Clases de resistencia y propiedades mecánicas de los sujetadores de uso común
Clases de resistencia (clases de rendimiento) de pernos, tornillos y espárragos
El estándar nacional estipula 10 calificaciones, marcadas como 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9.
Las clasificaciones de rendimiento anteriores son aplicables a dientes gruesos M1.6～M39 y dientes finos M8×1～M39×3 . El objetivo es indicar las propiedades mecánicas del elemento de fijación.
Significado de Clase de Rendimiento:
El número que precede al “.” en la marca representa la resistencia a la tracción nominal , expresada en 1/100 (por ejemplo, si el nivel de rendimiento es 8.8, el número que precede al 8 significa que la resistencia a la tracción σb es de 800 N/mm2).
El número que aparece después del punto en la marca indica el índice de límite elástico . Es decir, la relación entre el límite elástico nominal σs o la tensión de elongación no proporcional σp0.2 y la resistencia a la tracción nominal σb. El producto de ambos números da como resultado el límite elástico.
Significado físico del índice de rendimiento:
Indica qué tan cerca está σs o σp0.2 de σb. El tamaño del índice de rendimiento indica el grado de fortalecimiento del acero y también refleja el grado de fortalecimiento del sujetador durante el procesamiento.
(Por ejemplo, un perno con un grado de rendimiento de 3.6 tiene un índice de rendimiento de 0.6, lo que indica que no se ha fortalecido durante el procesamiento. Un índice de rendimiento de 0.8 o 0.9 indica que el producto de fijación se ha fortalecido durante el procesamiento). Cuanto mayor sea la relación límite elástico, mayor será el grado de fortalecimiento.
Materiales aplicables y requisitos de tratamiento térmico para cada nivel de rendimiento
- Porque la clase de resistencia (clase de rendimiento) de pernos, tornillos y espárragos tiene mucho que ver con el acero utilizado. Para los productos de grado superior a 8.8 (incluido el grado 8.8), se debe realizar un tratamiento térmico para cumplir con los requisitos de rendimiento.
- Se pueden fabricar aceros de clase 3.6 a partir de acero dulce.
- Calificaciones de desempeño de 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; El acero 6.8 se puede fabricar a partir de acero con bajo contenido de carbono o de acero con contenido medio de carbono. Pero debe tenerse en cuenta que la relación de resistencia al rendimiento de 0.8 debe lograrse mediante endurecimiento por trabajo en frío. Si el grado 5.6 se produce con acero con contenido de carbono medio, se debe tratar eliminando el endurecimiento por trabajo en frío.
La norma nacional también estipula
1. Para productos de grado 8.8, con el fin de garantizar una buena templabilidad, se debe utilizar el acero de aleación especificado en el grado 10.9 para pernos, tornillos y espárragos con diámetro de rosca > 20 mm.
2. Para las clases de rendimiento 10.9 y 12.9, se deben utilizar materiales con buena templabilidad para garantizar que el núcleo de la sección de la rosca obtenga aproximadamente un 90 % de estructura martensítica después del temple y antes del revenido.
Propiedades mecánicas de pernos, tornillos y espárragos
| Rendimiento | Elemento de rendimiento |
| Indicador de Fuerza | 1). Resistencia a la tracción σb: Valor que se obtiene al dividir la carga de tracción en la rotura de prueba por el área de tensión del hilo. Todos los grados de rendimiento especifican el valor nominal de resistencia a la tracción σb. 2). Punto de rendimiento σs: cuando la prueba de tracción alcanza el punto de rendimiento, la fuerza no aumenta y la deformación sigue aumentando, y la tensión en este momento es el punto de rendimiento σs. [El punto de rendimiento nominal y el punto de rendimiento mínimo se especifican por debajo del grado 6.8 (incluido el grado 6.8)]. 3). Esfuerzo de alargamiento no proporcional σp0.2: es el esfuerzo cuando la muestra presenta una deformación residual del 0.2 % durante el estiramiento. [Los valores nominales σp0.2 y mínimos σp0.2 se especifican por encima del grado 8.8 (incluido 8.8)]. 4). Esfuerzo garantizado: En la máquina de ensayo de tracción, aplicar la carga especificada (carga garantizada) y mantenerla durante 15 segundos. En comparación con antes de la prueba, el alargamiento no debe superar los 12.5 um y la tensión garantizada especificada es aproximadamente el 90 % de la tensión del punto de rendimiento. [Los productos de todas las clases de rendimiento tienen diferentes requisitos]. |
| índice de dureza | Adoptar HB, HR, HV; [HRB se utiliza por debajo del grado 6.8 (incluido el grado 6.8); HRC se utiliza por encima del grado 8.8 (incluido el grado 8.8)]; Cuando hubo una disputa, se utilizó el HV0.3 como juicio de arbitraje. La dureza corresponde a la resistencia a la tracción dentro de un rango determinado, y la prueba de dureza es adecuada para pernos cortos o pequeños que son difíciles de probar en una máquina de prueba de tracción. |
| Índice de plasticidad y tenacidad | 1). Alargamiento después de la fractura: Girar el perno hasta formar una columna cilíndrica más pequeña que el diámetro menor; La longitud del calibre es 5 veces el diámetro. Durante la prueba, rómpalo, mida la longitud antes y después de la prueba y calcule el alargamiento después de la fractura de acuerdo con la fórmula. 2). Tasa de contracción de la sección: la diferencia entre el área de la sección transversal original de la muestra menos el área de fractura después de la rotura, y luego dividir el porcentaje del área de la sección transversal original. 3). Carga de cuña: utilice una cuña de hierro de 4°, 6° o 10° colocada sobre la superficie de apoyo del perno en la máquina de prueba de tracción para medir la tensión y cárguela hasta que se rompa. Sin embargo, la rotura no deberá producirse en la unión de la cabeza y la varilla. No es necesario realizar la prueba de firmeza de la cabeza después de la prueba de carga de cuña. 4). Energía de absorción de impacto: es de gran importancia para la maquinaria que opera a baja temperatura, principalmente para evitar que se vuelva quebradiza a bajas temperaturas y provoque fracturas. (Realice esta prueba únicamente en productos con diámetro de rosca ≥ 16). [Por debajo del nivel 6.8, solo se examina la energía mínima de absorción de impacto del nivel 5.6, y la energía mínima de absorción de impacto del nivel 8.8 y superior se especifica según los diferentes niveles]. |
| firmeza de la cabeza | Inserte el perno en el orificio de prueba inclinado a 60° o 80°, martille la cabeza hasta el nivel y verifique si hay alguna grieta en la unión de la cabeza y la varilla. [Clase de rendimiento: 60° para 3.6, 4.6, 5.6, 80° para clase de rendimiento: 4.8, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9]. |
| Experimento de la capa de descarburación | La capa de descarburación se divide en dos tipos: capa de descarburación completa y capa de semidescarburación. La descarburación de los sujetadores solo examina la parte roscada. [No hay requisitos para productos por debajo del grado 6.8, altura mínima de capa no descarburada de grado 8.8 ~ grado 9.8 E=1/2H1, altura mínima de capa no descarburada de grado 10.9 E=2/3H1, altura mínima de capa no descarburada de grado 12.9 E= 3/4H1; La profundidad máxima G de la capa completamente descarburada por encima del grado 8.8 es de 0.015 mm]. |
| Temperatura mínima de revenido | El objetivo de la prueba de revenido es comprobar la idoneidad del revenido y la corrección del acero utilizado. El revenido es un elemento de prueba para pernos, tornillos y espárragos con una clase de propiedad de 8.8 y superior. Método del experimento: Tome tres puntos en la pieza de prueba para medir la dureza HV30 y tome el valor promedio. A continuación, la muestra se vuelve a templar a una temperatura 10 °C inferior a la temperatura mínima de revenido especificada. Mantener caliente durante 30 minutos. Después del revenido se midió nuevamente la dureza HV30. Nota: Consistencia de la numeración de las muestras antes y después del revenido. En el ensayo sobre la misma muestra, la diferencia entre la dureza media de los tres puntos antes y después del revenido no debe superar los 20 valores de dureza Vickers. |
| clase de rendimiento | Materiales y tratamiento térmico | Temperatura mínima de revenido | clase de rendimiento | Materiales y tratamiento térmico | Temperatura mínima de revenido |
| 8.8 | Acero de aleación con bajo contenido de carbono (por ejemplo, boro, manganeso, cromo) templado y revenido | 425 | 10.9 | Acero de aleación con bajo contenido de carbono (por ejemplo, boro, manganeso, cromo) templado y revenido | 340 |
| Acero de carbono medio, templado y revenido | 450 | 10.9 | Acero de medio carbono, templado y revenido o acero de aleación de bajo, medio carbono (como boro, manganeso, cromo), templado y revenido o acero de aleación, templado y revenido | 425 | |
| 9.8 | Acero de aleación con bajo contenido de carbono (por ejemplo, boro, manganeso, cromo) templado y revenido | 410 | 12.9 | Acero aleado templado y revenido | 380 |
| Acero de carbono medio, templado y revenido | 410 |
Tenga en cuenta:
1. La clase 9.8 solo se aplica a roscas de diámetro d≤16 mm.
2. La resistencia mínima a la tracción se aplica a productos con una longitud nominal L ≥ 2.5d; La dureza mínima se aplica a longitudes L<2.5 y otros productos que no pueden someterse a pruebas de tracción (como el efecto de la estructura de la cabeza).
3. Al realizar la prueba de carga de cuña en pernos, tornillos y espárragos reales, la carga de prueba se calculará de acuerdo con σbmin.
4. La dureza de la superficie no debe ser más de 30 valores de dureza Vickers superiores a la dureza del núcleo. La dureza superficial del grado 10.9 no debe ser superior a 390 HV.
Clase de resistencia de la tuerca
1. Marca de resistencia para altura nominal de tuerca ≥ 0.8D:
A nivel internacional, las tuercas con una altura nominal ≥ 0.8D (longitud efectiva de la rosca ≥ 0.6D) deberán estar marcadas con el primer número de parte de la marca de la clase de propiedad del perno. (El perno debe ser del grado de rendimiento más alto que pueda coincidir con la tuerca), marcado con siete grados de resistencia: 4, 5, 6, 8, 9, 10 y 12.
a) Disposición: Las tuercas de clase de rendimiento superior pueden sustituir a las tuercas de clase de rendimiento inferior.
b) Idea de diseño: Se espera que el modo de falla del conjunto roscado sea la rotura del tornillo en lugar de la ruptura o el disparo simultáneo de la rosca de la tuerca o el perno. Porque durante el proceso de trabajo, la rotura del tornillo facilita la detección oportuna de la falla del conjunto del tornillo.
c) La diferencia entre las tuercas tipo I y tipo II.
- La altura de la tuerca tipo II es aproximadamente un 10% mayor que la de la tuerca tipo I.
- El tipo I es adecuado para los grados 4, 5, 6, 8, 10 y 12 de ≤M16.
- El tipo II es principalmente adecuado para los grados 9 y 12.
- Las tuercas tipo I deben templarse y revenirse. (Las tuercas de grado 12≤M16, al alcanzar la misma carga garantizada, el tipo II tiene menor dureza y mejor tenacidad que las tuercas de tipo I).
Consulte la siguiente tabla para conocer los tipos de tuercas y los grados de rendimiento:
| Pernos, tornillos y espárragos a juego | Tuerca tipo I | Tuerca tipo II | |||
| Clase de rendimiento de la tuerca | clase de rendimiento | Rango de especificación de rosca mm | Rango de especificación de rosca mm | ||
| Nueces gruesas | 4 | 3.6, 4.6, 4.8 | > 16 | > 16 | – |
| 5 | 3.6, 4.6, 4.8 | ≤ 16 | ≤ 39 | – | |
| 5.6, 5.8 | ≤ 39 | ||||
| 6 | 6.8 | ≤ 39 | ≤ 39 | – | |
| 8 | 8.8 | ≤ 39 | ≤ 39 | >16, ≤39 | |
| 9 | 9.8 | ≤ 16 | – | ≤ 16 | |
| 10 | 10.9 | ≤ 39 | ≤ 39 | – | |
| 12 | 12.9 | ≤ 39 | ≤ 16 | ≤ 39 |
2. Marcado de altura de tuerca de altura nominal ≥0.5D y <0.8D:
Estas tuercas están marcadas como 04, 05 segunda marcha. Donde los números 4 y 5 respectivamente representan 1/100 (N/mm2) de la tensión garantizada de la tuerca medida por el mandril endurecido.
Un “0” indica que la capacidad de carga real de este conjunto roscado es inferior a la indicada por el número marcado.
Las tensiones de carga nominal y real garantizadas se muestran en la siguiente tabla:
| Propiedades de resistencia de las nueces | Tensión de carga nominal garantizada N/mm² | Tensión de carga real garantizada N/mm² |
| 04 | 400 | 380 |
| 05 | 500 | 500 |
La capacidad de carga efectiva de este tipo de tuerca está relacionada con la resistencia del perno correspondiente. Cuando se combinan con pernos de menor rendimiento, la falla de los conjuntos roscados es principalmente el desacoplamiento de la rosca del perno. Cuando se combinan con pernos de alto rendimiento, la falla de los conjuntos roscados es principalmente la liberación de la rosca de la tuerca, a la que se debe prestar atención en el diseño.
3. Indicación de la clase de resistencia de las tuercas de paso fino:
Sólo existen 7 normas nacionales, a saber: 04, 05, 5, 6, 8, 10 y 12.
| Pernos, tornillos y espárragos a juego | Tuerca tipo I | Tuerca tipo II | |||
| Clase de rendimiento de la tuerca | clase de rendimiento | Rango de especificación de rosca mm | Rango de especificación de rosca mm | ||
| tuerca de rosca fina | 5 | 3.6、4.6、4.8、5.6、5.8 | ≤ 39 | ≤ 39 | – |
| 6 | 6.8 | ≤ 39 | ≤ 39 | – | |
| 8 | 8.8 | ≤ 39 | ≤ 39 | ≤ 16 | |
| 10 | 10.9 | ≤ 39 | ≤ 16 | ≤ 39 | |
| 12 | 12.9 | ≤ 16 | – | ≤ 16 |
Propiedades mecánicas de la tuerca
Existen dos propiedades mecánicas principales de los frutos secos:
1. Tensión garantizada : La prueba de carga garantizada es una prueba arbitral para tuercas ≥ M5. La prueba de tracción prevalecerá durante el arbitraje, y la tensión garantizada para tuercas de grados 4 a 12 es superior al valor nominal. Se demuestra que, incluso en las condiciones físicas más desfavorables, la carga de fallo es más de un 10 % superior a la del perno, por lo que el modo de fallo del conjunto roscado es siempre la fractura del tornillo.
2. Dureza : Inspección rutinaria (después de la eliminación del recubrimiento electrolítico u otros recubrimientos y el procesamiento adecuado).
Propiedades mecánicas y propiedades de trabajo de los tornillos autorroscantes
Los tornillos autorroscantes no distinguen grados de rendimiento, ni tienen marcas de grado de rendimiento, que están directamente representadas por las especificaciones del producto. Sus propiedades mecánicas y de trabajo se muestran en la siguiente tabla:
| Especificación | ST2.2 | ST2.6 | ST2.9 | ST3.3 | ST3.5 | ST3.9 | ST4.2 | ST4.8 | ST5.5 | ST6.3 | ST8 | |
| Diámetro mayor de la rosca (máx.) mm | 2.24 | 2.57 | 2.9 | 3.3 | 3.53 | 3.91 | 4.22 | 4.8 | 5.46 | 6.25 | 8 | |
| Momento de rotura (mín.) (Nm) | 0.45 | 0.9 | 1.5 | 2 | 2.7 | 3.4 | 4.4 | 6.3 | 10 | 13.6 | 30.5 | |
| Profundidad de la capa carburizada | min | 0.04 | 0.05 | 0.1 | 0.15 | |||||||
| max | 0.1 | 0.18 | 0.23 | 0.28 | ||||||||
| Dureza superficial ≥ | 450HV0.3 | |||||||||||
| Dureza del núcleo | 270-390HV5 | 270-390HV10 | ||||||||||
| Espesor de la placa | min | 1.17 | 1.85 | 3.1 | 4.67 | |||||||
| max | 1.3 | 2.06 | 8.23 | 5.05 | ||||||||
| abertura | min | 1.905 | 2.185 | 2.415 | 2.68 | 2.92 | 3.24 | 3.43 | 4.015 | 4.735 | 5.475 | 6.885 |
| max | 1.955 | 2.235 | 2.465 | 2.73 | 2.97 | 3.29 | 3.48 | 4.065 | 4.785 | 5.525 | 6.935 |
Clases de propiedades y propiedades mecánicas de pernos, tornillos y espárragos de acero inoxidable
Grados de propiedad de pernos, tornillos y espárragos de acero inoxidable:
Calificación: Consta de dos partes: grupo de materiales y nivel de rendimiento.
La primera parte de la marca consta de letras y un número, las letras indican la categoría de acero inoxidable y los números indican el rango de composición química de este tipo de acero: (A es acero inoxidable austenítico, C es acero inoxidable martensítico y F es acero inoxidable ferrítico).
La segunda parte marca la clase de rendimiento y consta de números. Su valor es 1/10 de la resistencia a la tracción.
Por ejemplo, A2-70 significa: acero inoxidable austenítico y la resistencia mínima a la tracción es de 700 MPa.
C4-70 significa acero inoxidable martensítico y la resistencia mínima a la tracción es 700 MPa.
Entre ellos: Los números 2 y 4 en A2 y C4 indican el rango de composición química del acero.
Propiedades mecánicas de pernos, tornillos y espárragos de acero inoxidable
(1) Propiedades mecánicas del acero inoxidable austenítico
| categoría | grupo de XNUMX | clase de rendimiento | Diametro de hilo | Resistencia a la tracción min N/mm² | Tensión de elongación no proporcional especificada mín. N/mm² | Alargamiento después de la rotura Smin mm |
| Austenita | A1、A2、A3、A4、A5 | 50 | M39 | 500 | 210 | 0.6d |
| 70 | M24 | 700 | 450 | 0.4d | ||
| 80 | M24 | 800 | 600 | 0.3d |
NOTA: El alargamiento de rotura debe medirse en sujetadores con una longitud igual o mayor a 2.5d.
S=L2-L1. Dónde: L2 = longitud original de pernos, tornillos y espárragos. L1 = longitud de la falla de tracción después de la anastomosis apretada.
(2) Propiedades mecánicas de los sujetadores de acero inoxidable martensíticos y ferríticos
| categoría | grupo de XNUMX | clase de rendimiento | Resistencia a la tracción min N/mm² | Tensión de elongación no proporcional especificada mín. N/mm² | Alargamiento después de la rotura Smin mm | dureza | ||
| HB | Comité de Derechos Humanos | HV | ||||||
| martensita | C1 | 50 | 500 | 250 | 0.2d | 147-209 | – | 155-220 |
| 70 | 700 | 410 | 0.2d | 209-314 | 20-34 | 220-330 | ||
| 110 | 1100 | 820 | 0.2d | – | 36-45 | 350-440 | ||
| C3 | 80 | 800 | 640 | 0.2d | 228-323 | 21-35 | 240-340 | |
| C4 | 50 | 500 | 250 | 0.2d | 147-209 | – | 155-220 | |
| 70 | 700 | 410 | 0.2d | 209-314 | 20-34 | 220-330 | ||
| Ferrito | F1 | 45 | 450 | 250 | 0.2d | 128-209 | – | 135-220 |
| 60 | 600 | 410 | 0.2d | 171-271 | – | 180-285 |
(3) Par de destrucción de pernos y tornillos de acero inoxidable austenítico
| Especificación del hilo | Momento mínimo de rotura/(Nm)(mm) | Especificación del hilo | momento de rotura/(Nm) | ||||
| clase de rendimiento | clase de rendimiento | ||||||
| 50 | 70 | 80 | 50 | 70 | 80 | ||
| M1.6 | 0.15 | 0.2 | 0.24 | M6 | 9.3 | 13 | 15 |
| M2 | 0.3 | 0.4 | 0.48 | M8 | 23 | 32 | 37 |
| M2.5 | 0.6 | 0.9 | 0.96 | M10 | 46 | 65 | 74 |
| M3 | 1.1 | 1.6 | 1.8 | M12 | 80 | 110 | 130 |
| M4 | 2.7 | 3.8 | 4.3 | M16 | 210 | 290 | 330 |
| M5 | 5.5 | 7.8 | 8.8 |
Nota: El par de rotura de los sujetadores de acero inoxidable martensítico y ferrítico se acuerda entre el proveedor y el comprador.
Clase de rendimiento, propiedades mecánicas de las tuercas de acero inoxidable
Grupos de materiales y grados de propiedad
(1) Calificaciones de la propiedad
Para un espesor de tuerca M ≥ 0.8D, la clase de propiedad consta de 2 números que representan 1/10 de la carga garantizada.
Para tuercas delgadas con un espesor de tuerca de 0.5D≤M<0.8D, consta de tres dígitos, el primer dígito es 0, lo que significa la tuerca con capacidad de carga reducida, y los dos últimos dígitos representan 1/10 de la carga garantizada.
(2) Grupo de materiales
La primera parte de la marca consta de letras y un número. Las letras indican el tipo de acero inoxidable y los números indican el rango de composición química de este tipo de acero: (A es acero inoxidable austenítico, C es acero inoxidable martensítico y F es acero inoxidable ferrítico).
La segunda parte marca la clase de rendimiento, compuesta por números cuyo valor es 1/10 de la carga garantizada.
Conclusión
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