Класи міцності болтів 8.8, 10.9 та 12.9: сталі та термічна обробка

Читання штампа

За ISO 898-1 клас міцності X.Y означає:

• Номінальна межа міцності на розтяг ≈ X × 100 MPa
• Коефіцієнт плинності ≈ Y/10 — отже, 10.9 тече приблизно при 90% своєї межі міцності на розтяг

Клас	Межа міцності на розтяг (номінальна)	Межа плинності (номінальна)	Типовий діапазон твердості
8.8	800 MPa	640 MPa	приблизно 23–34 HRC
10.9	1000 MPa	900 MPa	приблизно 32–39 HRC
12.9	1200 MPa	1080 MPa	приблизно 39–44 HRC

Типові сталі

• 8.8: середньовуглецеві сталі (клас C35/1045) або борні сталі для менших діаметрів, загартовані та відпущені. Робочий клас для конструкцій і машин.
• 10.9: леговані сталі, такі як 42CrMo4 / SCM440, або борнолеговані марки (клас 10B38) — потрібні, оскільки вища міцність при більших діаметрах вимагає прогартовуваності по перерізу.
• 12.9: леговані сталі класу SCM435 / 4140, жорстко контрольовані; стеля міцності для стандартних комерційних болтів.

Логіка загартування та відпуску

Усі три класи виготовляються однаково — загартування до мартенситу, потім відпуск назад до цільового вікна — а температура відпуску виконує градацію. ISO 898-1 встановлює мінімальні температури відпуску (порядку 425 °C для класів до 10.9 і дещо нижчі для 12.9), щоб гарантувати в'язкість і поведінку релаксації напружень, оскільки недовідпущений болт може досягти своєї цифри твердості, залишаючись крихким.

Два застереження випливають з фізики. По-перше, міцність залежить від перерізу: великодіаметральний 12.9 важче виготовити чесно, ніж малий, оскільки серцевина все одно має трансформуватися. По-друге, 12.9 (і гальванічно покритий 10.9) чутливий до водневої крихкості — покриття та кислотне травлення потребують контролю випікання, саме тому критичні з'єднання 12.9 часто залишають без покриття або покривають механічно.

Чого клас не говорить вам

Клас міцності засвідчує поведінку болта на розтяг, нічого більше. Він не засвідчує навантаження затиску, якого досягне з'єднання: встановлене натягнення залежить від методу затягування та тертя (різьби та під головкою), саме тому таблиці крутного моменту завжди називають умову тертя і чому той самий болт 10.9 може давати дуже різні попередні навантаження сухим, змащеним або покритим. Клас також не стоїть сам — гайки класифікуються відповідно (гайка класу 10 для болта 10.9 і так далі), а використання гайки нижчого класу тихо знижує клас вузла.

ISO 898-1 також обмежує зневуглецювання на поверхні різьби та встановлює твердість по-різному для великих діаметрів (понад ~M39 стандарт передає це угоді), отже, дуже великі високоміцні кріплення часто вказуються за проектними або заводськими стандартами, а не за каталожним класом. Нарешті, з'єднання, критичні до втоми, часто накочують різьбу після термічної обробки — стискальне залишкове напруження від накочування помітно підвищує втомну міцність, і ця виробнича нотатка з'являється в серйозних специфікаціях болтів прямо поряд з класом міцності.