Klasy twardości śrub - co warto wiedzieć?

Według powszechnie panującej opinie, śruby można zaliczyć do jednych z najpopularniejszych i najchętniej używanych łączników w wielu sektorach. Śruba, czyli tak naprawdę gwintowany element łączący jest wykorzystywany zarówno w branży samochodowej, maszynowej, tworzeniu różnego rodzaju konstrukcji stalowych, branży meblarskiej, a nawet w sprzęcie w szeroko rozumianej branży informatycznej. Oczywiście na rynku istnieje wiele rodzajów śrub, które różnią się od siebie pod kilkoma względami. Zazwyczaj jest to długość śruby, rodzaj gwintu, kształt łba czy zakończenie. Co więcej, śruby mają też różne klasy twardości. Na wstępie warto jeszcze zaznaczyć i przypomnieć, że odpowiedni dobór śruby jest kluczowy dla trwałości i bezpieczeństwa połączenia i nie powinno się go w żadnym przypadku lekceważyć. Dlatego też wybierając te elementy złączne warto zwrócić uwagę na kilka aspektów, m.in. jakość materiału, który został użyty do produkcji śruby, jej wymiar, średnicę i długość, jak również klasę twardości. Z racji tego, że materiały, które są używane w procesie produkcyjnym śrub posiadają różne właściwości, to śruby powinny posiadać specjalne oznaczenia dotyczące ich twardości i klasy wytrzymałości. W ten sposób możliwe będzie odpowiednie dobranie produktu do realizacji konkretnego zadania.

Co warto wiedzieć o klasach wytrzymałości i twardości śrub?

Często można spotkać się z pojęciem klasy śruby. W praktyce nie oznacza to nic innego, jak oznaczenie jej twardości i wytrzymałości na rozciąganie. Dzięki temu może dowiedzieć, jaką wartość naprężenia śruba jest w stanie wytrzymać i w którym momencie zostanie przekroczona granica, kiedy śruba zacznie się rozciągać. Jeśli chodzi o granicę wytrzymałości, to definiuje ona następnie możliwe naprężenia, które mogą doprowadzić do zerwania śruby poprzez plastyczne jej rozciągnięcie.

Jak oznacza się klasy wytrzymałości?

Klasy wytrzymałości to dwucyfrowe symbole, który zazwyczaj umieszcza się na łbach śrub. W standardowym systemie oznaczeń, jak np. ISO lub DIN pierwsza cyfra – Rm – odnosi się do minimalnej wytrzymałości na rozciąganie pomnożonej przez 100, co daje wartość granicznej siły rozciągającej wyrażanej w N/mm² (Newtony na milimetr kwadratowy) lub MPa. Na przykład, w przypadku klasy wytrzymałości 8.8, pierwsza cyfra 8 w rzeczywistości oznacza minimalną wytrzymałość na rozciąganie równą 8 × 100 = 800 N/mm² lub 800 MPa. W przypadku klasy wytrzymałości 10.9, pierwsza cyfra 10 odpowiada minimalnej wytrzymałości na rozciąganie pomnożonej przez 100. Oznacza to, że minimalna wytrzymałość na rozciąganie śruby klasy 10.9 wynosi 10 × 100 = 1000 N/mm² lub 1000 MPa.

Natomiast druga cyfra – Re – to wartość naprężenia, przy której materiał zaczyna trwale odkształcać się bez powrotu do pierwotnej formy po usunięciu obciążenia. Oznacza to, że po przekroczeniu granicy plastyczności, materiał nie powraca do swojego pierwotnego kształtu po zastosowaniu obciążenia i zostaje trwale odkształcony. W przypadku klasy wytrzymałości 10.9, granica plastyczności (Re) wynosi 90% minimalnej wytrzymałości na rozciąganie (Rm). Oznacza to, że śruba klasy 10.9 ma granicę plastyczności równą 0,9 × 1000 MPa = 900 MPa. Natomiast śruba klasy 8.8 ma granicę plastyczności równą 0,8 × 800 MPa = 640 MPa.

Klasy wytrzymałości śrub według Polskiej Normy

Jak już zostało wspomniane informacje o klasie wytrzymałości zazwyczaj umieszcza się na łbach śrub. Według PN (Polskiej Normy) istnieje 10 klas wytrzymałości: 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.8 – które oznaczają zwykłe śruby i 8.8; 10.9; 12.9 – które oznaczają śruby o zdecydowanie większej wytrzymałości. Śruby 8.8 i 10:9 najczęściej produkuje się z takich materiałów jak: stal niskowęglowa (np. z dodatkiem boru, chromu lub manganu), stal hartowana i odpuszczana lub stal średniowęglowa hartowana i odpuszczana. Natomiast śruby o klasie 12:9 produkuje się ze stali niskostopowej zawierającej minimum jeden ze składników stopowych nikiel, wanad lub chrom. W przypadku pomiaru twardości śrub stosuje się też skalę twardości Vickersa (HV). Wynik twardości w skali HV jest wyrażany w jednostkach HV lub HV0.0x (gdzie x oznacza liczbę dziesiętną). Wyższe wartości HV wskazują na większą twardość materiału. Jednakże, wartości twardości śrub mogą się różnić w zależności od użytego materiału, obróbki cieplnej czy innych czynników.

Dodatkowo obok dwucyfrowej klasyfikacji na oznaczeniu można dostrzec także symbole klas od A do C, które oznaczają: A — dokładna, B — średnio dokładna, C — zgrubna.