примесей:

Низколегированные, в которых менее 2,5%.
Среднелегированные — от 2,5% до 10%.
Высоколегированные — выше 10%.

Структурный состав

Легированные стали подразделяются на виды по структурному анализу:

В оттоженном виде — ледебуритный, ферритный, доэвтектоидный, заэвтектоидный, аустенитный.
В нормализованном виде — аутенитный, мартенситный, перлитный.

Перлитный класс характеризуется низким содержанием легирующих элементов. К нему относятся легированные и углеродистые стали. Мартенситный включает в себя стали с более высоким процентом легирующих веществ. В аутенитный класс входят материалы с высоким значением легирующих элементов.

Содержание примесей

По способу производства и содержании примесей данный материал делится на 4 группы:

Обыкновенного качества. По химическому составу являются углеродистыми. Они выплавляются посредством кислорода или в мартеновских печах. Данные стали являются недорогими и уступают по своим свойствам другим классам.
Качественные. По химическому свойству являются углеродистыми или легированными. Так же, как и предыдущий тип, выплавляются в конвертерах или в мартеновских печках, при этом соблюдаются более строгие требования к составу шихты, работам по плавке и разливке.
Высококачественные. Данный тип выплавляется, как правило, в электрических печах. Очень высокого качества сталь изготавливается благодаря электропечам с электрошлаковым переплавом. Применяются также другие совершенные методы, направленные на повышение чистоты по неметаллическим включениям (сера и фосфор).
Благодаря электрошлаковому переплаву, который эффективно очищает от сульфидов и оксидов, создаются особовысококачественные стали. Такие стали бывают только легированными. Они проходят обработку в электропечах, к ним применяются специальные методы электрометаллургии.

Применение

Шарикоподшипниковые хромистые стали применяются для изготовления подшипников. Этот вид зарекомендовал себя, как высокопрочный, твердый и контактно-выносливый материал.

Упругой деформацией обладают некоторые виды стали, поэтому они применяются для пружин, рессор и других изделий. Многие из них должны выдерживать циклические нагрузки. Поэтому основными требованиями к данным видам стали являются высокие значения упругости, текучести, выносливости, также необходима пластичность и сопротивление хрупкому разрушению.

Высокопрочные стали обладают прочностью при необходимой пластичности, малой чувствительностью к надрезам, низким порогам хладноломкости, отличной свариваемостью, высоким показателям сопротивления хрупкому разрушению.

Марка 45 – назначение

Конструкционная качественная углеродистая сталь 45 используется для изготовления улучшаемых, нормализованных, с поверхностной обработкой деталей повышенной прочности – распределительные/ коленчатые валы, кулачки, цилиндры, бандажи, шпиндели, шестерни, вал-шестерни, другие изделия.

Физические свойства

Рассматривая твердость стали 45, следует отметить, что этот показатель повышенный. Именно поэтому она используется для производства деталей, которые в дальнейшем можно нормализовать или подвергнуть термической обработке. Твердость 170 МПа достигается по причине увеличения концентрации углерода до 0,45%. Легирующие примеси практически отсутствуют. Плотность стали 45 составляет 7826 килограммов на один кубический метр. Этот момент определяет то, что даже небольшие изделия будут иметь существенный вес.

Маркировка этого металла в различных странах проводится по-разному. В США с подобными свойствами можно встретить около 8 марок стали, во Франции 14. Аналогом считается легированная сталь 40Х.

Применение

Сталь марки 45 представляет собой оптимальное соотношение прочности, восприимчивости к механической обработке и цены, что позволило ей достичь широкого распространения в производстве.

Её активно применяют при изготовлении силовых элементов металлоконструкций. Там, где использование сварки является нецелесообразным. Хорошим примером будет направляющая балка тельферной линии. Применение стали 45 вместо Ст3 позволит применять двутавр меньших размеров, что положительно сказывается на общей массе металлоконструкции.

В машино- и станкостроении 45 марка применяется как материал для изготовления таких деталей как валы, шпиндели, кулачки, бандажи, плунжеры, суппорта, планшайбы и прочее.

Отлично подходит для производства конических, цилиндрических передач. Для того, чтобы увеличить срок эксплуатации шестерни необходимо дополнительное упрочнение ее поверхности химическим, термическим или механическим способом.

Помимо этого, 45 применяется для изготовления пружин и рессор, работающих в условиях нагрузок небольшой величины.

Из неё состоят основные элементы гидро- и пневмоцилиндров. В частности, гильза, служащая направлением для напорного поршня, детали обратных и выпускных клапанов, узел крепления, шток и прочее.

Марка 45 является материалом для изготовления газоводопроводных труб и фитингов для их соединения: штуцера, ниппеля, контргайки, переходники, тройники, крестовины.

В неответственных узлах применяется для производства радиальных и радиально-упорных подшипников. Окружная скорость вала при этом должна составлять не более 0,2 метров в секунду.

Сталь 45 используется при изготовлении режущих инструментов. Она служит материалом державки резца и непосредственно к ней уже крепится (или на болтах, или методом пайки) твердосплавная пластина. Такое применение позволяет снизить коэффициент эффективного использования более дорогих по стоимости твердых сплавов.

В большинстве современных крепящих элементов таких как болты, гайки, шайбы, шпильки, анкерные болты основой также служит сталь 45.

Ценообразование

Такой материал могут заменить следующие три марки стали: 50, 50 Г 2 и 40 Х.

Из них также создаются зубчатые колеса, цилиндры, эксцентрические насадки на вал, валы вращающиеся, коленчатые и распределительные, а также другие товары, применяемые в промышленности.

Марка стали 45 может именоваться по-разному в других странах и иметь несколько аналогов. К примеру, в США ей по свойствам равны 8 марок стали, в Германии – 10, во Франции – 14. В Польше аналог только один и он называется просто 45, в Австрии — C45SW.

Материал 45 – характеристики

Сталь конструкционная углеродистая качественная

Ковка

все размеры – поковки ответственного назначения

Сварка

Характеристика материала сталь 45

Марка стали	сталь 45
Заменитель стали	сталь 40Х, сталь 50, сталь 50Г2
Классификация стали	Сталь конструкционная углеродистая качественная
ГП «Стальмаш» поставляет следующие виды металлопроката сталь 45: круг ст 45 ГОСТ 2590-2006 круг (пруток) горячекатаный круг ст 45 ГОСТ 7417-75 круг (пруток) калиброванный круг ст 45 ГОСТ 14955-77 круг (пруток) со спецотделкой поверхности (серебрянка) шестигранник ст 45 ГОСТ 2879-2006 шестигранник горячекатаный шестигранник ст 45 ГОСТ 8560-78 шестигранник калиброванный лист ст 45 ГОСТ 19903-74 прокат листовой горячекатаный
Применение стали 45	вал-шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, бандажи, цилиндры, кулачки и другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхностной термообработке детали, от которых требуется повышенная прочность.

Химический состав в % материала сталь 45

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	As
0.42 — 0.5	0.17 — 0.37	0.5 — 0.8	до 0.25	до 0.04	до 0.035	до 0.25	до 0.25	до 0.08

Температура критических точек материала сталь 45

Ac1 = 730 , Ac3(Acm) = 755 , Ar3(Arcm) = 690 , Ar1 = 780 , Mn = 350

Механические свойства при Т=20oС материала сталь 45

Сортамент	Размер	Напр.	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
—	мм	—	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	—
Лист горячекатан.	590	18	Состояние поставки
Полоса горячекатан.	6 — 25	600	16	40	Состояние поставки
Поковки	100 — 300	470	245	19	42	390	Нормализация
Поковки	300 — 500	470	245	17	35	340	Нормализация
Поковки	500 — 800	470	245	15	30	340	Нормализация

Твердость материала сталь 45 горячекатанного отожженного ,	HB 10 -1 = 170 МПа
Твердость материала сталь 45 калиброванного нагартованного ,	HB 10 -1 = 207 МПа

Физические свойства материала сталь 45

T	E 10- 5	a 10 6	l	r	C	R 10 9
Град	МПа	1/Град	Вт/(м·град)	кг/м3	Дж/(кг·град)	Ом·м
20	2	7826
100	2.01	11.9	48	7799	473
200	1.93	12.7	47	7769	494
300	1.9	13.4	44	7735	515
400	1.72	14.1	41	7698	536
500	14.6	39	7662	583
600	14.9	36	7625	578
700	15.2	31	7587	611
800	27	7595	720
900	26	708
T	E 10- 5	a 10 6	l	r	C	R 10 9

Технологические свойства материала сталь 45

Свариваемость:	трудносвариваемая.
Флокеночувствительность:	малочувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости:	не склонна.

Зарубежные аналоги материала сталь 45Внимание! Указаны как точные, так и ближайшие аналоги.

Характеристики и расшифровка стали 45

Общие данные

Заменитель

Сталь 40Х, Сталь 50, Сталь 50Г2

Вид поставки

Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 1050-74, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 8509-86, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8239-72, ГОСТ 8240-72, ГОСТ 10702-78. Калиброванный пруток ГОСТ 1050-74, ГОСТ 7414-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78.
Лист толстый ГОСТ 1577-81, ГОСТ 19903-74.

Лист тонкий ГОСТ 16523-70. Лента ГОСТ 2284-79.

Полоса ГОСТ 1577-81, ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70.

Проволока ГОСТ 17305-71, ГОСТ 5663-79.

Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479-70, ГОСТ 1131-71.

Трубы ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-87, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 8731-87, ГОСТ 21729-78.

Химический состав (по ГОСТ 1050-2013)

Химический элемент	%
Углерод (C)	0.42-0.50
Кремний (Si)	0.17-0.37
Медь (Cu), не более	0.25
Мышьяк (As), не более	0.08
Марганец (Mn)	0.50-0.80
Никель (Ni), не более	0.25
Фосфор (P), не более	0.035
Хром (Cr), не более	0.25
Сера (S), не более	0.04

Структурный состав

Легированные стали подразделяются на виды по структурному анализу:

В оттоженном виде — ледебуритный, ферритный, доэвтектоидный, заэвтектоидный, аустенитный.
В нормализованном виде — аутенитный, мартенситный, перлитный.

Основные характеристики стали 45

Любой сплав имеет свои отличительные характеристики, определенный химический состав, ряд заменителей, функциональное предназначение.

Марки 40, 45, 50 выделяются высокими показателями прочности, имея при этом небольшую вязкость и пластичность. Поскольку механические свойства марки и 45 идентичны маркам 40 и 50, эти стали являются взаимозаменяемыми.

Химический состав и свойства

Химическими составляющими сплава помимо железа и углерода являются и ряд других элементов, количество которых малосущественно. Процентное отношение химических составляющих стали 45:

Железо (Fe) — около 97%.
Углерод (C) — 0,42—0,5%.
Марганец (Mn) — 0,5—0,8%.
Кремний (Si) — 0,17—0,37%.
Никель (Ni) — не больше 0,25%.
Хром (Cr) — не больше 0,25%.
Медь (Cu) — не больше 0,25%.
Мышьяк (As) — не больше 0,08%.
Сера (S) — не больше 0,04%.
Фосфор (P) — не больше 0,035%.

От химического состава стали и структуры напрямую зависят ее химические свойства. Все элементы входящие в состав условно делятся на полезные и вредные. Процесс добавления полезных примесей носит название легирование. Если расшифровать маркировку 45х, то становится ясно что сплав содержит добавление хрома, 45 г — марганца.

Основные химические свойства материала:

степень окисления:
устойчивость к коррозии;
жароустойчивость;
жаропрочность.

Механические характеристики

Для анализа и контролирования свойств стали используют различные методы их определения. К примеру, критерии прочности и пластичность определяют опытным путем, образцы растягивают до разрыва. Твердость сплавов фиксируют измеряя противодействие материала при влиянии на его поверхность твердого элемента, например, алмазного наконечника. Вязкость — ударными испытаниями специальных образцов.

Механические свойства и характеристики стали 45 (при t=20C).

Прочность — способность сплава выносить внешние нагрузки, не подвергаясь при этом разрушениям внутри. Характеризуется величинами: предел прочности, sв и предел текучести стали 45, sT .

труба — ГОСТ 8731–87 , sв =588 МПа, sT =323 МПа;
прокат — ГОСТ 1050–88 , sв=600 МПа, sT =355 МПа;
прокат отожженный — ГОСТ 1050–88 , sв =540 МПа.

Твердость — способность сплава оказывать сопротивление при воздействии твердых тел. Характеризуется величинами: твердость по Н. В. Бринеллю 10—1 , по Роквеллу HRC . Для марки 45 в состоянии поставки:

труба — ГОСТ 8731–87 , HB 10—1 = 207 МПа;
прокат — ГОСТ 1050–88 , HB 10—1 = 229 МПа;
прокат отожженка — ГОСТ 1050–88 , HB 10—1 = 207 МПа.

Пластичность — возможность сплава видоизменять свою форму под влиянием нагрузки и восстанавливать ее по окончании воздействия. Характеризуется величиной, относительное удлинение при разрыве, δ5 :

труба — ГОСТ 8731–87 , δ5 =14%;
прокат — ГОСТ 1050–88 , δ5 =16%;
прокат отожженка — ГОСТ 1050–88 — δ5 =13%.

Ударная вязкость — способность материала сопротивляться динамическим воздействиям нагрузки, KCU .

Физические свойства

К физическим характеристикам стали относятся: плотность, коэффициент теплового расширения, теплопроводность, модуль упругости, удельная теплоемкость и электропроводность.

Металлические сплавы имеют высокие показатели плотности, теплоемкости и электрической проводимости. Рассмотрим физические свойства марки 45 (при t=20C).

Плотность или удельный вес — масса вещества на единицу объема, плотность стали –88 ρ=7826—7595 кг/м3.

Коэффициент линейного теплового расширения количественно равен относительной перемене линейных размеров вещества при росте (понижении) температуры в сплаве на 1 градус Цельсия, α (1/град).

Теплопроводность вещества — способность отдавать количество тепла от более прогретого участка к менее прогретому. Характеризуется величиной коэффициента теплопроводности, λ .

Под модулем Юнга подразумевается физическая величина, которая косвенно отображает возможности стали противостоять продольным деформациям (растяжению или сжатию). Эта величина указывает на жесткость материала и является важной физической особенностью, E 10—5=2 МПа;

Удельная теплоемкость — количество тепла, необходимое для нагрева 1 килограмма вещества на 1 градус Цельсия, Ϲ .

Технологические характеристики применение стали 45

Технологические характеристики стали указывают на пригодность сплава к различным методам обработки. Материал имеет следующие технологические характеристики:

Температура процесса ковки, градус — 1250 вначале, 700 в конце. Охлаждение сечений до 400 мм производится при нормальных условиях окружающей среды.
Свариваемость — трудно поддается процессу сварки. Виды сварки: РДС и КТС, с использованием подогрева и последующей термообработки.
Условия для резания — в горячекатаном состоянии при НВ 170—179 МПа и sB = 640 МПа.
Не склонна к отпускной способности после отжига.
Имеет малую флокеночувствительность.

Формирование метода термообработки материала, обусловлено эксплуатационными требованиями относительно деталей и механизмов. В металлообрабатывающей промышленности применяют такие виды обработки: нормализация, улучшение, закалка ТВЧ, закалка с низким отпуском и др.

Среднеуглеродистые стали нашли применение в изготовлении деталей, отличающихся повышенной прочностью материала с повышенным воздействием циклических нагрузок (зубчатые колеса редукторов, шатунные механизмы). Сталь марки 45 применяется при производстве:

шестерен, вал-шестерней, коленчатых и распределительных валов, бандажей, цилиндров, кулачков; шпинделей;
бесшовных труб и каркасных элементов трубопровода, требуют закалки и отпуска стали;
ряда запчастей и конструкций в отрасли мотовелостроения.

Технологический пример. Тиски, круглогубцы и плоскогубцы, выполняют на основе сталей 45 и 50. Производя термическую закалку, в собранном виде, нагревать следует только губки изделия для предохранения от образования закалочных трещин. Для подобного нагрева предназначены свинцовые и соляные ванны. При обработке в камерной печи остывание области с резким переходом (шарнир) должно происходить медленно, опусканием и перемещением в жидкости только поверхности губок инструмента (до потускнения остальной части). Температурный режим процесса отпуска 220—320 градусов в интервале 30—40 минут.

Свойства стали Ст 45

Механические свойства

Механические свойства при повышенных температурах

Технические характеристики углеродистой стали 45

Total:

Химический состав

Если расшифровать марку стали 45, можно понять, что цифрами обозначено количественное содержание углерода. Обычно оно колеблется в пределах от 0,42 до 0,5%. В составе сплава присутствуют и другие компоненты, концентрация некоторых из них незначительна и не оказывает особого влияния на свойства материала:

кремний – 0,17 – 0,37%;
марганец – 0,5-0,8%;
хром, медь и никель – до 0,25%;
мышьяк – до 0,08%.

По своим характеристикам сталь 45 относится к классу углеродистых качественных сталей. На уровень качества в маркировке указывает слово «сталь». Показатель определяется содержанием вредных примесей: серы – 0,04%; фосфора – 0,035%.

Встраиваясь в кристаллическую решетку металла, атомы Р и S оказывают негативное действие на его свойства. Фосфор становится причиной появления хладноломкости при низкой температуре и уменьшения пластичности при ее повышении. Сера при эксплуатации в высокотемпературном режиме способствует возникновению трещин. Марка стали 45 соответствует допустимому уровню содержания этих элементов. Для высококачественных сплавов, например, содержание вредных примесей не должно превышать 0,025%.

Заменители сплава

Согласно ГОСТу 1050-78, регламентирующему степень раскисления, сталь 45 относится к категории спокойных. Отечественными заменителями конструкционной стали 45 могут выступать марки:

40Х;
50;
50Г2.

1044, М1044, 1045Н – в Соединенных Штатах;
1.0503, 1.1193, С45Е – Германии;
1С45, С40Е, ХС42Н1 – Франции;
1С45, С45Е – Италии;
1650 – Швеции;
060А47, 080М – Англии;
Ck45 – Швейцарии;
S45C, SWRCH48K – Японии;
45Н, ZGD345-570 – Китае;
А3 – Венгрии;
12050 – Чехии;
К1042 – Австралии;
SM48С – Южной Корее.

На рынок металл поставляется в соответствии с государственными стандартами в виде:

Фасонного и сортового проката;
калиброванного и шлифованного прутка;
серебрянки;
толстого и тонкого листа;
проволоки;
лент и полос;
кованых заготовок;
труб.

Основные свойства

Химические свойства стали 45 определяются ее составом. От количества углерода зависят показатели твердости и прочности. Присутствие кремния и марганца:

снижает внутренние напряжения в структуре металла;
улучшает его пластичность;
снижает вероятность возникновения трещин;
положительно влияет на результат термообработки.

Наличие малых количеств других примесей неизбежно, оно вызвано, главным образом, несовершенством существующих технологий выплавки.

Физические свойства стали 45 изменяются с повышением температуры от 20 до 800 градусов:

плотность – 7826-7595 кг/м 3 ;
коэффициент линейного расширения – 11,9-15,2*106 1/град;
модуль упругости – 2,0-1,72*10-5 МПа;
коэффициент теплопроводности – 48-26 Вт/м*град;
удельная теплоемкость – 473-720 Дж/кг*град;
твердость необработанной стали по Роквеллу – 20-22 единицы.

По своим механическим свойствам сталь 45 превосходит многие известные конструкционные сплавы:

предел текучести – 640 МПа;
предел выносливости – 245 МПа;
показатель ударной вязкости – 66 кДж/м 2 ;
величина относительного удлинения – 15%;
относительного сужения – 40%;
отсутствует склонность к отпускной хрупкости;
чувствительность к образованию флокенов небольшая.

Сталь проявляет высокую устойчивость к ударным и переменным нагрузкам. Хорошая пластичность позволяет применить к ней все виды механической обработки. Однако материал не отличается повышенной антикоррозионной стойкостью и требует нанесения на поверхность защитного покрытия.

По свариваемости сплав относится к 3 группе. Процесс сварки требует предварительного подогрева до 150-200 градусов и последующей термообработки. Иначе сварные швы будут нестабильны и подвержены возникновению трещин.

Термическая обработка

Для улучшения физико-механических свойств стали 45 применяются разнообразные режимы термической обработки, в ходе которых происходит структурная перестройка кристаллической решетки. При термообработке необходимо учесть следующие факторы:

выбор правильного температурного режима не допустит перегрева и появления окалины;
от скорости нагрева зависит, какие именно характеристики приобретает металл;
продолжительность выдержки определяется критическими точками, формой и размерами заготовки;
качество изделия зависит от среды, в которой проходило его охлаждение.

В качестве предварительного этапа термообработки используется нормализация. Она облегчает механическую обработку металла.

Температура закалки стали 45 составляет 820-860 градусов. После нагрева изделие сразу помещается в охлаждающую среду, в качестве которой могут быть использованы:

чистая вода;
растворы солей;
минеральное масло.

Процесс охлаждения должен проходить быстро и строго по графику. Закалка повышает твердость сплава в 2-2,5 раза и увеличивает его износоустойчивость.

Сразу после закалки проводится отпуск, который поможет:

снять остаточные напряжения в металле, возникшие после закалки;
увеличить степень его вязкости;
снизить хрупкость.

Одновременно немного уменьшается и твердость металла. Добиться высоких значений прочности и износостойкости помогает низкий отпуск при 250 градусах.

Область применения

Благодаря характеристикам применение стали 45 затрагивает многие сферы, в частности, машиностроение. Почти 50% продукции отрасли изготавливается из этой стали:

конструкции различного диаметра, подверженные вращательным движениям;
детали сложных форм, испытывающие интенсивные механические нагрузки;
крепежные изделия, на поверхность которых действует избыточное поперечное давление;
листовой материал, который используется для обшивки несущих элементов.

Сталь востребована в производстве:

коленчатых и распределительных валов;
шестерен и шпинделей сложной конфигурации;
цилиндров и кулачков;
осей и гаек;
болтов, шайб.

При обслуживании и смазке этих изделий следует помнить о низкой коррозийной устойчивости металла.

Преимущества и недостатки

Свойства стали 45 определяют ее преимущества:

при большом функционале материал отличается вполне доступной ценой;
благодаря небольшой плотности конструкции получаются достаточно легкими;
детали, изготовленные из стали 45, способны эффективно работать в диапазоне температур от 200 до 400 градусов;
при использовании защитного покрытия сплав можно использовать в неблагоприятных климатических условиях;
хорошо поддается механической обработке;
характеризуется высоким пределом износоустойчивости и прочности.

Среди недостатков марки стали 45 следует отметить трудную свариваемость и неустойчивость к коррозии.

Сталь 20х: маркировка, характеристики и применение

Для изменения основных эксплуатационных качеств металлов довольно часто проводиться процесс легирования. Он предусматривает включение в основной состав металла дополнительных химических элементов, которые способны изменить определенные свойства. Процесс легирования настолько распространен, что большинство современных металлов относится именно к этой группе. Примером можно назвать сталь 20х. Она является представителем группы конструкционных сталей, но при этом в состав был добавлен хром для изменения некоторых эксплуатационных качеств металла. Рассмотрим сталь 20х, характеристики, применение и многие другие качества подробнее.

Расшифровка марки
Основные свойства
Особенности и область применения

Расшифровка марки

Проводить расшифровку маркировки конструкционных сталей достаточно просто. Рассматриваемый металл имеет следующий состав:

Содержание углерода составляет от 0,17 до 0,23%. Этот элемент определяет твердость и хрупкость металла.
Легирование в этом случае проводится путем добавления в состав хрома. Тот момент, что после буквы, обозначающей элемент, не стоит цифра указывает на концентрацию хрома в составе не более одного процента.
Присутствуют и другие элементы, свойственные конструкционным сталям.

Легирование рассматриваемого металла проводится для того, чтобы повысить твердость поверхностного слоя, оставив сердцевину менее прочной и более гибкой.

Основные свойства

Распространение рассматриваемого металла связано с тем, что он имеет относительно небольшую стоимость и подходит для изготовления самых различных деталей. Основными свойствами можно назвать нижеприведенную информацию:

Часто в качестве термической обработки проводится нормализация. Она позволяет сделать материал более устойчивым к механическому воздействию.
Удельный вес составляет 7830 килограмм на метр кубический.
Твердость поверхности относительно невысокая, но зачастую этого вполне достаточно для изготовления различных неответственных деталей.
Есть возможность проводить обработку резанием, для чего проводится предварительный нагрев металла.
За счет добавления в состав хрома существенно повышается степень свариваемости. Исключением можно назвать случай, когда нужно провести сваривание деталей, которые предварительно прошли процесс химико-термической обработки.
Нет склонности к отпускной хрупкости.

Кроме этого, не стоит забывать, что присутствие небольшого количества хрома в составе не приводит к повышению коррозионной стойкости. Поэтому сталь не подходит для изготовления деталей, которые будут эксплуатироваться в агрессивной среде.

Особенности и область применения

Область применения рассматриваемой стали весьма обширна. Примером можно назвать получение скоб и шаблонов большой длины. Для повышения жесткости и твердости поверхностного слоя дополнительно проводится цементирование в масле.

Чаще всего сталь 20х применяется для получения:

Гильз;
Втулок;
Шестерен;
Дисков;
Рычагов;
Обоймы.

При необходимости рассматриваемый металл заменяется аналогами 15Х или 18ХГТ. В других странах есть аналоги этой стали, которые маркируются по иным стандартам.

В качестве заготовки на заводы поставляют:

Прокат после отжига;
Горячекатаный прокат.

Относительно невысокая прочность структуры и другие физико-химические качества определяют нижеприведенные особенности применения металла:

При изготовлении измерительного инструмента, который при финишной обработке не подвергается процессу шлифования, рекомендуется проводить термическую обработку, представленную сочетанием закалки и отпуска.
Рекомендуется выполнять цементацию при изготовлении ответственных инструментов. В зависимости от толщины самого инструмента выбирается наиболее подходящая глубина цементации.
Для нагрева металла под закалку могут применяться камерные печи. Охлаждение выполняется в соляных или свинцовых ваннах. Если конфигурация детали сложная, то выполняется подогрев путем двукратного или трехкратного погружения с расплавленную соль. За счет этого обеспечивается равномерность разогрева структуры.
Охлаждение можно проводить в масляной ванной или в расплавленной соли. За счет этого можно существенно уменьшить степень проявления дефектов.
Целью проводимого отпуска становится снижение внутренних напряжений, которые могут возникать при проведении закалки. Подобные напряжения становятся причиной образования трещин и других дефектов на момент шлифования или выполнения чистовой обработки.

Довольно часто встречается ситуация, когда для сохранения размеров инструмента проводится его обработка холодом.

Вышеприведенная информация определяет то, что подобная сталь в большинстве случаев применима только при условии последующей химико-термической обработки. Поэтому в последнее время все чаще используют аналоги, которые обладают более высокими эксплуатационными качествами.

Пластичная, но прочная сталь 20х. Характеристики, свойства и аналоги

20Х — прочная и пластичная сталь, которая служит для создания строительных конструкций и деталей. Сплав легирован хромом, а значит, имеет хорошие показатели жаростойкости. Также хромистая сталь лучше сопротивляется разрушению кислотами и щёлочью.

Главные способы использования: создание цементуемых деталей с высоким запасом твердости поверхности и низкой прочностью сердцевины, служащих при трении на износ — шестерёнки, втулки, гильзы, плунжеры, диски, рычажки и др.

Термообработка и закалка

Для стали 20Х в большинстве случаев используют мягкий отжиг при 750–800 °С. Далее она охлаждается в печи до 500 °С.

Последний термический этап обработки – закалка при 950–1000 °С. После неё сплав подвергается выдержке в масле или на воздухе один-два часа и проверяется на заданную прочность и стойкость против коррозии.

Характеристики

Твердость

По Бринеллю: 170 НВ максимум.
По Роквеллу: 44–53.
В состоянии плавки: HB 10 -1 — 179.

Как определить плотность?

Плотность объекта при разных температурах:

Градусы	30	110	220	330	440	510	620	730	840	910
20Х	7820	7830	7680	—	7810	—	7540	—	—	—

Марка

Химический состав

Процентное соотношение элементов представленной стали по ГОСТ 4543-71:

Silicium: 0,17–0,37.
Manganum: 0,7–0,9.
Chromium: 0,6–1,0.
Carboneum: 0,18–0,23.

к содержанию ↑

Предел прочности и текучести

Мера прочности, что может привести к разрыву, колеблется от 36 до 46 кгмм 2 .
Текучесть 20Х — 300 мегапаскаль.

Ударная вязкость

Вид материала	Ударная вязкость, Дж/см 2 , с температурой, °С
Вид материала	+20	-20	-40	-60
Прут радиусом среза 57,5 мм; закаливание и отпуск	270–286	270–289	267–277	251–264

Температура эксплуатации

Сталь может эксплуатироваться в пределах данных температур:

Ac1 = 750.
Ac3 (Acm) = 815.
Ar3 (Arcm) = 745.
Ar1 = 675 , Mn = 380.

Механические свойства

ГОСТ	Поставка, вид тепловой обработки	Сечение, мм	_{Условная мера текучести}(мегапаскаль)	Мера прочности (кратковременная) (мегапаскаль)	Относительное расширение после разрыва в %	Относительное сужение в %	Вязкость от удара (Килоджоуль / м 2 )	Проверка по шкале Бриннеля, не более
ГОСТ 4543-71	Стальной прут, закалённый на 880 °С, H2O или масло; закалка используется при 770–820 °С, вода или масло; отпуск, заключительный этап — 180 °С, воздух или масло	14	630	770	11	40	59
ГОСТ 10702-78	Сталь, прошедшая нагартовку и калибровку с нужной отделкой без нагрева и охлаждения	585	5	45	207
Прут. Насыщение диффузионными частицами углерода поверхности стали: 920–950 °С, воздух; закалка 800 °С, масло; заключительный этап: 190 °С, воздух	50	380	640	13	40	49	250 (верх 55-63)

Механические свойства поковок(не полностью готовых изделий) 20Х:

Теплообработка	Сечение, мм	КП	Условная мера текучести в мегапаскалях	Мера кратковременной прочности в мегапаскалях	Относительное удлинение после разрыва (%)	Относительное сужение в %	KCU (кдж/ м 2 )	Твёрдость по Бриннелю (шарик), не более
Приход к норме	до 100 100–300 300–500	185	195	390	26 22 21	55 51 46	59 53 49	111–156
	до 100 100–300	225	215	430	24 21	52 49	52 49	124–168
	до 100	235	245	470	22	47	48	142–179
Закалка. Отпуск	100–300	255	245	470	19	41	39	142–169
	до 100 100–300	285	275	530	22 17	41 37	47 34	157–197
	100–300 100–300	325 355	315 345	570 590	14 17	34 45	36 54	168–209 174–217

Характеристики стали, зависящие от температуры нагрева и последующего охлаждения:

Температура отпуска, °С	Условная мера текучести (мегапаскаль)	Временное сопротивление разрыву (мегапаскаль)	Отношение приращения длины образца после разрыва к его перво- начальной длине (%)	Относительное сужение %	Ударная вязкость (кдж/ м 2 )
Прут радиусом 12,5 мм. Закалка — девятьсот градусов Цельсия.
210 310 410 510 610	660 700 700 680 620	880 869 835 758 730	18 17 18 21 20	58 65 70 71 70	118 147 176 196 225

Механические свойства 20Х при высоких температурах:

Температура опыта, °С	Условная текучесть (мегапаскаль)	Сила сопротивления разрыву по времени (мегапаскаль)	Относительное удлинение после разрыва (%)	Относительное сужение %	KCU (кдж/ м 2 )
Объект размером 6 мм, длина 31 мм, подвергался ковке и нормализован. Величина скорости деформирования 15 мм/мин. Скорость изменения формы — 0,008 1/с
710 810 910 1010 1110 1210	130 63 51 33 21 14	150 93 84 51 33 25	48 56 64 78 98	89 76 87 96 100

к содержанию ↑

Отпускная хрупкость

Сталь не имеет склонности к хрупкости при отпуске.

Свариваемость

Данную сталь можно варить без каких-либо ограничений.

Группа

Сталь 20Х ГОСТ 4543-71. Группа стали — хромистая.

Цена в 2021 году

Ценовая политика компаний на данную марку стали по видам изделий:

круг Ст20Х ф100 — 61 200 ₽;
круг Ст20Х ф140 — 59 400 ₽;
круг Ст 20Х Ф42 — 51 600 ₽;
полоса 20Х 50 (60) × 230 (240) × 760 — 90 000 ₽;
квадрат Ст 20Х 120 × 120 — 70 800 ₽;
поковка Ст 20Х Ф335 — 118 800 ₽;
труба — 82 000 ₽.

Расшифровка марки

Данное сокращение свидетельствует, что это сталь конструкционного типа с 0,2 % углерода и высоким избытком хрома.

Область применения

Чаще всего применяется для получения:

Гильз.
Втулочных изделий.
Шестереночных деталей.
Дисков.
Рычагов.
Обоймы.

Также её используют в создании скоб и шаблонов большой длины.

Свойства

Технологические

Температура обработки давлением: начальный показатель — 1260, конечный — 750. Заготовки, имеющие сечение размером 200 мм, остывают при комфортной температуре 22–20 °C, сечением 202–710 мм получают отжиг низкими температурами.
Обработка резанием — K_{v тв.спл} = 1,3 и K_{v б.ст} = 1,7 в горячекатаном положении имеет НВ 131 σ_в = 460 мегапаскаль.
Склонность стали к поражению флокенами (дефекты внутри) — малочувствительна. Снижение пластичности закаленной легированной стали — не склонна.

к содержанию ↑

Физические

Число теплопроводности, количество теплоты, проходящей в течение единицы времени через единицу вещества при температуре по Цельсию:

Сталь	Двадцать	Сто	Двести	Триста	Четыреста	Пятьсот	Шестьсот	Семьсот	Восемьсот	Девятьсот
20Х	216	214	198	192	181	173	165	142	133	—

Число расширения при воздействии теплом, температура опытов по Цельсию:

20–100	20–200	20–300	20–400	20–500	20–600	20–700	20–800	20–900	20–1000
11,5	11,9	13,4	13,8	13,9	15,0	—	—	—	—

Отношение теплоёмкости к массе джоуль / (килограмм × кельвин), температура в градусах Цельсия:

20–100	20–200	20–300	20–400	20–500	20–600	20–700	20–800	20–900	20–1000
496	507	524	536	566	587	625	706	—	—

Число нормативной силы пластичности, упругости Е, гигапаскаль, температура в градусах Цельсия:

Сталь	Двадцать	Сто	Двести	Триста	Четыреста	Пятьсот	Шестьсот	Семьсот	Восемьсот	Девятьсот
20Х	215	212	197	194	180	170	164	142	132	—

Модуль мощи пластичности с дисбалансом на вращение G, гигапаскаль, температура в градусах Цельсия:

Сталь	Двадцать	Сто	Двести	Триста	Четыреста	Пятьсот	Шестьсот	Семьсот	Восемьсот	Девятьсот
20Х	84	82	78	75	72	66	63	57	51	—

к содержанию ↑

Аналоги

Отечественные

Сплав можно заменить следующими отечественными заменителями:

12ХН2.
15Х.
18ХГТ.
20ХН.

Зарубежные

Англия: BS207.
USA: 1020, G10200, 1023.
Япония: S22C, STB410, S20CK, S20C.
Франция: 1C22, AF42, AF42C20, C20.

Сталь 20Х — конструкционная легированная

Заменители

Стали 15Х, 20ХН, 12ХН2, 18ХГТ.

Иностранные аналоги

Германия DIN		20Cr4, 20CrS4
США (AISI, SAE, ASTM)		5120, 5120H
Великобритания (BS)		207
Япония (JIS)		SCr420, SCr420H

ВАЖНО. Возможность замены определяется в каждом конкретном случае после оценки и сравнения свойств сталей

Вид поставки

Cортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543—71, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 2879-88.

Калиброванный пруток ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 1051-73.

Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77.

Лист толстый ГОСТ 1577—93, ГОСТ 19903—74.

Полоса ГОСТ 82—70, ГОСТ 103—76.

Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70.

Трубы ГОСТ 8731-87, ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-74, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 13663-86.

Назначение

Втулки, шестерни, обоймы, гильзы, диски, плунжеры, рычаги и другие цементуемые детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины, детали, работающие в условиях износа при трении.

Расшифровка стали 20Х

Цифра 20 обозначает, что содержание углерода в стали составляет 0,2%.

Буква Х означает, что в стали содержится хром в количестве до 1,5%.

Применение стали 20Х корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора, изготовленных из проката, поковок (штамповок) (ГОСТ 33260-2015)

Марка стали	НД на поставку	Температура рабочей среды (стенки), °С	Дополнительные указания по применению
20X ГОСТ 4543	Поковки ГОСТ 8479.

Сортовой прокат
ГОСТ 4543.

Листы ГОСТ 1577,
категории 2, 3.

Применение стали 20Х для деталей арматуры и пневмоприводов, не работающих под давлением и не подлежащих сварке, предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур (ГОСТ 33260-2015)

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
20Х	200	900 (90)	-60	15

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.

к содержанию ↑

Температура критических точек, °С

Ас₁	Ас₃	Аr₃	Аr₁	M_н
750	825	755	665	390

Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)

С	Si	Mn	Cr	Ni	Cu	S	P
С	Si	Mn	Cr	не более
0,17-0,23	0,17-0,37	0,5-0,8	0,7-1,0	0,30	0,30	0,035	0,035

Химический состав, % (ГОСТ 4543-2016)

Марка стали	Массовая доля элементов, %
Марка стали	С	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	Al	Ti	V	B
20Х	0,17-0,23	0,17-0,37	0,5-0,8	0,7-1,0	—	—	—	—	—	—

ПРИМЕЧАНИЕ: знак «-» означает, что массовую долю данного элемента не нормируют и не контролируют, если не указано иное.

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

20Х 179

ПРИМЕЧАНИЕ
Твердость калиброванной металлопродукции в отожженном (ОТ) или высокоотпущенном (ВО) состоянии, а также горячекатаной и кованой металлопродукции, нормализованной с последующим высоким отпуском (Н+ВО), может быть на 15 НВ более указанной в таблице выше.

Твердость горячекатаной и кованой металлопродукции, поставляемой без термической обработки, не нормируют и не контролируют.

Твердость калиброванной металлопродукции и металлопродукции со специальной отделкой поверхности диаметром или толщиной свыше 5 мм, поставляемой в нагартованном состоянии (НГ), должна соответствовать нормам, указанным в таблице ниже.

Марка стали	Твердость НВ, не более
20Х	229

к содержанию ↑

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 σ_т, Н/мм 2	Временное сопротивление σ_в, Н/мм 2	Относительное		Ударная вязкость КС U, Дж/см2
	Температура, °С		Среда охлажде- ния	Темпера- тура, °С	Среда охлаждения			удлинение δ₅,%	сужение Ψ, %
	1-й закалки или нор- мализации	2-й за- калки
20Х	880	770— 820	Вода или масло	180	Воздух или масло	635	780	11	40	59	15

к содержанию ↑

Механические свойства проката

ГОСТ	Состояние поставки, режим термообработки	Сечение, мм	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	Ψ, %	KCU, Дж/см 2	Твердость, не более
ГОСТ	Состояние поставки, режим термообработки	Сечение, мм	не более					Твердость, не более
ГОСТ 4543-71	Пруток. Закалка с 880 °С в воде или масле, закалка с 770-820 °С в воде или масле; отпуск при 180 °С, охл. в воде или в масле	15	640	780	11	40	59	—
ГОСТ 10702-78	Сталь нагартованная -калиброванная и калиброванная со специальной отделкой без термообработки	—	—	590	5	45	—	HB 207
ГОСТ 10702-78	Пруток. Цементация при 920-950 °С, охл. на воздухе; закалка с 800 °С в масле; отпуск при 190 °С, охл. на воздухе	60	390	640	13	40	49	HB 250; HRC₅ 55-63

к содержанию ↑

Механические свойства поковок (ГОСТ 8479-70)

Термообработка	Сечение, мм	КП	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	Ψ, %	KCU, Дж/см 2	Твердость HB, не более
Термообработка	Сечение, мм	КП	не менее					Твердость HB, не более
Нормализация	До 100	195	195	390	26	55	59	111-156
	100-300	23	50	54
	300-500	20	45	49
	До 100	215	215	430	24	53	54	123-167
	100-300	20	48	49
	До 100	245	245	470	22	48	49	143-179
Закалка+отпуск	100-300	19	42	39	143-179
	До 100	275	275	530	20	40	44	156-197
	100-300	275	275	530	17	38	34	156-197
	100-300	315	315	570	14	35	34	167-207
	100-300	345	345	590	17	40	54	174-217

к содержанию ↑

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t_отп. °С	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	Ψ, %	KCU, Дж/см 2
200	650	880	18	58	118
300	690	880	16	65	147
400	690	850	18	70	176
500	670	780	20	71	196
600	610	730	20	70	225

Примечание: Пруток диаметром 25 мм; закалка с 900 °С, в масле.

Механические свойств при повышенных температурах

t_исп. °С	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	Ψ, %
700	120	150	48	89
800	63	93	56	74
900	51	84	64	88
1000	33	51	78	97
1100	21	33	98	100
1200	14	25	—	—

ПРИМЕЧАНИЕ: Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, кованый и нормализованный; скорость деформирования 16 мм/мин; скорость деформации 0,009 1/с.

Предел выносливости при n = 10 7

Термообработка	σ_-1, МПа
Нормализация, σ_0,2 = 295-395 МПа, σ_в = 450-590 МПа, HB 143-179	235
Закалка + высокий отпуск, σ_0,2 = 490 МПа, σ_в = 690 МПа, HB 217-235	295
Цементация + закалка + низкий отпуск, σ_0,2 = 790 МПа, σ_в = 930 МПа, HRCэ 57-63	412

Ударная вязкость KCU

Состояние поставки	KCU, Дж/см 2 , при температуре, °С
Состояние поставки	+20	-20	-40	-60
Пруток диаметром 115 мм; закалка + отпуск	280-286	280-289	277-287	261-274

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1260, конца 750. Заготовки сечением до 200 мм охлаждаются на воздухе, сечением 201-700 мм подвергаются низкотемпературному отжигу.

Обрабатываемость резанием — K_{v тв.спл} = 1,3 и K_{v б.ст} = 1,7 в горячекатаном состоянии при НВ 131 σ_в = 460 МПа.

Склонность к отпускной хрупкости — не склонна.