Классы прочности болтов, гаек

Что означает класс прочности метиза

Нередко при повышенных нагрузках болт может просто срезать или вырвать из резьбы, что приведет к распадению узла. Такое случается, если его прочность не соответствует оказываемому воздействию. Поэтому важно знать, какие бывают классы прочности, что они означают, что поможет правильно подбирать крепеж для конкретного места установки.

Какие бывают классы прочности

Класс прочности указывает, из какой стали был изготовлен метиз, что определяет его крепость и устойчивость к нагрузкам. По стандарту ГОСТ существуют следующие 11 классов: 3.6/4.6/4.8/5.6/5.8/6.6/6.8/8.8/9.8/10.9/12.9. Чем меньше номинал, тем ниже несущие способности.

Из одного типа стали можно изготовить метизы разных классов прочности. На результат влияет метод производства и обработки металла. Например, задействуя Ст. 35 при вытачивании на токарном станке получится прочность 5.6. Если применяется метод объёмного штампования на большом прессе, класс прочности можно повысить до 6.6 или 6.8. В случае погружения разогретого готового изделия в воду или масло, получится дополнительно закалить поверхность, что повысит твердость, а с ним и общий класс прочности до 8.8.

Для выпуска метизов самых низких классов в производстве задействуют Ст3кп, Ст3сп, Ст5 кипящую и спокойную. Показателя 6.6-6.8 достигают, обрабатывая марки стали Ст.35, Ст.45, Ст.20. Самые высокопрочные метизы делают из марок Ст.30ХГСА, Ст.35ХГСА или Ст.40ХНМА. Они достигают показателя 12.9.

Что означают цифры

При указании класса прочности прописываются просто цифры через точку без каких либо буквенных дополнений. Первая цифра означает предел прочности на растяжение металла. Если уровень нагрузки имеется в виду в МПа, то рассчитывать величину нужно, разделив цифру на 0,01. Для примера: болт с классом прочности 6.8 имеет предел растяжения 600 МПа (6 делим на 0,01=600). Именно такую нагрузку выдержит крепеж, и только после ее превышения металл начнет растягиваться и порвется.

Если нужно определить уровень максимальной нагрузки по пределу прочности на растяжение в кгс/мм², тогда первую цифру делят на 0,1. Например, 6 разделить на 0,1=60 кгс/мм².

Вторая цифра в обозначении (после запятой) указывает на предел текучести ― состояние металла, который начинает подвергаться пластическим деформациям от созданного напряжения. Метиз не срежет, но он изогнется, возможно его будет уже труднее выкрутить, он потеряет свою первоначальную форму. Вторая цифра неразрывно связана с первой, поскольку составляет 0,1 часть от нее.

Например: болт 6.8. У него вторая цифра 8 ― это 80% (минимальный предел текучести) от предела прочности на растяжение. Чтобы все посчитать точно, делаем следующее:

1. 6 делим на 0,01=600
2. 8х0,1=0,8
3. 600х0,8=480 МПа.

Таким образом мы выявили предел текучести. Теперь вы знаете, что задействуя болт с классом прочности 6.8 в металлоконструкции, он начнет деформироваться после нагрузки в 480 МПа, а при достижении 600 МПа оборвется. Это позволяет правильно подобрать крепеж с учетом будущих нагрузок на место соединения. Если использовать метизы повышенной прочности в местах без серьезных нагрузок, это приведет к необоснованному увеличению сметы на монтаж.

Применение метизов с заниженным классом прочности, не соответствующим уровню воздействия, поставит под угрозу целостность конструкции, может повлечь ее разрушение или деформацию. Какой класс прочности крепления необходим в конкретном случае, определяется путем расчетов при проектировании. Затем данные указываются в проектной документации и на чертежах.

4.8, 5.8  -  относительно невысокая прочность на разрыв. Крепеж класса прочности 5.8 выдержит нагрузки на 20% больше, чем класса прочности 4.8 - широко применяется во всех отраслях для малонагруженных соединений.

8.8 - выдерживает в 2 раза большую разрушающую нагрузку по сравнению с классом прочности 4.8. Сферы применения - рекомендуется для применения в ответственных механизмах и конструкциях.

10.9, 12.9 - выдерживает разрушающее воздействие в 2.7 раза больше по сравнению с классом прочности 4.8. Сферы применения - позволяет применять крепеж меньшего размера при тех же негативных нагрузках, сократить металлоемкость крепежа, снизить цену на 30-40%. Используется в механизмах, где требуются частые сборки-разборки, в грузоподъёмных машинах и ответственных конструкциях.

Стандарты болтов ГОСТ и DIN по классами прочности

Стандарты гаек ГОСТ и DIN по классами прочности

Особенности маркировки

Подбирая метизы для металлоконструкций, необходимо придерживаться указаний в проектной документации. На продукции нужно найти маркировку, чтобы удостовериться в соответствии класса прочности. Она может быть нанесена на торцевую сторону головки болта или сбоку. В первом случае допускается выпуклая форма нанесения, поскольку головка остается на поверхности (выступающие цифры маркировки не мешают креплению, не сказываются на удобстве установки). При маркировке сбоку цифры можно наносить только штампованием с вдавливанием внутрь. Тогда за шестигранную головку можно будет браться ключом с любой стороны.

Хотя класс прочности обозначается через точку, допускается не использовать ее. Например, маркировка 3.6 и 36 ― это один и тот же класс прочности (самый низкий). Если конструкция метиза не позволяет нанести цифры (нет ровного свободного места), используют альтернативный метод нанесения точки и риски. Он основан на циферблате часов. Точкой показывается отправная метка для правильного считывания, а риской ― сам класс прочности.