ГОСТ Р 52627-2006 Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытаний
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ |
||
|
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ российской ФЕДЕРАЦИИ |
ГОСТ Р 52 6 27 - 2006 ( ИСО 3977-9:1999) |
БОЛТЫ , ВИНТЫ И ШПИЛЬКИ
Механические свойства и методы испытаний
ISO 898-1:1999
Mechanical properties of
fasteners
made of carbon steel and
alloy steel -
Part 1: Bolts, screws and
studs
(MOD)
|
Москва Стандартинформ 2007 |
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г . № 184- ФЗ «О техническом регулировании» , а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0- 2004 «Стандартизация в Российской Федерации . Основные положения»
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно - исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении» ( ФГУП «ВНИИНМАШ» ) и Федеральным государственным унитарным предприятием «Центральный научно - исследовательский автомобильный и автомоторный институт» ( ФГУП «НАМИ» ) на основе собственного аутентичного перевода стандарта , указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 229 «Крепежные изделия»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2006 г . 364- ст
4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 898-1:1999 «Механические свойства крепежных изделий из углеродистой стали и легированной стали . Часть 1. Болты , винты и шпильки» ( ISO 898-1:1999 Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel - Part 1: Bolts , screws and studs ) путем внесения в него технических отклонений , объяснение которых приведено во введении к настоящему стандарту .
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5- 2004 ( пункт 3.5).
Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам , межгосударственным стандартам , использованным в настоящем стандарте в качестве нормативных ссылок , приведены в приложении Б
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты» , а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты» . В случае пересмотра ( замены ) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты» . Соответствующая информация , уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
Содержание
1 Область применения 2 Нормативные ссылки 3 Система обозначений 4 Материалы 5 Механические и физические свойства 6 Контролируемые механические и физические свойства 7 Минимальные разрушающие нагрузки и пробные нагрузки 8 Методы испытаний 8.1 Испытание на растяжение обработанных образцов 8.2 Испытание на растяжение полноразмерных болтов, винтов и шпилек 8.3 Испытание на кручение 8.4 Испытание на твердость 8.5 Испытание пробной нагрузкой полноразмерных болтов и винтов 8.6 Испытание на растяжение на косой шайбе полноразмерных болтов и винтов 8.7 Испытание обработанных образцов на ударный изгиб 8.8 Испытание ударом по головке полноразмерных болтов и винтов диаметром d £ 10 мм и длиной, слишком малой для проведения испытаний на растяжение на косой шайбе 8.9 Испытание на обезуглероживание: оценка состояния углерода на поверхности 8.10 Испытание на повторный отпуск 8.11 Контроль дефектов поверхности 9 Маркировка 9.1 Маркировка товарного знака изготовителя 9.2 Маркировка классов прочности 9.3 Идентификация 9.4 Маркировка болтов и винтов с левой резьбой 9.5 Альтернативная маркировка 9.6 Маркировка упаковок Приложение А (справочное) Предел текучести или условный предел текучести при повышенных температурах Приложение Б (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам, использованным в настоящем стандарте в качестве нормативных ссылок Библиография
|
Введение
В настоящий стандарт включены требования международного стандарта ИСО 898-1:1999 «Механические свойства крепежных изделий из углеродистой стали и легированной стали - Часть 1: Болты , винты и шпильки» . Дополнительно по отношению к международному стандарту включены требования , отражающие потребности национальной экономики Российской Федерации и особенности изложения национальных стандартов Российской Федерации ( в соответствии с ГОСТ Р 1.5 ), а именно :
- расширена область применения стандарта до диаметров резьбы М 48;
- приведены дополнительные диаметры резьбы болтов , винтов и шпилек М 42, М 45, М 48, отсутствующие в международном стандарте , а также значения пробных и разрушающих нагрузок для крепежных изделий указанных диаметров резьбы .
Указанные дополнительные требования , включенные в настоящий стандарт , а также дополнительные числовые значения в таблицах выделены курсивом .
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
БОЛТЫ , ВИНТЫ И ШПИЛЬКИ
Механические свойства и методы испытаний
Bolts, screws and studs. Mechanical properties and test methods
Дата введения - 2008 - 01 - 01
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает механические свойства болтов , винтов и шпилек из углеродистых и легированных сталей при испытании в условиях с температурой окружающей среды от 10 °С до 35 °С .
Изделия , соответствующие требованиям настоящего стандарта , оцениваются только в указанном температурном диапазоне и могут не сохранять установленные механические и физические свойства при более высоких и более низких температурах . В приложении А приведены для примера возможные уменьшения предела текучести или условного предела текучести при повышенных температурах .
При температурах меньших , чем температуры указанного диапазона , могут произойти значительные изменения свойств , например изменение ударной вязкости . Если крепежные изделия предполагается использовать при температурах , значения которых лежат за пределами указанного температурного диапазона , потребитель должен удостовериться в том , что механические и физические свойства крепежных изделий соответствуют конкретным условиям их эксплуатации .
Некоторые крепежные изделия могут не соответствовать требованиям настоящего стандарта , предъявляемым к испытаниям на растяжение или кручение . Это может быть из - за геометрии головок крепежных изделий , когда площадь сдвига в головке сравнима с площадью расчетного сечения в резьбе . Примерами таких головок являются потайная головка , полупотайная головка и низкая цилиндрическая головка ( см . раздел 6).
Стандарт распространяется на болты , винты и шпильки :
- с крупной резьбой М 1,6 - М 48 и с мелкой резьбой М 8 × 1 - М 48 × 3;
- с треугольной метрической резьбой по ГОСТ 24705 ;
- с допусками резьбы по ГОСТ 16093 ;
- из углеродистой нелегированной или легированной стали .
Стандарт не распространяется на установочные винты и аналогичные резьбовые крепежные детали , не подвергаемые растягивающим нагрузкам ( ГОСТ 25556 ).
Стандарт не распространяется на болты , винты и шпильки с такими особыми свойствами , как :
- свариваемость ;
- коррозионная стойкость ;
- способность сохранять свойства при температурах выше плюс 300 °С ( плюс 250 ° С для класса прочности 10.9) или ниже минус 50 °С ;
- прочность на срез ;
- усталостная прочность .
Примечание - Систему обозначений классов прочности настоящего стандарта допускается использовать для крепежных изделий с размерами резьбы за пределами ограничений , установленных в данном пункте ( например , для d > 48 мм ), при условии , что все требования к механическим свойствам , установленные для классов прочности , выполняются .
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты .
ГОСТ 1497 - 84 ( ИСО 6892 - 84) Металлы . Методы испытания на растяжение
ГОСТ 1759.2 - 82 Болты , винты и шпильки . Дефекты поверхности и методы контроля
ГОСТ 2999 - 75 ( ИСО 6507:1997) Металлы и сплавы . Метод измерения твердости по Виккерсу
ГОСТ 8724 - 2002 ( ИСО 261 - 98) Основные нормы взаимозаменяемости . Резьба метрическая . Диаметры и шаги
ГОСТ 9012- 59 ( ИСО 410 - 82, ИСО 6506 - 81) Металлы . Метод измерения твердости по Бринеллю
ГОСТ 9013 - 59 ( ИСО 6508 - 86) Металлы . Метод измерения твердости по Роквеллу
ГОСТ 9150 - 2002 ( ИСО 68-1-98) Основные нормы взаимозаменяемости . Резьба метрическая . Профиль
ГОСТ 9454 - 78 Металлы . Метод испытания на ударный изгиб при пониженных , комнатной и повышенных температурах
ГОСТ 11284 - 75 Отверстия сквозные под крепежные детали . Размеры
ГОСТ 16093- 2004 ( ИСО 965-1:1998, ИСО 965-3:1998) Основные нормы взаимозаменяемости . Резьба метрическая . Допуски . Посадки с зазором
ГОСТ 24705 - 2004 ( ИСО 724:1993) Основные нормы взаимозаменяемости . Резьба метрическая . Основные размеры
ГОСТ 25556 - 82 Винты установочные . Механические свойства и методы испытаний
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты» , который опубликован по состоянию на 1 января текущего года , и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям , опубликованным в текущем году . Если ссылочный стандарт заменен ( изменен ), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным ( измененным ) стандартом . Если ссылочный стандарт отменен без замены , то положение , в котором дана ссылка на него , применяется в части , не затрагивающей эту ссылку .
3 Система обозначений
Система обозначений классов прочности болтов , винтов и шпилек приведена в таблице 1. На оси абсцисс откладываются номинальные значения предела прочности на растяжение R m в ньютонах на квадратный миллиметр , а на оси ординат - значения минимального относительного удлинения после разрыва A min в процентах .
Обозначение класса прочности включает два числа :
- первое число равняется 1/100 номинального значения предела прочности на растяжение в ньютонах на квадратный миллиметр ( см . таблицу 3, пункт 5.1);
- второе число равняется умноженному на 10 отношению предела текучести R eL ( условного предела текучести R p 0,2 ) к номинальному пределу прочности на растяжение R m , nom ( коэффициент предела текучести ).
Произведение этих двух чисел равняется 1/10 предела текучести в ньютонах на квадратный миллиметр .
Минимальный предел текучести R eL , min ( или минимальный условный предел текучести R p 0,2, mjn ) и минимальный предел прочности на растяжение R m , min равны номинальным значениям или превышают их ( см . таблицу 3).
Таблица 1 - Система координат
Номинальный
предел прочности на растяжение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
|
1000 |
1200 |
|
1400 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Минимальное относительное удлинение после разрыва Amin , % |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
9 |
|
|
|
|
6.8 |
|
|
|
|
12.9 |
|
|||||||||||||||
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
10.9 |
|
|
|
||||||||||||||
12 |
|
|
|
5.8 |
|
|
9.8 а |
|
|
|
|
|||||||||||||||
14 |
|
|
|
|
|
|
8.8 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
16 |
|
|
4.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
22 |
|
|
|
5.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
25 |
|
|
4.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
30 |
|
3.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Связь между пределом текучести и пределом прочности на растяжение |
||||||||||||||||||||||||||
Второе число обозначения |
.6 |
.8 |
.9 |
|||||||||||||||||||||||
Предел текучести R eL b |
100 % |
60 |
80 |
90 |
||||||||||||||||||||||
Номинальный предел прочности на растяжение Rm nom |
||||||||||||||||||||||||||
или |
|
|||||||||||||||||||||||||
Условный предел текучести Rp 0,2 b |
100 % |
|||||||||||||||||||||||||
Номинальный предел прочности на растяжение Rm nom |
||||||||||||||||||||||||||
Примечание - В настоящем стандарте определено большое число классов прочности , однако не все классы прочности подходят для всех изделий . Указания по применению конкретных классов прочности для конкретных изделий должны быть приведены в соответствующих стандартах на изделия . Для нестандартных изделий рекомендуется , по возможности , следовать выбору , сделанному для аналогичных стандартных изделий . |
||||||||||||||||||||||||||
а Распространяется только на изделия с диаметром резьбы d £ 16 мм . b Применяются номинальные значения в соответствии с таблицей 3. |
4 Материалы
В таблице 2 приведены типы сталей для изготовления болтов , винтов и шпилек разных классов прочности , химический состав сталей и минимальные температуры отпуска .
Таблица 2 - Стали
Класс прочности |
Материал и обработка |
Ограничения на химический состав (контрольный анализ) % ( m / m ) |
Температура отпуска, °С, не менее |
||||
С |
Р |
S |
В а |
||||
не менее |
не более |
не более |
не более |
не более |
|||
3.6 b |
Углеродистая сталь |
- |
0,20 |
0,05 |
0,06 |
0,003 |
- |
4.6 b |
- |
0,55 |
0,05 |
0,06 |
0,003 |
- |
|
4.8 b |
|||||||
5.6 |
0,13 |
0,55 |
0,05 |
0,06 |
0,003 |
- |
|
5.8 b |
- |
0,55 |
0,05 |
0,06 |
|||
6.8 b |
|||||||
8.8 c |
Углеродистая сталь с добавками (например, В, М n или С r ), закаленная и отпущенная |
0,15 d |
0,40 |
0,035 |
0,035 |
0,003 |
425 |
Углеродистая сталь, закаленная и отпущенная |
0,25 |
0,55 |
0,035 |
0,035 |
|||
9.8 |
Углеродистая сталь с добавками (например, В, М n или С r ), закаленная и отпущенная |
0,15 d |
0,35 |
0,035 |
0,035 |
0,003 |
425 |
Углеродистая сталь, закаленная и отпущенная |
0,25 |
0,55 |
0,035 |
0,035 |
|||
10.9 e , f |
Углеродистая сталь с добавками (например, В, М n или С r ), закаленная и отпущенная |
0,15 d |
0,35 |
0,035 |
0,035 |
0,003 |
340 |
10.9 f |
Углеродистая сталь, закаленная и отпущенная |
0,25 |
0,55 |
0,035 |
0,035 |
0,003 |
425 |
Углеродистая сталь с добавками (например, В, М n или С r ), закаленная и отпущенная |
0,20 d |
0,55 |
0,035 |
0,035 |
|||
Легированная сталь, закаленная и отпущенная g |
0,20 |
0,55 |
0,035 |
0,035 |
|||
12.9f,h,i |
Легированная сталь, закаленная и отпущенная g |
0,28 |
0,50 |
0,035 |
0,035 |
0,003 |
380 |
a Содержание бора может достигать 0,005 % при условии, что неэффективный бор контролируется добавлением титана и/или алюминия. b Для этих классов прочности допускается применять автоматную сталь с максимальным содержанием: 0,34 % серы, 0,11 % фосфора, 0,35 % свинца. с При номинальных диаметрах свыше 20 мм для получения достаточной прокаливаемости можно применять стали, предусмотренные для класса прочности 10.9. d В углеродистой стали с добавками бора с содержанием углерода ниже 0,25 % (анализ ковшовой пробы) минимальное содержание марганца должно составлять 0,6 % для класса прочности 8.8 и 0,7 % - для классов прочности 9.8, 10.9 и 10.9 е Изделия из этих сталей следует дополнительно маркировать знаком подчеркивания обозначения класса прочности (см. раздел 9). Все характеристики, установленные в таблице 3 для класса прочности 10.9, должны быть у изделий класса прочности 10.9, однако из-за более низкой температуры отпуска для изделий этого класса характеристики релаксации напряжений в этих изделиях при повышенных температурах будут другими (см. приложение А). f Материал этих классов прочности должен иметь такую прокаливаемость, чтобы непосредственно после закалки перед отпуском получалась структура, состоящая приблизительно на 90 % из мартенсита в сердцевине резьбовых участков крепежных изделий. g Эта легированная сталь должна содержать, по меньшей мере, один из следующих легирующих элементов в указанном минимальном количестве: 0,30 % хрома, 0,30 % никеля, 0,20 % молибдена, 0,10 % ванадия. Если сталь содержит два, три или четыре этих элемента, а содержание отдельных легирующих элементов меньше значений, приведенных выше, то предельное значение для определения класса составляет 70 % суммы отдельных предельных значений, приведенных выше, для двух, трех или четырех рассматриваемых элементов. h Для класса прочности 12.9 не допускается наличие обогащенного фосфором белого слоя, обнаруживаемого металлографическим способом, на верхних поверхностях, подвергаемых растягивающему напряжению. i Химический состав и температура отпуска в настоящее время исследуются и будут уточнены. |
5 Механические и физические свойства
В таблице 3 приведены механические и физические свойства болтов , винтов и шпилек при температуре окружающей среды , определяемые по результатам испытаний с использованием методов , описанных в разделе 8.
Таблица 3 - Механические и физические свойства болтов , винтов и шпилек
Номер пункта |
Механические и физические свойства |
Класс прочности |
||||||||||||
3.6 |
4.6 |
4.8 |
5.6 |
5.8 |
6.8 |
8.8 а |
9.8 b |
10.9 |
12.9 |
|||||
d £ 16с, мм |
d > 16с, мм |
|||||||||||||
5.1 |
Номинальный предел прочности на растяжение R m , nom , Н/мм2 |
300 |
400 |
500 |
600 |
800 |
800 |
900 |
1000 |
1200 |
||||
5.2 |
Минимальный предел прочности на растяжение R m , mjn d , e , Н/мм2 |
330 |
400 |
420 |
500 |
520 |
600 |
800 |
830 |
900 |
1040 |
1220 |
||
5.3 |
Твердость по Виккерсу, HV , F ≥ 98 H |
не менее |
95 |
120 |
130 |
155 |
160 |
190 |
250 |
255 |
290 |
320 |
385 |
|
не более |
220 f |
250 |
320 |
335 |
360 |
380 |
435 |
|||||||
5.4 |
Твердость по Бринеллю, НВ, F = 30 D 2 |
не менее |
90 |
114 |
124 |
147 |
152 |
181 |
238 |
242 |
276 |
304 |
366 |
|
не более |
209 f |
238 |
304 |
318 |
342 |
361 |
414 |
|||||||
5.5 |
Твердость по Роквеллу, HR |
не менее |
HRB |
52 |
67 |
71 |
79 |
82 |
89 |
- |
- |
- |
- |
- |
HRC |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
22 |
23 |
28 |
32 |
39 |
|||
не более |
HRB |
95,0 f |
99,5 |
- |
- |
- |
- |
- |
||||||
HRC |
- |
- |
32 |
34 |
37 |
39 |
44 |
|||||||
5.6 |
Твердость поверхности, HV 0,3, не более |
- |
- g |
|
||||||||||
5.7 |
Предел текучести R eL h , Н/мм2 |
номин. |
180 |
240 |
320 |
300 |
400 |
480 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
не менее |
190 |
240 |
340 |
300 |
420 |
480 |
- |
- |
- |
- |
- |
|||
5.8 |
Условный предел текучести R p 0,2 i , Н/мм2 |
номин. |
- |
- |
640 |
640 |
720 |
900 |
1080 |
|||||
не менее |
- |
- |
640 |
660 |
720 |
940 |
1100 |
|||||||
5.9 |
Напряжение от пробной нагрузки |
S p /ReL или S p /Rp0,2 |
0,94 |
0,94 |
0,91 |
0,93 |
0,90 |
0,92 |
0,91 |
0,91 |
0,90 |
0,88 |
0,88 |
|
S p , Н/мм2 |
180 |
225 |
310 |
280 |
380 |
440 |
580 |
600 |
650 |
830 |
970 |
|||
5.10 |
Разрушающий крутящий момент М в , Н × м, не менее |
- |
См. ИСО 898-7 [1] |
|||||||||||
5.11 |
Относительное удлинение после разрыва А , %, не менее |
25 |
22 |
- |
20 |
- |
- |
12 |
12 |
10 |
9 |
8 |
||
5.12 |
Относительное сужение после разрыва Z , %, не менее |
- |
52 |
48 |
48 |
44 |
||||||||
5.13 |
Предел прочности при растяжении на косой шайбе е |
Значения для полноразмерных болтов и винтов (не шпилек) должны быть не меньше минимальных значений предела прочности на растяжение, приведенных в 5.2 |
||||||||||||
5.14 |
Ударная вязкость KU , Дж, не менее |
- |
25 |
- |
30 |
30 |
25 |
20 |
15 |
|||||
5.15 |
Прочность соединения головки со стержнем при ударе молотком |
Без разрушений |
Окончание таблицы 3
Номер пункта |
Механические и физические свойства |
Класс прочности |
||||||||||
3.6 |
4.6 |
4.8 |
5.6 |
5.8 |
6.8 |
8.8 а |
9.8 b |
10.9 |
12.9 |
|||
d £ 16 c , мм |
d > 16 c , мм |
|||||||||||
5.16 |
Минимальная высота необезуглероженной зоны резьбы Е, мм |
- |
1/2 Н 1 |
2/3 Н1 |
3/4 Н1 |
|||||||
Максимальная глубина полного обезуглероживания G , мм |
- |
0,015 |
||||||||||
5.17 |
Твердость после повторного отпуска |
- |
Уменьшение твердости не более 20 HV |
|||||||||
5.18 |
Дефекты поверхности |
В соответствии с ГОСТ 1759.2 |
||||||||||
а Для болтов класса прочности 8.8 диаметром d £ 16 мм существует повышенный риск повреждения гайки в случае чрезмерной затяжки, приводящей к тому, что создаваемая нагрузка превосходит пробную нагрузку для гайки, установленную в ГОСТ Р 52628. b Распространяется только на изделия с номинальным диаметром резьбы d £ 16 мм. с Для строительных болтовых соединений предельное значение равно 12 мм. d Минимальный предел прочности на растяжение распространяется на изделия с номинальной длиной l ≥ 2,5 d . Минимальная твердость распространяется на изделия длиной l < 2,5 d и другие изделия, которые не могут быть испытаны на растяжение (например, из-за формы головки). е При испытании полноразмерных болтов, винтов и шпилек минимальные разрушающие нагрузки, используемые для определения предела прочности R m , должны соответствовать значениям, приведенным в таблицах 6 и 8. f Значения твердости, измеренные на конце болтов, винтов и шпилек, должны быть не более 250 HV , 238 НВ или 99,5 HRB . g Твердость поверхности не должна превышать более чем на 30 единиц по Виккерсу измеренную твердость сердцевины. Измерения твердости на поверхности и в сердцевине проводят при HV 0,3. Для класса прочности 10.9 любое превышение твердости, приводящее к тому, что твердость поверхности оказывается более 390 HV , не допускается. h В случаях, когда невозможно определить предел текучести R eL , допускается измерение условного предела текучести R p 0, 2 . Для классов прочности 4.8, 5.8 и 6.8 значения R eL приведены только для использования в расчетах и не подлежат контролю при испытаниях. i Предел текучести R eL , соответствующий обозначению класса прочности, и условный предел текучести R p 0, 2 относятся к обработанным испытательным образцам. Эти значения, если они получены при испытаниях полноразмерных болтов, винтов и шпилек, могут отличаться от заданных в зависимости от технологии изготовления и размеров. |
||||||||||||
6 Контролируемые механические и физические свойства
В таблице 5 представлены две программы испытаний А и В для определения механических и физических свойств болтов , винтов и шпилек , использующие методы испытаний , описанные в разделе 8 . Независимо от выбора программы испытаний все требования таблицы 3 должны быть выполнены .
Применение программы В всегда желательно , однако когда применение программы А окончательно не согласовано , для изделий с предельными разрушающими нагрузками меньше 500 кН применение программы В обязательно .
Программа А предназначена для обработанных испытательных образцов и для болтов и винтов площадью поперечного сечения стержня меньшей , чем площадь расчетного сечения на резьбовом участке .
Таблица 4 - Ключ к программам испытаний ( см . таблицу 5)
Размеры изделий |
Болты и винты диаметром резьбы d £ 3 мм или длиной l < 2,5 d a |
Болты и винты диаметром резьбы d > 3 мм или длиной l > 2,5 d |
Решающее испытание для приемки |
○ |
● |
a Кроме того , болты и винты с формой головки или стержня менее прочны , чем резьбовой участок . |
Таблица 5 - Программы испытаний А и В для приемочного контроля
Группа испытаний |
Характеристика |
Программа испытаний А |
Программа испытаний В |
|||||
Метод испытаний |
Класс прочности |
Метод испытаний |
Класс прочности |
|||||
3.6, 4.6 5.6 |
8.8, 9.8 10.9, 12.9 |
3.6,4.6 4.8, 5.6 5.8, 6.8 |
8.8,9.8 10.9, 12.9 |
|||||
I |
5.2 |
Минимальный предел прочности на растяжение R m , min |
8.1 Испытание на растяжение |
● |
● |
8.2 Испытание на растяжение а |
● |
● |
5.3, 5.4, 5.5 |
Минимальная твердостьь |
8.4 Испытание на твердость c |
○ |
○ |
8.4 Испытание на твердость c |
○ |
○ |
|
Максимальная твердость |
● ○ |
● ○ |
● ○ |
● ○ |
||||
5.6 |
Максимальная твердость поверхности |
|
● ○ |
|
● ○ |
|||
II |
5.7 |
Минимальный предел текучести R eL , min d |
8.1 Испытание на растяжение |
● |
|
|
|
|
5.8 |
Условный предел текучести R p 0, 2 d |
8.1 Испытание на растяжение |
|
● |
|
|
|
|
5.9 |
Напряжение от пробной нагрузки S p |
|
|
|
8.5 Испытание пробной нагрузкой |
● |
● |
|
5.10 |
Разрушающий крутящий момент Мв |
|
|
|
8.3 Испытание на кручение |
|
○ |
|
III |
5.11 |
Минимальное относительное удлинение при разрыве A min d |
8.1 Испытание на растяжение |
● |
● |
|
|
|
5.12 |
Минимальное относительное сужение при разрыве Z min |
8.1 Испытание на растяжение |
|
● |
|
|
|
|
5.13 |
Прочность на разрыв при испытании на косой шайбе f |
|
|
|
8.6 Испытание на растяжение на косой шайбе |
● |
● |
|
IV |
5.14 |
Минимальная ударная вязкость KU |
8.7 Испытание на ударный изгиб g |
● h |
● |
|
|
|
5.15 |
Прочность соединения головки со стержнем i |
|
|
|
8.8 Испытание ударом по головке |
○ |
○ |
|
V |
5.16 |
Зона максимального обезуглероживания |
8.9 Испытание на обезуглероживание |
|
● ○ |
8.9 Испытание на обезуглероживание |
|
● ○ |
5.17 |
Твердость после повторного отпуска |
8.10 Испытание на повторный отпуск j |
|
● ○ |
8.10 Испытание на повторный отпуск j |
|
● ○ |
|
5.18 |
Дефекты поверхности |
8.11 Проверка дефектов поверхности |
● ○ |
● ○ |
8.11 Проверка дефектов поверхности |
● ○ |
● ○ |
|
а Если результаты испытания на разрыв на косой шайбе оказываются удовлетворительными, испытание на растяжение можно не проводить. b Минимальная твердость распространяется только на изделия номинальной длиной l < 2,5 d и изделия, которые не могут быть подвергнуты испытаниям на растяжение или испытаниям на кручение (например, из-за формы головки). с Твердость можно определять по Виккерсу , Бринеллю или Роквеллу . В спорных случаях испытание на твердость по Виккерсу является решающим для приемки . d Только для болтов или винтов длиной l ≥ 6 d . е Только в случае , если болты или винты не могут быть подвергнуты испытанию на растяжение . f Для болтов и винтов с формой головки менее прочной , чем резьбовой участок , испытания на разрыв на косой шайбе не проводят . g Только для болтов , винтов и шпилек диаметром резьбы d ≥ 16 мм и только по требованию потребителя . h Только для класса прочности 5.6. i Только для болтов и винтов диаметром резьбы d £ 10 мм и длиной , слишком малой для испытаний на разрыв на косой шайбе . j Испытание является необязательным , его проводят только в спорных случаях . |
7 Минимальные разрушающие нагрузки и пробные нагрузки
Минимальные разрушающие нагрузки и пробные нагрузки для болтов , винтов и шпилек с крупной резьбой см . в таблицах 6 и 7, с мелкой резьбой - в таблицах 8 и 9.
Таблица 6 - Минимальные разрушающие нагрузки . Крупная резьба
Резьба a , ( d ) |
Номинальная |
Класс прочности |
|||||||||
3.6 |
4.6 |
4.8 |
5.6 |
5.8 |
6.8 |
8.8 |
9.8 |
10.9 |
12.9 |
||
Минимальная разрушающая нагрузка ( A s , nom × R m , min ), H |
|||||||||||
М3 М3.5 М4 |
5,03 6,78 8,78 |
1660 2240 2900 |
2010 2710 3510 |
2110 2850 3690 |
2510 3390 4390 |
2620 3530 4570 |
3020 4070 5270 |
4020 5420 7020 |
4530 6100 7900 |
5230 7050 9130 |
6140 8270 10700 |
М5 М6 М7 |
14,2 20,1 28,9 |
4690 6630 9540 |
5680 8040 11600 |
5960 8440 12100 |
7100 10000 14400 |
7380 10400 15000 |
8520 12100 17300 |
11350 16100 23100 |
12800 18100 26000 |
14800 20900 30100 |
17300 24500 35300 |
М8 М10 М12 |
36,6 58,0 84,3 |
12100 19100 27800 |
14600 23200 33700 |
15400 24400 35400 |
18300 29000 42200 |
19000 30200 43800 |
22000 34800 50600 |
29200 46400 67400 c |
32900 52200 75900 |
38100 60300 87700 |
44600 70800 103000 |
М14 М16 М18 |
115 157 192 |
38000 51800 63400 |
46000 62800 76800 |
48300 65900 80600 |
57500 78500 96000 |
59800 81600 99800 |
69000 94000 11500 |
92000 c 125000 c 159000 |
104000 141000 - |
120000 163000 200000 |
140000 192000 234000 |
M 20 M 22 M 24 |
245 303 353 |
80800 100000 116000 |
98000 121000 141000 |
103000 127000 148000 |
122000 152000 176000 |
127000 158000 184000 |
147000 182000 212000 |
203000 252000 293000 |
- - - |
255000 315000 367000 |
299000 370000 431000 |
M 27 M 30 M 33 |
459 561 694 |
152300 185000 229000 |
184000 224000 278000 |
193000 236000 292000 |
230000 280000 347000 |
239000 292000 361000 |
275000 337000 416000 |
381000 466000 576000 |
- - - |
477000 583000 722000 |
560000 684000 847000 |
М36 М39 |
817 976 |
270000 322000 |
327000 390000 |
343000 410000 |
408000 488000 |
425000 508000 |
490000 586000 |
678000 810000 |
- - - |
850000 1020000 |
997000 1200000 |
М42 М45 М48 |
1120 1306 1472 |
370000 431000 486000 |
448000 542000 586000 |
470000 550000 618000 |
560000 653000 736000 |
582000 679000 765000 |
672000 784000 883000 |
930000 1084000 1222000 |
- - - |
1165000 1360000 1531000 |
1366000 1590000 1790000 |
a Если в обозначении резьбы не указывают шаг, то подразумевают крупный шаг. См. ГОСТ 8724 . b Формулы для расчета A s см. 8.2. c Для строительных болтовых соединений 70000 Н, 95500 Н и 130000 Н соответственно. |
Таблица 7 - Пробные нагрузки . Крупная резьба
Резьба a ( d ) |
Номинальная |
Класс прочности |
|||||||||
3.6 |
4.6 |
4.8 |
5.6 |
5.8 |
6.8 |
8.8 |
9.8 |
10.9 |
12.9 |
||
Пробная нагрузка ( A s , nom × S p ), H |
|||||||||||
М3 М3,5 М4 |
5,03 6,78 8,78 |
910 1220 1580 |
1130 1530 1980 |
1560 2100 2720 |
1410 1900 2460 |
1910 2580 3340 |
2210 2980 3860 |
2920 3940 5100 |
3270 4410 5710 |
4180 5630 7290 |
4880 6580 8520 |
М5 М6 М7 |
14,2 20,1 28,9 |
2560 3620 5200 |
3200 4520 6500 |
4400 6230 8960 |
3980 5630 8090 |
5400 7640 11000 |
6250 8840 12700 |
8230 11600 16800 |
9230 13100 18800 |
11800 16700 24000 |
13800 19500 28000 |
М8 М10 М12 |
36,6 58,0 84,3 |
6590 10400 15200 |
8240 13000 19000 |
11400 18000 26100 |
10200 16200 23600 |
13900 22000 32000 |
16100 25500 37100 |
21200 33700 48900 c |
23800 37700 54800 |
30400 48100 70000 |
35500 56300 81800 |
М14 М16 М18 |
115 157 192 |
20700 28300 34600 |
25900 35300 43200 |
35600 48700 59500 |
32200 44000 53800 |
43700 59700 73000 |
50600 69100 84500 |
66700 c 91000 c 115000 |
74800 102000 - |
95500 130000 159000 |
112000 152000 186000 |
М20 М22 М24 |
245 303 353 |
44100 54500 63500 |
55100 68200 79400 |
76000 93900 109000 |
68600 84800 98800 |
93100 115000 134000 |
108000 133000 155000 |
147000 182000 212000 |
- - - |
203000 252000 293000 |
238000 294000 342000 |
М27 М30 М33 |
459 561 694 |
82300 101000 125000 |
103000 126000 156000 |
142000 174000 215000 |
128000 157000 194000 |
174000 213000 264000 |
202000 247000 305000 |
275000 337000 416000 |
- - - |
381000 466000 576000 |
445000 544000 673000 |
М36 М39 |
817 976 |
147000 176000 |
184000 220000 |
253000 303000 |
229000 273000 |
310000 371000 |
359000 429000 |
490000 586000 |
- - - |
678000 810000 |
792000 947000 |
М42 М45 М48 |
1120 1306 1472 |
202000 235000 265000 |
252000 294000 331000 |
347000 405000 456000 |
314000 366000 412000 |
426000 496300 559000 |
493000 574500 648000 |
672000 784000 883000 |
- - - |
930000 1084000 1222000 |
1086000 1267000 1428000 |
a Если в обозначении резьбы не указывают шаг, то подразумевают крупный шаг. См. ГОСТ 8724 . b Формулы для расчета A s см. 8.2. c Для строительных болтовых соединений 70000 Н, 95500 Н и 130000 Н соответственно. |
Таблица 8 - Минимальные разрушающие нагрузки . Мелкая резьба
Резьба ( d × P a ) |
Номинальная A s,nom b , |
Класс прочности |
|||||||||
3.6 |
4.6 |
4.8 |
5.6 |
5.8 |
6.8 |
8.8 |
9.8 |
10.9 |
12.9 |
||
Минимальная разрушающая нагрузка ( A s , nom × R m , min ), H |
|||||||||||
М8×1 М10×1 М10×1,2 |
39,2 64,5 61,2 |
12900 21300 20200 |
15700 25800 24500 |
16500 27100 25700 |
19600 32300 30600 |
20400 33500 31800 |
23500 38700 36700 |
31360 51600 49000 |
35300 58100 55100 |
40800 67100 63600 |
47800 78700 74700 |
М12×1,2 М12×1,5 М14×1,5 |
92,1 88,1 125 |
30400 29100 41200 |
36800 35200 50000 |
38700 37000 52500 |
46100 44100 62500 |
47900 45800 65000 |
55300 52900 75000 |
73700 70500 100000 |
82900 79300 112000 |
95800 91600 130000 |
112400 107500 152000 |
М16×1,5 М18×1,5 М20×1,5 |
167 216 272 |
55100 71300 89800 |
66800 86400 109000 |
70100 90700 114000 |
83500 108000 136000 |
86800 112000 141000 |
100000 130000 163000 |
134000 179000 226000 |
150000 - - |
174000 225000 283000 |
204000 264000 332000 |
М22×1,5 М24×2 М27×2 |
333 384 496 |
110000 127000 164000 |
133000 154000 198000 |
140000 161000 208000 |
166000 192000 248000 |
173000 200000 258000 |
200000 230000 298000 |
276000 319000 412000 |
- - - |
346000 399000 516000 |
406000 469000 605000 |
М30×2 М33×2 М36×3 |
621 761 865 |
205000 251000 285000 |
248000 304000 346000 |
261000 320000 363000 |
310000 380000 432000 |
323000 396000 450000 |
373000 457000 519000 |
515000 632000 718000 |
- - - |
646000 791000 900000 |
758000 928000 1055000 |
Окончание таблицы 8
Резьба |
Номинальная |
Класс прочности |
|||||||||
3.6 |
4.6 |
4.8 |
5.6 |
5.8 |
6.8 |
8.8 |
9.8 |
10.9 |
12.9 |
||
Минимальная разрушающая нагрузка ( A s , nom × R m , min ), H |
|||||||||||
М39×3 |
1030 |
340000 |
412000 |
433000 |
515000 |
536000 |
618000 |
855000 |
- |
1070000 |
1260000 |
М42×3 |
1205 |
398000 |
482000 |
506000 |
603500 |
627000 |
723000 |
1000000 |
|
1253000 |
1470000 |
М45×3 |
1400 |
462000 |
560000 |
588000 |
700000 |
728000 |
840000 |
1120000 |
|
1456000 |
1708000 |
М48×3 |
1603 |
529000 |
641000 |
673000 |
802000 |
834000 |
962000 |
1330000 |
|
1667000 |
1956000 |
P - шаг резьбы. b Формулы для расчета A s см. 8.2 |
|
Таблица 9 - Пробные нагрузки . Мелкая резьба
Резьба |
Номинальная |
Класс прочности |
|||||||||
3.6 |
4.6 |
4.8 |
5.6 |
5.8 |
6.8 |
8.8 |
9.8 |
10.9 |
12.9 |
||
Пробная нагрузка ( A s , nom × S p ), H |
|||||||||||
М8×1 М10×1 М10×1,25 |
39,2 64,5 61,2 |
7060 11600 11000 |
8820 14500 13800 |
12200 20000 19000 |
11000 18100 17100 |
14900 24500 23300 |
17200 28400 26900 |
22700 37400 35500 |
25500 41900 39800 |
32500 53500 50800 |
38000 62700 59400 |
М12×1,25 12×1,5 М14×1,5 |
92,1 88,1 125 |
16600 15900 22500 |
20700 19800 28100 |
28600 27300 38800 |
25800 24700 35000 |
35000 33500 47500 |
40500 38800 55000 |
53400 51100 72500 |
59900 57300 81200 |
76400 73100 104000 |
89300 85500 121000 |
М16×1,5 М18×1,5 М20×1,5 |
167 216 272 |
30100 38900 49000 |
37600 48600 61200 |
51800 67000 84300 |
46800 60500 76200 |
63500 82100 103000 |
73500 95000 120000 |
96900 130000 163000 |
109000 - - |
139000 179000 226000 |
162000 210000 264000 |
М22×1,5 М24×2 М27×2 |
333 384 496 |
59900 69100 89300 |
74900 86400 112000 |
103000 119000 154000 |
93200 108000 139000 |
126000 146000 188000 |
146000 169000 218000 |
200000 230000 298000 |
- - - |
276000 319000 412000 |
323000 372000 481000 |
М30×2 М33×2 М36×3 |
621 761 865 |
112000 137000 156000 |
140000 171000 195000 |
192000 236000 268000 |
174000 213000 242000 |
236000 289000 329000 |
273000 335000 381000 |
373000 457000 519000 |
- - - |
515000 632000 718000 |
602000 738000 839000 |
М39×3 |
1030 |
185000 |
232000 |
319000 |
288000 |
391000 |
453000 |
618000 |
- |
855000 |
999000 |
М42 ×3 |
1205 |
217000 |
271000 |
374000 |
337000 |
458000 |
530000 |
723000 |
|
1000000 |
1170000 |
М45 × 3 |
1400 |
252000 |
315000 |
434000 |
392000 |
532000 |
616000 |
840000 |
|
1160000 |
1360000 |
М48 ×3 |
1603 |
289000 |
361000 |
497000 |
449000 |
609000 |
705000 |
962000 |
|
1330000 |
1550000 |
a P - шаг резьбы. b Формулы для расчета A s см. 8.2 |
8 Методы испытаний
8.1 Испытание на растяжение обработанных образцов
В испытаниях на растяжение обработанных образцов следует проверять следующие характеристики :
а ) предел прочности на растяжение R m ;
b ) предел текучести R eL или условный предел текучести R р 0,2 ;
c ) относительное удлинение при разрыве в процентах :
d ) относительное сужение при разрыве в процентах :
При испытании на растяжение необходимо использовать обработанный образец , показанный на рисунке 1. В случае невозможности определения удлинения при разрыве из - за длины болта , необходимо измерять сужение при разрыве при условии , что длина L o по меньшей мере равна 3 d o .
d - номинальный диаметр резьбы ;
d o - диаметр испытательного образца ( d o < внутреннего диаметра резьбы );
b - длина участка с резьбой ( b ≥ d );
L o = 5 d o или ( ): исходная базовая длина для определения удлинения ;
L o ≥ 3 d o : исходная базовая длина для определения сужения ;
L c - длина цилиндрического участка ( L o + d o );
L t - полная длина испытательного образца ( L c + 2 r + b );
L u - конечная базовая длина после разрыва ;
S o - площадь поперечного сечения перед испытанием на растяжение ;
S u - площадь поперечного сечения после разрыва ;
r - радиус закругления ( r ≥ 4 мм )
Рисунок 1 - Обработанный образец для испытаний на растяжение
При обработке испытательного образца из термообработанного болта и винта диаметром d > 16 мм уменьшение диаметра стержня не должно превышать 25 % исходного диаметра ( приблизительно 44 % начальной площади поперечного сечения ) испытательного образца .
Изделия классов прочности 4.8, 5.8 и 6.8 ( упрочненные холодным деформированием ) следует испытывать на растяжение полноразмерными ( см . 8.2).
8.2 Испытание на растяжение полноразмерных болтов, винтов и шпилек
Испытание на растяжение полноразмерных болтов следует проводить аналогично испытаниям на растяжение обработанных образцов ( см . 8.1). Это испытание проводят с целью определения предела прочности на растяжение . Вычисление предела прочности на растяжение R m основывается на номинальной площади расчетного сечения As , nom :
где d 2 - номинальный средний диаметр наружной резьбы ( см . ГОСТ 24705 );
d 3 - внутренний диаметр наружной резьбы , вычисленный по формуле
где d 1 - номинальный внутренний диаметр наружной резьбы ( см . ГОСТ 24705 );
Н - высота исходного треугольника резьбы ( см . ГОСТ 9150 ).
В испытаниях полноразмерных болтов , винтов и шпилек используют нагрузки , приведенные в таблицах 6 - 9.
При проведении испытания растягивающая нагрузка должна быть приложена к свободному резьбовому участку длиной не менее 1 d . Испытание считают удовлетворительным , если разрыв происходит в стержне или в свободном резьбовом участке болта , а не в месте соединения головки со стержнем .
Испытательная скорость , определяемая скоростью ползуна со свободным ходом , не должна превышать 25 мм / мин . Захваты разрывной машины должны быть самоцентрирующиеся для исключения изгиба испытательного образца .
8.3 Испытание на кручение
Испытания на кручение выполняют в соответствии с международным стандартом ИСО 898-7 [ 1 ].
Данное испытание распространяется на болты и винты номинальными диаметрами резьбы d £ 3 мм , а также на короткие болты и винты номинальными диаметрами резьбы 3 £ d £ 10 мм , которые невозможно испытывать на растяжение .
8.4 Испытание на твердость
При обычном контроле твердость болтов , винтов и шпилек можно определять на головке , торце или стержне после удаления гальванопокрытий или других покрытий и соответствующей подготовки испытательного образца .
В случае превышения максимальной твердости необходимо проводить повторное испытание для всех классов прочности на поперечном сечении , выполненном на расстоянии одного диаметра от конца , в средней части радиуса сечения , где измеренная максимальная твердость не должна быть выше заданной . В сомнительных случаях испытание твердости по Виккерсу является решающим для приемки .
Измерения твердости поверхности следует проводить на торцах или на гранях шестигранника , которые должны быть подготовлены путем минимальной шлифовки или полировки для получения воспроизводимых результатов и сохранения исходных характеристик поверхностного слоя материала . Испытание на твердость по Виккерсу при HV 0,3 является решающим в спорных случаях .
Результаты измерения твердости поверхности при HV 0,3 должны сравниваться с аналогичными результатами измерения твердости сердцевины при HV 0,3, что позволит определять относительное увеличение твердости поверхности , которое должно быть не более 30 единиц по Виккерсу . Превышение этого значения свидетельствует о науглероживании поверхности .
Для классов прочности 8.8 - 12.9 разница между твердостью сердцевины и твердостью поверхности является решающей для оценки науглероживания в поверхностном слое болтов , винтов и шпилек .
Между твердостью и пределом прочности на растяжение может отсутствовать прямая связь . Максимальные значения твердости были выбраны по причинам , не связанным с пределом прочности ( например , для исключения хрупкости ).
Примечание - Необходимо строго различать увеличение твердости , вызываемое науглероживанием , и увеличение твердости , связанное с термообработкой или холодной обработкой поверхности .
8.4.1 Испытание на твердость по Виккерсу
Испытание на твердость по Виккерсу - по ГОСТ 2999 .
8.4.2 Испытание на твердость по Бринеллю
Испытание на твердость по Бринеллю - по ГОСТ 9012 .
8.4.3 Испытание на твердость по Роквеллу
Испытание на твердость по Роквеллу - по ГОСТ 9013 .
8.5 Испытание пробной нагрузкой полноразмерных болтов и винтов
Испытание пробной нагрузкой состоит из следующих двух операций :
a ) приложения установленной растягивающей пробной нагрузки ( см . рисунок 2);
b ) измерения остаточного удлинения , вызываемого пробной нагрузкой .
Пробную нагрузку , приведенную в таблицах 7 и 9, следует прикладывать к болту , установленному в разрывную испытательную машину , по оси . Полная пробная нагрузка должна действовать в течение 15 с . Длина свободного нагруженного участка резьбы должна равняться одному диаметру (1 d ).
Для болтов и винтов с резьбой до головки длина свободного нагруженного участка резьбы должна , по возможности , соответствовать одному диаметру (1 d ).
Для измерения остаточного удлинения торцы болта или винта должны быть подготовлены соответствующим образом ( см . рисунок 2 ). Перед приложением пробной нагрузки и после снятия нагрузки измеряют длину болта или винта измерительным прибором со сферическими измерительными наконечниками . Для сведения к минимуму погрешности измерений следует использовать перчатки или клещи .
Результат испытания пробной нагрузкой можно считать удовлетворительным , если длина болта , винта или шпильки после приложения пробной нагрузки осталась такой же , как перед приложением нагрузки с допуском ± 12,5 мкм , учитывающим погрешность измерений .
Скорость испытаний , определяемая скоростью ползуна со свободным ходом , не должна превышать 3 мм / мин . Захваты испытательной машины должны быть самоцентрирующиеся для исключения изгиба испытательного образца .
При первоначальном приложении пробной нагрузки из - за влияния некоторых случайных факторов , таких, как отклонение от прямолинейности , отклонение от соосности ( плюс погрешность измерений ), остаточное удлинение может оказаться больше допускаемого . В таких случаях крепежные изделия необходимо подвергать повторному испытанию нагрузкой , большей первоначальной на 3 %; результат испытания может рассматриваться как удовлетворительный , если длина после повторного испытания будет такой же , как перед этим испытанием ( с допуском 12,5 мкм на погрешность измерений ).
а dh - средний ряд по ГОСТ 11284 ( см . таблицу 10).
Рисунок 2 - Приложение пробной нагрузки к полноразмерным болтам и винтам
8.6 Испытание на растяжение на косой шайбе полноразмерных болтов и винтов
Испытание на растяжение на косой шайбе не распространяется на винты с потайной головкой .
Испытание на растяжение на косой шайбе следует проводить на испытательном оборудовании , предусмотренном для испытания металлов на растяжение в ГОСТ 1497 , с использованием косой шайбы , как показано на рисунке 3.
Расстояние от сбега резьбы болта до контактной поверхности гайки зажимного устройства должно быть не менее 1 d . Закаленную косую шайбу , размеры которой выполнены в соответствии с таблицами 10 и 11, устанавливают под головкой болта или винта . Испытание на растяжение проводят до разрыва болта .
a d h - средний ряд по ГОСТ 11284 ( см . таблицу 10).
b - твердость не менее 45 HRC ;
с - радиус или фаска 45 °
Рисунок 3 - Испытание на косой шайбе полноразмерных болтов , винтов
Таблица 10 - Диаметры отверстий для испытаний на косой шайбе
В миллиметрах
Номинальный |
d h a |
r 1 |
Номинальный |
d h a |
r 1 |
3 |
3,4 |
0,7 |
20 |
22 |
1,3 |
3,5 |
3,9 |
0,7 |
22 |
24 |
1,6 |
4 |
4,5 |
0,7 |
24 |
26 |
1,6 |
5 |
5,5 |
0,7 |
27 |
30 |
1,6 |
6 |
6,6 |
0,7 |
30 |
33 |
1,6 |
7 |
7,6 |
0,8 |
33 |
36 |
1,6 |
8 |
9 |
0,8 |
36 |
39 |
1,6 |
10 |
11 |
0,8 |
39 |
42 |
1,6 |
12 |
13,5 |
0,8 |
42 |
45 |
1,6 |
14 |
15,5 |
1,3 |
45 |
48 |
1,6 |
16 |
17,5 |
1,3 |
48 |
52 |
1,6 |
18 |
20 |
1,3 |
|
|
|
а Для болтов с квадратным подголовком отверстие должно соответствовать квадратному подголовку. |
Таблица 11 - Угол скоса шайбы
Номинальный |
Классы прочности для |
|||
болтов с участком гладкого стержня l s > 2 d |
болтов и винтов с резьбой до головки и или с участком гладкого стержня l s < 2 d |
|||
3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 8.8, 9.8, 10.9 |
6.8, 12.9 |
3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 8.8, 9.8, 10.9 |
6.8, 12.9 |
|
a |
||||
d £ 20 |
10 ° |
6 ° |
6 ° |
4 ° |
20 < d £ 48 |
6 ° |
4 ° |
4 ° |
4 ° |
Испытание считают удовлетворительным , если разрыв происходит в стержне или в свободном резьбовом участке болта , а не в месте соединения головки со стержнем . При этом должно быть выполнено требование , предъявляемое к минимальному пределу прочности на растяжение ( либо в процессе проведения испытаний на растяжение на косой шайбе , либо в процессе проведения дополнительного испытания на растяжение без использования косой шайбы ) в соответствии со значениями , предусмотренными для соответствующего класса прочности .
Для болтов и винтов с резьбой до головки испытание считают удовлетворительным , если разрушение происходит на свободном участке резьбы , даже если оно в момент разрыва распространяется в область переходной галтели под головкой или на головку .
Для болтов класса точности С радиус r 1 , следует вычислять по формуле
r 1 = r max + 0,2
где r - радиус переходной галтели под головкой ,
при этом
где d а - диаметр переходной галтели ;
d s - диаметр гладкой части стержня болта .
Для болтов и винтов диаметром опорной поверхности головки , превышающим 1,7 d , не выдержавших испытаний на растяжение на косой шайбе , головки могут быть обработаны до диаметра 1,7 d , а затем эти изделия могут быть подвергнуты повторному испытанию при угле скоса , установленном в таблице 11.
Кроме того , для болтов и винтов диаметром опорной поверхности головки , превышающим 1,9 d , угол скоса шайбы , равный 10 ° , можно уменьшить до 6 ° .
8.7 Испытание обработанных образцов на ударный изгиб
Испытание на ударный изгиб проводят в соответствии с ГОСТ 9454 . Испытательный образец должен быть вырезан в продольном направлении и по возможности вблизи поверхности болта или винта . Сторона образца с надрезом должна располагаться вблизи поверхности болта . Испытаниям на ударный изгиб подлежат болты номинальным диаметром резьбы d ≥
8.8
Испытание ударом по головке полноразмерных болтов и винтов диаметром d £ 10
мм и длиной, слишком малой для проведения испытаний на
растяжение на косой шайбе
Испытание ударом по головке следует проводить , как показано на рисунке 4.
При нанесении нескольких ударов молотком головка болта или винта должна изогнуться на угол , равный 90 °-β ( см . таблицу 12) без признаков растрескивания в закругленном участке перехода головки к стержню , что устанавливается при осмотре с увеличением не менее восьмикратного , но не более десятикратного .
Для болтов и винтов с резьбой до головки допускается появление трещины в первом витке резьбы при условии , что головка не оторвалась .
Примечания
1 Значения d h и r 2 ( r 1 = r 2 ) см . в таблице 10.
2 Толщина испытательной пластины должна быть больше 2 d.
Рисунок 4 - Испытание головки на прочность
Таблица 12 - Значения угла β
Класс прочности |
3.6 |
4.6 |
5.6 |
4.8 |
5.8 |
6.8 |
8.8 |
9.8 |
10.9 |
12.9 |
β |
60 ° |
80 ° |
8.9 Испытание на обезуглероживание: оценка состояния углерода на поверхности
Используя соответствующий метод измерений ( 8.9.2.1 или 8.9.2.2) на продольном сечении участка резьбы проверяют , соответствуют ли установленным предельным значениям высота необезуглероженной зоны ( основного металла Е ) и глубина зоны полного обезуглероживания ( G ) ( см . рисунок 5).
Максимальное значение G и формулы , определяющие минимальные значения E , приведены в таблице 3 .
1 - полностью обезуглероженная зона ; 2 - частично обезуглероженная зона ; 3 - образующая среднего диаметра резьбы ; 4 - основной металл ( необезуглероженная зона ); H 1 - высота наружной резьбы
Рисунок 5 - Зоны обезуглероживания
8.9.1 Основные понятия
8.9.1.1 Твердость основного металла - твердость наиближайшего к поверхности ( при перемещении от сердцевины к наружному диаметру ) участка , измеренная непосредственно перед началом увеличения или уменьшения твердости , указывающая на науглероживание или обезуглероживание соответственно .
8.9.1.2 Обезуглероживание - обычно потеря содержания углерода в поверхностном слое черных металлов промышленного производства ( сталей ).
8.9.1.3 Частичное обезуглероживание - обезуглероживание с потерей углерода в количестве , достаточном для посветления отпущенного мартенсита и существенного уменьшения твердости по сравнению с твердостью соседнего основного металла ; при этом в металлографических исследованиях ферритные зерна не просматриваются .
8.9.1.4 Полное обезуглероживание - обезуглероживание с потерей углерода в количестве , достаточном для обнаружения при металлографических исследованиях четко выраженных ферритных зерен .
8.9.1.5 Науглероживание - увеличение содержания углерода в поверхностном слое в количестве , превышающем его содержание в основном металле .
8.9.2 Методы измерений
8.9.2.1 Метод с использованием микроскопа
Данный метод позволяет определить параметры Е и G .
Образец для исследования вырезают по оси резьбы на расстоянии половины номинального диаметра (1/2 d ) от конца болта , винта или шпильки , прошедших термообработку . Для шлифовки и полировки образец устанавливают в зажимном приспособлении или предпочтительнее заливают пластмассой .
После установки образца необходимо шлифовать и полировать его поверхность в соответствии с требованиями металлографического исследования .
Для выявления изменений в микроструктуре , вызванных обезуглероживанием , обычно применяется травление в 3 %- ном растворе ниталя ( концентрированная азотная кислота в этаноле ).
Если иное не оговорено заинтересованными сторонами , для исследования микроструктуры используют стократное увеличение .
Если микроскоп имеет матовое стекло , то глубину обезуглероживания можно измерять непосредственно по шкале . Если в измерениях используют окуляр , то он должен быть соответствующего типа , снабженный визиром или шкалой .
8.9.2.2 Метод измерения твердости ( арбитражный метод для частичного обезуглероживания ).
Метод измерения твердости можно применять только для резьбы с шагом Р ≥
Измерения твердости по Виккерсу проводят в трех точках , показанных на рисунке 6. Значения Е приведены в таблице 13. Нагрузка должна составлять
hv2 ≥ hv1- 30;
HV3 £ HV1+ 30;
1,2, 3 - точки измерений ; 4 - образующая среднего диаметра резьбы
Рисунок 6 - Измерение твердости в испытании на обезуглероживание
Таблица 13 - Значения для Н 1 и Е
В миллиметрах
Шаг резьбы Ра, мм |
H 1 мм |
E min b , мм, для классов прочности |
||
8.8, 9.8 |
10.9 |
12.9 |
||
0,5 |
0,307 |
0,154 |
0,205 |
0,230 |
0,6 |
0,368 |
0,184 |
0,245 |
0,276 |
0,7 |
0,429 |
0,215 |
0,286 |
0,322 |
0,8 |
0,491 |
0,245 |
0,327 |
0,368 |
1 |
0,613 |
0,307 |
0,409 |
0,460 |
1,25 |
0,767 |
0,384 |
0,511 |
0,575 |
1,5 |
0,920 |
0,460 |
0,613 |
0,690 |
1,75 |
1,074 |
0,537 |
0,716 |
0,806 |
2 |
1,227 |
0,614 |
0,818 |
0,920 |
2,5 |
1,534 |
0,767 |
1,023 |
1,151 |
3 |
1,840 |
0,920 |
1,227 |
1,380 |
3,5 |
2,147 |
1,074 |
1,431 |
1,610 |
4 |
2,454 |
1,227 |
1,636 |
1,841 |
4,5 |
2,761 |
1,381 |
1,841 |
2,071 |
5 |
3,670 |
1,835 |
2,447 |
2,752 |
а Для Р £ b Значения рассчитаны на основании требований таблицы 3, пункт 5.16. |
Определение твердости в точке 3 следует проводить на образующей среднего диаметра резьбы витка , соседнего с витком , на котором проводили измерения в точках 1 и 2.
Значение твердости по Виккерсу в точке 2 ( HV 2 ) должно быть не менее соответствующего значения в точке 1 ( HV 1 ) минус 30 единиц по Виккерсу . В этом случае высота необезуглероженной зоны Е , как минимум , соответствует значению , установленному в таблице 13.
Значение твердости по Виккерсу в точке 3 ( HV 3 ) должно быть не более соответствующего значения в точке 1 ( HN 1 ,), плюс 30 единиц по Виккерсу .
Данный метод измерения твердости не позволяет обнаружить зону полного обезуглероживания вплоть до максимального значения , установленного в таблице 3 .
8.10 Испытание на повторный отпуск
Повторный отпуск проводят при температуре на 10 °С меньше , чем установленная минимальная температура отпуска , в течение 30 мин . Среднее значение трех измерений твердости сердцевины болта или винта , испытанных до и после повторного отпуска , не должно отличаться более чем на 20 единиц по Виккерсу .
8.11 Контроль дефектов поверхности
Контроль дефектов поверхности в соответствии с ГОСТ 1759.2 .
При использовании программы испытаний А проверку дефектов поверхности испытательных образцов болтов проводят перед их обработкой .
9 Маркировка
Крепежные изделия , изготовленные в соответствии с требованиями настоящего стандарта , следует маркировать в соответствии с 9.1 - 9.5.
Только в случае выполнения всех требований настоящего стандарта крепежные детали можно маркировать и / или обозначать с использованием системы обозначений , представленной в разделе 3 .
Если иное не установлено в стандарте на продукцию , высоту рельефной маркировки на верхней части головки не учитывают в размерах высоты головки .
Маркировка винтов с прямым шлицем и винтов с крестообразным шлицем не предусмотрена стандартом и может выполняться по усмотрению изготовителя .
9.1 Маркировка товарного знака изготовителя
Товарный знак изготовителя должен быть нанесен на всех изделиях , на которых указывают классы прочности , в процессе их изготовления . Товарный знак изготовителя также рекомендуется наносить на изделия , на которых не указывают класс прочности .
В соответствии с настоящим стандартом продавца , маркирующего крепежные изделия своим товарным знаком , следует рассматривать как изготовителя .
9.2 Маркировка классов прочности
Символы , которые следует указывать при маркировке классов прочности , приведены в таблице 14.
Таблица 14 - Символы , используемые при маркировке
Класс прочности |
3.6 |
4.6 |
4.8 |
5.6 |
5.8 |
6.8 |
8.8 |
9.8 |
10.9 |
10.9 |
12.9 |
Символ маркировкиа , b |
3.6 |
4.6 |
4.8 |
5.6 |
5.8 |
6.8 |
8.8 |
9.8 |
10.9 |
10.9 b |
12.9 |
а Точку в маркировочном символе допускается опускать . b Для класса прочности 10.9, когда используют низкоуглеродистые мартенситные стали , см . таблицу 2. |
Для болтов и винтов небольших размеров или когда символы маркировки , указанные в таблице 14, невозможны из - за формы головки , допускается применять приведенные в таблице 15 символы маркировки по системе циферблата .
Таблица 15 - Система циферблата для маркировки болтов и винтов
Класс прочности |
3.6 |
4.6 |
4.8 |
5.6 |
5.8 |
Символ маркировки |
|
|
|
|
|
Окончание таблицы 15
Класс прочности |
6.8 |
8.8 |
9.8 |
10.9 |
10.9 |
12.9 |
Символ маркировки |
|
|
|
|
|
|
а Положение , соответствующее двенадцати часам ( контрольная отметка ), необходимо маркировать либо товарным знаком изготовителя , либо точкой . b Класс прочности маркируется либо штрихом , либо двойным штрихом , а для класса прочности 12.9 - точкой . |
9.3 Идентификация
9.3.1 Болты и винты с шестигранной и звездообразной головкой
Болты и винты с шестигранной и звездообразной головкой ( включая изделия с фланцем ) следует маркировать товарным знаком изготовителя и обозначением класса прочности , приведенным в таблице 14.
Данная маркировка является обязательной для всех классов прочности и наносится на верхней части головки выпуклыми или углубленными знаками или на боковой части головки углубленными знаками ( см . рисунок 7). Для болтов и винтов с фланцем маркировку следует наносить на фланце , если в процессе производства невозможно нанести маркировку на верхней части головки .
Маркировка является обязательной для болтов и винтов с шестигранной и звездообразной головкой диаметром резьбы d ≥
а Товарный знак изготовителя .
b Класс прочности .
Рисунок 7 - Примеры маркировки болтов и винтов с шестигранной и звездообразной головкой
9.3.2 Винты с шестигранным и звездообразным углублением в головке
Винты с шестигранным и звездообразным углублением в головке «под ключ» следует маркировать товарным знаком изготовителя и обозначением класса прочности , приведенным в таблице 14.
Маркировка является обязательной для классов прочности 8.8 и выше . Символы маркировки рекомендуется наносить на боковую сторону головки углубленными знаками или на верхнюю часть головки углубленными или выпуклыми знаками ( см . рисунок 8).
Маркировка является обязательной для винтов с шестигранным и звездообразным углублением в головке «под ключ» номинальным диаметром резьбы d ≥
Рисунок 8 - Примеры маркировки винтов с шестигранным углублением в головке
9.3.3 Болты с полукруглой головкой и квадратным подголовком
Болты с полукруглой головкой и квадратным подголовком классов прочности 8.8 и выше следует маркировать идентифицирующим знаком изготовителя и обозначением класса прочности , приведенным в таблице 14.
Для болтов номинальным диаметром d ≥
Рисунок 9 - Пример маркировки болтов с полукруглой головкой и квадратным подголовком
9.3.4 Шпильки
Шпильки номинальным диаметром резьбы d ≥
Если маркировка шпильки на участке без резьбы невозможна , допускается маркировка только класса прочности на гаечном конце шпильки ( см . рисунок 10). Для шпилек с неподвижной посадкой применяют маркировку на гаечном конце с нанесением только товарного знака изготовителя , если это возможно .
Рисунок 10 - Маркировка шпилек
Допускается в качестве альтернативной маркировки классов прочности применять символы , приведенные в таблице 16.
Таблица 16 - Альтернативные символы для маркировки шпилек
Класс прочности |
5.6 |
8.8 |
9.8 |
10.9 |
12.9 |
Символ маркировки |
|
|
|
|
|
9.3.5 Другие типы болтов и винтов
Для маркировки других типов болтов и винтов , а также специальных изделий , по соглашению между заинтересованными сторонами , можно применять те же способы маркировки , что описаны в 9.3.1 - 9.3.4.
9.4 Маркировка болтов и винтов с левой резьбой
Болты и винты с левой резьбой следует маркировать нанесением обозначений , показанных на рисунке 11, либо на верхней части головки , либо на торце .
Маркировка распространяется на болты и винты номинальным диаметром резьбы d ≥
Рисунок 11 - Маркировка левой резьбы
s - размер «под ключ» ; к - высота головки
Рисунок 12 - Альтернативная маркировка левой резьбы
Альтернативную маркировку левой резьбы , показанную на рисунке 12, допускается применять для болтов и винтов с шестигранной головкой .
9.5 Альтернативная маркировка
Решение о нанесении альтернативной или допускаемой маркировки взамен обязательной по 9.2 - 9.4 принимает изготовитель .
9.6 Маркировка упаковок
Маркировка упаковок с нанесением товарного знака изготовителя и класса прочности является обязательной для всех упаковок всех размеров .
Приложение А
(справочное)
Предел текучести или условный предел текучести при повышенных температурах
Механические свойства болтов , винтов и шпилек изменяются при повышенной температуре . В таблице А .1 для справки представлены приближенные данные по уменьшению значений предела текучести или условного предела текучести при повышенных температурах . Эти данные не должны рассматриваться как требования к испытаниям .
Таблица А .1 - Предел текучести или условный предел текучести при повышенных температурах
Класс прочности |
Температура , °С |
||||
20 |
100 |
200 |
250 |
300 |
|
Предел текучести R eL или условный предел текучести R р0,2 , Н / мм2 |
|||||
5.6 |
300 |
270 |
230 |
215 |
195 |
8.8 |
640 |
590 |
540 |
510 |
480 |
10.9 |
940 |
875 |
790 |
745 |
705 |
10.9 |
940 |
- |
- |
- |
- |
12.9 |
1100 |
1020 |
925 |
875 |
825 |
Длительная работа при повышенной температуре может привести к значительной релаксации напряжений . Обычно 100 ч работы при температуре 300 °С приводят к снижению усилия затяжки болта вследствие уменьшения значения предела текучести более чем на 25 % от начальной .
Приложение Б
(справочное)
Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам,
использованным в настоящем стандарте в качестве нормативных ссылок
Обозначение ссылочного национального стандарта Российской Федерации |
Обозначение и наименование ссылочного международного стандарта и условное обозначение степени его соответствия ссылочному национальному стандарту |
ГОСТ 1497 - 84 |
ИСО 6892:1998 Материалы металлические . Испытания на растяжение при температуре окружающей среды ( NEQ ) |
ГОСТ 1759.2 - 82 |
ИСО 6157-1:1998 Изделия крепежные . Несплошности поверхности . Часть 1. Болты , винты и шпильки общего назначения ( NEQ ) |
ГОСТ 2999 - 75 |
ИСО 6507-1:1997 Материалы металлические . Испытание на твердость по Виккерсу . Часть 1. Метод испытаний ( NEQ ) |
ГОСТ 8724 - 2002 |
ИСО 261:1998 Резьбы метрические ISO общего назначения . Общий план ( MOD ) |
ГОСТ 9012 - 59 |
ИСО 6506:1981 Материалы металлические . Испытание на твердость . Определение твердости по Бринеллю ( NEQ ) |
ГОСТ 9013 - 59 |
ИСО 6508:1986 Материалы металлические . Испытание на твердость . Определение твердости по Роквеллу ( шкалы А-В-С- D -Е- F - G - Н-К) ( NEQ ) |
ГОСТ 9150 - 2002 |
ИСО 68-1:1998 Резьбы ISO общего назначения . Основной профиль . Часть 1. Резьбы метрические ( MOD ) |
ГОСТ 9454 - 78 |
ИСО 83:1976 Сталь . Испытание на ударную прочность по Шарпи ( образцы с U - образным надрезом ) ( NEQ ) |
ГОСТ 11284 - 94 |
ИСО 273:1979 Изделия крепежные . Отверстия с гарантированным зазором для болтов и винтов ( MOD ) |
ГОСТ 16093 - 2004 |
ИСО 965-1:1998 Резьбы метрические ISO общего назначения . Допуски . Часть 1. Принципы и основные данные ( MOD ) |
ГОСТ 24705 - 2004 |
ИСО 724:1978 Резьбы метрические ISO общего назначения . Основные размеры ( MOD ) |
ГОСТ 25556 - 82 |
ИСО 898-5:1998 Механические свойства крепежных изделий из углеродистой и легированной стали . Часть 5. Установочные винты и аналогичные резьбовые крепежные детали , не подвергаемые растягивающим напряжениям ( NEQ ) |
Примечание - В настоящей таблице использованы следующие условные обозначения степени соответствия стандартов : - MOD - модифицированные стандарты ; - NEQ - неэквивалентные стандарты . |
Библиография
[1] Международный стандарт ИСО 898-7:1992 Механические свойства крепежных изделий из углеродистой и
легированной стали . Часть 7. Испытание на кручение и минимальные крутящие моменты для болтов и винтов номинальных диаметров от 1 до
Ключевые слова : болты , винты , шпильки , механические свойства , методы испытаний , система обозначений , маркировка