Označení 8.8 vyražené na hlavě šroubu patří mezi nejčastější – je to pevnostní třída uhlíkové (ocelové) oceli podle normy ISO 898-1. Co přesně čísla znamenají, jak z nich spočítat pevnost a jak se 8.8 liší od vyšších tříd 10.9 a 12.9 i od nerezu, vysvětluje tento článek.
Co znamenají čísla 8.8
Dvojčíslí s tečkou kóduje mechanické vlastnosti šroubu:
- První číslo (8) × 100 = minimální pevnost v tahu Rm v MPa → 8 × 100 = 800 MPa.
- Druhé číslo (.8) je poměr meze kluzu k mezi pevnosti (0,8). Mez kluzu Re (Rp0,2) = 800 × 0,8 = 640 MPa.
Šroub třídy 8.8 tedy musí mít minimální pevnost v tahu 800 MPa a minimální mez kluzu 640 MPa. Vyrábí se z kalené a popouštěné (zušlechtěné) uhlíkové oceli a je to nejpoužívanější vysokopevnostní třída v běžném strojírenství.
Srovnání tříd 8.8, 10.9 a 12.9
| Třída | Pevnost v tahu Rm (min.) | Mez kluzu Re / Rp0,2 (min.) | Materiál |
|---|---|---|---|
| 8.8 | 800 MPa | 640 MPa | zušlechtěná uhlíková ocel |
| 10.9 | 1000 MPa | 900 MPa | zušlechtěná legovaná ocel |
| 12.9 | 1200 MPa | 1080 MPa | zušlechtěná legovaná ocel |
Stejný princip výpočtu platí pro všechny třídy: u 10.9 je Rm 10 × 100 = 1000 MPa a mez kluzu 1000 × 0,9 = 900 MPa; u 12.9 je Rm 1200 MPa a mez kluzu 1200 × 0,9 = 1080 MPa. Vyšší třídy nesou vyšší zatížení, ale jsou tvrdší, křehčí a citlivější na korozní praskání – zejména 12.9 vyžaduje opatrnost při povrchové úpravě (riziko vodíkové křehkosti).
Srovnání s nerezem A2-70 a A4-80
U nerezového spojovacího materiálu se používá jiné značení (dle ISO 3506), ale princip je obdobný: číslo × 10 dává přibližně desetinu pevnosti v tahu.
| Materiál / třída | Pevnost v tahu Rm | Mez kluzu Rp0,2 |
|---|---|---|
| Ocel 8.8 | 800 MPa | 640 MPa |
| Nerez A2-70 | 700 MPa | 450 MPa |
| Nerez A4-80 | 800 MPa | 600 MPa |
Z tabulky je vidět, že nerez A4-80 se v pevnosti v tahu vyrovná oceli 8.8 (obě 800 MPa), ale má nižší mez kluzu (600 vs 640 MPa). A2-70 je o stupeň níže. Pozor: nerez a uhlíková ocel se liší nejen pevností, ale i korozní odolností – nerez nekoroduje, ale za stejnou pevnost často zaplatíte víc.
V praxi tedy volíte podle kombinace zatížení a prostředí: pro suché vnitřní zatížené spoje pozinkovaná ocel třídy 8.8, pro korozní prostředí nerez A4, případně pro běžné prostředí nerez A2.
Značení na hlavě šroubu
Pevnostní třída je u ocelových šroubů vyražena přímo na hlavě (např. „8.8“, „10.9“, „12.9“) spolu se značkou výrobce. U nerezových šroubů najdete na hlavě materiálové a pevnostní označení (např. „A2-70“ nebo „A4-80“). Vždy si značení překontrolujte – je to nejrychlejší způsob ověření třídy.
Z čeho vychází systém značení
Systém pevnostních tříd ocelových šroubů definuje norma ISO 898-1. Jeho elegance spočívá v tom, že z dvojčíslí lze přímo „přečíst“ obě klíčové hodnoty bez nutnosti hledat v tabulkách. Stejný klíč funguje napříč celou řadou tříd (4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9): první číslo × 100 dává mez pevnosti v MPa, součin obou čísel × 10 dává přibližně mez kluzu v MPa. Například u třídy 5.6 je Rm 500 MPa a mez kluzu 5 × 6 × 10 = 300 MPa. Toto pravidlo je užitečné mít v hlavě při rychlém posouzení dokumentace nebo značení na hlavě šroubu.
Mez pevnosti Rm a mez kluzu Re v praxi
Co tyto dvě hodnoty znamenají pro montáž? Mez kluzu Re (Rp0,2) je napětí, při kterém začne materiál trvale (plasticky) téct – šroub se nevratně prodlouží. Utahovací moment se proto volí tak, aby předpětí ve šroubu zůstalo bezpečně pod mezí kluzu (typicky kolem 70-90 % Rp0,2 podle metody utahování). Mez pevnosti Rm je napětí, při kterém dojde k přetržení. Mezi mezí kluzu a mezí pevnosti má materiál ještě určitou tažnost, takže pevný spoj nepraská zcela bez varování – to je důvod, proč se příliš křehké třídy (12.9) v některých aplikacích nedoporučují.
Vyšší třída neznamená automaticky lepší volbu. S rostoucí pevností klesá tažnost a roste citlivost na vruby, korozní praskání a vodíkovou křehkost. Pro většinu běžných strojních spojů je 8.8 optimální kompromis mezi pevností, houževnatostí a cenou.
Vliv povrchové úpravy a vodíkové křehkosti
U pevnostních tříd 10.9 a zejména 12.9 hrozí při galvanickém (elektrolytickém) zinkování vodíková křehkost – vodík proniklý do oceli může způsobit náhlé praskání zatíženého šroubu. Proto se tyto díly musí po pokovení odvodíkovat (vypéct) v peci, případně se volí žárový zinek či povlaky bez tohoto rizika. Třída 8.8 je v tomto ohledu mnohem méně citlivá. Toto je dobré zohlednit už při výběru: pokud potřebujete pozinkovaný velmi pevný šroub do vlhka, poraďte se o vhodné povrchové úpravě.
Třídy pevnosti u matic
K pevnostnímu šroubu patří i odpovídajícím způsobem dimenzovaná matice. Matice mají vlastní značení (např. 8, 10, 12), kde číslo zhruba odpovídá pevnostní třídě šroubu, se kterým se má kombinovat – matice třídy 8 se používá k šroubu 8.8, matice 10 k 10.9 atp. Použití slabší matice na pevnější šroub by mohlo vést k vytržení (přetočení) závitu matice dříve, než šroub využije svou pevnost.
Shrnutí
U třídy 8.8 znamená první číslo pevnost v tahu (800 MPa) a druhé poměr meze kluzu k pevnosti (0,8 → 640 MPa). Vyšší třídy 10.9 a 12.9 nabízejí víc, ale jsou tvrdší, křehčí a citlivější na vodíkovou křehkost. Nerez A4-80 pevnostně dorovnává 8.8 (800 MPa) a přidává korozní odolnost. K pevnostnímu šroubu vždy volte odpovídající matici.