Clasele șuruburilor și marcajele: Ghid SAE, Metric și ASTM | Jiajie Fastener

Acest ghid defalcă cele trei sisteme majore de clasificare a șuruburilor - SAE, ISO și ASTM - explică ce înseamnă de fapt semnele de pe capul șurubului și vă oferă un tabel de referință pentru a compara gradele una lângă alta.

De ce există marcajele capului șuruburilor

Producția timpurie sa concentrat aproape în întregime pe dimensiunile filetului și dimensiunea nominală. Pe măsură ce ansamblurile industriale au devenit mai complexe și lanțurile de aprovizionare s-au globalizat, dimensiunea singură nu a mai fost suficientă pentru a garanta integritatea structurală. Un șurub care părea identic cu un grad 5, dar era fabricat din oțel cu emisii scăzute de carbon, putea trece de o inspecție vizuală și totuși eșua sub sarcină.

Această problemă a condus organizații precum Societatea Inginerilor Auto (SAE) , cel Organizația Internațională pentru Standardizare (ISO) , și ASTM International pentru a crea sisteme formale de marcare. Fiecare sistem codifică aceleași informații de bază: rezistența la tracțiune, rezistența la curgere, sarcina de rezistență și uneori compoziția materialului. Semnele sunt aplicate prin ștanțare sau gravare cu laser direct pe capul șurubului, făcându-le durabile și lizibile chiar și în condiții de teren.

Dincolo de rezistență, marcajele poartă și coduri de identificare a producătorului - litere ștampilate sau simboluri înregistrate în mod unic pentru fiecare producător. Această trasabilitate contează în timpul inspecțiilor și cererilor de garanție, în special în aplicațiile structurale și auto în care responsabilitatea este obligatorie din punct de vedere legal.

Cum să citiți marcajele SAE pentru șuruburi

Clasele SAE se aplică elementelor de fixare din seria inch și sunt reglementate de Standard SAE J429 . Sistemul foloseste linii radiale ștanțat pe capul șurubului — iar numărul de linii nu este egal cu gradul. Acest lucru provoacă o mulțime de oameni. Liniile sunt proiectate astfel încât fiecare grad să fie distins instantaneu dintr-o privire, chiar și în condiții de lumină scăzută sau înguste, mai degrabă decât să urmeze o simplă logică de numărare.

Clasa 2 are fără linii radiale și este calitatea comercială de bază realizată din oțel cu carbon scăzut până la mediu. Clasa 5 poartă trei linii radiale distanțate la aproximativ 12, 4 și 8 - asemănătoare cu o emblemă Mercedes. Nota 8, opțiunea de înaltă rezistență, arată șase linii radiale uniform distanțate în jurul capului. Ca regulă generală, cu cât sunt mai multe linii, cu atât puterea este mai mare - dar numărul nu este nota în sine.

Pentru un context tehnic mai profund privind selecția și performanța șuruburilor hexagonale, prezentare detaliată a proprietăților și aplicațiilor șuruburilor hexagonale acoperă în detaliu considerentele privind comportamentul materialului și sarcina.

Clasele de proprietăți ale șuruburilor metrice explicate

Urmează șuruburile metrice ISO 898-1 , care definește clasele de proprietăți folosind un sistem cu două numere separate printr-un punct - de exemplu, 8.8, 10.9 sau 12.9. Spre deosebire de notele SAE, unde numărul este doar o etichetă, numerele clasei ISO au o semnificație matematică reală.

The primul număr , înmulțit cu 100, dă rezistența nominală la tracțiune în megapascali (MPa). Deci, un șurub din clasa 10.9 are o rezistență nominală la tracțiune de 1.000 MPa. The al doilea număr , înmulțit cu 10, dă limita de curgere ca procent din acea rezistență la tracțiune. Pentru 10,9, aceasta înseamnă că limita de curgere este de 90% din 1.000 MPa sau 900 MPa. Această codificare elegantă permite unui inginer să calculeze valorile minime de rezistență direct din marcaj, fără a consulta un tabel.

Cele mai comune clase metrice în uz industrial sunt 8.8 (rezistență medie, în general comparabilă cu SAE grad 5), 10.9 (rezistență ridicată, comparabilă cu gradul 8) și 12.9 (cea mai puternică clasă metrică standard, utilizată în ansamblurile mecanice critice). Pentru o prezentare formală a modului în care sunt definite aceste clase de proprietăți, Documentație standard internațională de fixare ISO 898 acoperă întregul domeniu de aplicare al specificației.

Standarde ASTM pentru șuruburi: construcție și utilizare industrială

ASTM International stabilește standarde utilizate în principal în construcțiile structurale și industria grea. Acolo unde clasele SAE sunt identificate prin linii radiale, șuruburile ASTM sunt de obicei ștanțate cu denumiri alfanumerice pe cap - de exemplu, A307 , A325 , sau A490 .

ASTM A307 grad A acoperă șuruburi din oțel carbon cu rezistență redusă, cu o rezistență minimă la tracțiune de 60.000 psi. Ele sunt utilizate în ansambluri non-critice unde sarcinile sunt modeste și controlate. ASTM A307 grad B este destinat aplicațiilor de țevi și îmbinări cu flanșe. ASTM A325 este un standard de șuruburi structurale care acoperă oțel carbon și aliat cu o rezistență minimă la tracțiune de 120.000 psi - din punct de vedere funcțional apropiat de SAE Grad 5 și unul dintre elementele de fixare cele mai frecvent specificate în construcția cadrului din oțel. În vârful gamei structurale ASTM, ASTM A490 șuruburile de înaltă rezistență ating o rezistență minimă la tracțiune de 150.000 psi, necesitând o gestionare atentă a cuplului de instalare pentru a evita strângerea excesivă.

O distincție practică: șuruburile ASTM A325 și A490 sunt utilizate în mod obișnuit cu capete hexagonale grele și nu sunt interschimbabile în tabelele de cuplu cu șuruburi hexagonale SAE standard, chiar și atunci când cotele de tracțiune par similare.

Marcaje pentru șuruburi din oțel inoxidabil: seriile A2 și A3

Șuruburile din oțel inoxidabil folosesc o convenție de marcare separată definită în ISO 3506 . Mai degrabă decât linii radiale sau numere de clasă din două cifre, acestea sunt ștampilate cu o combinație de litere-număr care identifică atât grupul de oțel, cât și nivelul de rezistență. Cele mai comune marcaje sunt A2-70 and A2-80 , unde „A2” se referă la oțel inoxidabil austenitic de calitate 304, iar numărul (70 sau 80) reprezintă 1/10 din rezistența minimă la tracțiune în MPa - adică A2-70 are o rezistență minimă la tracțiune de 700 MPa și A2-80 ajunge la 800 MPa.

Pentru medii marine sau chimice agresive, A4 desemnează oțel inoxidabil de calitate 316. Un șurub A4-70 oferă aceeași pardoseală de tracțiune de 700 MPa ca și A2-70, dar cu rezistență superioară la coroziune indusă de clorură. Gama de Șuruburi cu cap hexagonal din oțel inoxidabil în clasele 304 și 316 acoperă atât grupurile de materiale A2, cât și A4 în dimensiunile metrice standard.

O notă importantă: șuruburile din oțel inoxidabil nu sunt magnetice, ceea ce le face ușor de diferențiat de șuruburile din oțel carbon la fața locului - dar nu ar trebui niciodată înlocuite cu clase structurale de înaltă rezistență, cum ar fi 10.9 sau gradul 8, doar pe baza rezistenței la coroziune, deoarece gradele inoxidabile au de obicei valori mai mici de tracțiune și de curgere.

Tabel de comparație a gradului șuruburilor: SAE vs metric vs ASTM

Deoarece cele trei sisteme au fost dezvoltate independent, echivalentele directe sunt mai degrabă aproximative decât exacte - diferențele de tratament termic, geometrie și protocoale de testare înseamnă că un șurub de gradul 5 și un șurub de clasa 8.8 nu sunt interschimbabile, în ciuda cotelor de întindere similare. Utilizați tabelul de mai jos ca referință de pornire, nu ca ghid de înlocuire.

Alegerea notei potrivite pentru aplicația dvs

Alegerea notelor se reduce la trei factori: cerința de încărcare , mediu , și metoda de asamblare . Greșirea oricăreia dintre ele crește riscul de defecțiune a îmbinărilor, oboseala elementelor de fixare sau coroziune accelerată.

Pentru asamblarea generală comercială și ușoară - cadre de mobilier, suporturi HVAC, carcase nestructurale - șuruburile de gradul 2 sau clasa 4.8 sunt suficiente și rentabile. Clasa 5 / Clasa 8.8 acoperă marea majoritate a mașinilor industriale generale, a componentelor auto și a conexiunilor structurale în care sunt necesare forțe de strângere fiabile și rezistență moderată la vibrații. Clasa 8 / Clasa 10.9 este chemarea potrivită pentru îmbinări cu cuplu mare, echipamente grele și orice ansamblu care vede încărcare dinamică sau ciclică. Clasa 12.9 este rezervat aplicațiilor mecanice de precizie sau aerospațiale în care preîncărcarea maximă este esențială și întinderea șuruburilor trebuie controlată strâns.

În medii exterioare, de coastă sau agresive din punct de vedere chimic, trecerea la oțel inoxidabil este adesea cea mai bună investiție pe termen lung, chiar dacă cerințele de încărcare sunt modeste. Un șurub A2-70 sau A4-70 va rezista peste un grad 5 placat cu zinc de ani de zile într-un cadru marin. Pentru aplicații de antrenare cu soclu hexagonal în spații înguste sau îngropate, Șuruburi hexagonale DIN 912 pentru aplicații cu cap încastrat oferă o prindere puternică într-o amprentă compactă.

În cele din urmă, potriviți întotdeauna calitatea piuliței cu cea a șurubului. Un șurub de gradul 8 asociat cu o piuliță de gradul 2 creează un punct slab care înfrânge scopul de a specifica un element de fixare de înaltă rezistență. Pentru o selecție completă de elemente de fixare din inox de mai multe grade și dimensiuni, gamă completă de șuruburi din oțel inoxidabil acoperă dimensiunile metrice standard atât în materialul 304, cât și în cel 316, pentru a se potrivi cerințelor specifice aplicației dumneavoastră.