Twardość śruby a klasy wytrzymałości

Klasy śrub to nic innego jak oznaczenia twardości i wytrzymałości śrub na rozciąganie. Określa to wartości naprężeń, jakie śruba jest w stanie przyjąć. Kiedy granica plastyczności zostanie przekroczona, to śruba zacznie się rozciągać. Natomiast granica wytrzymałości określa możliwe kolejne naprężenia, które poprzez plastyczne rozciąganie mogą doprowadzić do całkowitego zerwania śruby. Klasy wytrzymałości oznacza się dwucyfrowym symbolem, który zwykle umieszczony jest na łbach śrub.

Pierwsza cyfra przedstawia granicę wytrzymałości na rozciąganie. W przypadku klasy 8.8 wytrzymałość śrub na rozciąganie (Rm) oblicza się równaniem 8 x 100 MPa = 800 MPa. Druga cyfra określa natomiast granicę plastyczności (Re), która ujęta jest względem wytrzymałości na rozciąganie. Inaczej mówiąc, będzie to 8 x 0,1 x 800 MPa = 640 MPa. Im klasy śrub wyższe, tym większa wytrzymałość śruby. Co to oznacza w praktyce?

Biorąc pod uwagę, że 1 MPa = 1 N/mm2 = 0,1 kg/mm2 można obliczyć dozwolone wartości naprężeń dla każdej klasy śrub. W przypadku wyżej wymienionego przykładu klasy 8.8 można wnioskować, że na każdy 1 mm2 można powiesić 80 kg zanim dojdzie do rozciągania śruby. Natomiast dodatkowe 64 kg spowoduje już całkowite rozerwanie śruby.

Różnice między klasami śrub a oznaczeniami twardości

Korzystając z zapisów Polskiej Normy PN-M-82084 można wyróżnić 10 podstawowych klas wytrzymałości. Spotkać można je wybite na łbach śrub. Klasy 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.8 oznaczają śruby zwykłe. Natomiast śruby o wysokiej wytrzymałości widnieją pod oznaczeniami 8.8; 10.9; 12.9. Opis każdej klasy śrub o wysokiej wytrzymałości przedstawia poniższa tabela.

Rodzaj stali wykorzystany w najwyższych klasach wytrzymałości

Klasa wytrzymałości

Rodzaj stali

8.8

stal niskowęglowa z dodatkiem stopowym (np. bor, mangan lub chrom), hartowana i odpuszczana lub stal średniowęglowa hartowana i odpuszczana

10.9

stal niskowęglowa z dodatkiem stopowym (np. bor, mangan lub chrom), hartowana i odpuszczana lub stal średniowęglowa hartowana i odpuszczana

12.9

stal niskostopowa zawierająca co najmniej jeden ze składników stopowych takich jak chrom, nikiel, molibden lub wanad

Najlepsze promocje na akcesoria samochodowe - sprawdź je!

Spotkać można również klasę H, która odpowiada 10 % wartości twardości Vickersa (HV) materiału. Każda spośród klas (14H, 22H, 33H, 45H) posiada swój odpowiednik w 10 podstawowych klasach wytrzymałości (+ jedna dodatkowa klasa) według Polskiej Normy. Przy pomocy tabeli można przedstawić to w sposób jasny i klarowny. Jeśli szukasz więcej informacji, sprawdź także zebrane w tym miejscu artykuły o śrubach i wkrętach.

Porównanie klas wytrzymałości H z klasami wytrzymałości według Polskiej Normy

Klasa wytrzymałości H

Twardość (HV)

Klasa wytrzymałości wg PN

14H

140

4.6, 4.8, 5.6, 5.8

22H

220

6.6, 6.8, 6.9, 8.8

33H

330

10.9, 12.9

45H

450

14.9

Porady praktyczne dotyczące twardości śruby oraz zastosowania

Najważniejszy jest prawidłowy wybór śruby dostosowany do realizowanego zadania. Planując domowe remonty czy naprawiając drobne usterki często korzysta się z przydomowego słoika ze śrubkami. W każdym domu taki zapas wyrobów śrubowych jest i w przypadku niewielkich potrzeb można skorzystać z nich bez przyglądania się opisom śrub. Z pewnością ramka ze zdjęciem nie będzie w stanie rozciągnąć śruby. Jednak, kiedy w grę wchodzą dużo większe obciążenia, jak przykładowo maszyny czy wielkie urządzenia w przedsiębiorstwach, należy zwrócić uwagę na twardość śruby.

Śruba porczas dokręcania kluczem, a także klasy śrub, materiał na śruby i twardość śruby

Wykorzystany materiał na śruby stanowi podstawę dla oznaczenia klasy wytrzymałości. Dlatego, aby użytkowanie danej rzeczy było bezpieczne i niezawodne należy odpowiednio wybrać śrubę. Do tego potrzebne jest zrozumienie opisów każdej klasy śrub wyżej wymienionych. Poza materiałem na śruby, również parametrem różnicującym śruby może być kształt łba, rodzaj zakończenia czy cena. Posługując się normami, tabelą oznaczeń oraz przyszłym zastosowaniem śruby można z dużą dokładnością dokonać dobrego wyboru odpowiedniej śruby.

Spotkać można się z trzema rodzajami norm dotyczących wytrzymałości śrub. Pierwszą z nich jest norma Niemieckiego Instytutu Normalizacyjnego (DIN). Druga to norma Międzynarodowej Organizacji Normalizacyjnej (ISO). Natomiast trzecią z nich jest już wspomniana powyżej Polska Norma (PN). Jeśli produkt posiada oznaczenie PN, to określa, że przeszedł on wymagane dokładne badanie i została stwierdzona zgodność ze wszystkimi wymaganiami. Gwarantuje to jakość oraz bezpieczeństwo użytkowania danej śruby.

Czy ten artykuł był dla Ciebie pomocny?
Oceń
Dla 97,0% czytelników artykuł okazał się być pomocny