Hướng dẫn / Cấp bền và vật liệu
Cấp bền và mác bu lông ốc vít có ý nghĩa gì
27 tháng 9, 2026
Con số dập trên đầu bu lông hoặc mặt đai ốc là một chỉ số độ bền, không phải tên vật liệu. Đọc đúng sẽ cho Quý khách biết giới hạn bền kéo và giới hạn chảy, chi tiết được nhiệt luyện ra sao và lớp phủ nào an toàn để phủ lên. Hướng dẫn này nói về các cấp và mác mà người mua hay ghi nhất trên bản vẽ bu lông ốc vít theo yêu cầu.
Cách đọc 8.8, 10.9 và 12.9 (ISO 898-1)
ISO 898-1 quy định các cấp bền cho bu lông ốc vít thép carbon và thép hợp kim ren hệ mét. Cấp bền được viết bằng hai số cách nhau bởi dấu chấm, ví dụ 8.8. Số đầu nhân 100 cho giới hạn bền kéo danh nghĩa tính bằng megapascal. Số thứ hai chia cho 10 cho tỷ lệ giữa giới hạn chảy và giới hạn bền kéo của cấp đó.
| Cấp | Bền kéo danh nghĩa | Giới hạn chảy danh nghĩa | Độ cứng thường gặp | Ứng dụng thường gặp |
|---|---|---|---|---|
| 8.8 | 800 MPa | 640 MPa | 22 đến 32 HRC | Máy móc thông dụng và mối ghép kết cấu |
| 10.9 | 1,000 MPa | 900 MPa | 32 đến 39 HRC | Động cơ, thiết bị nặng và mối ghép chịu tải cao |
| 12.9 | 1,200 MPa | 1,080 MPa | 39 đến 44 HRC | Mối ghép chịu tải cao nơi trọng lượng quan trọng |
Cả ba cấp đều được tôi và ram sau khi dập nguội hoặc gia công cắt gọt. Cấp càng cao, dung sai lò mà đơn vị nhiệt luyện phải giữ càng hẹp, và việc kiểm soát quy trình càng ảnh hưởng đến việc chi tiết thành phẩm có đạt đặc tả hay không.
SAE J429 Grade 5 và Grade 8
Thiết bị và phương tiện theo thông lệ Bắc Mỹ thường ghi cấp SAE J429 ở kích thước hệ inch thay vì cấp bền ISO. Hai cấp bao quát phần lớn nhu cầu của người mua.
- Grade 5, giới hạn bền kéo tối thiểu khoảng 120 ksi, đánh dấu ba vạch hướng tâm trên đầu. Gần với cấp ISO 8.8 về độ bền, tuy hai tiêu chuẩn không giống nhau và nhà sản xuất không nên thay loại này cho loại kia mà chưa kiểm tra bản vẽ.
- Grade 8, giới hạn bền kéo tối thiểu khoảng 150 ksi, đánh dấu sáu vạch hướng tâm. Tương đương cấp 10.9 về độ bền, và có cùng lưu ý về giòn hydro sau khi mạ điện.
Nếu đặc tả của khách hàng ghi cấp SAE, hãy giữ bản vẽ theo kích thước hệ inch với dấu đầu tương ứng. Quy đổi sang cấp hệ mét trên giấy có thể tạo ra chi tiết tương đương về độ bền nhưng không qua được kiểm tra đầu vào vì đầu không mang dấu mà bản vẽ của khách hàng yêu cầu.
Inox: A2-70, A4-80 (ISO 3506)
ISO 3506 quy định bu lông ốc vít inox thuộc hai nhóm phổ biến.
- A2 thuộc nhóm 304, chống ăn mòn đa dụng, không nhiễm từ khi ủ và hơi nhiễm từ sau biến cứng nguội.
- A4 thuộc nhóm 316, có thêm molypden để chống clorua tốt hơn, là lựa chọn thông thường cho chi tiết hàng hải và ngoài trời.
Số sau chữ cái, thường là 50, 70 hoặc 80, là cấp bền hình thành nhờ biến cứng nguội khi tạo hình, không phải nhờ nhiệt luyện. A4-80 bền hơn A4-70 vì dây thép được gia công cứng hơn, không phải vì hợp kim thay đổi.
Ren inox dễ kẹt hơn ren thép, nghĩa là chúng có thể bị bó cứng khi lắp ráp dưới nhiệt và áp lực. Lớp phủ, chất bôi trơn khô hoặc vật liệu khác cho đai ốc đối ứng đều giúp giảm rủi ro. Hãy ghi trong RFQ nếu chi tiết được lắp bằng dụng cụ va đập hoặc ở tốc độ cao, vì đó là lúc hiện tượng kẹt ren xuất hiện nhiều nhất.
Vật liệu không có cấp bền
Bu lông ốc vít titan, đồng thau, đồng và nhôm không thuộc phạm vi ISO 898-1 nên không có số cấp. Thay vào đó bản vẽ nên nêu thẳng vật liệu và trạng thái, ví dụ Ti-6Al-4V ủ, hoặc đồng thau nửa cứng. Độ bền và độ cứng của các vật liệu này đến từ hợp kim và cách gia công hoặc hóa già, nên nhà sản xuất cần đặc tả vật liệu chứ không phải một cấp bền để biết Quý khách mong đợi gì.
Đai ốc và vòng đệm phải tương thích
Bu lông cấp cao đi với đai ốc cấp thấp có thể làm tuột ren đai ốc trước khi bu lông đạt lực kẹp định mức. ISO 898-2 quy định các cấp bền cho đai ốc, đánh số 04, 05, 8, 10 và 12, được xây dựng để đi cặp với các cấp bu lông tương ứng. Vòng đệm tôi cứng cũng quan trọng vì cùng lý do: vòng đệm mềm có thể bị nén hoặc lõm dưới lực kẹp của bu lông cấp cao và âm thầm mất lực siết trong suốt vòng đời mối ghép. Hãy ghi cấp đai ốc và độ cứng vòng đệm trên bản vẽ, không chỉ cấp bu lông, và để nhà sản xuất xác nhận cả bộ hoạt động cùng nhau.
Cấp bền thay đổi lớp phủ và nhiệt luyện
Cấp bền không chỉ là một con số trên đầu. Nó quyết định công đoạn hoàn thiện nào an toàn để thực hiện sau đó.
Giòn hydro. Mạ điện đưa hydro vào thép cùng với kim loại phủ. Ở chi tiết độ bền thấp, hydro thoát ra mà không gây hại. Ở chi tiết cường độ cao đã nhiệt luyện như 10.9, 12.9 hoặc SAE Grade 8, hydro bị giữ lại có thể làm chi tiết nứt khi chịu tải, đôi khi sau vài ngày hoặc vài tuần kể từ khi lắp. ISO 4042 nêu yêu cầu sấy cho bu lông ốc vít mạ điện để đẩy hydro ra trước khi gây hỏng. Nếu bản vẽ yêu cầu mạ điện trên cấp cường độ cao, bước sấy cần ghi ngay trên bản vẽ, không để mặc cho đơn vị mạ làm theo mặc định.
Dùng vảy kẽm thay thế. Nhiều kỹ sư tránh hẳn vấn đề giòn bằng cách chỉ định lớp phủ vảy kẽm theo ISO 10683. Vảy kẽm được thực hiện bằng nhúng và sấy đóng rắn chứ không mạ trong bể, nên không đưa thêm hydro vào chi tiết. Giá mỗi chiếc cao hơn mạ điện nhưng loại bỏ một dạng hỏng khó phát hiện chỉ bằng kiểm tra.
Thụ động hóa trên inox. Chi tiết A2 và A4 thường để trần hoặc thụ động hóa thay vì mạ. Thụ động hóa, thường làm theo ASTM A967, loại bỏ sắt tự do còn lại trên bề mặt sau khi tạo hình hoặc gia công, chính điều này mới là thứ mang lại khả năng chống ăn mòn cho inox. Đây là xử lý hóa học chứ không phải lớp phủ, nên gần như không làm thay đổi kích thước chi tiết.
Chọn cấp bền: mạnh hơn không phải lúc nào cũng tốt hơn
Cấp bền cao hơn không tự động là lựa chọn đúng. Có ba đánh đổi đáng cân nhắc trước khi chỉ định cao lên.
- Độ dai giảm khi độ bền tăng. Bu lông 12.9 cứng và giòn hơn bu lông 8.8 cùng kích thước. Trong mối ghép chịu tải va đập, hoặc có thể bị quá tải nhẹ, cấp thấp hơn có độ dẻo cao hơn có thể bền hơn cấp cao bị nứt thay vì chảy.
- Nguy cơ giòn tăng theo cấp. Như đã nêu ở trên, cấp cường độ cao buộc phải quyết định về lớp phủ, điều mà cấp thấp hơn không đặt ra.
- Chi phí tăng ở mỗi bước. Cấp cao hơn cần kiểm soát lò chặt hơn khi nhiệt luyện, kiểm tra kỹ hơn và, nếu mạ, thêm thời gian sấy. Với chi tiết đặt hàng chục nghìn chiếc, khoản này cộng lại thành số tiền đáng kể cho độ bền mà mối ghép có thể không bao giờ dùng đến.
Cấp phù hợp là cấp thấp nhất cho mối ghép đủ lực kẹp và tuổi thọ mỏi với biên an toàn hợp lý, không phải cấp cao nhất có ở kích thước đó.
Nhà sản xuất báo giá cho một cấp hoặc lớp phủ đặc biệt vẫn cần phần còn lại của bản vẽ để tính giá đúng. Danh sách kiểm tra RFQ bu lông ốc vít theo yêu cầu của chúng tôi nêu mọi thứ còn lại cần có, còn cách tìm nguồn bu lông ốc vít theo yêu cầu hướng dẫn chọn quy trình sản xuất phù hợp cho chi tiết.
Khi cấp bền và lớp phủ đã xác định, hãy gửi RFQ và chúng tôi ghép Quý khách với tối đa ba nhà sản xuất đang chạy cấp bền đó.
Câu hỏi thường gặp
Cấp bền cao hơn có phải lúc nào cũng là lựa chọn bền hơn không?
Cấp cao hơn có giới hạn bền kéo danh nghĩa cao hơn, nhưng độ bền không phải tính chất duy nhất quan trọng. Độ dai giảm khi cấp tăng, và nguy cơ giòn sau khi mạ cũng tăng theo. Cấp phù hợp là cấp thấp nhất cho mối ghép đủ lực kẹp và tuổi thọ mỏi cần thiết, chứ không phải cấp cao nhất có ở kích thước đó.
Tôi có thể thay SAE Grade 5 cho cấp bền ISO 8.8 trên cùng một bản vẽ không?
Hai loại gần nhau về độ bền nhưng theo các tiêu chuẩn khác nhau, có dấu đầu khác nhau và kích thước hệ inch hoặc hệ mét khác nhau. Nhà sản xuất không nên đổi loại này sang loại kia mà chưa có sự đồng ý của Quý khách, vì bộ phận kiểm tra đầu vào của khách hàng có thể từ chối chi tiết không mang dấu mà bản vẽ của họ yêu cầu.
Vì sao bu lông inox có cảm giác yếu hơn bu lông thép cùng kích thước?
Inox A2 và A4 có độ bền nhờ biến cứng nguội khi tạo hình chứ không nhờ nhiệt luyện, nên giá trị bền kéo và giới hạn chảy danh nghĩa thấp hơn cấp thép đã nhiệt luyện như 8.8 hoặc 10.9. A4-80 là cấp inox phổ biến bền nhất, và vẫn thấp hơn nhiều so với 10.9.
Bu lông ốc vít titan và đồng thau có cấp bền không?
Không. ISO 898-1 chỉ áp dụng cho thép carbon và thép hợp kim, nên bu lông ốc vít titan, đồng thau, đồng và nhôm được ghi theo vật liệu và trạng thái, ví dụ Ti-6Al-4V, chứ không theo số cấp.
Cần sản xuất loại bu lông ốc vít này?
Hãy gửi bản vẽ kèm cấp bền và số lượng mỗi năm. Chúng tôi ghép Quý khách với tối đa 3 nhà sản xuất chạy đúng quy trình và phản hồi trong vòng 24 giờ làm việc.
Gửi RFQ của tôi