Materijal čeličnih vijaka

Izvor: Wikipedija
Prijeđi na navigaciju Prijeđi na pretraživanje
Wöhlerove krivulje (umor materijala) vijka M10 x 1 x 57 Č.4131: 1) vijak izrađen normalnim postupkom i 2) nakon izrade poboljšan u solnoj kupci.
Wöhlerove krivulje (umor materijala) vijka M10 x 1 x 57 Č.4131: 1) vijak predvaljan i nakon toga hladno valjan navoj i 2) poboljšan s prethodno valjanim navojem.

Materijal čeličnih vijaka se dijeli u razrede čvrstoće: 4.6, 4.8, 5.8, 8.8, 9.8, 10.9, i 12.9; te dvije dodatne klase: 8.8.3 i 10.9.3. Navedene čvrstoće vrijede za temperature do 350 °C. Iznad toga treba koristiti specijalne materijale. Oznaka razreda čvrstoće znači, za primjer oznake 6.8:

  • prvi broj x 100 = 6 x 100 = 600 N/mm2 = Rm (maksimalna čvrstoća)
  • prvi broj x drugi broj x 10 = 6 x 8 x 10 = 480 N/mm2 = Re (granica elastičnosti)

Vijci razreda čvrstoće 6.8 i čvršći moraju oznaku razreda čvrstoće imati vidljivo otisnutu na glavi vijka. [1]

Materijal, izrada i kakvoća vijaka i matice[uredi VE | uredi]

Materijal vijaka i matica je uglavnom žilav čelik s raznim svojstvima čvrstoće i rastezanja. Mehanička i druga svojstva koja vijci i matice moraju imati, ovisna su o materijalu od kojeg su izrađeni. Zbog toga su svojstva materijala vijaka i matica točno određena i propisana standardima. Najvažniji među tim materijalima jesu čelici, mjed (mesing) i aluminijske legure.

Prema standardima vijci i matice se izrađuju u 6 kvaliteta. Vijci i matice za posebne namjene, na primjer postojani na visokim temperaturama, prema kemijskim utjecajima, otporni prema dinamičkim naprezanjima na niskim temperaturama, moraju se izrađivati od čelika za to prikladnih svojstava. Svojstva materijala vijaka od mjedi i drugih metala određena su također propisima standarda za te materijale. Mjed prvenstveno Ms 58 i 63 (CuZn40Pb3 i CuZn37) dolazi zbog svoje dobre vodljivosti u obzir u elektrotehnici, za vijke i matice. Vijci od lakih metala (AlCuMg, AlMgSi i drugi) upotrebljavaju se za spajanje dijelova od lakih metala u visokogradnji ili za dijelove od drva i umjetnih masa. Zbog niske granice tečenja manje su podesni za dinamička i udarna naprezanja. Konstrukcije od lakih metala spajaju se u sve većoj mjeri visokoopterećenim vijcima od austenitnog kromnikal čelika.

Uz osnovni materijal za upotrebu vijaka i matica često je mjerodavna i kakvoća njihove izrade, što je obuhvaćeno potrebnim tolerancijama i klasama hrapavosti površine. Kvaliteta vijaka i matica ovisi također i o postupku izrade. Iz prikaza te ovisnosti Wöhlerovim krivuljama vidi se, kako o tome zavisi njihovo svojstvo, to jest njihova mehanička čvrstoća, odnosno izdržljivost.

Od vijaka i matica koji su uz mehanička opterećenja izloženi i djelovanju korozije (naročito u obalnim postrojenjima, na brodovima, u vlažnim prostorijama), a nisu napravljeni od antikorozivnih materijala, traži se da budu još i zaštićeni. Zaštita vijčanih spojeva od korozije izvodi se s pomoću površinskih filmova od kemijski otpornijih tvari (cinčanje). Ti filmovi mogu se stvarati nanašanjem ili difuzijom.

U postupke zaštite od korozije spadaju elektrolitičke metode (galvanizacija cinkom, niklom, kromom), uronjavanjem (na primjer u talinu cinka - vruće cinčanje), fosfatiranje, nemetalni anorganski premaz i drugo. Difuzijski postupak primjenjuje se na primjer uspješno pri kromiranju vijaka. Kod svih takvih postupaka dobiju se vrlo tanki zaštitni površinski slojevi od 1 do 2 μm (kod vrućeg cinčanja do 100 μm). U posebnim slučajevima upotrebljavaju se vijčani spojevi od nerđajućih austenitskih čelika, kada su na primjer izloženi utjecaju agresivnih plinova ili kiselina. [2]

Mehanička svojstva[uredi VE | uredi]

Oznake i mehanička svojstva materijala čeličnih vijaka[3]
Oznaka materijala čeličnih vijaka Razred čvrstoće i vrsta materijala Nominalni promjer (mm) Čvrstoća s faktorom sigurnosti (MPa) Granica elastičnosti (minimalno) [MPa] Maksimalna čvrstoća (minimalno) [MPa] Tvrdoća [Rockwell]
Hex cap screw-class 4.6.svg Razred 4.6
Nisko ili srednje ugljični čelik
5–100 225 240 400 B67–95
Hex cap screw-class 4.8.svg Razred 4.8
Nisko ili srednje ugljični čelik; djelomično ili potpuno žaren
1.6–16 310 340 420 B71–95
Hex cap screw-class 5.8.svg Razred 5.8
Nisko ili srednje ugljični čelik; hladna obrada
5–24 380 420 520 B82–95
Hex cap screw-class 8.8.svg Razred 8.8[4]
Srednje ugljični čelik; ugašen i kaljen
ispod 16 (inča) 580 640 800
17–72 600 660 830 C23–34
Hex cap screw-class 8.8 line.svg Razred 8.8 nisko ugljični
Nisko ugljični borov čelik; ugašen i kaljen
Hex cap screw-class 8.8.3.svg Razred 8.8.3
Čelik otporan na atmosfersku koroziju; ugašen i kaljen
Hex cap screw-class 9.8.svg Razred 9.8
Srednje ugljični čelik; ugašen i kaljen
1,6–16 650 720 900 C27–36
Hex cap screw-class 9.8 line.svg Razred 9.8 nisko ugljični
Nisko ugljični borov čelik; ugašen i kaljen
Hex cap screw-class 10.9.svg Razred 10.9
Legirani čelik; ugašen i kaljen
5–100 830 940 1040 C33–39
Hex cap screw-class 10.9 line.svg Razred 10.9 nisko ugljični
Nisko ugljični borov čelik; ugašen i kaljen
Hex cap screw-class 10.9.3.svg Razred 10.9.3
Čelik otporan na atmosfersku koroziju; ugašen i kaljen
Hex cap screw-class 12.9.svg Razred 12.9
Legirani čelik; ugašen i kaljen
1,6–100 970 1100 1220 C38–44

Izrada vijaka[uredi VE | uredi]

Uz osnovni materijal za upotrebu vijaka često je mjerodavna i kvaliteta njihove izrade, što je obuhvaćeno potrebnim mjernim tolerancijama i tolerancijama hrapavosti površine. [5]

Površinska zaštita vijaka[uredi VE | uredi]

Od vijaka koji su uz mehanička opterećenja izloženi i djelovanju korozije (naročito u obalnim postrojenjima, na brodovima, u vlažnim prostorijama), a nisu napravljeni od antikorozivnih materijala, traži se da budu još i zaštićeni. Zaštita vijčanih spojeva od korozije izvodi se s pomoću površinskih filmova od kemijski otpornijih materijala. Ti filmovi se mogu stvarati nanašenjem ili difuzijom. U postupke zaštite od korozije spadaju fosfatiranje, bruniranje i elektrolitičke metode (galvanizacija niklom, kromom, kadmijem, cinkom), uronjavanjem (npr. u talinu cinka) i drugo. Difuzijski postupak primjenjuje se uspješno pri kromiranju čeličnih vijaka. Kod svih takvih postupaka dobiju se vrlo tanki zaštitni površinski slojevi oko 1 do 2 μm. [6]

Izvori[uredi VE | uredi]

  1. [1] "Konstrukcijski elementi I", Tehnički fakultet Rijeka, Božidar Križan i Saša Zelenika, 2011.
  2. "Tehnička enciklopedija" (Elementi strojeva), glavni urednik Hrvoje Požar, Grafički zavod Hrvatske, 1987.
  3. "Metric Handbook" [2] 2009.
  4. "Bolt grade markings and strength chart" [3] 2009.
  5. "Strojarski priručnik", Bojan Kraut, Tehnička knjiga Zagreb 2009.
  6. [4] "Elementi strojeva", Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Split, Prof. dr. sc. Damir Jelaska, 2011.