Introdução à norma GB/T 3098.1-2010
Sumário do artigo
Este artigo fornece uma visão geral abrangente da norma GB/T 3098.1-2010, com foco nas propriedades mecânicas de parafusos, porcas e pinos fabricados em aços carbono e aços ligados. A estrutura é a seguinte:
- Introdução ao Padrão
- Sistema e materiais de marcação
- Propriedades Mecânicas e Físicas
- Diretrizes de aplicação e aplicabilidade do teste
- Perguntas frequentes (FAQ)
Introdução ao Padrão
A norma GB/T 3098.1-2010 especifica as propriedades mecânicas e físicas de parafusos, porcas e pinos de aço carbono ou aço liga, testados em temperaturas ambientes entre 10 °C e 35 °C. Esta norma aplica-se a elementos de fixação com diâmetros nominais de rosca de 1,6 mm a 39 mm, garantindo consistência no desempenho para aplicações estruturais, automotivas e de máquinas.
Define classes de propriedades com base na resistência à tração, limite de escoamento, alongamento, dureza e outras métricas, promovendo o controle de qualidade e a segurança. Alinhada com a ISO 898-1:2009, facilita a compatibilidade internacional, ao mesmo tempo que atende aos requisitos específicos das normas de fabricação chinesas.
- Âmbito de aplicação: Abrange fixadores de aço carbono e aço liga em condições padrão.
- Principais atualizações: Especificações aprimoradas para classes de alta resistência e métodos de teste.
- Importância: Garante que os fixadores atendam aos requisitos de capacidade de carga e durabilidade em projetos de engenharia.
Sistema e materiais de marcação
O sistema de classificação de propriedades utiliza dois números separados por um ponto, onde o da esquerda indica a resistência à tração nominal (R).m) em MPa dividido por 100, e à direita representa a relação de escoamento multiplicada por 10. Por exemplo, “8,8” denota resistência à tração de 800 MPa e uma relação de escoamento de 0,8.
Para atingir as propriedades desejadas, os materiais devem atender aos limites de composição química e aos requisitos de tratamento térmico. Aços carbono com adição de elementos como boro, manganês ou cromo são comuns, com temperaturas mínimas de revenido especificadas para garantir a temperabilidade.
| Dígito após a vírgula | .6 | .8 | .9 |
|---|---|---|---|
| Razão | 0.6 | 0.8 | 0.9 |
Para fixadores com capacidade de carga reduzida e propriedades equivalentes a 8.8, marque como “08.8”.
| Classe de propriedade | Tratamento térmico e de materiais | Limites de composição química (análise de panela %) | Temperatura mínima de têmpera (°C) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | P máx. | S máx. | B máx. | ||||
| min | máximo | ||||||
| 4.6 | Aço carbono ou aço carbono com aditivos | — | 0.55 | 0.05 | 0.06 | Não especificado | — |
| 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 | Aço carbono com aditivos (ex.: B, Mn, Cr) temperado e revenido | 0.15 | 0.4 | 0.025 | 0.025 | 0.003 | 425 |
| Aço carbono temperado e revenido | 0.25 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
| Aço-liga temperado e revenido | 0.2 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
| 9.8 | Aço carbono com aditivos, temperado e revenido. | 0.15 | 0.4 | 0.025 | 0.025 | 0.003 | 425 |
| Aço carbono temperado e revenido | 0.25 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
| Aço-liga temperado e revenido | 0.2 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
| 10.9 | Aço carbono com aditivos, temperado e revenido. | 0.20 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | 0.003 | 425 |
| Aço carbono temperado e revenido | 0.25 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
| Aço-liga temperado e revenido | 0.2 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
| 12.9 | Aço-liga temperado e revenido | 0.3 | 0.5 | 0.025 | 0.025 | 0.003 | 425 |
| 12.9 | Aço carbono com aditivos, temperado e revenido. | 0.28 | 0.5 | 0.025 | 0.025 | 0.003 | 380 |
Notas:
- A análise do produto aplica-se em caso de litígio.
- Boro até 0,005%, controlado por titânio e/ou alumínio para boro não efetivo.
- Para as classes 4.6 e 5.6, o tratamento térmico pode ser necessário para fixadores conformados a frio, a fim de garantir a ductilidade.
- Aços de corte livre permitidos para certas classes com S máximo de 0,34%, P de 0,11% e Pb de 0,35%.
- Para aços boro com C < 0,25%, o Mn mínimo é 0,6% para 8,8, 0,7% para 9,8 e 10,9.
- Para classes superiores de materiais, é necessário garantir a presença de martensita 90% no núcleo antes do revenimento.
- Os aços-liga contêm pelo menos um dos seguintes elementos: Cr 0,30%, Ni 0,30%, Mo 0,20%, V 0,10%.
- Ausência de camada de fosfeto branco em superfícies de classe 12.9; remover antes do tratamento térmico.
- Utilize a classe 12.9 com cautela devido ao risco de fissuração por corrosão sob tensão.
Essas especificações orientam a seleção de materiais, garantindo que os fixadores alcancem a resistência necessária e a capacidade de resistir a modos de falha como a fragilização por hidrogênio.
Propriedades Mecânicas e Físicas
Os elementos de fixação devem atender às propriedades mecânicas especificadas à temperatura ambiente, incluindo resistência à tração, limite de escoamento, alongamento, dureza e energia de impacto. Os métodos de teste são descritos para verificar a conformidade.
| Não. | Propriedade mecânica ou física | Classe de propriedade | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 | Resistência à tração Rm (MPa) | nom | 400 | 400 | 500 | 500 | 600 | 800 | 800 | 900 | 1000 | 1200 | |
| min | 400 | 420 | 500 | 520 | 600 | 800 | 830 | 900 | 1040 | 1220 | |||
| 2 | Menor limite de escoamento ReL (MPa) | nom | 240 | — | 300 | — | — | — | — | — | — | — | |
| min | 240 | — | 300 | — | — | — | — | — | — | — | |||
| 3 | Tensão em alongamento não proporcional de 0,2% Rp0,2 (MPa) | nom | — | — | — | — | — | 640 | 640 | 720 | 900 | 1080 | |
| min | — | — | — | — | — | 640 | 660 | 720 | 940 | 1100 | |||
| 4 | Tensão a 0,0048d de alongamento não proporcional para fixador de tamanho normal Rpf (MPa) | nom | — | 320 | — | 400 | 480 | — | — | — | — | — | |
| min | — | 340 | — | 420 | 480 | — | — | — | — | — | |||
| 5 | Estresse de prova Sp (MPa) | nom | 225 | 310 | 280 | 380 | 440 | 580 | 600 | 650 | 830 | 970 | |
| Razão de tensão de prova | 0.94 | 0.91 | 0.93 | 0.9 | 0.92 | 0.91 | 0.91 | 0.9 | 0.88 | 0.88 | |||
| 6 | Alongamento após fratura para corpos de prova usinados A (%) | min | 22 | — | 20 | — | — | 12 | 12 | 10 | 9 | 8 | |
| 7 | Redução da área após fratura para peças de teste usinadas Z (%) | min | — | 52 | 52 | 48 | 48 | 44 | |||||
| 18 | descontinuidades superficiais | GB/T 5779.1 | GB/T 5779.3 | ||||||||||
Notas:
- Valores não adequados para parafusos estruturais.
- Para parafusos estruturais d ≥ M12.
- Valores nominais apenas para fins de designação.
- Rp0,2 pode ser medido se ReL Não é possível determinar.
- Rpf Os valores mínimos para 4,8, 5,8 e 6,8 estão sob investigação.
- Cargas de prova nas Tabelas 5 e 7.
- A dureza final pode ser menor para certas classes.
- Aplicam-se limites de dureza superficial; para alguns, não mais de 30 HV acima do núcleo.
- Teste de impacto a -20 °C para d ≥ 16 mm.
- A norma GB/T 5779.3 pode ser substituída mediante acordo.
Essas propriedades garantem que os fixadores tenham o desempenho adequado sob as cargas especificadas, com testes como tração e dureza verificando a qualidade. Para aplicações que exigem alta resistência, considere os efeitos do tamanho na capacidade de carga.
Diretrizes de aplicação e aplicabilidade do teste
A norma fornece métodos de ensaio para verificação, aplicáveis a fixadores de tamanho real ou a corpos de prova usinados. Devem ser considerados fatores ambientais, torque de instalação e tratamentos de superfície para evitar falhas como descarbonetação ou fragilização.
- Utilize classes apropriadas para os requisitos de carga; por exemplo, 10.9 para ambientes de alta exigência.
- Aplicar testes de tração, carga de prova, dureza e impacto conforme o tamanho e a classe.
- Para fixadores galvanizados a quente, consulte GB/T 5267.3.
- Garantir a marcação para rastreabilidade e conformidade.
- Cuidado ao usar o produto da classe 12.9 em condições corrosivas.
Estas diretrizes auxiliam na seleção e teste de fixadores, aumentando a confiabilidade em conjuntos mecânicos.
Perguntas frequentes (FAQ)
O que significa a marcação da classe do imóvel, como "8.8"?
Isso indica uma resistência à tração nominal de 800 MPa e uma relação de limite de escoamento de 0,8, garantindo a identificação padronizada do desempenho para seleção em projetos de engenharia.
Como a composição dos materiais afeta o desempenho dos fixadores?
Composições com elementos adicionados, como o boro, melhoram a temperabilidade, permitindo classes de resistência mais elevadas, ao mesmo tempo que limitam P e S para evitar fragilidade, conforme os limites da Tabela 2.
Quando devem ser realizados os testes de impacto?
Para diâmetros (d) ≥ 16 mm e classes que exigem no mínimo 27 J a -20 °C, o objetivo é avaliar a resistência em aplicações de baixa temperatura e evitar falhas frágeis.
Quais são as implicações da descarbonetação nas roscas?
Isso reduz a resistência; a norma especifica uma profundidade máxima de descarbonetação completa de 0,015 mm e uma altura mínima sem descarbonetação para manter a capacidade de suportar carga.
Como a norma se alinha com a ISO 898-1?
É uma versão modificada da norma ISO 898-1:2009, com classes de propriedades semelhantes, mas adaptada ao contexto chinês, garantindo a interoperabilidade global nas especificações de fixadores.
Quais testes são aplicáveis a fixadores de tamanho normal?
Os ensaios de tração, de carga de prova e de tração em cunha verificam o desempenho no mundo real, especialmente para dimensões em que os corpos de prova usinados podem não representar o comportamento real.
