Классы прочности винтов, болтов и гаек: классификация и маркировка

Большинство крепежей - винтов, болтов, гаек и шайб изготовлены из металла. Об этом говорит второе название этих металлических изделий - метизы. Самыми распространенными метизами являются стальные крепежи. Они обладают высокой прочностью, устойчивостью к механическим повреждениям, что очень важно для крепежных элементов.

Сталь предстает собой сплав железной руды с углеродом, в который могут быть добавлены определенные легирующие примеси. Такая сталь приобретает повышенные эксплуатационные характеристики. Чем больше в стали углерода и легирующей добавки - хрома, марганца, кремния, тем выше ее марка.

Разновидности марок стали для производства винтов и болтов

Для производстве метизов могут применяться различные сплавы, самыми распространенными их них для изделий с резьбой являются:

- конструкционная углеродистая сталь;
- пружинная сталь;
- аустенитная нержавеющая сталь.

Конструкционная углеродистая сталь

Углеродистая сталь конструкционного назначение широко используется при производстве винтов, болтов, саморезов. Она делится на марки, которые обозначаются числами от 08 до 85. Такая маркировка указывает на количественное содержание углерода, выраженное в процентном соотношении сотыми долями. 

Наиболее распространены марки 35Х, 40Х, которые отличаются отличными прочностными показателями и оптимальным составом.

Пружинная сталь

Для производства шайб, гаек и колец выбирают стальные составы с повышенной устойчивостью к деформации. Чаще всего это углеродистые разновидности с процентным содержанием углерода от 50 до 70 сотых долей. Наиболее распространены изделия из стали марки 65Г.

Аустенитные высоколегированные стали

Добавление дополнительных элементов в состав стального сплава существенно меняет характеристики изделий из него. Для производства нержавеющих крепежей, используемых в химической, пищевой промышленности, производстве техники, где требуются метизы с антимагнитными свойствами, используют сталь марок А2 или А4. Это высококачественные материалы, которые обладают отличными показателями устойчивости к коррозии, прочности на разрыв.

Классы прочности метизов с резьбовым креплением

Разнообразие областей и сфер эксплуатации крепежных элементов с резьбовым соединением делает целесообразным изготовление метизов из сталей с различными показателями прочности. Например, нет необходимости выполнять винты для радиоприемника из дорогого высокопрочного сплава или опасно использовать обычные болты для конструкций башенных кранов или мостов.

Исходя из этого, винты, болты и шпильки с резьбой могут отличатся по показателям прочности, устойчивости на разрыв и максимальному значению текучести. Предел прочности на разрыв - это показатель временного сопротивления материала при растяжении, предел текучести - показатель отношения напряжения, при котором начнется деформация изделия к номиналу временного сопротивления.

Классификация прочности метизов включает 11 пунктов, которые соответствуют международной шкале. Они представляют собой ряд цифр, которые пишутся через точку. Первое значение говорит о номинале предела прочности на разрыв или растяжение, деленном на 100, вторая указывает на сотую часть отношения предела текучести:

3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9

Все крепежные изделия изготавливают с 2-х или 3-х кратным запасом прочности, то есть реальные показатели больше допустимого предела в 2 или 3 раза.

Добиться высокого класса прочности для метиза можно как использованием высоколегированных сталей марки 35Х, 40Х, 65Г, так и особыми технологиями закалки стали с более низкой маркой. Также существенное влияние на прочность изделий оказывает метод изготовления болтов и винтов - холодная или горячая высадка. Такая технология позволяет получить из сырья марки 40х или 35 болты с классом прочности 8.8 и выше, которые используются при строительстве, железнодорожных соединениях, производстве тяжелой или опасной техники. Резьба на таких крепежах осуществляется методом накатки на особом оборудовании.

Маркировка на болтах и гайках по классам прочности

Большинство европейских и все российские производители крепежных изделий резьбового типа используют маркировку по классу прочности, которая соответствует международному стандарту ISO.

Маркировка винтов и болтов

Согласно этой системе, маркировку наносят на резьбовые метизы, диаметр стрежня с резьбой у которых более 6 мм. Изделия с меньшими габаритами также могут маркироваться по инициативе производителя или желанию заказчика. 

Значение класса прочности наносят на головку болтов или фланец винтов углубленными или выпуклыми буквами и цифрами. Если используется выпуклое нанесение, высота изделия не должна превышать первоначальное ее значения на 0,1-0,3 мм, в зависимости от диаметра резьбы.

Для изделий с классом прочности 8.8 и выше наносят знак производителя и цифровой показатель прочности изделия. Если крепеж имеет небольшие размеры, маркировка идет по методу  циферблата. Также для особо прочных изделий указывают марку стали.

Маркировка гаек

Различают два вида гаек - низкие для страховки отвинчивания основной сопрягаемой гайки или шайбы и гайки высокие, особо высокие и нормальной высоты.

Первый тип изделий маркируется двумя классами прочности 04 и 05, которые указывают, что изделие не предназначено для выдерживания временных и постоянных нагрузок и будет сорвано при одномоментном усилии в 380 или 500 МПа.

Гайки нормальной высоты и особо высокие могут относиться к 7 классам прочности:

 4; 5; 6; 8; 9; 10; 12. 

Значение указывает на 1/100 показателя прочности болта, с которым должна идти в паре гайка. Гайки с более высокими показателями могут заменять низкопрочностные изделия, но не наоборот.

Маркировка гаек идет на изделиях с диаметром резьбы более 6 мм. Она наносится на боковую поверхность или торец углубленными символами по системе циферблата, если требуется указать производителя или марку стали. Для меньших по размеру крепежных элементов маркировка - по инициативе производителя.

От наличия маркировки зависит правильность выбора крепежа и, как следствие, надежность и безопасность соединения.