Нержавеющий крепеж: применение и классы прочности болтов, винтов, шпилек, гаек и шайб из нержавейки

Компания НПО "Инжиниринг" занимается производством крепежа из нержавеющей стали любого класса стандартного типа или по чертежам Заказчика. Компания выполняет изготовление метизов любой сложности, размеров, также есть возможность изготовления нестандартных изделий по требованию технического задания. Изготовление качественного надежного крепежа представляет собой достаточно трудоемкий процесс, для выполнения которого НПО "Инжиниринг" обладает всеми необходимыми инструментами: высококвалифицированными специалистами и соответствующим оборудованием.

Нержавеющий крепеж – это отдельная группа соединительных элементов. Благодаря свойствам нержавейки детали этой группы отличаются высокими прочностными характеристиками: большой износостойкостью, устойчивостью к коррозии и температурным перепадам, невосприимчивостью к окислению и намагничиванию. Детали этого класса не подвержены ржавчине и грибкам, а также является токсиногенным. Вышеупомянутые качества гарантируют долгосрочный эксплуатационный период, что значительно экономит средства покупателей. К наиболее популярному нержавеющему крепежу можно отнести винты, болты, саморезы, шурупы и шайбы.

Что собой представляет нержавеющая сталь и каких бывает видов

Нержавейка – это легированная сталь с содержанием примесей, улучшающих ее свойства и придающих коррозионную стойкость в атмосфере и агрессивных средах.

Элементом, обеспечивающим коррозионную стойкость, является хром (Cr), содержание которого в нержавейке должно быть не менее 10%. Помимо хрома, в состав сплава входят и другие легирующие элементы, такие как молибден (Mo), никель (Ni), Титан (Ti), фосфор (P), сера (S) и некоторые другие.

Технология изготовления нержавеющей стали была открыта в Великобритании в 1913 году. Однако активная выплавка началась со второй половины ХХ века. При этом мировыми центрами по разработке и выплавке нержавеющих сталей стали металлургические отрасли Германии, США и СССР. Каждая из этих стран разработала собственную классификацию, поэтому и стандарты нержавеющих сталей отличаются по названиям:

• AISI (American Iron and Steel Institute) в США
• DIN (Deutsche Industrie Norm) в Германии
• ГОСТ – в СССР
• EN – европейский стандарт.

Несмотря на существующие различие, во всех этих стандартах наиболее распространенные нержавеющие стали имеют аналоги.

Таблица соответствия основных марок нержавеющей стали по разным стандартам и содержание легирующих добавок

Все нержавеющие стали можно разделить на 3 основные группы:

• Мартенситные нержавеющие стали (C1). Твердая, магнитная сталь, содержащая относительно небольшое содержание хрома – до 14%. Данные стали упрочняются закалкой и отпуском, как и обычные углеродистые стали. Их используют преимущественно для изготовления столовых приборов, режущих инструментов, а также в общем машиностроении. Ввиду небольшого содержания хрома эти стали наиболее подвержены коррозии. Практически не применяются для производства крепежных изделий.
• Ферритные нержавеющие стали (F1). Данный материал намного мягче по сравнению с мартенситными сталями в связи с меньшим содержанием углерода. Они также обладают магнитными свойствами. К сожалению, характеристики ферритных нержавеющих сталей не хватает для изготовления из них крепежа.
• Аустенитные нержавеющие стали (А1, А2, А3, А4, А5). Данная группа нержавеющей стали получила наибольшее распространение в промышленности, в том числе и для производства крепежной техники. Данные стали содержат 16-20% хрома и 5-14% никеля, которые обеспечивают значительную коррозионную стойкость. Они немагнитные или слабомагнитные, хорошо поддаются обработке давлением, сварке и тепловой обработке.

Аустенитные нержавеющие стали маркируются буквой А, данная маркировка была разработана в Германии именно для упрощения маркировки крепежных изделий.

Выделяют 5 основных подгрупп аустенитной нержавеющей стали, обозначаемых соответственно: А1, А2, А3, А4 и А5.

Стали А1 характеризуется высоким содержанием серы, что делает их наиболее подверженными коррозии (по сравнению с другими). При этом обладают достаточно высокой твердостью и износостойкостью. Нержавеющие стали А1 используются при изготовление пружинных шайб, штифтов, шплинтов и деталей подвижных соединений.

А2 – наиболее распространенная аустенитная марка нержавеющей стали. Эти стали имеют аустенит в качестве своей первичной кристаллической структуры, которая получается за счет добавления аустенитных стабилизирующих элементов никеля, марганца и азота. Из-за специфической кристаллической структуры аустенитные стали не увеличивают свою твердость при тепловой обработке и не обладают магнитными свойствами.

Зарубежный аналог нержавеющей стали А2 – AISI 304, а отечественный – 08Х18Н10. Нержавейка А2 не подлежит закалке. Нержавеющий крепеж А2 характеризуется:

• высокой устойчивостью к коррозии;
• отсутствием токсичности;
• отсутствием магнитных свойств;
• высокой прочностью при низких и высоких температурах (от – 200 °С до + 425 °С).

Крепеж из нержавеющей стали А2 широко используется в пищевой, химической, газо- и нефтедобывающих промышленностях, судо- и машиностроении, строительстве, при производстве оборудования и агрегатов. Единственным существенным недостатком продукции из данной марки стали является недопустимость применения нержавеющего крепежа А2 (AISI 304) в кислых и хлорсодержащих средах.

Нержавеющая сталь подгруппы А3 имеет схожие свойства со сталями А2, но при этом дополнительно легированы титаном, ниобием или танталом. Это повышает коррозионную стойкость сталей при высоких температурах и придает пружинные свойства.

Марку А4 принято считать улучшенной версией нержавеющей стали А2. За счет введения в состав 2…3% молибдена значительно повышается стойкость сплава в кислотах, солях и средах, содержащих хлор. Отечественным аналогом стали является 10Х17Н13М2, зарубежным – AISI 316. Нержавеющий крепеж А4 применяется в судостроении, при конструировании бассейнов, в химической промышленности и многих других сферах. Нержавеющий крепеж из аустенитной стали А4 сохраняет прочностные характеристики в широком температурном интервале: от – 60°С до +450°С.

Сталь подгруппы А5 имеет свойства, сходные одновременно со сталями A4 и А3, так как тоже дополнительно легирована титаном, ниобием или танталом, но с иным процентным содержанием легирующих добавок. Эти особенности придают А5 повышенную сопротивляемость высоким температурам. Сталь А5 имеет пружинные свойства и применяется для изготовления различного крепежа с высокой жесткостью и пружинными свойствами. При этом работоспособность крепежа из стали А5 сохраняется при высоких температурах и в агрессивной среде.

Преимущества нержавеющего крепежа

Востребованность крепежа из нержавейки обусловлена высокими характеристиками материала, соответствующими высоким потребительским свойствам. Нержавеющие метизы обладают такими качествами, как:

• Прочность и надежность. Метизы способны выдерживать большие нагрузки, при этом не подвергаются деформации.
• Продолжительный срок службы. Длительность эксплуатации качественного крепежа из нержавейки может достигать до одного десятка лет, тем самым не только обеспечивая надежность конструкции, но и экономя средства потребителей.
• Стойкость к коррозии. Все нержавеющие стали за счет своего химического состава в той или иной мере устойчивы к коррозионному воздействию. Метизы не разрушаются в атмосферных условиях, при повышенной температуре и давлении. Марки А4 прекрасно переносят агрессивное влияние кислых, щелочных, хлористых сред. Кроме того, ржавые болты, изготовленные из обычных, не нержавеющих, марок сталей, довольно трудно откручивать, и при этом можно повредить некоторые элементы оборудования. Естественно, надежности и долговечности подобного соединения также оказываются ниже. С нержавеющим крепежом подобных «неприятностей» не случится.
• Огнестойкость. Нержавеющие метизы не деформируются и не теряют изначальных характеристик даже при пожаре. А крепеж из жаростойких нержавеющих сталей можно использовать в особо неблагоприятных температурных условиях, например, на металлургических производствах. Значительные перепады температуры также не окажут негативного воздействия на метизы из нержавейки.
• Немагнитность. Благодаря данному качеству нержавеющий крепеж можно использовать в приборостроении, сборке высоковольтных станций, двигателей и т.д.
• Гигиеничность. Метизы этого класса востребована в пищевой (незаменим в ресторанах и столовых), фармацевтической промышленностях. Нержавеющий крепеж можно использовать в медицине – он является составной частью медицинского оборудования.
• Эстетически привлекательный внешний вид. Презентабельность продукции сохраняется даже после длительной эксплуатации. А хромированные метизы отличаются особым металлическим блеском, благодаря чему они востребованы в производстве товаров и конструкций, к которым предъявляются высокие эстетические требования.

Классы прочности крепежа из нержавейки

Согласно ГОСТ, все стали марки А разделены на три класса по прочности на растяжение:

• класс 50 – нержавеющая сталь после закалки (прочности на разрыв ≤ 500 Н/мм2 или 500 МПа);
• класс 70 – холоднодеформированная сталь марки А2 (прочность на разрыв ≤ 700 Н/мм2 или 700 МПа);
• класс 80 – сталь А2, содержащая молибден (прочность при разрыве ≤ 800 Н/мм2 или 800 МПа).

Обозначение по правилам наноситься на головку крепежного изделия рядом с клеймом компании-производителя. Маркировка шпилек выполняется на гладком участке или в торце. Некоторые изготовители практикуют дополнительную цветовую кодировку класса стали, как например, для А2 принят зеленый тон, для А4 – красный.

Применение нержавеющего крепежа

Нержавеющий крепеж применяется практически во всех сферах деятельности человека:

• машиностроение;
• медицина;
• пищевая промышленность;
• строительство;
• многие другие отрасли.

Для наглядности ознакомьтесь с краткой таблицей наиболее распространенных видов крепежа и соответствующих этим видам нержавеющих сталей:

Компания НПО «Инжиниринг» занимается изготовлением крепежа из нержавеющей стали любой сложности. Наши специалисты гарантируют выполнения технического задания в самые кратчайшие сроки на самом высоком уровне. При возникновении вопросов любого характера специалисты проведут консультацию, подробно ознакомят Заказчика со всеми этапами изготовления крепежа, ознакомят с оборудованием и технологическим процессом производства. Сотрудничество с НПО ценится всеми клиентами, которые успели убедиться в соответствующем уровне готовой продукции.