Все болты и гайки внешне одинаковы и разница между ними разве что в размерах, считают непосвященные. На первый взгляд, принципиальных различий действительно немного. Тем не менее они есть.
Нагрузки, которые испытывают болтовые соединения, разные — постоянные и временные, весовые и вибрационные, на излом и на разрыв. При этом вектор воздействия редко бывает единственным. Как правило, их несколько, при этом сочетаются они в разных комбинациях.
В статье мы расскажем, что означают надписи на болтах и как определить класс прочности метизов по маркировке.
Виды болтов
Разобраться в надежности крепежа будет проще, если рассматривать его устройство и характеристики, опираясь на форму и назначение.
Болты по форме
Стандартный болт — это стержень с наружной резьбой с одного конца и головкой с другого. Контакт с деталью или несущей поверхностью обеспечивает гайка, распорная втулка или резьбовое соединение. В рамках общей формы болты могут иметь отличия, что позволяет отнести их к определенной категории.
Тип головки
Данный критерий объединяет утилитарную и декоративную функции метизов.
- Шестигранник (квадрат) — самая популярная модификация, может оснащаться фланцем, буртом, опорным выступом. Универсальное решение, применяется в любых отраслях.
- Полукруг — используется для сборки деревянных и ламинированных конструкций. Фиксацию болта в посадочном гнезде обеспечивает квадратный подголовник или ус.
- Потайная — встречается преимущественно в мебельной промышленности, плоская форма обеспечивает скрытый монтаж. Требует дополнительной подготовки отверстия методом зенкования.
- Откидная — применяется в строительстве при организации такелажных работ. В зависимости от задачи может иметь вид кольца (рым-болт), крюка или вилки с дополнительным отверстием под шплинт в стержне.
Важно! Однозначных правил сочетания головки и стержня не существует. Комбинации этих узлов произвольны и определяются задачей.
Тип стержня
Важный критерий классификации — конструкция стержня. Весь крепеж можно разделить на следующие группы:
- резьбовые — крепление метизов с основанием или деталью происходит за счет нарезки;
- анкерные — сцепление с материалом и удержание груза обеспечивается распорной втулкой;
- стад-болты — гладкий стержень со шляпкой, приваренный к несущему основанию.
Обратите внимание! Форма и назначение крепежа не являются факторами жестко ограничивающими область его использования. На практике приоритетным критерием выбора является прочность метизов, гарантирующая надежность и безопасность соединения.
Назначение
Область применения крепежа в зависимости от класса прочности:
- Дорожные — монтаж ограждений, указателей, наружного освещения. Отличаются высокой коррозионной стойкостью.
Класс прочности: 3,6-8,8.
- Лемешные (культиваторные) — крепление навесного оборудования к сельскохозяйственной технике.
Класс прочности: 3,6-8,8.
- Мебельные — сборка облегченных конструкций из дерева, пластика, металла с акцентом на эстетике узла. Основная форма головки — потай или полусфера.
Класс прочности: 3,6-5,8.
- Строительные — возведение зданий, мостов, крупных металлоконструкций. Производятся из высокопрочной стали с защитным покрытием.
Класс прочности: 3,6-12,9.
- Машиностроительные — сборка машин и механизмов. Тип стержня — резьбовой, широкая номенклатура размеров, разнообразие сталей. Класс прочности: 3,6-12,9.
| Класс прочности гайки | Болты, сопрягаемые с гайкой | |
|---|---|---|
| Класс прочности | Диаметр резьбы | |
| 4 | 3,6; 4,6; 4,8 | M16 |
| 5 | 3,6; 4,6; 4,8/5,6; 5,8 | M16/M48 |
| 6 | 4,5; 5,8 | M48 |
| 8 | 8,8 | M48 |
| 9 | 8,8/9,8 | M16/M48 |
| 10 | 10,9 | M48 |
| 12 | 12,9 | M48 |
Полезно! Гайки более высокого класса заменяют низший класс, если напряжение в соединении ниже предела текучести и указанной в стандарте пробной нагрузки болта. В обратной ситуации, когда нагрузка в сопряжении выше положенной, прочность гайки необходимо подбирать с превышением прочности стержня минимум на 10%, что позволяет уже на стадии монтажа предупредить неправильный выбор крепежных элементов.
Материал и покрытие
Прочностные характеристики болтов обусловлены прежде всего маркой стали и технологией производства — формовкой, термообработкой, нанесением покрытия. Основные материалы в изготовлении крепежа:
- Низколегированная, конструкционная сталь.
- Углеродистая, легированная сталь.
- Аустенитная влагостойкая сталь A2 и A4 (нержавеющая).
- Цветные металлы и сплавы — алюминий, латунь, бронза, медь, титан.
В качестве защитного покрытия, препятствующего разрушению крепежа вследствие воздействия влажной или агрессивной среды, используют цинк, кадмий, никель. Основные технологии — оксидирование, фосфатирование, окрашивание.
Важно! Качество адгезии защитных составов разное. К тому же ради получения высоких декоративных характеристик, в процессе нанесения иногда снижается предел выносливости стали, например, при хромировании. Рекомендуем перед покупкой получить консультацию специалистов.
Класс прочности
Это одна из базовых характеристик метизов. Она рассказывает об устойчивости крепежа к нагрузкам. Существует несколько факторов прямо или косвенно влияющих на этот показатель, отсюда такое количество и разнообразие ГОСТов, сопровождающих публикации с описаниями болтов.
- Наиболее применяемые стандарты: ГОСТ 1759.4-87 (ИСО 898/1-78), ГОСТ 22353-77 (старый), ГОСТ 52644-2006 (новый), ГОСТ ИСО 3506-1-2009, ГОСТ ISO 898-2-2015.
О том, что означают цифры на болтах и гайках и какие документы регулируют указанные параметры в каждом конкретном случае, читайте дальше.
Маркировка на болтах
Для правильного подбора крепежа важно знать не только класс прочности, но и то, какие параметры его определяют. Базовыми являются следующие значения:
- Временное сопротивление — лимит прочности, показывающий максимальное усилие, после которого метиз разрушится. Учитываются все типы нагрузок: сжатие, изгиб, растяжение.
- Предел текучести — окончание упругой деформации метиза и переход к пластичным изменениям конструкции. Другими словами, превышение этого порога ведет к необратимой деформации детали.
Маркировка с указанием класса прочности позволяет узнать эти значения для любого метиза. Временное сопротивление вычисляется путем умножения первой цифры на 100.
- Пример: крепеж с кодом 6,8 будет иметь значение 600 МПа.
Предел текучести рассчитывается чуть сложнее: временное сопротивление нужно умножить на вторую цифру, а затем разделить результат на 10.
- Пример: предел текучести того же болта 6,8 будет: 600×8÷10 = 480 МПа.
| Класс прочности | Временное сопротивление, МПа | Предел текучести, МПа |
|---|---|---|
| 3,6 | 300 | 180-190 |
| 4,8 | 400-420 | 320-340 |
| 5,6 | 500 | 300 |
| 5,8 | 500-520 | 400-420 |
| 6,6 | 600 | 360-480 |
| 8,8 | 800-830 | 640-660 |
| 9,8 | 900 | 720 |
| 10,9 | 1000-1040 | 900-940 |
| 12,9 | 1200-1220 | 1080-1100 |
Пример: что значит 8,8 на головке болта? Независимо от области применения и формы этот крепеж обладает пределом прочности на разрыв 8 — первая цифра и таким же пределом текучести — 8 — вторая цифра. Достаточно уверенные показатели.
Полезно! В отдельных случаях маркировка может не содержать разделительного знака — 8,8 или 88.
Маркировка по ГОСТ
В 2008 году ГОСТ 22353-77, регулирующий стандарты конструкции и размера болтов, используемых в строительстве и машиностроении на территории РФ, был заменен новой редакцией — ГОСТ 52644-2006.
Так как метизы, изготовленные по старым требованиям, по-прежнему используются, будет нелишним знать, что означает маркировка на болтах в старой и новой версиях.
ГОСТ 22353-77
Верхнюю строку начинает клеймо производителя (D, THE, JX, OC, L, Ч, WT), далее следует класс прочности и закрывает набор символ климатического исполнения (У — умеренный климат, Т — тропический, В — все климатическая модель) — знак, обозначающий допустимые погодные условия эксплуатации метиза.
- Важно: в отдельных случаях буквенную часть климатического допуска сопровождают цифры, уточняющие категорию размещения (1 — открытый воздух, 2 — открытый воздух без осадков, 3 — закрытые помещения и т. д.).
Нижняя строка содержит указание на номер плавки, присвоенный партии в литейном цеху.
| Класс прочности | Описание болтов |
|---|---|
| 4,8 5,8 | Марка стали — 10, 20. Умеренная прочность на разрыв. Для малонагруженных соединений. |
| 8,8 | Марка стали — 35, 20Г2Р. В два раза прочнее чем 4,8. Для ответственных конструкций и механизмов. |
| 10,9 12,9 | Марка стали — 20Г2Р, 40. Почти в три раза прочнее чем 4,8. Для разборных соединений, грузоподъемной техники. |
ГОСТ 52644-2006
В новом стандарте набор обозначений тот же самый, изменен лишь порядок символов. Верхняя строка — клеймо завода с номером плавки. Нижняя — класс прочности, наименование изделия и климатическое исполнение.
Обратите внимание! На обычных болтах от ноунейм-изготовителя, рассчитанных на эксплуатацию в легких условиях, маркировка может не ставиться либо иметь сокращенный вид с минимумом информации. Все, что сказано выше, касается высокопрочных метизов, используемых в средних и тяжелых условиях с серьезными нагрузками.
Маркировка болтов из нержавеющей стали
Параметры крепежа из коррозионно-стойкой стали регулирует ГОСТ ИСО 3506-1-2009. В этом случае класс прочности принято указывать в привязке к марке стали, например: A2-50, A4-80. Что означают эти цифры на головке болта?
В производстве нержавеющих метизов чаще остальных используют стали марок А2 (пищевая) или А4 (кислотостойкая) или их аналоги — AISI 304 и AISI 316. В отличие от крепежа из черного металла болты и гайки из этих сплавов не проходят упрочняющую термическую обработку.
- Их главное достоинство — коррозионная стойкость, и достигается она легированием — введением в сплав добавок — хрома, никеля или молибдена.
Регулируя соотношение примесей, производитель может изменять механические свойства крепежа, увеличивая предел прочности и текучести в ущерб влагостойкости и наоборот.
Цифры на изделиях из нержавеющей стали читаются так:
- А2-50 – аустенитная сталь с низким содержанием углерода (мягкая) и минимальным пределом прочности на разрыв в 500 МПа (мегапаскаль).
- А4-80 – высокопрочный сплав с добавлением молибдена и пределом прочности от 800 МПа.
Интересно! Из-за отсутствия места для маркировки некоторые производители помечают полнорезьбовые нержавеющие шпильки краской на торцах: зеленой — для A2 и красной — для A4. Класс прочности для крепежа без маркировки принимается по умолчанию как 70.
Отличия болтов из углеродистой и аустенитной стали демонстрирует следующая таблица:
| Сталь | Углеродистая | Нержавейка |
|---|---|---|
| Класс прочности | 5,6 8,8 10,9 | 50 70 80 |
| Предел прочности, МПа | 500 800 1040 | 500 700 800 |
| Предел текучести, МПа | 300 640 940 | 210 450 600 |
Хорошо видно, что при почти одинаковых параметрах временного сопротивления, границы текучести у нержавеющих сталей ниже, они более предрасположены к деформации, чем углеродистые сплавы. С другой стороны, это качество позволяет им выдерживать изгибающие нагрузки не ломаясь, в то время как болты из конструкционной стали без легирующих добавок более хрупки, и превышение нагрузки их ломает, но не гнет.
Маркировка гаек
Правила маркировки гаек аналогичны тем, что применяются к болтам. Как правило, код располагается на гранях метизов по системе циферблата, демонстрируя класс прочности (от 4 до 12) и клеймо изготовителя. Полную информацию о крепеже нужно искать на коробке.
- Требования к маркировке гаек регламентируются ГОСТ 1759.4-87 и ГОСТ ISO 898-2-2015.
В отдельных случаях символьное обозначение дополняется указанием типа, шага резьбы, диаметра гайки и толщины защитного покрытия.
| Класс прочности | Описание гаек |
|---|---|
| 5,0 6,0 | Марка стали — 10, 20. Для малонагруженных соединений. |
| 8,0 | Марка стали — 35, 20Г2Р. Для ответственных конструкций и механизмов. |
| 10,0 12,0 | Марка стали — 20Г2Р, 40. Для сложных, высоконагруженных конструкций. |
Полезно знать! Указанный класс прочности подходит лишь для стандартных и высоких гаек. Маркировка низких гаек выглядит иначе: любое значение для них начинается с нуля — 05, 08 и т. д.
