Κατηγορίες ιδιοτήτων κοχλιών 8.8, 10.9 και 12.9: Χάλυβες και θερμική κατεργασία

Ανάγνωση της σφραγίδας

Σύμφωνα με το ISO 898-1, η κατηγορία ιδιοτήτων X.Y σημαίνει:

• Ονομαστική αντοχή σε εφελκυσμό ≈ X × 100 MPa
• Λόγος διαρροής ≈ Y/10 — άρα η 10.9 διαρρέει περίπου στο 90% της αντοχής της σε εφελκυσμό

Κατηγορία	Εφελκυσμός (ονομαστικός)	Διαρροή (ονομαστική)	Τυπικό εύρος σκληρότητας
8.8	800 MPa	640 MPa	περίπου 23–34 HRC
10.9	1000 MPa	900 MPa	περίπου 32–39 HRC
12.9	1200 MPa	1080 MPa	περίπου 39–44 HRC

Τυπικοί χάλυβες

• 8.8: χάλυβες μεσαίου άνθρακα (κατηγορία C35/1045) ή χάλυβες βορίου για μικρότερες διαμέτρους, βαμμένοι και επαναφερμένοι. Η βασική κατηγορία για κατασκευές και μηχανήματα.
• 10.9: κραματωμένοι χάλυβες όπως 42CrMo4 / SCM440 ή ποιότητες κράματος βορίου (κατηγορία 10B38) — χρειάζονται επειδή η υψηλότερη αντοχή σε μεγαλύτερες διαμέτρους απαιτεί σκληρυνσιμότητα σε όλη τη διατομή.
• 12.9: κραματωμένοι χάλυβες κατηγορίας SCM435 / 4140, αυστηρά ελεγχόμενοι· το ανώτατο όριο αντοχής για τυπικούς εμπορικούς κοχλίες.

Λογική βαφής και επαναφοράς

Και οι τρεις κατηγορίες κατασκευάζονται με τον ίδιο τρόπο — βαφή σε μαρτενσίτη, στη συνέχεια επαναφορά πίσω στο παράθυρο-στόχο — και η θερμοκρασία επαναφοράς κάνει την ταξινόμηση. Το ISO 898-1 θέτει ελάχιστες θερμοκρασίες επαναφοράς (της τάξης των 425 °C για κατηγορίες έως 10.9 και κάπως χαμηλότερες για 12.9) για να εγγυηθεί δυσθραυστότητα και συμπεριφορά χαλάρωσης τάσεων, επειδή ένας ανεπαρκώς επαναφερμένος κοχλίας μπορεί να πετύχει τον αριθμό σκληρότητάς του παραμένοντας εύθραυστος.

Δύο προειδοποιήσεις απορρέουν από τη φυσική. Πρώτον, η αντοχή εξαρτάται από τη διατομή: ένας 12.9 μεγάλης διαμέτρου είναι δυσκολότερο να κατασκευαστεί έντιμα από έναν μικρό, αφού ο πυρήνας πρέπει ακόμη να μετασχηματιστεί. Δεύτερον, η 12.9 (και η ηλεκτρολυτικά επιμεταλλωμένη 10.9) είναι ευαίσθητη σε ευθραυστότητα υδρογόνου — η επιμετάλλωση και η όξινη αποξείδωση χρειάζονται ελέγχους ψησίματος, γι' αυτό κρίσιμες αρθρώσεις 12.9 συχνά αφήνονται χωρίς επιμετάλλωση ή επιστρώνονται μηχανικά.

Τι δεν σας λέει η κατηγορία

Η κατηγορία ιδιοτήτων πιστοποιεί τη συμπεριφορά του κοχλία σε εφελκυσμό, τίποτα άλλο. Δεν πιστοποιεί το φορτίο σύσφιξης που θα πετύχει μία άρθρωση: η εγκατεστημένη τάση εξαρτάται από τη μέθοδο σύσφιξης και την τριβή (σπείρωμα και κάτω από την κεφαλή), γι' αυτό οι πίνακες ροπής αναφέρουν πάντα μία συνθήκη τριβής και γι' αυτό ο ίδιος κοχλίας 10.9 μπορεί να δώσει πολύ διαφορετικές προφορτίσεις στεγνός, λαδωμένος ή επιστρωμένος. Ούτε η κατηγορία στέκεται μόνη της — τα περικόχλια ταξινομούνται ώστε να ταιριάζουν (ένα περικόχλιο κατηγορίας 10 για κοχλία 10.9, και ούτω καθεξής), και η χρήση περικοχλίου χαμηλότερης κατηγορίας υποβαθμίζει αθόρυβα τη συναρμολόγηση.

Το ISO 898-1 περιορίζει επίσης την απανθράκωση στην επιφάνεια του σπειρώματος και θέτει τη σκληρότητα διαφορετικά για μεγάλες διαμέτρους (πάνω από περίπου M39 το πρότυπο παραδίδει σε συμφωνία), οπότε πολύ μεγάλα στοιχεία στερέωσης υψηλής αντοχής προδιαγράφονται συχνά σύμφωνα με πρότυπα έργου ή εργοστασίου και όχι την κατηγορία καταλόγου. Τέλος, οι αρθρώσεις κρίσιμες για κόπωση συχνά κυλούν τα σπειρώματα μετά τη θερμική κατεργασία — η θλιπτική παραμένουσα τάση από την κύλιση αυξάνει αισθητά την αντοχή σε κόπωση, και αυτή η σημείωση κατασκευής εμφανίζεται σε σοβαρές προδιαγραφές κοχλιών ακριβώς δίπλα στην κατηγορία ιδιοτήτων.