Разный крепеж рассчитан на разные нагрузки. Рассказываем, как выбрать прочные болты, ориентируясь на ГОСТ.
Для монтажа конструкций из металла и дерева часто используют болты. Они делятся на десятки видов, предназначенных для сборки или установки мебели, строительства, отделки. Рассказываем, что такое класс прочности болтов по ГОСТу и почему его должен знать каждый, кто что-то строит или ремонтирует своими руками.
Все о прочности металлических болтов
Виды и область применения болтов
Болты чаще всего используют там, где нужно прижать один элемент к другому. За счет гайки и шайбы область сжатия надежно фиксируется и не ослабевает со временем. Крепеж делают из черной и нержавеющей стали, нейлона. Диаметр стержня с резьбой может составлять от 3 до 100 мм, длина — от 8 до 300 мм.
Большой выбор материалов и размеров сделал крепеж по-настоящему универсальным. Болтами крепят:
- детали техники, машин, механизмов;
- балки, лаги и обвязку к бетонному фундаменту;
- тяжелую мебель или сантехнику к стенам, полу, потолку;
- элементы мебели между собой.
Общая прочность болта зависит от его размеров, материалов, способа изготовления, типа резьбы. Высокопрочный крепеж дорогой и обычно тяжелый. Использовать его в легких конструкциях невыгодно и даже опасно. Затягивание гайки на таком изделии требует больших усилий. Хрупкие плиты ДСП или фанера могут потрескаться, если попытаться соединить их высокопрочными стальными болтами. Но если отказаться от них при креплении лаг к ленточному фундаменту, пол может просто провалиться.
Подбор болтов по свойствам для конкретной задачи упрощают ГОСТы. В них есть таблицы класса прочности для всех типов крепежа. Класс прочности демонстрирует сопротивление деформации и давлению большого веса. От класса зависит, не сломается ли стержень под нагрузкой.
В таблицах приведены не только показатели прочности, но и их маркировка. Вместо длинных значений на шляпки болтов наносят 2-3 цифры, буквы, черты или точки. Зная соответствие маркировки классу прочности, легко подобрать крепеж для любого строительства, ремонта или монтажа.
Что такое класс прочности болтов: таблица и расшифровка ГОСТ
Стержень болта должен выдерживать вес поверхности, в которую он вкручен, сопротивляться изгибу. Резьба не должна расплющиваться под этим весом. Нагрузка, которую может выдержать крепеж, зависит от трех факторов:
- состав сплава, из которого он сделан;
- способ производства — прессование под нагревом и без, вытачивание на токарном станке;
- способ дополнительной обработки — после закалки при высокой температуре сталь становится прочнее.
Чтобы обычным мастерам не пришлось разбираться со свойствами сплавов и особенностями металлообработки, специалисты создали стандарты классов прочности болтов с шестигранной головкой и другого крепежа. При производстве он проходит испытания. По их результатам на шляпку наносят маркировку в виде нескольких символов. Выбрав нужную маркировку в таблице, можно узнать, на какую нагрузку рассчитано изделие.
Маркировка на шляпке может выглядеть как:
- цифры через точку — например, 3.6, 8.8;
- цифры без точки — 36, 88;
- буква и цифры — А2-70, А1-80;
- выпуклые точки и штрихи.
Как читать символы?
- Если вы видите цифры с точкой или без, точки или штрихи, это изделие из черной стали.
- Класс прочности оцинкованных болтов маркируют так же, как черных.
- Буквы в маркировке класса прочности указывают на нержавеющую сталь.
- Гайки из черной стали маркируют одной цифрой, из нержавеющей — так же, как нержавеющие болты.
- Точки и штрихи наносят на болты с небольшой шляпкой, на которых не разглядеть цифры. Нужно представить такую шляпку как циферблат часов. Точка означает 12, насечка — первую цифру маркировки. Болт 12.9 будет выглядеть как две точки рядом. 4.8 отличается от 4.6 двумя штрихами на четырех часах вместо одного. Двумя штрихами маркируют и 5.8, чтобы отличить от 5.6.
Как подобрать класс прочности черной гайки к болту? Число на гайке должно быть больше или равно первому числу на шляпке болта. Не стоит брать крепеж со слишком большой разницей: из-за этого могут возникнуть проблемы при затягивании соединения.
Резьбовые шпильки из черной стали на свободном от резьбы месте маркируют цифрами с точкой, как болты, например, 3.6. Иногда на них можно увидеть не цифры, а символы — черту, крест, круг, квадрат и треугольник. Наконечники некоторых дополнительно маркируют цветом. Значения указаны в таблице.
| Класс прочности | 5.6 | 8.8 | 9.8 | 10.9 | 12.9 |
|---|---|---|---|---|---|
| Символ | — | 0 | + | ☐ | Δ |
| Цвет | желтый | белый | черный |
Без маркировки выпускают крепеж:
- с низким классом прочности;
- сделанный не по ГОСТу, а по другим стандартам.
Иногда символы наносят не на шляпку, а на гладкую часть стержня без резьбы.
Черная сталь
Свойства крепежа из черной стали описывает ГОСТ ISO 898-1-2014. Стандарт выделяет 9 классов прочности болтов — от 4.6 до 12.9, семь классов для гаек — от 4 до 12. Иногда цифры на шляпку наносят без точки — как 46, 129. Старый ГОСТ также выделял класс 3.6. Из нового его исключили, но такие болты по-прежнему можно найти в продаже. Их относят к крепежу низкой прочности и используют для неответственных работ.
- Самое важное число в маркировке — первое. Оно говорит о том, с какой силой можно постоянно давить на стержень до того, как он потрескается или сломается. Максимально допустимая нагрузка на крепеж указывается в ньютонах на мм2. Умножьте первую цифру маркировки на 100, чтобы узнать предел прочности. Например, болт 4.6, 4х100 — 400 Н/мм2. Это означает, что каждый квадратный мм металла выдерживает без разрушения давление до 40 кг.
- Вторая цифра в маркировке болтов из черной стали говорит о пределе текучести. Он показывает, при какой нагрузке металл начнет растягиваться или сжиматься. Чтобы рассчитать предел текучести в Н/мм2, умножьте первую цифру на вторую и на 10. Например, для болта 4.6 — 4х6х10 — 240 Н/мм2. Каждый мм2 способен выдержать до 24 кг без деформации.
Максимальная нагрузка на крепеж в килограммах зависит от шага резьбы — частая или крупная, диаметра его стержня. Он будет указан в маркировке как М с цифрой, например, М2, где цифра — диаметр в мм. Есть таблицы, показывающие максимальную нагрузку в килоньютонах, которые легко перевести в кг. Но не стоит воспринимать их как прямое руководство по выбору. Болт 3.6 диаметром 6 мм по расчетам может выдержать больше 600 кг. Но на практике такой болт не рекомендуют использовать даже для сборки диванов с подъемным механизмом. Крепеж 3.6 считается ненадежным и подходит только для легких конструкций, например, для крепления декоративных элементов к мебели.
Ориентируйтесь на рекомендации производителей мебели, проектировщиков или опытных механиков, продавцов крепежа. В приведенной ниже таблице класса прочности болтов из черной стали есть варианты их использования. Это лишь примеры, которые не заменяют консультацию специалиста. Цифры посчитаны по формулам выше.
| Класс прочности | Предел прочности | Предел текучести | Примерная допустимая нагрузка в кг для крупной резьбы, стержня М6 | Область применения |
|---|---|---|---|---|
| 3.6 | 300 | 180 | 600 | Низкопрочный крепеж: для неподвижных и легких мебельных фасадов, декора, ненагруженных элементов техники, временных ограждений. |
| 4.6 | 400 | 240 | 800 | Низкопрочный крепеж: для неподвижных и легких мебельных фасадов, декора, ненагруженных элементов техники, временных ограждений. |
| 4.8 | 400 | 320 | 840 | Низкопрочный крепеж: для неподвижных и легких мебельных фасадов, декора, ненагруженных элементов техники, временных ограждений. |
| 5.6 | 500 | 300 | 1000 | Низкопрочный крепеж: для неподвижных и легких мебельных фасадов, декора, ненагруженных элементов техники, временных ограждений. |
| 5.8 | 500 | 400 | 1040 | Средняя прочность: для сборки механизмов, бытовой техники и ненагруженных узлов авто, металлической мебели для дома, заборов, ненагруженных перегородок в строительстве. |
| 6.8 | 600 | 480 | 1210 | Крепеж средней прочности: для сборки механизмов, бытовой техники и ненагруженных узлов авто, металлической мебели для дома, заборов, ненагруженных перегородок в строительстве. |
| 8.8 | 800 | 640 | 1610 | Высокопрочный крепеж: для строительных конструкций, узлов машин и механизмов под нагрузкой. |
| 9.8 | 900 | 720 | 1810 | Высокопрочный крепеж: для строительных конструкций, узлов машин и механизмов под нагрузкой. |
| 10.9 | 1000 | 900 | 2090 | Высокопрочный крепеж: для строительных конструкций, узлов машин и механизмов под нагрузкой. |
| 12.9 | 1000 | 1080 | 2400 | Высокопрочный крепеж: для сборки механизмов в авиации, тяжелом машиностроении, строительства мостов. |
Нержавейка
Класс прочности нержавеющих болтов нужно искать в ГОСТ ISO 3506-1-2014. На шляпке крепежа из нержавейки можно увидеть маркировку, например, А2-70. Что она означает?
- Буква с цифрой — тип стали. Аустенитные обозначают буквой А, мартенситные — С, ферритные — F. Цифра после буквы рассказывает о составе и особенностях сплава. Крепеж из аустенитных сталей советуют для конструкций, которые будут находиться в воде, контактировать с кислотами или другими веществами, разъедающими металл. Мартенситные считаются самыми твердыми и прочными, но разрушаются при контакте с агрессивными веществами. Из ферритных крепеж почти не делают.
- На предельную нагрузку указывает число после буквенной маркировки — 50, 70 или 80. Чтобы узнать нагрузку в Н/мм2, умножьте это число на 2.
Маркировка нержавеющих гаек будет такой же, как у болтов, типа А2-70. Для надежных соединений лучше выбирать изделия с идентичной маркировкой.
Предел текучести для болтов и гаек из нержавеющей стали нельзя рассчитать по цифрам на шляпке. Но он есть в таблицах стандартов.
| Марка стали и класс прочности | Предел прочности | Предел текучести | Примерная допустимая нагрузка в кг для стержня диаметром М6 |
|---|---|---|---|
| С1-50 | 500 | 250 | 510 |
| С1-70 | 700 | 410 | 820 |
| С1-110 | 1100 | 820 | 1650 |
| С3-80 | 800 | 640 | 1290 |
| С4-50 | 500 | 250 | 510 |
| С4-70 | 700 | 410 | 820 |
| F1-45 | 450 | 250 | 510 |
| F1-60 | 600 | 410 | 820 |
| А1-50, А2-50 | 500 | 210 | 420 |
| А3-70, А4-70 | 700 | 450 | 900 |
| А5-80 | 800 | 600 | 1260 |
Какие болты выбрать для ремонта дома
Не стоит переплачивать за высокопрочные соединения при строительстве сарая или сборке шкафа. Высокопрочные болты с классом прочности выше 8.8 в домашней мастерской почти не нужны. 8.8 достаточно для крепления обвязки стен к фундаменту, фиксации тяжелых шкафов на бетонной стене, сборки кроватей и диванов с подъемным механизмом. Прикрепить неподвижный фасад легкой тумбочки можно и на мебельный болт 3.6.
Болты классом выше 8.8 могут понадобиться при строительстве дома или сарая в сейсмоопасной зоне, ремонте газонокосилки и другой техники, которая работает при сильной вибрации.
При выборе крепежа для сборки мебели или дачного строительства смотрите не на класс прочности, а на материал и покрытие. На улице и во влажных зонах дома лучше использовать оцинкованный или нержавеющий крепеж.
- Оцинкованная сталь в целом прочнее и долговечнее.
- Нержавейка лучше выдерживает контакт с водой, кислотами, хлором.
Для сборки стеллажа в ванной можно взять оцинкованный крепеж. Для крепления деталей бассейна или строительства лодочного сарая на морском берегу нужна нержавейка.
Не менее важно, как материал ведет себя при сильном нагреве или морозах. Некоторые стали становятся хрупкими и быстро разрушаются уже при -40 градусов Цельсия или при нагреве от 210 градусов.
- Для монтажа на улице в северных регионах нужен крепеж с маркировкой ХЛ, или хладостойкий.
- Для высоких температур, например, для сборки дымоходов, печей, нужны специальные жаропрочные болты.
Для сборки тумбочки можно использовать и недорогие крепежные изделия без маркировки. При строительстве или сборке тяжелой мебели нельзя подбирать крепеж на глаз, это очень опасно. Проконсультируйтесь со специалистом, чтобы сделать соединение действительно надежным и долговечным.
