Classi di resistenza dei bulloni 8.8, 10.9 e 12.9: acciai e trattamento termico

Lettura della stampigliatura

Nella ISO 898-1, la classe di resistenza X.Y significa:

• Resistenza a trazione nominale ≈ X × 100 MPa
• Rapporto di snervamento ≈ Y/10 — quindi 10.9 snerva a circa 90% della sua resistenza a trazione

Classe	Trazione (nominale)	Snervamento (nominale)	Intervallo tipico di durezza
8.8	800 MPa	640 MPa	circa 23–34 HRC
10.9	1000 MPa	900 MPa	circa 32–39 HRC
12.9	1200 MPa	1080 MPa	circa 39–44 HRC

Acciai tipici

• 8.8: acciai a medio carbonio (classe C35/1045) o acciai al boro per diametri minori, temprati e rinvenuti. La classe cavallo di battaglia per strutture e macchinari.
• 10.9: acciai legati come 42CrMo4 / SCM440 o gradi al boro-legati (classe 10B38) — necessari perché una resistenza superiore a diametri maggiori richiede temprabilità in tutta la sezione.
• 12.9: acciai legati della classe SCM435 / 4140, strettamente controllati; il tetto di resistenza per i bulloni commerciali standard.

Logica di tempra e rinvenimento

Tutte e tre le classi sono realizzate allo stesso modo — tempra fino a martensite, quindi rinvenimento fino alla finestra obiettivo — e la temperatura di rinvenimento determina la classe. La ISO 898-1 fissa temperature minime di rinvenimento (dell'ordine di 425 °C per le classi fino a 10.9 e leggermente inferiori per 12.9) per garantire tenacità e comportamento di rilassamento delle tensioni, perché un bullone insufficientemente rinvenuto può raggiungere il valore di durezza rimanendo fragile.

Due precauzioni derivano dalla fisica. Primo, la resistenza dipende dalla sezione: un 12.9 di grande diametro è più difficile da realizzare onestamente di uno piccolo, poiché anche il nucleo deve trasformarsi. Secondo, 12.9 (e 10.9 elettrozincato) è sensibile all'infragilimento da idrogeno — zincatura e decapaggio acido richiedono controlli di cottura, ed è per questo che i giunti critici in 12.9 sono spesso lasciati non rivestiti o rivestiti meccanicamente.

Che cosa la classe non dice

La classe di resistenza certifica il comportamento a trazione del bullone, nient'altro. Non certifica il carico di serraggio che un giunto raggiungerà: la tensione installata dipende dal metodo di serraggio e dall'attrito (filettatura e sottotesta), ed è per questo che le tabelle di coppia nominano sempre una condizione di attrito e perché lo stesso bullone 10.9 può fornire precarichi molto diversi a secco, oliato o rivestito. Né la classe sta da sola — i dadi sono classificati in abbinamento (un dado di classe 10 per un bullone 10.9, e così via), e l'uso di un dado di classe inferiore declassa silenziosamente il gruppo.

La ISO 898-1 limita anche la decarburazione alla superficie della filettatura e fissa la durezza in modo diverso per i grandi diametri (oltre circa M39 la norma rimanda a un accordo), quindi i dispositivi di fissaggio ad alta resistenza molto grandi sono frequentemente specificati secondo norme di progetto o di stabilimento piuttosto che la classe da catalogo. Infine, i giunti critici a fatica spesso rullano le filettature dopo il trattamento termico — la tensione residua di compressione della rullatura aumenta notevolmente la resistenza a fatica, e questa nota di fabbricazione compare nelle specifiche serie dei bulloni proprio accanto alla classe di resistenza.