01.10.2012 Когда на металлический образец действует сила или система сил он реагирует на это, изменяя свою форму (деформируется). Различные характеристики, которыми определяются поведение и конечное состояние металлического образца в зависимости от вида и интенсивности сил, называется механическими свойствами металла.
Предел прочности при растяжении
Предел прочности (временное сопротивление разрыву) при растяжении указывает значение напряжения, при котором крепежное изделие может разрушиться. Разрушение может произойти в стержне или в резьбе болта, но не под головой. Для определения предела прочности при разрушении выполняется испытание на растяжение, либо для всего болта, либо обработанного на станке стержня. Значение предела прочности при растяжении для нержавеющих винтов А1-А5 всегда тестируется по всему болту (DIN ISO 3506).
Предел прочности при растяжении измеряется в H/мм² и обозначается:
σB или Rm для крепежа, произведенного в соответствии с ГОСТ-стандартом;
Rm для крепежа, произведенного в соответствии с DIN-стандартом.
Предел текучести при растяжении:
Предел текучести при растяжении указывает на то, при каком значении напряжения предел прочности при растяжении остается постоянным или уменьшается, несмотря на рост удлинения. Иными словами, предел текучести наступает тогда, когда происходит переход из области упругой в область пластической деформации материала. Предел текучести также можно определить только путем тестирования стержня болта.
Предел текучести при растяжении измеряется в H/мм² и обозначается:
σт или ReL для крепежа, произведенного в соответствии с ГОСТ-стандартом;
ReL для крепежа, произведенного в соответствии с DIN-стандартом.
Твёрдость
Твердость материала — это его способность сопротивляться пластической деформации. Твердость и предел текучести — это в какой-то мере сравнимые характеристики: обычно при увеличении одной из них увеличивается и другая, однако, по мере того как металлический материал становится тверже, он обычно теряет пластичность. Иначе говоря, материал становится хрупким, если его предел текучести столь велик, что пластическая деформация не происходит вплоть до тех напряжений, которые сразу же вызывают разрушение.
Усталость
Усталостью называется разрушение конструкции под действием циклических нагрузок. Когда деталь изгибается то в одну, то в другую сторону, ее поверхности поочередно подвергаются то сжатию, то растяжению. При достаточно большом числе циклов нагружения разрушение могут вызывать напряжения, значительно более низкие, чем те, при которых происходит разрушение в случае однократного нагружения.
Знакопеременные напряжения вызывают локализованные пластическую деформацию и деформационное упрочнение материала, в результате чего с течением времени возникают малые трещины. Концентрация напряжений вблизи концов таких трещин заставляет их расти. Сначала трещины растут медленно, но по мере уменьшения поперечного сечения, на которое приходится нагрузка, напряжения у концов трещин увеличиваются. При этом трещины растут все быстрее и, наконец, мгновенно распространяются на все сечение детали.
Классы прочности
Основные требования к механическим свойствам метрических крепежных изделий в РФ изложены в ГОСТ 1759.0-87 «Болты, винты, шпильки и гайки. Технические условия», в ГОСТ 1759.4-87 «Болты, винты, шпильки. Механические свойства и методы испытаний» и в ГОСТ 1759.5-87 «Гайки. Механические свойства и методы испытаний».
В указанных нормативных документах вводится понятие «класс прочности» и устанавливается система обозначений классов прочности болтов, винтов, шпилек и гаек.
В соответствие с ГОСТ 1759.4-87 для болтов, винтов и шпилек, установлены следующие классы прочности — 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9.
Классы прочности гаек в соответствие с ГОСТ 1759.5-87 установлены в следующем порядке:
А) 4; 5; 6; 8; 9; 10; 12 — для гаек с высотой ≥ 0,8d , где d — наружный диаметр резьбы гайки.
Цифра указывает наибольший класс прочности болтов, с которым могут сопрягаться данные гайки в соединении.
Пример 3: Гайка М24 кл.пр.6 σB. (Rm)= 6х100=600МПа, может быть использована в соединении с болтами пр. 4.8, 5.8.
Б) 04; 05 — для гаек с высотой ≥ 0,5 d и <0,8 d , где d — наружный диаметр резьбы гайки.
Класс прочности гаек (низкие) обозначен комбинацией двух цифр, где вторая, умноженная на 100 (×100) соответствует номинальному напряжению от пробной нагрузки при испытаниях, а первая указывает на то, что нагрузочная способность соединения данной гайки с болтом ниже, чем у гаек, указанных в п. А.
В) Гайки с высотой < 0,5 d, где d — наружный диаметр резьбы гайки.
В группу включены гайки, используемые для легких соединений без установленных требований к нагрузочной способности соединений. Идентификация: указывается номер, составляющий 1/10 от минимальной твердости согласно испытанию на твердость по методу Виккерса.
