Классы прочности болтов, гаек, шпилек: таблица и расшифровка

Класс прочности болта показывает, какую нагрузку он держит. Его обозначают двумя числами через точку, например 8.8, 10.9 или 12.9. Первое число, умноженное на 100, это предел прочности в мегапаскалях: у класса 8.8 это 800. Второе число задаёт долю предела текучести от прочности: у 8.8 текучесть равна 0,8 от 800, то есть 640. Ниже таблицы классов для болтов и гаек, расшифровка маркировки, нержавейка A2 и A4, дюймовые аналоги SAE и разрушающая нагрузка по диаметрам.

Что такое класс прочности и как читать маркировку

Класс прочности это пара чисел через точку. По ним считают две главные характеристики болта. Предел прочности это напряжение, при котором болт рвётся. Предел текучести это напряжение, при котором он необратимо вытягивается и перестаёт держать нагрузку, хотя ещё не порвался.

Считают их так:

• первое число, умноженное на 100, равно пределу прочности в мегапаскалях. У 10.9 это 1000;
• произведение первого и второго чисел, умноженное на 10, равно пределу текучести в мегапаскалях. У 10.9 это 10 умножить на 9 умножить на 10, то есть 900;
• рабочую нагрузку берут по пределу текучести с запасом, а не по пределу прочности.

Пример: болт 8.8 рвётся при напряжении 800, а необратимо тянется уже при 640 мегапаскалях. Поэтому затягивают его так, чтобы рабочая нагрузка не доходила до 640.

Таблица классов прочности болтов, винтов и шпилек

Значения по ГОСТ 1759.4-87 и ISO 898-1. Удлинение показывает, насколько металл тянется перед разрывом: чем выше класс, тем он прочнее, но менее пластичен.

В таблице номинальные значения по формуле обозначения. Действующий стандарт ISO для крупных классов гарантирует минимум чуть выше: у 10.9 предел прочности не ниже 1040, у 12.9 не ниже 1220. У класса 8.8 для диаметров крупнее М16 значения тоже выше, прочность 830 и текучесть 660. Класс 6.6 встречается в старом ГОСТ, в действующем ISO его заменил 6.8.

По материалу: низкие классы до 6.8 это углеродистая сталь без термообработки. С класса 8.8 идёт закалка с отпуском и легирование бором, марганцем, хромом. У 12.9 легированная сталь с хромом, молибденом и никелем.

Классы прочности гаек и подбор пары болт и гайка

Класс гайки обозначают одним числом: 4, 5, 6, 8, 9, 10 или 12. Это число, умноженное на 100, равно пределу прочности болта, который гайка способна удержать. Гайка класса 8 рассчитана на болт с прочностью до 800, то есть на 8.8.

Главное правило: гайка не ниже класса болта. Гайку высокого класса можно ставить на болт пониже, а слабую гайку на сильный болт нельзя: резьба в гайке сорвётся раньше, чем болт выйдет на свою нагрузку. Тонкие низкие гайки маркируют 04 и 05, под высокие нагрузки они не идут.

Маркировка крепежа

Маркировку наносят на изделия от диаметра М5, на мелочи её ставят на упаковке или в документации.

• болты и винты: класс цифрами на головке плюс клеймо производителя, знаки выпуклые или утопленные;
• немаркированный болт обычно относится к классу ниже 6.8;
• мелкий крепёж: маркировка по циферблату, на двенадцати часах точка или клеймо производителя как начало отсчёта, а класс задаёт штрих в условной позиции по стандарту, для 12.9 ставят точки; позиция штриха это код стандарта, она не равна цифре класса;
• шпильки: класс обозначают условным символом на торце с гаечного конца;
• гайки: класс на торце или боковой грани;
• левая резьба: стрелка или буквы LH;
• буква S означает увеличенную головку у высокопрочных болтов, ХЛ и У это климатическое исполнение, до минус 65 и до минус 40 градусов.

Нержавеющий крепёж: A2, A4 и классы 50, 70, 80

Нержавейку маркируют по своей системе ISO 3506: буква A с номером группы стали и класс прочности через дефис, например A2-70 или A4-80. Число класса, умноженное на 10, равно пределу прочности в мегапаскалях.

A2 это сталь типа 304 с хромом и никелем, она идёт для пищевого оборудования и бытовых условий. A4 это тип 316 с добавкой молибдена, она кислотостойкая и держит морскую воду. При одном классе A2 и A4 имеют одинаковую прочность: отличаются они коррозионной стойкостью, а не нагрузкой.

Прочность нержавейки задаёт наклёп: класс 50 это отожжённая мягкая сталь, 70 холоднодеформированная, 80 высокопрочная. Нержавейка не калится как углеродистая сталь, поэтому её текучесть ниже, а металл пластичнее.

Соответствие классов ГОСТ, DIN, ISO и дюймовым SAE

ГОСТ 1759.4, DIN 267 и ISO 898-1 задают один и тот же класс прочности, болт 8.8 по любому из них одинаковый. Дюймовый крепёж по американской системе SAE маркируют не цифрами, а штрихами на головке:

Это аналоги по прочности, а не прямая замена: у дюймового крепежа другая резьба и допуски, метрическую гайку на него не накрутить.

Разрушающая нагрузка по диаметрам и классам

Разрушающую нагрузку считают как предел прочности, умноженный на расчётную площадь сечения резьбы. Рабочую нагрузку берут по пределу текучести с запасом, обычно вдвое меньше разрушающей.

Например, болт М10 класса 8.8 рвётся примерно при 46 килоньютонах, это около 4,7 тонны. Рабочая нагрузка на него вдвое меньше.

Как выбрать класс под задачу

• бытовые и малонагруженные соединения: 4.6, 5.6, 5.8, дёшево и пластично;
• машиностроение, стройка, автотехника: 8.8, баланс прочности и цены;
• ответственные и высоконагруженные узлы: 10.9, нужен тарированный ключ;
• компактные высоконагруженные соединения: 12.9, максимум прочности при малом размере.

Момент затяжки зависит от класса прочности. Если затянуть болт 8.8 моментом, рассчитанным для 10.9, он вытянется или лопнет. И наоборот, высокопрочный болт требует большего момента, иначе соединение останется недотянутым и разболтается от вибрации. Для 10.9 и 12.9 нужен динамометрический ключ.

Температура: углеродистый крепёж работает от минус 50 до плюс 300 градусов. При нагреве прочность падает, у 8.8 текучесть снижается с 640 при комнатной температуре до 480 при 300 градусах. Выше 300 градусов нагруженные соединения на обычном крепеже не делают.

Водородная хрупкость: болты 10.9 и 12.9 при гальванической оцинковке могут дать замедленное разрушение под нагрузкой. Чтобы этого избежать, после покрытия их прогревают для удаления водорода либо берут горячее или термодиффузионное цинкование.

Частые ошибки

• ставят гайку ниже класса болта, и резьба срывается под нагрузкой;
• путают прочность и текучесть: рабочую нагрузку берут по текучести, а не по разрыву;
• считают текучесть 6.8 равной 640, на деле это 480, а 640 у класса 8.8;
• цинкуют 10.9 и 12.9 гальваникой без прогрева и ловят водородную хрупкость;
• меняют нагруженные автомобильные болты 8.8 или 10.9 на блестящую нержавейку А2-70: у 8.8 текучесть 640, а у А2-70 только 450, в подвеске такой болт вытянется под нагрузкой, которую 8.8 держит спокойно;
• думают, что A4 прочнее A2: при одном классе прочность одинаковая, A4 только стойче к коррозии.

Частые вопросы

Что значит 8.8 на болте?

Предел прочности 800 мегапаскалей, предел текучести 640. Это самый ходовой класс для машиностроения и стройки.

Какой класс прочнее, 10.9 или 12.9?

12.9. Его предел прочности 1200 против 1000 у 10.9, текучесть 1080 против 900.

Можно ли заменить болт 10.9 на 8.8?

Нет. Класс 8.8 слабее, и соединение не выдержит расчётную нагрузку. Заменять можно только на равный или более высокий класс.

Какая гайка нужна на болт 8.8?

Гайка класса 8 или выше. Гайка ниже класса 8 сорвётся по резьбе раньше, чем болт выйдет на свою нагрузку.

A2 или A4, что прочнее?

При одном классе прочность одинаковая. A4 отличается стойкостью к коррозии за счёт молибдена, а не прочностью.

Почему на болте нет маркировки класса?

Обычно это крепёж класса ниже 6.8 или мелкий размер до М5, который маркируют только на упаковке.

Коротко: класс прочности это два числа через точку, первое умножить на 100 даёт предел прочности, произведение чисел умножить на 10 даёт предел текучести. Ходовой класс 8.8 это 800 и 640, высокопрочные 10.9 и 12.9. Гайку берут не ниже класса болта. Болты разных классов и нержавеющий крепёж есть в каталоге Весь Крепеж в разделе болтов.