Introduction
La norme GB/T 3098.4 est une norme nationale chinoise qui spécifie les propriétés mécaniques des écrous à filetage fin pour la visserie. Elle couvre les systèmes de marquage, les matériaux et les exigences de performance mécanique des écrous à filetage fin, garantissant leur compatibilité avec les boulons, les vis et les goujons. Elle s'applique aux écrous dont la hauteur nominale et la longueur de filetage effective sont définies, en mettant l'accent sur les classes de performance afin de garantir la fiabilité des assemblages mécaniques. La norme insiste sur la prévention du dévissage en privilégiant la rupture du boulon en cas de serrage excessif, améliorant ainsi la sécurité des applications.
Système de notation
Le système de marquage de la norme GB/T 3098.4 distingue les écrous en fonction de leur hauteur nominale et de la longueur effective de leur filetage.
3.1 Écrous de hauteur nominale ≥ 0,8D (longueur de filetage effective ≥ 0,6D)
Ces écrous sont marqués selon le premier chiffre de la classe de performance du boulon avec laquelle ils sont compatibles, la classe la plus élevée étant sélectionnée dans le tableau 2. Les écrous de classe de performance supérieure peuvent généralement remplacer ceux de classe inférieure. Les ensembles boulon-écrou peuvent supporter des contraintes supérieures à la limite d'élasticité du boulon.
Un serrage excessif peut entraîner des défaillances telles que la rupture du boulon, l'endommagement du filetage du boulon ou de l'écrou, ou un endommagement combiné. La rupture du boulon est préférable car elle est soudaine et détectable, contrairement à un endommagement progressif. Pour les filetages de 8 à 39 mm, le choix approprié de l'écrou (voir tableau 2) garantit l'absence d'endommagement à la charge d'épreuve du boulon. La conception doit prévoir la rupture du boulon en cas de serrage excessif (norme 10%) afin de signaler un assemblage incorrect.
Pour des informations détaillées sur la résistance de l'assemblage et les types d'écrous, reportez-vous à l'annexe A de la norme GB/T 3098.2.
| Noix de qualité performance | Boulons, vis et goujons compatibles | Noix | ||
|---|---|---|---|---|
| Type 1 | Type 2 | |||
| Niveau de performance | Plage de tailles de filetage, mm | Plage de tailles de filetage, mm | ||
| 5 | 3.6, 4.6, 4.8 | ≤39 | ≤39 | / |
| 5.6, 5.8 | ||||
| 6 | 6.8 | ≤39 | ≤39 | / |
| 8 | 8.8 | ≤39 | ≤39 | ≤16 |
| 10 | 10.9 | ≤39 | ≤16 | ≤39 |
| 12 | 12.9 | ≤16 | / | ≤16 |
3.2 Écrous de hauteur nominale ≥ 0,5D mais < 0,8D (longueur de filetage effective ≥ 0,4D mais < 0,6D)
Ces écrous sont marqués de deux chiffres : le second chiffre représente 1/100 de la limite d’élasticité nominale (en N/mm²) mesurée avec un mandrin d’essai trempé ; le premier chiffre « 0 » indique une capacité de charge réduite par rapport aux écrous de type 3.1. La capacité réelle dépend de la dureté de l’écrou, de sa longueur utile et de la résistance à la traction du boulon correspondant. Voir le tableau 3 pour le marquage et la limite d’élasticité.
| Noix de qualité performance | Contrainte nominale d'épreuve | Contrainte de preuve réelle |
|---|---|---|
| 4 | 400 | 380 |
| 5 | 500 | 500 |
Matériels
Les matériaux utilisés pour chaque niveau de performance sont spécifiés dans le tableau 4, avec des compositions chimiques conformes aux normes en vigueur. Les niveaux 05, 8 (type 1), 10 et 12 nécessitent une trempe et un revenu. Des éléments d'alliage peuvent être ajoutés pour améliorer leurs propriétés.
Note 1 : Les classes de performance 5 et 6 peuvent utiliser de l'acier de décolletage (sauf accord contraire), avec un maximum de S 0,34%, P 0,11%, Pb 0,35%.
Note 2 : Les ajouts d'alliage sont facultatifs pour les nuances 8, 10 et 12 afin d'améliorer les propriétés mécaniques.
| Niveau de performance | Composition chimique, % | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| C | Mn | P | S | ||
| max | min | max | max | ||
| 51), 6 | / | 0.5 | / | 0.06 | 0.15 |
| 82) | 0.58 | 0.25 | 0.06 | 0.15 | |
| 102) | 0.58 | 0.3 | 0.048 | 0.058 | |
| 122) | / | 0.58 | 0.45 | 0.048 | 0.058 |
Propriétés mécaniques
Les propriétés mécaniques doivent être conformes au tableau 5 lorsqu'elles sont testées conformément au chapitre 8. Les défauts de surface sont conformes à la norme GB/T 5779.2.
| Diamètre du filetage D mm | Niveau de performance 4 | Niveau de performance 5 | Niveau de performance 5 | Niveau de performance 6 | Niveau de performance 8 | Niveau de performance 10 | Niveau de performance 12 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 8 ≤ d ≤ 10 | 380 | 188 | 302 | Aucun traitement thermique | Mince | 500 | 272 | 353 | Trempé et revenu | Mince | 690 | 175 | 302 | Aucun traitement thermique1) | 1 | 770 | 188 | 302 | Aucun traitement thermique1) | 1 | 955 | 250 | 353 | Trempé | 1 | 890 | 195 | 302 | Aucun traitement thermique | 2 | 1100 | 295 | 353 | Trempé et revenu | 1 | 1055 | 250 | 353 | Trempé et revenu | 2 | 1200 | 295 | 353 | Trempé et revenu | 2 |
Charge d'épreuve et charge de rupture
Le tableau 6 présente les valeurs de charge d'épreuve pour les écrous à pas fin. Zone de contrainte As est calculé comme As = (π/4) * (d2 + d3)/2², où d2 est le diamètre primitif, d3 = d1 – H/6, H = 0,866025P.
| Spécifications du filetage D×P | Zone de stress As mm² | Niveau de performance | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| M8×1 | 39.2 | 14900 | 19600 | 27000 | 30200 | 37400 | 34900 | 43100 | 41400 | 47000 |
Le tableau 7 fournit les rapports de résistance minimale au dénudage par rapport aux charges d'épreuve des boulons pour les écrous de hauteur nominale ≥ 0,5D mais < 0,8D.
| Noix de qualité performance | Rapport à la charge d'épreuve du boulon, % | |||
|---|---|---|---|---|
| Bolt Performance Grade | ||||
| 6.8 | 8.8 | 10.9 | 12.9 | |
| 4 | 85 | 65 | 45 | 40 |
| 5 | 100 | 85 | 60 | 50 |
FAQ
- Quel est l'intérêt de privilégier la rupture du boulon plutôt que l'endommagement du filetage dans la norme GB/T 3098.4 ?
- La rupture d'un boulon est soudaine et facilement détectable, ce qui réduit les risques d'accident liés à des défaillances progressives non détectées.
- En quoi le système de marquage diffère-t-il pour les écrous fins dans cette norme ?
- Pour les écrous d'une hauteur < 0,8D, le marquage utilise « 0 » suivi de 1/100 de la contrainte d'épreuve nominale, indiquant une capacité réduite par rapport aux écrous de hauteur standard.
- Des écrous de qualité supérieure peuvent-ils remplacer des écrous de qualité inférieure ?
- Oui, en général, mais la compatibilité avec les classes de boulons et les tailles de filetage doit être vérifiée conformément au tableau 2 pour garantir les performances.
- Quel traitement thermique est requis pour les noix de grade 10 ?
- Les écrous de classe 10 nécessitent une trempe et un revenu pour atteindre la dureté et la limite d'élasticité spécifiées.
- Comment calcule-t-on la zone de contrainte pour une charge d'épreuve ?
- En utilisant la formule As = (π/4) [(d2 + d3)/2]2, où d2 et d3 sont dérivées des dimensions du filetage.
- Quelles sont les normes applicables en matière de défauts de surface ?
- Les défauts de surface doivent être conformes à la norme GB/T 5779.2 pour garantir l'intégrité.
