Как получить высокопрочный крепёж: стали для крепёжных изделий

Различные виды крепежей используются во всех отраслях деятельности: производственной, промышленной и хозяйственно-бытовой. И в зависимости от эксплуатационных условий, необходимо подбирать их с учётом характеристик прочности. Высокопрочный крепёж, уже исходя из его названия, относится к изделиям повышенного класса прочности. И в перечень данных материалов, входят болты, шпильки, винты, гайки и прочие метизы.

Какой крепёж называют высокопрочным?

В описании типов и спецификаций крепёжных изделий, указаны все характеристики, которым должен соответствовать тот или иной тип изделий. Если перевести язык формул, расчётов и сухих цифр в слова, то всё становится понятно даже неспециалисту. Высокопрочный крепёж – это такой вид соединительных изделий, который имеет прочность на разрыв 1800-2000 МПа и выше. Изготавливается он из различных видов сталей с обязательной термической обработкой и отпуском. В зависимости от качества самой используемой стали, а также проведённой термической обработки, выделяют особо прочные крепёжные изделия таких классов: 8.8, 10.9 и 12.9. И чем указанная цифра выше, тем большая прочность, а соответственно качество и цена метиза.

Чтобы получить крепёж, называющийся высокопрочным, используются следующие стали и сплавы: среднеуглеродистые легированные или комплекно-легированные сплавы железа с углеродом и иными элементами. Также применяется конструкторская сталь марок 30, 40Х, 30ХГСА и других. А чтобы придать высокопрочному крепежу соответствующий уровень прочности, твердости и устранить вязкость с пластичностью, стали подвергают улучшению термическим путём. Проще говоря – осуществляют её закалку.

Относительно самой закалки, то она может проводиться либо в полном, либо в неполном виде. Это зависит от вида изначального сырья – доэвтектоидные, эвтектоидные или заэвтектоидные стали. Чтобы осуществить полную закалку, материал необходимо нагреть на 30-50°C выше, нежели его критическая прочность. Следом, сталь охлаждается, чтобы достигнуть требуемых свойств. Таким образом, получается соединение с преобладанием мартенсита и феррита.

А если рассматривать неполную закалку, то её, чаще всего, подвергаются заэктектоидные стали. Они также проходят процесс нагревания на 30-50°C выше критической температуры, с последующим охлаждением. Но в результате, образуется мартенсит и вторичный цементит, которые обеспечивают требуемую твёрдость и износостойкость.

В ряде случаев, после закалки и охлаждения, материалу необходимо придать дополнительную вязкость, а также, снизить его твердость. Это позволяет снизить показатели внутренних напряжений в стали, что может требоваться для решения задач, в процессе эксплуатации. Тогда, производится такая процедура термического цикла, как отпуск. Современная металлургия, выделяет три его разновидности:

1. ∇ Низкий. В процессе, рабочие температуры, находятся в диапазоне от 150 до 300°C. А как итог, получается частично снять закалочные напряжения
2. ∇ Средний. При данном виде отпуска, диапазон рабочих температур выше – от 300 до 450°C. А изделия, которые получаются в результате, имеют пружинные свойства, так желают рессоры и пружины
3. ∇ Высокий. Здесь, температуры рабочей среды ещё выше и составляет 450-650°C. Зато в результате, получаются изделия, которые обладают оптималными характеристиками и способны выдерживать ударные нагрузки.

Все производители высокопрочных метизов, должны указывать на изделии класс их прочности. К примеру, на болтах, такая маркировка находится на головке и представляет собой две цифры с точкой. В них и зашифрована важная информация – пределы прочности и текучести.

Преимущества высокопрочного крепежа

Данный вид метизов, будь то болт, шайба и прочие, могут использоваться абсолютно в любой отрасли и везде найдут своё применение. Другой вопрос, что далеко не всегда это целесообразно с экономической точки зрения. К примеру, высокопрочный крепёж не имеет никакого смысла при создании временных конструкций, на которые не будет возложена существенная нагрузка.

Такой крепёж, имеет целый ряд преимуществ:

• ∇ Способность выдерживать высокие и сверхвысокие нагрузки
• ∇ Широчайший ассортимент продукции
• ∇ Производство в соответствии ГОСТам по стандартам и индивидуальному заказу
• ∇ Длительный период эксплуатации без повреждений и коррозии

А вот к недостаткам, можно отнести стоимость – такие метизы гораздо дороже обычных. Ещё необходимо учитывать нагрузки, которые будет испытывать крепёж в процессе эксплуатации. Если расчёты проведены не корректно, то он может не выдержать статики или динамики, а это окажет негативное влияние на все сооружение. По этой причине, прежде чем купить крепежные изделия следует добросовестно отнестись к выбору класса прочности элемента.