Кошик
92 відгуків
тел. (050)555-86-63; (068)184-22-12
Категорії
+380505558663
відділ продажу (також є Viber)
+380681842212
відділ продажу
Vlad-West
Леся Романівна, Ярослав, Ірина
Україна Львівська область Броди вул. Бузова, 7
Мапа
  • Vlad-West
  • Статті
  • Нержавіючий кріплення, високоміцний, залізничний. Марки сталі та види кріплення покриття

Нержавіючий кріплення, високоміцний, залізничний. Марки сталі та види кріплення покриття

Нержавіючий кріплення, високоміцний, залізничний. Марки сталі та види кріплення покриття
Прочитавши цю статтю ви дізнаєтеся: про типи нержавіючої сталі, класах міцності кріпильних виробів, способи захисту кріплення від корозії, про марки сталі, які використовуються для виробництва метизів, а також про технології виробництва заготовок...

26.03.15

Стандартний метричний кріплення ГОСТ, ОСТ має безліч переваг.

1. різьбовий кріплення часто є набагато більш технологічним, ніж зварювання, заклепування і інші типи нероз'ємних з'єднань.

2. широка і детальна стандартизація всіх видів і типів кріплення робить кріпильні деталі взаємозамінними.

3. з'єднання різьбовим кріпленням є універсальним, застосовуються у всіх галузях машинобудування.

4. правильно підібраний кріплення: болти, гайки, шпильки – забезпечує необхідну надійність з'єднання.

5. нові технології виготовлення кріплення на виробничих потужностях компанія «Метизно-фланцевий завод» роблять його собівартість нижче.

Недоліки кріплення: самоотвинчивание, високі концентрації напружень біля отворів деталей і негерметичність — виправляються перевіреними технологіями і майже завжди пренебрежимы в порівнянні з достоїнствами кріпильних виробів. Самоотвинчивание усувається за допомогою високого моменту затягування кріплення або з використанням додаткових стопорять деталей. Концентрація напружень в деталях поблизу отворів знижується шляхом підвищення діаметра кріплення, застосування високоміцних кріпильних виробів і т. д. Герметизація ж, наприклад, фланцевого з'єднання забезпечується ущільнювальними прокладками, на які кріпильні вироби чинять тиск.

1. Види і типи кріплення

Компанія Vlad-West виробляє і продає кріпильні вироби для болтових і шпилькових різьбових з'єднань, а також для заклепочных сполук:

Кріплення: болт, гайка, шайба.

Кріплення: шпилька, гайка, шайби.

2. Механічні властивості кріплення

Для надійної експлуатації кріпильних виробів необхідно враховувати навантаження на кріплення. Характеристики міцності різьбових з'єднань визначаються конструкцією кріплення, вибором відповідної марки сталі і технологією виготовлення кріплення.

Кріплення з вуглецевих сталей: механічні властивості

Механічні властивості кріпильних болтів і шпильок з діаметром різьби до М48 для використання при температурах -50...300°C регламентує ГОСТ Р 52627-2006.

Механічні властивості болтів і шпильок по ГОСТ Р 52627-2006, гайки для болтів і шпильок

 

Болти

Гайки

Межа міцності
на розтяг, МПа

Межа текучості, МПа

Відн. подовження після розриву, %

 

Клас міцності

Марка стали

Клас міцності

Марка стали

 

ном.

мін.

 

3.6

10

4

Ст3

300

330

180

25

 

4.6

20

5

10, 20

400

420

240

22

 

4.8

10

320

14

 

5.6

35

6

35

500

520

300

20

 

5.8

20

400

10

 

 

35

8

35

600

600

360

16

 

6.8

20

480

8

 

8.8

35, 35Х, 40Х, 30ХГСА, 35ХГСА

9

35Х

800

830

640

12

 

9.8

10

40Х, 35ХГСА

900

900

720

10

 

10.9

12

30ХГСА

1000

1040

900

9

 

12.9

12

30ХГСА

1020

1200

1080

8

 

Міцність кріплення

Для будь-якого виду кріпильних виробів необхідно мати на увазі межа міцності на розрив і межу текучості. Межа міцності на розрив — величина навантаження на кріплення, при перевищенні якої відбувається руйнування, руйнівна напруга. Межа плинності — це величина механічного напруги, прикладеного до кріпильного виробу, при перевищенні якої настає пластична деформація.

За діючою міжнародною класифікацією високоміцний кріплення включає в себе кріпильні вироби (болти, гайки, шпильки), тимчасовий опір яких більше або дорівнює 800 МПа. Отже, класи міцності для високоміцного кріплення не менше класу 8.8 для болтів і 8 — для гайок.

Механічні властивості високоміцних кріпильних виробів: високоміцних шпильок, болтів і гайок, – визначаються властивостями використовуваної сталі і режимом подальшої термічної обробки в електропечах із захисною середовищем, що запобігає зневуглецювання кріпильних виробів.

Нержавіючий кріплення: механічні властивості

Механічні властивості нержавіючого кріплення з аустенітних, мартенситних і феритних корозійностійких нержавіючих сталей (при температурі випробувань 15...25°C) задаються ГОСТ Р ІСО 3506-1-2009.

Межа міцності на розрив для нержавіючих болтів, гвинтів і шпильок становить, H/мм2 (МПа):

  • нержавіючі кріпильні вироби з аустенітних сталей 500...800,
  • кріплення нержавіючий з мартенситних сталей – 500...1100,
  • нержавіючий кріплення з феритних сталей – 250...410.

Мінімальний межа плинності нержавіючого кріплення менше межі міцності в 1,5...2 рази.

3. Матеріали для виробництва кріплення, застосування кріпильних виробів

Кріпильні вироби, що використовуються в різних галузях промисловості, при цьому в різних середовищах і умовах експлуатації:

  • Високоміцний кріплення для агресивних середовищ в умовах хімічних і нафтохімічних виробництв виготовляється із сталі 12Х17, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 14Х17Н2, 10Х17Н13М2Т.
  • Кріпильні вироби для роботи у високотемпературних режимах із сталі 12Х13, 20Х13, 30Х13, 40Х13, 08Х18Н10, 10Х11Н23Т3МР, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 18Х12ВМБФР.
  • Високоміцний кріплення сталевий в конструкціях, механізмах і на інших об'єктах, що функціонують в умовах знижених температур (у т. ч. Крайньої Півночі): кріплення 09Г2С, 20ХН3А, 12Х18Н10Т.
  • Високоміцний кріплення, витримує високі розривні зусилля, підвищені динамічні і статичні навантаження – кріплення 35Х, 40Х, 20ХН3А, 38ХС.
  • Високоміцний фланцевий кріплення трубопроводів – кріплення 30ХМА, 40Х, 40ХМФА, 25Х1МФ, 20Х1М1Ф1ТР, 20Х1М1Ф1БР, 45Х14Н14В2М.

Вуглецеві сталі для виробництва кріплення

Сталевий кріплення (шайби, болти, гайки, шпильки) класом міцності 8.0, 10.0 і класом точності А, В, С застосовується в машинобудуванні, приладобудуванні і будівництві як деталей з'єднання і має ряд переваг. Високоміцний кріплення з успіхом використовується у фланцевих з'єднаннях.

Кріплення залізничний: шляхові болти і гайки, високоміцні болти, гайки для рейкових стиків, клемні болти з гайками та іншої залізничний кріплення

В якості вихідної сировини використовуються низьковуглецеві і леговані стали (з вмістом вуглецю не більше 0,04%) марок 20, 35, 20Г2Р, 40Х.

Залізничний кріплення виготовляється з вуглецевих сталей: клемні болти (ст. 10кп, 20), болти і гайки для рейкових стиків залізничної колії (високоміцний кріплення залізничний – болти з класом точності 8.8, 10.9), шляхові болти і гайки.

Нержавіючий кріплення

Незахищений сталевий кріплення піддається руйнуванню під дією корозії в більшості середовищ, але ступінь корозійного руйнування кріпильних виробів залежить від ряду факторів, з яких особливо важливі склад металу і стан його поверхні, властивості середовища та інші умови. Всі вуглецеві (нелеговані) стали схильні до корозії. Низьколеговані сталі для виробництва кріплення, містять 2...3 % легуючих добавок міді, хрому і нікелю, також піддаються корозії, однак при певних атмосферних умовах виникає корозійна плівка володіє високою адгезією і стає захисної. При цьому швидкість корозії зменшується в кілька разів у порівнянні зі звичайними сталями. Для найбільш відповідальних і агресивних умов застосування виробники кріплення повинні використовувати нержавіючі сталі з високим вмістом легуючих елементів: наприклад хром, нікель Ni, молібден Mo. В певних умовах нержавіючий кріплення з цих сталей (20Х13, 14Х17Н2, 20Х17Н2, 08Х18Н10Т, 06ХН28МДТ, 10Х17Н13М2Т) не схильний до корозії.

Нержавіючий кріплення може виготовлятися з аустенітних (ІСО A1, A2, A3, A4, A5), мартенситних (ІСО C1, C3, C4) і феритних сталей (ІСО F1, AISI 400 серія).

Нержавіючий кріплення з аустенітних сталей

Аустенітні сталі додають нержавеющему кріпленню такі характеристики, як висока пластичність, міцність, стійкість до корозії в більшості робочих середовищ. Крім того, такий нержавіючий кріплення високотехнологічний. За американською класифікацією сталей AISI аустенітні сталі включаються до 300 серію.

Нержавіючий кріплення: болт, гайка, шайба - з аустенітної сталі. Різьбове з'єднання високоміцних корозійностійких кріпильних виробів.

Нержавіючий кріплення з аустенітних сталей A1...A5 не піддається загартуванню і зазвичай є немагнітним. Для підвищення зносостійкості сталь може бути легована міддю. Для нержавіючого кріплення нестабілізованих класів сталей A2, A4 важливо малий вміст вуглецю внаслідок небезпеки утворення карбіду хрому.

Для застосування у відкритому морі (нержавіючі кріпильні вироби морського нафтовидобувного обладнання, монтажний кріплення для фланців суднових трубопроводів) застосовні сталі з 20% хрому і нікелю і 4,5...6,5% молібдену.

Кріплення із сталі марки А1 щодо містить багато сірки і менш стійкий до корозії.

Нержавіючий кріплення з аустенітних сталей для виробництва азотної кислоти.

Концентраційні колони азотної кислоти комплектуються нержавіючим кріпленням з аустенітних сталей.

Нержавіючі кріпильні вироби зі сталі марки А2 (аналог 08Х18Н10) застосовуються найбільш часто. Наприклад, жароміцний кріплення 08Х18Н10 застосовується для приєднання фланців посудин та апаратів хімічних виробництв; кріпильні вироби — болти, гайки 08Х18Н10 — використовуються для з'єднання деталей печей, теплообмінників, об'єктів енергетики, що працюють при температурі -196...+600°C. Проте, таке кріплення не стійкий до корозії в солоній воді.

Кріплення із сталі марки A2 схильний до міжкристалітної корозії. Тому в якості матеріалу виробники кріплення найчастіше вибирають сталі марки A3 (аналог — кріплення 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т ≈ AISI 321), що відрізняються стабілізуючими добавками титану та ніобію. Нержавіючі кріпильні вироби з стабілізованих сталей, крім корозійної стійкості, має також і підвищеною міцністю.

Нержавіючі кріпильні вироби із сталі марки A4 (аналог – кріплення 10Х17Н13М2) є кислотостійкими. Сталь кріплення А4 легована молібденом, що дає ще більш надійний захист від корозії. Нержавіючий кріплення А4 застосовується в хімічній, нафто-хімічної, гірничодобувної, паперово-целюлозної, харчової промисловості та суднобудуванні.

Стали A5 є кислотостійкими стабілізованими (аналог – кріпильні вироби 10Х17Н13М2Т, 08Х17Н13М2Т, 10Х11Н23Т3МР). Болти, гайки, шпильки і шайби з сталей марки A5 призначені для тривалої експлуатації в агресивних середовищах з температурою до 600°C.

Кріплення нержавіючий з феритних сталей

Кріплення нержавіючий з феритних сталей (кріплення з сталей марок F1, сталі AISI 400 серії, 08Х17Т, 12Х17, 08Х18Т1) володіє високими характеристиками міцності, механічними та технологічними властивостями. Нержавіючі кріпильні вироби з феритних стелей стійки до корозії в окислювальних середовищах і атмосферних умовах (крім морської атмосфери).

Болти, гайки, шайби, шпильки і інші кріпильні вироби з нержавіючих сталей феритного структури застосовуються в харчовій і легкій промисловості, теплообмінному обладнанні в енергетиці. Болти, гайки і шпильки з феритних сталей представляють будівельне кріплення, кріплення для автомобілебудування і промисловий машинобудівний кріплення широкого спектру застосування.

Високоміцний кріплення нержавіючий з мартенситних та мартенситно-феритних сталей

Нержавіючий високоміцний кріплення: болти гайки - з мартенситної сталі.

Високоміцний кріплення нержавіючий з мартенситної сталі

Кріплення нержавіючий з мартенситних сталей стійок до корозії у вологому атмосфері, перевищує по міцності нержавіючий кріплення з аустенітних сталей, намагнічений. Сталі цього класу (ІСО C1, C3, C4) можуть гартуватися до дуже високої міцності. Тому високоміцний кріплення нержавіючий виготовляється зі сталей мартенситного класу. Найкращу стійкість проти корозії мають поліровані кріпильні вироби з хромистої мартенситної сталі.

  1. Перша група мартенситних сталей (кріплення із сталі 12Х13 мартенситно-феритного класу, аналог AISI 403, 410) відрізняється вмістом вуглецю до 0,15%, хрому – 12...14%, що надає нержавеющему кріплення цінне поєднання корозійної стійкості і міцності: межа міцності на розрив такого високоміцного кріплення може перевищувати 1100 МПа в залежності від режиму температурної обробки кріпильних виробів.
    Кріпильні вироби ст. 12X13 мають високу пластичність і стійкість до ударних навантажень. Застосовується такий кріплення нафтопереробної апаратури, трубопроводах, що контактують з сірчистої середовищем.
  2. Нержавіючий кріплення з мартенситних сталей другої групи (жароміцний корозійно-стійкий кріплення з мартенситної сталі 20Х13, аналог AISI 420) має більший вміст вуглецю.
    Нержавіючий кріплення 20Х13 має високу ударну міцність при температурі до 500°C. Такий кріплення при помірній температурі стійкий до корозії в атмосфері, у річковій і водопровідній воді, у водних розчинах органічних кислот.
    Болти і гайки 20Х13 мають тривалий термін служби і успішно застосовуються в енергетиці, установках для крекінгу нафти, печах.
  3. Кріпильні вироби з третьої групи сталей (болти, гайки, шпильки 30Х13, 40Х13, ≈ AISI 420) містять ще більше вуглецю.
  4. Кріплення нержавіючий з четвертої групи сталей містять менше вуглецю, але більше хрому (високоміцний кріплення жароміцний нержавіючий 14Х17Н2 ≈ AISI 431, або 1Х17Н2 - сталь кріплення мартенситно-феритного класу; 20Х17Н2, 2Х17Н2 - кріплення зносостійкий ударостійкий нержавіючий зі сталі мартенситного класу), що надає такому кріпленню ще більшу корозійну стійкість. Добавка нікелю покращує механічні властивості таких нержавіючих кріпильних виробів. Міцність на розрив кріплення ГОСТ із сталі 14Х17Н2 досягає 1080 МПа після гарту і відпустки. Такий вид кріплення застосовується для нітрозних середовищ для високих і низьких температур.
  5. Кріплення (гайки, шпильки, болти) з мартенситних нержавіючих сталей п'ятої групи, що містять нікель, молібден, ванадій, вольфрам, майже повністю виключають ферритную фазу, відрізняється високою міцністю, пластичністю і корозійною стійкістю. Високоміцний жароміцний нержавіючий кріплення 40Х10С2М застосовується в енергетичному обладнанні при температурі до 650...850°C. Високоміцні кріпильні вироби 18Х11МНФБ (ЕП 291) (18Х12ВМБФР = ЕП 182) використовуються для тривалого застосування в високонавантажених з'єднаннях при температурі до 620°C.

4. Кріплення покриття

Кріпильні вироби з нікелевим покриттям. Нікельовані болт, гайка, шайба.

Кріпильні вироби з нікелевим покриттям. Нікельований кріплення: болт, гайка, шайба.

Рідко вдається підібрати для кріплення один матеріал, який відповідає всім фізичним, хімічним, механічним вимогам умов експлуатації. В цілях економії дорогого металу або досягнення особливих фізичних або механічних властивостей найчастіше кріплення виробляють з менш дорогий сталі з подальшим нанесенням на поверхню захисних покриттів кріплення з іншого металу. Внаслідок економічної вигідності кріплення з покриттями постачальники кріплення активно його замовляють.

Катодні та анодні покриття кріплення

У виробництві кріпильних деталей застосовуються анодні і катодні покриття по відношенню до металу основи. Цинк і кадмій є анодними по відношенню до сталі і забезпечують катодний захист основного металу, коли використовуються в якості покриттів. У промисловій атмосфері цинк захищає кріплення фланцевий триваліша, ніж кадмій. Кадмій ж переважно використовувати для напилення на кріплення сталевий, эксплуатирующийся в морській атмосфері. Виготовлення кріплення повинно забезпечувати щільність покриття, виключати утворення наскрізних пор і тріщин.

Покриття, електродний потенціал яких більш электроположителен, ніж потенціал основного металу – катодні покриття, – можуть бути стійким антикорозійним захистом тільки при відсутності тріщин, наскрізних пор та інших дефектів покриття, так як вони перешкоджають проникненню агресивного середовища до основного металу. Приклади катодних захисних покриттів кріплення: мідь, нікель, хром тощо

Кріпильні вироби з гальванічними покриттями

Гальванічні покриття кріплення одержують осадженням на поверхні катіонів з водних розчинів солей при пропущенні через них постійного електричного струму. Захищається кріпильна деталь при цьому є катодом, а пластини металу, що утворюється на кріпильний виріб, служать анодом.

  • ГОСТ 1759.4—87 описує покриття та оксидні плівки для кріпильних деталей (див. таблицю). Вибір виду покриття для певного матеріалу виконується за Гостом.

Кріплення ГОСТ може мати покриття відповідають зазначеним у таблиці.

Види покриттів кріпильних виробів по ГОСТ

Позначення

Покриття

Максимальна робоча температура, t °C

00

Кріплення без покриття

 

01

Цинкове покриття кріпильних виробів з хроматированием

300

02

Кадмиевое покриття з хроматированием кріплення

200

03

Багатошарове мідно-нікелеве покриття кріпильних виробів

600

04

Багатошарове мідно-нікелево-хромове

600

05

Оксидне покриття кріплення

200

06

Фосфатна з промасленням покриття кріпильних виробів

200

07

Олов'яних кріплення покриття

150

08

Мідне покриття кріпильних деталей

600

09

Цинкове покриття кріплення (кріплення оцинкований)

200

10

Оксидне анодизационное покриття з хроматированием (кріплення анодований)

200

11

Оксидне з кислих розчинів покриття кріпильних виробів

200

12

Срібне кріплення покриття

600

13

Нікелеве покриття кріпильних виробів (кріплення нікельований)

900

5. Виробництво кріплення

Технологія виробництва заготовок кріплення: болтів, гвинтів і шпильок з нелегованих і легованих сталей

Клас міцності

Технологічні процеси

Марка стали

3.6

Р, Х+СТ

10, 10 кп

4.6

20

4.8

Х

10, 10 кп

5.6

Р, Х+СТ

30, 35

5.8

Х

10, 10 кп
20, 20 кп

6.6

Г+ЗО, Х+ЗО

35

Г

45, 40 Г

6.8

Х

20, 20 кп

8.8-12.9

Г+ЗО, Х+ЗО, Р+ЗО, Холодне штампування з термозміцнення металу

35, 35Х, 38ХА,45Г 40М2, 40Х, 30ХГСА, 35ХГСА
16ХСН
20Г2Р

У таблиці використані наступні позначення:

Р - гаряча штампування кріпильних заготовок,

Х - холодна штамповка,

+СТ - з подальшою пом'якшувальної термообробкою кріплення заготовок,

+ЗО - з наступним загартуванням і відпусткою,

Р - різання.

6. Контроль якості кріпильних виробів

Контроль механічних характеристик нержавіючих кріпильних виробів проводиться для: межі міцності на розрив, умовної границі текучості, подовження при розриві, руйнує крутного моменту, твердості.

Інші статті