Độ bền (ký hiệu: δ) là đặc tính cơ bản của vật liệu. Người ta định nghĩa độ bền như là khả năng chịu đựng không bị nứt, gãy, phá hủy dưới tác động của ngoại lực lên vật thể. Độ bền có thể hiểu rộng hơn, vì vậy người ta chia ra thành các đặc tính về độ bên theo cách tác động ngoại lực khác nhau: độ kéo, độ bền nén, độ bền cắt, độ bền uốn, độ bền mỏi, độ bền va đập, giới hạn chảy...

Giới hạn chảy của vật liệu là giới hạn ứng suất tác động lên vật liệu gây biến dạng hình thù ban đầu do sự phá huỷ liên kết tổ chức của vật liệu, nhưng chưa phá hủy hoàn toàn vật liệu rắn. Có thể hiểu giới hạn chảy như là giới hạn lực tác động làm biến dạng vật liệu vượt quá biến dạng đàn hồi. Khi ứng suất tác dụng vượt quá giới hạn chảy biến dạng tăng lên rất nhanh dù ứng suất không thay đổi.

Giới hạn chảy của vật liệu dòn thường gần trùng với độ bền của vật liệu.

#1. Cấp độ bền của bu lông theo hệ mét

Cấp độ bền của bu lông hệ mét được ký hiệu bởi 2 chữ số phân cách nhau bởi dấu chấm (.) ngay trên đỉnh của bu lông thể hiện cho giới hạn bền và giới hạn chảy của bulong. Ví dụ như: 8.8, 9.8, 10.9, 12.9, 14.9 ..v…v

Trong đó:

  • Số trước dấu chấm cho ta biết 1/10 độ bền kéo tối thiểu của con bu lông (đơn vị là kgf/mm2)
  • Số sau dấu chấm cho biết 1/10 giá trị của tỷ lệ giữa giới hạn chảy và độ bền kéo tối thiểu (đơn vị là %)

Trên thế giới, bu lông hệ mét được sản xuất chủ yếu với các cấp từ 3.8 đến 14.9, nhưng trong các ngành công nghiệp cơ khí hiện nay bu lông được sử dụng với các cấp phổ biến là: 8.8, 10.9 và 12.9. Chúng được gọi là bu lông cường độ cao.

**** Lưu ý: Khi bạn tìm kiếm các kí hiệu cấp bền trên đỉnh bu lông thì có một điều nên chú ý rằng: Bu lông hệ mét chỉ được đánh dấu cấp độ bền khi có kích thước từ M6 trở lên và/hoặc từ cấp 8.8 trở lên.
Nếu việc đánh dấu trên đầu con bu-lông không thể thực hiện, người ta còn dùng một cách khác là đánh các ký hiệu đặc biệt vào

#2. Cấp độ bền của bu lông theo hệ inch

Cấp độ bền của bu lông hệ inch không được đánh dấu bằng các ký tự số trên đầu bu lông như tiêu chuẩn hệ mét mà kí hiệu bằng các vạch thẳng trên đầu bu lông. Số vạch sẽ cho ta biết bu lông thuộc cấp nào với giới hạn bền và giới hạn chảy tương ứng.

Bu lông hệ inch có tất cả 17 cấp, nhưng thực tế sử dụng thường chỉ gặp 3 cấp phổ biến là 2, 5 và 8. Các cấp khác có thể gặp trong các ứng dụng đặc biệt, chẳng hạn như ngành hàng không. Tham khảo bảng tra cấp độ bền của bu lông hệ inch dưới đây để rõ hơn.

Bảng tra cấp độ bền của bu long hệ inch
Bảng tra cấp độ bền của bu lông hệ inch

Bảng tra cấp độ bền của bu lông

Cấp độ bền của bu lông còn mang nhiều ý nghĩa hơn việc thể hiện các trị số về giới hạn bền và giới hạn chảy của bulong. Chính vì thế dựa vào cấp độ bền này, người sử dụng có thể tra ra được rất nhiều trị số khác nhau và nó được thể hiện rõ nhất trong bảng tra cấp độ bền của bu lông (bảng tra bu lông cường độ cao) dựa theo TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 1916 – 1995 sau đây:

Cơ tính Trị số với cấp độ bền
3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.6 6.8 8.8 9.8* 10.9 12.9
≤ M16 >M16
1. Giới hạn bền đứt σB, N/mm2 danh nghĩa 300 400   500   600   800 800 900 1000 1200
nhỏ nhất 330 400 420 500 520 600   800 830 900 1040 1220
2. Độ cứng vicke, HV nhỏ nhất 95 120 130 155 160 190   230 255 280 310 372
lớn nhất 220         250   300 336 360 382 434
3. Độ cứng Brinen, HB nhỏ nhất 90 114 124 147 152 181   219 242 266 295 353
lớn nhất 209         238   285*** 319 342 363 412
4. Độ cứng Rốc-oen, HR HRB nhỏ nhất 52 67 71 79 82 89   – – – – –
lớn nhất 95         99   – – – – –
HRC nhỏ nhất – – – – – –   20 23 27 31 38
lớn nhất – – – – – –   30 34 36 39 44
5. Độ cứng bề mặt HV.0,3 lớn nhất – – – – – –   320 356 380 402 454
6. Giới hạn chảy σB, N/mm2 danh nghĩa 180 240 320 300 400 360 480 – – – – –
nhỏ nhất 190 240 340 300 420 360 480 – – – – –
7. Giới han chảy qui ước σB, N/mm2 danh nghĩa – – – – – –   640 640 720 900 1088
nhỏ nhất – – – – – –   610 660 720 940 1100
8. Ứng suất thử σF σF/σ01 hoặc σF/σ02 0,94 0,94 0,91 0,94 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,88 0,88
N/mm2 180 225 310 280 380 440 440 580 600 650 830 970
9. Độ dãn dài tương đối sau khi đứt o5 % nhỏ nhất 25 22 14 20 10 16 8 12 12 10 9 8
10. Độ bền đứt trên vòng đệm lệch Đối với bulông và vít phải bằng giá trị nhỏ nhất của giới hạn bền đứt qui định trong điều 1 của bảng này.
11. Độ dai va đập, J/cm2 nhỏ nhất – 50     – 40 – 60 60 50 40 30
12. Độ bền chỗ nối đầu mũ và thân không phá huỷ
13. Chiều cao nhỏ nhất của vùng không thoát cácbon   –             1/2H1     2/3H1 3/4H1
14. Chiều sâu lớn nhất của vùng thoát cácbon hoàn toàn, mm   –             0,015        

Chú thích:

* Chỉ dùng cho đường kính ren d ≤ 16mm;
** Nếu không xác định giới hạn chảy σch, cho phép xác định giới hạn chảy qui ước σ02 ;
*** Cho phép tăng giới hạn trên đã qui định của độ cứng đến 300BH trong điều kiện vẫn đảm bảo những yêu cầu còn lại.

KẾT LUẬN

Biết được các trị số của từng loại cấp bền của Bu lông sẽ rất thuận tiện cho người sử dụng khi lựa chọn bu lông sao cho phù hợp với từng ứng dụng liên kết khác nhau. Hy vọng bài viết này có thể giải thích rõ cho bạn hiểu “cấp độ bền của bu lông là gì?” và bảng tra cấp độ bền của bu lông bên trên có thể giúp bạn dễ dàng tìm được các trị số vật lý của loại bu lông cần dùng.