Классы прочности болтов и гаек: 8.8, 10.9, 12.9 по ГОСТ ISO 898

Коротко: как читать класс

Класс прочности описывает не марку стали, а механические свойства готового болта, винта или шпильки. Стандарт нормирует свойства изделия, поэтому конструктор назначает класс, а марку стали выбирает изготовитель крепежа.

Расшифровка по ГОСТ ISO 898-1-2014 (п. 4): число до точки, умноженное на 100, — номинальный предел прочности Rm в МПа; число после точки, умноженное на 10, — отношение предела текучести к пределу прочности в процентах. Произведение двух чисел, умноженное на 10, даёт номинальный предел текучести.

Пример. Класс 10.9: Rm = 10 · 100 = 1000 МПа, доля текучести 0,9, предел текучести номинально 1000 · 0,9 = 900 МПа. Ноль впереди, например 08.8, означает крепёж с уменьшенной нагрузочной способностью.

Что гарантирует класс: таблица

Стандарт распространяется на болты, винты и шпильки из углеродистой и легированной стали с метрической резьбой: крупный шаг M1,6–M39, мелкий — M8×1–M39×3. Свойства подтверждают испытаниями при 10–35 °C; по примечанию к области применения такой крепёж используют от −50 до +150 °C. Стандарт идентичен ISO 898-1:2013 и действует в России с 1 января 2017 года.

Минимальные значения по таблице 3:

Для классов 4.6 и 5.6 нормируется нижний предел текучести ReL, для 8.8 и выше — условный Rp0,2. Всего стандарт устанавливает классы 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8 (только до M16), 10.9 и 12.9. Как переводить твёрдость между шкалами — в статье «Твёрдость HRC, HB, HV и перевод шкал».

Пробная нагрузка — сила, которую болт должен выдержать без остаточного удлинения. Для M12 с крупным шагом по таблице 5: класс 5.6 — 23 600 Н, 8.8 — 48 900 Н, 10.9 — 70 000 Н, 12.9 — 81 800 Н. От неё считают усилие затяжки.

Гайка к болту: ГОСТ ISO 898-2-2015

Класс гайки — одно число. По п. 4.2.2 стандарта это число до точки в обозначении наибольшего класса болта, с которым гайка может работать (таблица 2):

Правило замены из раздела 5: гайки более высоких классов могут заменять гайки более низких. Гайка 10 подойдёт к болту 8.8, а гайка 8 к болту 10.9 — нет: по таблице 2 она рассчитана на болты не выше 8.8.

Отдельно стоят низкие гайки классов 04 и 05 высотой от 0,45 до 0,8 диаметра. Первый ноль означает пониженную нагрузочную способность, вторая цифра — сотую долю пробного напряжения: 400 и 500 МПа. На срыв резьбы такие гайки не рассчитаны; если низкую гайку ставят контргайкой, в паре с ней должна быть нормальная или высокая.

Стандарт гаек действует с 1 января 2018 года и идентичен ISO 898-2:2012.

Нержавеющий крепёж: A2-70 и A4

Крепёж из коррозионно-стойкой стали обозначают по ГОСТ ISO 3506-1-2014 (п. 4.1): буква — группа стали (A — аустенитная, C — мартенситная, F — ферритная), цифра за ней — группа марок, например A2 или A4; число после дефиса — десятая часть минимального предела прочности. A2-70 — аустенитная сталь группы A2 с Rm не менее 700 МПа, A4-80 — группа A4 и не менее 800 МПа.

Стандарт распространяется на резьбу до M39 включительно и идентичен ISO 3506-1:2009. В ISO эту редакцию уже заменил пересмотр 2020 года; российский ГОСТ на момент написания статьи — по редакции 2009 года.

Калькулятор момента затяжки считает только классы ГОСТ ISO 898-1-2014; для нержавеющего крепежа момент берут из данных поставщика или расчёта соединения.

Как класс влияет на затяжку

Усилие затяжки задают долей пробной нагрузки класса, а момент считают через коэффициент закручивания K: T = K · F · d. Коэффициент зависит от покрытия, смазки и партии крепежа, поэтому его берут из документа о качестве или расчёта соединения.

Пример из калькулятора. M12, класс 8.8, затяжка на 75 % пробной нагрузки, K = 0,20: F = 0,75 · 48 900 ≈ 36 680 Н, T = 0,20 · 36 680 · 12 / 1000 ≈ 88,0 Н·м. Для 10.9 при тех же условиях: F = 0,75 · 70 000 = 52 500 Н, T ≈ 126 Н·м. Посчитать свой случай — в калькуляторе момента затяжки.

Что указать в чертеже и заявке

Стандартный крепёж покупают, и класс прочности пишут в спецификации рядом с обозначением изделия: размер, длина, класс, покрытие. Отверстия под него — в статье «Сквозные отверстия и цековки под крепёж».

Нестандартный крепёж — шпильку особой длины, болт с проточкой, специальную гайку — заказывают в цехе по чертежу. Тогда в заявке нужно:

• класс прочности по ГОСТ ISO 898-1-2014 — и требование подтвердить его испытаниями по стандарту, или марку стали с режимом термообработки и твёрдостью, если класс не нужен;
• резьбу с полем допуска — обозначение по статье «Обозначение резьбы на чертеже»;
• покрытие — а для 12.9 учтите предупреждение стандарта о коррозионном растрескивании;
• документ о качестве: что должно быть в протоколе — механические свойства, твёрдость.

Резьбу на такой детали нарезают или накатывают — чем отличается накатка, разобрано в статье «Накатка резьбы роликами».

На OnlyMetals: нестандартный крепёж и детали с резьбой отправляют заявкой с чертежом — цеха с токарной обработкой ответят ценой и сроком.