مقایسه مقاومت کششی پیچ آهنی و پیچ خشکه

انتخاب پیچ مناسب یکی از مهم‌ترین عوامل در استحکام و ایمنی اتصالات مکانیکی و سازه‌ای است. یکی از معیارهای اصلی برای انتخاب پیچ، مقاومت کششی (Tensile Strength) و کلاس مقاومتی (Property Class) آن است. در بازار ایران معمولاً پیچ‌ها به دو گروه پیچ آهنی و پیچ خشکه شناخته می‌شوند که تفاوت اصلی آن‌ها در جنس فولاد، عملیات حرارتی و میزان مقاومت مکانیکی است.

در ادامه، تفاوت این دو نوع پیچ را از نظر مقاومت کششی، تنش تسلیم و کاربرد بررسی می‌کنیم.

پیچ آهنی چیست؟

پیچ آهنی معمولاً از فولاد کم‌کربن (Low Carbon Steel) تولید می‌شود و عملیات سختکاری یا کوئنچ و تمپر روی آن انجام نمی‌شود. این پیچ‌ها برای اتصالات سبک و عمومی مناسب هستند و اغلب در کلاس‌های مقاومتی 4.6 یا 5.6 تولید می‌شوند.

ویژگی‌های پیچ آهنی

قیمت اقتصادی
مقاومت مکانیکی متوسط
انعطاف‌پذیری بیشتر
مناسب برای بارهای سبک
قابلیت جوشکاری بهتر نسبت به پیچ‌های خشکه

پیچ خشکه چیست؟

پیچ خشکه از فولاد آلیاژی یا فولاد کربنی متوسط ساخته شده و پس از تولید تحت عملیات حرارتی قرار می‌گیرد. این فرآیند باعث افزایش سختی، مقاومت کششی و مقاومت در برابر تنش می‌شود.

رایج‌ترین گریدهای پیچ خشکه عبارت‌اند از:

8.8
10.9
12.9

این پیچ‌ها در صنایع سنگین، سازه‌های فولادی، خودروسازی و ماشین‌آلات صنعتی استفاده می‌شوند.

جدول مقایسه مقاومت کششی پیچ آهنی و پیچ خشکه

┌──────────────┬──────────────┬──────────────────────┬──────────────────┬────────────────────────┐
│ نوع پیچ │ گرید پیچ │ مقاومت کششی (MPa) │ تنش تسلیم (MPa) │ کاربرد │
├──────────────┼──────────────┼──────────────────────┼──────────────────┼────────────────────────┤
│ پیچ آهنی │ 4.6 │ 400 │ 240 │ اتصالات عمومی و سبک │
├──────────────┼──────────────┼──────────────────────┼──────────────────┼────────────────────────┤
│ پیچ آهنی │ 5.6 │ 500 │ 300 │ تجهیزات عمومی │
├──────────────┼──────────────┼──────────────────────┼──────────────────┼────────────────────────┤
│ پیچ نیمه خشکه│ 5.8 │ 500 │ 400 │ ماشین‌آلات سبک │
├──────────────┼──────────────┼──────────────────────┼──────────────────┼────────────────────────┤
│ پیچ خشکه │ 6.8 │ 600 │ 480 │ تجهیزات صنعتی │
├──────────────┼──────────────┼──────────────────────┼──────────────────┼────────────────────────┤
│ پیچ خشکه │ 8.8 │ 800 │ 640 │ سازه و صنعت │
├──────────────┼──────────────┼──────────────────────┼──────────────────┼────────────────────────┤
│ پیچ خشکه │ 10.9 │ 1000 │ 900 │ خودرو و ماشین‌آلات │
├──────────────┼──────────────┼──────────────────────┼──────────────────┼────────────────────────┤
│ پیچ خشکه │ 12.9 │ 1200 │ 1080 │ صنایع سنگین │
└──────────────┴──────────────┴──────────────────────┴──────────────────┴────────────────────────┘

مقایسه خواص مکانیکی

┌────────────────────────┬──────────────────────┬─────────────────────────┐
│ ویژگی │ پیچ آهنی │ پیچ خشکه │
├────────────────────────┼──────────────────────┼─────────────────────────┤
│ جنس │ فولاد کم‌کربن │ فولاد آلیاژی │
├────────────────────────┼──────────────────────┼─────────────────────────┤
│ عملیات حرارتی │ ندارد │ دارد │
├────────────────────────┼──────────────────────┼─────────────────────────┤
│ مقاومت کششی │ کم تا متوسط │ بالا تا بسیار بالا │
├────────────────────────┼──────────────────────┼─────────────────────────┤
│ سختی │ کمتر │ بیشتر │
├────────────────────────┼──────────────────────┼─────────────────────────┤
│ تحمل بار سنگین │ محدود │ بسیار خوب │
├────────────────────────┼──────────────────────┼─────────────────────────┤
│ قیمت │ اقتصادی │ بالاتر │
├────────────────────────┼──────────────────────┼─────────────────────────┤
│ کاربرد │ عمومی │ صنعتی و سازه‌ای │
└────────────────────────┴──────────────────────┴─────────────────────────┘

مقاومت کششی هر گرید

گرید پیچ مقاومت کششی

4.6 400 MPa

5.6 500 MPa

8.8 800 MPa

10.9 1000 MPa

12.9 1200 MPa

همان‌طور که مشاهده می‌شود، پیچ گرید 12.9 حدود سه برابر مقاومت کششی بیشتری نسبت به پیچ آهنی گرید 4.6 دارد.

کاربرد پیچ آهنی

پیچ‌های آهنی معمولاً در موارد زیر استفاده می‌شوند:

صنایع سبک
تجهیزات خانگی
قفسه‌بندی
صنایع چوب و MDF
اتصالات عمومی
پروژه‌های با بار کم

کاربرد پیچ خشکه

پیچ‌های خشکه برای کاربردهایی با بار و تنش بالا مناسب هستند، از جمله:

سازه‌های فولادی
پل‌ها
ماشین‌آلات صنعتی
خودروهای سنگین
جرثقیل‌ها
تجهیزات معدنی
صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
توربین‌ها و نیروگاه‌ها

آیا همیشه پیچ خشکه بهتر است؟

خیر. انتخاب پیچ باید بر اساس محاسبات مهندسی و شرایط کاری انجام شود. استفاده از پیچ خشکه در جایی که بار کمی وجود دارد، باعث افزایش هزینه بدون ایجاد مزیت فنی خواهد شد. همچنین در برخی کاربردها که انعطاف‌پذیری بیشتر اهمیت دارد، پیچ آهنی گزینه مناسب‌تری است.

چگونه پیچ آهنی و خشکه را تشخیص دهیم؟

بهترین روش، بررسی اعداد حک شده روی گل پیچ است.

عدد روی گل پیچ نوع پیچ

بدون عدد یا 4.6 معمولاً پیچ آهنی

5.6 یا 5.8 پیچ نیمه‌مقاوم

8.8 پیچ خشکه

10.9 پیچ خشکه پرمقاومت

12.9 پیچ فوق‌مقاومت

نتیجه‌گیری

اگر پروژه شما تحت بارهای سبک و معمولی قرار دارد، پیچ آهنی گرید 4.6 یا 5.6 از نظر اقتصادی انتخاب مناسبی است. اما برای اتصالاتی که ایمنی، تحمل بار و دوام اهمیت بالایی دارند، استفاده از پیچ‌های خشکه گرید 8.8، 10.9 یا 12.9 ضروری است. انتخاب گرید مناسب باید با توجه به طراحی مهندسی، نوع بارگذاری و استانداردهای پروژه انجام شود تا اتصال از نظر استحکام و ایمنی عملکرد مطلوبی داشته باشد.