Марка стали для болтов и гаек

03 февраля 2021 Просмотров: 1

Высокопрочными болтами чаще всего называют болты с классом прочности 10.9 и 12.9 по ГОСТ ISO 898-1-2014. Высокопрочными гайками – гайки с классом прочности 10 и 12. Система классификации болтов по классам прочности согласно ГОСТ ISO 898-1-2014 позволяет оценить их механические свойства. Этот простой критерий для означает, что предел прочности болта будет не меньше 1000 МПа. При этом важно учесть, что стандарт не ограничивает производителя марками сталей и видами термообработки готовых крепежных изделий, главное требование — это соответствие заявленным механическим характеристикам, например, твердость и предел прочности при растяжении, а также ограничениям по химическому составу сплавов. Высокопрочные крепёжные изделия широко применяются в тех случаях, когда нагрузки на болтовое соединение слишком велики для классов прочности 8.8 и ниже, а также для уменьшения количества или размера болтовых соединений в конструкции. Это возможно потому, что допустимые осевые нагрузки на болты класса прочности 10.9 примерно на 40% выше, чем для болтов того же размера класса прочности 8.8, а для класса прочности 12.9 – на 65%.

Применение высокопрочных болтов и гаек

Применение высокопрочных болтов и гаек позволяет получить большие осевые усилия в болтовом соединении, прилагая увеличенный момент затяжки. Это позволяет с успехом использовать высокопрочный крепёж для защиты болтового соединения от самоотвинчивания, так как большие осевые усилия предварительного натяжения в соединении защищают его от ослабления в процессе эксплуатации, в статическом состоянии и при вибрации. Широко распространенные пружинные гроверные шайбы по DIN 127 (аналог ГОСТ 6402-70) применяются только с низкими классами прочности, а в соединениях с высокопрочными болтами они не эффективны. Поэтому для высокопрочного крепежа применяют зубчатые и стопорно-клиновые шайбы. Варианты зубчатых шайб для крепежа классом прочности 10.9: ART 88121 Шайба стопорная с наружными зубцами Schnorr VS и ART 88123… ART 88126 Шайба стопорная с насечкой TECKENTRUP. Для крепежа классом прочности 12.9 рекомендуется применять стопорно-клиновые шайбы DIN 25201 (Nord-Lock, Heico-Lock). Альтернативный вариант стопорения резьбовых соединений заключается в применении химических анаэробных фиксаторов. Резьбовые энаэробные фиксаторы наносятся на резьбу соединяемых деталей перед сборкой и после отверждения обеспечивают высокую прочность клеевого шва и крутящий момент для ослабления резьбы до 75 Нм.

Высокопрочные болты часто называют закаленными или черными. Это связано с тем, что при их изготовлении производится такой вид термообработки как закалка с охлаждением в масле, результатом которой является темный, практически черный цвет металла. Однако этот критерий не является определяющим, потому что и высокопрочные болты, и болты низких классов прочности могут иметь черный цвет, как в следствии термообработки, так и из-за защитного покрытия черного цвета: фосфатирования или химического оксидирования. Для высокопрочного крепежа фосфатирование является самым распространенным вариантом защитного покрытия. Фосфатирование обладает очень слабыми антикоррозионными свойствами и его нельзя рассматривать как самостоятельную и достаточную защиту крепежа от коррозии для применения на открытом воздухе или во влажной среде, только с последующим окрашиванием или дополнительным защитным покрытием. Задача по защите болтового соединения от коррозии и повышенных температур в резьбовом соединении может быть также успешно решена с помощью монтажных паст и смазок, например, медной или керамической смазок. Для эксплуатации крепежных изделий в помещении достаточно гальванического цинкования, а на открытом воздухе необходимо нанесение цинк-ламельных покрытий. При этом важно учесть, что изделия с классом прочности 12.9 не оцинковывают, это связано с появлением водородного охрупчивания термообработанных сталей при нанесении покрытий гальваническим способом. Но даже с цинк-ламельным покрытием головка болта может подвергаться коррозионному разрушению, так как при сборке болтового соединения защитное покрытие может быть повреждено механически от воздействия ручного инструмента. Восстановить защитное покрытие можно после сборки узла с помощью цинксодержащей краски.

Классы прочности высокопрочного крепежа

Класс прочности болтов, винтов и шпилек Твердость шайб

8.8 и менее	200 HV
10.9	300 HV
12.9	380 HV

Класс прочности болтов, винтов и шпилек Класс прочности гаек

10.9	10
12.9	12

Важным условием надежной и долговечной работы ботового соединения на основе высокопрочного крепежа является правильный подбор комплекта: болт, гайка и плоская шайба.

Класс прочности гаек подбирают под класс прочности болтов, при этом для обеспечения максимальной нагрузочной способности резьбового соединения рекомендуется чтобы класс прочности гаек совпадал с классом прочности болта. Для правильного выбора плоских шайб для резьбовых соединений необходимо руководствоваться требованиями стандартов ISO 7089, ISO 7090 и ISO 7093.

Твердость шайб должна быть достаточна для восприятия усилий сжатия при затяжке резьбы и не должно происходить деформации шайбы в процессе эксплуатации и, соответственно, ослабления усилия затяжки болтового соединения.

Можно ли определить марку стали из которой изготовлен высокопрочный крепёж? Чтобы ответить на этот вопрос нужно отталкиваться от данных ГОСТ ISO 898-1-2014 для болтов, винтов и ГОСТ ISO 898-2-2015 для гаек на механические свойства крепёжных изделий, там указано что высокопрочный крепёж должен быть изготовлен из закалённой углеродистой или легированной стали. Получается, что мы не знаем точно из какой марки стали изготовлен крепёж, но мы точно знаем, что класс прочности нам гарантирует определенный диапазон его механических свойств. Выбор марок сталей у производителя высокопрочного крепежа достаточно широк и можно ориентироваться на данные этой таблицы. Не должно смущать что, например, сталь 35ХГСА попадает в оба класса прочности, так как подразумевается, что для разных классов прочности будут использованы разные режимы термообработки: закалка и отпуск.

Класс прочности Марка стали

10.9	45Г, 40Г2, 40Х, 40Х Селект, 30ХГСА, 35ХГСА
12.9	30ХГСА, 35ХГСА, 40ХНМА

Распространение высокопрочного крепежа связано с тем, что его применение в ответственных конструкциях позволяет инженерам решать сложные задачи связанные с ослаблением усилия затяжки болтовых соединений и появления в них опасных срезающих нагрузок. Причинами такого нарушения работы болтовых соединений являются:

• большой перепад температур и, как следствие, температурные деформации металлических конструкций, которые вызывают серьезные изменения геометрии узла;
• низкая прочность материала болта и шайбы приводит к их деформированию и появлению зазоров в соединении.

Большинство из этих задач можно успешно решать, применяя болты классом прочности 10.9 и 12.9 вместо классов прочности 8.8 и меньше. В этом случае высокие осевые усилия в болтовом соединении позволяют с успехом создавать необходимые условия надежной работы узла.

Высокопрочный крепёж, благодаря своим высоким нагрузочным характеристикам, нашел широкое применение в различных сферах машиностроения и строительства:

• сельскохозяйственная техника и грузовой транспорт: трактора, тягачи, прицепы;
• промышленное и энергетическое оборудование: станки, генераторы, турбины, насосы;
• строительная техника: экскаваторы, бульдозеры, краны;
• строительные металлоконструкции.

Болт класс прочности 8.8

Болт 8.8 это деталь для крепления. При ее изготовлении соблюдаются и выполняются необходимые технологические операции. Производственный контроль гарантирует проведение испытаний качества, где проверяются физические и механические свойства болта.

Головка болта 8.8 — шестигранник, по размеру возможны отличия. Стержень делают с полной или неполной резьбой.

Болт 8.8 выдерживает довольно сильное разрушающее воздействие, поэтому этот продукт находит применение в серьезных конструкциях.

Болты класса прочности 8.8 выполняют различные задачи

Маркирует изделие завод — изготовитель. Взгляните на торцевую часть головки болта. Здесь вы увидите две цифры, разделенные точкой. Они говорят о классе прочности крепежа.

Вот так обозначается класс прочности 8.8

• Первая цифра 8 обозначает предел стойкости на разрыв

Цифру надо умножить на 100 — это и будет номинальный предел прочности на растяжение. Равен этот предел 800 Н/мм². Если приложить нагрузку более этой величины, то болт разрушиться.

• Вторая цифра 8 расскажет об условном пределе текучести

То есть это самое большое напряжение, при котором уже произойдет деформация. Вычисляется она так: 800*0,8= 640 Н/мм². Величина предела текучести болта 8.8 равна 640 Н/мм². Чтобы не произошло разрушение структуры детали нельзя превышать эту рабочую нагрузку.

Если сказать простым языком, маркировка 8.8 говорит о том, что если будет нагрузка больше 8 тонн на 1 см.кв, то болт порвется.

Устойчивость и надежность крепежа зависит от того, какая марка стали использована и самой технологии. Высокопрочные болты класс прочности 8.8 изготавливаются из углеродистой стали и проходят обработку цинком.

Устойчивость и надежность крепежа зависит от применения определенной марки стали и самой технологии:

• Высокопрочные болты класс прочности 8.8 изготавливаются из углеродистой стали с добавками хрома, марганца или бора и из углеродистой стали без добавок
• Производство болта 8.8 происходит с помощью «холодного» и «горячего» оборудования. Применяется технология высадки (холодная и горячая)
• Потом на специальном автомате накатывается резьба
• Достигается предел прочности 8.8 путем закалки болта в электропечах с защитной средой, которая предотвратит обезуглероживание изделия
• И в конце, на изделие наносят спец покрытие

Выпущенные из них болты и гайки будут иметь характеристики в соответствии с характеристиками материала.

Марки стали для крепежных деталей — интернет-магазин крепежа

Конструктивным материалом для огромной номенклатуры болтов, винтов, гаек, заклепок, шпилек, саморезов, шайб, шурупов и т.д. выступают различные углеродистые и легированные стали. Большинство марок стали и их основные характеристики указаны в ГОСТ 1759.4-87. К тому же существует множество аналогов в международных национальных стандартах:

• DIN (Германия);
• AISI (США);
• EN (Европа);
• JIS (Япония);
• GB (Китай);
• BS (Великобритания);
• Италия (INI).

В ситуации с жесткими требованиями к прочностным, температурным и коррозионноустойчивым характеристикам соединений для производства крепежных изделий применяются высокопрочные и жаропрочные стали.

Сталь 12 Х18 Н10Т

Нержавеющая сталь 12 Х18 Н10Т (ГОСТ 5632-72; DIN X12 CrNiTi 18-9; EN 1.4878) содержит до 19% хрома, 11% никеля и 0,8% титана. Легирующие компоненты обеспечивают отменную пассивацию металла и способствуют значительным антикоррозийным свойствам.

Наличие достаточных включений никеля формирует хорошие аустенитные характеристики стали и повышает устойчивость к агрессивным химическим средам. Титан нивелирует риски межкристаллитной коррозии, повышает ударную вязкость и пластичность металла.

Исключительное сочетание прочностных и нержавеющих свойств позволяет изготавливать из стали 12 Х18 Н10Т надежные и долговечные крепежные изделия разнопланового применения.

Сталь 25Х1МФ

Жаропрочная релаксационностойкая сталь 25Х1МФ (ГОСТ 20072-74; DIN 24CrMoV55; AISI A193B14; GB 25CrMoVA) используется для изготовления крепежа, работающего при температуре от -40С до +500С и обладает:

• упругой кристаллической решеткой;
• самопроизвольным снижением механических напряжений;
• длительным сроком эксплуатации;
• отсутствием конструктивной хрупкости;
• отличными закалочными свойствами.

Наличие в составе стали 25Х1МФ значительных легирующих включений никеля, хрома и марганца придает металлу высокую механическую прочность и устойчивость к корродирующим процессам.

 Сталь 08Х18Н10 (А2)

Жаропрочная сталь 08Х18Н10 (ГОСТ 5632-72; DIN X5CrNi18-10; AISI 304; EN 1.4301) содержит 9-11% никеля, 17-19% хрома и удачно сочетает в себе:

• простоту обработки;
• стойкость к коррозии;
• механическую прочность;
• немагнитность;
• экологичность;
• устойчивость к нагрузкам.

Широкому кругу потребителей данный вид аустенитной стали известен под маркировкой А2. Сталь марки А2 сохраняет прочностные свойства при температуре до +425С и массово применяется для производства большой номенклатуры крепежных изделий.

Сталь 10Х17Н13М12 (А4)

В состав аустенитной легированной стали 10Х17Н13М12 (ГОСТ 5632-72; DIN X5 CrNiMo18-10; AISI 316; EN 1.4401) входят значительные включения хрома и никеля, что способствует превосходной устойчивости металла к коррозии.

Благодаря структурному добавлению молибдена (до 3%) сталь проявляет стойкость к кислотам, щелочам и хлору.

Нержавеющая хромоникелевая сталь 10Х17Н13М12 часто обозначается как А4, обладает высокой прочностью, длительным сроком службы, легко обрабатывается и может применяться в диапазоне температур от -60С до +450С.

Сталь 40Х

Конструкционная легированная сталь 40Х (ГОСТ 4543-71; DIN 41Cr4; ASI 5140) рассчитана на большие нагрузки, не поддается разрушению и позволяет изготавливать высокопрочные метизы.

В состав материала входит до 1,1% хрома, который определяет отличные коррозионные свойства металла.

Сталь 40Х хорошо поддается термической обработке, что повышает ее прочностные свойства и способствует производству крепежных изделий для долговечных и ответственных соединений.

Обозначения, класс прочности и расчет нагрузок для болтов. Справочник ROSTFREI. Петербург +7(812)297-73-38 ПРОТЕХ

Эта статья впервые опубликована на rostfrei.ru в марте 2007 года.
Немного дополнялась, но растащена по Рунету многократно.

На головке болта должна быть нанесена следующая маркировка:
— клеймо завода изготовителя (JX, THE, L, WT, и др.

);
— класс прочности;
— правая резьба не маркируется, если резьба левая — маркируется стрелкой против часовой стрелки.

Винты отличаются от болтов отсутствием маркировки.

Для изделий из углеродистой стали, класс прочности обозначают двумя цифрами через точку.
Пример: 4.6, 8.8, 10.9, 12.9.

Первая цифра обозначает 1/100 номинальной величины предела прочности на разрыв, измеренную в МПа. В случае 8.8 первая 8 обозначает 8 х 100 = 800 МПа = 800 Н/мм2 = 80 кгс/мм2

Вторая цифра — это отношение предела текучести к пределу прочности, умноженному на 10. Из пары цифр можно узнать предел текучести материала 8 х 8 х 10 = 640 Н/мм2.

Значение предела текучести имеет важное практическое значение, поскольку это и есть максимальная рабочая нагрузка болта.

Поясним значения некоторых терминов:

Предел прочности на разрыв — величина нагрузки, при превышении которой происходит разрушение — «наибольшее разрушающее напряжение».

Предел текучести — величина нагрузки, при превышении которой наступает невосстанавливаемаядеформация или изгиб. Например, попробуйте согнуть «от руки» обычную стальную вилку или кусок металлической проволоки.

Как только она начнет деформироваться, это будет означать, что вы превысили предел текучести ee материала или предел упругости при изгибе. Поскольку вилка не сломалась, а только погнулась, то предел ее прочности больше предела текучести. Напротив, нож скорей всего сломается при определенном усилии.

Его предел прочности равен пределу текучести. В этом случае говорят, что ножи «хрупкие».

Японские самурайские мечи — пример классического сочетания материалов с различными характеристиками прочности.

Некоторые их виды снаружи сделаны из твердой закаленной стали, а внутри выполнены из упругой, позволяющей мечу не ломаться при боковых изгибающих нагрузках.

Такое строение называется «кобу-си» или, иначе, «пол-кулака», то есть «горсть» и при соответствующей длине катаны является очень эффективным решением для боевого клинка.

Другой практический пример: закручиваем гайку, болт удлиняется и после некоторого усилия начинает «течь» — мы превысили предел текучести. В худшем случае может произойти срыв резьбы на болте или гайке. Тогда говорят — резьба «срезалась».

Вот тут есть небольшой ролик с испытанием болтов на разрыв, наглядно демонстрирующий протекающие процессы.

Процент удлинения — это средняя величина удлинения деформируемой детали до её поломки или разрыва.

В бытовом плане некоторые виды некачественных болтов называют «пластилиновыми» подразумевая именно термин процент удлинения.

Технический термин — «относительное удлинение» показывает относительное (в процентах) приращение длины образца после разрыва к его первоначальной длине.

Твёрдость по Бринеллю — величина, характеризующая твeрдость материала.

Твердость — способность металла противостоять проникновению в него другого, более твердого тела. Метод Бpиннеля применяется для измерения твердости сырых или слабо закалённых металлов.

На шпильки с резьбой наносится цветовая маркировка с торца: для A2 – зеленым цветом, для A4 – красным.Значение для предела текучести не указывается.
Пример: Для A4-80 Предел прочности = 80 х 10 = 800 Н/мм2.

Значение 70 – является стандартным пределом прочности нержавеющего крепежа и принимается в расчет пока явно не указано 50 или 80.

Предел текучести для нержавеющих болтов и гаек является справочным значением и составляет около 250 Н/мм2 для A2-70 и около 300 Н/мм2 для A4-80. Относительное удлинение при этом составляет около 40%, т.е.

нержавейка хорошо “тянется” после превышения предела текучести, прежде чем наступит необратимая деформация. В сравнении с углеродистыми сталями относительное удлинение для ST-8.8 составляет 12%, а для ST-4.

6 соответственно 25%

Отечественный ГОСТ 1759.4-87 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ не уделяет внимания вообще расчету нагрузок для нержавеющего крепежа, а также не указывает явно, какой размер резьбы d, d2 или d3 принимается в расчет. В результате сравнения значений из ГОСТа и таблицы размеров метрической резьбы из справочника фирмы FABORY, становится ясно, что это d2 – pitch diameter.

При расчетах болтового соединения для заданной нагрузки используют коэффициент 1/2, а лучше 1/3 от предела текучести. Иногда его называют Коэффициентом запаса, соответственно два или три.

Примеры расчета нагрузки по классу прочности материала и резьбе:

Болт М12 с классом прочности 8.8 имеет размер d2 = 10,7мм и расчетную площадь сечения 89,87мм2. Тогда максимальная нагрузка составит: ОКРУГЛ( (8*8*10)*89,87 ;0) = 57520 Ньютон, а расчетная рабочая нагрузка — 57520 х 0,5 / 10 = приблизительно 2,87 тонны. Для болта M12 из нержавеющей стали A2-70 та же расчетная рабочая нагрузка не должна превышать половину значения предела текучести и составит 250 x 89,87 / 20 = приблизительно 1,12 тонны, а для M12 A4-80 – 1,34 тонны.
Сравнительная таблица расчетных* данных нагрузок**
для болтов из углеродистой и из нержавеющей стали.

* Указаны приблизительные значения рабочей нагрузки, как 1/20 от максимальной в Ньютонах с округлением до 10 в меньшую сторону.

** Расчетные данные рабочих нагрузок приведены в ознакомительных целях и не являются официальными данными.

В сокращенном виде этот материал изложен на последней странице крепежного каталога.

Дополнительные таблицы, сделанные еще перед выходом статьи в 2008 году и добавленные 21.09.2011 спустя почти четыре года. Добавлены сведения для нержавейки A2-50 и высокопрочных ST-10.9.

Коэффициент запаса равен двум. Можно перестраховаться и смело делить на тридцать нагрузку в Ньютонах. Кстати, на такелаже именно так и делают, только делят нагрузку на сорок, т.е.

принимают запас равным четырем.

Материалы, применяемые при производстве крепежа

Выполнение работ, связанных со строительством и ремонтом, в обязательном порядке предполагает использование крепежных элементов. Ими скрепляют как небольшие компоненты конструкций, так и крупногабаритные блоки.

При этом, для реализации надежного соединения необходимо принимать во внимание, в первую очередь, материал, из которого произведены соединительные детали. Именно характеристики примененного сырья определяют прочность вновь возведенного/отремонтированного объекта. Но сделать корректный выбор крепежа по этому признаку совсем непросто.

Причина кроется в широком разнообразии используемых в металлургической отрасли материалов. Рассмотрим особенности наиболее востребованных их видов.

Сталь углеродистая

Для стержневых крепежных элементов – болтов с головками различной конфигурации, шпилек с полной резьбой либо с гладкой срединной частью, а также винтов – применяются 11 классов прочности. Чтобы конечная продукция соответствовала их требованиям, заводы-производители по нормам ГОСТа 898-1-2011 используют сталь углеродистую, состав которой и виды обработки представлены в таблице.

Класс прочности	Ограничения , накладываемые на химический состав (результаты анализа проведенной плавки ,%)	Сталь и термообработка	Т-ра процесса отпуска, °С, не меньше
В	S	Р	С
@	@	@	@	@@
12.9	0,003	0,025	0,025	0,5	0,28	Сталь углеродистая закаленная, прошедшая процедуру отпуска. Может содержать добавки элементов Мо, Сr, Мn	380
12.9	0,3	Сталь легированная закаленная, прошедшая процедуру отпуска	425
10.9	0,55	0,2	Сталь легированная закаленная, прошедшая процедуру отпуска	425
0,25	Сталь углеродистая закаленная, прошедшая процедуру отпуска
0,2	Сталь углеродистая закаленная, прошедшая процедуру отпуска. Может содержать добавки элементов Сr, Мn
9.8	0,2	Сталь легированная закаленная, прошедшая процедуру отпуска	425
0,25	Сталь углеродистая закаленная, прошедшая процедуру отпуска
0,4	0,15	Сталь углеродистая закаленная, прошедшая процедуру отпуска. Может содержать добавки элементов Сr, Мn
8.8	0,55	0,2	Сталь легированная закаленная, прошедшая процедуру отпуска	425
0,25	Сталь углеродистая закаленная, прошедшая процедуру отпуска
0,4	0,15	Сталь углеродистая закаленная, прошедшая процедуру отпуска. Может содержать добавки элементов Сr, Мn
6.8	*	0,06	0,05	0,55	0,15	Сталь углеродистая либо сталь углеродистая с некоторыми добавками	________
5.8	——
5.6	0,13
4.8	——-
4.6

В таблице приняты такие обозначения:

• – при возникновении разногласий допускается проведение анализа готовой продукции;
• – содержание элемента В может составлять 0,005% при выполнении условия, что контроль его неэффективной части осуществляется внесением добавок титана (Ті) и/или алюминия (Аl);
• – для крепежа с прочностными характеристиками, соответствующими нормам классов 5.6 и 4.6, произведенного технологией объемной холодной штамповки, для обеспечения пластичности требуемого уровня может выполняться операция термообработки исходного сырья – проволоки;
• – допускается применение автоматной стали, содержащей элементы Рb, Р и S не больше 0,35; 0,11;0,34 процентов соответственно;
• – в стали углеродистой с содержанием элемента С меньше 0,25% и имеющей добавки элемента В, элемента Мn должно содержаться не меньше: 0,7% – для изделий с прочностными характеристиками классов 10.9 и 9.8; 0,6% – для класса 8.8;
• – материал должен обладать степенью прокаливаемости, достаточной для формирования непосредственно после процедуры закалки с последующим отпуском структуры сердцевины резьбовых фрагментов крепежных деталей, состоящей из мартенсита примерно на 90%;
• – в состав такой стали должен входить хотя бы один из ниже представленных легирующих элементов и с указанным минимальным содержанием: V – 0,1%; Мо – 0,2%; Nі – 0,3%; Сr – 0,3%;
• – на поверхности крепежных деталей с прочностью, соответствующей условиям класса 12.9 не должен находиться белый слой, обогащенный элементом Р, наличие которого можно обнаружить металлографическим методом. Для его выявления нужно применять подходящий испытательный способ;
• – ограничения при установке и эксплуатации изделия с прочностью класса 12.9. Подлежат учету возможности производителя, условия использования и методы закручивания. Изделия как с покрытием, так и без него, могут привести в негодность воздействия негативных факторов окружающей среды.

Стали нержавеющие являются наиболее качественным материалом для производства метизов. 

По составу и физико-химическим свойствам эти металлы подразделяются на несколько групп. Кратко рассмотрим их.

Стали нержавеющие аустенитные

Антикоррозионные свойства аустенитных сталей продуцируют входящие в их состав элементы Сr (15%-20%) и Nі (5%-15%). Металл такого типа хорошо сваривается, отлично переносит горячую обработку и, кроме того может подвергаться обработке давлением, пребывая в холодном состоянии. Аустенитная сталь, в свою очередь, бывает нескольких разновидностей.

• А1 – из-за наличия примесей серы эта сталь в небольшой степени подвержена воздействию процесса коррозии. Но данный минус в некоторых случаях нивелируется повышенной твердостью и хорошей износостойкостью. Отечественной металлургией выпускается под маркой 12X18H10E.
• А2 – сталь, получившая наибольшее распространение. Ей присущи такие свойства, как нетоксичность, а также немагнитность. Применяется для производства крепежа, используемого в химической отрасли и пищевой промышленности. Ближайшие отечественные аналоги – нержавеющие стали 03X18H11, 08X18H10 и 12X18H10.
• А3 – состав этого сплава схож с предыдущим вариантом. Но в него добавляются такие легирующие элементы, как тантал (Та), ниобий (Nb) и титан (Ті). Благодаря этому сталь А3 обретает пружинные свойства и повышается ее устойчивость к воздействию коррозии при работе в условиях высоких температур. Ближайший отечественный аналог – нержавейка марки 08X18H10T.
• А4 – используется для производства крепежа, предполагаемое место работы которого – это хлор- и кислотосодержащая среда. По уровню востребованности в сфере изготовления метизов она находится на втором месте вслед за сталью А2.
• А5 – обладает хорошей устойчивостью к воздействию повышенных температур. Придают данному сплаву это свойство те же легирующие элементы, что и в стали А3 (Ті, Nb и Та), но с несколько иным процентным содержанием. Нержавейка А5 способна работать в кислотной среде. Ближайший отечественный аналог – 08X17H13M2T.

Такой металл более твердый по сравнению с аустенитными сталями. Кроме того, он может обладать магнитными свойствами. Упрочнение мартенситных сталей осуществляется закалкой, после которой следует технологический процесс отпуска.

Изготовленные из этого материала крепежные элементы нашли широкое применение в машино- и приборостроительных отраслях. Наиболее популярны следующие марки мартенситной нержавейки: X9M, 15X11MФ, 10X9MФБ, 18X11MHФБ и некоторые другие.

Стали нержавеющие ферритные

Эти стали характеризуются низким содержанием элемента С. Поэтому по сравнению предыдущим вариантом металла они значительно мягче. Отечественной металлургией выпускаются следующие марки ферритных сталей:

• 12X17 – применяется для изготовления деталей, скрепляющих элементы емкостей, в которых будет проводиться обработка продуктов питания;
• 12X13 – из этой стали производятся детали для емкостей, предназначенных для жидких продуктов, содержащих алкоголь;
• 08X13 – сталь идет на изготовление столовых приборов.

Алюминий

Крепежные детали, выполненные из алюминия, нашли широкое применение во многих сферах промышленного производства. Данное явление обусловлено наличием у этого металла и его сплавов особых свойств. Перечислим основные из них.

• Высокий уровень сопротивляемости атмосферной коррозии. Контакт алюминия с кислородом сопровождается, практически, мгновенным формированием на его поверхности оксидной пленки, выполняющей защитную функцию.

• У алюминия самое большое значение соотношения «Прочность/Вес» в сравнении со всеми иными металлами, используемыми для производства крепежных деталей.
• У всех соединительных элементов из алюминия отсутствует такое качество, как магнитность. Зачастую это бывает очень важным.
• Хоть алюминий является металлом, от ударов или при его обработке абразивным кругом искры не появляются.

Сводом Правил СП 128.13330, принятым в 2012 году, предписано применение для изготовления крепежа следующих алюминиевых сплавов:

• АМг5п. Это – деформируемый магнийсодержащий сплав;
• В65 –дуралюмин. В сплав также входят медь (Сu) и магний (Мg). Применяется для изготовления, помимо болтов, еще и заклепочной проволоки;
• Д18. Характеристика «Сопротивление срезу» у него хуже, чем у предыдущего сплава. Но этот минус нивелируется более высоким уровнем технологической пластичности;
• АД33. Используется для производства крепежа со средними прочностными характеристиками и с повышенной коррозионной устойчивостью. Интервал рабочих температур (-70°С) ≤ Т≤ (+50°С);
• АВ. Сплав магний/кремнийсодержащий. По своим характеристикам схож с Д18. Роль упрочняющей фазы играет соединение Мg2Sі.

Латунь

Латунь является сплавом элементов медь (Сu) и цинк (Zn). Их процентное соотношение определяет свойства изготовленных из данного метала крепежных деталей. В число наиболее популярных входят следующие марки латуни:

• Л96. Это металл, обрабатываемый давлением. Меди в сплаве содержится около 96%, оставшиеся примерно 4% приходятся на цинк. Особенностью латуни Л96 является совокупность следующих свойств: несклонность к коррозионному растрескиванию; повышенная теплопроводность; высокий уровень пластичности;
• Л90. К сведению: латунь, содержание меди в которой находится в пределах 80%…90%, принято называть полутомпаком. А в сплаве Л90 на ее долю приходится 90% от общего объема). Поэтому латунь этой марки разные источники относят к категории как полутомпак, так и томпак. Отличается золотистым, радующим глаз, цветом;
• Л85. Хорошо подвергается деформированию даже в холодном состоянии. Латуни Л85 не характерна склонность к коррозионному растрескиванию.
• Л68.  Пригодна для изготовления крепежных деталей глубокой вытяжкой, а также холодной штамповкой. Характеризуется устойчивостью к негативному воздействию процесса коррозии и хорошими механическими качествами.

В число популярных также входят следующие марки латуни: ЛMцA57-3-1, ЛMц58-2, ЛAЖ60-1-1 и другие.

Титан

Востребованность титана (Ті) в сфере метизов достаточно высока. Обусловливают данное явление следующие свойства этого металла:

• небольшая удельная плотность (4505 кг/м3)– отсюда малый вес крепежа;
• высокая прочность. Значение граничной нагрузки, работающей на растяжение, которую выдерживает титан, достигает отметки 450 МПа;
• хорошая жаростойкость. Начинает плавиться этот металл при температуре Т=1680°С.

Для производства крепежных деталей используют сплавы на основе титана. Требования к их составу утверждены нормами ГОСТа 19807-91. Ниже представлены лишь наиболее популярные титановые сплавы.

• BT22. Входит в группу высокопрочных сильнолегированных сплавов системы Ті-Аl-Мо-V-Fе-Сr. Устойчив к воздействию повышенных температур и высоких нагрузок.
• BT16. Высокопрочный сплав системы Ті-Аl-Мо-V. Однако он хорошо поддается деформированию как горячем, так и в холодном состоянии. Изготавливаются из сплава BT16 резьбовые крепежные детали и заклепки, преимущественно, для сферы самолетостроения.
• BT6. Тоже высокопрочный сплав, но несколько иной системы: ТІ–6Аl–4V. Совокупность хороших механических качеств позволяет использовать произведенные из него соединительные элементы не только в авиапроме, но для скрепления компонентов медицинского оборудования.
• BT3-1. Жаропрочный сплав системы Ті — Аl — Сr — Мо — Fе —  Sі. Как правило, подвергается процедуре изотермического отжига., благодаря чему металл становится максимально пластичным и более устойчивым к воздействию высоких температур.
• BT1-0. Этот нелегированный сплав применяется для производства высокопрочного крепежа, одно из требований к которому – хорошая пластичность. Кроме того, изготовленные из него соединительные детали с успехом используются в криогенной технике.

Сплав меди

Высокая востребованность медного крепежа обусловлена многими факторами. Главные из них формулируются так:

• повышенная устойчивость к воздействию агрессивной внешней среды и процесса коррозии;
• хорошая механическая прочность;
• отличная теплопроводность;
• низкое омическое сопротивление.

Широко применяются медные крепежные детали в строительной сфере.

Например, когда настилаются   на крышу профлисты, изготовленные из данного металла, использовать для этого нужно такие же гвозди и самонарезающие винты.

Если же требуется создать неразъемное соединение медных элементов конструкции, решить эту задачу можно, применяя, например, вытяжные заклепки, произведенные из идентичного сырья.

Различают медь двух видов. Она бывает бескислородной (принято обозначать так: M0). Второй вариант – медь раскиленная (обозначается M1) Отличаются они процентным содержанием кислорода:

• в марках M0 – не более 0,001%;
• в марках M1 – в пределах 0,01%.

Широкое распространение получили марки M3p, M2p и M1p. Им характерно содержание фосфора до 0,04% и кислорода примерно 0,01%.

Заключение

Выбор вида крепежных деталей определяется поставленной задачей. При этом, материал их изготовления нужно учитывать в первую очередь.

  Только при корректном подборе будет обеспечена требуемая прочность всей вновь создаваемой конструкции.

И экономия здесь не уместна: использование крепежа, неподходящего по эксплуатационным свойствам, может привести к необязательным значительным денежным расходам.