Klasy śrub

Klasy śrub

Aby wiedzieć jaką wytrzymałość ma dana śruba wprowadzono pojęcie klasy śruby. Określa ona naprężenia dopuszczalne na śrubie natomiast samo oznaczenie ma format X,Y, można z niego odczytać Rm i Re.

Najczęściej spotykane klasy śrub: 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.6, 6.8, 8.8, 10.9, 12.9.

Dla przykładu śruba klasy 8.8 ma Rm = 8 · 100 Mpa = 800 MPa natomist Re = 0,8 · 800 MPa = 640 MPa.

W zależności od klasy wytrzymałości śruby wykorzystuje się różne materiały i warianty obróbki cieplnej dla danego materiału według konkretnej normy.

Normą specyfikującą parametry wytrzymałościowe dla śrub metrycznych jest Norma ISO 898-1:

ISO 898-1: Norma specyfikuje właściwości mechaniczne śrub ze stali węglowej i stopowej (z dodatkami B, Mn lub Cr, Mo) o średnicach gwintu od M1,6 do M39. W szczególności, norma określa klasy wytrzymałościowe śrub, jak 8.8, 10.9, 12.9, gdzie pierwsza cyfra oznacza tak jak wyżej zostało przedstawione 1/100 minimalnej wytrzymałości na rozciąganie w megapaskalach (MPa), a druga cyfra, pomnożona przez 10, oznacza stosunek granicy plastyczności do minimalnej wytrzymałości na rozciąganie (np. dla klasy 8.8, minimalna wytrzymałość na rozciąganie wynosi 800 MPa, a granica plastyczności stanowi 80% tej wartości) czyli 640 MPa.

A także normy ASTM (American Society for Testing and Materials):

ASTM F568M: Dotyczy śrub metrycznych i określa klasy wytrzymałościowe takie jak 4.6, 5.8, 8.8, i 10.9.

ASTM A325 i A490: Dotyczą śrub konstrukcyjnych o wysokiej wytrzymałości, wykorzystywanych głównie w konstrukcjach stalowych.

Poniżej podano przykłady metali i ich obróbki cieplnej dla danej klasy wytrzymałościowej

Tabela wytrzymałości śrub w zależności od klasy śruby

Normy SAE (Society of Automotive Engineers):

SAE J429: Określa klasy wytrzymałościowe dla śrub stosowanych w motoryzacji, takie jak Grade 2, 5, i 8.

Normą specyfikującą parametry wytrzymałościowe dla śrub nierdzewnych jest Norma ISO 3506:

Do wspomnianych wcześniej stali węglowych należy także wspomnieć o istnieniu Klas śrub dla śrub nierdzewnych i kwasoodpornych i są one określone w normie ISO 3506.

Najczęściej występujące śruby ze stali nierdzewnych to śruby o Klasie A2  i A4 (stworzono je do pracy z kwasami). Śruby ze stali martenzytycznych i ferrytycznych są rzadkością i raczej nie występują powszechnie na rynku.

Jak czytać oznaczenia na śrubach ze stali nierdzewnej?

Oznaczenie materiału śrub ze stali nierdzewnych (np. A4 -50)  oznacza śrube wykonaną z materiału A4 o wytrzymałość na rozciąganie 500MPa.

Oznaczenie śrub nierdzewnych składa się z 2 członów, litery oznaczającej rodzaj stali

A – austenityczne

wraz z cyfrą specyfikującej skład chemiczny (np. A4) oraz występujących po myślniku  2 cyfr określających wytrzymałość na rozciąganie w MPa pomnożone przez 0,1.

Wybór między klasami A2 i A4 zależy od wymagań aplikacji, zwłaszcza od środowiska, w którym elementy złączne będą eksploatowane. A4 są bardziej odporne na środowiska kwasowe.

Klasa A1: oznacza stal nierdzewną z niższą zawartością chromu w porównaniu do stali dla śrub klasy A2. Jest mniej odporna na korozję i zwykle stosowana w mniej wymagających środowiskach.  Dla stali Klasy A1 możemy wyróżnić klasy -50, -70 i -80

Klasa A2: to stal nierdzewna z dodatkiem chromu (18%) i niklu (8%), która posiada numer 304.  Potocznie zwana trzysta czwórką. Jest to jeden z najczęściej używanych rodzajów stali nierdzewnej o dobrej odporności na korozję w wielu środowiskach, z wyłączeniem chloru.  Używana jest do przemysłu chemicznego, sporzywczego i wyposarzenia wnętrz. Nie zaleca się stosowania w środowisku kwasów nieutleniających i związków chloru (sól kuchena, woda morska, baseny – do tych zastosowań lepiej użyć stali 316 – klasy śrub nierdzewnych A4).

Klasa A3: stal bardzo podobna do klasy A2 jednak z dodatkiem miedzi. Stosowana tam, gdzie wymagana jest dodatkowa odporność na korozję zwłaszcza przeciwko korozji międzykrystalicznej po spawaniu i wyżarzaniu. 

Klasa A4: to inaczej stal nierdzewna 316. Potocznie zwana trzysta szesnastką lub stalą kwasoodporną/kwasówką. Zawiera dodatek 16% chromu, 10% niklu i 2% molibdenu. Jest bardziej odporna na korozję niż jej poprzedniczki. W przeciwieństwie do A2 i A3 stal 316 jest odporna na działanie chlorków, więc znajduje zastosowanie w środowiskach morskich, chemicznych i branzy spożywczej.

Klasa A5: To stal nierdzewna z dodatkiem niklu, chromu i wyższą zawartością molibdenu niż klasa A4. Stosowana w środowiskach bardzo agresywnych.

Nakrętki dla śrub są wykonywane w klasach:

Dla stali klasy A – 25,  -35,  -40.

Produkuje się także śruby ze stali żarowytrzymałych, żaroodpornych lub tytanu i specjalnych stopów używanych w przemyśle kosmicznym.

Norma której używa NASA dla połączeń gwintowych stosowanych w sprzęcie lotniczym i kosmicznym to NASA-STD-5020.