Класс прочности болтов из нержавеющей стали

Класс прочности болтов по ГОСТ

В продаже можно встретить самые различные крепежные элементы, которые могут применяться для соединения нескольких изделий в одну конструкцию. Наиболее распространенным предложением можно назвать болты. Они применяются на протяжении последних нескольких десятилетий. Различные виды болтов характеризуются различными геометрическими параметрами и эксплуатационными качествами. К примеру, класс прочности болтов может варьироваться в достаточно большом диапазоне. Рассмотрим подробнее характеристики болтов, которые определяют область применения получаемых механизмов и его срок службы.

Класс прочности резьбового крепежа

Класс прочности гаек определяет его механическими свойствами. Для классификации изделия по этому параметру применяется ГОСТ 1759 4-67. Согласно нормативной документации класс прочности делится на 11 категорий.

Скачать ГОСТ 1759.4-87 Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытаний»

Применяемое обозначение винтов имеет следующие особенности:

1. Расшифровать класс прочности 10 или 9 достаточно просто. Применяемые правила маркировки позволяют упростить поставленную задачу по выбору подходящих крепежных элементов.
2. Определить класс прочности шайб или других крепежных материалов можно при рассмотрении нормативной документации. Первая цифра обозначения умножается на 100, за счет чего получается показатель прочности на растяжение и на разрыв. Предел прочности определяет то, насколько прочным является применяемое крепежное изделие.
3. В маркировке есть и второе число, которое может применяться при расчете основных показателей. К примеру, класс точности 8.8 говорит о том, что второй показатель соответствует соотношение предела текучести к временному сопротивлению. В данном случае показатель составляет 80%.

При изготовлении крепежного материала из нержавеющей стали или других материалов следует учитывать следующие моменты:

1. Предел текучести – значение нагрузки, при которой материал после деформации не подлежит восстановлению. При расчете нагрузки, которая оказывает воздействие на резьбу, учитывается тот момент, что должен быть трехкратный запас прочности.
2. Таблица прочности болтов применяется для выбора наиболее подходящего крепежного материала.

Разрушающие нагрузки для болтов

Применяемые болты по ГОСТУ с сопротивлением 800 МПа и больше могут выдерживать существенную нагрузку. Именно поэтому они получили широкое распространение при строительстве мостов или других ответственных конструкций.

Нюансы выбора крепежа

К выбору крепежа следует относиться с большой ответственностью. Это связано с тем, что показатель их прочности может существенно отличаться. Подбор проводится с учетом того, какая марка стали болтов обладает более подходящими эксплуатационными качествами. К ключевым моментам отнесем следующую информацию:

1. Тип применяемого материала при изготовлении.
2. Класс точности.
3. Применяемые методы термической и химической обработки.

Высокопрочные болты могут изготавливаться из различных металлов. Ключевыми моментами назовем:

1. В большинстве случаев применяются следующие металлы: 10КП, 20КП, сталь 10, сталь 20, 20Г2Р, 40Х. Эти металлы соответствуют всем установленным требованиям по физико-механическим качествам.
2. Для повышения эксплуатационных качеств может проводится термическая обработка. Для выполнения подобной операции применяются специальные электрические печи. За счет создания специальной защитной среды обеспечиваются требуемые эксплуатационные качества.
3. Углеродистые стали получили самое широкое распространение. Это связано с их относительно невысокой стоимостью, а также высокими эксплуатационными качествами.

Диаметр болтов также является важным критерием выбора. Диаметральные размеры могут варьироваться в достаточно большом диапазоне. С увеличением показателя площади поперечного сечения повышается прочностью и надежность соединения. Длина болтов считается важнейшим геометрическим показателем, который нужно учитывать.
Применяемые материалы могут иметь самые различные характеристики К примеру, уделяется внимание тому, какова твердость болтов.

Слишком низкий показатель может стать причиной деформации резьбовой поверхности при возникновении продольной нагрузки.

Перед выбором наиболее подходящего крепежного элемента нужно учитывать особенности соединения деталей при применении этого крепежного материала:

1. Проведенные исследования указывают на то, что при правильном выборе класса прочности и момента затяжки можно обеспечить наиболее качественное соединение. Кроме этого, обеспечивается защита от самопроизвольного откручивания и длительный срок службы изделия.
2. Качественный крепеж выдерживает поперечные и осевые нагрузки. При изготовлении крепежа применяются специальные металлы и сплавы, которые хорошо противодействуют нагрузкам, воздействующим в любом направлении.
3. Существенно упрощается процесс монтажа и демонтажа. Стоит учитывать, что некоторые металлы могут окисляться, и через некоторое время пройти демонтаж конструкции будет сложно. Однако, упростить задачу можно при применении специального вещества.
4. Есть возможность получить разъемные соединения. Очень часто можно встретить ситуацию, когда для выполнения различных работ требуется провести разбор конструкции. Для проведения демонтажных работ требуются простые инструменты, на выполнение работы, как правило, уходит немного времени.
5. Существенно снижается стоимость получаемого изделия. Сварочное соединение обходится дорого, так как предусматривает использование специального сварочного аппарата.

Качество соединений можно существенно повысить при применении дополнительных различных элементов. К примеру, используются шайбы и контргайки, которые существенно повышают качество и надежность соединения.
Однако, у резьбовых соединений есть и несколько существенных недостатков:

1. Концентрация напряжения в месте впадины профиля резьбы. Стоит учитывать, что применение специального металла позволяет существенно повысить надежность резьбовой поверхности.
2. Есть вероятность того, что гайка открутится при сильном механическом воздействии. Конечно, для исключения подобной вероятности могут применяться различные методы фиксации.

Кроме этого, выделяют несколько видов резьбового крепления. Примером можно назвать болтовое и винтовое соединение. Некоторые соединения могут проводиться при помощи шпилек. Выбор более подходящего крепежного элемента проводится с учетом того, какими качествами должно обладать изделие.

Маркировка болтов

Маркировка болтов может проводиться при применении разработанных стандартов ISO. Система маркировки подразумевает применение специальных таблиц. Кроме этого, все стандарты, применяемые на территории России, были разработаны несколько десятилетий назад. Класс прочности считается наиболее важным показателем, который учитывается при производстве практически всех крепежных элементов.
Рассматривая обозначение болтов, следует уделить внимание нижеприведенным моментам:

1. Обязательная маркировка проводится при изготовлении винтов, диаметр которых составляет более 6 мм. Наносится маркировка прочности болтов и других показателей на изделия меньшего диаметра только по желанию производителя.
2. Сортамент применяемых крепежных изделий с крестообразными или прямыми шлицами не предусматривает маркировку. Изделия, имеющие шестигранные шлицы, маркируются обязательно.
3. Обязательной маркировке не подлежат не штампованные варианты исполнения, которые изготавливаются путем точения и резания. Маркировка наносится только в том случае, если этого требует заказчик. При этом расшифровка может проводится по-разному, стандарты применяются не во всех случаях.

Рассматривая части болта, на которые наносится разметка, следует уделить внимание торцевой и боковой поверхности. Если применяется боковая поверхности, то обозначения наносятся углубленными знаками.

Классификация болтов

Существуют самые различные типы болтов. Выбор проводится в зависимости от того, какими эксплуатационными качествами должен обладать создаваемое изделие. Классификация болтов может проводится по нескольким критериям:

1. Классу прочности. Если рассматривать наиболее распространенные таблицы, то основным критерием становится класс прочности. Он определяет возможность применения изделия в тех или иных случаях. Специальные болты могут обладать высокой прочностью, применяться при сооружении мостов или создании других ответственных конструкций. Класс прочности крепежа указывается практически всеми производителями. Это связано с тем, что класс прочности определяет возможность применения изделий в тех или иных условиях.
2. Классификация по размеру важна. Это связано с тем, что с увеличением площади поперечного сечения повышается сопротивление скручиванию. Однако, для больших крепежей требуются отверстия с большим диаметром. Что касается длины стержня, то он выбирается в зависимости от толщины соединяемых элементов и требуемой длины резьбового соединения.
3. Существуют различные виды головок. Примером можно назвать изделие с шестигранной головкой или в виде восьмигранника. Стоит учитывать, что этот показатель лишь определяет то, какой инструмент подходит больше всего для работы.

Могут применяться и другие показатели для классификации крепежей. К примеру, в некоторых случаях уделяется больше всего внимания твердости поверхности. Однако, выбор зачастую проводится при учете класса точности. Именно поэтому классификация проводится по классу точности, которая указывается в нормативной документации и при проектировании.

Болты высокой прочности

В большинстве случаев применяются обычные соединительные элементы, при изготовлении которых применяется углеродистая сталь. Однако, при необходимости можно приобрести высокопрочные болты, которые могут применяться при создании высокопрочных соединений. Маркировка высокопрочных болтов проводится по общим стандартам.
Изготовление болтов высокой прочности проводится с учетом нижеприведенной информации:

1. При изготовлении применяются специальные сплавы, которые характеризуются высокой прочностью и твердостью. Они обходятся дороже, чем углеродистая сталь, но все же применение получаемых изделий целесообразно в самых различных случаях.
2. Для повышения прочности и твердости проводится термическая обработка. Она предусматривает изменение химического состава металла и структуры получаемого материала.

Болты высокой прочности

На высокопрочные болты может составляться собственная нормативная документация. Кроме этого, классификация проводится следующим образом:

1. Крепежи с буквой «У» в маркировке применяются для эксплуатации при температурах ниже -40 градусов Цельсия. Однако, рассматриваемая буква указывается не во всех случаях маркировки.
2. Предложение с исполнением ХЛ могут эксплуатироваться в более жестких эксплуатационных условиях, к примеру, при температуре от -40 до -65 градусов Цельсия. При маркировке в этом случае указывается класс точности.

Болты и гайки высокопрочные сегодня встречаются довольно часто. Это связано с высокими эксплуатационными качествами, которые позволяют расширить область применения изделия.

Точность болтов

Еще одним важным показателем можно назвать класс точности болтов. Это связано с тем, что при изготовлении могут применяться самые различные методы нарезания резьбы и обработки цилиндрической поверхности. Рассматривая показатель точности отметим нижеприведенные моменты:

1. С повышение точности получаемое резьбовое соединение служит намного дольше.
2. Предложение обладает более точной геометрической формой.
3. Между крепежным изделием и образованным отверстием нет пространства, которое может стать причиной расшатанности соединения.

С повышением показателя точности также возрастает стоимость крепежа.

Именно поэтому крепежные материалы, применяемые при изготовлении не ответственных механизмов, обладают средним показателем точности. Применение современного оборудования при точении позволяет получить крепежи с высоким показателем точности.
В заключение отметим, что производством рассматриваемых материалов занимаются различные компании. Во многом качество получаемого изделия зависит от применяемого оборудования и технологии производства. Некоторые производители могут снизить качество крепежа для того, чтобы уменьшить его стоимость.

Характеристики крепежа из нержавеющих сталей

Характеристики крепежа из нержавеющих сталей

Нержавеющие стали А2, А4: структура, механические свойства, химический состав. Крепеж из стали А2, А4 (нержавеющие болты, винты, гайки, шайбы, шпильки и т. д.): механические свойства, значения моментов затяжки и усилий предварительной затяжки.

Характеристики нержавеющих сталей

Аустенитные стали содержат 15-26% хрома и 5-25% никеля, которые увеличивают сопротивление коррозии и практически не магнитны.

Именно аустенитные хромникелевые стали обнаруживают особенно хорошие сочетание обрабатываемости, механических свойств и коррозионной стойкости. Эта группа сталей наиболее широко используется в промышленности и в производстве элементов крепежа: нержавеющих болтов, нержавеющих гаек, нержавеющих шпилек, нержавеющих винтов, а также нержавеющих шайб.

Стали аустенитной группы обозначаются начальной буквой «A » с дополнительным номером, который указывает на химический состав и применяемость в пределах этой группы:

X 5 CrNi 18-10 / X 4 CrNi 18-12

AISI 304 / AISI 305

X 6 CrNiTi 18-10

X 5 CrNiMo 18-10 / X 2 CrNiMo 18-10

AISI 316 / AISI 316 L

X 6 CrNiMoTi 17-12-2

Сталь A2 (AISI 304 = 1.4301 = 08Х18Н10) — нетоксичная, немагнитная, не закаливаемая, устойчивая к коррозии сталь. Легко поддается сварке и не становится при этом хрупкой. Может проявлять магнитные свойства в результате механической обработки (шайбы и некоторые виды шурупов). Это наиболее распространенная группа нержавеющих сталей. Ближайшие аналоги — 08Х18Н10 ГОСТ 5632, AISI 304 и AISI 304L (с пониженным содержанием углерода).

Крепеж и изделия из стали A2 подходят для использования в общестроительных работах (например , при монтаже вентилируемых фасадов, витражных конструкций из алюминия), при изготовлении ограждений, насосной техники, приборостроения из нерж. стали для нефтегазодобывающей, пищевой, химической промышленности, в судостроении. Сохраняет прочностные свойства при нагреве до 425°C, а при низких температурах до -200°C.

Сталь A4 (AISI 316 = 1.4401 = 10Х17Н13М2) — отличается от стали А2 добавлением 2-3% молибдена. Это значительно увеличивает ее способность сопротивляться коррозии и воздействию кислот. Сталь А4 имеет более высокие антимагнитные характеристики и считаеться абсолютно не магнитной. Ближайшие аналоги — 10Х17Н13М12 ГОСТ 5632, AISI 316 и AISI 316L (с низким содержанием углерода).

Крепеж и такелажные изделия из стали A4 рекомендуются для использования в судостроении. Крепеж и изделия из стали A4 подходят для использования в кислотах и средах содержащих хлор (например , в бассейнах и соленой воде). Может использоваться при температурах от -60 до 450°С.

Все аустенитные стали (от «А1 » до «А5 ») подразделяются на три класса прочности независимо от марки. Наименьшую прочность имеют стали в отожженном состоянии (класс прочности 50).

Поскольку аустенитные стали не упрочняются закалкой, наибольшую прочность они имеют в холоднодеформированном состоянии (классы прочности 70 и 80). Наиболее широко используется крепеж из сталей А2-70 и А4-80.

Основные механические свойства аустенитных сталей:

Тип по ASTM (AISI )

Удельный вес (гр /см)

Механические свойства при комнатной температуре (20 °С)

Твердость по Бринеллю — НВ

В отожжённом состоянии

Твердость по Роквеллу — HRB/HRC

Предел прочности при растяжении, H/мм 2

Предел прочности при растяжении, H/м м²

Механические свойства при нагревании

Предел текучести при растяжении, H/м м²

Нержавеющие стали в производстве крепежа

Основные механические свойства болтов из сталей А2 и А4 различных классов прочности:

Класс прочности стали

Диапазон диаметров, мм

Механические свойства болтов

предел прочности на разрыв
Q min, H/мм 2

предел текучести при растяжении
Q min, H/мм 2

удлинение пр иразрыве
min, мм

* обращаем Ваше внимание,что интернет магазин «ЛЕДНИК » (ТОВ «МИРИАДЫ ») имеет возможность поставить такелаж и крепеж из аустенитных хромоникелевых и коррозионно-стойких жаропрочных марок сталей (08Х18Н10 , 10Х17Н13М2, 20Х13, 30ХМА, 15Х5М, 20ХН3А, 14Х17Н2, 25Х2М1Ф, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10, 12Х18Н10Т, 06ХН28МДТ и др.) с номинальными диаметроми резьбы от М12 до М160, нержавеющий крепеж из сталей А2-70 и А4-80 поставляется производства Польша и Германия.

Ориентировочные значения моментов затяжки и усилий предварительной затяжки для винтов из нержавеющих и кислотостойких сталей — А2 / А4:

Класс прочности 70

Класс прочности 80

Усилие предварительной затяжки, Н

Момент затяжки, Нм

Усилие предварительной затяжки, Н

Момент затяжки, Нм

Материалы: A2/A4
Коэффициент трения: 0,12
предел текучести при растяжении Rp:

0,2 — A2 / A4 — 70 = 450 H/мм
80 = 600 Н/мм

Значения: M_A — Таблица х 0,9 = М_A — макс.

Химический состав нержавеющей стали:

Химический состав (мас .%) 1) Выжержка из DIN EN ISO 3506

1) Максимальные значения, если не были указаны другие значения.
2) Серу можно заменять селеном.
3) Если массовая доля никеля ниже 8%, то массовая доля марганца должна составлять минимум 5%.
4) Для массовой доли меди нет минимального предела, если массовая доля никеля составляет больше 8%.
5) Молибден допускается по усмотрению изготовителя. Если для, определенных случаев, применения необходимо ограничение содержания молибдена, это должно быть указано клиентом.
6) Молибден также допускается по усмотрению изготовителя.
7) Если массовая доля хрома ниже 17%, то массовая доля никеля должна составлять минимум 12%.
8) В аустенитной стали с массовой долей углерода максимум 0.03% азот должен составлять максимум 0.22%
9) Для стабилизации должен содержаться титан ≤ 5xC максимум до 0.8% и быть обозначен в соответсвиии с этой таблицей или ниобий и/или тантал ≤ 10xC до максимум 1% и быть обозначен в соответствии с этой таблицей.

Аустенитные хромоникелевые стали обнаруживают особенно хорошее сочетание обрабатываемости, механических свойств и коррозионной стойкости. Поэтому они рекомендованы для множества применений и являются самой значительной группой нержавеющих сталей. Важнейшим свойством этой группы сталей является высокая коррозионная стойкость, повышающаяся с ростом содержания легирующих, особенно хрома и молибдена.

Виды стали 300-й серии

Хромникелевая нержавейка этой группы по своему химическому составу бывает аустенитная, аустенитно-ферритная и аустенитно-мартенситная, в зависимости от процентного содержания углерода, никеля, хрома и титана. Это самая универсальная нержавейка, свойства которой обеспечивают ей неизменно высокий спрос на рынке.

AISI 304 (08Х18Н10 )

Востребованная во всех отраслях промышленности, эта нержавейка, однако, снискала славу «пищевой ». Ее химический состав и свойства делают ее наиболее подходящей для применения в пищепроме. Она легко поддается сварке, показывает высокие характеристики коррозийной стойкости в агрессивных средах. Ее также часто выбирают для химической, фармацевтической, нефтяной и текстильной промышленности.

AISI 316 (10Х17Н13М2 )

Нержавейка 316 получается, если добавить в 304-ю нержавейку молибден, что еще больше повышает коррозионную устойчивость и способность к сохранению свойств в агрессивных кислотных средах, а также при высоких температурах. Эта нержавеющая сталь дороже, чем 304, она используется в химической, нефтегазовой и судостроительной промышленности.

AISI 316T (10Х17Н13М2Т )

Эта марка стали нержавейки содержит небольшое количество титана, повышающего прочность материала, делающего его устойчивым к высоким температурам, а также к ионам хлора. Используется в сварных конструкциях, для изготовления лопастей газовых турбин, в пищевой и химической промышленности. Доступная цена и высокие технические характеристики делают эту нержавеющую сталь очень популярной.

AISI 321 (12 -08Х18Н10Т)

Нержавеющая сталь, характеристики которой обусловлены повышенным содержанием титана. Легко поддается сварочной обработке, устойчива к температуре до 800 o С. Широко востребована для изготовления бесшовных труб, а также трубопроводных фитингов — фланцев, тройников, отводов и переходов.

Виды стали 400-й серии

Эта серия имеет более узкий диапазон, чем 300-я. К ней относится нержавейка с высоким содержанием хрома, – других легирующих элементов в ней почти не содержится, что положительно сказывается на ее стоимости. Низкое содержание углерода делает эти нержавейки пластичными и хорошо свариваемыми.

AISI 430 (12Х17 )

Это нержавейка с высоким процентом хрома и низким – углерода. Такое соотношение способствует высокой прочности и одновременно пластичности. AISI 430 хорошо гнется, сваривается, штампуется. Сохраняет свои свойства в коррозионно опасных и серосодержащих средах, устойчива к резким перепадам температуры. Используется в нефтегазовой промышленности, а также в качестве декоративного материала для отделки зданий и помещений.

Виды стали 200-й серии

Пока можно говорить только об одной марке стали в этой серии, но она успешно догоняет своих конкуренток в сериях 300 и 400.

AISI 201 (12Х15Г9НД )

Сталь нержавеющая марки AISI 201 значительно дешевле аналогичной по свойствам нержавейки других серий. В ней дорогой никель частично заменен марганцем и азотом. Выгодно сбалансированный химический состав делает характеристики нержавейки AISI 201 не уступающими AISI 304 и AISI 321. Она нашла свое применение в медицинской и пищевой промышленности. Используется также при изготовлении круглых и профильных труб, которые требуются для создания перил, поручней и ограждений.

Нержавеющий крепеж. Физические и химические свойства. Стали А2 и А4.

УСТОЙЧИВОСТЬ К РЖАВЧИНЕ И КОРРОЗИОННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Система обозначений ISO для аустенитной группы стали.

аустенитный

Идентификация групп стали А1 А2 А4

Классы прочности 50 70 80

мягкая упрочнённая сильноупрочнённая

2.1 Механические свойства

Свойства крепежа из коррозионностойкой стали определены нормами DIN ISO 3506 . Много различных видов нержавейки применяются в промышленности: аустенитные, мартенситные, ферритные. Для крепежных изделий более всего по свойствам подходит аустенитная сталь, что и обусловило ее широкое применение при производстве болтов, гаек, винтов, шайб и т.д.

Группы сталей и классы прочности обозначаются с символом из четырёх позиций букв и цифр.

A — аустенитнаяr сталь

2 — тип сплава в пределах группы A

70 — предел прочности при растяжении по меньшей мере 700 N/mm 2 , упрочнённая

Самый важные нержавеющие стали и их химический состав

Таблица 11: Наиболее используемые нержавеющие стали и их химический состав.

2.1.1 Классификация крепежа из нержавеющей стали на предмет прочности.

DIN ISO 3506 определяет виды материалов, необходимых для производства крепежных изделий. Как и писалось выше- сталь A2 является наиболее подходящей. Однако если требования к устойчивости к коррозии очень высоки, используют также хромоникелевую сталь А4.

Для распределения болтовых соединений из аустенитной стали по группам следует использовать величины механической прочности из следующей таблицы 12.

Механические свойства соединительных элементов аустенитной группы стали

Удлинение по A_l 2 )

1 ) Все величины рассчитаны и на площадь поперечнго напряжённого сечения винтовой резьбы (см. приложение C).

2 ) Удлинение после разрыва определяется в соответствии с методами испытания согласно части 6.4 соответствующей длины винта, а не по отклоняющимся испытаниях с измеряемой длиной 5 d (см. приложение D).

3 ) Для диаметров более М 20 должны особо согласовываться величины прочности между заказчиком и производителем, так как при прочностях на разрыв согласно таблице 4 могут быть другие величины для 0,2%- границы растяжения.

Таблица 12: Выдержка из DIN ISO 3506

2.1.2 Предельная нагрузка на растяжение для установочных винтов.

Аустенитные хромоникелевые стали не поддаются закалке. Более высокую границу растяжения достигают только холодным упрочнением, которое возникает как последствие холодной обработки давлением. (Например, накатывание резьбы). В таблице 13 дана предельная нагрузка на растяжение для установочных винтов по DIN ISO 3506.

Предельная нагрузка на растяжение сталей по DIN ISO 3506

Taблица 13. Предельная нагрузка на растяжение для установочных винтов по DIN ISO 3506.

2.1.3 Ориентировочные величины крутящего момента затяжки

Необходимые величины крутящего момента затяжки для отдельного завинчивания в зависимости от номинального диаметра и коэффициента трения смотри в таблице 14 в качестве ориентировочных величин.

Допустимые крутящие моменты затяжки в Nm в качестве ориентировочных величин для классов прочности A2-50 и A4-50, мягкая

Допустимые крутящие моменты затяжки в Nm в качестве ориентировочных величин для классов прочности A2-70 и A4-70, холодно упрочнённые

Таблица 14: Ориентировочные величины крутящих моментов затяжки для винтов по DIN ISO 3506.

2.2 Коррозионная устойчивость A2 и A4

Нержавеющие и кислотоустойчивые стали типа A2 и A4 относятся к категории „активной» антикоррозийной защиты.

Нержавеющие высококачественные стали содержат по меньшей мере 16 % хром (Cr) и устойчивы к окисляющим средствам. Более высокое содержание Сr и других легирующих добавок типа Никеля (Ni), молибдена (Mo), титана (Ti) или ниобия (Nb) улучшают коррозионную устойчивость. Эти добавки влияют также и на механические качества. Другие составные части сплава добавляются только для улучшения механических качеств, например, азот (N), или обработки резкой, например, сера (S). Соединительные элементы аустенитной стали в общем не намагничиваются, тем не менее могут приобрести определенную магнитную восприимчивость после холодной обработки давлением.

При этом следует обратить внимание на то, что на практике встречается ряд различных разновидностей коррозии. На рисунке J представлены самые частые разновидности коррозии у высококачественной стали, примеры которых представлены ниже.

Влажность сухо температуры

a. Плоская коррозия, локальная (оспенная) коррозия

b. Контактная коррозия

c. Коррозия трещин вследствие высоких напряжений

d. Механические воздействия

Рис. J: Изображение самых частых разновидностей коррозии винтовых соединений.

2.2.1 Плоская и химическая коррозия.

При равномерной плоской коррозии, также называемой химической, поверхность равномерно и постепенно разрушается коррозией. Этот вид коррозии можно предотвратить тщательным выбором материала.

На основе лабораторных испытаний предприятия — изготовители опубликовали таблицы устойчивости, которые дают указания о поведении сортов стали при различных температурах и концентрациях с отдельными веществами (см. часть 2.2.5).

2.2.2 Локальная (оспенная) коррозия

Локальная коррозия проявляется плоскостным разъеданием с дополнительными выемками и образованием дыр. При этом пассивный слой частично разрушается.

У высококачественной стали нержавеющей в контакте с хлорсодержащей средой местами встречается единичная локальная коррозия с зарубками, похожими на сделанные иголкой. Также отложения и ржавчина могут быть исходными точками локальной коррозии. Поэтому следует регулярно очищать все соединительные элементы от остатков отложений.

Аустенитнаяn сталь как A2 и A4 более устойчива против локальной коррозии, чем ферритные хромированые стали.

2.2.3 Контактная коррозия

Контактная коррозия, если два конструктивных элемента различного состава находятся в металлическом контакте и есть влажность в виде электролитов. При этом менее благородное соединение разрушается.

Чтобы предотвращать контактную коррозию, следует обратить внимание на следующие пункты:

* Изоляция металлов в месте контакта, например, резиной, пластмассой или окраской, чтобы не протекал контактный ток.

* По возможности избегать пары из различных материалов. Например, винты, гайки и шайбы должны подходить к соединяемым конструктивным элементам.

* Избегать контакта с электролитической рабочей средой.

2.2.4 Коррозия трещин вследствие высоких напряжений.

Этот вид коррозии возникает как правило в конструктивных элементах, установленных в промышленной атмосфере, которые находятся под сильной механической нагрузкой растяжения или сгиба. Также напряжения, возникшие при сварке, могут привести к коррозии напряжения.

Особенно восприимчива к коррозии напряжения аустенитная сталь в хлоридных растворах. При этом влияние температуры значительно. В качестве критической температуры нужно назвать 50 C 0 .

2.2.5 A2 и A4 в контакте с корродирующими средами.

В следующей таблице дается обзор прочности от A2 и A4 в контакте с различными средами, вызывающими коррозию. Указанные величины служат в качестве ориентировочных величин, но, тем не менее, позволяют сделать хорошие сравнения.

Разделение различные группы по степени устойчивости.

Маркировка на болтах. Загадочные иероглифы

Для чего делается маркировка болтов, и что могут сказать нам эти загадочные знаки на головке? Достаточно многое. И уж точно все, что нам может потребоваться.

Разумеется, маркировка на головках болтов — это никакие не древнеегипетские иероглифы, а вполне определенные сведения о том, кто данный болт изготовил, и каковы его (болта, конечно) характеристики.

Давайте теперь подробно и по порядку.

Маркировка высокопрочных болтов по ГОСТ 22353-77

Строго говоря, ГОСТ 22353-77 сегодня уже утратил силу в Российской Федерации. Вместо него болты теперь делают по ГОСТу Р 52644-2006, о котором мы скажем чуть ниже.

Но, поскольку изготовленные по этому ГОСТу болты все еще встречаются на практике, давайте посмотрим, какая выполнялась на них маркировка, и что она означает.

Состоит она из двух частей: в верхней части — какие-то буквенные символы, снизу — цифры.

Так что же означают цифры и буквы на головке болта по ГОСТ 22353-77?

1. Буквенное обозначение вверху, которое идет первым — это клеймо завода изготовителя (D, OC, L, Ч, WT, и др.)

2. Ряд цифр следом за буквами — временное сопротивление болта в МПа, деленное на 10

3. Климатическое исполнение ХЛ (для холодного климата)

4. Номер плавки.

Если резьба на болте левая, то такой болт дополнительно маркируется стрелкой (против часовой), если резьба правая, то никакой стрелкой болт не маркируется.

Маркировка высокопрочных болтов по ГОСТ Р 52644-2006

А вот так выглядит маркировка на болтах уже по новому ГОСТу:

Значения маркировки на шестигранной головке высокопрочного болта:

• 1. Клеймо завода-изготовителя;
• 2. Класс прочности для ГОСТ Р 52644-2006;
• 3. Климатическое исполнение ХЛ (для холодного климата);
• 4. Номер плавки;
• 5. Буква S — обозначение высокопрочного болта с шестигранной головокой с увеличенным размером под ключ

Что значат цифры маркировки на болтах?

Ну а что же обозначают цифры на болтах? Как мы уже говорили, для болтов из из углеродистой стали они показывают класс прочности болта.

Сейчас мы очень глубоко не будем разбираться в классификации прочности болтов, потому что на эту тему написана отличная большая статья, в которой все рассмотрено подробнейшим образом.

Отметим только, что в маркировке класс прочности болта обозначается двумя цифрами, которые написаны через точку. Например, на болтах мы можем видеть цифры: 3.6, 8.8, 10.9, 12.9 и т.п.

Первая цифра показывает нам нагрузку, которую может выдержать резьбовое соединение. Точнее — одну сотую номинальной величины предела прочности болта на разрыв, измеренную в МПа.

Перевод единиц измерения: 1 Па = 1Н/м2; 1 МПа = 1 Н/мм2 = 10 кгс/см2.

Иными словами, если на болте написано 8.8 — то цифра 8 обозначает, что предел прочности этого болта на разрыв равняется 8 х 100 = 800 МПа. Или 800 МПа = 800 Н/мм2 = 80 кгс/мм2

Вторая цифра показывает нам отношение предела текучести к пределу прочности, умноженному на 10. Из пары цифр можно узнать предел текучести материала. Для этого нужно умножить обе цифры, и еще умножить их на 10. То есть: 8 х 8 х 10 = 640 Н/мм2

Чтобы было совсем понятно, рассмотрим еще один пример. Если на болте стоит маркировка класса прочности 5.8, то у этого болта предел прочности на разрыв = 500 Н/мм2. А предел текучести = 5*8*10=400 Н/мм2)

Значение предела текучести — это и есть максимальная рабочая нагрузка болта!

При расчетах болтового соединения по заданной нагрузке используют коэффициент 0,5-0,6 от предела текучести.

Например, Болт М14 с классом прочности 8.8 имеет диаметр тела около 12 мм и площадь сечения около 1 см2.

Тогда предел прочности на разрыв составит 8 тонн, предел текучести 6,4 тонны, а расчетная нагрузка — 6,4 х 0,5 = 3,2 тонны.

Немного о маркировке болтов из нержавеющей стали.

На болты из нержавеющей стали наносится в первую очередь маркировка самой стали — А2 или А4.

И затем — Предел прочности — 50, 60, 70, 80.

Например, маркировка на болтах из нержавеющей стали выглядит так: А2-50, А4-80.

Число в этом обозначении — 1/10 соответствия Пределу прочности углеродистой стали.

Пример: На болте нанесена маркировка А2-50.

Предел прочности: — 50 х 10 = 500 Мпа.

Иными словами, класс прочности этих болтов соответствует классу прочности болтов из углеродистой стали 500 Мпа (5.6).

Сталь А2 и А4 — аналоги, характеристики, разница

Нержавеющие стали — высоколегированные стали, которые имеют устойчивость к коррозии в агрессивной среде и атмосфере. Основной элемент, который придает им нержавеющие свойства — Хром (Cr).

Характеристики нержавеющих сталей

Аустенитные стали содержат 15-26% хрома и 5-25% никеля, которые увеличивают сопротивление коррозии и практически не магнитны.

Именно аустенитные хромникелевые стали обнаруживают особенно хорошие сочетание обрабатываемости, механических свойств и коррозионной стойкости. Эта группа сталей наиболее широко используется в промышленности и в производстве элементов крепежа: нержавеющих болтов, нержавеющих гаек, нержавеющих шпилек, нержавеющих винтов, а также нержавеющих шайб.

Стали аустенитной группы обозначаются начальной буквой «A» с дополнительным номером, который указывает на химический состав и применяемость в пределах этой группы:

Аустенитная структура

Сталь A2 (AISI 304 = 1.4301 = 08Х18Н10) — нетоксичная, немагнитная, незакаливаемая, устойчивая к коррозии сталь. Легко поддается сварке и не становится при этом хрупкой. Может проявлять магнитные свойства в результате механической обработки (шайбы и некоторые виды шурупов). Это наиболее распространенная группа нержавеющих сталей. Ближайшие аналоги — 08Х18Н10 ГОСТ 5632, AISI 304 и AISI 304L (с пониженным содержанием углерода).

Крепеж и изделия из стали A2 подходят для использования в общестроительных работах (например, при монтаже вентилируемых фасадов, витражных конструкций из алюминия), при изготовлении ограждений, насосной техники, приборостроения из нерж. стали для нефтегазодобывающей, пищевой, химической промышленности, в судостроении. Сохраняет прочностные свойства при нагреве до 425°C, а при низких температурах до -200°C.

Сталь A4 (AISI 316 = 1.4401 = 10Х17Н13М2) — отличается от стали А2 добавлением 2-3% молибдена. Это значительно увеличивает ее способность сопротивляться коррозии и воздействию кислот. Сталь А4 имеет более высокие антимагнитные характеристики и абсолютно не магнитна. Ближайшие аналоги — 10Х17Н13М12 ГОСТ 5632, AISI 316 и AISI 316L (с низким содержанием углерода).

Крепеж и такелажные изделия из стали A4 рекомендуются для использования в судостроении. Крепеж и изделия из стали A4 подходят для использования в кислотах и средах содержащих хлор (например, в бассейнах и соленой воде). Может использоваться при температурах от -60 до 450°С.

Классы прочности

Все аустенитные стали (от «А1» до «А5») подразделяются на три класса прочности независимо от марки. Наименьшую прочность имеют стали в отожженном состоянии (класс прочности 50).

Поскольку аустенитные стали не упрочняются закалкой, наибольшую прочность они имеют в холоднодеформированном состоянии (классы прочности 70 и 80). Наиболее широко используется крепеж из сталей А2-70 и А4-80.

Основные механические свойства аустенитных сталей:

A2

A4

Тип по ASTM (AISI)

Удельный вес (гр/см)

Механические свойства при комнатной температуре (20°С)

Твердость по Бринеллю — НВ

В отожжённом состоянии

Твердость по Роквеллу — HRB/HRC

Предел прочности при растяжении, H/мм2

Предел прочности при растяжении, H/мм2

Механические свойства при нагревании

Предел текучести при растяжении, H/мм2

Система обозначений

материалов

Марка стали А1 А22) А31) А42) А51) С1 С4 С5 F1

Класс прочности

Винты, гайки типа 1 50 70 80 50 70 110 50 70 80 45 60

Низкие гайки 025 035 040 025 035 055 025 035 040 020 030

Установочные 12H 21Н

Шурупы для 20H 25Н 30Н 20Н 30Н 25Н 40Н 20Н 25Н

1) стабилизирована в отношении межкристаллитной коррозии добавками титана или, возможно, ниобия, тантала

2) пониженное содержание углерода (макс.0.03%) может быть дополнительно отмечено «L», напр., A4L-80

*) для шурупов для тонких листов подходит сталь С3

Отличия и места применения нержавеющих сталей А2 и А4

Самые популярные стали среди нержавеющих – А2 и А4. Данное сырье относится к классу аустенитных материалов и отличается немагнитностью, повышенным сопротивлением коррозии, гигиеничностью. Благодаря этим своим свойствам стали А2 и А4 нашли широкое применение в крепежной, строительной, судовой, мебельной и других областях деятельности человека.

Рассмотрим каждую сталь и ее свойства по отдельности:

1. А2 – состоит из следующих элементов – 0.05% углерода, 2% марганца, 0.75% кремния, 18% хрома, 10% никеля. Такое сочетание придает стали хорошую коррозионную стойкость и высокую прочность (в сравнении с классами прочности углеродистых сталей, она приблизительно равна – 8.8). Так же материал практически немагнитен (может проявлять небольшие магнитные свойства при обработке), гигиеничен и не нуждается в покрытии или дополнительном уходе. Свое применение крепеж из А2 нашел в строительной и мебельной промышленностях.

2. А4 – в состав данного сплава входит – 0.05% углерода, 2% марганца, 1% кремния, 17% хрома, 12% никеля и 2% молибдена. Благодаря добавлению молибдена материал приобрел дополнительную прочность (соответствует прочности 10.9 для крепежа из легированных сталей), повышенную сопротивляемость воздействию коррозии и кислот, полную немагнитность. Так же, как и сталь А2, данное сырье гигиенично и не нуждается в каком либо покрытии или уходе. Из-за повышенной коррозионной стойкости основное место применение стали марки А4 – судостроение, пищевая и химическая промышленности.

Ниже приведены таблицы с основными механическими свойствами сталей А2 и А4: