1020 vs 1045: porovnání nízkouhlíkové a středně uhlíkové oceli

Rozdíl v chemickém složení

	SAE 1020	SAE 1045
Uhlík	0.17–0.23%	0.43–0.50%
Pevnost ve válcovaném stavu	~350–450 MPa	třída ~600 MPa
Způsob kalení	Pouze cementování	Prokalování / povrchové kalení
Svařitelnost	Vynikající	Vyžaduje předehřev a opatrnost

V čem je 1020 dobrá

1020 je ocel pro svařování a tváření: základy strojů, konzoly, čepy a hřídele, které jsou vystaveny skromnému zatížení. Nelze ji prokalit — není v ní dostatek uhlíku — ale je to vynikající ocel k cementování. Po cementování a kalení dosahuje povrchová vrstva zhruba 58–62 HRC, zatímco nízkouhlíkové jádro zůstává měkké a odolné proti rázům: klasický recept na čepy, pouzdra a lehká ozubená kola. Také se ohýbá, hluboce táhne a svařuje bez zvláštního postupu, a proto dominuje všeobecné výrobě.

V čem je 1045 dobrá

1045 obsahuje dostatek uhlíku k prokalení ve středních průřezech — realisticky několik desítek milimetrů při kalení do oleje nebo vody — a dobře reaguje na indukční nebo plamenné kalení, kdy poskytuje povrchové vrstvy kolem 55–60 HRC nad houževnatým normalizovaným nebo zušlechtěným jádrem. Tato kombinace z ní dělá výchozí ocel na hřídele, nápravy, polotovary ozubených kol a šrouby pro stroje střední náročnosti.

Kompromis ve svařitelnosti

Tentýž uhlík, který činí 1045 kalitelnou, zvyšuje její uhlíkový ekvivalent a riziko praskání. Svařování 1045 obvykle vyžaduje předehřev (často v rozsahu 150–250 °C podle tloušťky a upnutí), nízkovodíkové přídavné materiály a někdy žíhání na snížení pnutí. Nic z toho se netýká 1020, která se běžně svařuje zcela bez předehřevu.

Volba

• Svařované konstrukce, tvářené díly, cementované díly podléhající opotřebení → 1020.
• Hřídele a strojní díly vyžadující kalené povrchy odolné proti opotřebení nebo pevnost po zušlechťování → 1045.
• Silné průřezy vyžadující rovnoměrnou tvrdost v celém průřezu → ani jedna; přejděte na chrom-molybdenovou ocel, jako je 4140, kde prokalitelnost pochází z legování, nikoli z uhlíku.

Stav dodání je polovina specifikace

Obě jakosti se prodávají válcované za tepla, normalizované, tažené za studena a (u 1045) zušlechtěné a vlastnosti se mění více se stavem dodání než s malými rozdíly v chemickém složení mezi hutěmi. 1045 ve stavu po zušlechťování dosahuje pevnosti v tahu v oblasti ~700–850 MPa s mnohem lepší tažností a únavovým chováním než tyč válcovaná ve stejném chemickém složení — důvod, proč specifikace hřídelí uvádějí stav dodání, nikoli jen jakost. Tažení za studena zvyšuje pevnost a zlepšuje povrchovou úpravu u obou ocelí za určitou cenu v tažnosti a je standardní formou dodání pro malé soustružené díly. Při porovnávání nabídek porovnávejte jakost + stav dodání + normu společně; samotná "1045" popisuje chemické složení, nikoli výkonnost.

Podobná označení, na která je třeba dávat pozor

Specifikace často přicházejí se sousedními jakostmi: 1018 a 1022 se chovají v podstatě jako 1020 (rozdíly jsou v manganu a malých posunech uhlíku), zatímco C45 je protějškem 1045 podle EN a samotná 1045 se překrývá s jakostí 45 podle GB. Tyto záměny jsou pro všeobecné strojírenství obvykle bezpečné, ale řídicí norma by přesto měla být na objednávce uvedena, protože definice stavu dodání a požadavky na zkoušení — nikoli chemické složení — jsou místem, kde se téměř rovnocenné náhrady tiše rozcházejí.