GB/T 3098.2-2015: Norma sulle proprietà dei dadi a filettatura grossa

Schema dell'articolo

Questo articolo offre un'analisi completa dello standard GB/T 3098.2-2015, strutturata per facilitarne la consultazione e l'applicazione pratica in contesti ingegneristici:

• Introduzione: Panoramica e applicabilità della norma.
• Materiali: Composizione chimica e linee guida per il trattamento termico.
• Proprietà meccaniche: Requisiti di carico di prova.
• Requisiti di durezza: Valori di durezza specificati.
• Tipi di dadi e abbinamento bulloni: compatibilità con i bulloni.
• Considerazioni sulla coppia: approfondimenti sull'applicazione della coppia.
• FAQ: Risposte ai quesiti professionali più frequenti.

Introduzione

La norma GB/T 3098.2-2015 definisce le proprietà meccaniche e fisiche dei dadi a filettatura grossa realizzati in acciaio al carbonio o acciaio legato, testati a temperature ambiente comprese tra 10 °C e 35 °C. È fondamentale per garantire l'affidabilità e la sicurezza degli assemblaggi di elementi di fissaggio in settori quali l'edilizia, l'industria automobilistica e la produzione di macchinari.

Questa norma si concentra sui carichi di prova, sulla durezza e sulle specifiche dei materiali per prevenire cedimenti sotto carico. Gli ingegneri dovrebbero applicare queste linee guida durante la progettazione e il controllo qualità per abbinare i dadi ai bulloni appropriati, ottimizzando le prestazioni e la durata dell'assemblaggio.

Materiali

I dadi devono essere fabbricati in acciaio al carbonio con composizioni chimiche specifiche per ottenere le proprietà meccaniche richieste. Il trattamento termico, come la tempra e il rinvenimento, è obbligatorio per le classi di proprietà superiori al fine di garantire una sufficiente temprabilità, che si traduce in una struttura martensitica approssimativamente 90% nella sezione filettata prima del rinvenimento.

Considerazioni chiave per la selezione dei materiali:

• Limitare il contenuto di carbonio per controllare la durezza e la fragilità.
• Mantenere un livello minimo di manganese per garantire resistenza e temprabilità.
• Limitare l'assunzione di fosforo e zolfo per evitare l'infragilimento.
• Applicare tempra e rinvenimento per le classi 05, 8 (D> M16), 10 e 12.

Nota: Per le classi che richiedono tempra e rinvenimento, i materiali devono presentare un'adeguata induribilità. La composizione chimica deve essere valutata secondo le norme pertinenti.

Proprietà meccaniche

I dadi devono resistere a carichi di prova specificati senza rompersi, che rappresentano il carico massimo di sicurezza nei collegamenti meccanici. Questi valori garantiscono l'integrità strutturale sotto tensione.

Istruzioni per la presentazione della domanda:

• Selezionare la classe di proprietà in base ai requisiti di carico dell'assemblaggio.
• Verificare i carichi di prova mediante test a temperatura ambiente.
• Bisogna tenere in considerazione fattori come l'ingaggio della filettatura e la compatibilità dei materiali.

Nota: il carico di prova approssima la resistenza alla trazione minima che il dado può sopportare.

Requisiti di durezza

La durezza garantisce che i dadi resistano alla deformazione e mantengano la loro integrità sotto carico. I valori sono specificati nelle scale Vickers (HV), Brinell (HB) e Rockwell (HRC), con conversioni secondo la norma ISO 18265.

Consigli pratici:

• Per una maggiore precisione, utilizzare il test Vickers con un carico minimo di 98 N.
• Regolare in base alla dimensione del dado; per D > M16 si applicano minimi diversi.
• Verificare che il trattamento termico successivo soddisfi i requisiti di classe.

Note: Per i dadi di tipo 2 in classe 8, la durezza minima è 180 HV (171 HB). Per la classe 10 di tipo 2, è 302 HV (287 HB, 30 HRC). Per la classe 12 di tipo 2, è 272 HV (259 HB, 26 HRC).

Tipi di dadi e abbinamento dei bulloni

I dadi sono classificati in stili (0 sottile, 1 standard, 2 alto) con intervalli di diametro specifici e classi di bulloni compatibili per garantire la resistenza dell'assemblaggio e prevenire spanature o rotture.

Consigli per l'abbinamento:

• Utilizzare dadi sottili (tipo 0) come controdadi con un dado standard o alto, serrando prima quelli sottili.
• Abbinare la classe del dado alla classe di resistenza massima del bullone per un precarico ottimale.
• Considera il passo della filettatura per applicazioni a passo fine o a passo grosso.

Considerazioni sulla coppia

La norma non specifica la coppia di rottura per i dadi, allineandosi alle norme ISO 898-2 e DIN 267-24, per evitare confusione tra coppia e precarico come riferimenti di progetto. Concentrarsi invece sui carichi di prova, sulla resistenza a fatica e sulla durezza per connessioni affidabili.

In pratica, la coppia applicata a dadi o bulloni negli assemblaggi si converte parzialmente in forza di serraggio, influenzata dall'attrito, dai lubrificanti e da componenti come le rondelle. A titolo di riferimento, si possono considerare i valori di coppia di bulloni di pari diametro e classe, ma è sempre opportuno dare priorità ai calcoli ingegneristici per le specifiche applicazioni.

Domande frequenti

1. Perché sono necessari la tempra e il rinvenimento per le classi di noci più elevate?
   Aumenta la temprabilità, garantendo una struttura martensitica per una maggiore resistenza e una maggiore resistenza alla deformazione sotto carichi elevati, come previsto dalla Tabella 3.
2. Come si utilizzano i dadi sottili (tipo 0) negli assemblaggi?
   Assemblare come controdadi con un dado standard o alto; serrare prima il dado sottile contro il pezzo, poi il dado esterno contro di esso per evitare che si allenti.
3. Cosa succede se la durezza di un dado supera il valore massimo specificato?
   Un'eccessiva durezza può indicare rischi di sovratempra, che possono portare alla fragilità; ripetere i test o scartare i lotti per rispettare i limiti della Tabella 6 e mantenere la duttilità.
4. È possibile utilizzare dadi con bulloni di classi di resistenza inferiori?
   Sì, ma rispettare la classe massima del bullone secondo la norma per evitare un utilizzo insufficiente; verificare sempre il precarico di montaggio e le prestazioni a fatica.
5. Come testare con precisione i carichi di rottura dei dadi?
   Utilizzare i metodi descritti nella Clausola 9 a temperature comprese tra 10 °C e 35 °C; applicare un carico assiale senza rotazione, assicurando il completo innesto della filettatura per simulare le condizioni reali.
6. Perché i limiti di fosforo e zolfo sono più severi per le classi di metalli temprati?
   Livelli più bassi prevengono la fragilità durante il trattamento termico, migliorando la tenacità e l'affidabilità nelle applicazioni ad alto stress.