• Главная
• Статьи
• Нержавейка А2
• Метизы и крепеж из нержавеющей стали

Метизы и крепеж из нержавеющей стали

Крепеж и метизы, произведенные из нержавеющей стали, получили сегодня очень широкое распространение. Благодаря их высокой устойчивости к негативному воздействию процессов коррозии, сочетающейся с таким свойством, как прочность, созданные на основе таких соединительных деталей конструкции характеризуются повышенной надежностью. Метизы из «нержавейки» используются не только в строительной индустрии, но также в авиа- и судостроении, химпроме и нефтегазовой отрасли.

Особенности нержавеющих сталей

К категории нержавеющих относятся низкоуглеродистые коррозионностойкие стали, в которых элемента Сr содержится не менее 12%. Помимо хрома, выступающего в качестве, так сказать, «основной нержавеющей составляющей», могут присутствовать иные легирующие добавки. Их процентное соотношение формирует конечные свойства сплава. Ниже представлена таблица, отображающая химический состав, а также соответствие наиболее популярных марок «нержавейки» различных систем стандартизации.

В таблице приняты следующие обозначения:

• Литера «А» – это аустенитные стали;

• F1 – сталь ферритного типа;

• С1 – сталь мартенситная.

Легирующие элементы сталей нержавеющих способствуют формированию определенной кристаллической структуры, и подразделяются они на такие группы:

• аустенизирующие. В эту группу входят: медь (Сu), азот (N), марганец (Мn), никель (Nі) и углерод (С);

• ферритизирующие. К данной группе относятся ниобий (Nb), титан (Ті), вольфрам (W), молибден (Мо), кремний (Sі) и хром (Сr).

Традиционными считаются такие ферритные стали, как АІSІ 430 (аналоги 12X17 и DІN 1.4016) и стали аустенитные АІSІ 304 (аналоги DІN 1/4301 12X18H9). Они достаточно просты в производстве и легко поддаются обработке. Название этих сплавов однозначно указывает, что они, преимущественно, однофазные – ферритные либо аустенитные. Несмотря на широкую их широкую сферу использования, обоим типам присущи недостатки:

• аустенитные характеризуются относительно низкой прочностью – у стали, подвергнутой аустенизации, условная граничная текучесть 0,2% составляет 200МПа. Второй негативный момент – невысокий уровень сопротивляемости коррозионному растрескиванию;

• показатель прочности у ферритных сталей тоже относительно невысокий, хотя по сравнению с аустенитными сплавами он немного лучше – 250МПа при той же граничной текучести, равной 0,2 %. Кроме того, ферритным сталям характерна хрупкость при пониженных температурах. Это – важный момент касательно сферы применения крепежа, изготовленного из данного металла.
  

Все эти факторы привели к появлению идеи о возможности производства дуплексной стали. Ее смысл формулируется так: нужно подобрать химический состав сплава таким образом, чтобы в нем было бы приблизительно одинаковый объем аустенитной и ферритной составляющей. Полученный фазовый состав обеспечит в итоге следующие преимущества:

• высокий уровень сопротивляемости коррозионному растрескиванию;

• благодаря достижению повышенной прочности, можно будет уменьшить вес производимых крепежных деталей.

Несмотря на то, что эта идея была технологически реализована, на долю выпускаемых мировой металлургией дуплексных сталей приходится не более 3% (это – самая оптимистичная оценка). Объясняется данное явление намного большей степенью сложности производства двухфазных сплавов по сравнению с выплавкой сталей ферритного и аустенитного типов, что приводит к удорожанию конечной продукции на 15%-20%.

Преимущества нержавеющего крепежа и метизов

Появление термина «метизы» связано со стремлением любого человека заменять длинные формулировки на сокращения. Интересно, что аналогов в иностранных языках у него нет. Термин «метизы» является акронимом словосочетания «металлические изделия». В эту категорию входят изделия бытового и промышленного применения. Причем под первыми подразумеваются не только крепежные детали. К группе бытовых, помимо, например, скрепок и кнопок, также причисляются грабли, вилы и лопаты – металлические изделия, используемые на приусадебных участках.

Из преимуществ нержавеющего крепежа можно выделить:

• немагнитность – для соединительных деталей такое свойство нередко бывает очень важным;

• гигиеничность, сочетающаяся с нетоксичностю. Благодаря данному качеству нержавеющий крепеж можно смело применять при создании оборудования для пищепрома;

• способность выдерживать значительные механические нагрузки и работать в условиях больших температурных перепадов;

• устойчивость к воздействию химически агрессивных веществ;

Прочность метизов

Механические характеристики стержневых крепежных элементов – шпилек с частичной либо полной резьбой, винтов со шляпками различной конфигурации и болтов – прописаны в ГОСТе P ИCO 3506-1-2009. Он устанавливает классификацию таких соединительных деталей по прочностным свойствам. Обозначение класса прочности состоит из двух позиций. Первая – это марка стали. Вторая пишется через дефис. Собственно, она и отображает класс прочности нержавеющего крепежа. Например, А2-70, С1-110, F1-60. Чтобы узнать величину (в Мега Паскалях) граничной прочности при воздействии нагрузки на растяжение, нужно число после дефиса умножить на 10.

Наносить маркировку производители должны:

• на шляпку винтов и болтов так, чтобы она располагалась поблизости от клейма;

• на плоский торец шпильки в случае, если резьба проделана по всей ее длине, либо на срединную гладкую часть. Допускается наносить на торец крепежной детали данного типа цветовую кодировку марки аустенитной стали (сплав А2 обозначается зеленой краской, А4 – красной). При отсутствии маркировки принимается средний класс прочности – 70.

Чтобы сравнить механические свойства стержневых крепежных деталей, произведенных из «нержавейки» и сплава углеродистого, достаточно изучить данные, представленные в табличной форме.

Анализ размещенной в таблице информации предоставляет возможность сделать вывод о большей подверженности аустенитных сталей пластической деформации. Об этом говорит факт, что при близких/сопоставимых величинах временного сопротивления, численное значение граничной текучести у них меньше.

Данное свойство очень важно для стержневого крепежа. Благодаря его наличию болты, винты, а также шпильки не переламываются, когда на них воздействуют значительные боковые нагрузки, или при превышении допустимой величины затягивающего усилия. Худший вариант – это повреждение резьбовой накатки.

Сталям углеродистым присуща более высокая хрупкость. Поэтому воздействие запредельных нагрузок может вызвать излом соединительной детали.

Расчетное сечение стержневого нержавеющего крепежа

Величина площади поперечного сечения стержней болтов, различных винтов, а также шпилек – один из основных параметров, определяющих прочностные характеристики соединительных деталей. Методика его расчета по отношению к крепежу, выполненному из «нержавейки», указана в ГОСТе P ИCO 3506-1-2009. В частности, для вычисления поперечного сечения болтов нужно использовать следующую формулу:

W_sном. = π/4×{(d₁+d₂)/2}², где

d₁ – номинальный средний диаметр резьбовой накатки;

d₂ – диаметр нарезки внутренний. Он рассчитывается по такой формуле:

d₂ = d₀ – Н/6, где

d₀ – базовый номинальный резьбовой диаметр;

            Н – высота исходного треугольного обрамления витка резьбы.

Полученные в результате вычислений данные для болтов наиболее популярных размеров представлены в таблице.

Заключение

Нержавеющий крепеж стоит заметно больше по сравнению с такой же продукцией из стали углеродистой, даже оцинкованной. Однако присущая ему надежность в сочетании с долговечностью оправдывает возросшие расходы на проведение ремонтно-строительных работ. Особенно это проявляется, когда осуществляется монтаж ответственных конструкций.

Товары каталога:

	Шуруп ГОСТ 1145
	Шпилька сантехническая комбинированная
	Шайба нержавейка А2 ГОСТ 11371-78, DIN 125
	Винт самонарезающий DIN 7982, ГОСТ 10619
	Гвоздь шиферный ТО 17-14-22-91