Poradniki / Klasy i materiały

SAE J429 Grade 5 a Grade 8: parametry śrub calowych dla kupujących

24 października 2026

SAE Grade 5 i Grade 8 to dwie klasy śrub calowych, które widzi większość kupujących. Mają te same kształty gwintu i te same kształty łbów i w pojemniku mogą wyglądać identycznie. Różnią się stalą, wytrzymałością i ryzykiem. Jeśli kupują Państwo śruby calowe na zamówienie do maszyny lub pojazdu, klasa na rysunku wyznacza materiał, obróbkę cieplną i badania, więc trzeba wiedzieć, co oznaczają te liczby.

Ten poradnik korzysta z wartości SAE J429, wyjaśnia oznaczenia i twardość, podaje odpowiedniki metryczne i pokazuje, kiedy część wykonywana wg rysunku ma sens.

Dwie klasy w skrócie

Grade 5. Stal średniowęglowa, hartowana i odpuszczana. Obejmuje popularne rozmiary od 1/4 cala do 1 cala z jednym poziomem wytrzymałości i od ponad 1 cala do 1.5 cala z nieco niższym.

Grade 8. Stal stopowa średniowęglowa, hartowana i odpuszczana, z wyższym zakresem temperatury odpuszczania, który nadal daje znacznie wyższą wytrzymałość. Ma jeden zestaw wartości dla całego zakresu od 1/4 do 1.5 cala.

J429 obejmuje także Grade 1 i Grade 2 dla części o niskiej wytrzymałości oraz Grade 8.2, niskowęglową stal borową o strukturze martenzytycznej, dorównującą wytrzymałością Grade 8. Śruby konstrukcyjne do połączeń stalowych podlegają ASTM A325 i A490, a nie J429.

Wartości wytrzymałości z J429

Właściwość	Grade 5, 1/4 do 1 in	Grade 5, ponad 1 do 1.5 in	Grade 8, 1/4 do 1.5 in
Min. wytrzymałość na rozciąganie	120 ksi (827 MPa)	105 ksi (724 MPa)	150 ksi (1,034 MPa)
Min. granica plastyczności	92 ksi (634 MPa)	81 ksi (558 MPa)	130 ksi (896 MPa)
Naprężenie obciążenia próbnego	85 ksi (586 MPa)	74 ksi (510 MPa)	120 ksi (827 MPa)
Twardość rdzenia, Rockwell C	25 do 34	19 do 30	33 do 39

Proszę potwierdzić każdą wartość w aktualnym wydaniu SAE J429, zanim przepiszą ją Państwo na rysunek.

Weźmy śrubę 1/2-13 UNC, której pole przekroju naprężeń wynosi około 0.142 cala kwadratowego. Przy obciążeniu próbnym śruba Grade 5 przenosi około 12,100 lbf, a Grade 8 około 17,000 lbf. Zwykła robocza siła zacisku to około 75 procent obciążenia próbnego, czyli mniej więcej 9,000 i 12,800 lbf. Dlatego przejście z 5 na 8 pozwala na mniejszą śrubę lub wyższą siłę zacisku.

Oznaczenia

Oznaczenia na łbie są częścią specyfikacji, a śruba na zamówienie musi je mieć.

• Grade 5: trzy linie promieniowe.
• Grade 8: sześć linii promieniowych.
• Grade 2 lub bez oznaczenia: brak linii.
• Znak producenta: wymagany na śrubach z oznaczoną klasą, aby śrubę można było zidentyfikować.

Znaki są formowane w łbie stemplem do kucia na zimno. Jeśli chcą Państwo śrubę z oznaczeniem, proszę poprosić zakład o ujęcie elementów stempla w oprzyrządowaniu. Zob. koszt oprzyrządowania do kucia na zimno, aby zobaczyć, jak szczegóły łba wpływają na komplet matryc.

Odpowiedniki metryczne

Kupujący często muszą dopasować część calową do metrycznej albo odwrotnie.

Klasa calowa	Przybliżona klasa ISO 898-1	Wytrzymałość na rozciąganie, typowa
Grade 5	8.8	Około 830 MPa
Grade 8	10.9	Około 1,040 MPa

Zgodność jest przybliżona. Metryczna 8.8 ma wytrzymałość na rozciąganie od 800 do 830 MPa zależnie od rozmiaru, a 10.9 ma 1,040 MPa. Zakresy twardości różnią się nieco, a rozmiary nigdy nie zgadzają się dokładnie. Rysunek przechodzący z jednego systemu do drugiego wymaga sprawdzenia przez inżyniera. Klasy i gatunki elementów złącznych pokazują stronę metryczną dokładniej.

Ciągliwość, twardość i co się psuje

Wyższa wytrzymałość niesie kompromisy.

• Mniejsza ciągliwość. Grade 8 wydłuża się mniej przed zerwaniem. Połączenie, które polega na uplastycznieniu śruby w celu pochłonięcia uderzenia, może lepiej pracować z Grade 5.
• Kruchość wodorowa. Twardość Grade 8 leży w zakresie, w którym powłoka galwaniczna może powodować opóźnione pęknięcia. Proszę przeczytać kruchość wodorowa w śrubach 10.9 i 12.9, bo Grade 8 zachowuje się pod tym względem jak klasa 10.9, i uzgodnić powłokę z zakładem.
• Wrażliwość na karb. Ostry promień pod łbem lub nacięty gwint szkodzą twardej śrubie bardziej niż miękkiej. Walcowane gwinty i dobry promień opłacają się przy Grade 8.
• Jakość obróbki cieplnej. Odwęglona warstwa na śrubie Grade 8 obniża trwałość zmęczeniową. Obróbka cieplna elementów złącznych opisuje kontrole.

Kiedy śruba calowa na zamówienie ma sens

Dystrybutorzy katalogowi mają śruby sześciokątne Grade 5 i 8 w standardowych rozmiarach i długościach. Zamówienie specjalne jest lepszym wyborem, gdy:

• Długości nie ma w katalogu, na przykład 2-3/8 cala lub długość metryczna na gwincie calowym.
• Łeb jest specjalny: nawiercony pod drut zabezpieczający, kołnierz, ramię, większa powierzchnia oporowa.
• Gwint jest częściowy lub ma nietypową długość.
• Klasa jest połączona z powłoką lub zabezpieczeniem, których katalog nie wymienia.
• Roczny wolumen sprawia, że zakup bezpośredni jest tańszy.

W takich przypadkach rysunek powinien podawać normę, klasę i klasę gwintu. Zob. jak zamawiać elementy złączne na zamówienie, aby zobaczyć, jak budowana jest oferta.

Typowe technologie wykonania

Śruby Grade 5 do około 3/4 cala są kute na zimno z drutu średniowęglowego, następnie hartowane i odpuszczane oraz walcowane do gwintu. Grade 8 idzie tą samą drogą z drutu stopowego albo kuciem na gorąco dla większych rozmiarów. Obrabiana skrawaniem Grade 8 jest możliwa dla małych partii, zwykle z pręta stopowego. Gatunek drutu wpływa na obróbkę cieplną, więc gatunki drutu do kucia na zimno warto obejrzeć.

Moment i napięcie wstępne dla popularnych rozmiarów

Klasa to tylko połowa historii, bo śruba przenosi obciążenie, do którego została dokręcona. Tabela podaje przybliżoną siłę zacisku przy 75 procentach obciążenia próbnego dla trzech popularnych rozmiarów, na podstawie pola przekroju naprężeń gwintu.

Rozmiar	Pole przekroju (in²)	Siła zacisku Grade 5, 75 procent obciążenia próbnego	Siła zacisku Grade 8, 75 procent obciążenia próbnego
3/8-16 UNC	0.0775	Około 4,900 lbf	Około 7,000 lbf
1/2-13 UNC	0.1419	Około 9,000 lbf	Około 12,800 lbf
5/8-11 UNC	0.2260	Około 14,400 lbf	Około 20,300 lbf

To wartości przybliżone, a rzeczywista siła zacisku zależy od tarcia, smaru i metody dokręcania. Klucz dynamometryczny daje rozrzut siły zacisku plus minus 25 procent lub więcej, więc połączenia krytyczne stosują moment z kątem lub metodę naciągu. Proszę podać metodę na rysunku wraz z momentem i wskazać, czy gwinty są suche, naolejone czy powlekane.

Przykłady zamówień śrub calowych na zamówienie

Śruba sześciokątna 1/2-13 x 2-3/8, Grade 5, ocynkowana galwanicznie, 80,000 sztuk rocznie. Długość nie jest rozmiarem katalogowym, więc producent kuje część z drutu średniowęglowego, poddaje obróbce cieplnej i walcuje gwint. Śruby z powłoką są wygrzewane, bo twardość Grade 5 leży blisko krawędzi zakresu ryzyka wodorowego.

Śruba z nawierconym łbem 3/4-10, Grade 8, bez powłoki, 2,000 sztuk rocznie. Łeb ma otwór poprzeczny na drut zabezpieczający. Zakład wierci otwór po obróbce cieplnej i sprawdza położenie. Nawiercony łeb to typowy powód opuszczenia katalogu.

Wkręt kołnierzowy 5/16-18 x 1-1/8 z ząbkowanym kołnierzem, Grade 5, 600,000 sztuk rocznie. Kołnierz jest formowany w matrycy do kucia. Kupujący zatwierdza próbkę i żąda próby momentu i naciągu z powłoką.

Zamienianie klas i mieszane parki

Wielu kupujących pracuje zarówno z produktami calowymi, jak i metrycznymi. Gdy rysunek z jednego systemu spotyka łańcuch dostaw z drugiego, pojawiają się błędy. Pomaga kilka zasad. Proszę nie zamieniać grade 8 na 10.9 ani grade 5 na 8.8 bez sprawdzenia przez inżyniera, mimo bliskich wartości. Proszę nie mieszać systemów gwintów, bo M12 i 1/2-13 wyglądają podobnie i nie pasują do siebie. Proszę nie zamieniać śrub różnych klas w połączeniu, w którym projektant obliczył konkretne napięcie wstępne i trwałość zmęczeniową.

Jeśli połączenie jest obliczone na Grade 8, a dostawy się załamią, zamiennikiem jest inna Grade 8 ze źródła z protokołami badań, a nie Grade 5 większego rozmiaru bez przeprojektowania. Proszę trzymać oznakowanie klasy i certyfikaty razem z partią, aby klasę dowolnej śruby w terenie można było później sprawdzić. Lista kontrolna RFQ wymienia pozycje, które należą do każdego zamówienia.

Częste błędy w zamówieniach

• Zapis “śruba grade 8” bez normy lub serii gwintu.
• Cynkowanie galwaniczne śrub Grade 8 bez wzmianki o odprężaniu wodorowym.
• Zakładanie, że śruba bez oznaczenia w warsztacie to Grade 5.
• Mieszanie klas w jednym zestawie elementów złącznych.
• Zastąpienie śruby Grade 8 metryczną 10.9 o podobnym rozmiarze bez sprawdzenia przez inżyniera.

Pełny zapis, taki jak SAE J429 Grade 8, 1/2-13 UNC-2A, z powłoką i oznakowaniem, obejmuje je wszystkie.

Lista kontrolna do RFQ

• Klasa i norma: SAE J429 Grade 5 lub Grade 8 albo odpowiedniki ASTM, jeśli są potrzebne.
• Średnica, seria gwintu (UNC lub UNF), klasa (zwykle 2A) i długość.
• Rodzaj i wymiary łba z wymaganiem oznakowania.
• Powłoka, z uwagą o odprężaniu wodorowym dla Grade 8.
• Certyfikaty: materiał, obróbka cieplna i wyniki badań.
• Roczny wolumen i wielkość odbioru.

Pełna lista daje oferty, które można porównać. Na początek prześlij zapytanie RFQ, a dopasujemy je do maksymalnie trzech producentów, którzy wykonują śruby calowe wg rysunku.

Najczęściej zadawane pytania

Czytaj dalej

• Śruby dwustronne ASTM A193 B7, B16 i L7: jaki gatunek do urządzeń ciśnieniowych
• Martenzytyczne i PH elementy złączne ze stali nierdzewnej: 410, 416 i 17-4