Классы прочности стали

Преимущества стали перед другими металлами заключаются в ее высокой прочности, твердости, упругости, жаропрочности. Именно сталь является основным материалом для изготовления приборов, машин, инструментов и элементов крепежа. При этом она имеет невысокую стоимость и может выпускаться большими партиями. В результате совершенствования процесса производства повышается качество и улучшаются свойства стали. Поэтому производитель метизов может уверенно заявить, что производимые из стали изделия могут выдерживать высокие рабочие нагрузки.

Все виды стали разделяют на следующие классы прочности:

•  С 225– это класс нормальной прочности;

•  С 285, С 325, С 390 – классы повышенной прочности;

•  С 440, С 590, С735 – классы высокой прочности.

К первому классу прочности относится прокат углеродистой стали, который представлен в горячекатаном состоянии. Ко второму классу прочности относится низколегированная сталь, которая представлена в горячекатаном или нормализованном состоянии. К классу высокой прочности относится легированная сталь. Для повышения прочности стали до второго или третьего класса может применяться термическое и термомеханическое упрочнение или контролируемая прокатка. В зависимости от количества элементов в составе стали и условий прокатки зависит степень прочности этого материала.

Разделение на группы прочности отражено в ТУ 14-1-3023-80, а также в ГОСТ 27772-88.  Нормы этих стандартов разделили углеродистую и низколегированную сталь на 2 группы по прочности. Во второй группе значения предела текучести и временного сопротивления выше, чем в первой. Соблюдение норм прочности и пластичности обеспечивается за счет процедур приемки и контроля. Поэтому металлопрокат, который поставляется по этим нормам, называется сталью с гарантированными механическими свойствами.

При выборе крепежных элементов, например, винтов или гаек, имеет большое значение степень прочности соединения крепежных деталей. При этом их прочность во многом определяется свойствами самого материала. Также она зависит от технологии изготовления крепежа, во время которого его свойства часто изменяются. Во время производства изделия требуемой прочности не только выбирается подходящий материал, но и определенные способы его термообработки.

Из стали углеродистого типа производятся различные крепежные изделия с резьбой. По своей прочности они разделяются на 10 классов. Для их обозначения используются два числа с точкой посередине. С помощью первого числа обозначается параметр предела прочности. Это показатель уменьшается в 100 раз. Следующее число показывает, как относится  предел текучести в его самом маленьком значении к цифре предела прочности. Данное отношение в маркировке увеличивается в 10 раз. По международным нормам прочность элементов крепежа указывается в их маркировке. Она находится на головке детали или в его торцевой части.

Для крепежа, который изготавливается из сталей нержавеющих, имеется другая система обозначения прочности. Она имеет отличия по сравнению с обозначением классов прочности для изделий, которые выполнены из стали углеродистой. По своей прочности изделия из нержавеющей стали разделяются на 3 категории. Например, в маркировке обязательно указывается марка стали. Рядом с ней можно будет увидеть следующие цифры: -50, -70, -80.  Они представляют собой значения пределов прочности, которые уменьшили в 10 раз.

Любой крепеж, применяемый в машиностроении, может иметь различное назначение. В зависимости от испытываемой нагрузки определяется степень прочности крепежа. Например, для ответственных конструкций, в том числе, крановых или мостовых, необходимо подбирать изделия очень высокой прочности.

Все виды крепежа изготавливаются из разных марок стали, которые относятся к различным классам прочности.

Группы крепежа:

•  винты. Данный крепеж изготавливается из сталей углеродистого типа. Они соответствуют по прочности разным классам. В то же время из одного вида стали можно получить болты, имеющие разную прочность. Это стало возможным благодаря разным способам, с помощью которых обрабатывался материал. Также может применяться термообработка деталей, например, их закалка. Для этих элементов класс прочности указывается с помощью 2-х цифр. Для них существует не менее 11 классов прочности. При этом первая цифра в маркировке является обозначением 0,01 ч. номинального сопротивления. Она является величиной, которая показывает предел прочности на растяжение. Эта величина указывается в МПа. С помощью второй цифры обозначается 0, 1 ч. отношения показателя предела текучести к показателю сопротивления. Понятие предела текучести означает максимальную нагрузку, которую может выдержать изделие. Если произойдет превышение этого показателя, то начнется его деформация без возможности восстановления. Когда выполняют расчеты нагрузки на эти элементы, то используется 1/2 от показателя предела текучести;

•  гайки также могут изготавливаться из сталей  углеродистого типа. Их класс прочности выглядит как одно число. Всего для указания прочности этого вида крепежных элементов существует 7 классов. Само число представляет собой обозначение 1/100 ч. параметра предела прочности изделия в виде болта. В соединении именно вместе с ним используется гайка. Благодаря этому можно распределить нагрузку по всей поверхности резьбового соединения;

•  шайбы. Чтобы обозначить класс прочности этих элементов крепежа, используется показатель твердости. Это связано с тем, что шайбам приходится выдерживать такие нагрузки, как кручение, сжатие и другие. В таком болтовом соединении важно, чтобы нагрузка была распредлена по большей площади.