Класс прочности наряду с коррозийной защитой является одной из главных технико-эксплуатационных характеристик крепежных метизов. Этот критерий становится особенно значимым в ситуациях с ответственными соединениями, крепежом конструкций большого веса, наличием серьезных механических нагрузок. Потребителю порой не просто понять, какой же крепеж более выносливый и прочный, глядя на внешне схожие болты, шпильки или гайки. При этом каждое изделие соответствует определенному классу прочности, который указан в виде маркировки на поверхности метиза (головка, торец) и в сопутствующей технической документации.
Маркировка болтов, шпилек, винтов
Механические свойства крепежа с наружной метрической резьбой определены ГОСТ 1759.0-87 и ГОСТ 1759.4-87, в которых указана подробная разбивка метизов на 10 классов прочности. Для обозначения классов принят формат из двух чисел, разделенных точкой:
|
3.6 |
4.6 |
4.8 | 5.6 | 5.8 | 6.8 | 8.8 | 9.8 | 10.9 | 12.9 |
Начальная цифра варьируется в интервале от 3 до 12 и показывает минимальный предел прочности (Н/мм²), уменьшенный в 100 раз. Например, у болта класса 5.6 отношение разрушающего усилия к площади сечения составит 500 Н/мм² (5*100).
Цифра после точки демонстрирует десятикратно увеличенный критический показатель пластической деформации (предел текучести) крепежа с учетом его прочностного лимита на растяжение. Например, у метиза класса 5.6 с показателем прочности в 500 Н/мм² (см выше) соотношение между напряжением деформации и предельной прочностью составляет 60%. Таким образом, абсолютный предел текучести крепежа будет 500*0,6= 300 Н/мм². Для резьбового крепежного изделия класса 5.8 этот показатель составит уже 500*0,8= 400 Н/мм². Чтобы при прочих равных условиях он подвергся начальным деформациям, понадобится на 30% больше разрушающе-растягивающих усилий, чем для крепежа класса 5.6.
Классы прочности и конструктивные материалы крепежа
Идентичные типоразмеры крепежа могут значительно отличаться по классу прочности за счет применения различных по характеристикам металлов и технологий изготовления.
Метизы до 6.8 класса не являются высокопрочными и применяются для формирования малонагруженных надежных соединений в быту, сельском хозяйстве, строительстве, мебельном производстве и различных сферах народного хозяйства. Для их изготовления чаще всего используются качественные углеродистые стали марок 10, 15, 20.
Распространенный крепеж 8.8 класса прочности подходит для формирования ответственных соединений, изготавливается из конструкционной углеродистой стали (марка 35, 20Г2Р) с применением технологий горячей и холодной высадки, закалки и отпуска. Наличие в металле включений марганца, хрома, брома значительно увеличивает эксплуатационные характеристики готового изделия, как в плане прочности, так и устойчивости к агрессивному воздействию рабочей среды.
Высокопрочные резьбовые метизы 9.8, 10.9 и 12.9 изготавливаются из легированной стали 20Г2Р, 35, 35Х, 35ХГСА, 40Х и т.д., предназначены для создания сверхнадежных и долгосрочных соединений и в плане прочности троекратно превышают аналогичный по типоразмеру крепеж класса 4.6-4.8. Благодаря возможности изготавливать меньший по размеру, но подходящий по деформационно-прочностным характеристикам метиз удается облегчить итоговый вес крепежного соединения и добиться существенной экономии металла (до 40%).
Важно знать, что для крепежа из нержавеющих аустенитных сталей (А2, А4, 10Х17Н13М2, AISI 316) применяется другая маркировка и классификация по прочности (всего три класса). В маркировке сначала указывается тип металла, затем минимальный предел прочности (-50; -70; -80). Например, болт с маркировкой А4-80 изготовлен из нержавеющей молибденовой стали А4 и имеет предел прочности 800 Н/мм².
Классы прочности для гаек
Для резьбовых гаек ГОСТ 1759.5-87 предусматривает свое собственное разделение на классы прочности, которые обозначаются одной цифрой:
| 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 |
Такая специфика объясняется высокой сопрягаемостью гаек одного класса с резьбовым крепежом из целого прочностного диапазона. Так, гайка класса 5 подходит для болтов и шпилек класса прочности от 3.6 до 5.8.
Необходимо учитывать, что допускается применение более прочных гаек с менее прочными метизами с наружной резьбой, но не наоборот!
