Для соединения различных частей конструкций существует множество крепежных элементов, а по-простому метизов: гайки, винты, саморезы, болты, шурупы, шайбы, дюбели, шпильки, заклёпки и штифты. У каждого свое назначение, область применения и определенные качественные характеристики.
В основном для производства крепежа используются:
- Углеродистые конструкционные, высокопрочные, пружинные и нержавеющие стали;
- Алюминиевые сплавы;
- Сплавы латуни и бронзы;
- Ковкий чугун.
Отличие сталей и сплавов для крепежа
- Наиболее широко применяется углеродистая конструкционная сталь различных марок. Она хорошо сваривается, легко режется и куется. Термическая, механическая и химическая обработка обеспечивают ей необходимую твердость и упругость, что делает метизы из конструкционной стали надежными и износостойкими.
- Высокопрочные и жаропрочные стали отличаются длительным сроком эксплуатации и простотой обработки. Применяются в условиях жестких требований к прочностным и температурным характеристикам.
- Нержавеющая сталь. Главное достоинство - повышенная устойчивость к агрессивным химическим средам.
- Алюминиевые сплавы обладают легким весом, хорошо проводят электрический ток, поддаются литью и формовке. Их применение удобно при быстрой сборке узлов, так как детали можно окрашивать.
- Ковкий чугун получают путем длительной термической обработки, называемой «томлением». Применяют его для сложных форм крепежа, который должен иметь высокую степень сопротивления ударным нагрузкам.
- Латунные и бронзовые сплавы имеют хорошую электро- и теплопроводность. Латунь превосходит нержавеющую сталь по устойчивости к окислению, а бронза инертна в морской воде и в растворах кислот.
Использование различных марок стали в крепеже
Крепёжные элементы применяются для решения различных задач – от соединения частей механизмов до обеспечения несущей нагрузки на конструкцию. И чем выше нагрузка на крепёж, тем более высокая прочность от него требуется. Поэтому метизы изготавливают из разных марок сталей и классом прочности.
Причем класс прочности зависит не только от марки стали, но и от технологии их производства и обработки:
- холодная или горячая высадка;
- формирование резьбы накаткой;
- точение на токарном и фрезерном станке;
- объёмная штамповка на высадочном прессе;
- наличие термической обработки.
Для сочетания болтов и гаек существует общее требование, которое называют «рекомендуемым» – оно позволяет распределить нагрузку резьбового соединения равномерно. В соответствии с этим утвержденным прочностным рядом используются марки от ст3 до ст45, 35Х и 40Х, 20Г2Р, 65Г, 30ХГСА и 40ХНМА.
Виброустойчивый крепеж, устанавливаемый в системах и механизмах с высокой динамической нагрузкой, производят из ковкого чугуна.
Шестигранные гайки, не несущие силовой нагрузки изготавливают из низкоуглеродистых сталей.
Для крепежа, работающего при температуре от -40С° до +500С° используют жаропрочную сталь 25Х1МФ и 08Х18Н10.
Сфера применения латунного крепежа – высокоточные электроприборы, судостроение и холодильное оборудование.
Высокопрочные стали 30Х3МФ, 30Х2АФ и 30Х2НМФА идут на болты для крановых конструкций, железных дорог, мостов и сельхозтехники.
Хорошо поддающаяся термической обработке конструкционная легированная сталь 40Х позволяет изготавливать высокопрочные метизы для долговечных и ответственных соединений.
При строительстве в проектной документации часто указано изготовление шпилек для фундаментов из стали определённой марки, к примеру, 09Г2С. Это означает специальный прокат и специальный заказ на производстве. Покупать в магазине шпильки нельзя, т.к. они лучшем случае сделаны из ст. 3, что повлияет на несущую способность конструкции.
Заключение
От правильного выбора крепежа (от марки стали до прочностных показателей) зависит срок службы изделия, его внешний вид и безопасность его использования. Ведь основной функционал крепежных изделий – обеспечение надежности соединения.
