機械工学の場合, 自動車, または製造, S45C構造鋼は主食です. 中炭素鋼として, 強度のバランスを取ります, 加工性, そして手頃な価格 - しかし、それはあなたのプロジェクトでどのように機能しますか? このガイドは、その重要な特性を分解します, 実世界のアプリケーション, 製造手順, そして、それが他の素材とどのように比較されますか, したがって、賢明な決定を下すことができます.
1. S45C鋼の材料特性
S45Cの人気は、バランスのとれたプロパティから来ています. それを探りましょう化学組成, 物理的特性, 機械的特性, その他の重要な特性.
1.1 化学組成
S45Cは、中程度の炭素含有量によって定義されます (JIS G4051標準ごと). 以下は典型的な要素範囲です:
| 要素 | シンボル | 最大/典型的なコンテンツ (%) | 重要な関数 |
|---|---|---|---|
| 炭素 (c) | c | 0.42–0.48 | 強さと硬度の主なドライバー |
| マンガン (Mn) | Mn | 0.60–0.90 | 引張強度と作業性を向上させます |
| シリコン (そして) | そして | 0.15–0.35 | 処理中の耐熱性を高めます |
| 硫黄 (s) | s | ≤0.030 | 脆性を避けるために最小化されます |
| リン (p) | p | ≤0.030 | 冷たい亀裂を防ぐために制限されています |
| クロム (cr) | cr | ≤0.20 | 軽度の腐食抵抗のトレース量 |
| ニッケル (で) | で | ≤0.20 | わずかなタフネスブーストのトレース量 |
| モリブデン (MO) | MO | ≤0.05 | トレース要素, プロパティへの最小限の影響 |
| バナジウム (v) | v | ≤0.05 | トレース要素, 大きなパフォーマンス効果はありません |
1.2 物理的特性
これらの特性は、さまざまな環境でS45Cがどのように動作するかに影響します:
- 密度: 7.85 g/cm³ (炭素鋼の標準, 部品重量を簡単に計算できます)
- 融点: 1495–1530°C (一般的な熱処理プロセスと互換性があります)
- 熱伝導率: 49 w/(M・k) 20°Cで (機械での熱放散に適しています)
- 比熱容量: 470 J/(kg・k) (損傷せずに温度の変化を処理します)
- 熱膨張係数: 13.8 μm/(M・k) (低拡張, 極端な温度でゆがみを減らす)
1.3 機械的特性
S45Cの機械的強度は、負荷をかける耐摩耗性の部品に最適です. キー値 (記載されていない限り、アニール状態):
- 抗張力: 570–700 MPa (シャフトまたはギアの力を引くハンドル)
- 降伏強度: ≥335MPa (圧力下で永久的な変形に抵抗します)
- 伸長: ≥15％ (単純なコンポーネントに形作るのに十分な柔軟性)
- 硬度: 160–200ブリネル (アニール); まで 55 HRC (消光/焼き戻しの後)
- 衝撃の靭性: 20°Cで30 j以上 (中程度の靭性 - 非冷却環境のベスト)
1.4 その他のプロパティ
- 耐食性: 低い (錆びやすい; 絵画が必要です, 亜鉛メッキ, または保護のために油を塗る)
- 溶接性: 適度 (割れを避けるために、150〜250°Cに予熱する必要があります; ポストウェルドアニーリングが推奨されます)
- 加工性: 良い (簡単にドリルしました, 回った, または、標準のツールで製粉します。アニール状態にあります)
- 磁気特性: 強磁性 (磁石に応答します, 産業選別に役立ちます)
- 延性: 適度 (曲がったり、形に鍛造されたりすることができますが、低炭素鋼よりも柔軟性が低くなります)
2. S45C構造鋼のアプリケーション
S45Cの強度と機械性のバランスは、業界全体で多用途になります. ここに実際の例があります:
2.1 機械工学
- シャフト: 産業用モーターシャフトは、S45cを使用します。これは引張強度です (570–700 MPa) 高速回転を処理します, 加熱後の治療は耐摩耗性を高めます.
- ギア: 小規模から中型のギア (例えば。, コンベアシステムで) S45cを使用します - 硬度 (気性の後) 歯の摩耗に抵抗します.
- ベアリング: 低負荷機械使用のベアリングレースS45C - マシン可能性は正確な寸法を保証します.
2.2 自動車
- 送信コンポーネント: コンパクトカーのマニュアルトランスミッションギア (例えば。, ホンダシビック) S45cを使用します.
- エンジン部品: 小さなエンジン用のカムシャフト (例えば。, 芝刈り機) S45Cを使用します。耐摩耗性の耐摩耗性を改善します.
- サスペンションパーツ: ショックアブソーバーロッドはS45cを使用します。.
2.3 その他のアプリケーション
- マイニング機器: 軽い採掘用の小さなドリルビット使用S45c - ヒートトリートメントは、岩の掘削の硬度を高めます.
- 農業機械: トラクター車軸ピンはS45cを使用します - 筋力は耕作から重い負荷を処理します.
- 配管システム: 低圧工業用パイプ (例えば。, 水輸送用) S45cを使用します。itsの加工性により、簡単なスレッドが簡単になります.
2.4 工事 (使用されています)
S45Cは、大規模な建設プロジェクトに使用されることはめったにありません (耐食性が低いため), しかし、それはような小さなコンポーネントで機能します:
- 屋内工業用建物の手すりブラケット
- 工場のコンベアシステムの小さなサポートピン
3. S45Cスチールの製造技術
高品質のS45Cを生成するには、炭素含有量と加工を慎重に制御する必要があります. これが段階的なプロセスです:
3.1 一次生産
- 電気弧炉 (EAF): 最も一般的な方法-Scrap鋼は1600°Cで溶けます, その後、炭素とマンガンが0.42〜0.48％Cの範囲に達するために追加されます.
- 基本的な酸素炉 (bof): 大きなバッチに使用されます - アイアン鉱石はスチールに変換されます, その後、炭素はS45C基準を満たすように調整されます.
- 継続的なキャスト: 溶融鋼を金型に注ぎ、スラブを形成します, 花, またはビレット (二次処理のための原料).
3.2 二次処理
- ホットローリング: スラブは1100〜1200°Cに加熱され、バーに巻き込まれます, ロッド, またはプレート - これにより、強度と作業性が向上します.
- コールドローリング: 精密部品用 (例えば。, 薄いシャフト), コールドローリングは、表面の滑らかさと硬度を高めます.
- 熱処理: S45Cパフォーマンスにとって重要です:
- アニーリング: 820〜860°Cへの加熱, ゆっくりと冷却 - 機械加工のために鋼を溶かします.
- クエンチング/焼き戻し: 820〜860°Cへの加熱, 水/オイルの消光, 次に、500〜600°Cでの抑制 - 硬度と靭性を高めます.
- 表面処理: 亜鉛メッキ (屋外部品用), 絵画 (屋内部品用), または給油 (ギアのような可動部品用) さびを防ぐため.
3.3 品質管理
彼に会うためにG4051標準, S45Cのすべてのバッチがテストされています:
- 化学分析: 分光計は、コンプライアンスを確保するために炭素と合金の含有量をチェックします.
- 機械的テスト: 引張試験は強度を測定します; 硬度テストでは、Brinell/HRC値が検証されます.
- 非破壊検査 (NDT): 超音波検査は、内部亀裂を検出します; 磁気粒子試験は、表面の欠陥をチェックします.
- 寸法検査: キャリパーとレーザーは、バー/プレートの一致サイズの仕様を保証します.
4. S45Cが他の材料と比較する方法
S45Cの選択はコストに依存します, 強さ, およびプロジェクトのニーズ. これがどのように積み重ねられますか:
4.1 他の鋼との比較
| 材料 | 炭素含有量 (%) | 抗張力 (MPA) | 耐食性 | コスト対. S45C | に最適です |
|---|---|---|---|---|---|
| S45Cスチール | 0.42–0.48 | 570–700 | 低い | ベース (100%) | ギア, シャフト, 小さな機械部品 |
| 低炭素鋼 (S10C) | 0.08–0.12 | 320–450 | 低い | 80% | 溶接部品 (例えば。, ブラケット) |
| 高強度鋼 (S690QL) | 0.18 | 770–940 | 適度 | 220% | 重荷構造 (例えば。, ブリッジビーム) |
| ステンレス鋼 (304) | 0.08 | 515 | 素晴らしい | 350% | 腐食性環境 (例えば。, 化学部品) |
4.2 非鉄金属との比較
- アルミニウム (6061-T6): アルミニウムは軽量です (密度 2.7 g/cm³vs. 7.85 g/cm³) しかし、弱い (抗張力 310 MPA対. 570–700 MPa) - 高強度の機械部品のS45Cを使用します.
- 銅: 銅はより導電性ですが、より柔らかいです (抗張力 220 MPA) より高価な—S45Cは、負荷の使用に適しています, 電気コンポーネントではありません.
4.3 複合材料との比較
- 繊維強化ポリマー (FRP): FRPは軽量で腐食耐性ですが、引張強度が低い (300 MPA対. 570–700 MPa)—S45Cは、ギアのような耐摩耗性の部品に対してより信頼性が高くなります.
- 炭素繊維複合材料: 炭素繊維は強いです (抗張力 3000 MPA) しかし、航空宇宙のためにそれを使用してください; S45Cは、産業機械の経済的な選択です.
5. S45C構造鋼に関するYiguテクノロジーの見解
Yiguテクノロジーで, S45Cは、中程度の強度の機械部品のための頼りになります. 機械加工のバランス, 強さ, コストはギアに最適です, シャフト, および自動車コンポーネント. 耐摩耗性のために簡単に処理してクエンチング/焼き戻しのためにアニーリングすることをお勧めします. 腐食保護用, 亜鉛メッキサービスと組み合わせます, 寿命を20〜25％延長する. 冷たい環境や腐食性の環境には理想的ではありませんが, 手頃な価格で比類のないものです, 信頼できる産業部品.
S45C構造鋼に関するFAQ
- S45Cは寒い気候で使用できますか?
いいえ, お勧めしません. その衝撃靭性は低温で低下します (20°Cで30 j以上, -10°C+で低い), したがって、ストレスの下で割れる可能性があります. 寒い環境には、S355JRのような冷たい耐性鋼を使用してください. - 溶接前にS45Cを予熱する必要がありますか？?
はい. 水素亀裂を防ぐために、150〜250°Cに予熱します. 溶接後, 内部ストレスを減らすために600〜650°Cでアニールします。. - S45CはS45C-MNとどのように異なりますか?
S45C-MNはマンガンが高くなっています (1.00–1.30％対. 0.60–0.90％S45C), 引張強度の向上 (620–750 MPA対. 570–700 MPa). 余分な強度が必要な部品には、S45C-MNを使用します; 標準アプリケーション用のS45C.
