Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Классы прочности и материалы крепежных изделий и их механические характеристики

В статье Технические требования к крепежным резьбовым деталям мы рассмотрели обозначение классов прочности для болтов, винтов и шпилек из углеродистых нелегированных и легированных сталей, определение пределов прочности и текучести материалов, а также напряжение испытания материала для гаек. Ниже подробнее рассмотрим какие именно материалы используются для производства резьбовых изделий и какие классы прочности им соответствуют (о механических свойствах крепежа из нержавеющих марок стали читайте в нашей статье — А2, А4 — Характеристика крепежных изделий из нержавеющих сталей).

Таблицы приведены согласно «ГОСТ 1759.0-87. Болты, винты, шпильки и гайки. Технические условия» для широкоиспользуемого на рынке крепежа. Подробно о классах прочности, материалах и механических свойствах смотрите в технической документации, указанной в конце статьи.

Важность правильного выбора крепежа

Болты, выпускаемые современной промышленностью, могут значительно отличаться по классам своей прочности, что зависит преимущественно от марки стали, которая была использована для их изготовления. Именно поэтому выбирать болты, соответствующие тому или иному классу, следует исходя из того, для решения каких задач их планируется использовать.

К примеру, для соединения элементов легкой ненагруженной конструкции подойдут болты более низкого класса прочности, а для крепления ответственных конструкций, эксплуатирующихся под значительными нагрузками, необходимы высокопрочные изделия. Наиболее примечательными из таких конструкций являются башенные и козловые краны, соответственно, болты, отличающиеся самой высокой прочностью, стали называть «крановыми». Характеристики таких крепежных элементов, используемых для соединения элементов самых ответственных конструкций, регламентируются требованиями ГОСТ 7817-70. Такие болты делают из высокопрочных сортов стали, что также оговаривается в нормативном документе.

Крепежные элементы, как известно, бывают нескольких видов: болты, гайки, винты, шпильки. Каждое из таких изделий имеет свое назначение. Для их изготовления используются стали разных классов прочности. Соответственно, будет различаться и маркировка болтов, а также крепежных элементов других типов.

Классы прочности Болтов, Винтов, Шпилек, Гаек. Маркировка прочности крепежа

Стали и прочность крепежа

Машиностроительный крепёж может иметь различное назначение и выполнять самые разные задачи — от простого формирования целостности конструкции до восприятия основной несущей силовой нагрузки на конструкцию. Чем больше нагрузка на крепёж, тем более высокой прочностью он должен обладать.

В зависимости от назначения и области применения крепёж изготавливают различных классов прочности, соответственно из разных марок сталей. Нет никакой надобности использовать высокопрочные болты для крепления, скажем, козырька на киоске, и напротив — совсем недопустимо использовать болты обычного, низкого, класса прочности в ответственных конструкциях башенных или козловых кранов — здесь применяются исключительно высокопрочные болты по ГОСТ 7817-70 — отсюда и народное название таких болтов «крановые болты». Желание сэкономить и использовать обычные болты — подешевле, или «крановые болты», но изготовленные из низкопрочных сталей, приводит к зрелищным новостям по телевизору с падающим краном в центре внимания.

Для различных видов крепежа (болты, винты, гайки, шпильки) используются разные стали, разные классы прочности и различная их маркировка.

Болты, винты и шпильки

Болты, винты и шпильки производятся из различных углеродистых сталей разным сталям соответствуют разные классы прочности. Хотя, иногда можно из одной и той же стали изготовить болты различных классов прочности, используя при этом разные способы обработки заготовки или дополнительную термическую обработку — закалку.

Например, из Стали 35 можно изготовить болты нескольких классов прочности: класса прочности 5.6 — если изготовить болты методом точения на токарном и фрезерном станке: классов 6.6 и 6.8 — получатся при изготовлении болтов методом объёмной штамповки на высадочном прессе; и класса 8.8 — если полученные перечисленными способами болты подвергнуть термической обработке — закалке.

Класс прочности для болтов, винтов и шпилек из углеродистых сталей обозначают двумя цифрами через точку. Утверждённый прочностной ряд для болтов, винтов и шпилек из углеродистых сталей содержит 11 классов прочности:

3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9

Первая цифра маркировки класса прочности болта обозначает 0,01 часть номинального временного сопротивления — это предел прочности на растяжение — измеряется в МПа (мегапаскалях) или Н/мм² (ньютонах на миллиметр квадратный). Также первая цифра маркировки класса прочности обозначает ≈0,1 часть номинального временного сопротивления, если Вы измеряете предел прочности на растяжение в кгс/мм² (килограммах-силах на миллиметр квадратный).

Пример: Шпилька класса прочности 5.8: Определяем предел прочности на растяжение

5/0,01=500 МПа (или 500 Н/мм²; или ≈50 кгс/мм²)

Вторая цифра обозначает 0,1 часть отношения предела текучести (напряжения, при котором уже начинается пластическая деформация) к номинальному временному сопротивлению (пределу прочности на растяжение) — таким образом для шпильки класса прочности 10.9 второе число означает, что у шпильки, относящейся к этому классу, минимальный предел текучести будет равен 90% от значения предела прочности на растяжение, то есть будет равен: (10/0,01)×(9×0,1)=1000×0,9=900 МПа (или Н/мм²; или ≈90 кгс/мм²)

Пример: Шпилька класса прочности 5.8: Определяем предел текучести

500х0,8=400 МПа (или 400 Н/мм²; или ≈40 кгс/мм²)

Значение предела текучести — это максимально допустимая рабочая нагрузка болта, винта или шпильки, при превышении которой происходит невосстанавливаемая деформация. При расчётах нагрузки на болты, винты или шпильки используют 1/2 или 1/3 от предела текучести, то есть, с двукратным или трёхкратным запасом прочности соответственно.

Классы прочности и марки сталей для болтов, винтов и шпилек

Класс прочностиМарка сталиГраница прочности, МПаГраница текучести, МПаТвердость по Бринеллю, HB
3.6Ст3кп, Ст3сп, Ст5кп, Ст5сп300…330180…19090…238
4.6Ст5кп, Ст.10400240114…238
4.8Ст.10, Ст.10кп400…420320…340124…238
5.6Ст.35500300147…238
5.8Ст.10, Ст.10кп, Ст.20, Ст.20кп500…520400…420152…238
6.6Ст.35, Ст.45600360181…238
6.8Ст.20, Ст.20кп, Ст.35600480181…238
8.8Ст.35, Ст.45, Ст.35Х, Ст.38ХА, Ст.20Г2Р800*640*238…304*
8.8Ст.35, Ст.35Х, Ст.38ХА, Ст.40Х, Ст.20Г2Р800…830**640…660**242…318**
9.8*Ст.35, Ст.35Х, Ст.45, Ст.38ХА, Ст.40Х, Ст.30ХГСА, Ст.35ХГСА, Ст.20Г2Р900720276…342
10.9Ст.35Х, Ст.38ХА, С.45, Ст.45Г, Ст.40Г2, Ст.40Х, Ст.40Х Селект, Ст.30ХГСА, Ст.35ХГСА,1000…1040900…940304…361
12.9Ст.30ХГСА, Ст.35ХГСА, Ст.40ХНМА1200…12201080…110366…414

В таблице приведены самые распространённые в метизном производстве и рекомендованные марки сталей, но в различных особых случаях также применяются и другие стали, когда их применение продиктовано дополнительными требованиями к крепежу.

Значками помечено в таблице:

* применительно к номинальным диаметрам до 16 мм.

** применительно к номинальным диаметрам больше,чем 16 мм.

Существуют специальные стандарты на высокопрочные болты узкоотраслевого применения, имеющие свою градацию прочности. Например, стандарты на высокопрочные болты с увеличенным размером «под ключ», применяемые в мостостроении — так называемые «мостовые болты»: ГОСТ 22353-77 и российский стандарт ГОСТ Р 52644-2006.

Прочность болтов согласно этих стандартов обозначается значением временного сопротивления на разрыв (границы прочности) в кгс/см²: то есть, 110, 95, 75 и т.д.

Такие болты могут производиться в двух исполнениях:

В производстве высокопрочных болтов по данным стандартам используются также стали 30Х3МФ, 30Х2АФ и 30Х2НМФА. Применение таких сталей позволяет добиться ещё более высокой прочности.

Маркировка прочности болтов, винтов, шпилек

Система маркировки метрического крепежа разработана инженерами ISO (International Standard Organization — Международная Организация Стандартов). Советские, российские и украинские стандарты опираются именно на эту систему.

Маркировке подлежат болты и винты с диаметром резьбы свыше 6 мм. Болты и винты диаметром менее 6 мм маркировать необязательно — производитель может наносить маркировку по собственной инициативе.

Необходимо отметить, что среди винтов маркируются только винты, имеющие шлиц под шестигранный ключ, с различной формой головки: с цилиндрической, с полукруглой и с потайной головкой. Винты со всеми типами головки, имеющие крестовой или прямой шлиц, не маркируются обозначением класса прочности.

Читать еще:  Подсказки по сооружению упрощенного мангала из дисков автомобиля

Необходимо также отметить, что не маркируются болты и винты изготовленные методом резания, точения (т.е. не штамповкой) — в этом случае маркировка класса прочности возможна по дополнительному требованию Заказчика.

Знаки маркировки наносят на торцевой или боковой поверхности головки болта или винта. Если знаки наносятся на боковую поверхность головки, то они должны быть углубленными. Допускается маркировка выпуклыми знаками, при этом увеличение высоты головки болта или винта не должно превышать:

  • 0,1 мм — для изделий с диаметром резьбы до 8 мм;
  • 0,2 мм — для изделий с диаметром резьбы от 8 мм до 12 мм;
  • 0,3 мм — для изделий с диаметром резьбы свыше 12 мм

Болты и винты с шестигранной и звездообразной головкой (в том числе изделия с фланцем) маркируют товарным знаком изготовителя и обозначением класса прочности. Данная маркировка наносится на верхней части головки выпуклыми или углубленными знаками; может также наноситься на боковой части головки углубленными знаками. Для болтов и винтов с фланцем, если в процессе производства невозможно нанести маркировку на верхней части головки, маркировку наносят на фланце.

Болты с полукруглой головкой и квадратным подголовником по ГОСТ 7802-80 классов прочности 8.8 и выше маркируют знаком производителя и обозначением класса прочности.

Символы маркировки классов прочности болтов и винтов под шестигранный ключ, приведены в следующей таблице:

Если данные символы невозможно нанести из-за формы головки или ее малых размеров, применяются символы маркировки по системе циферблата. Эти символы приведены в следующей таблице:

Также, в отдельных случаях, на головке болта может маркироваться сталь из которой изготовлен болт. Показан пример болта из Стали 40Х.

Шпильки маркируют цифрами класса прочности только с диаметром резьбы свыше 12 мм. Так как маленькие диаметры шпилек затруднительно маркировать с помощью цифровых клейм, то допускается маркировать такие шпильки, с диаметрами резьбы М8, М9, М10, М11, используя альтернативные знаки, приведенные на рисунке. Знаки наносят на торце гаечного конца шпильки.

Шпильки маркируют клеймением с углубленными знаками и нанесением обозначения класса прочности c товарным знаком производителя на безрезьбовом участке шпильки. Маркировке подлежат шпильки классов прочности 5.6, 8.8 и выше.

Гайки

Класс прочности для гаек из углеродистых сталей нормальной высоты (Н≈0,8d), гаек высоких (Н≈1,2d) и особо высоких (Н≈1,5d) обозначается одним числом. Утверждённый прочностной ряд содержит семь классов прочности:

Это число обозначает 1/100 часть предела прочности болта с которым в паре должна компоноваться гайка в резьбовом соединении. Такое сочетание болта и гайки называется рекомендуемым и позволяет равномерно распределить нагрузку в резьбовом соединении.

Например, гайка класса прочности 8 должна компоноваться с болтом, у которого предел прочности не менее, чем:

8 х 100 = 800 МПа (или 800 Н/мм²; или ≈80 кгс/мм²)

Следовательно, можно использовать болты классов прочности 8.8; 9.8; 10.9; 12.9 — оптимальной будет пара с болтом класса прочности 8.8.

Классы прочности и марки сталей для гаек нормальной высоты, гаек высоких и гаек особо высоких

Класс прочностиМарка сталиГраница прочности, МПаТвердость по Бринеллю, HB
4Ст3кп, Ст3сп, Ст.5, Ст.5кп, Ст.20510112…288
5Ст.10, Ст.10кп, Ст.20, Ст.20кп520…630124…288
6Ст.10, Ст.10кп, Ст.20, Ст.20кп, Ст.35, ст.45, ст.40Х600…720138…288
8Ст.35, Ст.45, Ст.20Г2Р, Ст.40Х800…920162…288
9Ст.35Х, Ст.38ХА, Ст.45, Ст.40Х1040…1060180…288
10Ст.35Х, Ст.38ХА, Ст.45, Ст.40Х, Ст.30ХГСА, Ст.40ХНМА900…920260…335
12Ст.30ХГСА, Ст.40ХНМА1150…1200280…335

Правило подбора гаек к болтам заключается в сохранении целостности резьбы гайки, навинченной на болт, при приложении пробной испытательной нагрузки — попросту говоря, при испытаниях гайку не должно «сорвать» от испытательной нагрузки для выбранного болта.

При подборе классов прочности болтов и гаек, сопрягаемых в резьбовом соединении, можно пользоваться следующей таблицей согласно ГОСТ 1759.4-87:

Болты, гайки, шпильки поделены на 10 классов по прочности

Число первое показывает в сто раз уменьшенное значение критичного предела на разрыв. Оно выражается обозначением Н/мм². То есть воздействие растягивающей силы на площадь сечения метиза. Например, в значении 8.8 первая цифра информирует о том, что прочностной предел равняется 800 Н/мм². Вторая восьмёрка показывает предел текучести, после которого начинаются деформационные процессы. Второе число можно записать в таком варианте как 800(Н/мм²).

Болт, винт, винт с внутренним шестигранником, шпилька.

* Для болтов диаметром более 16 мм, значение равно 830 Н/мм2

** Для болтов диаметром более 16 мм, значение равно 600 Н/мм2

Для болтов, винтов и шпилек из углеродистых нелегированных или легированных сталей, в соответствии с ГОСТ ISO 898-1-2014, установлены следующие классы прочности:

  • 3.6;
  • 4.6;
  • 4.8;
  • 5.6;
  • 5.8;
  • 6.8;
  • 8.8;
  • 9.8;
  • 10.9
  • 12.9.

Для удобного подбора метизов по механическим и другим свойствам создаются специальные таблицы, в которых отражены класс прочности DIN и ГОСТ. Это даёт заказчикам крепёжного материала более оперативно оформлять заявки с указанием абсолютно точных параметров, а также по сопротивлению на силовые воздействия на разрыв, срез и так далее.

Класс прочности болтов

Прочность болтов маркируется Проверяется на разрыв и на срез. Болты тестируются. если первая цифра больше второй то болты более прочные на разрыв, но менее гибкие.

Изготавливаются из марок стали 10, 20.

Имеют относительно не высокую прочность на разрыв. Болты класса прочности 5.8 выдерживают нагрузки на 20% больше, чем болты класса прочности 4.8.

Широко применяются во всех отраслях народного хозяйства для малонагруженных соединений.

Изготавливаются из стали 35, 20Г2Р, 40Х с последующей закалкой.

Выдерживают в два раза большее разрушающее воздействие по сравнению с классом прочности 4.8.

Рекомендуем применять в ответственных конструкциях и механизмах.

Изготавливаются только из стали 20Г2Р, 40Х, 30Х3МФ в зависимости от диаметра болта с последующей закалкой.

Выдерживают разрушающее воздействие в 2.7 раза больше по сравнению с классом прочности 4.8.

Высокий класс прочности позволяет применять крепежные изделия меньшего размера при тех же нагрузках; сократить металлоемкость крепежа и снизить цену на 30-40%. Незаменимы в механизмах, требующих частой сборки-разборки, грузоподъемных машинах и ответственных конструкциях.

Как проверяют класс прочности болтов (видео)

Классы прочности по DIN и ГОСТ

Болты класс прочности 5.8 по ГОСТ
ГОСТ 7798, ГОСТ 7805, ГОСТ 15589,
ГОСТ 7795, ГОСТ 7796, ГОСТ 7808
ГОСТ 7795, ГОСТ 7796, ГОСТ 7808

Болты класс прочности 5.8 по DIN
DIN 931, DIN 933

Болты класс прочности 6.8 по ГОСТ
ГОСТ 7805,

Болты класс прочности 6.8 по ГОСТ
DIN 931, DIN 933

Болты класс прочности 8.8 по ГОСТ
ГОСТ 7798, ГОСТ 7805, ГОСТ 7808, ГОСТ 22353-77, ГОСТ 7795, ГОСТ 7796,

Болты класс прочности 8.8 по ГОСТ
DIN 931, DIN 933

Болты класс прочности 10.9, 11.0 ХЛ, по ГОСТ
ГОСТ Р52644, ГОСТ 22353

Болты класс прочности 10.9 по DIN
DIN 931, DIN 933

Особенности производства болтов высокой прочности

Класс определяют не только по марке стали, но и по методу, примененного для их производства. Так, болты высокого класса изготавливают на высадочных автоматах (холодных или горячих). Резьбу накатывают с применением специальной технологической оснастки. Затем их отправляют на термообработку. После нанесения покрытия, защищающие болты от коррозии и старения, они готовы к отправке потребителям.

Крепеж отправляют потребителю в ящиках определенного веса. В некоторых случаях на их поверхность наносят слой масла, который обеспечивает длительное хранение метизных изделий.

Оборудование, применяемое для производства болтов высокого класса, может выпускать от 100 до 200 изделий, в минуту. Для изготовления применяют проволочный прокат, полученный из низкоуглеродистой или легированной стали.

Читать еще:  Переработка лома: утилизация черного металла

Стали для изготовления болтов

Для производства применяют несколько марок стали. Распространенными считают — 10КП, 20КП, 10, 20, 35, 20Г2Р, 65Г, 40Х. После выполнения термообработки, болты, получают заданные параметры, определенные в соответствующих нормативных актах. Термическую обработку осуществляют в электрических печах с применением защитной среды. Она препятствует исходу углерода из стали.

Болты высокой прочности могут быть произведены из разных марок и будут получены изделия, которые будут относиться к различным группам прочности. Варьируя разнообразные режимы термообработки, есть возможность получения изделий с разными параметрами прочности.

Как пример можно рассмотреть применение стали 35 для производства болтов, относящихся к разным группам прочности:

  • 6 — болты выполняют на станках токарно-фрезерной группы;
  • 6 и 6.8 — крепеж производят на высадочном прессовом оборудовании;
  • 8 — этот класс получат после прохождения термообработки.

Болты высокой прочности, включают в себя и специализированные метизы, нашедшие применения строго в определенных областях. Требования к продукции определяют в отраслевых документах.

Крепежные изделия, применяемые в авиастроении, производят на основании так называемых нормалей (отраслевых стандартов). Эти метизы отличает повышенная прочность, малый вес и точность. Применение этих болтов и гаек обеспечивает безопасность эксплуатации техники. Для их производства применяют стали, относящиеся к углеродистым или легированным. Готовые изделия покрывают усиленным слоем антикоррозийного покрытия.

Продукция, применяемая при возведении мостовых сооружений и их конструктивных элементов, нормируется ГОСТ Р 52644-2006.

Болты особой прочности, производят в разном исполнении. Различают несколько вариантов. Болты категории «У» допускается эксплуатировать работать при – 40 ºC. Изделие типа «ХЛ» эксплуатируются в диапазоне от – 40 до – 65ºC.

Для изготовления метизов с высокой прочностью, применяют следующие марки сплавов: 30Х3МФ, 30Х2АФ, 30Х2НМФА.

Типы проводимых испытаний

Для подтверждения качества продукции заводы производители проводят ряд испытаний. Перечень и методики испытаний определены в ГОСТ Р 52627-2006. Испытания могут быть осуществлены в заводской или любой другой лаборатории, прошедшей соответствующую аттестацию в центре Росстандарта. Ниже приведен краткий перечень тестов:

  • растяжение;
  • кручение;
  • твердость;

По результатам, проводимых испытаний будут определены свойства продукции, в частности – предел прочности, предел текучести и ряд других.

Основные классы

Болт представляет собой крепежный элемент цилиндрической формы с резьбой снаружи. Обычно имеет шестигранную головку, сделанную под гаечный ключ. Соединение происходит при помощи гайки либо другого отверстия с резьбой. До создания винтовых крепежей болтами называли любые изделия в форме стержня.

Конструктивное устройство болта выглядит следующим образом.

Головка

С ее помощью остальной части крепежа передается крутящий момент. Она может иметь шестигранную, полукруглую, полукруглую с винтом, цилиндрическую, цилиндрическую с шестигранным углублением, потайную и потайную с винтом формы.

Стержень цилиндрической формы

Делится на несколько видов:

  • стандартный;
  • для установки в отверстие, имеющее зазор;
  • для монтажа в отверстие, обработанное разверткой;
  • со стержнем уменьшенного диаметра без резьбы.

Гайка

Может быть следующих форм:

  • круглая;
  • гайка-барашек;
  • шестигранная (с фасками низкими/высокими/нормальными, корончатая и прорезная).

Существует множество типов болтов, все зависит от того, какими качествами при эксплуатации должна обладать изготавливаемая конструкция. Класс прочности болтов описывает их механические свойства.

Опираясь на самые популярные таблицы, можно понять, что данный класс является основным.

Прочность — это свойство изделия, характеризующееся сопротивлением к разрушению со стороны внешних факторов. Любой производитель обязательно указывает прочность изделия для того, чтобы при монтаже или сборке было понятно, подходят ли крепежи для тех или иных случаев. Измеряется прочность двумя цифрами, разделенными точкой, либо двузначным и однозначным числом, также разделенными точкой:

  • 3.6 — соединительные элементы, изготовленные из нелегированной стали, дополнительная закалка не применяется;
  • 4.6 — для производства использована углеродистая сталь;
  • 5.6 — изготавливаются из стали без заключительного отпуска;
  • 6.6, 6.8 — метизы из углеродистой стали, без примесей;
  • 8.8 — в сталь добавляются такие компоненты, как хром, марганец или бор, дополнительно происходит отпуск готового металла при температуре выше 400°С;
  • 9.8 — имеет минимум отличий от предыдущего класса и более высокую прочность;
  • 10.9 — для производства таких болтов берется сталь с дополнительными добавками и отпуском 340-425°С;
  • 12.9 — применяется нержавеющая или легированная сталь.

Первое число означает предел прочности (1/100 Н/мм2 или 1/10 кг/мм2), то есть 1 миллиметр квадратный болта 3.6 выдержит на разрыв 30 килограмм. Второе число — это соотношение предела текучести к пределу прочности в процентах. То есть болт 3.6 не будет деформироваться до усилия 180 Н/мм2 или 18 кг/мм2 (60% от предела прочности).

Исходя из значений прочности, соединяющие болты делятся на следующие варианты.

  • Функционирующие на растяжение-разрыв по внутреннему диаметру болта. Чем выше прочность крепежа, тем больше вероятность, что болт деформируется при нагрузке, то есть растянется.
  • Функционирующие на срез болта по двум плоскостям. Чем меньше прочность, тем выше вероятность, что крепление разрушится.
  • Функционирующие на растяжение и срез — происходит срез головки болта.
  • Фрикционные — тут происходит смятие материала под крепежом, то есть функционирующие на срез, но с большим натяжением крепежей.

Предел текучести — это наибольшая нагрузка, при увеличении которой происходит деформация, в дальнейшем не подлежащая восстановлению, то есть винтовое соединение увеличится в длину после определенных действий. Чем большую тяжесть выдерживает конструкция, тем выше показатель текучести. Рассчитывая нагрузку, обычно берут 1/2 или 1/3 от предела текучести. В качестве примера можно рассмотреть кухонную ложку — если согнуть ее в одну сторону, получится другой предмет. Текучесть нарушилась — это привело к деформации, но сам материал не сломался. Можно сделать вывод, что упругость стали выше ее текучести.

Другой предмет — нож, при сгибании сломается. Следовательно, сила прочности и текучести одинакова. Изделия с такими характеристиками еще называют хрупкими. Предел на растяжение — изменение размера и формы материала под действием внешних факторов, изделие при этом не разрушается. Иными словами, это процент удлинения материала по сравнению с изначальным образцом. Данная характеристика показывает длину болта до поломки. Классификация по размерам – чем больше площадь, тем больше сопротивление скручиванию.

Длина болта выбирается в соответствии с толщиной соединяемых частей.

Крепежи делятся и по такому показателю, как точность. В производстве используются разные способы нарезки резьбы и обрабатывания поверхности. Она может быть повышенной, нормальной и грубой.

  • С – грубая точность. Данные крепежи подходят для отверстий на 2-3 миллиметра больше самого стержня. При такой разности диаметров соединения могут сдвигаться.
  • В – нормальная точность. Соединительные элементы устанавливаются в отверстия на 1-1.5 миллиметра шире стержня. Поддаются меньшей деформации по сравнению с предыдущим классом.
  • А – высокая точность. Отверстия для данной группы болтов могут быть шире на 0.25-0.3 миллиметра. Крепежи имеют достаточно высокую стоимость, так как производят их методом точения.

Для крепежей, изготовленных из нержавеющей стали, указывают не класс, а предел прочности на разрыв, обозначение у них другое — А2 и А4, где:

  • А — это аустенитная структура стали (высокотемпературное железо с кристаллической ГКЦ-решеткой);
  • числа 2 и 4 — это обозначение химического состава материала.

Нержавеющие болты имеют 3 показателя прочности — 50, 70, 80. При производстве высокопрочных болтов используют сплавы с большей твердостью и прочностью. Такие материалы стоят дороже углеродистой стали. Класс прочности варьируется – 6.6, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9. Также для повышения показателей проводится этап термической обработки, которая изменяет химический состав и строение материала. Возможная эксплуатация в условиях температур ниже 40°С — имеет обозначение У. 40-65°С маркируется как ХЛ.

Твердость болтов — это способность материала сопротивляться проникновению в его поверхность другого тела. Характеристика твердости болтов измеряется по Бринеллю, Роквеллу и Виккерсу. Испытания твердости по Бринеллю проводятся на твердомере, индетором (вдавливаемый предмет) служит закаленный шарик, диаметр которого равен 2.5, 5 или 10 миллиметров. Размер зависит от толщины проверяемого материала. Вдавливание происходит в течение 10-30 секунд, время также зависит от испытуемого материала. Затем полученный отпечаток при помощи лупы Бринелля измеряют в двух направлениях. Соотношение приложенной нагрузки к поверхности отпечатка и есть определение твердости.

Читать еще:  Делаем опалубку для заливки крыльца со ступеньками

Метод Роквелла также основан на вдавливании. В качестве индетора для твердых сплавов выступает алмазный конус, для более мягких — шарик из стали диаметром 1.6 миллиметров. В данном методе испытание проводится в две фазы. Сначала прикладывается предварительная нагрузка для плотного соприкосновения материала и наконечника. Затем в течение небольшого времени идет основная нагрузка. После того как рабочую нагрузку убирают, измеряется твердость. То есть расчеты будут происходить по глубине, на которой остался индетор, с приложенной предварительной нагрузкой. В данном методе выделяется 3 группы твердости:

  • HRA — для особо твердых металлов;
  • HRB — для относительно мягких металлов;
  • HRC — для относительно твердых металлов.

Твердость Виккерса определяется по ширине отпечатка. Вдавливаемым наконечником служит алмазная пирамида с четырьмя гранями. Измеряется расчетом соотношения нагрузки к площади полученной отметки. Замеры производятся под микроскопом, установленным на оборудовании. Данный метод отличается повышенной точностью и сверхчувствительностью. Применяемые способы измерения по ГОСТ в советские времена не позволяли определять все максимально допустимые нагрузки на крепежи, поэтому изготавливаемые материалы были низкого качества.

Класс прочности резьбового крепежа

Этот параметр нормируется в ГОСТ 1759.4-87 (ISO 898.1-78) в этом документе определены группы прочности и их количество. Предусмотрено 11 классов 3.6; 4.6; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9.

Каждое из этих обозначений подлежит расшифровке. Для этого достаточно первую цифру перемножить на 100 и результатом станет предел прочности металла. То есть болт с номером 9.8 будет обладать пределом прочности в 900 Н/кв. мм. Если число после точки перемножить на 10, то результатом станет размер предела текучести. Он обозначает то напряжение, по достижении которого вступает в силу необратимый процесс пластической деформации.

Кстати, при выполнении расчетов болтовых соединений необходимо закладывать большой запас прочности от предела текучести. Как правило, его принимают в два или три раза больше от номинала.

Метизы, предел прочности которого равен или превышает 800 МПа, применяют для сооружения крановой техники, мостовых конструкций, на железной дороге. Такие болты называют высокопрочными и относят к группе 8.8, а гайки 8.0 и больше.

Класс прочности болтов

Прочность болтов маркируется Проверяется на разрыв и на срез. Болты тестируются. если первая цифра больше второй то болты более прочные на разрыв, но менее гибкие.

Изготавливаются из марок стали 10, 20.

Имеют относительно не высокую прочность на разрыв. Болты класса прочности 5.8 выдерживают нагрузки на 20% больше, чем болты класса прочности 4.8.

Широко применяются во всех отраслях народного хозяйства для малонагруженных соединений.

Изготавливаются из стали 35, 20Г2Р, 40Х с последующей закалкой.

Выдерживают в два раза большее разрушающее воздействие по сравнению с классом прочности 4.8.

Рекомендуем применять в ответственных конструкциях и механизмах.

Изготавливаются только из стали 20Г2Р, 40Х, 30Х3МФ в зависимости от диаметра болта с последующей закалкой.

Выдерживают разрушающее воздействие в 2.7 раза больше по сравнению с классом прочности 4.8.

Высокий класс прочности позволяет применять крепежные изделия меньшего размера при тех же нагрузках; сократить металлоемкость крепежа и снизить цену на 30-40%. Незаменимы в механизмах, требующих частой сборки-разборки, грузоподъемных машинах и ответственных конструкциях.

Болты класс прочности 5.8 по ГОСТ
ГОСТ 7798, ГОСТ 7805, ГОСТ 15589,
ГОСТ 7795, ГОСТ 7796, ГОСТ 7808
ГОСТ 7795, ГОСТ 7796, ГОСТ 7808

Болты класс прочности 5.8 по DIN
DIN 931, DIN 933

Болты класс прочности 6.8 по ГОСТ
ГОСТ 7805

Болты класс прочности 6.8 по ГОСТ
DIN 931, DIN 933

Болты класс прочности 8.8 по ГОСТ
ГОСТ 7798, ГОСТ 7805, ГОСТ 7808, ГОСТ 22353-77, ГОСТ 7795, ГОСТ 7796

Болты класс прочности 8.8 по ГОСТ
DIN 931, DIN 933

Болты класс прочности 10.9, 11.0 ХЛ, по ГОСТ
ГОСТ Р52644, ГОСТ 22353

Болты класс прочности 10.9 по DIN
DIN 931, DIN 933

Крепежные изделия применяются как в бытовой сфере, так и в промышленности. Почти везде, начиная от изготовления мебели до сбора компьютера, используются соединительные детали, но самыми распространенными из них являются болты. При выборе болтов особое внимание уделяется классу прочности изделия.

Что такое класс прочности болта?

Под классом прочности болта понимают предельную нагрузку на крепежное изделие при соединении элементов собираемого устройства, то есть, его устойчивость к разрыву и деформации. Групп стойкости болтов всего 11. Показываются двумя цифрами, отделенные точкой.

Класс прочности болтов — бывает:

Чем выше номер на металлоизделии, тем прочнее болт, тем большую механическую нагрузку он может нести. В России к высоконадежным крепежам причисляют болты таких групп: 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9.

Выбирая болты, нужно также обращать внимание на то, из какого вида металла их изготавливают. Качество металла для изготовления крепежного элемента зависит от количества содержания в нем углерода — чем меньше углерода, тем надежнее и крепче деталь. Следовательно, высокопрочные болты делаются из низкоуглеродистых, а также легированных (с содержанием сплавов для дополнительных износоустойчивых свойств) сталей. К ним относятся стали марок 20, 20 КП, 35, 35Х, 20 Г2Р, 65Г, 40Х.

Болты высокого класса прочности — 10.9,12.9 применяются в механизмах, которые требуют частой сборки-разборки, грузоподъемных машинах, сельскохозяйственных машинах, железнодорожных креплениях, строительных кранах. Твердость болтов класса прочности высокого — незаменима в тяжелом машиностроении, строении каркасов зданий, креплении приборов, которые подвергаются вибрационному действию, сложных механизмах, устройствах, возведении мостов.

Наиболее ходовыми болтами являются изделия среднего класса прочности, при изготовлении которых используется легированная сталь с содержанием углерода до 0,4% (сталь У4). Болты низкого класса прочности предназначены для легких не нагруженных конструкций, изготавливаются из марок стали 10, 20. Крепительные изделия низкого и среднего класса прочности широко применяются при изготовлении мебели, при креплении козырькового оборудования в машинах сельского хозяйства.

Болты также делятся на такие группы: черные и оцинкованные. К первой группе — черные — относятся металлоизделия необработанные, не имеющие внешнего покрытия и применяются они в устройствах, которые в дальнейшем будут покрашены. Их применяют в промышленном строительстве и машиностроении. Ко второй группе — оцинкованные — относятся болты с защитным покрытием, которые не подвержены разъеданию, ржавлению. Используются в конструкциях, для которых важен представительный вид, например, при сборе комнатной мебели.

Важно отметить, что прочность болта повышается его термической обработкой в электропечах с защитной средой.

Класс прочности болтов DIN

Стандарт DIN отвечает мировым нормам качества. Болты стандарта DIN относятся к крепительным частям высокой твердости, делаются из углеродистой стали, с нанесением цинка на поверхность изделия, что повышает его устойчивость к искажениям. Применяются для сбора устройств из металла, установок, приспособлений. Задействованы в строительстве, где с их помощью прикрепляют навесные части к якорям, закрепленным в бетоне, кирпиче, во всех сферах народного хозяйства, в машиностроительной области. Сборка с применением болтов DIN экономична по материальным расходам.

Самый используемый стандарт болтов DIN — это DIN 931 и DIN 933. Национальные аналоги вышеуказанных болтов — это металлоизделия, сделанные по стандартам качества ГОСТ 7798 и ГОСТ 7805.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector