Бытует мнение, что нержавеющий крепеж менее прочный, чем крепеж из углеродистых сталей, так ли это?

Отчасти это так, и связано в первую очередь с химическим составом нержавеющих сталей. Их можно отнести к группе высоколегированных сплавов на основе железа, где суммарная массовая доля легирующих элементов по ГОСТ 5632-2014 должна быть не менее 10%. В аустенитных сплавах марки А2 или А4 по ГОСТ ISO 3506-2014 содержание легирующих элементов ещё больше: ≈30%. Это необходимо для требуемой от них повышенной коррозионной стойкости.

Значительная разница между составом сплавов обуславливает заметные различия в механических свойствах между «обычными» углеродистыми сталями и коррозионно-стойкими сталями аустенитного класса.

На нормативном уровне их свойства заданы в соответствующих стандартах:

- серия стандартов ГОСТ ISO 898–2014 «Механические свойства крепёжных изделий из углеродистых и легированных сталей»;

- серия стандартов ГОСТ 3506 ISO 3506–2014 «Механические свойства крепёжных изделий из коррозионно-стойкой нержавеющей стали»

Для структурирования крепежа по их механическим свойствам стандартами вводятся такие понятия как класс прочности или класс твёрдости в зависимости от типа изделия.

Классы прочности присваивают крепёжным изделиям, эксплуатация которых предусматривает работу на растяжение: болты, винты и шпильки, или на сжатие – гайки.

Классы их прочности определяют двумя нормативными свойствами:

1) предел прочности на растяжение R_m (временное сопротивление) – максимальная величина механических напряжений, выше которых происходит разрушение материала;

2) условный предел текучести R_p0,2 – величина механических напряжений, при которых после снятия нагрузки остаточная пластическая деформация материала составляет 0,2%. Эта величина условно отображает границу между зонами упругой и пластической работы крепёжного изделия. Напряжения выше этого значения вызывают необратимые деформации материала, у резьбовой шпильки, в первую очередь – это смятие резьбы.

Классы прочности и соответствующие им механические свойства болтов, винтов и шпилек из коррозионно-стойких нержавеющих сталей регламентированы стандартом ГОСТ ISO 3506-1-2014:

Значения предела прочности на растяжение R_m и условного предела текучести R_p0,2 болтов, винтов и шпилек из аустенитных, мартенситных и ферритных марок сталей по ГОСТ ISO 3506-1–2014

Класс стали	Марка стали	Класс прочности	R_m^а), не менее, МПа	R_р0,2^а), не менее, МПа
Аустенитные	А1, А2, А3, А4, А5	50	500	210
		70	700	450
		80	800	600
a) Напряжения растяжения рассчитывают по площади расчетного сечения болта. (см. приложение А ГОСТ ISO 3506-1–2014)

Механические характеристики болтов, винтов и шпилек из углеродистых сталей, в зависимости от класса прочности, задаёт ГОСТ ISO 898-1–2014:

Значения предела прочности на растяжение R_m и пределов текучести R_eL, R_p_0,2 и R_p_f болтов, винтов и шпилек из углеродистых и легированных сталей по ГОСТ ISO 898-1-2014

Механические свойства	Класс прочности
	4.5	4.8	5.6	5.8	6.8	8.8		9.8	10.9	12.9
	4.5	4.8	5.6	5.8	6.8	d≤16 мм	d>16 мм	9.8	10.9	12.9
Предел прочности на растяжение R_m, не менее, МПа	400	420	500	520	600	800	830	900	1000	1200
Нижний редел текучести R_eL, не менее, МПа	240	-	300	-	-	-	-	-	-	-
Условный предел текучести при остаточном удлинении R_p0,2, не менее, МПа	-	-	-	-	-	640	660	720	940	1100
Условный предел текучести при остаточном удлинении 0,0048d для полноразмерного крепежного изделия R_p_f, не менее, МПа	-	340*	-	420*	480*	-	-	-	-	-
* Для классов прочности 4.8, 5.8 и 6.8 значения R_p_f _min находятся в стадии исследования. Значения, приведенные во время публикации стандарта, предназначены только для расчета коэффициента пробной нагрузки. Они не являются результатами испытаний.

Сравнивая приведенные выше таблицы, можно сделать вывод, что классы прочности коррозионно-стойких и углеродистых сталей заметно разнятся. И отличает их не только обозначение классов прочности: А2-70, А4-70, А4-80 и т.д. – для нержавеющих и 8.8, 10.9, 12,9 и т.д. – для обычных сталей. Крепёжные изделия из коррозионно-стойких аустенитных сплавов обладают большей пластичностью по сравнению с аналогичными изделиями из углеродистых сталей. Поэтому при близких значениях временного сопротивления, нержавеющий крепёж отличается меньшим пределом текучести. Это значит, что такие метизы подвержены пластическим (необратимым) деформациям при более низких нагрузках.

Этим собственно и объясняется сложившееся мнение, что «нержавеющий крепёж менее прочный, чем крепёж из углеродистых сталей».

Поэтому при расчёте резьбового соединения из коррозионно-стойких сталей важно учитывать их прочностные характеристики, заданные российскими стандартами.

Подробнее о классах прочности и твёрдости крепёжных изделий из коррозионно-стойких сталей Вы можете ознакомиться на сайте BEST-Крепёж в разделе Справочник.

Предыдущая новость Следующая новость