스테인리스 스틸 나사: 인장 강도, 토크, 항복 강도 및 재료 구성

이 글에서는 인장 강도, 항복 강도, 토크 등 SUS304 및 SUS316 나사의 기계적 특성에 대해 자세히 설명합니다. 이 작은 부품이 엄청난 압력을 견디는 방법과 다양한 응용 분야에서 중요한 이유를 알아보세요. 나사의 강도에 숨겨진 비밀을 밝혀낼 준비를 하세요!

스테인리스 스틸 나사 인장 강도, 토크, 항복 강도 및 재료 구성

목차

이 문서에서 설명하는 스테인리스 스틸 나사의 성능 표준은 특정 크기 규정을 참조하지 않습니다.

대신 이러한 성능 기준은 재료 조성(화학 성분), 인장 강도(견딜 수 있는 킬로그램의 힘), 파괴 토크(파손에 필요한 토크의 양), 보증 응력, 항복 강도 등 다양한 기계적 특성을 참조합니다.

이 문서에서는 주로 오스테나이트 스테인리스 스틸 304 및 316을 원료로 사용하여 생산되는 스테인리스 스틸 나사의 성능을 설명합니다.

이 글은 스테인리스 스틸 패스너를 처음 사용하는 분들과 스테인리스 스틸 나사를 사용하는 회사의 구매 담당자 및 기술 담당자를 대상으로 작성되었습니다. 국가 표준의 지루한 설명을 간소화하고 국가 표준에 언급되지 않은 부분을 추가했으며 업계 규칙과 연계하여 간략하게 설명했습니다.

이는 시청자가 관련 지식을 빠르게 찾아보고 이해할 수 있도록 하기 위한 것입니다. 즉, 그렇게 엄격하지는 않습니다. 고위급 직원이라면이 문서가 귀하가 찾고있는 것일 수 있습니다: GB/T3098.6-2000 스테인리스 스틸 나사 테스트 표준.

SUS304 및 316 스테인리스 스틸 나사 재질

소재에 대해 말하자면, 우리가 일반적으로 사용하는 스테인리스 스틸 나사 소재는 두 가지 유형으로 나뉩니다, SUS304 및 SUS316. 물론 400 시리즈, 즉 SUS410 또는 SUS416도 있습니다. 이것은 스테인리스 스틸의 범위에 속하며, 여기서는 다루지 않겠습니다.

316L, 304L 등과 같은 몇 가지 특별한 요구 사항도 있습니다. 거의 사용되지 않으므로 여기서는 다루지 않겠습니다. 201 시리즈, 668 시리즈와 같은 다른 시리즈에 대해서는 속임수이므로 언급하지 않겠습니다.

SUS304의 화학 성분은 다음과 같습니다:

표준GB/T1220-1992재료 이름SUS304
화학 테스트화학 테스트
기기 이름Cu 직접 판독 분광기
요소 이름CMnSiPSNiMoCuCr
표준 범위≤0.025≤1.78≤0.3≤0.027≤0.028.00-10.5≤0.13≤1.9617.00-19.00
물리적 속성인장 강도신장경도
실제 가치650N/mm40HRC14

SUS316의 화학 성분은 다음과 같습니다:

316 스테인리스 스틸 화학 성분 표 
표준JIS H3250-1992테스트 샘플 이름 SUS316
화학 테스트화학 테스트
기기 이름인장 강도
요소 이름(C)(Mn)(시)(P)(S)(니)(모)(Cu)(Cr)
표본 구성0.08≤2.00≤1.00≤0.045≤0.03010.00~14.002.00~3.00/6.00~18.00
물리적 속성견고성신장 항복 강도(Mpa)
실제 가치665N/mm40 

위의 표에 따르면 304와 316의 주요 차이점은 니켈과 크롬 함량에 있으며, 316이 약간 더 높습니다.

스테인리스 스틸 나사의 성능 등급

일반적으로 나사에는 다음과 같은 헤드 표시가 있습니다:

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

이는 성능을 나타냅니다. 스테인리스 스틸 등급 나사로 고정합니다. 간단히 말해:

  • A2는 304 스테인리스 스틸을 나타내며, "70"은 이 나사(또는 너트)의 인장 강도가 "평방밀리미터당 700N, 단위는 N/mm"임을 나타냅니다.2(숫자 '2'는 정사각형을 나타내며, 이 단위는 MPa라고도 합니다). 마찬가지로
  • A4는 316 스테인리스 스틸을 의미하며, "80"은 평방밀리미터당 800N의 인장 강도를 나타냅니다. 이제 이해가 되시겠죠?
  • A2-70은 다음을 나타냅니다: 304 등급 소재, 인장 강도 700N/mm2
  • A4-80을 나타냅니다: 316 등급 소재, 800N/mm2

그렇다면 A4-70은 무엇을 의미할까요?

A4-70은 316 등급 소재를 나타내지만 인장 강도는 800이 아니라 700N/mm입니다.2. 표준 SUS316 육각 나사는 A4-70 등급이며, SUS316 너트(물론 얇은 너트는 제외)만 A4-80에 도달할 수 있습니다. 즉, 316개의 패스너가 모두 80등급인 것은 아닙니다.

마찬가지로 모든 304개의 나사가 70등급에 도달할 수 있는 것은 아니며, 예를 들어 M4 이하의 작은 나사는 70등급에 도달할 수 없기 때문에 A2-50이 존재합니다.

그렇다면 A2-70 표준을 사용하는 나사는 어떤 종류이고 A2-80을 사용하는 나사는 어떤 종류인가요? 국가 표준에는 이에 대해 명시되어 있지 않습니다. 꼼꼼한 학자가 아니라면 업계의 기본 성능 등급 적용 기준을 다음과 같이 게시할 수 있습니다:

재료해당 레벨애플리케이션
SUS304A2-50일반 머신 스크류, M5 이하 볼트
A2-70M24 이하 볼트 및 너트, 너트
SUS316A4-70M24 이하 볼트
A4-80M24 이하 볼트 및 너트

다음은 인장 강도를 나타내는 표준 목록입니다, 항복 강도다양한 등급의 스테인리스 스틸 나사의 연신율 및 보장 응력:

(참조: GB/T3098.6-2000 테스트 표준, 전체 적용 가능)

카테고리성능 수준나사 직경인장 강도항복 강도(Mpa)신장스트레스 보장 
A250≤395002100.6d500
A2A470≤247004500.4d700
A480≤248006000.3d800

위의 표에는 나사 직경의 범위가 명시되어 있습니다. 즉, 이 범위를 초과하는 직경의 경우 국가 표준에서 정한 규정이 없으므로 공급자와 수요자 간의 협상이 필요합니다.

아, 위의 표에는 일반적으로 "토크의 양"이라고 하는 파괴 토크에 대한 기준이 누락되어 있는 것 같습니다. 표준은 다음과 같습니다:

스레드성능 수준성능 등급
A2-50A2(A4)-70A4-80
파괴 토크
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

이상으로 304 및 316 시리즈 스테인리스 스틸 나사의 성능에 대한 설명을 마칩니다.

위의 토크 표준은 이해하기 쉽습니다. 예를 들어, SUS304 육각 나사 M6*25의 토크 값은 어떻게 되나요?

1. 먼저 위의 성능 등급 기준을 참조하면 A2-70 레벨에 속합니다.

2. 토크 표준을 참조하세요. M6는 13N.M에 해당합니다.

그렇다면 SUS304 육각 나사 M6*25의 인장 파라미터는 어떻게 될까요?

눈치 빠른 분들은 뭔가 잘못되었다는 것을 알아차리실 겁니다. 위의 "인장 강도, 항복 강도, 연신율, 보증 응력 표준"은 특정 사양에 대한 매개 변수를 직접 제공하지 않습니다. 이는 직접 계산해야 합니다.

계산에 대해 말하자면, 각 나사 사양의 유효 응력 단면적과 관련이 있기 때문에 여성이라 할지라도 신음하고 있을 것입니다.

참고로 계산해 드리는 게 좋을 것 같습니다.

나사의 유효 응력 단면적

나사의 단면을 계산하는 공식은 다음과 같습니다:

As=0.7854*(d-0.9382d)2

위의 공식에서:

  • As: 응력 단면을 나타냅니다.
  • d: 나사산의 공칭 직경을 나타냅니다(예: M6 나사의 공칭 직경은 6).

일반 스레드의 단면적을 보여주는 표(여기서는 응력을 견디는 단면적을 의미함)는 다음과 같습니다:

스레드 사양 공칭 직경(mm) 피치단면적(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

A2-50, A2-70, A4-70, A4-80 등의 스테인리스 스틸 나사에 대한 인장 강도, 항복 강도 및 증명 응력 표준은 제공된 단면적을 사용하여 계산할 수 있습니다.

A2-70 및 A2-50의 매개변수는 다음과 같습니다:

스레드 사양SUS304A2-50 및 A2-70 등급의 매개변수
인장 강도항복 강도(N)최대 인장력(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

다음은 A4-70 및 A4-80의 성능 매개변수 표준입니다:

스레드 사양SUS316 A4-70 등급의 매개변수SUS316 A4-80 등급의 매개변수
인장 강도항복 강도(N)최대 인장력(N)인장 강도항복 강도(N)최대 인장력(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
M39439089683027585452780603
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Shane
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Shane

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