Schrauben aus rostfreiem Stahl: Zugfestigkeit, Drehmoment, Streckgrenze und Materialzusammensetzung

Schrauben aus rostfreiem Stahl - Zugfestigkeit, Drehmoment, Streckgrenze und Materialzusammensetzung

Die Leistungsnormen für Schrauben aus nichtrostendem Stahl, die in diesem Artikel behandelt werden, beziehen sich nicht auf ihre spezifischen Größenvorschriften.

Stattdessen beziehen sich diese Leistungsnormen auf verschiedene mechanische Eigenschaften, unter anderem auf die Materialzusammensetzung (chemische Zusammensetzung), die Zugfestigkeit (die Menge an Kraft in Kilogramm, die es aushalten kann), das Bruchdrehmoment (die Menge an Drehmoment, die erforderlich ist, um es zu brechen), die garantierte Spannung und die Streckgrenze.

In diesem Artikel wird hauptsächlich die Leistung von Schrauben aus rostfreiem Stahl erläutert, die aus austenitischem rostfreiem Stahl 304 und 316 als Rohmaterial hergestellt werden.

Dieser Artikel richtet sich ausschließlich an Fachleute, die neu in der Verwendung von Verbindungselementen aus nichtrostendem Stahl sind, sowie an das Einkaufspersonal und das technische Personal von Unternehmen, die Schrauben aus nichtrostendem Stahl verwenden. Wir haben die langwierigen Erklärungen in den nationalen Normen vereinfacht, Teile, die in den nationalen Normen nicht erwähnt werden, hinzugefügt und sie in Verbindung mit den Branchenregeln kurz erläutert.

Dies geschieht, um dem Betrachter ein schnelles Durchsuchen und Verstehen des relevanten Wissens zu ermöglichen. Mit anderen Worten, es ist nicht so streng. Wenn Sie ein leitender Angestellter sind, ist dieses Dokument vielleicht das, was Sie suchen: GB/T3098.6-2000 Prüfnorm für Schrauben aus Edelstahl.

Material der Schrauben aus SUS304 und 316 Edelstahl

Apropos Materialien: Die von uns üblicherweise verwendeten Schraubenmaterialien aus rostfreiem Stahl lassen sich in zwei Typen unterteilen, SUS304 und SUS316. Natürlich gibt es auch die Serie 400, nämlich SUS410 oder SUS416. Diese fällt in den Bereich des rostfreien Eisens, auf den wir nicht eingehen werden.

Es gibt auch einige spezielle Anforderungen, wie 316L, 304L, usw. Da sie nur selten verwendet werden, werden wir sie hier nicht besprechen. Andere Serien wie die Serie 201 oder die Serie 668 sind Täuschungsmanöver und werden hier nicht erwähnt.

Die chemische Zusammensetzung von SUS304 ist wie folgt:

StandardGB/T1220-1992Material NameSUS304
Chemischer TestCHEMISCHE PRÜFUNG
Instrument NameCu-Spektrometer mit direkter Ablesung
Element NameCMnSiPSNiMoCuCr
Standard Bereich≤0.025≤1.78≤0.3≤0.027≤0.028.00-10.5≤0.13≤1.9617.00-19.00
Physikalische EigenschaftenFestigkeit der ZiegelDehnungHärte
Tatsächlicher Wert650N/mm40HRC14

Die chemische Zusammensetzung von SUS316 ist wie folgt:

316 Chemische Zusammensetzung von Edelstahl Tabelle 
StandardJIS H3250-1992Name der Testprobe SUS316
Chemischer TestCHEMISCHE PRÜFUNG
Instrument NameZugfestigkeit
Element Name(C)(Mn)(Si)(P)(S)(Ni)(Mo)(Cu)(Cr)
Zusammensetzung des Musters0.08≤2.00≤1.00≤0.045≤0.03010.00~14.002.00~3.00/6.00~18.00
Physikalische EigenschaftentesilestrengthDehnung Streckgrenze(Mpa)
Tatsächliche Werte665N/mm40 

Die obige Tabelle zeigt, dass der Hauptunterschied zwischen 304 und 316 in ihrem Nickel- und Chromgehalt liegt, wobei 316 etwas höher ist.

Leistungsstufen von Schrauben aus nichtrostendem Stahl

Üblicherweise sehen wir auf Schrauben Kopfmarkierungen wie:

  • A2-50
  • A2-70
  • A4-70
  • A4-80

Diese repräsentieren die Leistung Sorten von rostfreiem Stahl Schrauben. Einfach ausgedrückt:

  • A2 steht für Rostfreier Stahl 30470" bedeutet, dass die Zugfestigkeit dieser Schraube (oder Mutter) "700N pro Quadratmillimeter beträgt, die Einheit ist N/mm2(die Zahl "2" steht für das Quadrat, diese Einheit wird auch als MPa bezeichnet). Ähnlich,
  • A4 steht für rostfreien Stahl 316, "80" steht für eine Zugfestigkeit von 800N pro Quadratmillimeter. Jetzt verstehen Sie es:
  • A2-70 steht für: Material der Güteklasse 304, Zugfestigkeit 700N/mm2
  • A4-80 steht für: Material der Güteklasse 316, 800N/mm2

Was bedeutet also A4-70?

A4-70 ist ebenfalls ein Material der Güteklasse 316, aber die Zugfestigkeit beträgt nicht 800, sondern 700 N/mm.2. Sie haben richtig gelesen, die Standard-SUS316-Sechskantschraube hat die Qualität A4-70, nur SUS316-Muttern (natürlich ohne dünne Muttern) können A4-80 erreichen. Das heißt, nicht alle 316 Verbindungselemente sind 80-grade.

Ebenso können nicht alle 304er-Schrauben die 70er-Klasse erreichen, z. B. können M4- und kleinere Schrauben die 70er-Klasse nicht erreichen, weshalb es A2-50 gibt.

Für welche Schrauben gilt die Norm A2-70 und für welche Schrauben die A2-80? In der nationalen Norm ist dies nicht festgelegt. Wenn Sie kein pingeliger Gelehrter sind, kann ich Ihnen die Standardanwendungsnormen der Industrie für Leistungsstufen wie folgt mitteilen:

MaterialEntsprechende EbeneAnmeldung
SUS304A2-50Übliche Maschinenschrauben, Bolzen unter M5
A2-70Bolzen und Muttern unter M24, Muttern
SUS316A4-70Bolzen unter M24
A4-80Bolzen und Muttern unter M24

Hier ist die Standardliste, in der die Zugfestigkeit angegeben ist, StreckgrenzeDehnung und garantierte Spannung von Schrauben aus nichtrostendem Stahl verschiedener Güteklassen:

(Referenz: GB/T3098.6-2000 Prüfnorm, durchgängig anwendbar)

KategorieLeistungsniveauGewinde-DurchmesserZugfestigkeitStreckgrenze (Mpa)DehnungGarantierter Stress 
A250≤395002100.6d500
A2A470≤247004500.4d700
A480≤248006000.3d800

In der obigen Tabelle ist der Bereich der Gewindedurchmesser angegeben. Das bedeutet, dass es für Durchmesser, die über diesen Bereich hinausgehen, keine Vorschriften in den nationalen Normen gibt und Verhandlungen zwischen dem Lieferanten und dem Nachfrager erforderlich wären.

Ach ja, in der obigen Tabelle fehlt anscheinend die Norm für das zerstörerische Drehmoment, das gemeinhin als "wie viel Drehmoment" bezeichnet wird. Die Norm lautet wie folgt:

ThemaLeistungsniveauLeistungsgrad
A2-50A2(A4)-70A4-80
Zerstörerisches Drehmoment
M1.6A2-50
A2-70
A4-70
A4-80
0.150.20.24
M20.30.40.48
M2.50.60.90.96
M31.11.61.8
M42.73.84.3
M55.57.88.8
M69.31315
M8233237
M10466574
M1280110130
M16210290330

Damit ist die Beschreibung der Leistung von Schrauben aus nichtrostendem Stahl der Serien 304 und 316 im Wesentlichen abgeschlossen.

Die oben genannten Drehmomentnormen sind leicht zu verstehen. Was ist zum Beispiel der Drehmomentwert für eine SUS304 Sechskantschraube M6*25?

1. Erstens, beziehen Sie sich auf die Leistungsstandards oben, es gehört zu den A2-70 Ebene.

2. Beziehen Sie sich auf die Drehmomentnorm, M6 entspricht 13N.M.

Wie hoch ist der Zugkraftwert einer SUS304-Sechskantschraube M6*25?

Die Aufmerksamen unter Ihnen werden feststellen, dass etwas nicht stimmt. Die obigen Angaben "Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehnung, garantierte Spannungsnorm" liefern keine direkten Parameter für spezifische Spezifikationen. Dazu müssen Sie selbst Berechnungen anstellen.

Apropos Berechnung: Ich kann mir vorstellen, dass Sie aufstöhnen - auch wenn Sie eine Frau sind -, denn es geht um die effektive Spannungsquerschnittsfläche jeder Schraubenspezifikation.

Nun, ich kann das alles zu Ihrer Information berechnen.

Effektive Spannung Querschnittsfläche der Schrauben

Es gibt eine Formel zur Berechnung der Querschnittsfläche einer Schraube, die wie folgt lautet:

As=0.7854*(d-0.9382d)2

In der obigen Formel:

  • As: stellt die Spannungsquerschnittsfläche dar
  • d: ist der Nenndurchmesser des Gewindes, z. B. ist der Nenndurchmesser einer M6-Schraube 6

Die Tabelle mit den Querschnittsflächen gemeinsamer Gewinde (hier bezogen auf die tragenden Querschnittsflächen) lautet wie folgt:

Spezifikation des Gewindes Nenndurchmesser (mm) StellplatzQuerschnittsfläche (mm²) 
M1.41.40.31.0
M1.71.70.351.5
M2.020.42.1
M2.32.30.42.9
M2.52.50.453.4
M3.030.55.0
M3.53.50.66.8
M4.040.78.8
M4.54.50.7511.3
M5.050.814.2
M6.06120.1
M7.07128.9
M8.081.2536.6
M9.091.2548.1
M10101.558.0
M11111.572.3
M12121.7584.3
M14142115.4
M16162156.7
M18182.5192.5
M20202.5244.8
M22222.5303.4
M24243352.5
M27273459.4
M30303.5560.6
M33333.5693.6
M36364816.7
M39394975.8

Die Normen für Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dehngrenze für Schrauben aus nichtrostendem Stahl der Güteklassen A2-50, A2-70, A4-70, A4-80 usw. können anhand der angegebenen Querschnittsfläche berechnet werden.

Hier sind die Parameter für A2-70 und A2-50:

Gewinde-SpezifikationenParameter der Sorte SUS304A2-50 und A2-70
ZugfestigkeitStreckgrenze (N)Maximale Auszugskraft (N)
M1.4500MPa
(A2-50)
206491
M1.7310739
M2.04351037
M2.36111455
M2.57121695
M3.010562515
M3.514233388
M4.018444389
M4.523775660
M5.0700MPa
(A2-70) 
63829928
M6.0905614086
M7.01298720202
M8.01647425626
M9.02165333683
M102609540593
M113252350591
M123792058987
M145194880808
M1670501109668
M1886613134731
M20110158171356
M22136530212380
M24158627246753
M27500MPa
(A2-50) 
96475229703
M30117723280294
M33145646346777
M36171512408362
M39204908487877

Im Folgenden sind die Leistungsparameter für A4-70 und A4-80 aufgeführt:

Gewinde-SpezifikationenParameter der Sorte SUS316 A4-70Parameter der Sorte SUS316 A4-80
ZugfestigkeitStreckgrenze (N)Maximale Auszugskraft (N)ZugfestigkeitStreckgrenze (N)Maximale Auszugskraft (N)
M1.4700MPa
(A4-70)
442688800MPa
(A4-80)
590786
M1.766510348871182
M2.0933145112441659
M2.31309203717462328
M2.51526237420342713
M3.02264352230194025
M3.53049474340655420
M4.03950614552677023
M4.55094792467929056
M5.063829928851011346
M6.09056140861207416099
M7.012987202021731623088
M8.016474256262196529287
M9.021653336832887138495
M1026095405933479446392
M1132523505914336357818
M1237920589875056067413
M1451948808086926492352
M167050110966894001125335
M1886613134731115484153978
M20110158171356146877195836
M22136530212380182040242720
M24158627246753211502282003
M27206733321585275644367525
M30252264392411336353448470
M33312099485488416132554843
M36367525571706490034653379
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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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