Что обозначают цифры на крепёжных изделиях

Крепёжные изделия являются неотъемлемой частью современной промышленности и строительства, без них не обходится практически ни одно соединение, также они имеют большое применение и в быту. Все замечали маркировку на крепеже (например, на шляпке болта), и это не зашифрованный момент затяжки, как многие думают, а класс прочности. От правильного выбора класса прочности крепежа зависит надёжность и долговечность конструкций, механизмов и оборудования, собранных с их помощью.

К резьбовым крепёжным изделиям, на которые наносится маркировка, относятся: болтовой крепёж с шестигранной головкой, винты с внутренним шлицем цилиндрического или шестигранного типа, шестигранные гайки и резьбовые шпильки. Нанесение маркировки возможно как на поверхность самих крепёжных изделий: на верхнюю плоскость головки (наиболее распространённый вариант); на боковую грань шестигранника; на торец (для болтов с внутренним шестигранником). В случае мелких элементов маркировка может присутствовать в технической документации либо в сопроводительном листе партии (иначе была бы не читаема).

Маркировка обязана включать следующие данные: класс прочности материала, конструктивные размеры изделия, указание на левую резьбу (если она предусмотрена), информацию о защитном покрытии (его наличии и типе), а также клеймо или товарный знак производителя. В качестве примера можно рассмотреть маркировку на головках болтов, которая содержит данные о производителе и ключевые параметры изделия. Обычно она включает: обозначение класса или степени прочности материала крепежа, а также сплавов; товарный знак или клеймо завода изготовителя; стрелку, указывающую направление ввинчивания (если резьба левая).

Самая важная характеристика крепежа — класс прочности. Он показывает, какую нагрузку выдержит деталь до разрыва, и при какой нагрузке начнёт деформироваться. В простых бытовых соединениях это не так важно, а в ответственных, например, мостах или кранах — прочность крепежа должна точно выполняться согласно расчётам. В соответствии с нормативным документом ГОСТ 1759.4 87 класс прочности указывают двумя числами через точку (4.6, 5.8, 10.9, 12.9). Эти числовые показатели служат индикатором прочности: чем они больше, тем выше несущая способность крепежа.

Значение первой цифры соответствует номинальному пределу прочности материала крепежа в Н/мм2, поделенному на 100. Параметр показывает критическую нагрузку — при её превышении изделие разрушится, независимо от типа воздействия (растяжение, изгиб или кручение). Вторая цифра, следующая за точкой, отражает предел текучести материала, то есть уровень нагрузки, вызывающий необратимую деформацию — как в режиме сжатия, так и в режиме растяжения.

Когда возникает нагрузка на крепёжное соединение, происходит увеличение расстояний между атомами материала; превышение предела ведёт к разрушению межатомных связей, что исключает восстановление исходной формы. Оно показывает отношение предела текучести к пределу прочности, умноженное на 10.

Рассмотрим структуру маркировки прочности на примере обозначения 10.9. Первое числовое значение (10) соответствует пределу прочности материала на разрыв, равному 1000 МПа. Второе значение (9) отражает отношение предела текучести к пределу прочности — 90 %, что в абсолютных величинах составляет 900 МПа.

Следует отметить, что возрастание числовых показателей маркировки коррелирует с увеличением механической прочности изделия. Однако оптимальность применения болтов повышенной прочности определяется комплексом параметров: расчётным напряжением в соединении, характером внешних воздействий (вибрации), агрессивностью среды (коррозия) и температурными условиями эксплуатации. Иначе неоптимальный перерасход дорого крепежа.

В зависимости от предполагаемой нагрузки выбирают соответствующий класс прочности болтов и винтов:

• 3.6 — соединения с минимальной нагрузкой;
• 4.6 — общеприменимый (стандартный) класс;
• 5.6 — базовые конструкции;
• 8.8 — узлы с обычными нагрузками;
• 10.9 — механизмы с повышенными требованиями к надёжности и прочности (вроде колесных болтов);
• 12.9 — соединения, требующие предельной прочности.

От чего зависит класс прочности крепежа? В первую очередь — от материала и способа его обработки. Например, болты часто делают из стали Ст45. Она прочнее обычных низкоуглеродистых сталей. Исходный материал без обработки позволяет изготовить крепёж классов 6.6 и 8.8. При применении термообработки (закалка с отпуском) прочность возрастает — становятся доступны классы 9.8 и 10.9. Это демонстрирует, что свойства крепежа определяются не только материалом, но и способом его термической обработки.

Допустимо ли использовать болт и гайку с разной прочностью? Оптимально выбирать гайку того же класса прочности, что и болт. При отсутствии подходящей гайки допустимо взять вариант с более низким классом прочности. Гайка повышенной прочности оправдана лишь в случае, если предполагаемая нагрузка на соединение превысит предел текучести материала.

Правильный выбор крепежа — ключевой фактор надёжности конструкции. Необходимо учитывать все эксплуатационные факторы и требования к соединению при выборе конкретного класса прочности. Использование несоответствующих классу прочности элементов может привести к преждевременному разрушению соединения и серьёзным последствиям. Важно помнить, что качество крепёжных изделий должно подтверждаться сертификатами соответствия и результатами испытаний.

Спасибо за внимание.