Вы лезете в ящик с крепежом и достаёте M8, которая выглядит точно так же, как та, которую нужно заменить. Выдержит ли она столько же, подскажет только головка. Там несколькими знаками указано, кто её изготовил и насколько она прочная. Здесь вы научитесь читать эти знаки и узнаете, насколько сильно на самом деле различаются классы.
Что должно быть на головке
Многие стальные болты и винты с метрической резьбой, начиная с диаметра резьбы 5 мм, несут две маркировки, если это позволяет форма.
- Знак изготовителя: буквы или символ. Он показывает, кто отвечает за указанные значения.
- Класс прочности: два числа через точку, например 8.8 или 10.9.
Для болтов с шестигранной головкой это относится ко всем классам от 4.6 до 12.9. Для винтов с цилиндрической головкой и внутренним шестигранником или внутренним шестилепестковым шлицем маркировка обязательна только начиная с 8.8. Знаки обычно выдавлены выпуклыми или углублёнными на верхней стороне головки, у винтов с цилиндрической головкой — также на боковой поверхности головки. Ниже M5 часто помогает только упаковка.
Как прочитать два числа за десять секунд
Первое число, умноженное на 100, — это временное сопротивление, то есть напряжение, при котором болт разрушается. Второе число, делённое на 10, показывает, какую долю от него составляет предел текучести. Выше этого значения болт удлиняется необратимо.
- a первое число класса прочности, b второе число
- Rm временное сопротивление в Н/мм²
- Re предел текучести в Н/мм², начиная с 8.8 — строго говоря, условный предел текучести Rp0,2
Для 12.9 это означает временное сопротивление 1200 Н/мм² и предел текучести 90 % от него, то есть 1080 Н/мм². Болт 4.6 достигает только 400 Н/мм² и уже при 60 % от этого значения, то есть при 240 Н/мм², начинает необратимо удлиняться. Классы с цифрой 6 на втором месте вязкие, классы с 9 выдерживают много, но имеют малый запас до разрушения.
Насколько велика разница на самом деле
Нагляднее всего это видно по силе, при которой болт начинает необратимо удлиняться. Для этого важно расчётное сечение резьбы As. Для M8 это 36,6 мм².
- Fe растягивающая сила, при которой болт достигает предела текучести, в Н
- As расчётное сечение в мм²
Пример
В приспособлении не хватает винта с цилиндрической головкой M8 класса 8.8. В ящике лежат винт без маркировки и винт из нержавеющей стали с A2-70. Какую нагрузку выдержит каждый до предела текучести?
8.8 → Fe = 640 Н/мм² · 36,6 мм² ≈ 23,4 кН
A2-70 → Fe = 450 Н/мм² · 36,6 мм² ≈ 16,5 кН
без маркировки, принимаем 4.6 → Fe = 240 Н/мм² · 36,6 мм² ≈ 8,8 кН
Винт из нержавеющей стали выдерживает лишь около 70 % от винта 8.8. Для винта без маркировки исходите из худшего случая, тогда остаётся чуть больше 37 %. Винт 8.8 до предела текучести держит примерно столько, сколько груз массой 2,4 т, неизвестный винт — возможно, лишь 0,9 т. Так что ни один из двух запасных винтов здесь не годится.
Значения служат только для сравнения. Какую нагрузку болт может нести в работе, определяет конструкция. Ориентировочные значения для затяжки вы найдёте в расчётной помощи Момент затяжки болтов.
Гайки и нержавеющая сталь
У гаек только одно число, например 8, 10 или 12. Начиная с M5 оно стоит углублённым на боковой грани или опорной поверхности либо выпуклым на фаске. Вместо числа может стоять код по системе циферблата. Правило простое. Число на гайке должно быть не меньше первого числа болта. К болту 8.8 подходит гайка 8 или выше, к 10.9 — гайка 10 или выше.
Нержавеющая сталь читается иначе. В A2-70 буква A обозначает группу стали, то есть аустенитную сталь, а A2 или A4 — марку стали. A4 дополнительно содержит молибден и более стойка к хлоридам, например в морской воде или в бассейне. Число после дефиса, умноженное на 10, даёт временное сопротивление, для A2-70 это 700 Н/мм². Предел текучести по нему определить нельзя. Болты из нержавеющей стали без класса на головке часто достигают лишь класса 50.
О чём головка не скажет
- Цвет: многие винты с цилиндрической головкой 12.9 чёрные, но чёрный не значит 12.9. Оцинкованные болты тоже бывают почти всех классов.
- Направление резьбы: болты с левой резьбой начиная с M5 должны иметь дополнительный знак, но полагаться на это не стоит. Держите болт вертикально и посмотрите на резьбу. У правой резьбы витки поднимаются вправо, у левой — влево.
- Состояние: перетянутый болт несёт ту же маркировку, что и новый. Если на стержне есть сужение (шейка), его место в металлоломе.
Типичные ошибки
- Болт 8.8 заменили нержавеющим: A2-70 звучит как больше, но до предела текучести выдерживает лишь около 70 % от болта 8.8.
- Установлен болт без маркировки: болт с шестигранной головкой от M5 без класса на головке — не стандартный стальной болт с подтверждённой прочностью. Считайте его болтом самого слабого класса или возьмите другой.
- Забыли про гайку: болт 10.9 с гайкой класса 8 может разрушиться по резьбе гайки раньше, чем сам болт примет полную нагрузку.
- Замена 8.8 на 10.9 вслепую: прочнее — не всегда лучше. Высокопрочные болты менее пластичны, а гальванически оцинкованные болты начиная с 10.9 могут стать хрупкими из-за водородного охрупчивания. Что требуется, указано на чертеже.
Частые вопросы
Можно ли заменить болт 8.8 на 10.9?
По прочности обычно да, если подходит и гайка. Затягивают моментом, предписанным для данного соединения. Более высокий момент для 10.9 — только если деталь, глубина завинчивания и опорная поверхность это выдержат. Гальванически оцинкованные 10.9 — только с разрешения. Если на чертеже прямо требуется 8.8, например потому что при перегрузке болт должен поддаться первым, остаётся 8.8.
Что делать, если маркировку уже не прочитать?
Тогда класс неизвестен, даже если болт взят из хорошего ящика. Для несущих соединений берите новый болт с маркировкой.
Где это найти в приложении?
В Gesello, в модуле «Винты и болты». На вкладке «Прочность» вы выбираете класс и видите временное сопротивление, предел текучести и подходящие гайки, в том числе для нержавеющей стали. На вкладке «Обозначение» приложение разбирает обозначение для заказа вроде ISO 4017 - M12x60 - 10.9 на составные части.