Cấp độ bền của Bulong-Bảng tra cấp bền bulong tiêu chuẩn

Bulong (hay bu lông, bu lông đai ốc) là chi tiết cơ khí dạng thanh ren, được sử dụng phổ biến để liên kết, lắp ghép các chi tiết trong cơ khí chế tạo, xây dựng, kết cấu thép, cầu đường, thiết bị công nghiệp… Độ tin cậy của một mối ghép bulong phụ thuộc vào nhiều yếu tố: vật liệu chế tạo, cấp độ bền, phương pháp siết chặt, điều kiện làm việc và môi trường sử dụng.

Trong đó, cấp độ bền của bulong là một chỉ tiêu quan trọng hàng đầu, phản ánh khả năng chịu lực kéo, lực cắt và độ dẻo của bulong. Việc lựa chọn cấp bền phù hợp giúp công trình đạt được độ an toàn, tuổi thọ và tối ưu chi phí.

Ở Việt Nam, cấp độ bền của bulong thường được quy định theo TCVN 1916:1995 (ISO 898-1:1992) – tiêu chuẩn về cơ tính của bulong, vít và thanh ren. Ngoài ra, còn có các tiêu chuẩn liên quan như TCVN 5739, TCVN 1700, TCVN 1917… áp dụng cho các loại bulong kết cấu, bulong cường độ cao.

Khái niệm cấp độ bền bulong

Cấp độ bền của bulong được ký hiệu bằng hai số, ví dụ 4.6, 5.6, 8.8, 10.9, 12.9…

Trong đó:

• Số thứ nhất (x): biểu thị 1/100 của giới hạn bền kéo tối thiểu (Rm, tính bằng MPa).

• Số thứ hai (y): biểu thị 1/10 của tỷ số giữa giới hạn chảy tối thiểu (ReL) và giới hạn bền kéo tối thiểu (Rm).

Ví dụ:

• Bulong cấp 8.8:

  • Giới hạn bền kéo tối thiểu: 8 × 100 = 800 MPa

  • Giới hạn chảy tối thiểu: 8 × 100 × 0.8 = 640 MPa

• Bulong cấp 10.9:

  • Giới hạn bền kéo tối thiểu: 10 × 100 = 1000 MPa

  • Giới hạn chảy tối thiểu: 1000 × 0.9 = 900 MPa

Như vậy, cấp bền càng cao thì khả năng chịu tải của bulong càng lớn, nhưng đi kèm là yêu cầu về vật liệu, xử lý nhiệt và công nghệ sản xuất khắt khe hơn.

Phân loại cấp bền bulong

Theo TCVN (tương đương ISO 898-1), bulong được phân chia thành các cấp độ bền như sau:

• Cấp bền thấp – trung bình: 4.6, 4.8, 5.6, 5.8 → Thường dùng trong liên kết thông thường, không yêu cầu chịu tải trọng lớn.
• Cấp bền cao: 8.8, 9.8 → Dùng trong các kết cấu thép, cơ khí chế tạo, ngành ô tô, cầu đường.
• Cấp bền siêu cao: 10.9, 12.9 → Dùng trong các mối ghép chịu tải trọng nặng, máy móc thiết bị công nghiệp, công trình yêu cầu an toàn đặc biệt.

Ngoài ra, đối với bulong kết cấu thép (high strength structural bolts) còn có quy định riêng về cấp bền theo TCVN 1916 – TCVN 1917 tương ứng với tiêu chuẩn ASTM A325, ASTM A490.

Ý nghĩa các thông số cơ tính

Các thông số cơ tính quan trọng liên quan đến cấp bền bulong bao gồm:

• Rm (Tensile Strength – Giới hạn bền kéo): Ứng suất lớn nhất mà bulong chịu được trước khi đứt gãy.
• ReL hoặc Rp0.2 (Yield Strength – Giới hạn chảy): Ứng suất tại đó bulong bắt đầu biến dạng dẻo vĩnh viễn.
• A (Elongation – Độ giãn dài tương đối sau khi đứt): Thể hiện khả năng dẻo của bulong.
• Stress Area (As – Diện tích chịu lực): Diện tích tương ứng với đường kính ren hữu hiệu, là cơ sở để tính toán lực kéo cho phép.

Bảng tra cấp bền bulong hệ mét theo TCVN (ISO 898-1)

Dưới đây là bảng cơ tính cơ bản của một số cấp bền bulong theo hệ mét thông dụng theo TCVN 1916:1995 / ISO 898-1:

👉 Nhìn vào bảng trên, ta thấy bulong cấp bền 8.8 trở lên được xếp vào loại bulong cường độ cao, thường sử dụng trong kết cấu thép, liên kết chịu tải trọng động, tải trọng nặng.

Bảng tra cấp độ bền bulong hệ inch (SAE J429)

Cấp độ (Grade)	Ký hiệu nhận biết	Giới hạn bền kéo tối thiểu (Tensile Strength, MPa)	Giới hạn chảy (Yield Strength, MPa)
Grade 1		~ 310 MPa	~ 240 MPa
Grade 2		~ 400 MPa	~ 250 MPa
Grade 5 – 5.2		~ 830 MPa	~ 660 MPa
Grade 7		~917 (≈ 133 ksi)	~793 (≈ 115 ksi)
Grade 8		~ 1040 MPa	~ 860 MPa
Grade 8.2		~ 1200 MPa	~ 1200 MPa
ASTM A307	Chữ “A307”	~ 415 MPa	~ 250 MPa
ASTM A325	Chữ “A325”	~ 825 MPa	~ 660 MPa
ASTM A490	Chữ “A490”	~ 1040 MPa	~ 940 MPa

Cách nhận biết cấp bền bulong hệ inch

• Không có dấu vạch → Grade 2 (bền thấp, bulong phổ thông).
• 3 vạch → Grade 5 (trung bình – tương đương cấp 8.8 hệ mét).
• 6 vạch → Grade 8 (cao – tương đương cấp 10.9 hệ mét).
• Ngoài ra, bulong kết cấu ASTM A325, A490 thường có ký hiệu chữ in nổi trên đầu bulong.

👉 Có thể hiểu đơn giản:

• Grade 2 ≈ Cấp 4.6 – 5.6 (hệ mét).
• Grade 5 ≈ Cấp 8.8 (hệ mét).
• Grade 8 ≈ Cấp 10.9 (hệ mét).
• A490 ≈ Cấp 12.9 (hệ mét).

J429 Tính chất cơ học

J429 Yêu cầu về chất hóa học

Tra cứu và tải về tiêu chuẩn cấp bền

TCVN 1916:1995

ISO 898-1:2013

SAE J429 – 1999

Ứng dụng thực tế của các cấp bền bulong

1. Bulong cấp 4.6 – 5.6

• Vật liệu: thép carbon thường, ít hoặc không qua xử lý nhiệt.

• Ứng dụng: kết cấu nhẹ, lắp ghép thông thường, đồ nội thất, các liên kết không chịu lực cao.

2. Bulong cấp 8.8

• Vật liệu: thép hợp kim trung carbon, thường qua tôi ram.

• Ứng dụng: bulong kết cấu thép trong xây dựng nhà xưởng, cầu thép, tháp viễn thông, khung giàn.

• Đặc điểm: vừa có độ bền cao vừa giữ được độ dẻo cần thiết, được sử dụng phổ biến nhất trong nhóm bulong cường độ cao.

3. Bulong cấp 10.9

• Vật liệu: thép hợp kim cường độ cao, qua xử lý nhiệt nghiêm ngặt.

• Ứng dụng: ngành cơ khí chính xác, ô tô, máy công nghiệp, kết cấu thép cầu đường, công trình trọng điểm.

4. Bulong cấp 12.9

• Vật liệu: thép hợp kim đặc biệt, xử lý nhiệt cao cấp.

• Ứng dụng: máy móc công nghiệp nặng, hàng không, quốc phòng, liên kết chịu tải trọng động lớn và liên tục.

• Lưu ý: ít phổ biến trong xây dựng dân dụng, giá thành cao.

Phương pháp tính toán lực siết và khả năng chịu tải của bulong

Để đảm bảo bulong hoạt động đúng với cấp bền thiết kế, cần xác định lực siết (Preload) phù hợp.

Lực siết cho phép (Fv) thường được tính theo công thức:

Trong đó:

• As: diện tích chịu lực của ren (mm²)
• ReL: giới hạn chảy của bulong (MPa)

Momen siết (T):

Trong đó:

K: hệ số ma sát (thường lấy 0.2 – 0.25)

d: đường kính danh nghĩa của bulong (mm)

Việc siết quá lỏng sẽ làm mối nối mất ổn định, dễ lỏng ra. Siết quá chặt lại gây phá hỏng ren hoặc kéo đứt bulong. Do đó, trong thực tế cần sử dụng cờ lê lực (Torque Wrench) hoặc phương pháp siết kiểm soát lực căng.

Quy định trong TCVN và so sánh với tiêu chuẩn quốc tế

1 Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN)

• TCVN 1916:1995: Bulong, vít, thanh ren – Cơ tính.

• TCVN 1917:1995: Bulong cường độ cao cho kết cấu thép.

• TCVN 5739:1993: Bulong, vít, ốc – Yêu cầu kỹ thuật.

2 Tiêu chuẩn quốc tế tương đương

• ISO 898-1: Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel.

• DIN 931, DIN 933: Bulong lục giác.

• ASTM A325, A490: Bulong kết cấu thép cường độ cao.

Như vậy, TCVN cơ bản được xây dựng dựa trên ISO và DIN, nên bulong theo TCVN có thể dễ dàng quy đổi sang tiêu chuẩn quốc tế.

Lựa chọn cấp bền bulong trong thực tế

Khi lựa chọn bulong cho công trình hoặc máy móc, cần xem xét các yếu tố:

• Tải trọng tác dụng: tĩnh hay động, lực kéo hay lực cắt.

• Môi trường làm việc: trong nhà, ngoài trời, môi trường ăn mòn (nước biển, hóa chất).

• Yêu cầu an toàn: công trình trọng điểm cần bulong cấp bền cao.

• Chi phí: bulong cấp bền cao giá thành lớn hơn, chỉ nên dùng khi thật sự cần thiết.

Gợi ý sử dụng:

• Công trình dân dụng: bulong cấp 4.6 – 5.6.

• Kết cấu thép công nghiệp: bulong cấp 8.8.

• Cầu đường, ngành ô tô, thiết bị nặng: bulong cấp 10.9 – 12.9.

Kết luận

Cấp độ bền của bulong là thông số quan trọng quyết định chất lượng và độ an toàn của liên kết. Theo TCVN 1916:1995 (ISO 898-1), các cấp bền phổ biến hiện nay gồm 4.6, 5.6, 8.8, 10.9, 12.9, trong đó bulong 8.8 và 10.9 là loại được dùng nhiều nhất trong xây dựng và cơ khí chế tạo.

Việc nắm vững bảng tra cấp bền bulong theo TCVN, hiểu rõ ý nghĩa các con số, đồng thời áp dụng đúng phương pháp tính toán và lắp đặt sẽ giúp đảm bảo an toàn, tăng tuổi thọ công trình, đồng thời tiết kiệm chi phí.

Đơn vị cung ứng bulong đủ các cấp

Thép Hùng Phát cung ứng bulong đầy đủ mọi cấp bền – từ bulong cấp thường (4.6, 5.6, Grade 2…) cho các ứng dụng dân dụng, cho đến bulong cường độ cao (8.8, 10.9, 12.9, Grade 5, Grade 7, Grade 8, ASTM A325, A490…) chuyên dùng trong kết cấu thép, cầu đường, ô tô, công nghiệp nặng. Với kho hàng đa dạng kích thước, chủng loại hệ mét và hệ inch, cùng đầy đủ chứng chỉ CO/CQ, Thép Hùng Phát luôn sẵn sàng đáp ứng nhanh chóng mọi nhu cầu của khách hàng.

Ngoài việc cung ứng đầy đủ các loại bulong theo mọi cấp bền tiêu chuẩn, Thép Hùng Phát còn nhận gia công theo yêu cầu:

• Bulong neo móng (Anchor bolt): chế tạo theo bản vẽ, đủ cấp bền, xử lý bề mặt mộc, xi mạ hoặc nhúng kẽm nóng.

• Cóc nối, U-bolt, cùm U: sản xuất đa dạng kích thước, đáp ứng kết cấu thép, cơ khí, viễn thông, hạ tầng.

• Ty ren (thanh ren, tắc kê ren): gia công dài đến 3m, đủ cấp bền từ 4.6 – 12.9 hoặc Grade 2 – 8.

• Ecu (con tán): hàng mộc, xi mạ điện phân, xi mạ kẽm nhúng nóng chống gỉ theo môi trường sử dụng.

Với dây chuyền gia công – mạ kẽm – xử lý bề mặt khép kín, cùng đội ngũ kỹ thuật nhiều kinh nghiệm, Thép Hùng Phát cam kết mang đến sản phẩm chuẩn kích thước, đúng cấp bền, bền bỉ và an toàn cho mọi công trình.

Gọi ngay để được tư vấn:

CÔNG TY CỔ PHẦN THÉP HÙNG PHÁT

• Hotline Miền Nam – 0938 437 123 – Ms Trâm
• Kinh doanh – 0938 261 123 – Ms Mừng
• Kinh doanh – 0909 938 123 – Ms Ly
• Kinh doanh – 0937 343 123 – Ms Nha
• Hotline Miền Bắc: 0933 710 789
• CSKH 1 – 0971 887 888
• CSKH 2 – 0971 960 496

Trụ sở : H62 Khu Dân Cư Thới An, Đường Lê Thị Riêng, P.Thới An, TPHCM

Kho hàng: số 1769/55 Đường QL1A, P.Tân Thới Hiệp, TPHCM

CN Miền Bắc: KM số 1, đường Phan Trọng Tuệ, Thanh Trì, HN