Třídy pevnosti šroubů 8.8, 10.9 a 12.9: oceli a tepelné zpracování

Jak číst označení

Podle ISO 898-1 třída pevnosti X.Y znamená:

• Jmenovitá pevnost v tahu ≈ X × 100 MPa
• Poměr meze kluzu ≈ Y/10 — takže 10.9 dosahuje meze kluzu přibližně 90% své pevnosti v tahu

Třída	Pevnost v tahu (jmenovitá)	Mez kluzu (jmenovitá)	Typický rozsah tvrdosti
8.8	800 MPa	640 MPa	přibližně 23–34 HRC
10.9	1000 MPa	900 MPa	přibližně 32–39 HRC
12.9	1200 MPa	1080 MPa	přibližně 39–44 HRC

Typické oceli

• 8.8: středně uhlíkové oceli (třída C35/1045) nebo borové oceli pro menší průměry, kalené a popouštěné. Pracovní třída pro konstrukce a stroje.
• 10.9: legované oceli jako 42CrMo4 / SCM440 nebo borově legované třídy (třída 10B38) — potřebné, protože vyšší pevnost při větších průměrech vyžaduje prokalitelnost průřezem.
• 12.9: legované oceli třídy SCM435 / 4140, přísně řízené; strop pevnosti pro standardní komerční šrouby.

Logika kalení a popouštění

Všechny tři třídy se vyrábějí stejně — kalením na martenzit a následným popouštěním zpět do cílového okna — a popouštěcí teplota provádí třídění. ISO 898-1 stanoví minimální popouštěcí teploty (v řádu 425 °C pro třídy do 10.9 a poněkud nižší pro 12.9), aby zaručila houževnatost a chování při relaxaci napětí, protože nedostatečně popouštěný šroub může dosáhnout hodnoty tvrdosti a přitom zůstat křehký.

Z fyziky vyplývají dvě upozornění. Za prvé, pevnost závisí na průřezu: velkoprůměrový 12.9 je těžší vyrobit poctivě než malý, protože jádro se musí stále přeměnit. Za druhé, 12.9 (a galvanicky pokovený 10.9) je citlivý na vodíkovou křehkost — pokovování a kyselé moření vyžadují řízení odvodíkovacího žíhání, a proto kritické spoje 12.9 často zůstávají nepokovené nebo mechanicky povlakované.

Co vám třída neřekne

Třída pevnosti certifikuje tahové chování šroubu, nic jiného. Necertifikuje svěrnou sílu, které spoj dosáhne: instalované napětí závisí na způsobu utahování a tření (v závitu a pod hlavou), a proto tabulky utahovacích momentů vždy uvádějí podmínku tření a stejný šroub 10.9 může poskytnout velmi odlišné předpětí za sucha, naolejovaný nebo povlakovaný. Třída také nestojí sama — matice jsou tříděny tak, aby odpovídaly (matice třídy 10 pro šroub 10.9 atd.), a použití matice nižší třídy sestavu tiše degraduje.

ISO 898-1 také omezuje oduhličení na povrchu závitu a stanoví tvrdost odlišně pro velké průměry (nad ~M39 norma předává dohodě), takže velmi velké vysokopevnostní spojovací prvky se často specifikují podle projektových nebo podnikových norem, nikoli katalogové třídy. Nakonec, spoje kritické z hlediska únavy často válcují závity po tepelném zpracování — tlakové zbytkové napětí z válcování výrazně zvyšuje únavovou pevnost a tato výrobní poznámka se objevuje na seriózních specifikacích šroubů hned vedle třídy pevnosti.