C45 Acél: Tulajdonságok, Hőkezelés, Hegesztés és Nitridálás
A C45 acél egy közepes széntartalmú szerkezeti acél, amelyet széles körben használnak az iparban különböző mechanikai alkatrészekhez, például tengelyekhez, fogaskerekekhez és csapágyházakhoz. Jó szilárdsággal és kopásállósággal rendelkezik, ugyanakkor megfelelő hőkezeléssel tovább javíthatók a tulajdonságai. Ebben a cikkben részletesen áttekintjük a C45 acél főbb jellemzőit és feldolgozási lehetőségeit.
1. C45 Acél Összetétele és Tulajdonságai
A C45 egy nemesíthető, közepes széntartalmú acél, amely megfelelő mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, különösen edzés és megeresztés után.
Kémiai összetétel (%):
| Elem | Tartomány (%) |
|---|---|
| Szén (C) | 0,42 – 0,50 |
| Mangán (Mn) | 0,50 – 0,80 |
| Szilícium (Si) | 0,10 – 0,40 |
| Kén (S) | ≤ 0,035 |
| Foszfor (P) | ≤ 0,035 |
Mechanikai tulajdonságok (EN 10083-2 szabvány szerint)
| Tulajdonság | Érték (lágyított állapotban) | Érték (edzett és megeresztett állapotban) |
|---|---|---|
| Folyáshatár (Re) | 280–355 MPa | 500–800 MPa |
| Szakítószilárdság (Rm) | 550–700 MPa | 800–1000 MPa |
| Nyúlás (A5) | 14–17% | 10–12% |
| Keménység (HBW) | 170–210 | 200–300 |
A C45 acél jó egyensúlyt kínál a szilárdság és a megmunkálhatóság között, de hőkezeléssel tovább javíthatók a tulajdonságai.
2. C45 Acél Hőkezelése
A C45 acél hőkezelése elsősorban az alábbi folyamatokat foglalja magában:
- Lágyítás (Annealing)
- Célja: megmunkálhatóság és alakíthatóság javítása
- Hőmérséklet: 680–720°C, majd lassú lehűtés kemencében
- Edzés (Quenching)
- Célja: keménység és kopásállóság növelése
- Hőmérséklet: 820–860°C, majd gyors hűtés vízben vagy olajban
- Megeresztés (Tempering)
- Célja: törékenység csökkentése és szívósság növelése
- Hőmérséklet: 550–660°C, majd levegőn hűtés
A hőkezelés során a megfelelő paraméterek kiválasztása attól függ, hogy milyen mechanikai tulajdonságokat szeretnénk elérni.
3. C45 Acél Hegesztése
A C45 acél hegesztése kihívást jelenthet a viszonylag magas széntartalom miatt, ami hajlamossá teszi a repedésre és az edződési hatásokra.
Hegesztési javaslatok:
- Előmelegítés: 150–300°C (csökkenti a repedési hajlamot)
- Hegesztési eljárások:
- MMA (Bevontelektródás ívhegesztés) – Alacsony hidrogéntartalmú elektródákkal
- MIG/MAG hegesztés – Stabilabb varratminőség érhető el
- TIG hegesztés – Pontosabb, de lassabb eljárás
- Utómelegítés és lassú hűtés ajánlott, hogy minimalizáljuk a repedések kialakulását
Hegesztés után gyakran szükség van lágyításra vagy megeresztésre, hogy visszaállítsuk az anyag rugalmasságát és csökkentsük a belső feszültségeket.
4. C45 Acél Nitridálása
A nitridálás egy olyan hőkezelési eljárás, amelynek során nitrogént juttatunk az acél felületébe, így növelve annak keménységét és kopásállóságát.
Nitridálás folyamata:
- Hőmérséklet: 500–580°C
- Időtartam: 10–50 óra (rétegvastagság függvényében)
- Eredmény: 600–1000 HV keménységű nitridált réteg
Nitridálás előnyei C45 acélnál:
✔ Megnövekedett kopásállóság
✔ Korrózióállóság javulása
✔ Kis méretváltozás, nincs szükség újramegmunkálásra
A nitridálás főként olyan alkatrészeknél hasznos, amelyek erős kopásnak vannak kitéve, például tengelyek, csapágyak, fogaskerekek.
5. Összegzés
A C45 acél egy sokoldalúan használható közepes széntartalmú szerkezeti acél, amely megfelelő hőkezeléssel kiváló mechanikai tulajdonságokat érhet el.
- Edzéssel növelhető a keménység és a szakítószilárdság.
- Hegesztése előmelegítést igényel a repedések elkerülése érdekében.
- Nitridálással kiváló kopásállóságot és korrózióvédelmet érhetünk el.
A megfelelő feldolgozási eljárás kiválasztása attól függ, hogy milyen ipari alkalmazásra szánjuk az anyagot.