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8.8 ou A2-70 ? Ce que promet une classe de qualité
En bref : 8.8 n’est pas une référence, c’est une équation. Le chiffre à gauche du point vaut un centième de la résistance nominale à la traction en MPa ; le chiffre à droite vaut dix fois le rapport entre limite d’élasticité et résistance à la traction. Leur produit donne la limite d’élasticité nominale. Le nom de la classe indique donc les deux grandeurs autour desquelles un assemblage est réellement dimensionné — et le système inox, qui ressemble à la même idée, n’en code qu’une.
Pourquoi la désignation est construite ainsi
L’ISO 898-1, article 5, définit directement le symbole. Le nombre à gauche du point « indique 1/100 de la résistance nominale à la traction, Rm,nom, en mégapascals ». Le nombre à droite « indique 10 fois le rapport entre la limite d’élasticité nominale et la résistance nominale à la traction » (traduction). La norme énonce ensuite la conséquence sans détour : le produit des deux donne la limite d’élasticité nominale en MPa.
C’est pourquoi une classe a deux chiffres et non un seul. Un nombre unique dirait quelle résistance la vis a avant de rompre. Deux nombres disent quelle résistance elle a avant de rompre et quelle part on peut en utiliser avant qu’elle ne revienne plus élastiquement. Un assemblage est maintenu par l’effort de serrage que produit la vis allongée (en anglais) ; la précharge voulue par le concepteur découle donc de l’assemblage — charge extérieure, raideur, ce qu’il faut pour qu’il ne s’ouvre pas ni ne glisse. La classe de qualité fournit le plafond de ce souhait, et ce plafond est élastique, car au-delà de la limite d’élasticité l’allongement ne revient pas. L’ISO 898-1 donne une contrainte d’épreuve séparée pour la même raison : pour 10.9, elle vaut 830 MPa face à une limite d’élasticité minimale de 940 MPa ; la valeur sur laquelle on calcule un assemblage n’est donc pas toujours celle que produit le nom.
8.8 se lit donc ainsi : 800 MPa de résistance nominale, rapport d’élasticité 0,8, donc 640 MPa de limite d’élasticité nominale. 10.9 se lit 1 000 et 0,9, donc 900. Rien n’a besoin d’être cherché dans une table pour en arriver là, et c’est tout l’intérêt de la notation.
L’écrou associé porte un seul nombre, et il décrit la vis : l’écrou n’a qu’un nombre.
L’autre lettre que l’on prend pour une qualité se situe sur un tout autre axe : la classe de produit n’est pas un niveau de qualité.
Nominal n’est pas minimal, et au-dessus de 8.8 ils divergent
Le nom est construit à partir de valeurs nominales, et l’ISO 898-1 précise en note qu’elles n’existent « qu’aux fins du système de désignation ». La colonne sur laquelle on dimensionne est celle des minimums, et les deux colonnes ne sont pas identiques :
| Classe | Rm nom | Rm min | Rp0.2 nom | Rp0.2 min |
|---|---|---|---|---|
| 8.8 (d ≤ 16) | 800 | 800 | 640 | 640 |
| 8.8 (d > 16) | 800 | 830 | 640 | 660 |
| 9.8 (d ≤ 16) | 900 | 900 | 720 | 720 |
| 10.9 | 1 000 | 1 040 | 900 | 940 |
| 12.9 | 1 200 | 1 220 | 1 080 | 1 100 |
- En 8.8 et 9.8, l’équation est exacte, ce qui explique pourquoi la notation paraît fiable quand on la découvre
- En 10.9 et 12.9, le minimum dépasse le nominal. Une vis 10.9 doit atteindre 1 040 MPa, et non 1 000, et 940 MPa de limite d’élasticité au lieu de 900
- 8.8 se scinde à M16. Au-delà de ce diamètre, le même marquage porte une exigence plus élevée ; « 8.8 » n’est donc pas une seule valeur sur toute la gamme de dimensions
Le sens de l’écart est commode, l’habitude ne l’est pas. Prendre 1 000 là où l’on voulait une capacité ultime en traction est prudent, et c’est le cas auquel on pense en disant que l’écart est sans conséquence. Il cesse de l’être dès que le même nombre sert de valeur d’épreuve ou de limite d’élasticité, une autre propriété, ou dès qu’une précharge est fixée assez bas pour que l’assemblage perde sa marge contre l’ouverture, le glissement ou les vibrations. Lire le marquage comme la valeur, c’est l’habitude, et la section suivante montre ce qu’elle coûte.
Le système inox n’est pas le même système
L’ISO 3506-1, article 5.3, définit la classe de qualité comme « un nombre correspondant à 1/10 de la résistance minimale à la traction » (traduction). Un nombre, pour une propriété. Il ne contient aucun rapport d’élasticité, et aucun calcul n’en fera apparaître, car la désignation n’a jamais porté cette information.
| Classe | Traction min | Élasticité min | Élasticité en % de la traction |
|---|---|---|---|
| 8.8 (d ≤ 16) | 800 | 640 | 80 % |
| A2-70 / A4-70 | 700 | 450 | 64 % |
| A2-80 / A4-80 | 800 | 600 | 75 % |
| A2-50 / A4-50 | 500 | 210 | 42 % |
C’est la substitution qui piège. Face à 8.8, A2-70 perd 12,5 % de résistance à la traction — 700 contre 800, assez proche pour que l’échange ressemble à une erreur d’arrondi. Il perd 30 % de limite d’élasticité : 450 contre 640. Or c’est sur la limite d’élasticité que la précharge a été fixée, si bien que l’assemblage perd bien plus de capacité de serrage que la comparaison affichée ne le laisse croire.
A2-50 est le cas extrême du même constat. Sa limite d’élasticité vaut 42 % de sa résistance à la traction. L’inox austénitique ne peut pas être durci par trempe et revenu comme une vis en acier au carbone ; les classes supérieures sont donc obtenues par écrouissage — l’ISO 3506-1 décrit la classe 70 comme écrouie et rattache la classe 50 à l’état hypertrempé. Il ne s’agit pas de dire qu’un nombre cause l’autre, mais qu’une famille au mode de durcissement différent n’a aucune raison de placer sa limite d’élasticité là où la place une famille trempée et revenue. « Un inox de résistance à peu près équivalente » est donc une affirmation sur une seule colonne d’un tableau, et la lettre et le nombre répondent de toute façon à deux questions sans rapport.
Alors prenons la classe supérieure — et c’est là que tout s’inverse
Un nombre plus élevé achète de la résistance et dépense autre chose, et l’ISO 898-1 consigne ce coût dans le même tableau :
- La ductilité baisse. L’allongement minimal après rupture est de 12 % en 8.8, 9 % en 10.9 et 8 % en 12.9. Un assemblage qui doit survivre à un serrage excessif ponctuel ou à un choc compte sur la partie de la courbe que l’on sacrifie
- Un plafond de dureté superficielle apparaît. Seules 10.9 et 12.9 en ont un, à 390 et 435 HV 0.3. Il est lié à l’essai de carburation et vérifie que la surface n’a pas été durcie au-delà du cœur par un procédé involontaire — l’avertissement de la norme sur la fragilisation et la fatigue porte sur ce point, pas sur une règle générale selon laquelle une surface plus dure serait pire
- Le revêtement n’est plus un choix libre. L’ISO 4042 exige trois conditions réunies pour la fragilisation par l’hydrogène interne — résistance ou dureté élevée, contrainte de traction et hydrogène absorbé — et indique que la sensibilité croît avec la dureté. Son tableau pour les éléments de fixation selon l’ISO 898-1 trace ensuite deux limites par classe : en dessous de 10.9, ni vérification complémentaire ni dégazage ; en 10.9, vérification et/ou essai sur produit, avec dégazage au choix du fabricant ; en 12.9, vérification et/ou essai et dégazage
En 10.9, une décision est prise à votre place. La norme confie la question du dégazage au fabricant, si bien que deux fournisseurs peuvent être conformes tous les deux et livrer des pièces traitées différemment. C’est une question à poser plutôt qu’une hypothèse, et ce que vous demandez, c’est l’enregistrement du procédé. Notez que les valeurs de dureté en jeu ne sont pas celles-ci : l’ISO 4042 part de la dureté spécifiée de l’élément de fixation, avec des seuils à 360 et 390 HV, alors que le 390 de la ligne ci-dessus est un plafond de dureté superficielle dans une autre norme, qui partage le nombre par hasard.
Rien de tout cela ne plaide contre 10.9 quand l’assemblage en a besoin. Cela plaide contre le fait d’y recourir comme marge de sécurité, ce qui est justement l’usage le plus courant.
L’autre moitié de cette décision est la valeur de couple qui accompagne la classe. D’où un tableau de couples indexé par classe tire ses nombres, et ce qui se passe quand la mauvaise classe arrive dans la boîte, c’est le couple venait de la classe.
Le zéro que personne n’explique
Les deux normes utilisent un zéro initial pour dire la même chose. 08.8 est un élément de fixation ayant les propriétés matériau de 8.8 mais une capacité de charge réduite ; A2-070 en est l’équivalent inox. Ce n’est ni une faute de frappe ni une variante de la classe — c’est le marquage qui indique que le tableau de charges complet ne s’applique pas, généralement parce que la géométrie ne permet pas de l’atteindre.
Bon à savoir, car on le lit facilement sans le voir. Une pièce marquée 08.8 à côté d’une pièce marquée 8.8 ressemble à la même classe avec un caractère égaré.
Développé sur le cas où on le rencontre le plus — ce que sont les 80 pour cent, et ce qu’ils ne sont pas : marqué 08.8.
Ce qu’il faut régler avant que la classe n’aille sur le plan
- Sur quelle valeur l’assemblage est-il dimensionné ? Si la réponse est « la résistance », rien n’est réglé — traction et limite d’élasticité sont des exigences différentes, et une seule plafonne la précharge. Ce qu’il en reste ensuite est une question de longueur serrée
- Est-ce un changement de résistance ou un changement de corrosion ? Passer de 8.8 à A2-70 est les deux, en sens opposés, et le matériau support et l’environnement viennent avant la classe dans l’ordre habituel (en anglais), précisément pour cette raison
- Au-dessus de 8.8, qui traite la question du revêtement ? La classe et la finition cessent d’être des choix indépendants dès que la dureté augmente
- Le certificat donne-t-il les valeurs ou répète-t-il la classe ? Un document qui indique la classe vous dit ce qui a été commandé, pas ce qui a été mesuré
Cet article traite de l’étape 6 : documentation. L’ordre complet est support, filetage, tête, empreinte, finition et documentation. L’article anglais Specifying a screw explique pourquoi le modifier entraîne une reprise.
Questions fréquentes
Que signifient les deux nombres de 8.8 ?
L’ISO 898-1, article 5, les définit. Le nombre à gauche du point vaut un centième de la résistance nominale à la traction en MPa : 8 signifie 800 MPa. Le nombre à droite vaut dix fois le rapport entre limite d’élasticité nominale et résistance nominale à la traction : 8 signifie un rapport de 0,8. Le produit des deux donne la limite d’élasticité nominale : 800 × 0,8 = 640 MPa. La désignation est une équation et non un code catalogue, c’est pourquoi on peut lire une classe de vis sans tableau.
A2-70 équivaut-il à 8.8 ?
Non, et les valeurs de traction font paraître l’écart plus petit qu’il n’est. A2-70 a une résistance minimale à la traction de 700 MPa contre 800 pour 8.8, soit 12,5 % de moins. Sa limite conventionnelle d’élasticité à 0,2 % minimale est de 450 MPa contre 640, soit 30 % de moins. La précharge est fixée à partir de la limite d’élasticité ; un assemblage dimensionné pour 8.8 perd donc nettement plus de capacité de serrage que ne le suggère la comparaison en traction.
Pourquoi A2-70 n’indique-t-il pas sa limite d’élasticité ?
Parce que la désignation inox ne la code pas. L’ISO 3506-1 définit la classe de qualité comme un nombre correspondant à un dixième de la résistance minimale à la traction, et rien d’autre. Le système acier code un rapport d’élasticité dans le second chiffre ; le système inox n’a pas de second chiffre pour le porter. La limite d’élasticité doit être lue dans le tableau, et non calculée à partir du nom.
Une vis 10.9 fait-elle toujours 1000 MPa ?
Non. 1 000 MPa est la valeur nominale qui sert à construire le nom, et l’ISO 898-1 précise en note que les valeurs nominales n’existent qu’aux fins du système de désignation. La résistance minimale à la traction exigée d’un élément de fixation 10.9 est de 1 040 MPa, et sa limite conventionnelle d’élasticité à 0,2 % minimale de 940 MPa, au lieu des 900 que donne l’équation. En 8.8 et 9.8, valeurs nominales et minimales coïncident, ce qui explique en partie que l’écart plus haut passe inaperçu.
Que signifie un zéro initial dans une classe de qualité ?
Une capacité de charge réduite. L’ISO 898-1 indique qu’un zéro supplémentaire à gauche de la désignation signale un élément de fixation ayant les propriétés matériau de la classe mais une capacité de charge réduite ; 08.8 a donc les propriétés de 8.8 sans le tableau de charges complet. L’ISO 3506-1 applique la même convention à l’inox, avec des marquages comme A2-070. C’est un marquage distinct, ni une erreur d’impression ni une sous-classe.
Une classe de qualité plus élevée est-elle toujours plus sûre ?
Pas automatiquement. L’allongement minimal après rupture passe de 12 % en 8.8 à 9 % en 10.9 et 8 % en 12.9 : on échange de la ductilité contre de la résistance. L’ISO 898-1 introduit aussi en 10.9 et 12.9 un plafond de dureté superficielle de 390 et 435 HV 0.3, lié à l’essai de carburation, qui vérifie que la surface n’a pas été durcie au-delà du cœur par un procédé involontaire. Et le revêtement n’est plus un choix libre : l’ISO 4042 n’exige pas de dégazage en dessous de 10.9, le laisse au fabricant en 10.9 avec une vérification complémentaire ou un essai sur produit, et exige les deux en 12.9.
Références
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Vous ne savez pas si un changement de classe est un changement de résistance ou de corrosion ? Envoyez la désignation actuelle, l’assemblage concerné et ce que vous cherchez à corriger. La plupart des substitutions qu’on nous demande de chiffrer répondent à l’une de ces deux questions en modifiant discrètement l’autre — et c’est laquelle qui décide s’il faut refaire des essais.
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