1020 vs 1045: порівняння низьковуглецевої та середньовуглецевої сталей

Розрив у хімічному складі

	SAE 1020	SAE 1045
Вуглець	0.17–0.23%	0.43–0.50%
Міцність у стані після прокатки	~350–450 MPa	клас ~600 MPa
Шлях зміцнення	Тільки цементація	Наскрізне / поверхневе загартування
Зварюваність	Відмінна	Потребує підігріву та обережності

У чому сильна 1020

1020 — це сталь для зварювання та формування: основи машин, кронштейни, штифти та вали, які зазнають помірних навантажень. Її не можна загартувати наскрізно — вуглецю недостатньо — але вона є відмінною сталлю для цементації. Після цементації та загартування поверхневий шар досягає приблизно 58–62 HRC, тоді як низьковуглецева серцевина залишається м'якою та стійкою до ударів: класичний рецепт для штифтів, втулок і легких шестерень. Вона також згинається, глибоко витягується та зварюється без спеціальної процедури, тому домінує в загальному виробництві.

У чому сильна 1045

1045 містить достатньо вуглецю, щоб загартовуватися наскрізно в помірних перерізах — реально на кілька десятків міліметрів при загартуванні в олії або воді — і добре реагує на індукційне або полум'яне загартування, даючи шари близько 55–60 HRC поверх міцної нормалізованої або загартованої та відпущеної серцевини. Це поєднання робить її стандартною сталлю для валів, осей, заготовок шестерень і болтів машин середньої потужності.

Компроміс щодо зварюваності

Той самий вуглець, який робить 1045 загартовуваною, підвищує її вуглецевий еквівалент і ризик тріщин. Зварювання 1045 зазвичай вимагає підігріву (часто в діапазоні 150–250 °C залежно від товщини та жорсткості), матеріалів з низьким вмістом водню та іноді зняття напружень. Нічого з цього не застосовується до 1020, яку регулярно зварюють взагалі без підігріву.

Вибір

• Зварні конструкції, формовані деталі, цементовані зношувані деталі → 1020.
• Вали та деталі машин, що потребують загартованих зношуваних поверхонь або міцності Q&T → 1045.
• Товсті перерізи, що потребують рівномірної твердості по всьому перерізу → жодна; переходьте до хромомолібденової сталі, такої як 4140, де прогартовуваність забезпечується легуванням, а не вуглецем.

Стан — половина специфікації

Обидві марки продаються гарячекатаними, нормалізованими, холоднотягнутими та (для 1045) загартованими й відпущеними, а властивості змінюються більше залежно від стану, ніж від невеликих відмінностей хімічного складу між заводами. 1045 у стані Q&T досягає межі міцності на розтяг у області ~700–850 MPa зі значно кращою пластичністю та поведінкою при втомі, ніж катаний пруток ідентичного хімічного складу — причина, чому специфікації валів вказують стан, а не лише марку. Холодне волочіння підвищує міцність і покращує обробку обох сталей ціною деякої пластичності та є стандартною формою постачання для невеликих точених деталей. Порівнюючи пропозиції, порівнюйте grade + condition + standard разом; сама лише "1045" описує хімічний склад, а не експлуатаційні характеристики.

Близькі назви, на які слід звернути увагу

Специфікації часто надходять із сусідніми марками: 1018 і 1022 поводяться по суті як 1020 (відмінності — марганець і невеликі зрушення вуглецю), тоді як C45 є аналогом 1045 за EN, а сама 1045 перетинається з маркою GB 45. Ці заміни зазвичай безпечні для загального машинобудування, але керівний стандарт все одно слід вказувати в замовленні, оскільки визначення стану постачання та вимоги до випробувань — а не хімічний склад — є тим, де близькі еквіваленти тихо розходяться.