- Главная
- Энциклопедия крепежа
- Механические свойства нержавеющих метизов
- Классы прочности болтов, винтов, шпилек и гаек из нержавеющих аустенитных сталей
Крепёж из нержавеющих сталей А2 и А4 выпускают с различными классами прочности. Например, для болтов, винтов и шпилек классов 70 и 80 минимальный предел прочности при растяжении составляет соответственно 700 и 800 МПа. Обозначение стали и класс прочности характеризуют разные свойства, поэтому при выборе крепежа учитывают оба параметра.
Крепёжные узлы для эксплуатации в агрессивных условиях, благоприятствующих возникновению коррозионных процессов, требуют применения изделий из специальных коррозионностойких сплавов. Для этого наилучшим образом подходят нержавеющие стали А2 и А4 по ГОСТ Р ИСО 3506
Их уникальная коррозионная стойкость объясняется аустенитной структурой сплава, которая при отпуске сохраняется благодаря малому содержанию углерода (С≤0,1 %) на фоне высокого содержания легирующих элементов. Такие стали с большим содержанием хрома (Cr≥15 %) дополнительно легируют никелем (Ni≥8 %) в целях повышения их пластичности. В результате чего по своей природе свойства аустенитных сплавов существенно выделяются на фоне аналогов из чёрных металлов.
Поэтому класс прочности крепёжных изделий А2 или А4 по ГОСТ Р ИСО 3506-1-2009 обозначается цифрами 50, 70 или 80, что очевидно отличается от обозначения болтов, шпилек и гаек из углеродистых сталей: 5.6, 6.8, 8.8 и т. п.
Что такое класс прочности?
Класс прочности — условное обозначение установленных стандартом механических характеристик крепежа. Для болтов, винтов и шпилек нормируются, в частности, предел прочности при растяжении, условный предел текучести и удлинение после разрыва. Для гаек класс прочности связан с напряжением от пробной нагрузки, которую изделие должно выдерживать при испытании.
Что означает маркировка А2-70 и А4-80?
Первая часть обозначения указывает марку стали по системе ISO 3506, вторая — класс прочности. Буква «А» обозначает аустенитную сталь, а цифры «2» и «4» — установленные диапазоны химического состава. Сталь А4 содержит молибден.
Для гаек числа 70 и 80 относятся к напряжению от пробной нагрузки — соответственно 700 и 800 МПа. Эти значения нельзя считать допустимым рабочим напряжением соединения.
Сравнение классов прочности
Для сравнения можно привести наиболее распространенные классы прочности для болтов согласно действующим стандартам:
При сравнении механических свойств очевидно, что аустенитные стали более «мягкие» – они отличаются меньшим пределом текучести.
В частности, для болтов, винтов и шпилек с равным пределом прочности Rm=800 МПа:
Зная класс прочности, нетрудно посчитать и напряжения при растяжении для болтокомплектов из нержавеющей стали. Для этого в ГОСТ Р ИСО 3506 приводится определение площади расчётного сечения болта в приложении А, а для стандартных размеров крупной и мелкой метрической резьбы номинальные значения площади указаны в Табл.А.1.
Так, например, расчётная нагрузка на пределе текучести для болтов М10 А2-70 по ГОСТ Р ИСО 3506-1 составит:
Поэтому при выборе нержавеющего крепежа с метрической резьбой всё-таки необходимо учитывать его класс прочности: 50, 70 или 80, регламентированный ГОСТ Р ИСО 3506-1 и ГОСТ Р ИСО 3506-2.
Нет. При одинаковом классе прочности, например А2-70 и А4-70, минимальные нормируемые показатели прочности одинаковы. Различия между А2 и А4 связаны прежде всего с химическим составом и коррозионной стойкостью в конкретной среде.
Замену проверяют расчётом соединения. Классы 70 и 80 не являются прямыми аналогами класса 8.8: различаются механические характеристики, в том числе предел текучести. Дополнительно учитывают размеры крепежа, нагрузки, температуру и условия затяжки.
Нет. Необходимы также диаметр и шаг резьбы, конструкция соединения, характер нагрузки и условия эксплуатации. Произведение площади расчётного сечения на предел прочности или условный предел текучести само по себе не определяет допустимую рабочую нагрузку.
Обычной закалкой с отпуском, применяемой для упрочнения углеродистых и легированных сталей, — нет. Повышенную прочность крепежа А2 и А4 получают преимущественно холодной пластической деформацией. Последующий нагрев может снизить достигнутое упрочнение.
Не во всём диапазоне температур. Значения по ГОСТ ISO 3506-1-2014 установлены для испытаний при температуре от +10 до +35 °C. При эксплуатации в других температурных условиях учитывают изменение механических свойств; переносить табличные значения без проверки нельзя.
