Introdução à norma GB/T 3098.16
Esta norma especifica as propriedades mecânicas de parafusos de fixação em aço inoxidável e outros elementos de fixação não trativos similares, com foco nas classes austeníticas. Ela garante a confiabilidade em ambientes corrosivos, como aplicações marítimas ou químicas, definindo composições químicas e critérios de desempenho. A conformidade com a norma GB/T 3098.16-2014 garante que os elementos de fixação suportem as tensões operacionais sem falhar.
Os engenheiros devem consultar esta referência para selecionar materiais que equilibrem a resistência à corrosão e a resistência mecânica, prevenindo problemas como a corrosão intergranular através da escolha adequada de ligas.
Composição Química
A composição química dos grupos de aço inoxidável austenítico usados em parafusos de fixação está descrita na Tabela 2, em conformidade com a norma GB/T 3098.6-2014. Os fabricantes selecionam dentro das faixas especificadas, salvo acordo em contrário. Para aplicações propensas à corrosão intergranular, recomenda-se o teste conforme a norma GB/T 4334, com preferência pelos grupos A3/A5 estabilizados ou A2/A4 com baixo teor de carbono (≤0,03%).
- As composições maximizam a resistência à corrosão, mantendo a capacidade de moldagem.
- Ajustes como a substituição de enxofre por selênio melhoram a usinabilidade no grupo A1.
- A estabilização com titânio ou nióbio impede a precipitação de carbonetos.
| Tipo | Grupo | Composição química (fração mássica) / %um | Observação | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni | Cu | |||
| Austenítico | A1 | 0.12 | 1 | 6.5 | 0.2 | 0,15～0,35 | 16～19 | 0.7 | 5 a 10 | 1,75 a 2,25 | b, c, d |
| A2 | 0.1 | 1 | 2 | 0.05 | 0.03 | 15～20 | —e | 8 a 19 | 4 | f, g | |
| A3 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17～19 | —e | 9 a 12 | 1 | h | |
| A4 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 16～18,5 | 2 a 3 | 10 a 15 | 4 | g, i | |
| A5 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 16～18,5 | 2 a 3 | 10,5 a 14 | 1 | oi | |
um Valores máximos, salvo indicação em contrário.
b O enxofre pode ser substituído por selênio.
c Se o teor de níquel for inferior a 8%, o teor mínimo de manganês deverá ser de 5%.
d Se o teor de níquel exceder 8%, não é especificado um teor mínimo de cobre.
e O teor de molibdênio pode ser adicionado a critério do fabricante; especifique os limites, se necessário.
f Se o teor de cromo for inferior a 17%, o teor mínimo de níquel deverá ser de 12%.
g Para aço inoxidável com teor máximo de carbono de 0,03%, o teor de nitrogênio pode atingir 0,22%.
h Para estabilização, titânio ≥ (5×C%) a 0,8%, ou nióbio/tântalo ≥ (10×C%) a 1,0%.
eu Para diâmetros maiores, o teor de carbono pode aumentar para 0,12% para atingir as propriedades desejadas.
Propriedades Mecânicas
Requisitos gerais
Os parafusos de fixação devem atender aos valores das Tabelas 3 e 4 para serem aceitos. Essas propriedades garantem durabilidade sob as exigências de torque e dureza em aplicações de montagem.
- Verificar o desempenho consistente por meio de testes específicos.
- Aplicável às classes de dureza 12H e 21H.
Torque garantido para parafusos de fixação com soquete
Os parafusos de fixação com encaixe sextavado atendem ao torque mínimo da Tabela 3, testados em comprimentos específicos para simular o uso no mundo real.
| Diâmetro nominal da rosca d | Duração mínima do testeum / mm | Classe de dureza | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ponto plano | Ponta de cone | Ponto de Cão | Ponto de Copa | 12H | 21H | |
| 1.6 | 2.5 | 3 | 3 | 2.5 | 0.03 | 0.05 |
| 2 | 4 | 4 | 4 | 3 | 0.06 | 0.1 |
| 2.5 | 4 | 4 | 5 | 4 | 0.18 | 0.3 |
| 3 | 4 | 5 | 6 | 5 | 0.25 | 0.42 |
| 4 | 5 | 6 | 8 | 6 | 0.8 | 1.4 |
| 5 | 6 | 8 | 8 | 6 | 1.7 | 2.8 |
| 6 | 8 | 8 | 10 | 8 | 3 | 5 |
| 8 | 10 | 10 | 12 | 10 | 7 | 12 |
| 10 | 12 | 12 | 16 | 12 | 14 | 24 |
| 12 | 16 | 16 | 20 | 16 | 25 | 42 |
| 16 | 20 | 20 | 25 | 20 | 63 | 105 |
| 20 | 25 | 25 | 30 | 25 | 126 | 210 |
| 24 | 30 | 30 | 35 | 30 | 200 | 332 |
um O comprimento mínimo corresponde a pelo menos a profundidade total de um encaixe, conforme as normas do produto.
Requisitos de dureza
Os parafusos de fixação devem atingir os níveis de dureza da Tabela 4, que são críticos para a resistência ao desgaste e a capacidade de suportar carga.
| Dureza | Classe de dureza | |
|---|---|---|
| 12H | 21H | |
| Dureza Vickers HV | 125～209 | ≥210 |
| Dureza Brinell HB | 123～213 | ≥214 |
| Dureza Rockwell HRB | 70～95 | ≥96 |
Teste de dureza
Realize os ensaios de acordo com GB/T 231.1 (HB), GB/T 230.1 (HRB) ou GB/T 4340.1 (HV). Em caso de litígios, utilize a tensão Vickers como base. Siga os procedimentos de GB/T 3098.3 para garantir a precisão.
- Certifique-se de que a preparação da superfície evite alterar os resultados.
- Testar a uniformidade em vários pontos dos lotes de produção.
Apêndices
Apêndice B: Composições de aço inoxidável austenítico (da ISO 683-13:1986)
Este apêndice informativo fornece composições detalhadas para aços austeníticos, auxiliando na seleção de materiais para ambientes específicos.
| Tipo de açoum | Composição Químicab (fração mássica) / % | Designação de grupod | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | Si máximo | Mn máx. | P máx. | S | N | Cr | Mo | Nb | Nic | Se min | Ti | Cu | ||
| 10 | 0,030 máx. | 1 | 2 | 0.045 | 0,030 máx. | — | 17,0 a 19,0 | — | — | 9,0 a 12,0 | — | — | — | A2e |
| 19aN | 0,030 máx. | 1 | 2 | 0.045 | 0,030 máx. | 0,12～0,22 | 16,5 a 18,5 | 2,5 a 3,0 | — | 11,5 a 14,5 | — | — | — | A4e |
Notas do apêndice: Os números de tipo são provisórios; não são permitidas adições de elementos não listados sem acordo; evite a contaminação por sucata.
Apêndice C: Aços inoxidáveis austeníticos para conformação a frio e extrusão (da ISO 4954:1993)
Este apêndice lista composições otimizadas para processos de conformação a frio, garantindo trabalhabilidade sem comprometer a resistência.
| Designação do tipo de açoum | Composição Químicab (fração mássica) / % | Designação de grupoc | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Não. | Nome | ISO 4954:1979 | C | Si máximo | Mn máx. | P máx. | S máx. | Cr | Mo | Ni | Outros | |
| 78 | X 2 CrNi 18 10 E | D20 | ≤0,030 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17,0 a 19,0 | — | 9,0 a 12,0 | — | A2d |
| 88 | X 3 CrNiCu 18 9 3 E | D32 | ≤0,04 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17,0 a 19,0 | — | 8,5 a 10,5 | Cu:3,00～4,00 | A2 |
Observações: As designações incluem números sequenciais e nomes ISO; não são adicionados elementos não listados; evite a contaminação para obter propriedades ideais.
Apêndice E: Permeabilidade Magnética Relativa dos Aços Inoxidáveis Austeníticos
Para aplicações sensíveis a campos magnéticos, consulte metalurgistas. Os aços austeníticos não são magnéticos no estado recozido em solução, mas podem se tornar magnéticos após trabalho a frio. Permeabilidade relativa μr Mede a magnetização; valores próximos de 1 indicam baixa permeabilidade.
- Exemplo: A2: μr ≈1,8
- A4: μr ≈1,015
- A4L: μr ≈1,005
- F1: μr ≈5
Utilização em eletrônicos ou dispositivos médicos onde o baixo magnetismo é essencial.
Perguntas frequentes
Qual grupo de aço inoxidável é recomendado para resistência à corrosão intergranular?
Dê preferência a grupos A3 ou A5 estabilizados, ou A2/A4 com baixo teor de carbono e ≤0,03% de carbono. Realize testes conforme a norma GB/T 4334 para confirmar a adequação em ambientes agressivos.
Como o trabalho a frio afeta as propriedades magnéticas dos parafusos de fixação?
A deformação a frio pode induzir magnetismo em aços austeníticos. Selecione aços de baixa permeabilidade, como o A4L, para aplicações que exigem fixadores não magnéticos.
E se os resultados do teste de dureza ficarem fora dos intervalos da Tabela 4?
Rejeite o lote, pois pode indicar tratamento térmico inadequado. Realize um novo teste utilizando o método Vickers como parâmetro e investigue os processos de fabricação.
É possível ajustar as composições químicas além do que consta na Tabela 2?
Somente mediante acordo entre comprador e fabricante. Alterações não autorizadas podem comprometer a resistência à corrosão ou a integridade mecânica.
Por que especificar comprimentos mínimos de teste para ensaios de torque?
Para garantir o encaixe completo do soquete, simulando o uso real e evitando falhas prematuras devido à aderência inadequada durante a instalação.
Como escolher entre as classes de dureza 12H e 21H?
12H para aplicações gerais de resistência à corrosão; 21H para necessidades de maior resistência, como conjuntos sujeitos a vibração, equilibrando tenacidade e dureza.
