Strona główna / Materiały
Klasy na rysunku
Materiały, klasy wytrzymałości i gatunki elementów złącznych
Klasa podana na rysunku elementu złącznego wyznacza stal, obróbkę cieplną, bezpieczne powłoki i próby, które partia musi przejść. Te tabele podają wartości minimalne ustalone przez normy, aby rysunek można było sprawdzić przed wysłaniem do wyceny.
Wartości to minima z wymienionej normy dla podanego zakresu rozmiarów. Proszę zawsze projektować według normy i wydania wymaganego przez Państwa klienta.
Stal węglowa i stopowa, ISO 898-1
Pierwsza liczba razy 100 to nominalna wytrzymałość na rozciąganie w MPa. Druga liczba razy 10 to stosunek granicy plastyczności do wytrzymałości na rozciąganie w procentach. Tak więc 8.8 to nominalnie 800 MPa z granicą plastyczności na poziomie 80 procent tej wartości. Tabela podaje minima, które dla większości klas leżą powyżej wartości nominalnej.
Przesuń tabelę w bok, aby zobaczyć wszystkie kolumny.
| Klasa | Min. wytrzymałość na rozciąganie Rm | Min. granica plastyczności lub naprężenie 0.2% | Naprężenie graniczne Sp | Twardość | Jak się to osiąga |
|---|---|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 MPa | 240 MPa | 225 MPa | 120 do 220 HV | Stal niskowęglowa, bez obróbki cieplnej |
| 4.8 | 420 MPa | 340 MPa | 310 MPa | 130 do 220 HV | Stal niskowęglowa, wytrzymałość z kucia na zimno |
| 5.8 | 520 MPa | 420 MPa | 380 MPa | 160 do 220 HV | Stal nisko- lub średniowęglowa, umocniona zgniotem |
| 8.8 (d do 16 mm) | 800 MPa | 640 MPa | 580 MPa | 250 do 320 HV | Stal średniowęglowa lub borowa, hartowana i odpuszczana |
| 8.8 (d powyżej 16 mm) | 830 MPa | 660 MPa | 600 MPa | 255 do 335 HV | Jak wyżej |
| 10.9 | 1,040 MPa | 940 MPa | 830 MPa | 320 do 380 HV | Stal borowa lub stopowa, hartowana i odpuszczana |
| 12.9 | 1,220 MPa | 1,100 MPa | 970 MPa | 385 do 435 HV | Stal stopowa, hartowana i odpuszczana przy ścisłej kontroli |
Śruby z łbem sześciokątnym i sześciokarbowym od M5 w górę mają klasę oznaczoną na łbie. Przegląd normy: ISO 898. Co każda klasa oznacza dla projektu połączenia: 8.8, 10.9, 12.9, A2 i A4 wyjaśnione.
Jaki drut idzie do jakiej klasy
Rysunek podaje klasę. Zakład dobiera drut, który ją osiąga przy Państwa średnicy. To typowe wybory, a nie wymagania, a certyfikat materiałowy pokazuje, co faktycznie zastosowano.
Drut do kucia na zimno: 10B21, SCM435 i SWCH omawia kompromisy.
- Klasy 4.8 i 5.8Niskowęglowy drut do kucia na zimno, taki jak 1018 lub SWCH18A. Bez obróbki cieplnej, więc wytrzymałość wyznaczają gatunek drutu i stopień gniotu przy kuciu.
- Klasa 8.8Stal średniowęglowa lub borowa, taka jak 1035 lub 10B21, hartowana i odpuszczana. Bor daje hartowność przy dobrej podatności na kucie.
- Klasa 10.9Stal borowa lub chromowa stopowa, taka jak 10B33 lub SCM435. Większe średnice wymagają więcej dodatków stopowych, aby zahartować na przekroju.
- Klasa 12.9Stal stopowa chromowo-molibdenowa, taka jak SCM435 lub 4140. Ścisła kontrola pieca, bo granice twardości i odwęglenia są wąskie.
Stal nierdzewna, ISO 3506
Litera i cyfra wskazują grupę stali, liczba po myślniku klasę wytrzymałości. A2 to rodzina 304, A4 to rodzina 316 z molibdenem dla odporności na chlorki. Wytrzymałość pochodzi z umocnienia zgniotem, więc klasy 70 i 80 zwykle ogranicza się do umiarkowanych średnic, a części duże lub obrabiane skrawaniem wracają do klasy 50.
| Gatunek i klasa | Rodzina stali | Min. wytrzymałość na rozciąganie Rm | Min. naprężenie 0.2% | Gdzie pasuje |
|---|---|---|---|---|
| A2-50 | Typ 304, miękki | 500 MPa | 210 MPa | Części obrabiane lub formowane na gorąco, większe średnice |
| A2-70 | Typ 304, umocniony zgniotem | 700 MPa | 450 MPa | Ogólnego zastosowania śruby i wkręty odporne na korozję |
| A4-70 | Typ 316, umocniony zgniotem | 700 MPa | 450 MPa | Chlorki, powietrze morskie, zakłady spożywcze i chemiczne |
| A4-80 | Typ 316, bardziej umocniony zgniotem | 800 MPa | 600 MPa | Większa siła zacisku w tych samych środowiskach |
Gwinty ze stali austenitycznej zacierają się pod obciążeniem. Proszę określić smar, powłokę lub różne gatunki śruby i nakrętki tam, gdzie moment montażowy jest wysoki. Gatunki martenzytyczne i utwardzane wydzieleniowo omawia 17-4 PH, 410 i 416 w elementach złącznych.
System calowy i śruby do urządzeń ciśnieniowych
Rysunki północnoamerykańskie i urządzenia ciśnieniowe stosują własne systemy klas. Nie są one zamiennikami jeden do jednego dla klas metrycznych, więc proszę wyceniać według normy podanej na rysunku.
Przesuń tabelę w bok, aby zobaczyć wszystkie kolumny.
| Norma i klasa | Materiał | Min. wytrzymałość na rozciąganie | Min. naprężenie graniczne lub plastyczność | Typowe zastosowanie |
|---|---|---|---|---|
| SAE J429 Grade 2 | Stal nisko- lub średniowęglowa | 74 ksi (1/4 do 3/4 in) | Naprężenie próbne 55 ksi | Lekkie śruby calowe |
| SAE J429 Grade 5 | Stal średniowęglowa, hartowana i odpuszczana | 120 ksi (1/4 do 1 in) | Naprężenie próbne 85 ksi | Calowy odpowiednik klasy 8.8 |
| SAE J429 Grade 8 | Stal stopowa średniowęglowa, hartowana i odpuszczana | 150 ksi | Naprężenie próbne 120 ksi | Calowy odpowiednik klasy 10.9 |
| ASTM A193 B7 | Stal stopowa Cr-Mo, hartowana i odpuszczana | 125 ksi (do 2.5 in) | Granica plastyczności 105 ksi | Śruby dwustronne do kołnierzy i urządzeń ciśnieniowych |
| ASTM A193 B8 / B8M class 1 | Stal nierdzewna 304 / 316, przesycona | 75 ksi | Granica plastyczności 30 ksi | Śruby do środowisk korozyjnych lub kriogenicznych przy niskim obciążeniu |
| ASTM A320 L7 | Stal stopowa Cr-Mo, badana udarowo | 125 ksi (do 2.5 in) | Granica plastyczności 105 ksi | Śruby kołnierzowe niskotemperaturowe |
| ASTM F1554 Gr 36 / 55 / 105 | Stal węglowa lub stopowa | 58 / 75 / 125 ksi | Granica plastyczności 36 / 55 / 105 ksi | Śruby fundamentowe zabetonowane w betonie |
Więcej o śrubach dwustronnych A193 B7, B16 i A320 L7 i SAE Grade 5 a Grade 8.
Metale nieżelazne i stopy specjalne
Mosiądz, brąz, aluminium, tytan i stopy niklu wybiera się ze względu na przewodność, masę, korozję lub temperaturę, a nie wytrzymałość w stosunku do kosztu. ISO 8839 określa właściwości mechaniczne śrub i nakrętek z metali nieżelaznych. Większość tych części jest obrabiana skrawaniem, bo wolumeny są mniejsze, a kilka stopów słabo poddaje się kuciu na zimno.
Przesuń tabelę w bok, aby zobaczyć wszystkie kolumny.
| Materiał | Typowe oznaczenia | Technologia | Do czego | Na co uważać |
|---|---|---|---|---|
| Mosiądz automatowy | CuZn39Pb3, CW614N, C36000 | Obróbka skrawaniem lub kucie w gatunkach o niskiej zawartości ołowiu | Zaciski elektryczne, wkręty dekoracyjne i o niskim obciążeniu | Niska wytrzymałość. Na niektórych rynkach limity zawartości ołowiu |
| Brąz krzemowy | C65100, C65500 | Kucie lub obróbka skrawaniem | Mocowania morskie i do drewna, osprzęt elektryczny | Koszt za kilogram, ograniczone rozmiary dostępnego wsadu |
| Aluminium | 2024-T4, 6061-T6, 7075-T73 | Kucie (nity, wkręty) lub obróbka skrawaniem | Zespoły wrażliwe na masę, konstrukcje aluminiowe | Zacieranie i niska siła zacisku. Anodowanie zmienia pasowanie gwintu |
| Tytan | Grade 2 (UNS R50400), Grade 5 Ti-6Al-4V (UNS R56400) | Obróbka skrawaniem, czasem kucie na ciepło | Części w stylu lotniczym, motorsportowe, medyczne i do wody morskiej | Zacieranie. Wymaga środka przeciwzatarciowego lub powłoki na gwintach |
| Stopy niklu | Inconel 718 i 625, Monel 400 i K-500 | Obróbka skrawaniem lub kucie na gorąco | Wysoka temperatura, woda morska i środowisko chemiczne | Drogi wsad, wolna obróbka, długie terminy dostaw pręta |
Poradniki szczegółowe: śruby tytanowe Grade 5, elementy złączne z Inconelu i Monelu i śruby z brązu krzemowego i mosiądzu.
Dobierz nakrętkę do śruby
Nakrętka słabsza od śruby zerwie gwint, zanim śruba ulegnie uplastycznieniu. Proszę podać klasę nakrętki razem ze śrubą i zamawiać je w miarę możliwości u tego samego producenta, aby powłoki i luzy gwintu do siebie pasowały.
- Śruba klasy 8.8Nakrętka klasy 8 wg ISO 898-2
- Śruba klasy 10.9Nakrętka klasy 10 wg ISO 898-2
- Śruba klasy 12.9Nakrętka klasy 12 wg ISO 898-2
- A2-70 lub A4-70Nakrętka wg ISO 3506-2 z tej samej grupy stali i klasy
- Śruba dwustronna ASTM A193 B7Nakrętka sześciokątna ciężka ASTM A194 grade 2H
Jak zapisać klasę w RFQ
Proszę podać normę, klasę lub gatunek i zakres rozmiarów, których dotyczy: "ISO 898-1 class 10.9" lub "ASTM A193 B7", a nie "wysokiej wytrzymałości". Proszę dodać potrzebne badania i dokumenty oraz ewentualne wymaganie dotyczące kruchości wodorowej, jeśli część jest powlekana galwanicznie.
Klasa wpływa też na technologię. Klasa 12.9 i tytan zawężają grono zakładów, a część ze stali nierdzewnej klasy 80 powyżej umiarkowanych średnic może wymagać obróbki skrawaniem. Jak wykonuje się każdy etap, jest na stronie o procesach. Badania omawia obciążenie próbne, próba rozciągania z klinem i twardość.
Pytania o materiały
Czy SAE Grade 8 to to samo co klasa 10.9?
Są zbliżone, ale nie takie same. Grade 8 ma minimalną wytrzymałość na rozciąganie 150 ksi (około 1,034 MPa), klasa 10.9 minimum 1,040 MPa, a obciążenia próbne, zakresy twardości i serie gwintów się różnią. Proszę wskazać normę, według której obliczono połączenie.
Dlaczego stal nierdzewna A4-80 nie jest hartowana jak stal 12.9?
Austenitycznych stali nierdzewnych nie można hartować przez hartowanie i odpuszczanie. Klasy 70 i 80 osiągają wytrzymałość przez umocnienie drutu zgniotem, dlatego wyższe klasy są dostępne tylko do umiarkowanych średnic.
Czy mogę zażądać wyższej klasy, niż potrzebuje połączenie?
Można, ale nie jest to za darmo. Klasa 12.9 kosztuje więcej, wymaga ściślejszej obróbki cieplnej i jest bardziej wrażliwa na kruchość wodorową po powłokach galwanicznych. Zawyżanie klasy może uczynić połączenie mniej, a nie bardziej niezawodnym.
Jakie dokumenty potwierdzają klasę?
Certyfikat materiałowy drutu lub pręta (często EN 10204 typ 3.1) oraz wyniki badań mechanicznych gotowych części: rozciąganie lub rozciąganie z klinem, obciążenie próbne i twardość wg ISO 898-1 lub normy calowej. Proszę zażądać ich w RFQ.