Під час вибору промислового кріплення фахівці часто орієнтуються на стандарт виробу — наприклад болти DIN, ISO або ГОСТ. Однак не менш важливим параметром є марка сталі, з якої виготовлені болти, шпильки або гайки.

 

Якщо матеріал обраний неправильно, це може призвести до:

 

➖  руйнуванню болтового з'єднання;

➖  зрізу різьби;

➖  втрати зусилля затягування та прискореному зносу з'єднання.

 

Тому перед тим, як замовляти болти, гайки або різьбові шпильки важливо розуміти властивості сталей, що застосовуються під час виробництва кріплення.

 

 

Основні чинники вибору сталі для кріплення

 

 

Під час проєктування різьбових з'єднань враховуються кілька ключових параметрів:

 

Механічна міцність

 

Це базовий параметр, що визначає здатність кріплення витримувати навантаження на розтягнення, розрив і зріз. Для стандартних з'єднань широко використовуються болти DIN 933 и болти DIN 931, виготовлені з вуглецевих або легованих сталей.

Високонавантажені з'єднання вимагають кріплення підвищеної міцності, наприклад, болтів DIN 960 з дрібною різьбою.

 

Умови експлуатації

 

Матеріал має бути інертним щодо середовища, у якому він експлуатується, щоб уникнути корозійного руйнування. Під час роботи в агресивному середовищі застосовують нержавіючі болти, стійкі до корозії.

Для високотемпературних з'єднань використовуються жароміцні шпильки DIN 939, які здатні працювати за температур до 500-600 °C.

 

Динамічні навантаження

 

У машинобудуванні та енергетиці застосовуються кріпильні вироби з легованих сталей — такі матеріали забезпечують високу втомлену міцність.

 

 

Таблиця швидкого підбору за чинниками

 

 

 

Класифікація сталей для кріплення

 

 

Сталі, що використовуються для виробництва кріплення, умовно діляться на кілька груп.

 

1.  Вуглецеві конструкційні сталі

 

Їхня класифікація ґрунтується на вмісту вуглецю (C), що безпосередньо визначає здатність металу до загартовування та його пластичність. Вуглецеві сталі класифікуються за вмістом вуглецю:

 

   низьковуглецеві (<0,25%);

   середньовуглецеві (0,25–0,6%);

   високовуглецеві (>0,6%).

 

та за ступенем розкислення:

 

   киплячі (кп);

   напівзаспокійні (нс);

   спокійні (сп).

 

Це найпоширеніша група сталей, що використовуються для виробництва масового кріплення. Найчастіше застосовують марки: Ст3, 10, 20, 35, 45.

 

Такі сталі застосовуються для виробництва:

 

• будівельних болтів;
• фундаментного кріплення;
• шайб;
• стандартних гайок;
• різьбових шпильок.

 

Наприклад, із цих сталей часто виготовляються шестигранні гайки DIN 934, які використовуються практично у всіх типах різьбових з'єднань.

 

 

Переваги вуглецевих сталей

 

💰    низька вартість;

🛠️   добра технологічність;

⚡   висока продуктивність холодної висадки;

🏗️   простота механічної обробки.

 

Тому саме з цих сталей виготовляється більшість стандартних шестигранних болтів DIN 933, що використовуються в будівництві та машинобудуванні.

 

 

Недоліки:

 

💧   низька корозійна стійкість;

📉   обмежена міцність;

🛡️   потреба захисних покриттів (цинк, фосфатування).

 

 

2. Леговані сталі для високоміцного кріплення

 

 

Головна відмінність легованих високоміцних сталей від вуглецевих полягає в наявності легувальних елементів (Cr, Mn, Si, Mo, Ni, B), які кардинально змінюють внутрішню структуру металу, підвищуючи його прогартовуваність (здатність загартуватися на велику глибину) і стійкість до динамічних руйнувань. Ці сталі вибирають для виготовлення кріплення, що працює в умовах вібрацій, динамічних навантажень і високого тиску.

 

Найпоширеніші марки: 40Х, 30ХМА, 35ХГСА, 42ХМ4.

 

З таких сталей виготовляються метизи для машинобудування, важкої промисловості та енергетичного обладнання:

 

   високоміцні болти DIN 931

   болти з дрібною різьбою DIN 960

   спеціальні болти DIN 609 і DIN 610

 

 

Переваги легованих сталей

 

 

⚡  висока міцність;

⚡  висока втомлена стійкість;

⚡  можливість отримання класів міцності 10.9 и 12.9.

 

Недоліки

 

 

   вища вартість виробництва;

   чутливість до режиму термообробки;

   ризик водневої крихкості після гальванічного покриття.

 

 

3. Нержавіючі сталі

 

 

Нержавіючі сталі застосовуються в умовах підвищеної вологості або агресивного середовища. Найпоширеніші марки: AISI 304, AISI 316, 08Х18Н10 и 10Х17Н13М2Т. Основні галузі застосування це харчова промисловість, хімічні виробництва, морський клімат та зовнішні конструкції.

 

 

1.     Аустенітні сталі (А2, А4) — немагнітні

 

 

Найпопулярніша група (80% ринку нержавіючих метизів). Вміст хрому (18%) і нікелю (8-10%) забезпечує виняткову корозійну стійкість.

 

 

• A2 (08Х18Н10 / AISI 304): Харчова нержавіюча сталь. Стійка до прісної води й органічних кислот.

 

• A4 (10Х17Н13М2Т/ AISI 316): Кислотостійка, додавання молібдену (2-3%) робить її стійкою до хлоридів.

 

 

 

2. Мартенситні сталі (20Х13, 40Х13) — магнітні

 

 

Це сталі, на відміну від А2/А4, піддаються термічному зміцненню (загартуванню). Вони містять багато хрому, але мало або зовсім не містять нікелю. Використовуються там, де потрібна висока твердість поверхні та зносостійкість (наприклад, саморізи, призначені для свердління металу).

 

Такі метизи використовуються для виробництва:

 

• нержавіючих болтів DIN 931;

 

• нержавіючих гайок DIN 934;

 

• різьбових стрижнів DIN 975.

Переваги:

 

 

   висока корозійна стійкість

 

   довговічність

 

   немає потреби в захисних покриттях

 

 

Недоліки

 

   вища вартість

 

   менша міцність, у порвнянні з високоміцними сталями

 

4. Жароміцні та теплостійкі сталі

 

 

Для з'єднань, що працюють за високих температур, застосовуються спеціальні теплостійкі сталі. Найпоширеніші марки: 25Х1МФ, 30ХМА, 40ХН2МА та 38ХМ. Кріплення з даних сталей використовують в енергетиці, турбінному обладнанні та котельних установках.

 

Основні механізми зміцнення:

 

1. Легкування молібденом (Mo): Підвищує температуру рекристалізації, що дає змогу стали не «розбігатися» під навантаженням.

 

2. Легіння ванадієм (V): Створює дрібнодисперсні карбіди, які блокують рух дислокацій у кристалічній решітці.

 

 

 

З таких сталей виробляють:

 

   високотемпературні шпильки DIN 939

   шпильки DIN 940

   спеціальні різьбові штанги DIN 976

 

 

Таблиця відповідності сталей і класів міцності болтів

 

 

 

 

Рекомендації щодо вибору кріплення

 

Під час вибору кріпильних виробів важливо враховувати:

 

1.  робоче навантаження
2.  умови експлуатації
3. температурний режим
4. агресивність середовища

 

Для більшості машинобудівельних з'єднань оптимальним варіантом є болти класу міцності 8.8, виготовлені з легованих сталей. У більш відповідальних конструкціях застосовуються болти класу 10.9 і спеціальні шпильки.

 

 

Виробництво та постачання промислового кріплення

 

 

Компанія ОГУН ГРУП постачає широкий асортимент промислового кріплення для різних галузей промисловості. У каталозі представлені:

 

болти DIN 933;

болти DIN 931;

болти DIN 960;

шпильки DIN 939;

різьбові шпильки DIN 975, DIN 976;

гайки DIN 934.

 

Можливе виготовлення кріплення за кресленнями замовника, а також підбір марки сталі та класу міцності для конкретних умов експлуатації.