Перейти к содержимому
Fastener Vendor

Главная / Материалы

Классы прочности на чертеже

Материалы, классы прочности и марки крепежа

Класс прочности на чертеже крепежа задаёт сталь, термообработку, допустимые покрытия и испытания, которые должна пройти партия. В этих таблицах минимальные значения из стандартов, чтобы чертёж можно было проверить до отправки на запрос предложений.

Значения это минимумы из указанного стандарта для заявленного диапазона размеров. Всегда проектируйте по стандарту и редакции, которые требует Ваш заказчик.

Углеродистая и легированная сталь, ISO 898-1

Первое число, умноженное на 100, даёт номинальный предел прочности в MPa. Второе число, умноженное на 10, даёт отношение предела текучести к пределу прочности в процентах. Так, 8.8 это номинально 800 MPa с пределом текучести 80 процентов от этого значения. В таблице минимумы, которые для большинства классов лежат выше номинала.

Прокрутите таблицу вбок, чтобы увидеть все столбцы.

КлассМин. предел прочности RmМин. предел текучести или условный 0.2%Испытательное напряжение SpТвёрдостьКак достигается
4.6400 MPa240 MPa225 MPaот 120 до 220 HVНизкоуглеродистая сталь, без термообработки
4.8420 MPa340 MPa310 MPaот 130 до 220 HVНизкоуглеродистая сталь, прочность от холодной высадки
5.8520 MPa420 MPa380 MPaот 160 до 220 HVНизко- или среднеуглеродистая сталь, наклёп
8.8 (d до 16 mm)800 MPa640 MPa580 MPaот 250 до 320 HVСреднеуглеродистая или борсодержащая сталь, закалка и отпуск
8.8 (d свыше 16 mm)830 MPa660 MPa600 MPaот 255 до 335 HVТо же
10.91,040 MPa940 MPa830 MPaот 320 до 380 HVБорсодержащая или легированная сталь, закалка и отпуск
12.91,220 MPa1,100 MPa970 MPaот 385 до 435 HVЛегированная сталь, закалка и отпуск под жёстким контролем

Болты с шестигранной и звездообразной (hexalobular) головкой от M5 несут класс на головке. Обзор стандарта: ISO 898. Что каждый класс значит для расчёта соединения: 8.8, 10.9, 12.9, A2 и A4: разбор.

Какая проволока идёт в какой класс

Чертёж задаёт класс. Завод выбирает проволоку, которая даёт его при Вашем диаметре. Это типичные варианты, а не требования, и сертификат на материал показывает, что использовано на деле.

Проволока для холодной высадки: 10B21, SCM435 и SWCH разбирает компромиссы.

  • Классы 4.8 и 5.8Низкоуглеродистая проволока для холодной высадки, например 1018 или SWCH18A. Без термообработки, поэтому прочность задают марка проволоки и степень деформации при высадке.
  • Класс 8.8Среднеуглеродистая или борсодержащая сталь вроде 1035 или 10B21, закалка и отпуск. Бор даёт прокаливаемость при хорошей высаживаемости.
  • Класс 10.9Борсодержащая или хромистая легированная сталь вроде 10B33 или SCM435. Большие диаметры требуют больше легирования, чтобы прокалиться по всему сечению.
  • Класс 12.9Хром-молибденовая легированная сталь вроде SCM435 или 4140. Жёсткий контроль печи, потому что пределы по твёрдости и обезуглероживанию узкие.

Нержавеющая сталь, ISO 3506

Буква и цифра обозначают группу стали, число после дефиса класс прочности. A2 это семейство 304, A4 семейство 316 с молибденом для стойкости к хлоридам. Прочность даёт холодная деформация, поэтому классы 70 и 80 обычно ограничены умеренными диаметрами, а крупные или обработанные детали переходят на класс 50.

Марка и классСемейство сталиМин. предел прочности RmМин. условный предел 0.2%Где применяется
A2-50Тип 304, мягкий500 MPa210 MPaОбработанные или горячеформованные детали, большие диаметры
A2-70Тип 304, наклёпанный700 MPa450 MPaКоррозионностойкие болты и винты общего назначения
A4-70Тип 316, наклёпанный700 MPa450 MPaХлориды, морской воздух, пищевые и химические предприятия
A4-80Тип 316, больший наклёп800 MPa600 MPaБольшее усилие затяжки в тех же средах

Резьба из аустенитной нержавеющей стали задирается под нагрузкой. Укажите смазку, покрытие или разные материалы болта и гайки, если момент затяжки при сборке высокий. Мартенситные и дисперсионно-твердеющие марки рассмотрены в крепёж 17-4 PH, 410 и 416.

Дюймовая серия и болтовое крепление под давлением

Североамериканские чертежи и оборудование под давлением используют собственные системы марок. Это не прямая замена метрическим классам, поэтому предлагайте по стандарту, указанному в чертеже.

Прокрутите таблицу вбок, чтобы увидеть все столбцы.

Стандарт и маркаМатериалМин. предел прочностиМин. испытательная нагрузка или предел текучестиТипичное применение
SAE J429 Grade 2Низко- или среднеуглеродистая сталь74 ksi (1/4 до 3/4 in)Испытательное напряжение 55 ksiДюймовые болты лёгкого режима
SAE J429 Grade 5Среднеуглеродистая сталь, закалка и отпуск120 ksi (1/4 до 1 in)Испытательное напряжение 85 ksiДюймовый аналог класса 8.8
SAE J429 Grade 8Среднеуглеродистая легированная сталь, закалка и отпуск150 ksiИспытательное напряжение 120 ksiДюймовый аналог класса 10.9
ASTM A193 B7Cr-Mo легированная сталь, закалка и отпуск125 ksi (до 2.5 in)Предел текучести 105 ksiШпильки для фланцев и оборудования под давлением
ASTM A193 B8 / B8M class 1Нержавеющая сталь 304 / 316, закалка на твёрдый раствор75 ksiПредел текучести 30 ksiКрепление в коррозионных или криогенных средах при малой нагрузке
ASTM A320 L7Cr-Mo легированная сталь, испытана на ударную вязкость125 ksi (до 2.5 in)Предел текучести 105 ksiФланцевые шпильки для низких температур
ASTM F1554 Gr 36 / 55 / 105Углеродистая или легированная сталь58 / 75 / 125 ksiПредел текучести 36 / 55 / 105 ksiАнкерные болты, заливаемые в бетон

Подробнее о шпильках A193 B7, B16 и A320 L7 и о SAE Grade 5 и Grade 8.

Цветные и специальные сплавы

Латунь, бронзу, алюминий, титан и никелевые сплавы выбирают за электропроводность, вес, коррозионную стойкость или температуру, а не за прочность на единицу стоимости. ISO 8839 описывает механические свойства болтов и гаек из цветных металлов. Большинство таких деталей обрабатывают резанием, потому что объёмы ниже, а несколько сплавов плохо поддаются холодной высадке.

Прокрутите таблицу вбок, чтобы увидеть все столбцы.

МатериалТипичные обозначенияТехнологияДля чего использоватьНа что обратить внимание
Свободнорежущая латуньCuZn39Pb3, CW614N, C36000Обработка резанием или высадка в малосвинцовых маркахЭлектрические клеммы, декоративные и малонагруженные винтыНизкая прочность. Ограничения по свинцу на некоторых рынках
Кремнистая бронзаC65100, C65500Высадка или обработка резаниемМорское и деревянное крепление, электрическая арматураЦена за килограмм, ограниченный складской сортамент
Алюминий2024-T4, 6061-T6, 7075-T73Высадка (заклёпки, винты) или обработка резаниемКонструкции, чувствительные к весу, алюминиевые конструкцииЗадир и малое усилие затяжки. Анодирование меняет посадку резьбы
ТитанGrade 2 (UNS R50400), Grade 5 Ti-6Al-4V (UNS R56400)Обработка резанием, иногда тёплая высадкаАвиационные, автоспортивные, медицинские детали и детали для морской водыЗадир. Нужна противозадирная смазка или покрытие на резьбе
Никелевые сплавыInconel 718 и 625, Monel 400 и K-500Обработка резанием или горячая высадкаНагрев, морская вода и химическое воздействиеДорогая заготовка, медленная обработка, долгие сроки поставки прутка

Отдельные руководства: болты из титана Grade 5, крепёж из Inconel и Monel и болты из кремнистой бронзы и латуни.

Подберите гайку к болту

Гайка слабее болта срывается раньше, чем болт достигнет текучести. Указывайте класс гайки вместе с болтом и, по возможности, заказывайте их у одного производителя, чтобы покрытия и допуски на резьбу совпадали.

  • Болт класса 8.8Гайка класса 8 по ISO 898-2
  • Болт класса 10.9Гайка класса 10 по ISO 898-2
  • Болт класса 12.9Гайка класса 12 по ISO 898-2
  • A2-70 или A4-70Гайка по ISO 3506-2 той же группы стали и того же класса
  • Шпилька ASTM A193 B7Усиленная шестигранная гайка ASTM A194 grade 2H

Как указать класс прочности в запросе

Назовите стандарт, класс или марку и диапазон размеров, к которому они относятся: «ISO 898-1 класс 10.9» или «ASTM A193 B7», а не «высокопрочный». Добавьте нужные Вам испытания и документы, а также требование по водородному охрупчиванию, если деталь с гальваническим покрытием.

Класс прочности также направляет выбор технологии. Класс 12.9 и титан сужают круг заводов, а деталь из нержавеющей стали класса 80 выше умеренных диаметров может потребовать обработки резанием. Как делается каждый этап, описано на странице технологий. Испытания рассмотрены в испытательной нагрузке, клиновом испытании на разрыв и твёрдости.

Вопросы о материалах

SAE Grade 8 то же самое, что класс 10.9?

Они близки, но не одинаковы. У Grade 8 минимальный предел прочности 150 ksi (около 1,034 MPa), у класса 10.9 минимум 1,040 MPa, а испытательные нагрузки, диапазоны твёрдости и серии резьбы различаются. Указывайте стандарт, по которому рассчитано Ваше соединение.

Почему нержавеющую сталь A4-80 не закаляют, как сталь 12.9?

Аустенитные нержавеющие стали нельзя упрочнить закалкой и отпуском. Классы 70 и 80 достигают прочности холодной деформацией проволоки, поэтому более высокие классы доступны только до умеренных диаметров.

Можно ли запросить класс выше, чем нужно соединению?

Можно, но бесплатно это не бывает. Класс 12.9 стоит дороже, требует более точной термообработки и сильнее подвержен водородному охрупчиванию при гальваническом покрытии. Завышение класса может сделать соединение менее надёжным, а не более.

Какие документы подтверждают класс?

Сертификат на материал проволоки или прутка (часто EN 10204 тип 3.1), а также результаты механических испытаний готовых деталей: на разрыв или клиновое испытание, испытательная нагрузка и твёрдость по ISO 898-1 или дюймовому стандарту. Запросите их в запросе предложений.