Vlastnosti a aplikace uhlíkové oceli AISI 1045

Uhlíková ocel AISI 1045 je široce používaná středně uhlíková ocel známá pro svou dobrou rovnováhu mezi pevností, houževnatostí a odolností proti opotřebení. Pochopení jeho vlastností je nezbytné pro správný výběr materiálu v různých průmyslových aplikacích.

1. 1045 Ocel Chemické složení

Označení „1045“ označuje obyčejnou uhlíkovou ocel s nominálním obsahem uhlíku 0,45%. Klíčové rozsahy složení podle hlavních standardů jsou:

• Uhlík (C): Typicky 0,43% – 0,50% (např. ASTM A29, SAE J403). Některé specifikace umožňují 0,42% – 0,50%.
• Mangan (Mn): Obecně 0,60% – 0,90%. Některé normy mohou specifikovat 0,50% – 0,80%.
• Křemík (Si): Často se uvádí jako 0,15% – 0,35% nebo maximálně 0,40%. Poznámka: Tyčinky kvality obchodníka nemusí mít specifikovaný obsah křemíku.
• Fosfor (P) a síra (S): Jedná se o nečistoty udržované na nízkých úrovních, typicky max. 0,040% pro P a max. 0,050% pro S, i když mohou platit přísnější limity (např. 0,035% max) v závislosti na standardu.
• Další prvky: Některé normy (jako JIS G4051) mohou specifikovat maximální limity pro prvky jako Cu (0,30%), Ni (0,20%) a Cr (0,20%).

2. 1045 ocel Mezinárodní ekvivalentní známky

Pro globální zdroje a specifikace je užitečné znát ekvivalentní třídy pro ocel 1045:

• ISO: C45E4
• EN (Evropa): C45E (1,1191)
• DIN (Německo): C45 (1,0503)
• JIS (Japonsko): S45C (občas S48C)
• BS (UK): IC45 / 080A47
• GB (Čína): 45 (také 45H, ML45)
• GOST (Rusko): 45 (také 45H)
• Ostatní: NF C45 (Francie), AFNOR CC45 (Francie), UNI C45 / F.114 (Itálie), SS 1650 (Švédsko), UNE F.114 (Španělsko), ASTM 1045H (specifikovaná prokalitelnost).

3. 1045 ocel Mechanické vlastnosti

Mechanické vlastnosti oceli 1045 do značné míry závisí na jejím stavu (jak je zpracována a tepelně zpracována).

Podmínky ve stavu zpracování

Válcované za tepla: V těchto běžných podmínkách dodávky jsou typické vlastnosti:

• Pevnost v tahu: ~585 MPa (85 ksi)
• Mez kluzu: ~310 MPa (45 ksi)
• Prodloužení: ~17%
• Zmenšení plochy: ~35%
• Tvrdost: ~170-229 HBW

Tažené za studena: Tažení za studena zvyšuje pevnost a tvrdost, ale obecně snižuje tažnost. Příklad hodnot může být:

• Pevnost v tahu: ~725 MPa (105 ksi)
• Mez kluzu: ~585 MPa (85 ksi)

4. 1045 ocel Tepelné zpracování

Tepelné zpracování je rozhodující pro přizpůsobení vlastností oceli 1045:

4.1 Normalizace: Zahřívání na 850-870°C a chlazení vzduchem zjemňuje strukturu zrna. Výsledkem je zlepšená stejnoměrnost, vyšší pevnost a lepší tažnost než ve stavu po válcování. Typická tvrdost po normalizaci je 170-217 HBW.

4.2 Kalení (kalení) a temperování: Pro maximální pevnost a tvrdost:

4.2.1 Kalení: Zahřejte na 820-870°C a rychle zchlaďte ve vodě nebo oleji. Kalení vodou zajišťuje rychlejší chlazení a může dosáhnout větší hloubky kalení, zejména v tlustších úsecích.

4.2.2 Temperování: Zahřejte ochlazenou ocel na 550-650 °C, podržte a rychle ochlaďte. Tento proces snižuje křehkost a dosahuje konečné požadované rovnováhy tvrdosti a houževnatosti. Typické vlastnosti po kalení a temperování (Q&T):

• Pevnost v tahu: > 686 MPa
• Mez kluzu: > 490 MPa
• Tažnost: > 17%
• Zmenšení plochy: > 45%
• Tvrdost: 201-269 HBW

5. Úvahy o kalitelnosti

Prokalitelnost označuje hloubku, do které může být ocel kalena během kalení. Jako obyčejná uhlíková ocel má ocel 1045 nižší prokalitelnost ve srovnání s legovanou ocelí jako 4145. To znamená, že dosažení vysoké tvrdosti v celém jádru je možné pouze v relativně tenkých úsecích. Například dosažení HRC 45 může být možné pouze v rámci vnější tyče 3-6,5 mm kalené za specifických podmínek. Toto je klíčové omezení, které je třeba vzít v úvahu u větších součástí vyžadujících vysokou pevnost a tvrdost jádra.

6. 1045 ocel Aplikace

Díky své všestrannosti a hospodárnosti se ocel 1045 a její ekvivalenty (jako S45C) používají v mnoha aplikacích vyžadujících dobrou pevnost a odolnost proti opotřebení, včetně:

• Nápravy, hřídele a vřetena
• Ozubená kola a hřeby
• Šrouby a ojnice
• Hydraulické svorky
• Záložní desky pro práci za studena a plastové formy
• Desky pro upevnění vrtacího přípravku
• Plastové formy a základny forem
• Standardní součásti sady matric

Normalizovaný nebo lehce tažený za studena je často vhodný pro aplikace vyžadující pevnost v tahu v rozsahu 60-75 kgf/mm².

7. Výběr oceli 1045

Při specifikaci oceli 1045 je důležité definovat požadovaný stav (např. válcované za tepla, normalizované, kalené a temperované) a odkazovat na příslušnou normu (ASTM, EN, JIS atd.). To zajišťuje, že materiál splňuje nezbytné chemické složení a mechanické vlastnosti pro vaši konkrétní aplikaci. Faktory jako velikost součásti a požadovaná hloubka tvrdosti jsou rozhodující při určování, zda je 1045 nejlepší volbou, nebo zda je potřeba legovaná ocel s vyšší prokalitelností.

Ve společnosti Aobo Steel, s našimi rozsáhlými zkušenostmi v oblasti nástrojových a legovaných ocelí, vám můžeme pomoci vybrat správnou jakost a stav pro vaše požadavky. Kontaktujte nás pro projednání vašich konkrétních potřeb.

Nejčastější dotazy

1. K čemu je dobrá ocel 1045?

Ocel 1045 je spolehlivou a cenově výhodnou volbou pro mnoho aplikací vyžadujících dobrou rovnováhu mezi pevností, houževnatostí a odolností proti opotřebení. Jeho všestrannost je dále posílena jeho přizpůsobivostí různým tepelným úpravám, což umožňuje optimalizaci vlastností. Ocel 1045 nabízí pragmatické řešení, od součástí nástrojů, jako jsou díly forem a upínací desky, až po strojní prvky, jako jsou čepy, válečky a dokonce ozubená kola a nápravy v méně náročných aplikacích. Zkoumání alternativ legované oceli však může být vhodnějším přístupem pro součásti se značnými průřezy vyžadujícími hluboké a rovnoměrné kalení.

2. Je 1045 silnější než 4140?

Pro menší díly nebo díly s méně přísnými požadavky na pevnost může ocel 1045 nabídnout ekonomičtější řešení. U větších, kritičtějších součástí vyžadujících vysokou pevnost a konzistentní výkon v celém jejich průřezu, ocel 4140 by byl vhodnější výběr.