1. Pengenalan
1045 keluli karbon berdiri sebagai contoh utama dalam Keluli Medium-Carbon keluarga.
Dengan kira -kira 0.45% kandungan karbon, ia menyerang keseimbangan antara kekuatan dan kemuluran, menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi perindustrian.
Selama bertahun -tahun, Keluli karbon telah berkembang dengan ketara-dari hari-hari awal varian karbon rendah ke aloi maju yang memenuhi keperluan prestasi tertentu.
Kemunculan gred seperti 1045 telah merevolusikan sektor dari automotif dan pembinaan ke perkakas dan jentera.
Artikel ini meneliti 1045 keluli karbon dari pelbagai perspektif, termasuk komposisi kimianya, Ciri -ciri mikrostruktur, sifat fizikal dan mekanikal, dan teknik pemprosesan.
2. Komposisi dan klasifikasi kimia
Memahami komposisi kimia 1045 Keluli karbon adalah asas untuk menghargai ciri -ciri prestasi dan keupayaan pemprosesannya.
Dalam bahagian ini, Kami memperincikan solek unsurnya, Bincangkan ciri -ciri mikrostruktur di pelbagai negeri, dan semak piawaian yang berkaitan yang mengawal penggunaannya secara global.
Solek kimia
1045 keluli karbon tergolong dalam kategori keluli karbon sederhana dan biasanya mengandungi kira-kira 0.45% Karbon.
Selain Karbon, Gred keluli ini merangkumi jumlah elemen lain yang terkawal, yang secara kolektif menyumbang kepada keseimbangan kekuatan dan kemuluran.
Komposisi biasa adalah seperti berikut:
- Karbon (C): ~ 0.42-0.50%
- Mangan (Mn): ~ 0.60-0.90%
- Silikon (Dan): ~ 0.10-0.40%
- Fosforus (P): ≤0.035%
- Sulfur (S): ≤0.040%
Komposisi yang dikawal selia dengan teliti ini memastikan bahawa 1045 Keluli karbon mencapai gabungan kekerasan yang diingini, kekuatan tegangan, dan kebolehkerjaan.
Gambar rajah fasa besi -karbon memainkan peranan penting dalam pemahaman 1045 Tingkah laku keluli.
Suhu kritikal, seperti A1 (Kira -kira 727 ° C.) dan A3 Mata, Tentukan peralihan di mana perubahan mikrostruktur berlaku - misalnya, Transformasi dari austenit ke campuran ferit dan pearlite.
Keseimbangan fasa ini penting untuk mereka bentuk rawatan haba yang sesuai yang mengoptimumkan prestasi keluli.
Ciri -ciri mikrostruktur
Struktur mikro 1045 Keluli karbon berbeza dengan ketara bergantung pada sejarah pemprosesannya, secara langsung mempengaruhi sifat dan aplikasinya mekanikal.
Keadaan seperti yang dilancarkan:
Dalam keadaan seperti yang dilancarkan, 1045 Keluli karbon umumnya memaparkan struktur berjalur yang terdiri daripada ferit dan pearlite.
Banding-pearlite ferit biasanya mematuhi klasifikasi saiz bijirin ASTM E112 dalam julat 5 ke 8, menyampaikan campuran kemuluran dan kekuatan yang seimbang.
Keadaan yang dirawat haba:
- Dipadamkan dan marah:
Ketika dipadamkan dari rantau austenit dan kemudiannya marah, 1045 berubah menjadi martensit yang marah.
Proses rawatan haba ini meningkatkan kekerasan, dengan nilai kekerasan biasa mencapai kira -kira 50-55 HRC (Kekerasan Rockwell c).
Martensit yang marah terkenal dengan kekuatan yang tinggi dan rintangan haus yang lebih baik, yang menjadikannya sesuai untuk menuntut aplikasi struktur. - Dinormalisasi:
Menormalkan melibatkan pemanasan keluli ke suhu di atas julat kritikalnya, diikuti dengan penyejukan udara.
Rawatan ini menapis mikrostruktur ke mutiara halus seragam, yang meningkatkan kebolehkerjaan dan menyediakan lebih banyak sifat mekanik yang boleh diramalkan di seluruh bahan.
Piawaian dan spesifikasi global
Memastikan konsistensi dan kebolehpercayaan, 1045 keluli karbon mematuhi pelbagai piawai di seluruh dunia. Spesifikasi ini membimbing jaminan kualiti dan prestasi bahan:
Piawaian ASTM:
- ASTM A576: Meliputi bar keluli karbon yang selesai, Menyediakan garis panduan untuk toleransi dimensi dan sifat mekanikal.
- ASTM A108: Menentukan keluli ketepatan tanah, Menetapkan piawaian untuk kemasan permukaan dan ketepatan dimensi.
Piawaian ISO:
- ISO 683-1:2023: Keperluan perincian untuk keluli yang dirawat haba, Memastikan tahap kualiti dan prestasi yang konsisten merentasi pelbagai kelompok dan pengeluaran pengeluaran.
Dia standard:
- Dia G4051 S45C: Mewakili standard perindustrian Jepun untuk keluli karbon sederhana, Selaras dengan sifat kimia dan mekanikal yang dijangkakan keluli karbon seperti 1045.
3. Sifat fizikal dan mekanikal 1045 Keluli karbon
Dalam bahagian ini, Kami menganalisis prestasi mekanikalnya, Ciri -ciri fizikal, dan tingkah laku di bawah pelbagai keadaan.
Sifat mekanikal
1045 Keluli karbon mempamerkan sifat mekanikal yang boleh disesuaikan dengan ketara melalui rawatan haba, menjadikannya sangat serba boleh. Nilai mekanikal yang biasa adalah:
| Harta benda | Seperti yang dilancarkan / Dinormalisasi | Dipadamkan & Marah |
|---|---|---|
| Kekuatan tegangan (MPA) | 570-700 | 750-880 |
| Kekuatan hasil (MPA) | 300-450 | 450-600 |
| Pemanjangan (%) | 16-20 | 12-15 |
| Kekerasan (Brinell) | 170-210 | 200-300 |
| Kesan ketangguhan (J, V-notch @ rt) | 25-35 | 20-30 |
Sifat fizikal
1045 Karbon Karbon Saham Ciri-ciri Fizikal Umum Dengan Keluli Plain-lain yang lain, Tetapi kandungan karbonnya menyumbang kepada kekuatan yang dipertingkatkan. Nilai fizikal biasa termasuk:
| Harta benda | Nilai |
|---|---|
| Ketumpatan | ~ 7.85 g/cm³ |
| Titik lebur | ~ 1460-1490 ° C. |
| Kekonduksian terma | ~ 49 w/m · k |
| Resistiviti elektrik | ~ 0.18 μΩ · m |
| Kapasiti haba tertentu | ~ 490 J/kg · k |
| Modulus keanjalan | ~ 205 GPa |
| Nisbah Poisson | ~ 0.29 |
Prestasi di bawah pelbagai keadaan
- Pengaruh rawatan haba: Sifat mekanikal berbeza -beza bergantung kepada rawatan haba. Pelindapkejutan meningkatkan kekerasan dan kekuatan tetapi mengurangkan kemuluran, Semasa membingungkan mengembalikan ketangguhan.
- Rintangan Keletihan: Dalam komponen berputar seperti aci dan gandar, Kekuatan keletihan adalah metrik kritikal.
1045 keluli karbon, Apabila marah dengan betul, melaksanakan dengan baik di bawah keadaan pemuatan kitaran, dengan had keletihan mencapai ~ 350 MPa. - Pakai rintangan: Kandungan karbon yang lebih tinggi menyumbang kepada ciri -ciri haus yang lebih baik, Terutama selepas pengerasan permukaan atau karboh.
- Prestasi suhu tinggi: 1045 mengekalkan kekuatan sederhana pada suhu tinggi (sehingga ~ 300 ° C.).
Di luar ini, Degradasi mekanikal bermula, Jadi untuk aplikasi panas, Keluli aloi mungkin lebih disukai.
4. Pemprosesan dan pertimbangan pembuatan 1045 Keluli karbon
1045 Kesesuaian Karbon Steel untuk pelbagai kaedah pemprosesan merupakan faktor utama dalam popularitinya di seluruh industri.
Sama ada kerja panas, pemesinan, atau merawat haba, Keluli karbon sederhana ini menawarkan profil seimbang yang menyokong pengeluaran yang cekap tanpa menjejaskan prestasi.
Bahagian ini menyelidiki aspek praktikal bekerja dengan 1045 keluli, termasuk membentuk, pemesinan, rawatan haba, penamat permukaan, dan kimpalan.
Membentuk dan pemesinan
Pembentukan panas dan sejuk
1045 Keluli karbon menunjukkan kebolehbaburan yang baik di bawah keadaan kerja panas. Ia boleh:
- Panas palsu pada 850-1200 ° C., Menawarkan ciri -ciri ubah bentuk yang sangat baik.
- Sejuk bekerja (lukisan, bergulir) dengan kemuluran sederhana, Walaupun penjagaan mesti diambil untuk mengelakkan keretakan kerana kandungan karbon yang lebih tinggi berbanding keluli karbon rendah.
Kebolehkerjaan
1045 menawarkan kebolehkerjaan yang baik, terutamanya dalam keadaan normal atau anil.
Pada Indeks machinability (Berdasarkan AISI 1212 = 100), 1045 Skor sekitar 55, Bermakna ia boleh dipesonakan tetapi mendapat manfaat daripada keadaan alat dan pemotongan yang sesuai:
- Alat: Keluli berkelajuan tinggi (HSS) atau alat karbida yang disyorkan.
- Penyejuk: Diperlukan untuk mengurangkan memakai alat dan mengekalkan kualiti permukaan.
- Suapan/kelajuan: Kelajuan sederhana dengan suapan yang lebih berat biasanya menghasilkan hasil yang terbaik.
Proses rawatan haba
Ini adalah alat yang berkuasa untuk menyesuaikan mikrostruktur 1045 dan meningkatkan prestasi.
| Rawatan haba | Julat suhu (° C.) | Tujuan |
|---|---|---|
| Penyepuhlindapan | 790-870 | Meningkatkan kemuluran dan mengurangkan kekerasan |
| Menormalkan | 870-920 | Menapis struktur bijirin, Meningkatkan kebolehkerjaan |
| Pelindapkejutan | ~ 820-860 (diikuti oleh pelepasan air/minyak) | Meningkatkan kekerasan dan kekuatan |
| Pembiakan | 400-680 | Memulihkan ketangguhan, Kurangkan kelembutan |
Penamat permukaan
Rawatan permukaan meningkatkan penampilan, ketahanan, dan sifat rintangan.
Kaedah penamat biasa:
- Pengisaran dan menggilap: Meningkatkan ketepatan dimensi dan kekasaran permukaan.
- Salutan oksida hitam: Menawarkan rintangan kakisan terhad untuk aplikasi dalaman.
- Salutan fosfat: Meningkatkan pelinciran dan rintangan kakisan untuk komponen automotif.
- Pengerasan induksi: Menyediakan yang sukar, permukaan tahan haus sambil mengekalkan teras yang sukar.
Kimpalan dan menyertai
Kerana kandungan karbonnya yang sederhana (lebih kurang. 0.45%), 1045 adalah boleh dikimpal tetapi memerlukan langkah berjaga -jaga khas Untuk mengelakkan retak dan keliangan.
Pertimbangan kimpalan:
- Panaskan: Biasanya 150-250 ° C untuk mengurangkan risiko kejutan terma.
- Rawatan haba pasca kimpalan (Pwht): Membantu melegakan tekanan dan mencegah zon keras.
- Bahan pengisi: Elektrod hidrogen rendah seperti E7018 disyorkan.
5. Aplikasi perindustrian 1045 Keluli karbon
Di bawah, Kami meneroka sektor utama yang menggunakan 1045 keluli karbon, menonjolkan komponen utama dan kelebihan prestasi masing -masing.
Automotif dan pengangkutan
- Gear dan sprocket: Mendapat manfaat daripada kekerasan dan rintangan keletihan mereka selepas pelindapkejutan dan pembajaan.
- Gandar dan crankshafts: Memerlukan ketangguhan dan kestabilan dimensi.
- Komponen stereng dan batang tali leher: Bergantung pada kebolehkesanan yang boleh dipercayai dan sifat mekanik yang konsisten.
Komponen perkakas dan jentera
- Gandingan dan bushings: Dimesin dari bar anil atau normal.
- Pin, Kunci, dan tuas: Memerlukan kekuatan sederhana dengan ketepatan dimensi yang baik.
- Aci dan penggelek: Sering induksi keras untuk ketahanan permukaan.
Aplikasi pembinaan dan struktur
- Sokongan dan kurungan struktur
- Plat tahan haus dan bingkai asas
- Bolt, Rod Anchor, dan pengikat
Minyak & Peralatan gas dan berat
- Aci pam dan komponen rig
- Sokongan dan gandingan saluran paip
- Kerajinan penggerudian dan mengangkat lugs
6. Kelebihan dan batasan 1045 Keluli karbon
1045 Keluli karbon menonjol dalam kategori keluli karbon sederhana kerana prestasi mekanikalnya yang kuat, kos yang berpatutan, dan ciri pemprosesan serba boleh.
Namun begitu, Seperti semua bahan, ia mempunyai perdagangan.
Kelebihan 1045 Keluli karbon
Kekuatan dan ketangguhan seimbang
Salah satu kualiti yang paling menarik 1045 adalah Keseimbangan yang ideal antara kekuatan tegangan dan kemuluran.
Selepas pelindapkejutan dan pembiakan, ia dapat mencapai kekuatan tegangan 620-850 MPa, sementara mengekalkan kemuluran yang cukup untuk mengelakkan kegagalan rapuh.
Ini menjadikannya sangat dipercayai untuk komponen yang terdedah kepada beban dinamik dan kesan.
Kebolehkerjaan yang sangat baik
Dalam keadaan anil atau normal, 1045 menawarkan kebolehkerjaan yang baik, biasanya dinilai pada 55%-65% keluli-machining free.
Ini bermaksud mudah dipotong, gerudi, dan kilang, yang secara signifikan mengurangkan masa pengeluaran dan pemakaian perkakas untuk fabrikasi.
Pelbagai pilihan rawatan haba
Pengilang boleh menyesuaikan sifat mekanikal melalui pelbagai rawatan haba, meningkatkan prestasi dalam aplikasi tertentu.
Keupayaan pengerasan permukaan yang baik
Kandungan karbon tinggi membolehkan Pengerasan permukaan yang berkesan Semasa mengekalkan teras yang sukar untuk aplikasi seperti gear, gandar, dan pin di mana lapisan luar perlu menahan haus.
Keberkesanan kos
Berbanding keluli aloi seperti 4140 atau 4340, 1045 tawaran prestasi mekanikal yang sangat baik dengan kos yang lebih rendah.
Untuk aplikasi tidak kritikal, Ini menjadikannya pilihan yang lebih ekonomik tanpa berkualiti tinggi.
Batasan 1045 Keluli karbon
Rintangan kakisan terhad
Salah satu kelemahan utama adalah Rintangan kakisan yang lemah. Jika tiada lapisan pelindung atau rawatan permukaan, 1045 terdedah kepada karat apabila terdedah kepada kelembapan, bahan kimia, atau persekitaran laut.
Untuk aplikasi luar atau menghakis, pemprosesan tambahan seperti lukisan, galvanizing, atau nitriding diperlukan.
Kebolehkalasan memerlukan penjagaan
Manakala 1045 boleh dikimpal, ia adalah bukan seperti kimpalan yang mesra seperti keluli karbon rendah (Mis., 1018).
Memanaskan (biasanya ke 150-260 ° C.) dan pelepasan tekanan pasca kimpalan disyorkan untuk mengelakkan retak atau herotan kerana kandungan karbon yang lebih tinggi.
Hardenability Sederhana
Walaupun pengerasan permukaan berkesan, The kedalaman pengerasan adalah terhad, terutamanya untuk keratan rentas besar.
Untuk komponen yang memerlukan kekerasan seragam sepanjang, Keluli aloi seperti 4140 Mungkin lebih sesuai.
Kerentanan untuk terlalu panas
Semasa rawatan haba, Kawalan suhu yang tidak betul boleh menyebabkan:
- Pertumbuhan bijirin (mengurangkan ketangguhan)
- Retak semasa pelindapkejutan
- Decarburization di permukaan
7. Analisis perbandingan dengan gred keluli lain
| Atribut | 1018 (Keluli karbon rendah) | 1040 (Keluli karbon sederhana) | 1045 (Keluli karbon sederhana) | 1050 (Keluli karbon sederhana) | 4140 (Keluli aloi) | 4340 (Keluli aloi) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Kandungan karbon (%) | ~ 0.18% | ~ 0.40% | ~ 0.45% | ~ 0 | ~ 0. | ~ 0.40% + Dalam, |
| Kekuatan tegangan (MPA) | 440-470 | 550-750 | 620-850 | 650-900 | 900-1100 | 1000-1300 |
| Kekerasan (Hb) | ~ 126 (Annealed) | 150-190 (dinormalisasi) | 170-255 (normal/marah) | 200-280 (dipadamkan) | Hingga 300 (Haba dirawat) | Hingga 320 (Haba dirawat) |
| Ketangguhan | Tinggi | Medium | Baik | Sederhana | Tinggi | Sangat tinggi |
| Kebolehkalasan | Cemerlang | Baik | Sederhana | Rendah | Sederhana | Adil |
Kebolehkerjaan |
Cemerlang | Baik | Baik | Sederhana | Sederhana | Adil |
| Rintangan kakisan | Rendah | Rendah | Rendah | Rendah | Sederhana | Sederhana -tinggi |
| Kos | Rendah | Sederhana | Sederhana | Sederhana | Tinggi | Lebih tinggi |
| Aplikasi biasa | Pin, lekapan, batang | Gear, gandar | Aci, Crankshafts, gandingan | Mati, alat | Gear, bahagian struktur | Aeroangkasa, bahagian automotif |
8. Kesimpulan
Secara ringkasnya, 1045 Keluli karbon mewakili bahan kritikal dalam pembuatan moden.
Komposisi seimbangnya memberikan gabungan kekuatan yang diingini, Kemuluran, dan kebolehkerjaan yang sesuai dengan pelbagai aplikasi -dari automotif dan pembinaan ke alat jentera dan ketepatan.
Dengan memanfaatkan rawatan haba yang disesuaikan dan teknik pemprosesan lanjutan, Jurutera boleh membuka kunci potensi penuh keluli serba boleh ini.
Oleh kerana trend pasaran terus memihak kepada mantap, Bahan berprestasi tinggi, inovasi dalam memproses dan menjanjikan janji untuk meningkatkan keupayaan 1045 keluli karbon, memastikan kaitannya selama beberapa dekad yang akan datang.
Langhe adalah pilihan yang sesuai untuk keperluan pembuatan anda jika anda memerlukan berkualiti tinggi keluli karbon produk.
