1045 탄소강 - 포괄적 인 분석

1. 소개

1045 Carbon Steel은 다음의 주요 예입니다 중간 탄소 강철 가족.

대략 0.45% 탄소 함량, 그것은 힘과 연성 사이의 균형을 맞 춥니 다, 광범위한 산업 응용 분야에 적합합니다..

수년에 걸쳐, 탄소강은 저탄소 변형의 초기부터 특정 성능 요구 사항에 맞는 고급 합금에 이르기까지 크게 진화했습니다..

등급의 출현 1045 자동차 및 건축에서 툴링 및 기계에 이르기까지 다양한 분야를 혁신했습니다..

이 기사에서 검사합니다 1045 여러 관점에서 나온 탄소강, 화학 성분을 포함하여, 미세 구조적 특성, 물리적, 기계적 특성, 및 처리 기술.

2. 화학 성분 및 분류

화학적 구성을 이해합니다 1045 Carbon Steel은 성능 특성 및 처리 기능을 이해하는 데 기본입니다..

이 섹션에서, 우리는 그 원소 메이크업을 자세히 설명합니다, 다양한 상태에서 미세 구조적 특성에 대해 토론하십시오, 전 세계적으로 사용하는 관련 표준을 검토하십시오..

화학 화장

1045 탄소강은 중간 탄소 강철 범주에 속하며 일반적으로 0.45% 탄소.

탄소 외에, 이 강철 등급에는 제어 된 양의 다른 요소가 포함됩니다, 힘과 연성의 균형에 총체적으로 기여합니다..

전형적인 구성은 다음과 같습니다:

• 탄소 (기음): ~ 0.42–0.50%
• 망간 (MN): ~ 0.60–0.90%
• 규소 (그리고): ~ 0.10–0.40%
• 인 (피): ≤0.035%
• 황 (에스): ≤0.040%

이 신중하게 조절 된 구성은이를 보장합니다 1045 탄소강은 바람직한 경도의 혼합을 달성합니다, 인장 강도, 가공 가능성.

철 - 탄소 위상 다이어그램은 이해에 중요한 역할을합니다. 1045 강철의 행동.

임계 온도, 예를 들어 A1 (약 727 ° C) 그리고 A3 전철기, 예를 들어 미세 구조 변화가 발생하는 전이를 정의하십시오, 오스테 나이트에서 페라이트와 펄 라이트의 혼합물로의 변형.

이 단계 평형은 강철의 성능을 최적화하는 적절한 열처리를 설계하기 위해 중추적입니다..

미세 구조적 특성

의 미세 구조 1045 탄소강은 가공 이력에 따라 크게 다릅니다, 기계적 특성 및 응용 분야에 직접 영향을 미칩니다.

롤링 된 상태:
rolled 조건에서, 1045 탄소강은 일반적으로 페라이트와 펄 라이트로 구성된 밴드 구조를 표시합니다..

페라이트-퓨라 라이트 밴딩은 일반적으로 ASTM E112 곡물 크기 분류를 준수합니다. 5 에게 8, 연성과 힘의 균형 잡힌 혼합을 부여합니다.

열처리 상태:

• 담금질과 템퍼링:
  오스테 나이트 영역에서 켄칭하고 이후에 템퍼링 될 때, 1045 강화 된 마르텐 사이트로 변형됩니다.
  이 열 처리 과정은 경도를 크게 증가시킵니다, 일반적인 경도 값이 대략 도달합니다 50–55 HRC (로크웰 경도 c).
  템퍼링 된 마르텐 사이트는 고강도와 내마모성 향상으로 유명합니다, 구조적 응용을 요구하는 데 적합합니다.
• 정규화:
  정상화는 강철을 임계 범위보다 높은 온도로 가열하는 것과 관련이 있습니다., 공기 냉각이 뒤 따릅니다.
  이 처리는 미세 구조를 균일 한 미세 펄 라이트로 개선합니다., 가공성을 향상시키고 재료 전체에 걸쳐보다 예측 가능한 기계적 특성을 제공합니다..

표준 및 글로벌 사양

일관성과 신뢰성을 보장합니다, 1045 탄소강은 전 세계적으로 다양한 표준을 준수합니다. 이 사양은 품질 보증 및 재료 성능을 안내합니다:

ASTM 표준:

• ASTM A576: 콜드 마감 탄소강 막대를 덮습니다, 치수 공차 및 기계적 특성에 대한 지침 제공.
• ASTM A108: 정밀 지상 강철을 지정합니다, 표면 마감 및 치수 정확도에 대한 표준 설정.

ISO 표준:

• ISO 683-1:2023: 열처리 강철에 대한 세부 사항 요건, 다양한 배치 및 생산 실행에서 일관된 수준의 품질과 성능 보장.

그는 표준입니다:

• 그는 G4051 S45C: 중간 탄소 강의 일본 산업 표준을 나타냅니다, 1045- 유사 탄소강으로 예상되는 화학 및 기계적 특성과 조정.

3. 물리적, 기계적 특성 1045 탄소강

이 섹션에서, 기계적 성능을 분석합니다, 물리적 특성, 다양한 조건 하에서 행동.

기계적 특성

1045 탄소강은 열처리를 통해 크게 조정할 수있는 기계적 특성을 나타냅니다., 매우 다재다능합니다. 전형적인 기계적 값입니다:

재산	롤링 된대로 / 정규화	담금질 & 템퍼링
인장 강도 (MPA)	570–700	750–880
항복 강도 (MPA)	300–450	450–600
연장 (%)	16–20	12–15
경도 (브리넬)	170–210	200–300
충격 강인함 (J., v-notch @ rt)	25–35	20–30

물리적 특성

1045 Carbon Steel은 다른 일반 탄소 강과 일반적인 물리적 특성을 공유합니다., 그러나 탄소 함량은 강도 향상에 기여합니다. 일반적인 물리적 값은 다음과 같습니다:

재산	값
밀도	~ 7.85 g/cm³
녹는 점	~ 1460–1490 ° C
열전도율	~ 49 w/m · k
전기 저항성	~ 0.18 µΩ · m
비열 용량	~ 490 J/KG · K
탄성 계수	~ 205 GPA
포아송의 비율	~ 0.29

다양한 조건에서 성능

• 열처리 영향: 기계적 특성은 열처리에 따라 크게 다릅니다. 담금질은 경도와 힘을 증가 시키지만 연성을 줄입니다, 템퍼링하는 동안 강인함이 회복됩니다.
• 피로 저항: 샤프트 및 액슬과 같은 회전에서, 피로 강도는 중요한 지표입니다.
  1045 탄소강, 올바르게 템퍼링 될 때, 주기적 하중 조건에서 잘 수행됩니다, 피로 한계에 도달하면 ~ 350 MPa.
• 내마모성: 탄소 함량이 높을수록 마모 특성이 향상됩니다, 특히 표면 경화 또는 기화 후.
• 고온 성능: 1045 높은 온도에서 적당한 강도를 유지합니다 (최대 ~ 300 ° C).
  이 너머, 기계적 분해가 시작됩니다, 따라서 고열 애플리케이션의 경우, 합금 강이 선호 될 수 있습니다.

4. 처리 및 제조 고려 사항 1045 탄소강

1045 다중 처리 방법에 대한 Carbon Steel의 적응성.

뜨거운 일이든, 가공, 또는 열처리, 이 중간 탄소강은 성능에 손상되지 않고 효율적인 생산을 지원하는 균형 잡힌 프로파일을 제공합니다..

이 섹션은 함께 일하는 실질적인 측면을 탐구합니다. 1045 강철, 형성 포함, 가공, 열처리, 표면 마감, 그리고 용접.

형성 및 가공

덥고 차가운 형성

1045 탄소강은 뜨거운 근무 조건에서 우수한 형성성을 보여줍니다. 그럴 수 있습니다:

• 뜨거운 단조 850–1200 ° C에서, 우수한 변형 특성을 제공합니다.
• 콜드 효과 (그림, 구르는) 적당한 연성으로, 저탄소 강에 비해 탄소 함량이 높기 때문에 균열을 피하기 위해주의를 기울여야합니다..

가공 가능성

1045 좋은 가공성을 제공합니다, 특히 정규화되거나 어닐링 된 조건에서.

에 가공성 지수 (AISI를 기반으로합니다 1212 = 100), 1045 점수 55, 합리적으로 가공 가능하지만 적절한 툴링 및 절단 조건의 이점이 있음을 의미합니다.:

• 도구: 고속 스틸 (HSS) 또는 카바이드 팁 도구가 권장됩니다.
• 냉각제: 도구 마모를 줄이고 표면 품질을 유지하는 데 필요합니다.
• 피드/속도: 더 무거운 피드가있는 적당한 속도는 일반적으로 최상의 결과를 산출합니다..

열 처리 과정

1045의 미세 구조를 맞춤화하고 성능 향상을위한 강력한 도구입니다..

열처리	온도 범위 (° C)	목적
가열 냉각	790–870	연성을 향상시키고 경도를 줄입니다
정상화	870–920	곡물 구조를 개선하십시오, 가공성 향상
담금질	~ 820–860 (물/오일 담금질이 이어집니다)	경도와 힘을 높입니다
템퍼링	400–680	강인함을 복원하십시오, Brittleness를 줄입니다

표면 마감

표면 처리는 외관을 향상시킵니다, 내구성, 및 저항 특성.

일반적인 마무리 방법:

• 연마 그리고 세련: 치수 정밀도와 표면 거칠기를 향상시킵니다.
• 검은 색 산화물 코팅: 실내 응용 분야에 제한된 부식 저항을 제공합니다.
• 인산염 코팅: 자동차 부품의 윤활성 및 부식 저항을 향상시킵니다.
• 유도 경화: 어려운 것을 제공합니다, 거친 코어를 유지하면서 내마모성 표면.

용접 및 결합

중간 탄소 함량으로 인해 (대략. 0.45%), 1045 ~이다 용접 가능하지만 특별한 예방 조치가 필요합니다 균열과 다공성을 피하기 위해.

용접 고려 사항:

• 예열: 열 충격의 위험을 줄이기 위해 일반적으로 150–250 ° C.
• 웰드 후 열처리 (PWHT): 스트레스를 완화하고 단단한 구역을 예방하는 데 도움이됩니다.
• 필러 재료: E7018과 같은 저온 로겐 전극이 권장됩니다.

5. 산업 응용 1045 탄소강

아래에, 우리는 활용하는 1 차 부문을 탐구합니다 1045 탄소강, 각각의 주요 구성 요소 및 성능 장점을 강조 표시합니다.

자동차 및 운송

• 기어와 스프로킷: 담금질 및 템퍼링 후 경도와 피로 저항의 이점.
• 차축 및 크랭크 샤프트: 인성과 치수 안정성이 필요합니다.
• 스티어링 구성 요소 및 타이로드: 신뢰할 수있는 가공 가능성과 일관된 기계적 특성에 의존합니다.

툴링 및 기계 구성 요소

• 커플 링 및 부싱: 어닐링 또는 정규화 된 막대에서 가공.
• 다리, 열쇠, 그리고 레버: 좋은 차원 정확도로 적당한 강도가 필요합니다.
• 샤프트와 롤러: 표면 내구성을 위해 종종 유도 경화.

건축 및 구조 응용

• 구조적 지지대 및 괄호
• 내마비 판 및 기본 프레임
• 볼트, 앵커로드, 그리고 패스너

기름 & 가스 및 중장비

• 펌프 샤프트 및 리그 구성 요소
• 파이프 라인 지원 및 커플 링
• 칼라를 드릴링하고 리프팅 러그

6. 장점과 한계 1045 탄소강

1045 Carbon Steel은 강력한 기계적 성능으로 인해 중간 탄소 강철 카테고리에서 두드러집니다., 합리적인 비용, 다재다능한 처리 특성.

하지만, 모든 재료처럼, 트레이드 오프가 있습니다.

의 장점 1045 탄소강

균형 잡힌 힘과 강인함

가장 매력적인 특성 중 하나입니다 1045 그것입니다 인장 강도와 연성 사이의 이상적인 균형.

담금질과 템퍼링 후, 그것은 인장 강도를 달성 할 수 있습니다 620–850 MPa, 부서지기 쉬운 실패를 피하기 위해 충분한 연성을 유지하는 동안.

이로 인해 동적 및 충격 하중에 노출 된 구성 요소에 대해 매우 신뢰할 수 있습니다..

우수한 가공 가능성

에서 어닐링되거나 정규화 된 상태, 1045 좋은 가공성을 제공합니다, 일반적으로 평가되었습니다 55%–65% 프리 가공 강의.

이것은 절단하기 쉽다는 것을 의미합니다, 송곳, 그리고 밀, 제작자의 생산 시간과 툴링 마모를 크게 줄입니다..

광범위한 열처리 옵션

제조업체는 다양한 열처리를 통해 기계적 특성을 조정할 수 있습니다, 특정 응용 프로그램의 성능 향상.

좋은 표면 경화 능력

높은 탄소 함량이 허용됩니다 효과적인 표면 경화 기어와 같은 응용 분야에 대한 강력한 핵심을 유지하는 동안, 차축, 외부 층이 마모에 저항 해야하는 핀.

비용 효율성

다음과 같은 합금 강과 비교합니다 4140 또는 4340, 1045 제안 저렴한 비용으로 탁월한 기계적 성능.

비정규 적용의 경우, 이것은 품질을 크게 손상시키지 않으면 서보다 경제적 인 선택으로 만듭니다..

의 한계 1045 탄소강

제한된 부식 저항

주요 단점 중 하나는 그것입니다 불쌍한 내식성. 보호 코팅 또는 표면 처리가없는 경우, 1045 수분에 노출 될 때 녹슬기 쉽습니다, 약, 또는 해양 환경.

실외 또는 부식성 응용 프로그램의 경우, 그림과 같은 추가 처리, 아연 도금, 또는 질화가 필요합니다.

용접 성에는 치료가 필요합니다

하는 동안 1045 용접 할 수 있습니다, 그것은 저탄소 강 스틸만큼 용접 친화적이지 않습니다 (예를 들어, 1018).

예열 (일반적으로 150–260 ° C) 그리고 탄소 함량이 높기 때문에 균열 또는 왜곡을 피하기 위해서는 후원 후 스트레스 완화가 권장됩니다..

적당한 경화성

표면 경화가 효과적이지만, 그만큼 경계 깊이는 제한적입니다, 특히 큰 단면의 경우.

전체적으로 균일 한 경도가 필요한 구성 요소의 경우, 합금강 4140 더 적합 할 수 있습니다.

과열에 대한 감수성

열처리 중, 부적절한 온도 제어로 이어질 수 있습니다:

• 곡물 성장 (강인함을 줄입니다)
• 담금질 중에 균열
• 표면의 디카 비 - 화

7. 다른 철강 등급과의 비교 분석

8. 결론

요약, 1045 탄소강은 현대 제조에서 중요한 재료를 나타냅니다.

균형 잡힌 구성은 바람직한 강도의 혼합을 제공합니다, 연성, 자동차 및 건설에서 기계 및 정밀 도구에 이르기까지 광범위한 응용 프로그램에 적합한 가공 가능성.

맞춤형 열처리 및 고급 처리 기술을 활용함으로써, 엔지니어는이 다재다능한 강철의 잠재력을 모두 잠금 해제 할 수 있습니다..

시장 동향이 계속 강력하게 선호됩니다, 고성능 재료, 처리 및 합금 약속의 혁신 1045 탄소강, 앞으로 수십 년 동안의 관련성을 보장합니다.

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