Дата публикации: 28.04.2022

Статьи

Классы прочности и марки стали для гаек

Гайка – это дополнительная крепежная деталь, используемая совместно с болтами или винтами. Она является обязательным компонентом разборного соединения и обеспечивает надежность фиксации стержневой части метизного изделия. Конструктивно элемент может иметь круглую, шестигранную или другую форму и внутреннее отверстие с резьбой. При выборе гайки для болтов и винтов руководствуются в первую очередь классом прочности метизов и их геометрическими характеристиками.

Классы прочности гаек

В отличие от болтов, класс прочности гаек, в том числе нормальной высоты (при H = 0,8 d и более), изготовленных из углеродистых марок стали, маркируется одним числом – от 4 до 12. На изделие также может быть нанесено клеймо производителя. Указанное значение характеризует одну сотую от прочностного предела основного метиза, в паре с которым используется гайка. Рекомендуемое сочетание позволяет обеспечить надежность и эффективность фиксации, а также ее стабильность в течение всего периода эксплуатации.

Правила подбора гаек к болтам по прочностным характеристикам

Основное правило, применяемое при подборе гайки для болта, заключается в том, чтобы после применения заданного усилия сохранить целостность резьбы гайки при нагрузочных испытаниях соединительных деталей. Это означает, что крепеж обязан выдержать нагрузку без срыва и сохранить твердость материала. Основные варианты сопряжения гаек с винтами указаны в стандарте ГОСТ 1759.4-87. В нём можно найти таблицу с данными о классе прочности резьбы гайки и аналогичными характеристиками сопрягаемых болтов. В таблицах также указаны варианты диаметров резьбы таких болтов.

Механические характеристики гаек в зависимости от класса прочности

При выборе крепежных элементов для любой сборной металлоконструкции важно правильно подобрать не только болтовые части, но и соответствующие им гайки. Главным критерием выбора является класс прочности каждого из сопрягаемых метизов. Именно эта характеристика позволяет определить то, какую нагрузку может выдержать метизный элемент. Основные механические свойства, заложенные в значение класс прочности, включают:

  • твердость;
  • упругость;
  • вязкость;
  • пластичность.

Изделия из пластичных марок стали способны не разрушаться даже после превышения прочностного предела. Если нагрузка выше допустимой, они не деформируются, сохраняют целостность и надежность разборного соединения. Это касается всех гаек, как нормальной высоты, так и низких метизов, независимо от их диаметра.

Марки стали и технологии изготовления гаек

Для изготовления гаек используются различные технологии. На современных производствах этот процесс автоматизирован, что позволяет за короткий срок выпускать большое количество гаек различного размера и диаметра. При мелкосерийном производстве процесс изготовления предполагает использование токарно-винторезных станков.

Самой высокопроизводительной и прогрессивной технологией изготовления считается холодная объемная штамповка. Заготовками в этом случае выступают длинномерные метизы из стали или проволока-катанка. Оборудование, используемое для выпуска гаек по такой технологии – станки холодной высадки.

Основные этапы производственного процесса:

  • подготовка длинномерной заготовки к механообработке с очисткой поверхности от грязи и различных примесей, а также последующим нанесением слоя фосфатов;
  • нарезка прутков на отрезки определенной длины;
  • подача заготовок в штамповочный узел, в котором формируется конфигурация детали и отверстие;
  • нанесение фаски и внутренней резьбы.

Для дополнительной защиты от негативных воздействий факторов среды, агрессивных химических веществ или по заявке заказчика на поверхность гаек может быть нанесен защитный состав. Обычно такое покрытие представляет собой тонкий слой цинка. Цинкование продлевает эксплуатационный срок метизной продукции.

Для производства также используется технология горячей штамповки. Заготовками в таком случае служат нарезанные металлические прутки определенной длины. Перед штамповкой производится нагрев заготовок до температуры около 1200 °С, что делает их пластичными и обеспечивает получение качественных метизов. Резьбу на гайки накатывают уже после остывания деталей до комнатной температуры. Для обеспечения необходимого класса прочности после изготовления метизы закаляют.

Материал производства также играет важную роль в обеспечении надежности соединения. Это обусловлено разным химическим составом применяемых марок стали. Для каждого размера и варианта применения в ГОСТах указаны материалы, которые должны использоваться в производственном процессе при создании метизной продукции.

Для метода холодной штамповки используются твердые стали, обладающие повышенной стойкостью к деформационным процессам. Это могут быть как нелегированные марки, так и сплавы, легированные хромом, марганцем, а также стали средней твердости – качественные конструкционные и другие.

Основными материалами изготовления низких гаек являются стали марок Ст. 3, Ст. 3кп, Ст. 5, Ст. 5кп, Ст. 10, Ст. 10кп. Метизы из низкоуглеродистых сталей обычно используют для защиты болтового соединения. Они не несут особой силовой нагрузки на крепление.

Для высокопрочных болтов специального назначения используются гайки, обладающие высоким классом прочности. Регламент их изготовления и используемые в процессе материалы указаны в соответствующих отраслевых стандартах с учетом сферы применения метизной продукции. Существует два основных варианта исполнения таких гаек – для районов с умеренным климатом (маркируются буквой У) и районов с холодным климатом (маркируются буквами ХЛ).

Маркировка гаек

Маркировке подлежат гайки, диаметр резьбы которых превышает значение 6 мм. Маркировочная информация наносится на одну из торцевых сторон метиза. Изделия, относящиеся к классу прочности менее 4, не подлежат маркировке. В некоторых случаях маркировочные данные могут наноситься на грани. В маркировке указывается клеймо изготовителя и знак класса прочности. Значки могут быть нанесены в виде углублений или быть выпуклыми. Класс прочности гаек должен соответствовать аналогичному значению сопрягаемого болта.