EN 10297-1 C45 正火/正火成形钢 - 性能参数全解析
EN 10297-1 C45 钢材概述
EN 10297-1 标准中的 C45 是一种中碳钢，以正火或正火成形状态供货。相比 C35，C45 碳含量更高，正火后具有更高的强度和硬度，同时保持一定的韧性。该钢材是机械制造中最常用的结构钢之一，广泛应用于轴类、齿轮、连杆等关键零件。本文系统整理了其全温度范围内的性能数据。
一般物理性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 密度 | 20.0 °C | 7.80 - 7.85 g/cm³ |
力学性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 弹性模量 | -100.0 °C | 217 GPa |
| 20.0 °C | 210 - 212 GPa | |
| 100.0 °C | 205 - 207 GPa | |
| 200.0 °C | 195 - 199 GPa | |
| 300.0 °C | 185 - 192 GPa | |
| 400.0 °C | 175 - 184 GPa | |
| 500.0 °C | 173.19 - 175 GPa | |
| 600.0 °C | 164 GPa | |
| 伸长率 | 20.0 °C | 16 - 17 % |
| 横向伸长率 | 20.0 °C | 14 - 15 % |
| 泊松比 | 20.0 °C | 0.28 |
| 100.0 °C | 0.28 | |
| 200.0 °C | 0.29 | |
| 300.0 °C | 0.29 | |
| 400.0 °C | 0.30 | |
| 500.0 °C | 0.30 | |
| 剪切模量 | 20.0 °C | 81 - 82.04 GPa |
| 100.0 °C | 80.03 GPa | |
| 200.0 °C | 77.09 GPa | |
| 300.0 °C | 74.16 GPa | |
| 400.0 °C | 70.76 GPa | |
| 500.0 °C | 66.74 GPa | |
| 抗拉强度 | 20.0 °C | 570 - 760 MPa |
| 横向抗拉强度 | 20.0 °C | 570 - 760 MPa |
| 屈服强度 | 20.0 °C | 320 - 350 MPa |
| 横向屈服强度 | 20.0 °C | 320 - 350 MPa |
热学性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 线膨胀系数 | -100.0 °C | 1.08E-5 1/K | |
| 20.0 °C | 1.19E-5 1/K | ||
| 100.0 °C | 1.11E-5 - 1.25E-5 1/K | ||
| 200.0 °C | 1.21E-5 - 1.30E-5 1/K | ||
| 300.0 °C | 1.29E-5 - 1.36E-5 1/K | ||
| 400.0 °C | 1.35E-5 - 1.41E-5 1/K | ||
| 500.0 °C | 1.45E-5 1/K | ||
| 600.0 °C | 1.49E-5 1/K | ||
| 最高使用温度 | - | 500 °C | 碳钢典型值 |
| 熔点 | - | 1380 - 1514 °C | 中碳钢典型值 |
| 比热容 | -100.0 °C | 423 J/(kg·K) | |
| 20.0 °C | 461 - 480 J/(kg·K) | ||
| 100.0 °C | 479 J/(kg·K) | ||
| 200.0 °C | 499 J/(kg·K) | ||
| 300.0 °C | 517 J/(kg·K) | ||
| 400.0 °C | 536 J/(kg·K) | ||
| 500.0 °C | 558 J/(kg·K) | ||
| 600.0 °C | 587 J/(kg·K) | ||
| 热导率 | 20.0 °C | 41.7 - 52 W/(m·K) | |
| 100.0 °C | 43.4 - 50.6 W/(m·K) | ||
| 200.0 °C | 43.2 - 48.1 W/(m·K) | ||
| 300.0 °C | 41.4 - 45.7 W/(m·K) | ||
| 400.0 °C | 39.1 W/(m·K) | ||
| 500.0 °C | 36.7 W/(m·K) | ||
| 600.0 °C | 34.1 W/(m·K) | ||
| 热扩散率 | 20.0 °C | 11.6 mm²/s | |
| 100.0 °C | 11.3 mm²/s | ||
| 200.0 °C | 10.5 mm²/s | ||
| 300.0 °C | 9.5 mm²/s | ||
| 400.0 °C | 8.3 mm²/s | ||
| 500.0 °C | 7.1 mm²/s | ||
| 600.0 °C | 5.8 mm²/s |
电学性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 电阻率 | 20.0 °C | 1.2E-7 - 2.5E-7 Ω·m |
| 100.0 °C | 2.95E-7 Ω·m | |
| 200.0 °C | 3.65E-7 Ω·m | |
| 300.0 °C | 4.53E-7 Ω·m | |
| 400.0 °C | 5.56E-7 Ω·m | |
| 500.0 °C | 6.74E-7 Ω·m | |
| 600.0 °C | 8.13E-7 Ω·m |
化学成分 (质量分数 %)
| 元素 | 含量范围 |
|---|---|
| 碳 (C) | 0.42 - 0.50 |
| 锰 (Mn) | 0.5 - 0.8 |
| 磷 (P) | ≤ 0.05 |
| 硅 (Si) | ≤ 0.4 |
| 硫 (S) | ≤ 0.045 |
材料特点与典型应用
- 强度与韧性平衡：正火状态下抗拉强度 570-760 MPa，屈服强度 320-350 MPa
- 良好的热处理响应：可进一步淬火回火获得更高强度 (调质钢)
- 可加工性良好：正火态下硬度适中 (约 170-210 HB)，易于切削加工
- 焊接性：碳当量适中，焊接需采取预热及焊后热处理措施
- 典型应用：汽车轴类、齿轮、连杆、曲柄、主轴、螺栓、键、销轴等
热处理工艺参考
| 工艺 | 温度范围 | 冷却方式 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 正火 | 840-870°C | 空冷 | 细化晶粒，改善切削加工性 |
| 淬火 | 820-860°C | 水/油冷 | 薄件水冷，厚件油冷 |
| 回火 | 550-660°C | 空冷/油冷 | 调质处理，获得综合性能最佳 |
| 退火 | 680-710°C | 炉冷 | 软化处理，硬度 ≤ 190 HB |
对应牌号对照
| 标准/体系 | 对应牌号 |
|---|---|
| 中国 GB/T 699 | 45# 钢 |
| 美国 ASTM A29/A576 | 1045 |
| 德国 DIN 17200 | C45 / 1.0503 |
| 日本 JIS G 4051 | S45C |
| ISO 683-1 | C45 |
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