Классы прочности нержавеющего крепежа

Крепежные изделия из нержавейки, как правило, производятся из коррозиеустойчивой аустенитной стали марок А2 или А4. По AISI им соответствуют виды 304 и 316. В этих сплавах содержатся многочисленные легирующие компоненты, которые придают изделиям высокую прочность, износостойкость, сопротивляемость коррозии. Продукция марок А2 и А4 не подвергаются закалке в противоположность аналогам из черных металлов. В ГОСТ ISO 3506 классы прочности нержавеющего крепежа обозначаются буквами и цифрами. Сначала указывается марка стали, а через дефис — степень прочности: А2-50, А4-80 и т.д.

Примеры маркировки

Данные о крепеже можно найти около клейма производителя на головке, а в случае со шпилькой — на любом участке без резьбы. Марку сплава иногда обозначают цветом: зеленая метка соответствует А2, а красная — А4. При отсутствии признаков класса прочности по умолчании считается, что это 70. 

• А2-50 — пластичная сталь, имеющая предел прочности на разрыв 500 МПа.
• А2-70 — сталь холодной прокатки с предельной прочностью 700 МПа.
• А4-80 — металл обладает самой высокой прочностью — 800 МПа.

Если сравнивать крепежи из нержавейки и углеродистой стали по параметрам прочности и текучести, получается следующая картина:

Видно, что аустенитные сплавы имеют меньший предел текучести, а потому деформируются плавно. Такое свойство исключает риск излома болта, винта или шпильки при превышении усилия во время затяжки или слишком высоких боковых нагрузках на изгиб. В самой неблагоприятной ситуации возможен срыв резьбы, тогда как метизы из более хрупкой стали с повышенным содержанием углерода просто лопнут при запредельной нагрузке. 

Описание классов прочности нержавеющей стали

Марка A2 (низкоуглеродистый аналог по AISI — 304/304L, по ГОСТ 5632 — 08Х18Н10) — коррозионностойкая, немагнитная, не подвергается закалке, при сварочных работах уровень ее хрупкости не повышается. После механической обработки может обрести магнитные свойства, особенно это касается шурупов и шайб. Группа А2 достаточно распространенная по сравнению с остальными типами нержавейки.

Изделия из А2 в основном применяются при установке сэндвич-панелей, облицовке фасадов, монтаже вентиляционных сетей, алюминиевых конструкций, ограждений, производстве насосного оборудования, различных приборов для добывающей, химической, фармацевтической, пищевой отрасли, а также в машино- и судостроении. Сталь сохраняет свои рабочие качества в широком диапазоне температур — от -200 до +425 градусов.

Марка A4 (низкоуглеродистый аналог по AISI 316/316L, по ГОСТ 5632 — 10Х17Н13М2) по ряду параметров лучше, чем А2, благодаря присутствию молибдена, который существенно повышает антикоррозионные свойства металла. А4 совершенно не имеет предпосылок для получения магнитных свойств, и даже механическая обработка не изменяет это качество.

Из стали этой марки изготавливают метизы, такелажное оборудование и изделия для применения при температуре от -60 до +450 градусов в кислотных или хлорсодержащих средах. В частности, в судостроении или бассейнах.

Аустенитные стали делятся на пять марок — от А1 до А5. Каждая из марок включает в себя три класса по нарастанию прочности — от 50 до 80. Наибольшим спросом пользуются изделия из сталей классов А2-70 и А4-80.

Расчет нагрузки прочности нержавеющего крепежа

Предельная и рабочая нагрузка на крепеж рассчитываются по определенной формуле. Для этого надо знать технические характеристики конкретной марки стали.

Если нужно выяснить, какую нагрузку способен выдержать болт М12, имеющий параметры А2-70, следует составить следующую формулу:

Np0.2 = As х Rp0.2 = 84,3х450 = 37935Н, где:

• As — площадь сечения болта (данные об этом можно взять в таблице А1 ГОСТ 3506);
• Rp0.2 — предел текучести.

Итоговую цифру нужно разделить на 20, чтобы определить максимальную нагрузку, или на 30, чтобы узнать рабочую нагрузку: 

• 37935/20 = 1897 кг;
• 37935/30 = 1264 кг.

Класс прочности — это параметр, который всегда нужно учитывать при проектировании любых конструкций. От корректности вычислений и правильно выбранного крепежа зависят устойчивость сооружения и жизни людей.