Introduzione alla norma GB/T 3098.1-2010
Schema dell'articolo
Questo articolo fornisce una panoramica completa della norma GB/T 3098.1-2010, concentrandosi sulle proprietà meccaniche di bulloni, viti e prigionieri realizzati in acciaio al carbonio e legato. La struttura è la seguente:
- Introduzione allo standard
- Sistema di marcatura e materiali
- Proprietà meccaniche e fisiche
- Linee guida per la presentazione delle domande e applicabilità del test
- Domande frequenti (FAQ)
Introduzione allo standard
La norma GB/T 3098.1-2010 specifica le proprietà meccaniche e fisiche di bulloni, viti e prigionieri realizzati in acciaio al carbonio o acciaio legato, testati a temperature ambiente comprese tra 10 °C e 35 °C. Questa norma si applica a elementi di fissaggio con diametri nominali della filettatura da 1,6 mm a 39 mm, garantendo uniformità di prestazioni per applicazioni strutturali, automobilistiche e meccaniche.
Definisce classi di proprietà basate su resistenza alla trazione, limite di snervamento, allungamento, durezza e altri parametri, promuovendo il controllo qualità e la sicurezza. Conforme alla norma ISO 898-1:2009, facilita la compatibilità internazionale e al contempo soddisfa i requisiti specifici degli standard di produzione cinesi.
- Ambito di applicazione: copre gli elementi di fissaggio in acciaio al carbonio e legato in condizioni standard.
- Aggiornamenti principali: Specifiche migliorate per le classi ad alta resistenza e metodi di prova.
- Importanza: Garantisce che gli elementi di fissaggio soddisfino i requisiti di carico e durata richiesti in ingegneria.
Sistema di marcatura e materiali
Il sistema di marcatura della classe di proprietà utilizza due numeri separati da un punto, dove quello a sinistra indica la resistenza alla trazione nominale (RM) in MPa diviso per 100, e a destra rappresenta il rapporto di snervamento moltiplicato per 10. Ad esempio, "8,8" indica una resistenza alla trazione di 800 MPa e un rapporto di snervamento di 0,8.
I materiali devono rispettare i limiti di composizione chimica e i requisiti di trattamento termico per ottenere le proprietà desiderate. Sono comuni gli acciai al carbonio con aggiunta di elementi come boro, manganese o cromo, con temperature minime di rinvenimento specificate per garantire la temprabilità.
| Cifra dopo la virgola | .6 | .8 | .9 |
|---|---|---|---|
| Rapporto | 0.6 | 0.8 | 0.9 |
Per elementi di fissaggio con capacità portante ridotta e proprietà equivalenti a 8.8, contrassegnarli con la dicitura “08.8”.
| Classe di proprietà | Trattamento dei materiali e termico | Limiti di composizione chimica (analisi in siviera %) | Temperatura di tempera min (°C) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | P max | S massimo | B max | ||||
| minimo | massimo | ||||||
| 4.6 | Acciaio al carbonio o acciaio al carbonio con additivi | — | 0.55 | 0.05 | 0.06 | Non specificato | — |
| 4.8 | — | 0.55 | 0.05 | 0.06 | |||
| 5.6 | 0.13 | 0.55 | 0.05 | 0.06 | |||
| 5.8 | — | 0.55 | 0.05 | 0.06 | |||
| 6.8 | 0.15 | 0.55 | 0.05 | 0.06 | |||
| 8.8 | Acciaio al carbonio con additivi (ad es. B, Mn, Cr) temprato e rinvenuto | 0.15 | 0.4 | 0.025 | 0.025 | 0.003 | 425 |
| Acciaio al carbonio temprato e rinvenuto | 0.25 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
| Acciaio legato temprato e rinvenuto | 0.2 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
| 9.8 | Acciaio al carbonio con additivi temprato e rinvenuto | 0.15 | 0.4 | 0.025 | 0.025 | 0.003 | 425 |
| Acciaio al carbonio temprato e rinvenuto | 0.25 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
| Acciaio legato temprato e rinvenuto | 0.2 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
| 10.9 | Acciaio al carbonio con additivi temprato e rinvenuto | 0.20 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | 0.003 | 425 |
| Acciaio al carbonio temprato e rinvenuto | 0.25 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
| Acciaio legato temprato e rinvenuto | 0.2 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
| 12.9 | Acciaio legato temprato e rinvenuto | 0.3 | 0.5 | 0.025 | 0.025 | 0.003 | 425 |
| 12.9 | Acciaio al carbonio con additivi temprato e rinvenuto | 0.28 | 0.5 | 0.025 | 0.025 | 0.003 | 380 |
Note:
- L'analisi del prodotto è applicabile in caso di controversia.
- Boro fino a 0,005%, controllato da titanio e/o alluminio per il boro non efficace.
- Per le classi 4.6 e 5.6, potrebbe essere necessario un trattamento termico per i dispositivi di fissaggio stampati a freddo al fine di garantirne la duttilità.
- Acciai a lavorabilità migliorata ammessi per determinate classi con valori massimi di S 0,34%, P 0,11%, Pb 0,35%.
- Per gli acciai al boro con C < 0,25%, il valore minimo di Mn è 0,6% per 8,8, 0,7% per 9,8 e 10,9.
- I materiali devono garantire la presenza di martensite 90% nel nucleo prima del rinvenimento per le classi superiori.
- Gli acciai legati contengono almeno uno dei seguenti elementi: Cr 0,30%, Ni 0,30%, Mo 0,20%, V 0,10%.
- Sulle superfici di classe 12.9 non si forma alcuno strato di fosfuro bianco; rimuoverlo prima del trattamento termico.
- Utilizzare la classe 12.9 con cautela a causa del rischio di tensocorrosione.
Queste specifiche guidano la selezione dei materiali, garantendo che gli elementi di fissaggio raggiungano la resistenza richiesta e la resistenza a modalità di rottura come la fragilità da idrogeno.
Proprietà meccaniche e fisiche
Gli elementi di fissaggio devono soddisfare specifiche proprietà meccaniche a temperatura ambiente, tra cui resistenza alla trazione, limite di snervamento, allungamento, durezza ed energia d'impatto. Vengono descritti i metodi di prova per verificarne la conformità.
| NO. | Proprietà meccanica o fisica | Classe di proprietà | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4.6 | 4.8 | 5.6 | 5.8 | 6.8 | 8.8 | 9,8 (d≤16 mm) | 10.9 | 12.9 | |||||
| d≤16 mm | d>16 mm | ||||||||||||
| 1 | Resistenza alla trazione RM (MPa) | nome | 400 | 400 | 500 | 500 | 600 | 800 | 800 | 900 | 1000 | 1200 | |
| minimo | 400 | 420 | 500 | 520 | 600 | 800 | 830 | 900 | 1040 | 1220 | |||
| 2 | Resistenza allo snervamento inferiore ReL (MPa) | nome | 240 | — | 300 | — | — | — | — | — | — | — | |
| minimo | 240 | — | 300 | — | — | — | — | — | — | — | |||
| 3 | Tensione a 0,2% allungamento non proporzionale Rp0.2 (MPa) | nome | — | — | — | — | — | 640 | 640 | 720 | 900 | 1080 | |
| minimo | — | — | — | — | — | 640 | 660 | 720 | 940 | 1100 | |||
| 4 | Tensione a 0,0048d allungamento non proporzionale per il fissaggio a grandezza naturale Rpf (MPa) | nome | — | 320 | — | 400 | 480 | — | — | — | — | — | |
| minimo | — | 340 | — | 420 | 480 | — | — | — | — | — | |||
| 5 | Tensione di prova SP (MPa) | nome | 225 | 310 | 280 | 380 | 440 | 580 | 600 | 650 | 830 | 970 | |
| Rapporto di prova | 0.94 | 0.91 | 0.93 | 0.9 | 0.92 | 0.91 | 0.91 | 0.9 | 0.88 | 0.88 | |||
| 6 | Allungamento dopo frattura per provini lavorati A (%) | minimo | 22 | — | 20 | — | — | 12 | 12 | 10 | 9 | 8 | |
| 7 | Riduzione dell'area dopo la frattura per i pezzi di prova lavorati Z (%) | minimo | — | 52 | 52 | 48 | 48 | 44 | |||||
| 18 | Discontinuità superficiali | GB/T 5779.1 | GB/T 5779.3 | ||||||||||
Note:
- Valori non validi per il fissaggio strutturale dei bulloni.
- Per bullonatura strutturale d ≥ M12.
- Valori nominali indicati solo a scopo di designazione.
- Rp0.2 può essere misurato se ReL non è possibile determinarlo.
- Rpf I valori minimi per 4.8, 5.8 e 6.8 sono oggetto di indagine.
- Carichi di prova nelle tabelle 5 e 7.
- La durezza finale può essere inferiore per alcune classi.
- Si applicano limiti di durezza superficiale; per alcuni, non più di 30 HV sopra il nucleo.
- Prova d'urto a -20 °C per d ≥ 16 mm.
- La norma GB/T 5779.3 può essere sostituita previo accordo.
Queste proprietà garantiscono che gli elementi di fissaggio funzionino correttamente sotto i carichi specificati, con test come quelli di trazione e durezza che ne verificano la qualità. Per applicazioni ad alta resistenza, è necessario considerare l'effetto delle dimensioni sulla capacità di carico.
Linee guida per la presentazione delle domande e applicabilità del test
La norma fornisce metodi di prova per la verifica, applicabili a elementi di fissaggio a grandezza naturale o a campioni lavorati. È necessario considerare i fattori ambientali, la coppia di serraggio e i trattamenti superficiali per evitare guasti come la decarburazione o la fragilità.
- Utilizzare classi appropriate in base ai requisiti di carico; ad esempio, 10.9 per ambienti ad alto stress.
- Eseguire prove di trazione, carico di snervamento, durezza e impatto in base alle dimensioni e alla classe.
- Per gli elementi di fissaggio zincati a caldo, fare riferimento alla norma GB/T 5267.3.
- Garantire la marcatura per la tracciabilità e la conformità.
- Usare con cautela in presenza di agenti corrosivi di classe 12.9.
Queste linee guida aiutano nella selezione e nel collaudo degli elementi di fissaggio, migliorando l'affidabilità degli assemblaggi meccanici.
Domande frequenti (FAQ)
Che cosa indica la marcatura della classe di proprietà come “8.8”?
Indica una resistenza alla trazione nominale di 800 MPa e un rapporto di snervamento di 0,8, garantendo un'identificazione standardizzata delle prestazioni per la selezione nei progetti ingegneristici.
In che modo la composizione dei materiali influisce sulle prestazioni degli elementi di fissaggio?
Le composizioni con l'aggiunta di elementi come il boro migliorano la temprabilità, consentendo classi di resistenza più elevate e limitando al contempo P e S per prevenire la fragilità, secondo i limiti della Tabella 2.
Quando è opportuno effettuare le prove di impatto?
Per d ≥ 16 mm e classi che richiedono min 27 J a -20 °C, per valutare la tenacità nelle applicazioni a bassa temperatura ed evitare la rottura fragile.
Quali sono le implicazioni della decarburazione sulle filettature?
Riduce la resistenza; la norma specifica una profondità massima di decarburazione completa di 0,015 mm e un'altezza minima non decarburata per mantenere la capacità portante.
In che modo lo standard si allinea con ISO 898-1?
È una versione modificata della norma ISO 898-1:2009, con classi di proprietà simili ma adattata al contesto cinese, garantendo l'interoperabilità globale nelle specifiche dei dispositivi di fissaggio.
Quali test sono applicabili ai dispositivi di fissaggio a grandezza naturale?
Le prove di trazione, di carico di snervamento e di trazione a cuneo verificano le prestazioni nel mondo reale, soprattutto per le dimensioni in cui i provini lavorati potrebbero non rappresentare il comportamento effettivo.
