Механические характеристики болтов, винтов, шпилек из нержавеющих сталей регламентируются ГОСТ Р ИСО 3506-1-2009. Настоящий стандарт классифицирует нержавеющие крепежные изделия по классам прочности, которые принято обозначать двумя цифрами: 50, 70, 80 и писать через дефис с маркой стали: А1-50, А2-70, А4-80. Что означают эти цифры? – это 1/10 часть от минимального предела прочности на растяжение.
Для производства нержавеющего крепежа чаще всего применяются марки стали А2 (пищевая) или А4 (кислотостойкая), обозначенные так в системе EN ISO, или их приближенные аналоги AISI 304 (12X18H10) и AISI 316 (03Х17Н14М2). Крепежные изделия из коррозионно-стойких сплавов аустенитной группы не упрочняются закаливанием в отличие от изделий из черных металлов. Их главным легирующим компонентом являются хром и никель, а также молибден (для марки А4). Процентное содержание этих и других добавок определяет степень коррозионной стойкости крепежа, максимальные рабочие нагрузки и другие свойства.
Примеры обозначения прочности крепежа из нержавейки:
А2-50 – мягкая сталь с пределом прочности на разрыв минимум 500 Н/мм² (500МПа).
А2-70 – холоднодеформированная сталь с пределом прочности на разрыв минимум 700 Н/мм² (700МПа).
А4-80 – высокопрочный сплав с пределом прочности на разрыв минимум 800 Н/мм² (800МПа).
Маркировка наносится на головку болтов (винтов) рядом с клеймом изготовителя, а шпильки маркируются на гладкой части или на торце, если шпилька полнорезьбовая. Иногда на торец шпильки наносится цветовая кодировка марки сплава (для А2 – зеленая, для А4 – красная). Если маркировка класса прочности отсутствует, то в расчет принимается среднее значение – 70.
Для сравнения механических свойств болтов из нержавеющей и углеродистой стали обратимся к таблице:
| Группа стали | Углеродистые | Аустенитные А2, А4 | |||||
| Класс прочности | 5.6 | 6.8 | 8.8 | 10.9 | 50 | 70 | 80 |
| Предел прочности, Н/мм² | 500 | 600 | 800 | 1040 | 500 | 700 | 800 |
| Предел текучести, Н/мм² | 300 | 480 | 640 | 940 | 210 | 450 | 600 |
Подробнее о механических свойствах крепежа из углеродистой стали в специальной статье.
Из таблицы видно, что при близких значениях временного сопротивления, предел текучести у аустенитных сплавов меньше, поэтому они больше подвержены пластической деформации. Это свойство позволяет болтам или шпилькам не ломаться при превышении допустимого момента затяжки или при боковых изгибающих нагрузках. В худшем случае превышение усилия может привести к срыву резьбы. В то время как углеродистые стали более хрупкие и запредельные нагрузки могут привести к излому резьбового крепежа.
Расчет нагрузок для нержавеющих болтов
Зная прочностные характеристики аустенитных сплавов, не трудно рассчитать максимальную нагрузку на болты по формуле. Для примера взят болт М12, А2-70.
Np0.2 = As х Rp0.2 = 84.3 х 450 = 37935 Н, где:
As – расчетная площадь сечения М12 (см. ГОСТ Р ИСО 3506 табл. А.1.)
Rp0.2 – предел текучести
Для определения расчетной рабочей нагрузки полученное значение необходимо разделить как минимум на 20: 37935 / 20 = 1896 кг, а для большей уверенности в безопасности болтокомплекта лучше разделить на 30.
Класс прочности – важнейшая характеристика нержавеющей стали, прописанная в национальном стандарте ГОСТ Р ИСО 3506-1-2009, которую следует учитывать при расчете нагрузки на болтовое или шпилечное соединение.
Сравнительная таблица прочности
Скачать в формате PDF
Гоша
"Но брать запас 20...30. Это оч.странно. "
Он ньютоны в кг перевел, вот десятка и выскочила.
Маймак А.Ю.
Ваша цитата из данного блока: "Для определения расчетной рабочей нагрузки полученное значение [max нагрузки] необходимо разделить как минимум на 20: 37935 / 20 = 1896 кг, а для большей уверенности в безопасности лучше разделить на 30." Если только это не ошибка или опечатка, откуда такие огромные коэффициенты?? Можно ссылку на нормативный документ?
В вашем блоге "Таблицы с разрушающими нагрузками для болтов" есть более правильный совет "Расчет нагрузки на болт" - там указано брать допускаемым напряжением 1/2...1/3 от предела текучести материала. Это будет по нормативам. Но брать запас 20...30. Это оч.странно.
EvAlex888
А что означает стандарт ISO 7380 ? И какие болты(крепёж),всё же прочнее и надёжнее? Из углеродистой стали,из нержавейки,или из титана ?
Евгений Гурьевич
НЕРЖавеющие свойства стали проявляются ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО наличием ХРОМа в количестве более 12,6%, а *никель от 8%* повышает её пластичность и свариваемость, а *молибден* - ЖАРОпрочность: 03Х17Н14М2 предназначена для изготовления ВП метизов точением и ГОРЯЧЕЙ формовкой с накаткой.
Warlock77
Дамы и господа! Спасибо вам большое за такую полезную информацию, да ещё и грамотно поданную !
