Normas de desempenho mecânico para porcas: GB/T 3098.2-2015

A norma GB/T 3098.2-2015 especifica as propriedades mecânicas de porcas de rosca grossa fabricadas em aço carbono e aço liga, aplicáveis ​​a fins gerais de engenharia. Esta norma está em estreita consonância com normas internacionais como a ISO 898-2, garantindo a compatibilidade em sistemas de fixação. Abrange classes de desempenho de 4 a 12, com foco na carga de prova, composição química, dureza e compatibilidade com parafusos, pinos ou prisioneiros. A seguir, os principais aspectos são detalhados com dados extraídos da norma para referência precisa.

Valores de carga de prova para porcas de rosca grossa

A carga de prova representa a carga máxima que uma porca pode suportar sem deformação permanente, essencialmente a resistência mínima à tração que ela deve suportar. As unidades são em Newtons (N). A tabela a seguir fornece os valores de carga de prova para vários tamanhos de rosca e classes de desempenho.

Esses valores são cruciais para a seleção de porcas em aplicações onde a capacidade de suportar carga é fundamental, como em montagens estruturais ou máquinas.

Requisitos de composição química

A norma especifica os limites químicos para porcas de aço carbono, a fim de garantir o tratamento térmico e o desempenho adequados. Os valores máximos para carbono (C), fósforo (P) e enxofre (S), juntamente com o valor mínimo para manganês (Mn), estão descritos abaixo. Os tipos de tratamento térmico incluem têmpera e revenido opcionais para aços de qualidade inferior e obrigatórios para aços de qualidade superior.

Nota: Para classes que requerem têmpera e revenido, os materiais devem apresentar temperabilidade suficiente para atingir aproximadamente martensita 90% na seção da rosca antes do revenido. As avaliações da composição química devem seguir as normas pertinentes.

Requisitos de dureza

A dureza é medida nas escalas Vickers (HV), Brinell (HB) e Rockwell C (HRC), com valores que variam de acordo com o tamanho e a classe da porca. Essas características garantem a resistência da porca à deformação sob carga.

Notas de rodapé: Para porcas altas (Estilo 2) de Grau 8, a dureza mínima é de 180 HV (171 HB). Para porcas altas de Grau 8, a dureza máxima é de 302 HV (287 HB, 30 HRC). Para porcas altas de Grau 12, a dureza mínima é de 272 HV (259 HB, 26 HRC).

Compatibilidade com parafusos, pinos ou arruelas

As porcas devem ser compatíveis com as classes de resistência dos parafusos para garantir a integridade da junta. A tabela abaixo mostra os tipos de porcas, diâmetros nominais e classes de resistência de parafusos compatíveis.

Essa compatibilidade garante que a porca não falhe antes que o parafuso esteja sob tensão, mantendo a segurança da montagem.

Considerações sobre o torque

A norma GB/T 3098.2-2015 não especifica o torque de ruptura para porcas, pois os valores de torque são influenciados por atrito, lubrificação e condições de montagem. Em vez disso, concentre-se na carga de prova e na pré-carga para o projeto. Na prática, o torque aplicado às porcas se converte parcialmente em força de aperto, geralmente com eficiência em torno de 20%, dependendo de fatores como o acabamento superficial. Para referência, consulte os valores de torque correspondentes para parafusos em normas como a GB/T 3098.1, mas sempre verifique por meio de testes para aplicações específicas.

Perguntas frequentes (FAQ)

1. O que é a carga de prova na norma GB/T 3098.2-2015?

A carga de prova é a força de tração axial que a porca deve suportar sem deformação permanente, servindo como uma medida de sua capacidade de suportar carga.

2. Como o tratamento térmico afeta o desempenho da pestana?

Para aços de classes superiores (por exemplo, 8 para D > M16, 10, 12), são necessários têmpera e revenido para atingir a dureza e resistência necessárias, garantindo pelo menos uma estrutura martensítica 90% antes do revenido.

3. Porcas de grau 8 podem ser usadas com parafusos de grau 10.9?

Sim, porcas de grau 8 são compatíveis com parafusos de até grau 8.8, mas para parafusos de grau 10.9, utilize porcas de grau 10 para garantir a mesma resistência e evitar falhas nas porcas.

4. Por que os limites de fósforo e enxofre são mais rigorosos para classes de nutrientes mais elevadas?

Um menor teor de P e S (por exemplo, 0,048% máx. para P no Grau 10) reduz os riscos de fragilização, melhorando a resistência e a confiabilidade em aplicações de alta tensão.

5. Como se deve testar a dureza das porcas?

A dureza é normalmente medida na superfície de apoio ou na seção transversal da porca, utilizando os métodos HV, HB ou HRC, com valores que variam de acordo com o tamanho (por exemplo, valores mínimos mais altos para diâmetros menores em algumas classes).

6. E se uma porca exceder a dureza máxima?

A dureza excessiva pode levar à fragilidade; as porcas devem permanecer dentro de faixas especificadas (por exemplo, no máximo 353 HV para a classe 10) para equilibrar resistência e ductilidade.