La norma GB/T 3098.2-2015 specifica le proprietà meccaniche dei dadi a filettatura grossa realizzati in acciaio al carbonio e acciaio legato, applicabili per scopi di ingegneria generale. Questa norma è strettamente allineata alle normative internazionali come la ISO 898-2, garantendo la compatibilità nei sistemi di fissaggio. Copre le classi di prestazione da 4 a 12, concentrandosi sul carico di snervamento, la composizione chimica, la durezza e la compatibilità con bulloni, viti o prigionieri. Di seguito, gli aspetti chiave sono dettagliati con dati estratti dalla norma per un riferimento preciso.
Valori di carico di prova per dadi a filettatura grossa
Il carico di prova rappresenta il carico massimo che un dado può sopportare senza subire deformazioni permanenti, ovvero la resistenza alla trazione minima che deve raggiungere. L'unità di misura è il Newton (N). La tabella seguente riporta i valori del carico di prova per diverse dimensioni di filettatura e classi di prestazione.
| Filo | Pece | Grado 04 (N) | Grado 05 (N) | Classe 5 (N) | Classe 6 (N) | Grado 8 (N) | Grado 10 (N) | Grado 12 (N) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| M5 | 0.8 | 5400 | 7100 | 8250 | 9500 | 12140 | 14800 | 16300 |
| M6 | 1 | 7640 | 10000 | 11700 | 13500 | 17200 | 20900 | 23100 |
| M7 | 1 | 11000 | 14500 | 16800 | 19400 | 24700 | 30100 | 33200 |
| M8 | 1.25 | 13900 | 18300 | 21600 | 24900 | 31800 | 38100 | 42500 |
| M10 | 1.5 | 22000 | 29000 | 34200 | 39400 | 50500 | 60300 | 67300 |
| M12 | 1.75 | 32000 | 42200 | 51400 | 59000 | 74200 | 88500 | 100300 |
| M14 | 2 | 43700 | 57500 | 70200 | 80500 | 101200 | 120800 | 136900 |
| M16 | 2 | 59700 | 78500 | 95800 | 109900 | 138200 | 164900 | 186800 |
| M18 | 2.5 | 73000 | 96000 | 121000 | 138200 | 176600 | 203500 | 230400 |
| M20 | 2.5 | 93100 | 122500 | 154400 | 176400 | 225400 | 259700 | 294000 |
| M22 | 2.5 | 115100 | 151500 | 190900 | 218200 | 278800 | 321200 | 363600 |
| M24 | 3 | 134100 | 176500 | 222400 | 254200 | 324800 | 374200 | 423600 |
| M27 | 3 | 174400 | 229500 | 289200 | 330500 | 422300 | 486500 | 550800 |
| M30 | 3.5 | 213200 | 280500 | 353400 | 403900 | 516100 | 594700 | 673200 |
| M33 | 3.5 | 263700 | 347000 | 437200 | 499700 | 638500 | 735600 | 832800 |
| M36 | 4 | 310500 | 408500 | 514700 | 588200 | 751600 | 866000 | 980400 |
| M39 | 4 | 370900 | 488000 | 614900 | 702700 | 897900 | 1035000 | 1171000 |
Questi valori sono fondamentali per la selezione dei dadi in applicazioni in cui la capacità portante è di primaria importanza, come ad esempio negli assemblaggi strutturali o nei macchinari.
Requisiti di composizione chimica
La norma specifica i limiti chimici per i dadi in acciaio al carbonio al fine di garantire un trattamento termico e prestazioni adeguati. I valori massimi per carbonio (C), fosforo (P) e zolfo (S), insieme al valore minimo di manganese (Mn), sono indicati di seguito. I tipi di trattamento termico includono tempra e rinvenimento opzionali per le leghe di qualità inferiore e obbligatori per quelle di qualità superiore.
| Grado di prestazione | Materiale | Trattamento termico | C (%) max | Mn (%) min | P (%) max | S (%) max | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4 | acciaio al carbonio | Opzionale | 0.58 | 0.25 | 0.060 | 0.150 | |
| 5 | acciaio al carbonio | Estinto e temperato | 0.58 | 0.30 | 0.048 | 0.058 | |
| 5 | acciaio al carbonio | Opzionale | 0.58 | – | 0.060 | 0.150 | |
| 6 | acciaio al carbonio | Opzionale | 0.58 | – | 0.060 | 0.150 | |
| 8 | Dado alto (stile 2) | Opzionale | 0.58 | 0.25 | 0.060 | 0.150 | |
| 8 | Dado standard (stile 1) D ≤ M16 | Opzionale | 0.58 | 0.25 | 0.060 | 0.150 | |
| 8 | Dado standard (stile 1) D > M16 | Estinto e temperato | 0.58 | 0.30 | 0.048 | 0.058 | |
| 10 | acciaio al carbonio | Estinto e temperato | 0.58 | 0.30 | 0.048 | 0.058 | |
| 12 | acciaio al carbonio | Estinto e temperato | 0.58 | 0.45 | 0.048 | 0.058 | |
Nota: Per i gradi che richiedono tempra e rinvenimento, i materiali devono presentare una temprabilità sufficiente per ottenere approssimativamente la martensite 90% nella sezione della filettatura prima del rinvenimento. Le valutazioni della composizione chimica devono essere conformi alle norme pertinenti.
Requisiti di durezza
La durezza viene misurata nelle scale Vickers (HV), Brinell (HB) e Rockwell C (HRC), con intervalli che variano a seconda delle dimensioni e della qualità del dado. Queste misurazioni garantiscono la resistenza del dado alla deformazione sotto carico.
| Dimensione del filo | Grado 04 | Grado 05 | Classe quinta | Classe 6 | Grado 8 | Decimo anno | Grado 12 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Scala | Minimo | Massimo | Minimo | Massimo | Minimo | Massimo | Minimo | Massimo | Minimo | Massimo | Minimo | Massimo | Minimo | Massimo | |
| M5 ≤ D ≤ M16 | Alta tensione | 188 | 302 | 272 | 353 | 130 | 302 | 150 | 302 | 200 | 302 | 272 | 353 | 295 | 353 |
| M16 < D ≤ M39 | Alta tensione | 188 | 302 | 272 | 353 | 146 | 302 | 170 | 302 | 233 | 353 | 272 | 353 | 272 | 353 |
| M5 ≤ D ≤ M16 | HB | 179 | 287 | 259 | 336 | 124 | 287 | 143 | 287 | 190 | 287 | 259 | 336 | 280 | 336 |
| M16 < D ≤ M39 | HB | 179 | 287 | 259 | 336 | 139 | 287 | 162 | 287 | 221 | 336 | 259 | 336 | 259 | 336 |
| M5 ≤ D ≤ M16 | HRC | – | 30 | 26 | 36 | – | 30 | – | 30 | – | 30 | 26 | 36 | 29 | 36 |
| M16 < D ≤ M39 | HRC | – | 30 | 26 | 36 | – | 30 | – | 30 | – | 36 | 26 | 36 | 26 | 36 |
Note a piè di pagina: Per i dadi alti (stile 2) di grado 8, la durezza minima è 180 HV (171 HB). Per i dadi alti di grado 8, la durezza massima è 302 HV (287 HB, 30 HRC). Per i dadi alti di grado 12, la durezza minima è 272 HV (259 HB, 26 HRC).
Compatibilità con bulloni, viti o prigionieri
I dadi devono essere compatibili con le classi di resistenza dei bulloni per garantire l'integrità del giunto. La tabella seguente mostra i tipi di dadi, i diametri nominali e le classi di resistenza dei bulloni compatibili.
| Stile Nocciola | Grado 04 | Grado 05 | Classe quinta | Classe 6 | Grado 8 | Decimo anno | Grado 12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Standard (Stile 1) | – | – | M5 ≤ D ≤ M39 / M8x1 ≤ D ≤ M39x3 | M5 ≤ D ≤ M39 / M8x1 ≤ D ≤ M39x3 | M5 ≤ D ≤ M39 / M8x1 ≤ D ≤ M39x3 | M5 ≤ D ≤ M39 / M8x1 ≤ D ≤ M16x1.5 | M5 ≤ D ≤ M16 |
| Alto (Stile 2) | – | – | – | – | M16 ≤ D ≤ M39 / M8x1 ≤ D ≤ M16x1.5 | M5 ≤ D ≤ M39 / M8x1 ≤ D ≤ M39x3 | M5 ≤ D ≤ M39 / M8x1 ≤ D ≤ M16x1.5 |
| Sottile (Stile 0) | M5 ≤ D ≤ M39 / M8x1 ≤ D ≤ M39x3 | M5 ≤ D ≤ M39 / M8x1 ≤ D ≤ M39x3 | – | – | – | – | – |
| Grado di bullone compatibile (max) | – | – | 5.8 | 6.8 | 8.8 | 10.9 | 12.9 |
Questa compatibilità garantisce che il dado non si rompa prima del bullone sottoposto a tensione, mantenendo la sicurezza dell'assemblaggio.
Considerazioni sulla coppia
La norma GB/T 3098.2-2015 non specifica la coppia di serraggio per i dadi, poiché i valori di coppia sono influenzati dall'attrito, dalla lubrificazione e dalle condizioni di assemblaggio. Per la progettazione, è invece necessario concentrarsi sul carico di prova e sul precarico. In pratica, la coppia applicata ai dadi si converte parzialmente in forza di serraggio, spesso con un'efficienza di circa 20% a seconda di fattori come la finitura superficiale. Per riferimento, consultare i valori di coppia di serraggio dei bulloni corrispondenti da norme come la GB/T 3098.1, ma è sempre opportuno verificarli tramite prove per applicazioni specifiche.
Domande frequenti (FAQ)
- 1. Qual è il carico di prova secondo la norma GB/T 3098.2-2015?
- Il carico di prova è la forza di trazione assiale che il dado deve sopportare senza subire deformazioni permanenti, e funge da misura della sua capacità portante.
- 2. In che modo il trattamento termico influisce sulle prestazioni dei dadi?
- Per i gradi più elevati (ad esempio, 8 per D > M16, 10, 12) sono necessari tempra e rinvenimento per ottenere la durezza e la resistenza richieste, garantendo almeno una struttura martensitica 90% prima del rinvenimento.
- 3. È possibile utilizzare dadi di grado 8 con bulloni di grado 10.9?
- Sì, i dadi di grado 8 sono compatibili con bulloni fino al grado 8.8, ma per il grado 10.9, utilizzare dadi di grado 10 per garantire la stessa resistenza ed evitare la rottura del dado.
- 4. Perché i limiti di fosforo e zolfo sono più severi per le classi superiori?
- Un contenuto inferiore di P e S (ad esempio, 0,048% massimo per P nel grado 10) riduce i rischi di infragilimento, migliorando la tenacità e l'affidabilità nelle applicazioni ad alto stress.
- 5. Come si deve testare la durezza delle noci?
- La durezza viene in genere misurata sulla superficie di appoggio o sulla sezione trasversale del dado utilizzando i metodi HV, HB o HRC, con valori che variano in base alle dimensioni (ad esempio, valori minimi più elevati per diametri più piccoli in alcune classi).
- 6. Cosa succede se un dado supera la durezza massima consentita?
- Un'eccessiva durezza può portare alla fragilità; i dadi devono rimanere entro intervalli specificati (ad esempio, massimo 353 HV per il grado 10) per bilanciare resistenza e duttilità.
