1020 vs 1045: So sánh thép carbon thấp và thép carbon trung bình

Khoảng cách thành phần hóa học

	SAE 1020	SAE 1045
Carbon	0.17–0.23%	0.43–0.50%
Độ bền ở trạng thái cán	~350–450 MPa	lớp ~600 MPa
Phương thức tôi cứng	Chỉ thấm carbon bề mặt	Tôi cứng xuyên suốt / bề mặt
Tính hàn	Xuất sắc	Cần gia nhiệt trước và cẩn thận

1020 làm tốt điều gì

1020 là thép hàn và tạo hình: đế máy, giá đỡ, chốt và trục chịu tải khiêm tốn. Nó không thể tôi cứng xuyên suốt — không đủ carbon — nhưng nó là một thép thấm carbon xuất sắc. Sau khi thấm carbon và tôi cứng, lớp bề mặt đạt khoảng 58–62 HRC trong khi lõi carbon thấp vẫn mềm và chịu va đập: công thức cổ điển cho chốt, bạc lót và bánh răng nhẹ. Nó cũng uốn, dập sâu và hàn mà không cần quy trình đặc biệt, đó là lý do nó chiếm ưu thế trong chế tạo thông thường.

1045 làm tốt điều gì

1045 mang đủ carbon để tôi cứng xuyên suốt ở tiết diện vừa — thực tế là vài chục milimét với tôi dầu hoặc nước — và đáp ứng tốt với tôi cảm ứng hoặc tôi ngọn lửa, cho lớp bề mặt khoảng 55–60 HRC trên lõi thường hóa hoặc tôi và ram dai. Sự kết hợp đó khiến nó trở thành thép mặc định cho trục, trục bánh xe, phôi bánh răng và bu lông của máy móc hạng trung.

Đánh đổi về tính hàn

Chính carbon làm cho 1045 có thể tôi cứng cũng làm tăng hệ số carbon tương đương CEV và nguy cơ nứt của nó. Hàn 1045 thường yêu cầu gia nhiệt trước (thường trong khoảng 150–250 °C tùy thuộc vào độ dày và mức độ ràng buộc), vật liệu hàn hydro thấp và đôi khi khử ứng suất. Không điều nào trong số đó áp dụng cho 1020, loại thường được hàn mà không cần gia nhiệt trước chút nào.

Lựa chọn

• Kết cấu hàn, chi tiết tạo hình, chi tiết mài mòn thấm carbon → 1020.
• Trục và chi tiết máy cần bề mặt mài mòn đã tôi cứng hoặc độ bền Q&T → 1045.
• Tiết diện dày cần độ cứng đồng đều xuyên suốt tiết diện → không loại nào; nâng lên thép crom-molypden như 4140, nơi khả năng tôi cứng đến từ hợp kim hóa chứ không phải carbon.

Điều kiện cung cấp là một nửa quy cách

Cả hai mác đều được bán ở trạng thái cán nóng, thường hóa, kéo nguội và (đối với 1045) tôi và ram, và các tính chất thay đổi theo điều kiện nhiều hơn so với những khác biệt nhỏ về thành phần hóa học giữa các nhà máy. 1045 ở điều kiện Q&T đạt độ bền kéo trong vùng ~700–850 MPa với độ dẻo và hành vi mỏi tốt hơn nhiều so với thanh cán nguyên trạng có thành phần hóa học giống hệt — lý do quy cách trục nêu tên một điều kiện, không chỉ một mác thép. Kéo nguội làm tăng độ bền và cải thiện độ hoàn thiện trên cả hai loại thép với một chút chi phí về độ dẻo, và là dạng cung cấp tiêu chuẩn cho các chi tiết tiện nhỏ. Khi so sánh báo giá, hãy so sánh mác thép + điều kiện + tiêu chuẩn cùng nhau; "1045" đơn thuần mô tả một thành phần hóa học, không phải một hiệu năng.

Những tên gần giống cần lưu ý

Các quy cách thường đến với các mác thép kề cận: 1018 và 1022 về cơ bản hành xử như 1020 (sự khác biệt là mangan và những thay đổi nhỏ về carbon), trong khi C45 là đối tác EN của 1045 và bản thân 1045 chồng lấp với mác GB 45. Những thay thế này thường an toàn cho kỹ thuật thông thường, nhưng tiêu chuẩn chi phối vẫn nên được nêu tên trên đơn hàng, vì các định nghĩa điều kiện giao hàng và yêu cầu thử nghiệm — không phải thành phần hóa học — là nơi các loại tương đương gần âm thầm phân kỳ.