Stal węglowa C45 1.0503
C45 to niestopowa stal konstrukcyjna średniowęglowa o zawartości węgla wynoszącej około 0,45%. Jest jednym z najczęściej stosowanych gatunków stali konstrukcyjnych przeznaczonych do wykonywania elementów maszyn, części poddawanych obciążeniom mechanicznym oraz komponentów wymagających możliwości obróbki cieplnej. Nadaje się do ulepszania cieplnego
Oznaczenia
Ta sama stal pod nazwami, których używa się w różnych normach i krajach. Wpisanie dowolnej z nich w wyszukiwarce prowadzi na tę stronę.
| System | Oznaczenie |
|---|---|
| Werkstoff-NrNumer materiałowy — tak stal opisują huty i dostawcy w Europie. | 1.0503 |
| ENOznaczenie normy europejskiej, budowane ze składu chemicznego. | C45 |
| DINStarsze oznaczenie niemieckie, wciąż spotykane w dokumentacji. | C45 |
| PNOznaczenie polskie — to zwykle jest na rysunku i w rozmowie na hali. | 45≈ odpowiednik przybliżony |
| AISIOznaczenie amerykańskie, częste w katalogach narzędzi i literaturze. | 1045 |
| Nazwa handlowaJak stal nazywa się w praktyce warsztatowej i w sklepie. | C45 |
≈ Zbliżony gatunek, nie ten sam. Do zamiany w produkcji wymaga sprawdzenia w karcie materiałowej.
Właściwości
| Właściwość | Symbol | Wartość | Źródło |
|---|---|---|---|
| Gęstość | ρ | 7850 kg/m³ | 10083-2 |
| Granica plastyczności | Re | 275 MPa | 10083-2 |
| Wytrzymałość na rozciąganie | Rm | 560 MPa | 10083-2 |
| Moduł Younga | E | 210 GPa | 10083-2 |
| Liczba Poissona | ν | 0,3 | 10083-2 |
| Twardość Brinella | HB | 170–227 HB | 10083-2 |
| Rozszerzalność cieplna | α | 11,5 10⁻⁶/K | 10083-2 |
| Przewodność cieplna | λ | 47–49,4 W/(m·K) | 10083-2 |
| Ciepło właściwe | c | 460–480 J/(kg·K) | 10083-2 |
| Temperatura topnienia | Tm | 1420–1460 °C | 10083-2 |
| Rezystywność | ϱ | 0,2 µΩ·m | 10083-2 |
Wartości nominalne z podanych norm. Do obliczeń wytrzymałościowych używaj atestu materiałowego od dostawcy.
Skład chemiczny
Zakresy dopuszczone przez normę, w procentach masowych. Rzeczywisty skład wytopu podaje atest hutniczy.
- Pierwiastek — Zawartość
- C
- 0,42–0,50 %
- Mn
- 0,50–0,80 %
- Si
- 0,10–0,40 %
- P
- maks. 0,045 %
- S
- maks. 0,045 %
- Cr
- maks. 0,40 %
- Ni
- maks. 0,40 %
- Cu
- maks. 0,30 %
- Mo
- maks. 0,10 %
- Fe
- 98,50–99,00 %
Obróbka cieplna
Temperatury podane w stopniach Celsjusza. Ośrodek chłodzący i twardość po zabiegu tak, jak podaje karta materiałowa. Ten sam zabieg może wystąpić kilka razy — np. hartowanie w wodzie i w oleju dają różną twardość.
| Zabieg | Temperatura | Ośrodek | Twardość |
|---|---|---|---|
| HartowanieTemperatura austenityzowania i ośrodek chłodzący. | 820–860 °C | Woda, Olej | 50–60 HRCWoda dla prostszych kształtów lub olej dla mniejszego ryzyka pęknięć |
| Wyżarzanie zmiękczająceStan dostawy i stan, w którym stal się obrabia. Twardość podana jako górna granica. | 650–700 °C | Powolne najczęściej wraz z piecem do około 500 °C, a następnie na powietrzu | 207–229 HB |
| Wyżarzanie odprężającePo obróbce zgrubnej, przed wykańczającą — zdejmuje naprężenia, które inaczej wyjdą przy hartowaniu. | 600–650 °C | — | 170–229 HB |
| OdpuszczanieWyższa temperatura to niższa twardość i większa ciągliwość. Zakres zbiorczy, gdy karta gatunku nie dzieli odpuszczania na niskie i wysokie. | 550–660 °C | — | 20–35 HRC |
Wartości nominalne z podanych norm. Do obliczeń wytrzymałościowych używaj atestu materiałowego od dostawcy.
Kalkulatory dla tego materiału
Gęstość tego materiału zostanie wczytana automatycznie po przejściu do kalkulatora.
Zastosowania
Części maszyn
Wały napędowe, osie, wrzeciona, trzpienie, sworznie, tuleje i mimośrody
Przemysł motoryzacyjny i mechaniczny
Elementy konstrukcyjne pojazdów, wały silników elektrycznych, niehartowane koła zębate i piasty kół
Narzędzia i akcesoria
Proste noże, formy do przetwórstwa tworzyw sztucznych oraz płyty bazowe i podkładki
Spawalność
C45 zawiera około 0,42–0,50% węgla, przez co jej spawalność jest wyraźnie gorsza niż C35. Podczas spawania istnieje zwiększone ryzyko powstawania twardych struktur w strefie wpływu ciepła oraz pęknięć zimnych.
Spawanie większych elementów wymaga odpowiedniego przygotowania technologicznego. Zalecane może być podgrzewanie wstępne, kontrolowanie temperatury międzyściegowej oraz odpowiednio powolne chłodzenie po zakończeniu spawania.
C45 nie jest dobrym wyborem, jeśli konstrukcja ma być intensywnie spawana.
Obróbka cieplna
Jedną z najważniejszych zalet C45 jest bardzo dobra podatność na obróbkę cieplną. Stal można poddawać:
normalizowaniu, wyżarzaniu zmiękczającemu, wyżarzaniu odprężającemu, hartowaniu, odpuszczaniu, ulepszaniu cieplnemu.
Dzięki zawartości około 0,45% C C45 pozwala uzyskać znacznie większą twardość po hartowaniu niż C22 czy C35.
Najczęściej stosowanym procesem dla elementów maszyn jest hartowanie i odpuszczanie, które pozwala uzyskać wysoką wytrzymałość przy zachowaniu odpowiedniej ciągliwości.
Plastyczność
C45 posiada dobrą plastyczność w stanie wyżarzonym i normalizowanym, jednak jest mniej podatna na odkształcenia niż C35.
Może być poddawana kuciu, walcowaniu i innym procesom obróbki plastycznej, szczególnie na gorąco.
Po hartowaniu plastyczność znacznie spada, dlatego nie powinno się intensywnie odkształcać elementów w stanie zahartowanym.
Obróbka skrawaniem
C45 jest popularnym materiałem do obróbki skrawaniem i dobrze nadaje się do toczenia, frezowania, wiercenia, rozwiercania oraz gwintowania.
Najlepszą skrawalność uzyskuje się w stanie wyżarzonym, normalizowanym lub odpowiednio ulepszonym cieplnie. Po zahartowaniu obróbka staje się znacznie trudniejsza i wymaga odpowiednich narzędzi oraz parametrów.
W porównaniu z C35 C45 jest nieco twardsza i bardziej wytrzymała, ale przez to wymaga również większych sił skrawania.
Zdjęcia i wykresy
Mikrostruktury, wykresy CTP i inne materiały graficzne dla tego gatunku. Kliknij, aby powiększyć.