Сталь марки 45Л
| Марка: 45Л (заменители: 35Л, 55Л, 50Л, 40Л) Класс: Сталь для отливок обыкновенная Вид поставки (ГОСТ 45Л): отливки ГОСТ 977-88. Применение в промышленности: станины, зубчатые колеса и венцы, тормозные диски, муфты, кожухи, опорные катки, звездочки и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности и высокого сопротивления износу и работающие под действием статических и динамических нагрузок. |
| Химический состав в % стали 45Л | ||
| C | 0,42 - 0,5 | |
| Si | 0,2 - 0,52 | |
| Mn | 0,4 - 0,9 | |
| Ni | до 0,3 | |
| S | до 0,045 | |
| P | до 0,04 | |
| Cr | до 0,3 | |
| Cu | до 0,3 | |
| Fe | ~97 | |
| Зарубежные аналоги марки стали 45Л | ||
| Германия | 1.0558, GS-60 | |
| Англия | A3 | |
| Китай | ZGD410-620 | |
| Болгария | 45LI, 45LII | |
| Венгрия | Ao550, Ao550FK | |
| Польша | L600, LII600 | |
| Румыния | OT600-1, OT600-3 | |
| Чехия | 422660 | |
| Финляндия | G-30-57 | |
| Норвегия | Sst570 | |
| Свойства и характеристики 45Л: |
| Термообработка: Нормализация 860 - 880oC, Отпуск 600 - 630oC, Твердость материала: HB 10 -1 = 143 - 241 МПа Температура критических точек: Ac1 = 725 , Ac3(Acm) = 770 , Ar3(Arcm) = 720 , Ar1 = 690 Свариваемость материала: трудносвариваемая. Способ сварки: РДС, необходимы подогрев и последующая термообработка. Флокеночувствительность: не чувствительна. Склонность к отпускной хрупкости: не склонна. Обрабатываемость резанием: в отожженном состоянии при HB 200 К υ тв. спл=1,1 и Кυ б.ст=0,7 Температура начала затвердевания, °С: 1480-1490 Показатель трещиноустойчивости, Кт.у.: 0,8 Склонность к образованию усадочных раковин, Ку.р.: 1,2 Жидкотекучесть, Кж.т.: 1,0 Линейная усадка, %: 2.2 - 2.3 Склонность к образованию усадочной пористости, Ку.п. 1,0 |
| Механические свойства в сечениях до 100 мм (ГОСТ 977-88) | ||||||
| Режимы термообработки | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (Дж / см2) | HRC∂ (HB) |
| не менее | ||||||
| Нормализация 860-880 °С. Отпуск 600-630 °С Закалка 860-880 °С. Отпуск 550-600 °С Нормализация 860-880 °С. Отпуск 630-650 °С Закалка ТВЧ, низкий отпуск, охлаждение в воде | 320 400 290 --- | 550 600 520 --- | 12 10 10 --- | 20 20 18 --- | 29 24 24 --- | --- --- (148-217) Поверхности 42-56 |
| Механические свойства отливок сечением 100 мм в зависимости от температуры отпуска | |||||
| Температура отпуска, °С | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (Дж / см2) | HB |
| Закалка 830 °С, масло | |||||
| 200 300 400 | 1810 1670 1390 | --- 2 4 | --- 3 9 | 3 6 10 | 550 500 450 |
| Предел выносливости стали 45Л | |
| σ-1, МПА | Состояние стали |
| 229 245 274 | σ0,2=310 МПа, σв=660 МПа, НВ 187 σ0,2=340 МПа, σв=640 МПа, НВ 179 σ0,2=475 МПа, σв=730 МПа, НВ 207 |
| Физические свойства стали 45Л | ||||||
| T (Град) | E 10- 5 (МПа) | a 10 6 (1/Град) | l (Вт/(м·град)) | r (кг/м3) | C (Дж/(кг·град)) | R 10 9 (Ом·м) |
| 20 | 7800 | |||||
| 100 | 11.6 | 68 | 470 | |||
| 200 | 55 | 483 | ||||
| 300 | ||||||
| 400 | 36 | 525 | ||||
| 500 | 32 | |||||
| 600 | 571 | |||||
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.
Свойства сварных соединений на отливках из стали 45Л: при заварке дефектов в отливках из стали 45Л проволоками Св-08ГС и Св-10ГС предел прочности наплавленного металла составляет 48-55 кг/мм2, что ниже предела прочности стали 45Л по техническим условиям. В связи с этим для заварки дефектов отливок из стали 45Л были опробованы проволока Св-18ХГСА и опытная проволока, содержащая 1,66% кремния и 1,85% марганца.
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).
| Механические свойства сварных соединений, выполненных на стали 45Л проволокой 18ХГСА и опытной кремнемарганцевой проволокой | |||||||
| Исследуемые материалы | Предел прочности в кг/мм 2 | Предел текучести в кг/мм 2 | Относительное удлинение в % | Относительное сужение в % | Ударная вязкость в кгм/см 2 | Термическая обработка | |
| Наплавлен-ный металл при сварке | Проволокой Св-18ХГСА | (61.6 - 64.9) / 63.0 (50.4 - 52.9) / 51.4 | (42.9 - 45.0) / 43.7 (28.9 - 31.7) / 30.2 | (16.7 - 21.7) / 19.5 (27.0 - 31.7) / 29.7 | (38.6 - 45.9) / 41.9 (59.9 - 62.8) / 61.8 | (6.09 - 7.9) / 7.0 (7.8 - 11.9) / 9.7 | Без термической обработки Нормализация 880 - 900° C, отпуск 550 - 560° C |
| Опытной крем-немарганцевой проволокой | (58.3 - 61.0) / 59.7 (57.0 - 61.0) / 59.2 | (35.7 - 39.8) / 38.0 (35.1 - 37.8) / 36.3 | (19.7 - 26.3) / 22.4 (27.3 - 31.3) / 28.8 | (28.6 - 59.0) / 34.4 (57.1 - 59.9) / 59.0 | (7.4 - 8.4) / 7.7 (7.3 - 8.6) / 8.0 | Без термической обработки Нормализация 880 - 900° C, отпуск 550 - 560° C | |
| Зона сплавления (при сварке проволокой 18ХГСА) | (55.3 - 59.8) / 57.1 (57.7 - 63.3) / 59.6 | (34.8 - 35.8) / 35.2 (32.8 - 35.0) / 34.2 | (12.0 - 15.0) / 13.8 (16.3 - 17.3) / 16.7 | (22.0 - 41.5) / 30.6 (22.9 - 57.8) / 36.9 | (4.6 - 6.6) / 5.5 (6.8 - 9.6) / 7.8 | Без термической обработки Нормализация 880-900° C, отпуск 550 - 560° C | |
| Основной металл | (59.4 - 60.3) / 59.8 ≥ 55 | (30.7 - 32.3) / 31.6 ≥ 32 | (13.7 - 15.7) / 14.7 ≥ 12 | (24.9 - 30.6) / 26.8 ≥ 20 | (4.4 - 5.4) / 4.7 ≥ 3.0 | Нормализация 880 - 900° C, отпуск 550 - 560° C Требования ТУ | |
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.
После термической обработки твердость наплавленного металла и зоны термического влияния значительно снижается, приближаясь к твердости основного металла.
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.
| Химический состав металла, наплавленного на сталь 45Л проволокой Св-18ХГСА и опытной кремнемарганцевой проволокой | ||||||
| Исследуемые материалы | Содержание элементов в % | |||||
| Углерод | Кремний | Марганец | Хром | |||
| Металл, наплавленный проволокой Св-18ХГСА | Проба № 1 Проба № 2 Проба № 3 | 0.14 0.15 0.27 | 0.59 0.53 0.44 | 0.61 0.58 0.59 | 0.80 0.60 0.50 | Металл, наплавленный опытной проволокой | Проба № 1 Проба № 2 Проба № 3 | 0.14 0.16 0.22 | 1.18 1.06 0.80 | 1.26 1.21 0.81 | - - - |
| Проволока Св-18ХГСА Опытная проволока Основной металл | 0.12 0.08 0.45 | 0.96 1.66 0.19 | 0.88 1.85 0.61 | 0.91 - 0.05 | ||
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 | |
| sв | - 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/см2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
| sT | - 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 20o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м3 | |
| HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С | |
| HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σtТ | - предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
