Сталь для болтов гост
Обновлено: 14.05.2024
БОЛТЫ, ВИНТЫ, ШПИЛЬКИ И ГАЙКИ
Bolts, screws, studs and nuts.
Specifications
ОКП 12 8200, 12 8300, 12 8400
Дата введения 1989-01-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30.12.87 N 5111
3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4203-83
4. ВЗАМЕН ГОСТ 1759-70 (в части технических требований и маркировки крепежных изделий)
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
Номер раздела, пункта, приложения
2.3.1, приложение 1
6. Ограничение срока действия снято по протоколу N 3-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 5-6-93)
7. ИЗДАНИЕ с Изменением N 1, утвержденным в октябре 1989 г. (ИУС 2-90)
Настоящий стандарт распространяется на болты, винты, шпильки и гайки с метрической резьбой по ГОСТ 24705 диаметром от 1 до 48 мм.
1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И РАЗМЕРЫ
1.1. Конструкция, размеры и шероховатость поверхности болтов, винтов, шпилек и гаек установлены в стандартах на продукцию.
1.2. Допуски размеров, формы и расположения поверхностей болтов, винтов, шпилек и гаек - по ГОСТ 1759.1.
Основные отклонения резьбы должны назначаться по ГОСТ 16093 в зависимости от требуемой толщины покрытия. Поля допусков резьбы указываются для изделий без покрытия. После нанесения покрытия требования к резьбе - в соответствии с ГОСТ 16093.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1.3. По требованию потребителя допускается изготовлять болты, винты и шпильки с увеличенной или уменьшенной длиной резьбовой части.
1.4. По соглашению между изготовителем и потребителем допускается изготовлять:
болты, шпильки и гайки с левой резьбой;
болты с одним контровочным отверстием в головке.
1.5. Допускаемые отклонения формы, от установленной в стандартах на конструкцию болтов, винтов, шпилек и гаек всех классов точности, должны соответствовать указанным в приложении 5.
2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
2 1. Внешний вид
2.1.1. Поверхность болтов, винтов, шпилек и гаек должна быть чистой, без следов коррозии и механических повреждений.
2.1.2. Допускаемые дефекты поверхности болтов, винтов и шпилек - по ГОСТ 1759.2.
2.1.3. Допускаемые дефекты поверхности гаек - по ГОСТ 1759.3.
2.2. Механические свойства и материалы
2.2.1. Механические свойства болтов, винтов (кроме установочных) и шпилек из углеродистых нелегированных и легированных сталей - по ГОСТ 1759.4.
2.2.2. Механические свойства установочных винтов и аналогичных крепежных изделий, не работающих на растяжение, из углеродистых нелегированных и легированных сталей - по ГОСТ 25556.
2.2.3. Механические свойства гаек из углеродистых нелегированных и легированных сталей - по ГОСТ 1759.5.
2.2.4. Механические свойства болтов, винтов, шпилек и гаек из коррозионно-стойких, жаропрочных, жаростойких и теплоустойчивых сталей, а также рекомендуемые марки сталей - по табл.1 и 2.
Механические свойства болтов, винтов и шпилек из коррозионно-стойких,
жаропрочных, жаростойких и теплоустойчивых сталей при нормальной температуре
Преимущества, характеристики и критерии выбора высокопрочных болтов, винтов и шпилек
Высокопрочные болты, винты и шпильки при небольших габаритах способны обеспечить разъемное соединение, не уступающее по прочности сварному и превосходящее заклепочное. Интенсивно эксплуатируемая техника или массивные строительные металлоконструкции требуют применения именно высокопрочного крепежа. Стремление снизить расходы и использовать в ответственных узлах крепления низкопрочные детали может привести к быстрому разрушению конструкций или выходу из строя механизмов.
Перед внедрением высокопрочного крепежа в той или иной проект проектировщики производят точный расчет болтовых соединений с учетом силовой нагрузки на метизы и их прочностных характеристик. К сожалению, в отечественной промышленности объем использования высокопрочных крепежных изделий меньше, чем в развитых зарубежных странах. Это связано с отсутствием достаточной информации о преимуществах и эффективности их применения, а также технической литературы и справочных данных для их практического использования.
Создание долговечной выносливой техники также невозможно без особо прочного крепежа. К сожалению, но факт, что наши автомобили часто не выдерживают даже гарантийного срока эксплуатации из-за крепежных деталей низкой прочности, чего не скажешь об автомобильном парке немецкого, японского, французского, американского производства. Но ситуация в нашей стране постепенно налаживается не только за счет импорта высокопрочного крепежа, но и из-за того, что многие отечественные метизные заводы налаживают его выпуск по российским и европейским стандартам.
В чем отличие высокопрочного крепежа от обычного?
Главное отличие от метизов общего назначения заключается в особых физико-механических свойствах высокопрочного крепежа, которые дают ему возможность воспринимать более тяжелую нагрузку. К примеру, болт высокого класса прочности 12.9 разорвется при нагрузке 1200 Н/мм², а аналогичный по диаметру низкого класса 4.8 – при 420 Н/мм², то есть при нагрузке в 2.7 раза меньшей.
Высокопрочный винт ISO 7380-1 класса прочности 10.9
Помимо колоссальной стойкости к повышенным нагрузкам, крепеж высокого класса прочности дает еще целый ряд преимуществ:
- Снижение металлоемкости изделий и конструкций, при одновременном сохранении надежности крепежных узлов. Это достигается путем использования меньших по размеру винтов, но рассчитанных на более высокие нагрузки.
- Использование шпилек меньшего диаметра влечет за собой уменьшение диаметра монтажных отверстий и, как следствие, повышение прочности металлоконструкций, фланцевых соединений. Кроме того, замена обычных метизов на более прочные позволяет сократить количество точек крепления, снизив тем самым затраты на крепеж.
- Возможность применения в различных климатических условиях. Высокопрочные болты северного исполнения могут эксплуатироваться в условиях сурового климата до -60°С (маркировка «ХЛ») или средних холодных температур до -40°С (маркировка «У»).
- Способность воспринимать постоянные, переменные и особые нагрузки (подвижные, вибрационные, динамические, сейсмические).
- Возможность применения в конструкциях, эксплуатируемых в слабо-, средне-, сильноагрессивных средах с использованием защитных металлических или лакокрасочных покрытий.
- Создание сдвигоустойчивых соединений. В обычном болтовом соединении при нагрузке на сдвиг происходит смещение соединяемых элементов, равное величине зазора между шпилькой и стенкой отверстия. Высокопрочный болткомплект позволяет стянуть элементы с большим усилием, благодаря чему между ними возникает трение, исключающее сдвиг. Такое соединение называется фрикционным.
Преимущества перед сварочным соединением:
- Соединения на болтах снижают трудоемкость монтажа, позволяют вести сборку силами рабочих невысокой квалификации, автоматизировать, механизировать сборочный процесс.
- Применение высокопрочных болтовых соединений при монтаже металлоконструкций позволяет использовать элементы из трудносвариваемых сталей повышенной прочности.
- Возможность визуального контроля целостности монтажного соединения на болтах, тогда как в сварных швах могут быть скрытые дефекты.
Преимущества перед заклепочным соединением:
Сегодня при возведении металлоконструкций на смену заклепкам пришли высокопрочные болткомплекты, которые более выносливы переменным нагрузкам за счет равномерного распределения напряжения по сечению болтового соединения. К тому же в отличие от заклепок они могут быть легко заменены в случае износа, дают возможность сборки/разборки конструкции, могут использоваться многократно, что облегчают ремонт оборудования.
Высокие классы прочности и их расшифровка
Согласно международной классификации резьбовых метизов, к высокопрочным болтам, винтам, шпилькам относятся изделия, имеющие цифровую маркировку классов прочности 8.8, 9.8, 10.9, 12.9, а к сверхпрочным – 14.9. Это важнейшая из характеристик, которая обязательно учитывается в любом проекте. Чем выше эти значения, тем прочнее, выносливее, качественнее и соответственно дороже метиз.
Первая цифра указывает на предельную нагрузку на растяжение, при которой крепеж разорвется. Эта величина называется пределом прочности на разрыв, определяется как одна сотая от номинального временного сопротивления, выражается в МПа или Н/мм².
Например, для болта 10.9 она равняется: 10 / 0,01 = 1000 МПа (Н/мм²).
Вторая цифра говорит нам о напряжении, при котором крепеж необратимо деформируется при изгибе, а называется этот параметр – предел текучести. Определяется умножением первой цифры на вторую и на 10.
Например, для того же болта 10.9 он равен: 10х9х10 = 900 МПа (Н/мм²).
При расчете соединения для заданной нагрузки значение предела текучести умножают на коэффициент 1/2 или 1/3 для обеспечения 2-х или 3-кратного прочностного запаса.
Марки сталей и особенности изготовления крепежа высокой прочности
Крепежные изделия классов от 8.8 до 14.9, включая болты для автомобильной промышленности, производятся из конструкционных среднеуглеродистых сталей, легированных упрочняющими добавками. Эксплуатационные свойства крепежа определяются двумя факторами:
Самые популярные марки: 35, 40, 40Х Селект, 38ХА, 30ХГСА, 35ХГСА, 40ХН2МА, 38ХГНМ. Реже используют слаболегированные борсодержащие стали марок 12Г1Р, 20Г2Р, 30-35Г1Р. Стали, легированные бором, обладают благоприятным сочетанием прочностных и пластических свойств, но из-за некоторых технологических трудностей при их выплавке, их внедрение в метизное производство сдерживается.
Исходное сырье поступает на производство в виде стержней или проволоки. Болты формируют методом холодной штамповки под давлением на высадочных автоматах, затем на них наносят резьбу на накатных автоматах. Для придания готовым изделиям высоких прочностных характеристик, эксплуатационной надежности и устранения хрупкости их подвергают термическому упрочнению путем нагревания в закалочной печи и последующему отпуску (охлаждению).
Таблица 1. Марки сталей, рекомендованные для изготовления болтов, винтов, шпилек высоких классов прочности.
| Класс прочности | 8.8 | 10.9 | 12.9 |
| Марка стали | Ст.35, Ст.35Х, Ст.38ХА, Ст.40Х, Ст.20Г2Р | Ст.35Х, Ст.38ХА, Ст.45Г, Ст.40Г2, СТ.40Х, Ст.40Х Селект Ст.30ХГСА, Ст.35ХГСА | Ст.30ХГСА, Ст.35ХГСА, Ст.40ХНМА |
| Граница прочности, МПа | 800. 830 | 1000. 1040 | 1200. 1220 |
| Граница текучести, МПа | 640. 660 | 900. 940 | 1080. 1100 |
| Твердость по Бринеллю, НВ | 242. 318 | 304. 361 | 366. 414 |
Стандарты ГОСТ и DIN на высокопрочный крепеж
Сегодня “высокопрочка” поступает на рынок от отечественных, европейских и азиатских производителей. И если качество китайского крепежа вызывает недоверие у потребителей, то российский и европейский продукт пользуется большим спросом. Во многих зарубежных нормативах DIN, EN прописано использование болткомплектов (болт, гайка, шайба в сборе) от одного производителя. В наших документах нет таких правил. Нет в них и требований по виду защитного покрытия, тогда как европейские метизы оцинковываются, как правило, горячим методом.
Таблица 2. Стандарты на высокопрочный крепеж в России и Европе.
| Национальные стандарты РФ | Европейские стандарты |
| ГОСТ Р 52643-2006 Общие технические условия | DIN EN 14399-1:2006 Общие требования |
| ГОСТ Р 52644-2006 (ИСО 7411:1987) Болты | DIN EN 14399-2:2006 Проверка пригодности к предварительным натяжениям |
| ГОСТ Р 52645-2006 (ИСО 4775:1984) Гайки | DIN EN 14399-4:2006 Гарнитуры из болтов и гаек. Система HV |
| ГОСТ Р 52646-2006 (ИСО 7415:1984) Шайбы | DIN EN 14399-5:2006 Шайбы |
| DIN EN 14399-6:2006 Шайбы с фаской |
Основные виды высокопрочных болтов, винтов и шпилек, используемые в России строительными компаниями и машиностроительными предприятиями:
Перечисленные стандарты распространяются на шестигранные болты высокой прочности (БВП), разработанные для использования при монтаже строительных металлоконструкций из стали, а также в мостостроении и тяжелом машиностроении для создания высоконагруженных соединений. Размерный ряд ограничен диаметрами М16 – М48. Выпускаются в климатическом исполнении «У» и «ХЛ»
- ГОСТ 7798, ГОСТ 7805, DIN 933, DIN 931, ISO 4014, ISO 4017
Стандарты на БВП с нормальной шестигранной головкой, полной и неполной резьбой, используемые для скрепления деталей и элементов конструкций в автомобилестроении, других производственных и строительных областях. Имеют широкий диапазон диаметров от М3 до М64. Выпускаются без покрытия или оцинкованными разными способами (гальваническим, термодиффузионным, горячим). Аналоги с мелкой резьбой – DIN 960, DIN 961.
По данным стандартам изготавливаются винты с внутренним шестигранником и головкой в форме цилиндра, которые используются в самых разных отраслях промышленности. Винты DIN, ISO имеют более длинный перечень размеров, выпускаются только в высоких классах прочности 8.8, 10.9, 12.9, тогда как ГОСТ допускает их изготовление и низких классов, но ограниченного диаметра от М3 до М36.
Настоящие стандарты описывают требования к откидным винтам (болтам) с ушком и метрической резьбой диаметром от М5 до М36, которые применяются в станочных приспособлениях, в качестве детали соединения в машиностроении или совместно со строительными анкерами с внутренней резьбой.
Данные стандарты регламентируют размеры, длину, шаг и тип резьбы резьбовых шпилек (штанг). К высокопрочным относят шпильки с границей прочности 800…1200 Нм. Они имеют фиксированную длину 1000 или 2000 мм, диаметр от М4 до М48. Применяются в машиностроении, строительной отрасли, при монтаже кабельно-трубных эстакад.
Все вышеперечисленные метизы изготавливаются в черном исполнении (под покраску) и оцинкованном различными способами.
Усилие затяжки высокопрочных болтов
При установке БВП следует учитывать характер монтажного соединения: сдвигоустойчивое (фрикционное) или с несущими болтами. В первом случае соединение затягивается до требуемой (проектной) величины динамометрическими ключами для обеспечения сил трения между соединяемыми элементами. Момент затяжки – это усилие, приложенное к гайке или головке винта и создающее в теле метиза контролируемое усилие натяжения. Расчетные значения момента закручивания и усилия предварительной затяжки болтов сведены в специальные справочные таблицы.
Таблица 3. Нормы затяжки болтов (коэффициент трения 0,14)
| Диаметр резьбы, мм | Шаг резьбы, Р | Площадь сечения As, мм | Усилие предварительной затяжки Q, кН | Крутящий момент Мкр, кН | ||||
| 8.8 | 10.9 | 12.9 | 8.8 | 10.9 | 12.9 | |||
| М4 | 0,7 | 8,78 | 4,3 | 6,3 | 7,4 | 3,3 | 4,8 | 5,6 |
| М5 | 0,8 | 14,2 | 7 | 10,3 | 12 | 6,5 | 9,5 | 11,2 |
| М6 | 1 | 20,1 | 9,9 | 14,5 | 17 | 11,3 | 16,5 | 19,3 |
| М8 | 1,25 | 36,6 | 8,1 | 26,6 | 31,1 | 27,3 | 40,1 | 46,9 |
| М10 | 1,5 | 58 | 28,8 | 42,2 | 49,4 | 54 | 79 | 93 |
| М12 | 1,75 | 84,3 | 41,9 | 61,5 | 72 | 93 | 137 | 160 |
| М14 | 2 | 115 | 57,5 | 84,4 | 98,8 | 148 | 218 | 155 |
| М16 | 2 | 157 | 78,8 | 115,7 | 135,4 | 230 | 338 | 395 |
| М18 | 2,5 | 193 | 99 | 141 | 165 | 329 | 469 | 549 |
| М20 | 2,5 | 245 | 127 | 181 | 212 | 464 | 661 | 773 |
| М22 | 2,5 | 303 | 158 | 225 | 264 | 634 | 904 | 1057 |
| М24 | 3 | 353 | 183 | 260 | 305 | 798 | 1136 | 1329 |
| М27 | 3 | 459 | 240 | 342 | 400 | 1176 | 1674 | 1959 |
| М30 | 3,5 | 561 | 292 | 416 | 487 | 1597 | 2274 | 2662 |
| М33 | 3,5 | 694 | 363 | 517 | 605 | 2161 | 3078 | 3601 |
| М36 | 4 | 817 | 427 | 608 | 711 | 2778 | 3957 | 4631 |
| М39 | 4 | 976 | 512 | 729 | 853 | 3597 | 5123 | 5994 |
Где и как маркируется прочность на изделии?
Маркировка высокопрочных болтов
Требования к обозначению прочности болтов, винтов, шпилек прописаны в ГОСТ 1759.0-87 (для диаметров до 48 мм) и ГОСТ 18126-94 (для диаметров от 48 мм). Знаки маркировки хорошо читаются на метизах, поэтому потребитель может легко определить класс прочности крепежа, с которым имеет дело.
Болты с шестигранными головками, винты с цилиндрическими головками под внутренний шестигранник и резьбовые шпильки маркируются по прочности цифровым кодом 8.8, 10.9, 12.9, 14.9 (с разделительной точкой или без нее), а шестигранные гайки – 9, 10, 12, 14. Это нестираемые выпуклые или углубленные клейма, нанесенные на головку болтов сбоку или сверху.
Маркировка классов прочности на крепеже малых диаметров может выполняться по системе циферблата.
Таблица 4. Циферблатная маркировка прочности болтов
Классы прочности шпилек отображаются, как правило, на их торцевой поверхности. Если шпилька имеет неполную резьбу, то цифровой код может быть нанесен на ее гладкую часть. Для шпилек также может применяться маркировка цветом (желтый для класса 8.8, белый для 10.9) или условными обозначением, нанесенным на торец:
Маркировка высокопрочных шпилек
Критерии выбора высокопрочного крепежа
- Тип, размер и класс прочности крепежных изделий должен соответствовать проектной документации.
- Замену одних деталей крепления на другие вправе производить только специалист после проведения соответствующих нормативных расчетов.
- Крепежные изделия должны быть равны или превышать по прочности материал конструкции.
- Несущая способность БВП должна соответствовать поставленной задаче, а антикоррозийная защита соответствовать эксплуатационным условиям.
- Необходимо учитывать совместимость металла конструкции и метиза во избежание гальванической коррозии.
- Не стоит покупать высокопрочные метизы у поставщиков с сомнительной репутацией.
- Перед покупкой желательно провести визуальный контроль для выявления возможных дефектов.
Высокопрочные болты, винты и шпильки – это особый вид метизов, на которые возлагается большая ответственность за надежность и долговечность автомобилей, станков, грузоподъемной техники, мостов, эстакад, портовых сооружений, спортивных арен, других масштабных строительных объектов. Компания «Крепком» сотрудничает только с ответственными производителями, на предприятиях которых исследуется состав поступающего сырья, а каждая партия готового крепежа проходит испытания, установленные действующими стандартами. Кроме того, в собственной лаборатории «Крепком» осуществляется входной контроль поступающей продукции на соответствие стандартным прочностным показателям.
Сталь для болтов гост
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
БОЛТЫ, ВИНТЫ И ШПИЛЬКИ
Механические свойства и методы испытаний
Bolts, screws and studs. Mechanical properties and test methods
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ФГУП "ВНИИНМАШ") и Федеральным государственным унитарным предприятием "Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт" (ФГУП "НАМИ") на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 229 "Крепежные изделия"
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (пункт 3.5).
Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам, межгосударственным стандартам, использованным в настоящем стандарте в качестве нормативных ссылок, приведены в приложении Б
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
ПЕРЕИЗДАНИЕ (по состоянию на март 2008 г.)
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
Введение
- расширена область применения стандарта до диаметров резьбы М48;
- приведены дополнительные диаметры резьбы болтов, винтов и шпилек М42, М45, М48, отсутствующие в международном стандарте, а также значения пробных и разрушающих нагрузок для крепежных изделий указанных диаметров резьбы.
Указанные дополнительные требования, включенные в настоящий стандарт, а также дополнительные числовые значения в таблицах выделены курсивом*.
* В бумажном оригинале обозначения и номера стандартов в разделе "Нормативные ссылки" выделены курсивом, остальные по тексту документа приводятся обычным шрифтом. - Примечание изготовителя базы данных.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает механические свойства болтов, винтов и шпилек из углеродистых и легированных сталей при испытании в условиях с температурой окружающей среды от 10 °С до 35 °С.
Изделия, соответствующие требованиям настоящего стандарта, оцениваются только в указанном температурном диапазоне и могут не сохранять установленные механические и физические свойства при более высоких и более низких температурах. В приложении А приведены для примера возможные уменьшения предела текучести или условного предела текучести при повышенных температурах.
При температурах меньших, чем температуры указанного диапазона, могут произойти значительные изменения свойств, например изменение ударной вязкости. Если крепежные изделия предполагается использовать при температурах, значения которых лежат за пределами указанного температурного диапазона, потребитель должен удостовериться в том, что механические и физические свойства крепежных изделий соответствуют конкретным условиям их эксплуатации.
Некоторые крепежные изделия могут не соответствовать требованиям настоящего стандарта, предъявляемым к испытаниям на растяжение или кручение. Это может быть из-за геометрии головок крепежных изделий, когда площадь сдвига в головке сравнима с площадью расчетного сечения в резьбе. Примерами таких головок являются потайная головка, полупотайная головка и низкая цилиндрическая головка (см. раздел 6).
Стандарт распространяется на болты, винты и шпильки:
- с крупной резьбой М1,6-М48 и с мелкой резьбой М8х1-М48х3;
- с треугольной метрической резьбой по ГОСТ 24705;
- с допусками резьбы по ГОСТ 16093;
- из углеродистой нелегированной или легированной стали.
Стандарт не распространяется на установочные винты и аналогичные резьбовые крепежные детали, не подвергаемые растягивающим нагрузкам (ГОСТ 25556).
Стандарт не распространяется на болты, винты и шпильки с такими особыми свойствами, как:
- способность сохранять свойства при температурах выше плюс 300 °С (плюс 250 °С для класса прочности 10.9) или ниже минус 50 °С;
- прочность на срез;
Примечание - Систему обозначений классов прочности настоящего стандарта допускается использовать для крепежных изделий с размерами резьбы за пределами ограничений, установленных в данном пункте (например, для >48 мм), при условии, что все требования к механическим свойствам, установленные для классов прочности, выполняются.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты.
ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах
ГОСТ 16093-2004 (ИСО 965-1:1998, ИСО 965-3:1998) Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором
ГОСТ 24705-2004 (ИСО 724:1993) Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Основные размеры
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Система обозначений
Система обозначений классов прочности болтов, винтов и шпилек приведена в таблице 1. На оси абсцисс откладываются номинальные значения предела прочности на растяжение в ньютонах на квадратный миллиметр, а на оси ординат - значения минимального относительного удлинения после разрыва в процентах.
Таблица 1 - Система координат
Обозначение класса прочности включает два числа:
- первое число равняется 1/100 номинального значения предела прочности на растяжение в ньютонах на квадратный миллиметр (см. таблицу 3, пункт 5.1);
- второе число равняется умноженному на 10 отношению предела текучести (условного предела текучести ) к номинальному пределу прочности на растяжениеПроизведение этих двух чисел равняется 1/10 предела текучести в ньютонах на квадратный миллиметр.
Минимальный предел текучести ) и минимальный предел прочности на растяжение4 Материалы
В таблице 2 приведены типы сталей для изготовления болтов, винтов и шпилек разных классов прочности, химический состав сталей и минимальные температуры отпуска.
Таблица 2 - Стали
Материал
и обработка
Ограничения на химический состав
(контрольный анализ) % ()
Температура отпуска, °С, не менее
Углеродистая сталь с добавками (например, B, Mn или Cr), закаленная и отпущенная
Углеродистая сталь, закаленная и отпущенная
Легированная сталь, закаленная и отпущенная
Содержание бора может достигать 0,005% при условии, что неэффективный бор контролируется добавлением титана и/или алюминия.
Для этих классов прочности допускается применять автоматную сталь с максимальным содержанием: 0,34% серы, 0,11% фосфора, 0,35 % свинца.
При номинальных диаметрах свыше 20 мм для получения достаточной прокаливаемости можно применять стали, предусмотренные для класса прочности 10.9.
В углеродистой стали с добавками бора с содержанием углерода ниже 0,25% (анализ ковшовой пробы) минимальное содержание марганца должно составлять 0,6% для класса прочности 8.8 и 0,7% - для классов прочности 9.8, 10.9 и 10.9.
Изделия из этих сталей следует дополнительно маркировать знаком подчеркивания обозначения класса прочности (см. раздел 9). Все характеристики, установленные в таблице 3 для класса прочности 10.9, должны быть у изделий класса прочности 10.9, однако из-за более низкой температуры отпуска для изделий этого класса характеристики релаксации напряжений в этих изделиях при повышенных температурах будут другими (см. приложение А).
Материал этих классов прочности должен иметь такую прокаливаемость, чтобы непосредственно после закалки перед отпуском получалась структура, состоящая приблизительно на 90% из мартенсита в сердцевине резьбовых участков крепежных изделий.
Эта легированная сталь должна содержать, по меньшей мере, один из следующих легирующих элементов в указанном минимальном количестве: 0,30% хрома, 0,30% никеля, 0,20% молибдена, 0,10% ванадия. Если сталь содержит два, три или четыре этих элемента, а содержание отдельных легирующих элементов меньше значений, приведенных выше, то предельное значение для определения класса составляет 70% суммы отдельных предельных значений, приведенных выше, для двух, трех или четырех рассматриваемых элементов.
Для класса прочности 12.9 не допускается наличие обогащенного фосфором белого слоя, обнаруживаемого металлографическим способом, на верхних поверхностях, подвергаемых растягивающему напряжению.
Химический состав и температура отпуска в настоящее время исследуются и будут уточнены.
БОЛТЫ, ВИНТЫ И ШПИЛЬКИ
Bolts, screws and studs.
Mechanical properties and test methods
МКС 21.060.10
ОКП 12 8200; 12 8400
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30.12.87 N 5112
4. ВЗАМЕН ГОСТ 1759-70 (в части механических свойств и методов испытаний болтов, винтов и шпилек)
Обозначение НТД, на который дана ссылка
Номер пункта, подпункта, приложения
6. Ограничение срока действия снято по протоколу N 3-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС N 5-6-93)
7. ИЗДАНИЕ с Изменением N 1, утвержденным в ноябре 1989 г. (ИУС 2-90)
Настоящий стандарт распространяется на болты, винты и шпильки из углеродистых нелегированных или легированных сталей с метрической резьбой - по ГОСТ 24705 диаметром от 1 до 48 мм.
Стандарт не распространяется на установочные винты и аналогичные им резьбовые крепежные изделия, а также на болты, винты и шпильки, к которым предъявляются специальные требования, такие как свариваемость, коррозионная стойкость, работоспособность при температурах выше плюс 300 °С (для автоматной стали - плюс 250 °С) и ниже минус 50 °С.
1. СИСТЕМА ОБОЗНАЧЕНИЙ
Система обозначений классов прочности болтов, винтов и шпилек приведена в табл.1.
По оси абсцисс дано номинальное значение временного сопротивления в Н/мм;
по оси ординат - относительное удлинение в %.
Обозначение класса прочности состоит из двух цифр:
первая соответствует 1/100 номинального значения временного сопротивления разрыву в Н/мм;
вторая соответствует 1/10 отношения номинального значения предела текучести к временному сопротивлению в процентах. Произведение указанных двух цифр соответствует 1/10 номинального значения предела текучести в Н/мм.
Минимальный (или условный) предел текучести и минимальное временное сопротивление равны или больше их номинальных значений.
_________________
* Применяется только для изделий с диаметром резьбы 16 мм.
Примечание. Не все классы прочности, приведенные в табл.1, могут использоваться для всех крепежных изделий. Указание о применении определенных классов прочности для стандартизованных изделий приведены в соответствующих стандартах на эти изделия. Для нестандартизованных изделий рекомендуется делать выбор по аналогии.
2. МАТЕРИАЛ
В табл.2 указаны стали для изготовления болтов, винтов и шпилек различных классов прочности и их термообработка.
Химический состав сталей обязателен только для тех крепежных изделий, которые не могут быть испытаны на растяжение.
Минимальная температура отпуска, указанная в табл.2, обязательна для классов прочности от 8.8 до 12.9.
Материал и обработка
Химический состав
(контрольный анализ), %
Температура отпуска °С, мин.
Углеродистая сталь с добавками (бор, марганец или хром) закаленная и отпущенная
Углеродистая сталь без добавок закаленная и отпущенная
Легированная сталь закаленная и отпущенная
* Для данных классов прочности допускается применение автоматных сталей с содержанием серы, фосфора и свинца не более 0,34%; 0,11%; 0,35% соответственно.
** Для размеров свыше М20 с целью достижения необходимой прокаливаемости могут применяться стали, рекомендуемые для изделий класса прочности 10.9.
*** В случае обычной углеродистой стали с добавками бора, с содержанием углерода менее 0,25% (анализ пробы из ковша), минимальное содержание марганца должно быть 0,6% для класса прочности 8.8 и 0,7% для классов прочности 9.8 и 10.9.
Изделия должны дополнительно маркироваться путем подчеркивания символа класса прочности (см. ГОСТ 1759.0).
Материалы, предназначенные для этих классов прочности, должны обладать прокаливаемостью, достаточной для получения структуры, содержащей приблизительно 90% мартенсита в сердцевине резьбового участка крепежного изделия в состоянии закалки перед отпуском.
На крепежных изделиях класса прочности 12.9, подвергаемых действию растягивающих напряжений, не допускается определяемый металлографическим исследованием белый фосфористый налет.
Легированная сталь должна содержать один или несколько легирующих элементов: хром, никель, молибден или ванадий.
Допускается применять другие материалы и виды термообработки по соглашению между изготовителем и потребителем, если изготовитель гарантирует выполнение всех механических свойств, предусмотренных настоящим стандартом.
3. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
При испытаниях по методам, описанным в разд.6, болты, винты и шпильки при комнатной температуре должны иметь механические свойства, указанные в табл.3 (при повышенных температурах - по приложению 2). Рекомендуемые технологические процессы изготовления болтов, винтов и шпилек - по приложению 1.
Классы прочности нержавеющего крепежа
Механические характеристики болтов, винтов, шпилек из нержавеющих сталей регламентируются ГОСТ Р ИСО 3506-1-2009. Настоящий стандарт классифицирует нержавеющие крепежные изделия по классам прочности, которые принято обозначать двумя цифрами: 50, 70, 80 и писать через дефис с маркой стали: А1-50, А2-70, А4-80. Что означают эти цифры? – это 1/10 часть от минимального предела прочности на растяжение.
Для производства нержавеющего крепежа чаще всего применяются марки стали А2 (пищевая) или А4 (кислотостойкая), обозначенные так в системе EN ISO, или их приближенные аналоги AISI 304 (12X18H10) и AISI 316 (03Х17Н14М2). Крепежные изделия из коррозионно-стойких сплавов аустенитной группы не упрочняются закаливанием в отличие от изделий из черных металлов. Их главным легирующим компонентом являются хром и никель, а также молибден (для марки А4). Процентное содержание этих и других добавок определяет степень коррозионной стойкости крепежа, максимальные рабочие нагрузки и другие свойства.
Примеры обозначения прочности крепежа из нержавейки:
А2-50 – мягкая сталь с пределом прочности на разрыв минимум 500 Н/мм² (500МПа).
А2-70 – холоднодеформированная сталь с пределом прочности на разрыв минимум 700 Н/мм² (700МПа).
А4-80 – высокопрочный сплав с пределом прочности на разрыв минимум 800 Н/мм² (800МПа).
Маркировка наносится на головку болтов (винтов) рядом с клеймом изготовителя, а шпильки маркируются на гладкой части или на торце, если шпилька полнорезьбовая. Иногда на торец шпильки наносится цветовая кодировка марки сплава (для А2 – зеленая, для А4 – красная). Если маркировка класса прочности отсутствует, то в расчет принимается среднее значение – 70.
Для сравнения механических свойств болтов из нержавеющей и углеродистой стали обратимся к таблице:
| Группа стали | Углеродистые | Аустенитные А2, А4 | |||||
| Класс прочности | 5.6 | 6.8 | 8.8 | 10.9 | 50 | 70 | 80 |
| Предел прочности, Н/мм² | 500 | 600 | 800 | 1040 | 500 | 700 | 800 |
| Предел текучести, Н/мм² | 300 | 480 | 640 | 940 | 210 | 450 | 600 |
Подробнее о механических свойствах крепежа из углеродистой стали в специальной статье.
Из таблицы видно, что при близких значениях временного сопротивления, предел текучести у аустенитных сплавов меньше, поэтому они больше подвержены пластической деформации. Это свойство позволяет болтам или шпилькам не ломаться при превышении допустимого момента затяжки или при боковых изгибающих нагрузках. В худшем случае превышение усилия может привести к срыву резьбы. В то время как углеродистые стали более хрупкие и запредельные нагрузки могут привести к излому резьбового крепежа.
Расчет нагрузок для нержавеющих болтов
Зная прочностные характеристики аустенитных сплавов, не трудно рассчитать максимальную нагрузку на болты по формуле. Для примера взят болт М12, А2-70.
Np0.2 = As х Rp0.2 = 84.3 х 450 = 37935 Н, где:
As – расчетная площадь сечения М12 (см. ГОСТ Р ИСО 3506 табл. А.1.)
Rp0.2 – предел текучести
Для определения расчетной рабочей нагрузки полученное значение необходимо разделить как минимум на 20: 37935 / 20 = 1896 кг, а для большей уверенности в безопасности болтокомплекта лучше разделить на 30.
Класс прочности – важнейшая характеристика нержавеющей стали, прописанная в национальном стандарте ГОСТ Р ИСО 3506-1-2009, которую следует учитывать при расчете нагрузки на болтовое или шпилечное соединение.
Сравнительная таблица прочности
Читайте также: