Trang chủ / Vật liệu
Cấp bền ghi trên bản vẽ
Vật liệu, cấp bền và mác của bu lông ốc vít
Cấp bền ghi trên bản vẽ bu lông ốc vít quyết định loại thép, nhiệt luyện, lớp phủ an toàn và các phép thử mà lô hàng phải đạt. Các bảng này nêu giá trị tối thiểu mà tiêu chuẩn quy định, để kiểm tra được bản vẽ trước khi gửi đi xin báo giá.
Các giá trị là mức tối thiểu của tiêu chuẩn được nêu, cho dải kích thước đã ghi. Hãy luôn thiết kế theo tiêu chuẩn và phiên bản mà khách hàng của Quý khách yêu cầu.
Thép carbon và thép hợp kim, ISO 898-1
Số đầu tiên nhân 100 là giới hạn bền kéo danh nghĩa tính bằng MPa. Số thứ hai nhân 10 là tỷ lệ giữa giới hạn chảy và giới hạn bền kéo tính theo phần trăm. Vậy 8.8 là 800 MPa danh nghĩa với giới hạn chảy bằng 80 phần trăm giá trị đó. Bảng nêu các giá trị tối thiểu, và với đa số cấp thì các giá trị này nằm trên giá trị danh nghĩa.
Vuốt ngang bảng để xem tất cả các cột.
| Cấp | Bền kéo tối thiểu Rm | Giới hạn chảy tối thiểu hoặc ứng suất 0.2% | Ứng suất thử Sp | Độ cứng | Cách đạt được |
|---|---|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 MPa | 240 MPa | 225 MPa | 120 đến 220 HV | Thép carbon thấp, không nhiệt luyện |
| 4.8 | 420 MPa | 340 MPa | 310 MPa | 130 đến 220 HV | Thép carbon thấp, độ bền có được nhờ dập nguội |
| 5.8 | 520 MPa | 420 MPa | 380 MPa | 160 đến 220 HV | Thép carbon thấp hoặc trung bình, biến cứng nguội |
| 8.8 (d đến 16 mm) | 800 MPa | 640 MPa | 580 MPa | 250 đến 320 HV | Thép carbon trung bình hoặc thép bo, tôi và ram |
| 8.8 (d trên 16 mm) | 830 MPa | 660 MPa | 600 MPa | 255 đến 335 HV | Như trên |
| 10.9 | 1,040 MPa | 940 MPa | 830 MPa | 320 đến 380 HV | Thép bo hoặc thép hợp kim, tôi và ram |
| 12.9 | 1,220 MPa | 1,100 MPa | 970 MPa | 385 đến 435 HV | Thép hợp kim, tôi và ram dưới sự kiểm soát chặt |
Bu lông đầu lục giác và đầu hoa thị từ M5 trở lên có ghi cấp bền trên đầu. Tổng quan về tiêu chuẩn: ISO 898. Ý nghĩa của từng cấp đối với thiết kế mối ghép: giải thích 8.8, 10.9, 12.9, A2 và A4.
Loại dây nào dùng cho cấp bền nào
Bản vẽ nêu cấp bền. Nhà máy chọn loại dây đạt cấp đó ở đường kính của Quý khách. Đây là các lựa chọn thường gặp, không phải yêu cầu bắt buộc, và chứng chỉ vật liệu cho biết loại thực sự đã dùng.
Dây dập nguội: 10B21, SCM435 và SWCH nói về các đánh đổi.
- Cấp 4.8 và 5.8Dây dập nguội carbon thấp như 1018 hoặc SWCH18A. Không nhiệt luyện, nên mác dây và mức giảm tiết diện khi dập đầu quyết định độ bền.
- Cấp 8.8Thép carbon trung bình hoặc thép bo như 1035 hoặc 10B21, tôi và ram. Bo cho độ thấm tôi tốt đồng thời dập đầu dễ.
- Cấp 10.9Thép bo hoặc thép hợp kim crom như 10B33 hoặc SCM435. Đường kính lớn hơn cần nhiều nguyên tố hợp kim hơn để tôi thấu qua tiết diện.
- Cấp 12.9Thép hợp kim crom-molypden như SCM435 hoặc 4140. Cần kiểm soát lò chặt, vì giới hạn độ cứng và thoát carbon rất hẹp.
Thép không gỉ, ISO 3506
Chữ cái và chữ số cho biết nhóm thép, số sau dấu gạch ngang là cấp bền. A2 thuộc nhóm 304, A4 thuộc nhóm 316 có molypden để chống clorua. Độ bền có được nhờ biến cứng nguội, nên cấp 70 và 80 thường chỉ có ở đường kính vừa phải, còn chi tiết lớn hoặc gia công cắt gọt phải dùng cấp 50.
| Mác và cấp | Nhóm thép | Bền kéo tối thiểu Rm | Ứng suất 0.2% tối thiểu | Phù hợp ở đâu |
|---|---|---|---|---|
| A2-50 | Loại 304, mềm | 500 MPa | 210 MPa | Chi tiết gia công cắt gọt hoặc tạo hình nóng, đường kính lớn |
| A2-70 | Loại 304, biến cứng nguội | 700 MPa | 450 MPa | Bu lông và vít chống ăn mòn thông dụng |
| A4-70 | Loại 316, biến cứng nguội | 700 MPa | 450 MPa | Clorua, không khí biển, nhà máy thực phẩm và hóa chất |
| A4-80 | Loại 316, biến cứng nguội nhiều hơn | 800 MPa | 600 MPa | Lực kẹp cao hơn trong cùng các môi trường đó |
Ren inox austenit bị kẹt khi chịu tải. Hãy chỉ định chất bôi trơn, lớp phủ hoặc dùng mác khác nhau cho bu lông và đai ốc ở nơi mô-men siết lắp ráp cao. Các mác martensit và hóa bền tiết pha được nói đến trong bu lông ốc vít 17-4 PH, 410 và 416.
Hệ inch và bu lông cho thiết bị áp lực
Bản vẽ Bắc Mỹ và thiết bị áp lực dùng hệ cấp bền riêng. Chúng không thay thế một đổi một cho các cấp hệ mét, nên hãy báo giá theo tiêu chuẩn ghi trên bản vẽ.
Vuốt ngang bảng để xem tất cả các cột.
| Tiêu chuẩn và cấp | Vật liệu | Bền kéo tối thiểu | Ứng suất thử hoặc giới hạn chảy tối thiểu | Ứng dụng thường gặp |
|---|---|---|---|---|
| SAE J429 Grade 2 | Thép carbon thấp hoặc trung bình | 74 ksi (1/4 đến 3/4 in) | Ứng suất thử 55 ksi | Bu lông hệ inch tải nhẹ |
| SAE J429 Grade 5 | Thép carbon trung bình, tôi và ram | 120 ksi (1/4 đến 1 in) | Ứng suất thử 85 ksi | Tương đương hệ inch của cấp 8.8 |
| SAE J429 Grade 8 | Thép hợp kim carbon trung bình, tôi và ram | 150 ksi | Ứng suất thử 120 ksi | Tương đương hệ inch của cấp 10.9 |
| ASTM A193 B7 | Thép hợp kim Cr-Mo, tôi và ram | 125 ksi (đến 2.5 in) | Giới hạn chảy 105 ksi | Stud cho mặt bích và thiết bị áp lực |
| ASTM A193 B8 / B8M class 1 | Inox 304 / 316, tôi dung dịch | 75 ksi | Giới hạn chảy 30 ksi | Bu lông cho môi trường ăn mòn hoặc nhiệt độ cực thấp ở tải thấp |
| ASTM A320 L7 | Thép hợp kim Cr-Mo, thử va đập | 125 ksi (đến 2.5 in) | Giới hạn chảy 105 ksi | Bu lông mặt bích nhiệt độ thấp |
| ASTM F1554 Gr 36 / 55 / 105 | Thép carbon hoặc thép hợp kim | 58 / 75 / 125 ksi | Giới hạn chảy 36 / 55 / 105 ksi | Bu lông neo chôn trong bê tông |
Xem thêm về stud A193 B7, B16 và A320 L7 và SAE Grade 5 so với Grade 8.
Kim loại màu và hợp kim đặc biệt
Đồng thau, đồng thanh, nhôm, titan và hợp kim niken được chọn vì tính dẫn điện, trọng lượng, khả năng chống ăn mòn hoặc chịu nhiệt chứ không phải vì độ bền trên mỗi đồng chi phí. ISO 8839 quy định cơ tính của bu lông và đai ốc kim loại màu. Phần lớn các chi tiết này được gia công cắt gọt, vì số lượng thấp hơn và một số hợp kim không dập nguội tốt.
Vuốt ngang bảng để xem tất cả các cột.
| Vật liệu | Ký hiệu thường gặp | Quy trình | Dùng cho | Cần lưu ý |
|---|---|---|---|---|
| Đồng thau dễ cắt | CuZn39Pb3, CW614N, C36000 | Gia công cắt gọt, hoặc dập đầu với mác ít chì | Đầu cốt điện, vít trang trí và vít tải thấp | Độ bền thấp. Hàm lượng chì bị giới hạn ở một số thị trường |
| Đồng thanh silic | C65100, C65500 | Dập đầu hoặc gia công cắt gọt | Bắt chặt đồ hàng hải và gỗ, phụ kiện điện | Giá theo kilôgam, kích thước phôi có sẵn hạn chế |
| Nhôm | 2024-T4, 6061-T6, 7075-T73 | Dập đầu (đinh tán, vít) hoặc gia công cắt gọt | Cụm lắp ráp nhạy về trọng lượng, kết cấu nhôm | Kẹt ren và lực kẹp thấp. Anod hóa làm thay đổi độ khít của ren |
| Titan | Grade 2 (UNS R50400), Grade 5 Ti-6Al-4V (UNS R56400) | Gia công cắt gọt, đôi khi dập đầu ấm | Chi tiết kiểu hàng không, đua xe, y tế và nước biển | Kẹt ren. Cần chất chống kẹt hoặc lớp phủ trên ren |
| Hợp kim niken | Inconel 718 và 625, Monel 400 và K-500 | Gia công cắt gọt hoặc dập đầu nóng | Môi trường nhiệt độ cao, nước biển và hóa chất | Phôi đắt, gia công chậm, thời gian giao phôi thanh dài |
Hướng dẫn chuyên đề: bu lông titan grade 5, bu lông ốc vít Inconel và Monel và bu lông đồng thanh silic và đồng thau.
Chọn đai ốc phù hợp với bu lông
Đai ốc yếu hơn bu lông sẽ bị tuột ren trước khi bu lông chảy. Hãy chỉ định cấp đai ốc cùng với bu lông, và nếu có thể thì đặt chúng từ cùng một nhà sản xuất để lớp phủ và độ hở ren khớp nhau.
- Bu lông cấp 8.8Đai ốc cấp 8 theo ISO 898-2
- Bu lông cấp 10.9Đai ốc cấp 10 theo ISO 898-2
- Bu lông cấp 12.9Đai ốc cấp 12 theo ISO 898-2
- A2-70 hoặc A4-70Đai ốc theo ISO 3506-2 cùng nhóm thép và cùng cấp
- Stud ASTM A193 B7Đai ốc lục giác nặng ASTM A194 grade 2H
Cách ghi cấp bền trong RFQ
Hãy nêu tiêu chuẩn, cấp bền hoặc mác và dải kích thước áp dụng: "ISO 898-1 class 10.9" hoặc "ASTM A193 B7", chứ không phải "cường độ cao". Thêm các phép thử và tài liệu cần có, cùng yêu cầu về giòn hydro nếu chi tiết được mạ.
Cấp bền cũng định hướng quy trình. Cấp 12.9 và titan thu hẹp số nhà máy phù hợp, và chi tiết inox cấp 80 trên đường kính vừa phải có thể phải gia công cắt gọt. Cách làm từng công đoạn có trên trang quy trình. Việc thử nghiệm được nói đến trong tải thử, kéo nêm và độ cứng.
Câu hỏi về vật liệu
SAE Grade 8 có giống cấp bền 10.9 không?
Chúng gần nhau nhưng không giống. Grade 8 có bền kéo tối thiểu 150 ksi (khoảng 1,034 MPa), cấp 10.9 tối thiểu 1,040 MPa, và tải thử, dải độ cứng cùng hệ ren đều khác nhau. Hãy chỉ định tiêu chuẩn mà mối ghép của Quý khách được tính toán theo.
Vì sao inox A4-80 không được tôi cứng như thép 12.9?
Thép không gỉ austenit không thể tôi bằng tôi và ram. Cấp 70 và 80 đạt độ bền nhờ biến cứng nguội dây thép, vì vậy các cấp cao chỉ có ở đường kính vừa phải.
Tôi có thể yêu cầu cấp cao hơn mức mối ghép cần không?
Có thể, nhưng không miễn phí. Cấp 12.9 đắt hơn, cần nhiệt luyện chặt hơn và nhạy hơn với giòn hydro từ mạ điện. Chỉ định cấp bền quá mức có thể làm mối ghép kém tin cậy hơn chứ không phải hơn.
Tài liệu nào chứng minh cấp bền?
Chứng chỉ vật liệu cho dây hoặc phôi thanh (thường là EN 10204 loại 3.1), cùng kết quả thử cơ tính trên chi tiết thành phẩm: kéo hoặc kéo nêm, tải thử và độ cứng theo ISO 898-1 hoặc tiêu chuẩn hệ inch. Hãy yêu cầu chúng trong RFQ.