GB/T 3098.26-2021: Sifat-Sifat Pengikat – Ring Polos

Standar ini menetapkan sifat mekanik dan fisik dari ring polos yang terbuat dari baja karbon atau baja paduan, yang dimaksudkan untuk digunakan dalam sambungan baut dengan baut, sekrup, stud, dan mur yang sesuai dengan kelas kinerja yang didefinisikan dalam GB/T 3098.1 dan GB/T 3098.2. Sifat-sifat ini diuji pada suhu lingkungan mulai dari 10°C hingga 35°C.

Catatan 1: Ring polos ini juga dapat digunakan dengan pengencang lain, seperti sekrup self-tapping.

Ring pengunci polos yang memenuhi persyaratan standar ini di bawah kondisi pengujian yang ditentukan mungkin tidak mempertahankan sifat mekanik dan fisiknya pada suhu tinggi dan/atau rendah. Catatan 2: Ring pengunci polos yang sesuai dengan dokumen ini cocok untuk suhu layanan dari -50°C hingga +150°C. Untuk suhu yang melebihi -50°C hingga +150°C, hingga +300°C, pengguna disarankan untuk berkonsultasi dengan ahli terkait.

Dokumen ini berlaku untuk ring polos dan ring untuk rakitan yang terbuat dari baja karbon atau baja paduan dengan ketebalan dari 0,2 mm hingga 12 mm, termasuk:

• Ring pengunci polos (dengan atau tanpa pola, rusuk, atau bevel).
• Ring pengunci polos berbentuk persegi.
• Ring pengunci polos berlubang persegi.
• Ring pengunci polos berbentuk khusus.

Standar ini tidak menetapkan persyaratan untuk:

• Ketahanan terhadap korosi.
• Kemampuan pengelasan.

Ruang lingkup ini menekankan pentingnya pemilihan material dan kondisi pengujian untuk memastikan keandalan dalam perakitan pengikat. Misalnya, dalam aplikasi yang melibatkan suhu ekstrem, pertimbangan tambahan seperti ekspansi termal dan degradasi material harus dievaluasi. Standar ini terintegrasi dengan dokumen seri GB/T lainnya untuk menyediakan kerangka kerja holistik untuk kinerja pengikat, memastikan kompatibilitas dan keamanan dalam aplikasi teknik mesin. Dengan membatasi rentang ketebalan, standar ini berfokus pada penggunaan industri umum sambil memungkinkan perluasan melalui perjanjian. Para profesional harus memperhatikan bahwa untuk lingkungan khusus, seperti kelautan atau kedirgantaraan, standar tambahan untuk korosi mungkin diperlukan. Secara keseluruhan, ruang lingkup ini memastikan bahwa ring polos berkontribusi secara efektif terhadap distribusi beban dan ketahanan getaran pada sambungan baut, mencegah kegagalan seperti kelonggaran atau kelelahan material. Pengecualian korosi dan kemampuan pengelasan menyoroti perlunya desain sistem terintegrasi di mana aspek-aspek ini ditangani secara terpisah. Dalam praktiknya, para insinyur sering menggabungkan ini dengan standar seperti GB/T 5267.3 untuk galvanisasi celup panas untuk meningkatkan daya tahan. Pendekatan komprehensif ini membantu dalam memilih ring yang mengoptimalkan kinerja perakitan, mengurangi biaya perawatan, dan meningkatkan integritas struktural. Selain itu, pedoman suhu mencegah penyalahgunaan dalam skenario suhu tinggi, di mana material alternatif seperti baja tahan karat mungkin lebih disukai. Fokus dokumen pada baja karbon dan paduan menyeimbangkan efektivitas biaya dengan kekuatan mekanik, sehingga cocok untuk sektor otomotif, konstruksi, dan permesinan. Dengan mematuhi parameter ini, produsen dapat menghasilkan produk yang konsisten yang memenuhi standar internasional, memfasilitasi perdagangan global dan standardisasi.

Simbol

Simbol-simbol berikut digunakan dalam dokumen ini:

• d₁: Diameter dalam lubang tembus, dalam milimeter (mm).
• d₂: Diameter luar, dalam milimeter (mm).
• F: Beban, dalam newton (N).
• G: Kedalaman lapisan dekarburisasi total, dalam milimeter (mm).
• r: Jari-jari kontak antara bagian penopang dan bagian penekan, dalam milimeter (mm).
• t: Ketebalan nominal ring polos, dalam milimeter (mm).
• t_eff: Ketebalan efektif ring polos, dalam milimeter (mm).
• α: Sudut kontak antara bagian penopang dan bagian penekan, dalam derajat (°).

Simbol-simbol ini menstandarisasi komunikasi dalam dokumentasi teknis, memastikan ketelitian dalam desain dan pengujian. Misalnya, d₁ dan d₂ sangat penting untuk kompatibilitas dimensi dengan baut, mencegah ketidaksejajaran yang dapat menyebabkan kegagalan perakitan. Beban F sangat penting dalam pengujian kinerja, mensimulasikan tegangan di dunia nyata. Kedalaman dekarburisasi G berkaitan dengan integritas permukaan, karena dekarburisasi yang berlebihan dapat melemahkan ring. Jari-jari r dan sudut α digunakan dalam pengaturan pengujian untuk mereplikasi kondisi kontak secara akurat. Parameter ketebalan t dan t_eff memperhitungkan variasi manufaktur, yang memengaruhi kapasitas menahan beban. Dalam praktik teknik, simbol-simbol ini memfasilitasi perhitungan distribusi tegangan, di mana ring membantu menyebarkan gaya secara merata di seluruh permukaan sambungan. Memahami notasi ini sangat penting untuk menafsirkan hasil pengujian dan memastikan kepatuhan. Notasi ini selaras dengan standar internasional, sehingga meningkatkan interoperabilitas. Para profesional harus menggunakannya secara konsisten untuk menghindari kesalahan dalam spesifikasi. Misalnya, dalam analisis elemen hingga, parameter yang dimasukkan ke dalam model memprediksi perilaku ring di bawah beban. Simbolisme ini meningkatkan kegunaan dokumen, memungkinkan referensi cepat selama proses kontrol kualitas. Dengan mendefinisikannya sejak awal, standar ini membangun fondasi untuk bagian-bagian selanjutnya tentang material dan pengujian.

Sistem Penamaan

Kelas kinerja ring pengunci polos terdiri dari angka dan simbol:

• Angka tersebut menunjukkan nilai kekerasan Vickers minimum (lihat Tabel 3).
• Huruf HV menunjukkan kekerasan Vickers.

Contoh: Ring baja polos dengan kekerasan Vickers minimum 200, sesuai Tabel 3, diberi kode 200 HV.

Jika sesuai dengan Tabel 2 dan 3, sistem penunjukan ini juga dapat diterapkan pada spesifikasi di luar ketebalan standar. Meskipun beberapa kelas kinerja ditentukan, tidak semuanya cocok untuk setiap rakitan baut, mur, dan ring. Kombinasi kelas kinerja ring polos dengan baut, sekrup, stud, dan mur ditunjukkan pada Tabel 1.

RC: Kombinasi yang direkomendasikan.
^A Kelas 200 HV dan 300 HV diterapkan dalam standar produk untuk rakitan baut dan ring, sesuai dengan GB/T 9074.1 dan GB/T 97.4.
^B 380 HV tidak termasuk dalam standar produk saat ini; penggunaannya memerlukan persetujuan antara pemasok dan pembeli.
^C Untuk tegangan 380 HV, desain sambungan baut harus mencegah tegangan tekuk dan tarik pada ring, terutama jenis yang berlubang atau terbenam.
^D Kombinasi dengan catatan kaki d dapat digunakan jika desain sambungan dan pemasangan telah diverifikasi.
^e Kombinasi di atas garis tebal bertingkat dapat digunakan untuk sambungan baut.
^F Kombinasi di bawah garis tebal bertingkat (area abu-abu) tidak boleh digunakan.

Untuk sekrup pembentuk ulir dan sekrup yang menghubungkan material lunak (misalnya, plastik, kayu), kombinasi dengan kelas kinerja ring polos harus ditentukan berdasarkan tujuan penggunaan.

Sistem penamaan ini memastikan ketertelusuran dan kompatibilitas dalam perakitan, yang sangat penting untuk keselamatan. Dengan menghubungkan kekerasan dengan kelas kinerja, sistem ini memungkinkan para insinyur untuk memilih ring yang sesuai dengan kekuatan baut, menghindari spesifikasi yang kurang atau berlebihan. Rekomendasi pada Tabel 1 mencegah ketidaksesuaian yang dapat menyebabkan kegagalan seperti pengelupasan atau retak. Dalam aplikasi beban tinggi, seperti jembatan, kelas yang lebih tinggi seperti 380 HV memberikan ketahanan yang lebih unggul tetapi memerlukan desain yang cermat untuk mengurangi risiko kerapuhan hidrogen (lihat GB/Z 41117). Fleksibilitas sistem untuk ketebalan non-standar mendukung aplikasi khusus. Secara keseluruhan, sistem ini mendorong standardisasi, mengurangi kesalahan dalam pengadaan dan perakitan.

Bahan-bahan

Tabel 2 menetapkan batasan komposisi kimia untuk baja karbon dan baja paduan yang digunakan pada ring polos dengan kelas kinerja yang berbeda. Komposisi ini harus sesuai dengan standar nasional yang relevan.

Catatan: Baja paduan meliputi baja pegas dan baja pegas paduan yang cocok untuk ring datar.

Untuk ring yang memerlukan galvanisasi celup panas, material harus memenuhi persyaratan GB/T 5267.3. Jika rakitan didinginkan dan ditempa secara keseluruhan, ring yang tidak diolah dapat dipasok; dalam kasus tersebut, komposisi kimia per GB/T 9074.1 disepakati bersama.

Untuk rakitan sekrup self-tapping yang dikeraskan permukaannya sesuai GB/T 97.5, kandungan karbon ring tidak boleh melebihi 0,12%. Setiap batch produksi harus menggunakan material dari peleburan yang sama.

NA: Tidak berlaku.
^A Dalam sengketa, lakukan analisis produk.
^B Untuk ring perakitan, lihat GB/T 9074.1 atau GB/T 97.4; komposisi dan suhu temper sesuai kesepakatan.
^C Untuk aplikasi khusus (misalnya, galvanisasi celup panas), komposisi dan suhu tempering ditentukan berdasarkan kesepakatan.
^D Boron maksimum 0,003%, hingga 0,005% jika boron non-efektif dikendalikan oleh titanium/aluminium.
^e Ring washer 200 HV dapat menggunakan bahan baku yang sesuai atau dipadamkan dan ditempa setelah pembuatan; proses oleh produsen jika Tabel 3 terpenuhi.
^F Material harus memiliki kemampuan pengerasan yang cukup untuk menghasilkan martensit ~90% di bagian inti sebelum dilakukan temper.
^G Baja karbon dapat mengandung kromium, mangan, nikel, dan lain sebagainya.
^H Baja paduan mengandung setidaknya satu unsur: Cr 0,30%, Mn 0,20%, Ni 0,30%, V 0,10%, Mo 0,08%, B 0,0008%. Untuk kombinasi, total minimal 70% dari masing-masing unsur.
^Saya Untuk informasi mengenai kerapuhan akibat hidrogen, lihat GB/Z 41117.

Spesifikasi material memastikan ring mencapai kekerasan dan daya tahan yang dibutuhkan. Batasan karbon mengontrol kekuatan, sementara kadar P dan S yang rendah meminimalkan kerapuhan. Unsur paduan meningkatkan kemampuan pengerasan untuk kelas yang lebih tinggi. Suhu temper mencegah pengerasan berlebihan, mengurangi risiko retak. Bagian ini memandu produsen dalam memilih baja untuk kinerja yang konsisten, yang sangat penting dalam industri seperti otomotif di mana ketahanan terhadap getaran adalah kuncinya. Kepatuhan terhadap standar terkait memastikan kompatibilitas galvanisasi, menghindari masalah seperti kegagalan adhesi lapisan.

Sifat Mekanik dan Fisik

Ring pengunci polos dengan kelas kinerja tertentu harus memenuhi sifat mekanik dan fisik yang tercantum dalam Tabel 3 pada suhu ruangan, baik saat diuji selama proses pembuatan maupun inspeksi akhir.

Bab 6 menyediakan metode pengujian dan prosedur arbitrase yang berlaku untuk memverifikasi kepatuhan terhadap Tabel 3. Untuk ring kelas 380 HV, pengujian daktilitas sesuai Lampiran A diperlukan jika ditentukan.

^A 380 HV tidak termasuk dalam standar produk saat ini; penggunaan berdasarkan kesepakatan.
^B Melebihi batas maksimum 250 HV bukan merupakan alasan penolakan.
^C Untuk ring bertekstur atau beralur, batasnya sama seperti pada 380 HV.
^D Diukur berdasarkan 6.2.3 pada penampang melintang; kekerasan pada jarak 0,1 mm dari permukaan penyangga ≥ kekerasan tengah – 30 HV.
^e Mana pun yang lebih kecil.
^F Diukur per 6,3 pada penampang melintang; kekerasan pada jarak 0,1 mm dari permukaan penyangga ≤ kekerasan tengah + 30 HV.

Sifat-sifat ini memastikan ring tahan terhadap beban tekan tanpa deformasi atau kegagalan. Rentang kekerasan menyeimbangkan kekuatan dan keuletan, mencegah keretakan. Kontrol dekarburisasi dan karburisasi menjaga integritas permukaan, yang sangat penting untuk ketahanan korosi pada ring berlapis. Batasan penempaan ulang memverifikasi kecukupan perlakuan panas. Dalam aplikasi, spesifikasi ini mendukung sambungan yang andal, misalnya, pada mesin di mana getaran dapat melonggarkan sambungan. Pengujian kepatuhan sesuai Bab 6 menjamin kualitas.

Metode Pengujian

Uji Kekerasan

Umum

Uji kekerasan bertujuan untuk memverifikasi kesesuaian dengan nilai min/max Tabel 3 dan persyaratan material untuk ring yang dipadamkan dan ditempa. Berlaku untuk semua kelas, diuji dalam kondisi apa adanya kecuali untuk yang telah diberi perlakuan pasca-perakitan.

Lakukan pada permukaan atau penampang yang sesuai seperti yang tertera pada Tabel 4.

^A Untuk 200 HV yang dipadamkan dan ditempa sesuai permintaan, uji penampang melintang adalah arbitrase jika terjadi perselisihan.

Kekerasan Vickers pada Permukaan

Pilih beban uji berdasarkan kelas dan ketebalan sesuai Gambar 1. Gunakan Rockwell jika tidak ada beban Vickers yang sesuai.

Contoh: Untuk ring washer 300 HV dengan ketebalan 0,3 mm, gunakan HV5.

 Kekerasan Rockwell pada Permukaan

Pilih beban sesuai Gambar 2 berdasarkan kelas dan ketebalan. Gunakan Vickers jika tidak ada beban Rockwell yang sesuai.

Contoh: Untuk ring washer 380 HV dengan ketebalan 0,5 mm, gunakan 294 N (HR30N).

Prosedur Pengujian

Hilangkan lapisan/oksida, uji pada setengah radius pada permukaan penyangga. Untuk yang digalvanis, hilangkan lapisan transisi. Rata-ratakan tiga pembacaan pada 120° jika ukurannya memungkinkan.

Persyaratan untuk 100 HV, 140 HV, 200 HV

Rutin: Sesuai 6.1.2, penuhi Tabel 3. Arbitrasi: Vickers sesuai Gambar 1; untuk t_eff > 0,5 mm, beban bawah ≥ HV1.

Persyaratan untuk 300 HV, 380 HV

Rutin: Sesuai dengan 6.1.2, penuhi Tabel 3. Arbitrase: Bagian silang sesuai dengan 6.1.3.

Uji Kekerasan Penampang Radial

Umum

Sesuai dengan GB/T 4340.1, Vickers untuk ring washer yang dipadamkan dan ditempa.

Prosedur

Ambil potongan radial melalui pusat lubang, tanam/pasang, gerinda/poles untuk metalografi. Uji di bagian tengah sesuai Gambar 3; rata-ratakan setidaknya tiga titik jika memungkinkan.

1: Area uji (radius 0,25 t_eff).

Persyaratan

Perhatikan Tabel 3. Jika perbedaan > 30 HV dalam radius t_eff 0,25, verifikasi martensit ~90% sesuai Tabel 2.

Tes Dekarburisasi

Umum

Mendeteksi dekarburisasi permukaan untuk ring bertekstur/beralur 300 HV dan semua ring 380 HV. Area sesuai Gambar 4.

1: Permukaan pendukung; 2: Lapisan dekarboksilasi total; 3: Lapisan dekarboksilasi parsial; 4: Logam dasar; x: Tidak ada area pengujian.

Metode Metalografi

Persiapan Sampel

Lepaskan lapisan pelindung, ambil penampang radial, tanam/pasang, gerinda/poles. Catatan: Etsa dengan nital 3% untuk memperlihatkan perubahan.

Prosedur

Periksa dengan perbesaran 100x; ukur dengan skala atau lensa okuler.

Persyaratan

Nilai G maksimum per Tabel 3.

Metode Kekerasan

Persiapan Sampel

Untuk t ≥ 0,4 mm; siapkan sesuai 6.2.2.1 tanpa etsa.

Prosedur

Ukur titik 1 dan 2 per Gambar 5 dengan HV0.3 (2.942 N).

Tanpa dekarbonisasi: HV(2) > HV(1) – 30 HV; Tanpa karbonisasi: HV(2) ≤ HV(1) + 30 HV. 1: Tengah; 2: 0,1 mm dari permukaan.

Persyaratan

HV(2) ≥ HV(1) – 30 HV. Catatan: Tidak untuk G maksimum per Tabel 3.

Uji Karburisasi

Umum

Mendeteksi karburisasi permukaan selama perlakuan panas untuk ring bertekstur/beralur 300 HV dan semua ring 380 HV, t ≥ 0,4 mm. Diukur pada kekerasan penampang radial.

Prosedur

Siapkan sesuai 6.2.2.1 tanpa etsa; ukur sesuai Gambar 5 dengan HV0.3.

Persyaratan

HV(2) ≤ HV(1) + 30 HV. Melebihi nilai tersebut menunjukkan karburisasi. Selain itu, permukaan pendukung ≤ 370 HV0.3 untuk 300 HV, ≤ 450 HV0.3 untuk 380 HV sesuai Tabel 3.

Uji Penyesuaian Suhu Ulang

Umum

Memverifikasi suhu temper minimum dalam perlakuan panas untuk ring washer 300 HV dan 380 HV.

Prosedur

Ukur kekerasan Vickers pada area Gambar 3 (tiga titik). Panaskan kembali pada suhu 10°C di bawah Tabel 2, tahan selama 30 menit; ukur kembali pada area yang sama.

Persyaratan

Penurunan kekerasan rata-rata < 20 HV setelah proses temper ulang.

Metode pengujian memastikan kualitas ring melalui prosedur standar, yang sangat penting untuk keandalan. Uji kekerasan mengkonfirmasi kekuatan material, sementara pemeriksaan dekarburisasi/karburisasi mencegah kelemahan permukaan. Penempaan ulang memvalidasi perlakuan panas, menghindari kerapuhan. Metode-metode ini selaras dengan praktik internasional, memungkinkan manufaktur yang konsisten.

Penandaan

Umum

Mesin cuci yang diproduksi sesuai dokumen ini hanya boleh diberi tanda sesuai Bab 3 jika sepenuhnya sesuai.

Penandaan Mesin Cuci

Berdasarkan keputusan atau kesepakatan pabrikan; jika disepakati, sertakan ID pabrikan dan kelas kinerja. Distributor yang menggunakan ID sendiri dianggap sebagai pabrikan. Tidak ada tanda timbul; tanda cekung tidak disarankan karena efek penjepitan torsi atau konsentrasi tegangan. Gunakan metode yang tahan lama seperti laser. Tandai kelas sesuai kode Tabel 5 atau simbol jam.

Penandaan Kemasan

Semua kemasan harus diberi label dengan ID produsen/penjual, kelas kinerja sesuai Bab 3, dan nomor lot sesuai GB/T 3099.4.

Penandaan memastikan ketertelusuran, yang sangat penting untuk pengendalian mutu dan pertanggungjawaban. Hal ini mencegah produk palsu dan membantu dalam penarikan kembali produk. Dalam rantai pasokan, penandaan yang tepat memfasilitasi manajemen inventaris dan verifikasi kepatuhan.

Lampiran A: Uji Keuletan untuk Ring Kelas Kinerja 380 HV

A.1 Umum

Menentukan apakah ring pengunci menjadi rapuh selama proses pembuatan. Berlaku atas permintaan pelanggan, untuk ring pengunci jadi termasuk lapisan pelapisnya.

A.2 Prosedur Pengujian

Gunakan penyangga dan penekan dengan sudut α berdasarkan ketebalan; kekerasan minimal 60 HRC, permukaan yang dihaluskan. Untuk ring bundar konsentris, gunakan kontak kerucut seperti pada Gambar A.1. Untuk yang lain, berbentuk V seperti pada Gambar A.2. Tempatkan ring di dalam perangkat; bongkar rakitan terlebih dahulu. Sejajarkan sumbu. Berikan beban aksial secara stabil hingga kontak penuh; tahan selama 2 menit, lepaskan beban.

A.3 Persyaratan

Tidak ada patahan. Jika rusak, potong di sisi yang berlawanan dengan patahan; pemisahan menjadi dua bagian menunjukkan kegagalan.

Lampiran ini memverifikasi keuletan untuk ring washer dengan kekerasan tinggi, mencegah kegagalan rapuh selama penggunaan. Ini sangat penting untuk aplikasi yang kritis terhadap keselamatan, memastikan ring washer berubah bentuk tanpa patah di bawah beban.

Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)

1. Berapa kisaran suhu yang sesuai untuk mesin pencuci polos menurut standar ini? Suhu operasional yang direkomendasikan adalah -50°C hingga +150°C. Untuk suhu ekstrem hingga +300°C, konsultasikan dengan ahli untuk menilai kemampuan penahan panas properti.
2. Bagaimana cara saya memilih kelas kinerja yang tepat untuk rakitan baut saya? Lihat Tabel 1 untuk kombinasi yang direkomendasikan (RC). Hindari area abu-abu untuk mencegah ketidaksesuaian yang dapat menyebabkan kegagalan sambungan; verifikasi desain jika menggunakan kombinasi catatan kaki d.
3. Bagaimana jika mesin cuci saya perlu dilapisi galvanis celup panas? Bahan harus sesuai dengan GB/T 5267.3. Komposisi kimia dan perlakuan panas mungkin memerlukan kesepakatan antara pemasok dan pembeli untuk aplikasi khusus.
4. Mengapa pengujian dekarburisasi penting untuk kelas performa tinggi? Dekarburisasi yang berlebihan melemahkan permukaan, meningkatkan risiko kegagalan di bawah beban. Pengujian memastikan batasan sesuai Tabel 3, menjaga integritas khususnya untuk ring washer 380 HV.
5. Bisakah saya menggunakan mesin cuci 380 HV tanpa perjanjian? Tidak, karena hal tersebut tidak termasuk dalam standar produk saat ini. Penggunaannya memerlukan protokol, dengan pertimbangan desain untuk menghindari tekukan atau tegangan tarik.
6. Bagaimana uji penemperan ulang memastikan kualitas perlakuan panas? Hal ini memeriksa apakah penurunan kekerasan setelah perlakuan panas tambahan ≤20 HV, memverifikasi bahwa proses awal memenuhi suhu minimum per Tabel 2, untuk mencegah kerapuhan.