Classes de resistência e propriedades mecânicas de fixadores comumente usados
Classes de resistência (classes de desempenho) de parafusos, porcas e pinos
O padrão nacional estipula 10 níveis, marcados como 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9.
As classificações de desempenho acima são aplicáveis a dentes grossos M1.6 a M39 e dentes finos M8×1 a M39×3 . O objetivo é indicar as propriedades mecânicas do fixador.
Significado de Classe de Desempenho:
O número antes do “.” na marca representa a resistência à tração nominal , expressa em 1/100 (por exemplo, se o nível de desempenho for 8.8, o número antes do 8 significa que a resistência à tração σb é de 800 N/mm²).
O número após o ponto (".") na marca indica a relação de limite de escoamento . Ou seja, a razão entre o limite de escoamento nominal σs ou a tensão de alongamento não proporcional σp0.2 e a resistência à tração nominal σb. A multiplicação desses dois números resulta no limite de escoamento.
Significado físico da taxa de rendimento:
Indica o quão próximo σs ou σp0.2 está de σb. O tamanho da taxa de escoamento indica o grau de reforço do aço e também reflete o grau de reforço do fixador durante o processamento.
(Por exemplo, um parafuso com uma classificação de desempenho de 3.6 tem uma taxa de escoamento de 0.6, indicando que ele não foi reforçado durante o processamento. Uma taxa de escoamento de 0.8 ou 0.9 indica que o fixador foi reforçado durante o processamento). Quanto maior a relação entre resistência ao escoamento, maior o grau de reforço.
Materiais aplicáveis e requisitos de tratamento térmico para cada nível de desempenho
- Porque a classe de resistência (classe de desempenho) de parafusos, porcas e pinos tem muito a ver com o aço usado. Para produtos acima do grau 8.8 (incluindo grau 8.8), o tratamento térmico deve ser realizado para atender aos requisitos de desempenho.
- Propriedades da classe 3.6 podem ser produzidas a partir de aço macio.
- Notas de desempenho de 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.8 pode ser produzido a partir de aço de baixo carbono ou aço de médio carbono. Mas deve-se observar que a relação entre resistência ao escoamento e resistência de 0.8 deve ser alcançada por meio de endurecimento a frio. Se o grau 5.6 for produzido com aço de médio carbono, ele deve ser tratado eliminando o endurecimento por trabalho a frio.
A norma nacional também estipula
1. Para produtos de grau 8.8, a fim de garantir boa temperabilidade, o aço de liga especificado no grau 10.9 deve ser usado para parafusos, porcas e pinos com diâmetro de rosca > 20 mm.
2. Para as classes de desempenho 10.9 e 12.9, devem ser utilizados materiais com boa temperabilidade para garantir que o núcleo da seção roscada obtenha cerca de 90% de estrutura martensítica após a têmpera e antes do revenimento.
Propriedades mecânicas de parafusos, porcas e pinos
| Desempenho | Item de desempenho |
| Indicador de intensidade | 1). Resistência à tração σb: Valor obtido pela divisão da carga de tração na ruptura do ensaio pela área de tensão da rosca. Todos os graus de desempenho especificam o valor nominal da resistência à tração σb. 2). Ponto de escoamento σs: Quando o ensaio de tração atinge o ponto de escoamento, a força não aumenta, e a deformação continua aumentando, e a tensão nesse momento é o ponto de escoamento σs. [O ponto de escoamento nominal e o ponto de escoamento mínimo são especificados abaixo do grau 6.8 (incluindo o grau 6.8)]. 3). Tensão de alongamento não proporcional σp0.2: a tensão quando a amostra apresenta 0.2% de deformação residual durante o alongamento. [Os valores nominais de σp0.2 e mínimos de σp0.2 são especificados acima do grau 8.8 (incluindo 8.8)]. 4). Tensão garantida: Na máquina de ensaio de tração, aplique a carga especificada (carga garantida) e mantenha-a por 15 segundos. Comparado com o período anterior ao teste, o alongamento não deve exceder 12.5 µm, e a tensão garantida especificada é de cerca de 90% da tensão do ponto de escoamento. [Produtos de todas as classes de desempenho têm requisitos diferentes]. |
| índice de dureza | Adote HB, HR, HV; [HRB é usado abaixo do grau 6.8 (incluindo grau 6.8); HRC é usado acima do grau 8.8 (incluindo grau 8.8)]; Quando houve uma disputa, o HV0.3 foi usado como julgamento de arbitragem. A dureza corresponde à resistência à tração dentro de uma determinada faixa, e o teste de dureza é adequado para parafusos curtos ou pequenos que são difíceis de testar em uma máquina de teste de tração. |
| Índice de plasticidade e tenacidade | 1). Alongamento após fratura: Gire o parafuso para uma coluna cilíndrica menor que o diâmetro menor; o comprimento do calibre é 5 vezes o diâmetro. Durante o teste, quebre-o, meça o comprimento antes e depois do teste e calcule o alongamento após a fratura de acordo com a fórmula. 2). Taxa de contração da seção: a diferença entre a área da seção transversal original da amostra menos a área de fratura após a quebra e, em seguida, dividir a porcentagem da área da seção transversal original. 3). Carga em cunha: use uma cunha de ferro de 4°, 6° ou 10° colocada na superfície de apoio do parafuso na máquina de teste de tração para tensão e carregue até que ela se quebre. Entretanto, a quebra não deve ocorrer na junção da cabeça e da haste. Não é necessário fazer o teste de firmeza da cabeça após o teste de carga em cunha. 4). Energia de absorção de impacto: É de grande importância para máquinas que operam em baixas temperaturas, principalmente para evitar que se tornem quebradiças em baixas temperaturas e causem fraturas. (Realize este teste somente em produtos com diâmetro de rosca ≥ 16). [Abaixo do nível 6.8, apenas a energia mínima de absorção de impacto do nível 5.6 é examinada, e a energia mínima de absorção de impacto do nível 8.8 e acima é especificada de acordo com os diferentes níveis]. |
| firmeza da cabeça | Insira o parafuso no furo de teste inclinado a 60° ou 80°, martele a cabeça até o nível e verifique se há alguma rachadura na junção da cabeça com a haste. [Classe de desempenho: 60° para 3.6, 4.6, 5.6, 80° para classe de desempenho: 4.8, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9]. |
| Experimento de camada de descarbonetação | A camada de descarbonetação é dividida em dois tipos: camada de descarbonetação total e camada de semidescarbonetação. A descarbonetação do fixador examina apenas a parte rosqueada. [Nenhum requisito para produtos abaixo do grau 6.8, altura mínima da camada não descarbonetada de grau 8.8 ~ grau 9.8 E=1/2H1, altura mínima da camada não descarbonetada de grau 10.9 E=2/3H1, altura mínima da camada não descarbonetada de grau 12.9 E= 3/4H1; A profundidade máxima G da camada totalmente descarbonetada acima do grau 8.8 é de 0.015 mm]. |
| Temperatura mínima de revenido | O objetivo do teste de revenimento é verificar a adequação do revenimento e a exatidão do aço utilizado. O revenimento é um item de teste para parafusos, porcas e prisioneiros com classe de propriedade de 8.8 e superior. Método experimental: Pegue três pontos no corpo de prova para medir a dureza HV30 e tire a média. A amostra é então revenida a uma temperatura 10°C menor que a temperatura mínima de revenimento especificada. Mantenha aquecido por 30 minutos. Após o revenimento, a dureza HV30 foi medida novamente. Nota: Consistência da numeração das amostras antes e depois do revenimento. No ensaio no mesmo corpo de prova, a diferença entre a dureza média dos três pontos antes e depois do revenimento não deve exceder 20 valores de dureza Vickers. |
| aula de performance | Materiais e Tratamento Térmico | Temperatura mínima de revenido | aula de performance | Materiais e Tratamento Térmico | Temperatura mínima de revenido |
| 8.8 | Aço de baixa liga de carbono (por exemplo, boro, manganês, cromo) temperado e revenido | 425 | 10.9 | Aço de baixa liga de carbono (por exemplo, boro, manganês, cromo) temperado e revenido | 340 |
| Aço de médio carbono, temperado e revenido | 450 | 10.9 | Aço de médio carbono, temperado e revenido ou aço de baixa liga de médio carbono (como boro, manganês, cromo), temperado e revenido ou aço de liga, temperado e revenido | 425 | |
| 9.8 | Aço de baixa liga de carbono (por exemplo, boro, manganês, cromo) temperado e revenido | 410 | 12.9 | Aço de liga temperado e revenido | 380 |
| Aço de médio carbono, temperado e revenido | 410 |
Aviso:
1. A classe 9.8 é aplicável somente ao diâmetro de rosca d≤16mm.
2. A resistência mínima à tração se aplica a produtos com comprimento nominal L≥2.5d; a dureza mínima se aplica ao comprimento L<2.5 e outros produtos que não podem ser submetidos a testes de tração (como o efeito da estrutura da cabeça).
3. Ao realizar o teste de carga de cunha em parafusos, porcas e pinos reais, a carga de teste deve ser calculada de acordo com σbmin.
4. A dureza da superfície não deve ser superior à dureza do núcleo em mais de 30 valores de dureza Vickers. A dureza superficial do grau 10.9 não deve ser maior que 390HV.
Classe de Resistência da Porca
1. Marca de resistência para altura nominal da porca ≥ 0.8D:
Internacionalmente, porcas com altura nominal ≥ 0.8D (comprimento efetivo da rosca ≥ 0.6D) devem ser marcadas com o primeiro número de peça da classificação de resistência do parafuso. (O parafuso deve ser da classe de desempenho mais alta compatível com a porca), e a marcação deve indicar sete níveis de resistência: 4, 5, 6, 8, 9, 10 e 12.
a) Provisão: Porcas de classe de desempenho superior podem substituir porcas de classe de desempenho inferior.
b) Ideia de projeto: Espera-se que o modo de falha do conjunto roscado seja a quebra do parafuso, em vez do desarme da rosca da porca ou do parafuso ou desarme simultâneo. Porque durante o processo de trabalho, a quebra do parafuso facilita a detecção oportuna da falha do conjunto do parafuso.
c) A diferença entre nozes tipo I e tipo II.
- A altura da porca do tipo II é cerca de 10% maior que a da porca do tipo I.
- O tipo I é adequado para 4, 5, 6, 8, 10 e 12 graus de ≤M16.
- O Tipo II é adequado principalmente para as séries 9 e 12.
- Porcas do tipo I devem ser temperadas e revenidas. (Porcas de grau 12≤M16, ao atingir a mesma carga garantida, o tipo II apresenta menor dureza e melhor tenacidade que as porcas do tipo I).
Veja a tabela abaixo para tipos de porcas e graus de desempenho:
| Parafusos, porcas e pinos correspondentes | Porca Tipo I | Porca Tipo II | |||
| Classe de desempenho de porca | aula de performance | Faixa de especificação de rosca mm | Faixa de especificação de rosca mm | ||
| Nozes grossas | 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. Altura nominal ≥0.5D e marcação de altura da porca <0.8D:
Essas porcas são marcadas como 04, engrenagem de 05 segundos. Onde os números 4 e 5 representam respectivamente 1/100 (N/mm2) da tensão garantida da porca medida pelo mandril temperado
Um “0” indica que a capacidade real de carga deste conjunto roscado é menor do que a indicada pelo número marcado.
A tensão de carga nominal e real garantida é mostrada na tabela a seguir:
| Propriedades de resistência das nozes | Tensão de carga nominal garantida N/mm² | Tensão de carga real garantida N/mm² |
| 04 | 400 | 380 |
| 05 | 500 | 500 |
A capacidade efetiva de carga desse tipo de porca está relacionada à resistência correspondente do parafuso. Quando acoplados com parafusos de desempenho inferior, a falha dos conjuntos roscados é principalmente o desengate da rosca do parafuso. Quando combinados com parafusos de alto desempenho, a falha dos conjuntos roscados é principalmente a liberação da rosca da porca, o que deve ser levado em consideração no projeto.
3. Indicação da classe de resistência das porcas de passo fino:
Existem apenas 7 padrões nacionais, a saber: 04, 05, 5, 6, 8, 10 e 12.
| Parafusos, porcas e pinos correspondentes | Porca Tipo I | Porca Tipo II | |||
| Classe de desempenho de porca | aula de performance | Faixa de especificação de rosca mm | Faixa de especificação de rosca mm | ||
| porca 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 |
Propriedades mecânicas da porca
Existem duas propriedades mecânicas principais das nozes:
1. Tensão garantida : O teste de carga garantida é um teste de arbitragem para porcas ≥ M5. O teste de tração deve prevalecer durante a arbitragem, e a tensão garantida para porcas de classes 4 a 12 é superior ao valor nominal. Demonstra-se que, mesmo nas condições físicas mais desfavoráveis, a carga de ruptura é mais de 10% superior à do parafuso, de modo que o modo de falha do conjunto roscado é sempre a fratura do parafuso.
2. Dureza : Inspeção de rotina (após remoção da galvanoplastia ou outros revestimentos e processamento adequado).
Propriedades mecânicas e propriedades de trabalho de parafusos auto-roscantes
Parafusos autoatarraxantes não distinguem graus de desempenho, nem possuem marcas de grau de desempenho, que são representadas diretamente pelas especificações do produto. Suas propriedades mecânicas e de trabalho são mostradas na tabela a seguir:
| Especificação | ST2.2 | ST2.6 | ST2.9 | ST3.3 | ST3.5 | ST3.9 | ST4.2 | ST4.8 | ST5.5 | ST6.3 | ST8 | |
| Diâmetro principal da 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 ruptura (min) (Nm) | 0.45 | 0.9 | 1.5 | 2 | 2.7 | 3.4 | 4.4 | 6.3 | 10 | 13.6 | 30.5 | |
| Profundidade da camada cementada | min | 0.04 | 0.05 | 0.1 | 0.15 | |||||||
| max | 0.1 | 0.18 | 0.23 | 0.28 | ||||||||
| Dureza da superfície ≥ | 450HV0.3 | |||||||||||
| Dureza do núcleo | 270-390HV5 | 270-390HV10 | ||||||||||
| Espessura da 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 |
Classes de propriedades e propriedades mecânicas de parafusos, porcas e pinos de aço inoxidável
Graus de propriedade de parafusos, porcas e pinos de aço inoxidável:
Marcação: É composta por duas partes: grupo de materiais e nível de desempenho.
A primeira parte da marca é composta por letras e um número, as letras indicam a categoria do aço inoxidável e os números indicam a faixa de composição química desse tipo de aço: (A é aço inoxidável austenítico, C é aço inoxidável martensítico e F é aço inoxidável ferrítico).
A segunda parte marca a aula de performance e consiste em números. Seu valor é 1/10 da resistência à tração.
Por exemplo, A2-70 significa: aço inoxidável austenítico e a resistência à tração mínima é de 700 Mpa.
C4-70 significa aço inoxidável martensítico, e a resistência à tração mínima é de 700 Mpa.
Entre eles: Os números 2 e 4 em A2 e C4 indicam a faixa de composição química do aço.
Propriedades mecânicas de parafusos, porcas e pinos de aço inoxidável
(1) Propriedades mecânicas do aço inoxidável austenítico
| categoria | grupo | aula de performance | Diâmetro da rosca | Resistência à tração min N/mm² | Tensão de alongamento não proporcional especificada min N/mm² | Alongamento após ruptura 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 |
OBSERVAÇÃO: O alongamento na ruptura deve ser medido em fixadores com comprimento igual ou maior que 2.5d.
S=L2-L1. Onde: L2 = comprimento original de parafusos, porcas e prisioneiros. L1 = comprimento da falha de tração após anastomose apertada.
(2) Propriedades mecânicas de fixadores de aço inoxidável martensítico e ferrítico
| categoria | grupo | aula de performance | Resistência à tração min N/mm² | Tensão de alongamento não proporcional especificada min N/mm² | Alongamento após ruptura Smin mm | dureza | ||
| HB | HRC | 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 | ||
| ferrite | F1 | 45 | 450 | 250 | 0.2d | 128-209 | - | 135-220 |
| 60 | 600 | 410 | 0.2d | 171-271 | - | 180-285 |
(3) Torque de destruição de parafusos e porcas de aço inoxidável austenítico
| Especificação de rosca | Momento mínimo de ruptura/(Nm)(mm) | Especificação de rosca | momento de ruptura/(Nm) | ||||
| aula de performance | aula de performance | ||||||
| 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 |
Observação: O torque de ruptura dos fixadores de aço inoxidável martensítico e ferrítico é acordado entre o fornecedor e o comprador.
Classe de desempenho, propriedades mecânicas de porcas de aço inoxidável
Grupos de materiais e graus de propriedade
(1) Graus de propriedade
Para espessura de porca M ≥ 0.8D, a classe de propriedade consiste em 2 números que representam 1/10 da carga garantida.
Para porcas finas com espessura de 0.5D≤M<0.8D, ele consiste em três dígitos, o primeiro dígito é 0, o que significa porca com capacidade de carga reduzida, e os dois últimos dígitos representam 1/10 da carga garantida.
(2) Grupo de materiais
A primeira parte da marca consiste em letras e um número. As letras indicam o tipo de aço inoxidável e os números indicam a faixa de composição química desse tipo de aço: (A é aço inoxidável austenítico, C é aço inoxidável martensítico e F é aço inoxidável ferrítico).
A segunda parte marca a classe de desempenho, composta por números, cujo valor é 1/10 da carga garantida.
Conclusão
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