Si vous êtes en génie mécanique, automobile, ou fabrication, S45C Structural Steel est un matériau de base. Comme acier moyen en carbone, Il équilibre la force, machinabilité, et l'abordabilité - mais comment cela fonctionne-t-il pour votre projet? Ce guide décompose ses traits clés, Applications du monde réel, étapes de fabrication, Et comment il se compare à d'autres matériaux, Vous pouvez donc prendre des décisions intelligentes.
1. Propriétés du matériau de l'acier S45C
La popularité de S45C provient de ses propriétés bien équilibrées. Explorons soncomposition chimique, propriétés physiques, propriétés mécaniques, et d'autres caractéristiques critiques.
1.1 Composition chimique
S45C est défini par sa teneur en carbone moyen (Par normes JIS G4051). Ci-dessous est la gamme d'éléments typique:
| Élément | Symbole | Contenu maximum / typique (%) | Fonction clé |
|---|---|---|---|
| Carbone (C) | C | 0.42–0,48 | Principal moteur de force et de dureté |
| Manganèse (MN) | MN | 0.60–0,90 | Améliore la force et l'ouvrabilité de la traction |
| Silicium (Et) | Et | 0.15–0,35 | Améliore la résistance à la chaleur pendant le traitement |
| Soufre (S) | S | ≤0,030 | Minimisé pour éviter la fragilité |
| Phosphore (P) | P | ≤0,030 | Limité à empêcher la fissuration du froid |
| Chrome (Croisement) | Croisement | ≤0,20 | Trace pour une résistance à la corrosion mineure |
| Nickel (Dans) | Dans | ≤0,20 | Trace Montant pour une légère augmentation de la ténacité |
| Molybdène (MO) | MO | ≤0,05 | Élément trace, Impact minimal sur les propriétés |
| Vanadium (V) | V | ≤0,05 | Élément trace, Aucun effet de performance majeur |
1.2 Propriétés physiques
Ces traits affectent le comportement du S45C dans différents environnements:
- Densité: 7.85 g / cm³ (Standard pour les aciers en carbone, Facile à calculer le poids de la pièce)
- Point de fusion: 1495–1530 ° C (Compatible avec les processus de traitement thermique communs)
- Conductivité thermique: 49 Avec(m · k) à 20 ° C (Bon pour la dissipation de chaleur dans les machines)
- Capacité thermique spécifique: 470 J /(kg · k) (gère les changements de température sans dommage)
- Coefficient de dilatation thermique: 13.8 μm /(m · k) (faible extension, Réduire la déformation dans les températures extrêmes)
1.3 Propriétés mécaniques
La résistance mécanique de S45C le rend idéal pour les pièces porteuses et résistantes à l'usure. Valeurs clés (État recuit à moins que):
- Résistance à la traction: 570–700 MPA (poignées de tir des forces dans les arbres ou les engrenages)
- Limite d'élasticité: ≥335 MPa (résiste à la déformation permanente sous pression)
- Élongation: ≥15% (suffisamment flexible pour se transformer en composants simples)
- Dureté: 160–200 Brinell (recuit); jusqu'à 55 HRC (Après trempage / tremper)
- Résistance à l'impact: ≥30 J à 20 ° C (ténacité modérée - le mieux pour les environnements non froids)
1.4 Autres propriétés
- Résistance à la corrosion: Faible (sujet à la rouille; a besoin de peinture, galvanisation, ou huiler pour la protection)
- Soudabilité: Modéré (nécessite une préchauffage à 150–250 ° C pour éviter la fissuration; recuit post-affaire recommandé)
- Machinabilité: Bien (facilement foré, tourné, ou moulu avec des outils standard - le mieux dans l'état recuit)
- Propriétés magnétiques: Ferromagnétique (répond aux aimants, Utile pour le tri industriel)
- Ductilité: Modéré (Peut être plié ou forgé en formes mais moins flexible que les aciers à faible teneur en carbone)
2. Applications de l'acier structurel S45C
L'équilibre de la force et de la machinabilité de S45C le rend polyvalent entre les industries. Voici des exemples du monde réel:
2.1 Génie mécanique
- Arbres: Les arbres de moteur industriel utilisent S45C - sa résistance à la traction (570–700 MPA) gère la rotation à grande vitesse, et le traitement post-chauffage stimule la résistance à l'usure.
- Engrenages: GRANDES DE SMALS À MAIN (Par exemple, dans les systèmes de convoyeur) Utiliser S45C - sa dureté (Après le trempage) résiste à l'usure des dents.
- Roulements: Les courses de roulements pour les machines à faible chargement utilisent S45C - sa machinabilité assure des dimensions précises.
2.2 Automobile
- Composants de transmission: Eaux de transmission manuels dans des voitures compactes (Par exemple, Honda Civic) Utiliser S45C - sa résistance supporte le maillot de vitesse constant.
- Pièces de moteur: Arbres à cames pour les petits moteurs (Par exemple, gazon) Utiliser S45C - Le traitement de la chauffe améliore la dureté de surface pour la résistance à l'usure.
- Pièces de suspension: Les tiges d'amortisseur utilisent S45C - sa limite d'élasticité empêche la flexion sous les impacts routiers.
2.3 Autres applications
- Équipement d'exploitation: De petits bits de forage pour l'exploitation légère utilisent S45C - le traitement de la chauffeur augmente la dureté pour le forage rocheux.
- Machines agricoles: Les broches d'essieu du tracteur utilisent S45C - sa résistance gère les charges lourdes du labour.
- Tuyauterie: Tuyaux industriels à basse pression (Par exemple, pour le transport d'eau) Utiliser S45C - sa machinabilité permet un filetage facile.
2.4 Construction (Utilisation limitée)
S45C est rarement utilisé pour les grands projets de construction (En raison d'une faible résistance à la corrosion), Mais cela fonctionne pour de petites composants comme:
- Pouvoir des main-d'œuvre dans les bâtiments industriels intérieurs
- Petites épingles de support pour les systèmes de convoyeurs dans les usines
3. Techniques de fabrication pour l'acier S45C
La production de S45C de haute qualité nécessite un contrôle minutieux de la teneur en carbone et du traitement. Voici le processus étape par étape:
3.1 Production primaire
- Fournaise à arc électrique (EAF): Méthode la plus courante - L'acier de crap est fondu à 1600 ° C, Ensuite, le carbone et le manganèse sont ajoutés pour atteindre la plage de 0,42 à 0,48% C.
- Fournaise de base à l'oxygène (BOF): Utilisé pour les gros lots - le minerai de fer est converti en acier, Ensuite, le carbone est ajusté pour répondre aux normes S45C.
- Moulage continu: L'acier fondu est versé dans des moules pour former des dalles, fleurs, ou billettes (matière première pour le traitement secondaire).
3.2 Traitement secondaire
- Roulement chaud: Les dalles sont chauffées à 1100–1200 ° C et roulées dans des barres, tiges, ou plaques - cela améliore la force et l'ouvrabilité.
- Roulement froid: Pour les pièces de précision (Par exemple, arbres fins), Le roulement à froid augmente la douceur et la dureté de surface.
- Traitement thermique: Critique pour les performances S45C:
- Recuit: Chauffage à 820–860 ° C, refroidissement lentement - soupçonne de l'acier pour la machinabilité.
- Extinction / trempage: Chauffage à 820–860 ° C, éteinte dans l'eau / huile, puis de tempérer à 500–600 ° C - augmente la dureté et la ténacité.
- Traitement de surface: Galvanisation (pour les pièces extérieures), peinture (pour les pièces intérieures), ou huilage (pour les pièces mobiles comme les engrenages) Pour éviter la rouille.
3.3 Contrôle de qualité
Pour rencontrer le G4051 Standard, Chaque lot de S45C est testé:
- Analyse chimique: Les spectromètres vérifient le contenu en carbone et en alliage pour assurer la conformité.
- Tests mécaniques: Les tests de traction mesurent la résistance; Les tests de dureté vérifient les valeurs de Brinell / HRC.
- Tests non destructeurs (NDT): Les tests à ultrasons détectent les fissures internes; Les tests de particules magnétiques vérifient les défauts de surface.
- Inspection dimensionnelle: Les étriers et les lasers s'assurent que les barres / plaques correspondent aux spécifications de taille.
4. Comment S45C se compare à d'autres matériaux
Choisir S45C dépend du coût, force, et les besoins du projet. Voici comment ça s'empile:
4.1 Comparaison avec d'autres aciers
| Matériel | Teneur en carbone (%) | Résistance à la traction (MPA) | Résistance à la corrosion | Coût vs. S45C | Mieux pour |
|---|---|---|---|---|---|
| Acier S45C | 0.42–0,48 | 570–700 | Faible | Base (100%) | Engrenages, arbres, petites pièces mécaniques |
| Acier à faible teneur en carbone (S10C) | 0.08–0.12 | 320–450 | Faible | 80% | Pièces soudées (Par exemple, supports) |
| Acier à haute résistance (S690QL) | 0.18 | 770–940 | Modéré | 220% | Structures à charge lourde (Par exemple, poutres de pont) |
| Acier inoxydable (304) | 0.08 | 515 | Excellent | 350% | Environnements corrosifs (Par exemple, pièces chimiques) |
4.2 Comparaison avec les métaux non ferreux
- Aluminium (6061-T6): L'aluminium est plus léger (densité 2.7 g / cm³ vs. 7.85 g / cm³) mais plus faible (résistance à la traction 310 MPA VS. 570–700 MPA)—Utilisez S45C pour les pièces mécaniques à haute résistance.
- Cuivre: Le cuivre est plus conducteur mais plus doux (résistance à la traction 220 MPA) et plus cher - S45C est meilleur pour une utilisation porteuse, pas des composants électriques.
4.3 Comparaison avec les matériaux composites
- Polymères renforcés par la fibre (FRP): Le FRP est plus léger et résistant à la corrosion mais a une résistance à la traction plus faible (300 MPA VS. 570–700 MPA)—S45C est plus fiable pour les pièces résistantes à l'usure comme les engrenages.
- Composites en fibre de carbone: La fibre de carbone est plus forte (résistance à la traction 3000 MPA) Mais coûte 8 fois plus - Utilisez-le pour l'aérospatiale; S45C est le choix économique pour les machines industrielles.
5. Vue de la technologie Yigu sur S45C Structural Steel
À la technologie Yigu, S45C est notre incontournable pour les pièces mécaniques de force moyenne. Son équilibre de la machinabilité, force, Et le coût le rend parfait pour les engrenages, arbres, et composants automobiles. Nous vous recommandons de le recuit pour un traitement et une extinction / trempage faciles. Pour la protection contre la corrosion, Nous le coupons avec notre service de placage en zinc, prolonger la durée de vie de 20 à 25%. Bien qu'il ne soit pas idéal pour les environnements froids ou corrosifs, c'est inégalé pour abordable, pièces industrielles fiables.
FAQ à propos de S45C Structural Steel
- Peut-il être utilisé dans les climats froids?
Non, pas recommandé. Sa ténacité à impact baisse de basses températures (≥30 J à 20 ° C, plus bas à -10 ° C +), Ainsi, il peut se craquer sous stress. Utilisez des aciers résistants au froid comme S355JR pour les environnements froids. - Dois-je préchauffer S45C avant de souder?
Oui. Préchauffer à 150–250 ° C pour prévenir les fissures d'hydrogène. Après le soudage, recuire à 600–650 ° C pour réduire le stress interne - cela garantit que l'articulation de la soudure reste forte. - En quoi S45C diffère-t-il de S45C-MN?
S45C-MN a un manganèse plus élevé (1.00–1,30% vs. 0.60–0,90% pour S45C), Stimuler la résistance à la traction (620–750 MPA VS. 570–700 MPA). Utilisez S45C-MN pour les pièces ayant besoin d'une force supplémentaire; S45C pour les applications standard.
