เกรดและเครื่องหมายของโบลต์: คู่มือ SAE, เมตริก และ ASTM | เจียเจี้ย สปริงเนอร์

คู่มือนี้จะแจกแจงระบบการให้เกรดโบลต์หลักๆ สามระบบ ได้แก่ SAE, ISO และ ASTM ซึ่งจะอธิบายว่าจริงๆ แล้วเครื่องหมายบนหัวโบลต์หมายถึงอะไร และให้ตารางอ้างอิงเพื่อเปรียบเทียบเกรดเทียบเคียงกัน

เหตุใดจึงมีเครื่องหมาย Bolt Head

การผลิตในช่วงแรกมุ่งเน้นไปที่ขนาดเกลียวและขนาดที่กำหนดเกือบทั้งหมด เนื่องจากการประกอบทางอุตสาหกรรมมีความซับซ้อนมากขึ้น และห่วงโซ่อุปทานก็แพร่กระจายไปทั่วโลก ขนาดเพียงอย่างเดียวก็ไม่เพียงพอที่จะรับประกันความสมบูรณ์ของโครงสร้างอีกต่อไป สลักเกลียวที่ดูเหมือนกับเกรด 5 แต่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำสามารถผ่านการตรวจสอบด้วยสายตาและยังคงเสียหายเมื่อรับน้ำหนัก

ปัญหานั้นผลักดันองค์กรเช่น สมาคมวิศวกรยานยนต์ (SAE) , ที่ องค์การระหว่างประเทศเพื่อการมาตรฐาน (ISO) และ ASTM อินเตอร์เนชั่นแนล เพื่อสร้างระบบการมาร์กแบบเป็นทางการ แต่ละระบบเข้ารหัสข้อมูลหลักเดียวกัน: ความต้านทานแรงดึง, ความแข็งแรงคราก, โหลดทดสอบ และบางครั้งองค์ประกอบของวัสดุ เครื่องหมายนี้ใช้ผ่านการปั๊มหรือการแกะสลักด้วยเลเซอร์โดยตรงบนหัวสลัก ทำให้มีความทนทานและอ่านได้แม้ในสภาพสนาม

นอกเหนือจากความแข็งแกร่งแล้ว เครื่องหมายยังมีรหัสประจำตัวของผู้ผลิตด้วย เช่น ตัวอักษรหรือสัญลักษณ์ที่ประทับตราซึ่งลงทะเบียนเฉพาะสำหรับผู้ผลิตแต่ละราย การตรวจสอบย้อนกลับนี้มีความสำคัญในระหว่างการตรวจสอบและการเรียกร้องการรับประกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานด้านโครงสร้างและยานยนต์ที่จำเป็นต้องมีความรับผิดชอบตามกฎหมาย

วิธีอ่านเครื่องหมายเกรด SAE Bolt

เกรด SAE ใช้กับตัวยึดแบบนิ้วและอยู่ภายใต้การควบคุมของ มาตรฐาน SAE J429 . ระบบการใช้งาน เส้นรัศมี ประทับตราบนหัวโบลท์ — และจำนวนเส้นไม่เท่ากับเกรด ทริปนี้ทำให้คนจำนวนมาก เส้นได้รับการออกแบบเพื่อให้แต่ละเกรดสามารถแยกแยะได้ทันทีแม้ในสภาพแสงน้อยหรือคับแคบ แทนที่จะทำตามตรรกะการนับถอยหลังแบบง่ายๆ

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 2 ได้แล้ว ไม่มีเส้นรัศมี และเป็นเกรดเชิงพาณิชย์พื้นฐานที่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำถึงปานกลาง ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 ดำเนินการ เส้นรัศมีสามเส้น เว้นระยะห่างประมาณ 12, 4 และ 8 นาฬิกา — คล้ายกับสัญลักษณ์ Mercedes ชั้นประถมศึกษาปีที่ 8 ตัวเลือกความแข็งแรงสูงแสดงให้เห็น เส้นรัศมีที่เว้นระยะเท่ากันหกเส้น รอบศีรษะ ตามกฎทั่วไป ยิ่งมีเส้นมากเท่าใด ความแรงก็จะยิ่งสูงขึ้น แต่ตัวเลขนั้นไม่ใช่เกรดของตัวเอง

สำหรับบริบททางเทคนิคที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับการเลือกและประสิทธิภาพของสลักเกลียวหกเหลี่ยม ภาพรวมเชิงลึกของคุณสมบัติและการใช้งานของสลักเกลียวหกเหลี่ยม ครอบคลุมถึงพฤติกรรมของวัสดุและการพิจารณาโหลดโดยละเอียด

อธิบายคลาสคุณสมบัติเมตริกโบลต์

สลักเกลียวเมตริกตามมา ISO 898-1 ซึ่งกำหนดคลาสคุณสมบัติโดยใช้ระบบตัวเลขสองตัวคั่นด้วยจุด เช่น 8.8, 10.9 หรือ 12.9 ต่างจากเกรด SAE ที่ตัวเลขเป็นเพียงฉลาก หมายเลขคลาส ISO มีความหมายทางคณิตศาสตร์ที่แท้จริง

ที่ หมายเลขแรก คูณด้วย 100 จะได้ค่าความต้านทานแรงดึงระบุในหน่วยเมกะปาสคาล (MPa) ดังนั้นโบลต์คลาส 10.9 จึงมีความต้านทานแรงดึงเล็กน้อยที่ 1,000 MPa ที่ หมายเลขที่สอง คูณด้วย 10 จะได้ค่ากำลังครากเป็นเปอร์เซ็นต์ของค่าความต้านทานแรงดึงนั้น สำหรับ 10.9 นั่นหมายถึงความแข็งแรงของผลผลิตคือ 90% ของ 1,000 MPa หรือ 900 MPa การเข้ารหัสที่หรูหรานี้ช่วยให้วิศวกรคำนวณค่าความแข็งแรงขั้นต่ำได้โดยตรงจากการทำเครื่องหมายโดยไม่ต้องดูตาราง

ที่ most common metric classes in industrial use are 8.8 (กำลังปานกลาง เทียบได้กับ SAE เกรด 5 ในวงกว้าง) 10.9 (ความแข็งแรงสูงเทียบได้กับเกรด 8) และ 12.9 (คลาสเมตริกมาตรฐานที่แข็งแกร่งที่สุด ใช้ในส่วนประกอบทางกลที่สำคัญ) สำหรับภาพรวมอย่างเป็นทางการของวิธีการกำหนดคลาสคุณสมบัติเหล่านี้ เอกสารมาตรฐานสากลของตัวยึด ISO 898 ครอบคลุมขอบเขตข้อกำหนดทั้งหมด

มาตรฐาน ASTM Bolt: การก่อสร้างและการใช้ในอุตสาหกรรม

ASTM International กำหนดมาตรฐานที่ใช้ในการก่อสร้างโครงสร้างและอุตสาหกรรมหนักเป็นหลัก ในกรณีที่ระบุเกรด SAE ด้วยเส้นรัศมี โดยปกติแล้วสลักเกลียว ASTM จะถูกประทับด้วยตัวอักษรและตัวเลขบนส่วนหัว ตัวอย่างเช่น A307 , เอ325 หรือ A490 .

ASTM A307 เกรด A ครอบคลุมสลักเกลียวเหล็กกล้าคาร์บอนกำลังต่ำที่มีความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำ 60,000 psi ใช้ในแอสเซมบลีที่ไม่สำคัญซึ่งมีโหลดพอประมาณและควบคุมได้ ASTM A307 เกรดบี มีไว้สำหรับการใช้งานท่อและข้อต่อแบบหน้าแปลน มาตรฐาน ASTM เอ325 เป็นมาตรฐานสลักเกลียวโครงสร้างที่ครอบคลุมเหล็กคาร์บอนและโลหะผสมที่มีความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำ 120,000 psi ซึ่งใช้งานได้ใกล้เคียงกับ SAE เกรด 5 และเป็นหนึ่งในตัวยึดที่ระบุบ่อยที่สุดในโครงสร้างโครงเหล็ก ที่ด้านบนสุดของช่วงโครงสร้าง ASTM มาตรฐาน ASTM A490 สลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูงมีความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำที่ 150,000 psi ซึ่งต้องมีการจัดการแรงบิดในการติดตั้งอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการขันแน่นเกินไป

ข้อแตกต่างในทางปฏิบัติประการหนึ่ง: โดยทั่วไปแล้วสลักเกลียว ASTM A325 และ A490 จะใช้กับหัวหกเหลี่ยมที่มีน้ำหนักมาก และไม่สามารถใช้แทนกันได้ในตารางแรงบิดกับสลักเกลียวหกเหลี่ยม SAE มาตรฐาน แม้ว่าพิกัดแรงดึงจะใกล้เคียงกันก็ตาม

เครื่องหมายโบลท์ สเตนเลส:ซีรีส์ A2 และ A3

สลักเกลียวสแตนเลสใช้รูปแบบการทำเครื่องหมายแยกต่างหากตามที่กำหนดไว้ด้านล่าง ISO 3506 . แทนที่จะใช้เส้นรัศมีหรือหมายเลขคลาสสองหลัก จะประทับตราด้วยการผสมตัวอักษรและตัวเลขที่ระบุทั้งกลุ่มเหล็กและระดับความแข็งแกร่ง เครื่องหมายที่พบบ่อยที่สุดคือ A2-70 และ A2-80 โดยที่ "A2" หมายถึงสเตนเลสเกรดออสเทนนิติก 304 และตัวเลข (70 หรือ 80) แสดงถึง 1/10 ของความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำในหน่วย MPa หมายความว่า A2-70 มีความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำ 700 MPa และ A2-80 ถึง 800 MPa

สำหรับสภาพแวดล้อมทางทะเลหรือสารเคมีที่รุนแรง A4 กำหนดสแตนเลสเกรด 316 โบลต์ A4-70 ให้พื้นรับแรงดึง 700 MPa เช่นเดียวกับ A2-70 แต่มีความทนทานต่อการกัดกร่อนที่เกิดจากคลอไรด์ได้ดีกว่า ช่วงของ โบลท์หัวหกเหลี่ยมสแตนเลสเกรด 304 และ 316 ครอบคลุมทั้งกลุ่มวัสดุ A2 และ A4 ในมิติเมตริกมาตรฐาน

หมายเหตุสำคัญประการหนึ่ง: โบลต์สแตนเลสไม่ใช่แม่เหล็ก ซึ่งทำให้แยกแยะได้ง่ายจากโบลท์เหล็กคาร์บอนที่หน้างาน แต่ไม่ควรทดแทนเกรดโครงสร้างที่มีความแข็งแรงสูง เช่น 10.9 หรือเกรด 8 โดยพิจารณาจากความต้านทานการกัดกร่อนเพียงอย่างเดียว เนื่องจากเกรดสเตนเลสมักจะมีค่าแรงดึงและผลผลิตต่ำกว่า

ตารางเปรียบเทียบเกรดโบลต์: SAE เทียบกับเมตริกเทียบกับ ASTM

เนื่องจากทั้งสามระบบได้รับการพัฒนาอย่างแยกจากกัน ค่าเทียบเท่าโดยตรงจึงเป็นค่าโดยประมาณมากกว่าค่าที่แน่นอน — ความแตกต่างในการรักษาความร้อน รูปทรง และวิธีการทดสอบหมายความว่าโบลต์เกรด 5 และโบลต์คลาส 8.8 ไม่สามารถใช้แทนกันได้แม้จะมีพิกัดแรงดึงที่ใกล้เคียงกัน ใช้ตารางด้านล่างเป็นข้อมูลอ้างอิงเริ่มต้น ไม่ใช่คำแนะนำในการเปลี่ยน

การเลือกเกรดที่เหมาะสมสำหรับการสมัครของคุณ

การเลือกเกรดขึ้นอยู่กับปัจจัยสามประการ: ความต้องการโหลด , สิ่งแวดล้อม และ วิธีการประกอบ . การทำผิดข้อใดข้อหนึ่งจะเพิ่มความเสี่ยงต่อความล้มเหลวของข้อต่อ ความเมื่อยล้าของตัวยึด หรือการกัดกร่อนอย่างรวดเร็ว

สำหรับการประกอบเชิงพาณิชย์และงานเบาทั่วไป — โครงเฟอร์นิเจอร์, ขายึด HVAC, กล่องหุ้มที่ไม่ใช่โครงสร้าง — โบลต์เกรด 2 หรือคลาส 4.8 นั้นเพียงพอและคุ้มค่า ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 / ชั้น 8.8 ครอบคลุมเครื่องจักรอุตสาหกรรมทั่วไป ชิ้นส่วนยานยนต์ และการเชื่อมต่อโครงสร้างส่วนใหญ่ที่ต้องการแรงจับยึดที่เชื่อถือได้และความต้านทานการสั่นสะเทือนปานกลาง ชั้นประถมศึกษาปีที่ 8 / ชั้น 10.9 เป็นการเรียกที่เหมาะสมสำหรับข้อต่อแรงบิดสูง อุปกรณ์หนัก และส่วนประกอบใดๆ ที่เห็นการโหลดแบบไดนามิกหรือแบบวนรอบ คลาส 12.9 สงวนไว้สำหรับการใช้งานเชิงกลหรือการบินและอวกาศที่มีความแม่นยำ ซึ่งจำเป็นต้องมีพรีโหลดสูงสุด และต้องควบคุมการยืดตัวของโบลต์อย่างแน่นหนา

ในสภาพแวดล้อมกลางแจ้ง ชายฝั่ง หรือสภาพแวดล้อมที่รุนแรงทางเคมี การเปลี่ยนไปใช้เหล็กกล้าไร้สนิมมักเป็นการลงทุนระยะยาวที่ดีกว่า แม้ว่าความต้องการในการบรรทุกจะเล็กน้อยก็ตาม สลักเกลียว A2-70 หรือ A4-70 จะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าสลักเกลียวเกรด 5 ที่เคลือบสังกะสีหลายปีในสภาพแวดล้อมทางทะเล สำหรับการใช้งานซ็อกเก็ตไดรฟ์หกเหลี่ยมในพื้นที่แคบหรือปิดภาคเรียน สลักเกลียวอัลเลน DIN 912 สำหรับการใช้งานบ็อกซ์แบบฝังหัว ให้การหนีบที่แข็งแกร่งในพื้นที่ขนาดเล็ก

สุดท้าย ให้จับคู่เกรดน็อตกับเกรดโบลต์เสมอ โบลต์เกรด 8 ที่จับคู่กับน็อตเกรด 2 จะสร้างจุดอ่อนซึ่งไม่เป็นไปตามวัตถุประสงค์ของการระบุสกรูที่มีความแข็งแรงสูง หากต้องการตัวเลือกตัวยึดสเตนเลสแบบครบวงจรสำหรับหลายเกรดและขนาด น็อตสแตนเลสครบวงจร ครอบคลุมขนาดเมตริกมาตรฐานทั้งในวัสดุ 304 และ 316 เพื่อให้ตรงกับข้อกำหนดการใช้งานเฉพาะของคุณ