1. Perkenalan
1045 Baja karbon berdiri sebagai contoh utama di dalam baja karbon sedang keluarga.
Dengan kira -kira 0.45% kandungan karbon, itu menyeimbangkan antara kekuatan dan keuletan, membuatnya cocok untuk beragam aplikasi industri.
Selama bertahun -tahun, Baja karbon telah berevolusi secara signifikan-dari hari-hari awal varian rendah karbon hingga paduan canggih yang memenuhi persyaratan kinerja tertentu.
Munculnya nilai seperti 1045 telah merevolusi sektor mulai dari otomotif dan konstruksi hingga perkakas dan mesin.
Artikel ini memeriksa 1045 Baja karbon dari berbagai perspektif, termasuk komposisi kimianya, Karakteristik mikrostruktur, sifat fisik dan mekanik, dan teknik pemrosesan.
2. Komposisi dan Klasifikasi Kimia
Memahami komposisi kimia 1045 Baja karbon sangat penting untuk menghargai karakteristik kinerjanya dan kemampuan pemrosesan.
Di bagian ini, Kami merinci riasan unsurnya, Diskusikan karakteristik mikrostruktur di berbagai negara bagian, dan tinjau standar yang relevan yang mengatur penggunaannya secara global.
Makeup kimia
1045 Baja karbon termasuk dalam kategori baja karbon menengah dan biasanya berisi tentang 0.45% karbon.
Selain karbon, Tingkat baja ini mencakup sejumlah elemen lain yang terkontrol, yang secara kolektif berkontribusi pada keseimbangan kekuatan dan keuletannya.
Komposisi yang khas adalah sebagai berikut:
- Karbon (C): ~ 0,42-0,50%
- Mangan (M N): ~ 0,60-0,90%
- Silikon (Dan): ~ 0,10-0,40%
- Fosfor (P): ≤0.035%
- Sulfur (S): ≤0.040%
Komposisi yang diatur dengan cermat ini memastikan hal itu 1045 Baja karbon mencapai campuran kekerasan yang diinginkan, kekuatan tarik, dan kemampuan mesin.
Diagram fase besi -karbon memainkan peran penting dalam pemahaman 1045 perilaku baja.
Suhu kritis, seperti A1 (Sekitar 727 ° C.) Dan A3 poin, Tentukan transisi di mana perubahan mikrostruktur terjadi - misalnya, transformasi dari austenite ke campuran ferit dan pearlite.
Keseimbangan fase ini sangat penting untuk merancang perlakuan panas yang sesuai yang mengoptimalkan kinerja baja.
Karakteristik mikrostruktur
Struktur mikro 1045 Baja karbon bervariasi secara signifikan tergantung pada riwayat pemrosesannya, secara langsung mempengaruhi sifat dan aplikasi mekaniknya.
Keadaan as-rolled:
Dalam kondisi yang tidak berguling, 1045 Baja karbon umumnya menampilkan struktur pita yang terdiri dari ferit dan pearlite.
Pita ferit-pearlite biasanya sesuai dengan klasifikasi ukuran butir ASTM E112 dalam kisaran 5 ke 8, memberikan campuran daktilitas dan kekuatan yang seimbang.
Keadaan yang dirawat panas:
- Padam dan marah:
Saat didinginkan dari daerah austenitik dan kemudian marah, 1045 berubah menjadi martensit temper.
Proses perlakuan panas ini secara signifikan meningkatkan kekerasan, dengan nilai kekerasan khas mencapai sekitar 50–55 HRC (Kekerasan Rockwell c).
Martensit tempered dikenal karena kekuatannya yang tinggi dan peningkatan ketahanan aus, yang membuatnya cocok untuk menuntut aplikasi struktural. - Dinormalisasi:
Normalisasi melibatkan pemanasan baja ke suhu di atas kisaran kritisnya, diikuti dengan pendingin udara.
Perawatan ini menyempurnakan struktur mikro ke pearlite halus seragam, yang meningkatkan kemampuan mesin dan memberikan sifat mekanik yang lebih dapat diprediksi di seluruh material.
Standar dan Spesifikasi Global
Memastikan konsistensi dan keandalan, 1045 Baja karbon menganut berbagai standar secara global. Spesifikasi ini memandu jaminan kualitas dan kinerja material:
Standar ASTM:
- ASTM A576: Menutupi batang baja karbon yang selesai dingin, Memberikan pedoman untuk toleransi dimensi dan sifat mekanik.
- ASTM A108: Menentukan baja presisi-tanah, menetapkan standar untuk akhir permukaan dan akurasi dimensi.
Standar ISO:
- Iso 683-1:2023: Rincian Persyaratan untuk Baja yang Diobati, Memastikan tingkat kualitas dan kinerja yang konsisten di berbagai batch dan berjalan produksi.
Dia standar:
- He G4051 S45C: Mewakili standar industri Jepang untuk baja karbon menengah, sejajar dengan sifat kimia dan mekanik yang diharapkan dari baja karbon seperti 1045.
3. Sifat fisik dan mekanik 1045 Baja Karbon
Di bagian ini, Kami menganalisis kinerja mekanisnya, karakteristik fisik, dan perilaku dalam berbagai kondisi.
Sifat mekanik
1045 Baja karbon menunjukkan sifat mekanik yang dapat dirancang secara signifikan melalui perlakuan panas, membuatnya sangat fleksibel. Nilai mekaniknya yang khas adalah:
| Milik | Seperti yang digulung / Dinormalisasi | Padam & Marah |
|---|---|---|
| Kekuatan tarik (MPa) | 570–700 | 750–880 |
| Kekuatan luluh (MPa) | 300–450 | 450–600 |
| Pemanjangan (%) | 16–20 | 12–15 |
| Kekerasan (Brinell) | 170–210 | 200–300 |
| Dampak ketangguhan (J, V-notch @ rt) | 25–35 | 20–30 |
Sifat fisik
1045 Baja karbon berbagi sifat fisik umum dengan baja karbon polos lainnya, tetapi kandungan karbonnya berkontribusi pada peningkatan kekuatan. Nilai fisik yang khas termasuk:
| Milik | Nilai |
|---|---|
| Kepadatan | ~ 7.85 g/cm³ |
| Titik lebur | ~ 1460–1490 ° C. |
| Konduktivitas termal | ~ 49 w/m · k |
| Resistivitas listrik | ~ 0,18 µΩ · m |
| Kapasitas panas spesifik | ~ 490 j/kg · k |
| Modulus elastisitas | ~ 205 GPa |
| Rasio Poisson | ~ 0,29 |
Kinerja dalam berbagai kondisi
- Pengaruh perlakuan panas: Sifat mekanik sangat bervariasi tergantung pada perlakuan panas. Pendinginan meningkatkan kekerasan dan kekuatan tetapi mengurangi keuletan, Sambil Memperbaiki Kecanggihan.
- Resistensi kelelahan: Dalam komponen berputar seperti poros dan as, Kekuatan kelelahan adalah metrik yang kritis.
1045 baja karbon, Saat marah dengan benar, berkinerja baik dalam kondisi pemuatan siklik, dengan batasan kelelahan mencapai ~ 350 MPa. - Pakai ketahanan: Kandungan karbon yang lebih tinggi berkontribusi pada peningkatan karakteristik keausan, terutama setelah pengerasan permukaan atau karburasi.
- Kinerja suhu tinggi: 1045 mempertahankan kekuatan sedang pada suhu tinggi (hingga ~ 300 ° C.).
Di luar ini, Degradasi mekanis dimulai, Jadi untuk aplikasi panas tinggi, Baja paduan mungkin lebih disukai.
4. Pemrosesan dan pertimbangan manufaktur 1045 Baja Karbon
1045 Kemampuan beradaptasi karbon dengan berbagai metode pemrosesan adalah faktor kunci dalam popularitasnya di seluruh industri.
Apakah bekerja panas, pemesinan, atau perawatan panas, Baja karbon sedang ini menawarkan profil seimbang yang mendukung produksi yang efisien tanpa mengurangi kinerja.
Bagian ini menggali aspek -aspek praktis dari bekerja 1045 baja, termasuk pembentukan, pemesinan, perlakuan panas, finishing permukaan, dan pengelasan.
Membentuk dan pemesinan
Pembentukan panas dan dingin
1045 Baja karbon menunjukkan bentuk kemampuan yang baik dalam kondisi kerja yang panas. Itu bisa:
- Hot Forged pada 850–1200 ° C., menawarkan karakteristik deformasi yang sangat baik.
- Dingin berhasil (menggambar, bergulir) dengan daktilitas sedang, meskipun perawatan harus diambil untuk menghindari retak karena kandungan karbon yang lebih tinggi dibandingkan dengan baja rendah karbon.
Kemampuan mesin
1045 menawarkan kemampuan mesin yang baik, terutama dalam kondisi yang dinormalisasi atau dianil.
Di Indeks kemampuan mesin (Berdasarkan AISI 1212 = 100), 1045 skor di sekitar 55, artinya ini cukup mudah dikerjakan tetapi manfaat dari kondisi perkakas dan pemotongan yang tepat:
- Peralatan: Baja berkecepatan tinggi (HSS) atau alat berujung karbida yang disarankan.
- Pendingin: Diperlukan untuk mengurangi keausan pahat dan mempertahankan kualitas permukaan.
- Feed/kecepatan: Kecepatan sedang dengan umpan yang lebih berat biasanya menghasilkan hasil terbaik.
Proses Perlakuan Panas
Ini adalah alat yang ampuh untuk menyesuaikan struktur mikro 1045 dan meningkatkan kinerja.
| Perlakuan panas | Kisaran suhu (° C.) | Tujuan |
|---|---|---|
| Anil | 790–870 | Meningkatkan keuletan dan mengurangi kekerasan |
| Menormalkan | 870–920 | Perbaiki struktur gandum, Tingkatkan kemampuan mesin |
| Pendinginan | ~ 820–860 (diikuti oleh air/pendinginan minyak) | Meningkatkan kekerasan dan kekuatan |
| Tempering | 400–680 | Kembalikan ketangguhan, mengurangi kerapuhan |
Penyelesaian Permukaan
Perawatan permukaan meningkatkan penampilan, daya tahan, dan sifat resistensi.
Metode finishing umum:
- Menggiling Dan pemolesan: Meningkatkan presisi dimensi dan kekasaran permukaan.
- Lapisan oksida hitam: Menawarkan resistensi korosi terbatas untuk aplikasi dalam ruangan.
- Lapisan fosfat: Meningkatkan resistansi pelumas dan korosi untuk komponen otomotif.
- Pengerasan induksi: Memberikan yang sulit, permukaan tahan aus sambil mempertahankan inti yang sulit.
Pengelasan dan bergabung
Karena kandungan karbon yang sedang (kira -kira. 0.45%), 1045 adalah Dapat dilas tetapi membutuhkan tindakan pencegahan khusus untuk menghindari retak dan porositas.
Pertimbangan pengelasan:
- Memanaskan lebih dulu: Biasanya 150-250 ° C untuk mengurangi risiko guncangan termal.
- Perlakuan panas pasca-keluhan (PWHT): Membantu menghilangkan stres dan mencegah zona keras.
- Bahan pengisi: Direkomendasikan elektroda hidrogen rendah seperti E7018.
5. Aplikasi Industri 1045 Baja Karbon
Di bawah, Kami menjelajahi sektor utama yang memanfaatkan 1045 baja karbon, menyoroti komponen utama dan keunggulan kinerja di masing -masing.
Otomotif dan Transportasi
- Persneling dan sprocket: Mendapat manfaat dari kekerasan dan ketahanan kelelahan mereka setelah pendinginan dan tempering.
- As roda dan poros engkol: Membutuhkan ketangguhan dan stabilitas dimensi.
- Komponen kemudi dan batang pengikat: Bergantung pada kemampuan mesin yang andal dan sifat mekanik yang konsisten.
Komponen perkakas dan mesin
- Kopling dan busing: Mesin dari batang anil atau dinormalisasi.
- Pin, kunci, dan tuas: Membutuhkan kekuatan sedang dengan akurasi dimensi yang baik.
- Poros dan rol: Seringkali induksi dikeraskan untuk daya tahan permukaan.
Aplikasi Konstruksi dan Struktural
- Dukungan dan kurung struktural
- Piring dan bingkai yang tahan aus
- Baut, batang jangkar, dan pengencang
Minyak & Gas dan alat berat
- Poros pompa dan komponen rig
- Dukungan dan kopling pipa
- Mengebor kerah dan mengangkat lugs
6. Keunggulan dan keterbatasan 1045 Baja Karbon
1045 Baja karbon menonjol dalam kategori baja karbon menengah karena kinerja mekaniknya yang kuat, Biaya yang wajar, dan karakteristik pemrosesan yang serba guna.
Namun, seperti semua bahan, itu memiliki trade-off.
Keuntungan 1045 Baja Karbon
Kekuatan dan ketangguhan yang seimbang
Salah satu kualitas paling menarik dari 1045 adalah itu keseimbangan ideal antara kekuatan tarik dan keuletan.
Setelah pendinginan dan temper, itu bisa mencapai kekuatan tarik 620–850 MPa, Sambil mempertahankan daktilitas yang cukup untuk menghindari kegagalan rapuh.
Ini membuatnya sangat dapat diandalkan untuk komponen yang terpapar beban dinamis dan dampak.
Kemampuan mesin yang sangat baik
Di kondisi anil atau dinormalisasi, 1045 menawarkan kemampuan mesin yang baik, biasanya dinilai di 55%–65% baja machining bebas.
Ini berarti mudah dipotong, mengebor, dan pabrik, yang secara signifikan mengurangi waktu produksi dan keausan perkakas untuk perakit.
Berbagai pilihan perlakuan panas
Produsen dapat menyesuaikan sifat mekanik melalui berbagai perawatan panas, Meningkatkan kinerja dalam aplikasi tertentu.
Kemampuan pengerasan permukaan yang baik
Kandungan karbon yang tinggi memungkinkan pengerasan permukaan yang efektif Sambil mempertahankan inti yang sulit - ideal untuk aplikasi seperti roda gigi, as, dan pin di mana lapisan luar perlu menahan keausan.
Efektivitas biaya
Dibandingkan dengan baja paduan seperti 4140 atau 4340, 1045 Penawaran kinerja mekanik yang sangat baik dengan biaya lebih rendah.
Untuk aplikasi non-kritis, Ini membuatnya menjadi pilihan yang lebih ekonomis tanpa berkompromi secara signifikan.
Batasan 1045 Baja Karbon
Resistensi korosi terbatas
Salah satu kelemahan utama adalah miliknya resistensi korosi yang buruk. Dengan tidak adanya pelapis pelindung atau perawatan permukaan, 1045 cenderung berkarat saat terkena kelembaban, bahan kimia, atau lingkungan laut.
Untuk aplikasi luar atau korosif, Pemrosesan tambahan seperti melukis, galvanis, atau nitriding diperlukan.
Weldability membutuhkan perawatan
Ketika 1045 bisa dilas, dia tidak ramah las seperti baja karbon bawah (MISALNYA., 1018).
Pemanasan awal (biasanya untuk 150–260 ° C.) dan pengurangan stres pasca-weld disarankan untuk menghindari retak atau distorsi karena kandungan karbon yang lebih tinggi.
Pengerasan sedang
Meskipun pengerasan permukaan efektif, itu Kedalaman melalui hardening terbatas, Apalagi untuk penampang besar.
Untuk komponen yang membutuhkan kekerasan seragam di seluruh, Baja paduan suka 4140 mungkin lebih cocok.
Kerentanan terhadap panas berlebih
Selama perlakuan panas, Kontrol suhu yang tidak tepat dapat menyebabkan:
- Pertumbuhan biji -bijian (mengurangi ketangguhan)
- Retak saat pendinginan
- Dekarburisasi di permukaan
7. Analisis komparatif dengan nilai baja lainnya
| Atribut | 1018 (Baja karbon rendah) | 1040 (Baja karbon sedang) | 1045 (Baja karbon sedang) | 1050 (Baja karbon sedang) | 4140 (Baja paduan) | 4340 (Baja paduan) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Kandungan karbon (%) | ~ 0,18% | ~ 0,40% | ~ 0,45% | ~ 0 | ~ 0. | ~ 0,40% + Di dalam, |
| Kekuatan tarik (MPa) | 440–470 | 550–750 | 620–850 | 650–900 | 900–1100 | 1000–1300 |
| Kekerasan (HB) | ~ 126 (dianil) | 150–190 (dinormalisasi) | 170–255 (dinormalisasi/marah) | 200–280 (padam) | Hingga 300 (Perlakuan panas) | Hingga 320 (Perlakuan panas) |
| Kekerasan | Tinggi | Sedang | Bagus | Sedang | Tinggi | Sangat tinggi |
| Kemampuan las | Bagus sekali | Bagus | Sedang | Rendah | Sedang | Adil |
Kemampuan mesin |
Bagus sekali | Bagus | Bagus | Sedang | Sedang | Adil |
| Resistensi korosi | Rendah | Rendah | Rendah | Rendah | Sedang | Sedang - Tinggi |
| Biaya | Rendah | Sedang | Sedang | Sedang | Tinggi | Lebih tinggi |
| Aplikasi umum | Pin, perlengkapan, batang | Roda gigi, as | Poros, poros engkol, Couplings | Mati, peralatan | Roda gigi, bagian struktural | Luar angkasa, Bagian otomotif |
8. Kesimpulan
Singkatnya, 1045 Baja karbon merupakan bahan penting dalam manufaktur modern.
Komposisinya yang seimbang memberikan campuran kekuatan yang diinginkan, keuletan, dan kemampuan mesin yang sesuai dengan berbagai aplikasi - dari otomotif dan konstruksi hingga mesin dan alat presisi.
Dengan memanfaatkan perlakuan panas yang disesuaikan dan teknik pemrosesan lanjutan, Insinyur dapat membuka potensi penuh dari baja serba guna ini.
Karena tren pasar terus mendukung kuat, Bahan berkinerja tinggi, inovasi dalam pemrosesan dan janji paduan untuk lebih meningkatkan kemampuan 1045 baja karbon, memastikan relevansinya selama beberapa dekade mendatang.
Langhe adalah pilihan yang sempurna untuk kebutuhan manufaktur Anda jika Anda membutuhkan berkualitas tinggi baja karbon produk.
