Introdução à norma GB/T 3098.25-2020
A norma GB/T 3098.25-2020 é uma norma nacional crítica na China que fornece diretrizes abrangentes para a seleção de fixadores de aço inoxidável e ligas de níquel com base em suas características de desempenho mecânico. Esta norma faz parte da série GB/T 3098, que aborda as propriedades mecânicas dos fixadores, com foco específico em materiais como aços inoxidáveis austeníticos, martensíticos, ferríticos e duplex, além de ligas de níquel. Seu principal objetivo é auxiliar engenheiros, projetistas e fabricantes na escolha de fixadores adequados para aplicações que exigem alta resistência à corrosão, resistência mecânica e durabilidade em diversas condições ambientais, como ambientes marinhos, de processamento químico e de alta temperatura.
O escopo desta norma inclui tabelas detalhadas de composição química que descrevem as frações de massa de elementos-chave como carbono (C), silício (Si), manganês (Mn), fósforo (P), enxofre (S), cromo (Cr), molibdênio (Mo), níquel (Ni), cobre (Cu), nitrogênio (N), nióbio (Nb) e titânio (Ti). Essas composições são referenciadas por códigos ISO, grupos de fixadores correspondentes e normas relacionadas para garantir compatibilidade e confiabilidade. Por exemplo, utiliza como referência a GB/T 3098.6 para parafusos, porcas e pinos de aço inoxidável, a GB/T 3098.15 para porcas e outras normas para aplicações específicas.
Em termos práticos, este guia ajuda a mitigar os riscos associados à falha do material, especificando composições que melhoram propriedades como resistência à tração, limite de escoamento e resistência à corrosão intergranular. Inclui também notas sobre como evitar adições não intencionais de elementos durante a fabricação para preservar a têmpera, as propriedades mecânicas e a aplicabilidade. Os profissionais de engenharia mecânica confiam nesta norma para otimizar a seleção de fixadores, garantindo a conformidade com normas internacionais equivalentes, como a ISO 3506 e as normas EN.
Os principais benefícios incluem maior segurança em conjuntos estruturais, custo-benefício por meio da escolha adequada de materiais e melhor desempenho em ambientes agressivos. Por exemplo, as ligas austeníticas são preferidas por suas propriedades não magnéticas e conformabilidade, enquanto as ligas duplex oferecem um equilíbrio entre resistência mecânica e resistência à corrosão. Esta norma promove as melhores práticas em ciência dos materiais, enfatizando a importância da liga precisa para alcançar os resultados mecânicos desejados. Ao seguir essas diretrizes, as indústrias podem reduzir o tempo de inatividade e os custos de manutenção associados à degradação de fixadores.
Composição química dos aços inoxidáveis austeníticos
A Tabela 1 da norma GB/T 3098.25-2020 detalha a composição química dos aços inoxidáveis austeníticos, com referência às normas GB/T 3098.6, GB/T 3098.15, GB/T 3098.16 e GB/T 3098.21. Essas composições são cruciais para determinar as propriedades mecânicas e a resistência à corrosão dos fixadores. Os valores são apresentados como frações de massa em porcentagem, sendo a maioria limites máximos, a menos que especificados como intervalos ou mínimos. Os aços austeníticos são conhecidos por sua excelente conformabilidade, soldabilidade e resistência à oxidação, o que os torna ideais para fixadores em ambientes corrosivos.
A tabela lista os códigos ISO juntamente com as composições elementares, incluindo C, Si, Mn, P, S, Cr, Mo, Ni, Cu, N, Nb e Ti, e atribui os grupos de fixadores correspondentes, como A1, A2, A2L, A3, A4, A4L, A5 e A8. Por exemplo, a norma ISO 4305-303-00-I (grupo A1) apresenta C até 0,12, Cr entre 17,0 e 19,0 e S ≥ 0,15 para melhor usinabilidade. Essas especificações garantem consistência no desempenho, como a manutenção da estrutura austenítica para propriedades não magnéticas.
As notas enfatizam que elementos não especificados não devem ser adicionados sem o consentimento do comprador, exceto para refino, e que precauções devem ser tomadas contra contaminantes que afetem as propriedades. Os grupos se alinham de forma próxima, mas não idêntica, com outras normas GB/T. Esses dados auxiliam na seleção de materiais para cargas e temperaturas específicas, prevenindo problemas como fissuração por corrosão sob tensão.
| Código ISO | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni | Cu | N | Nb | Ti | Grupo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4305-303-00-I | 0.12 | 1 | 2 | 0.06 | ≥0,15 | 17.0~19.0 | – | 8.0~10.0 | 1 | 0.1 | – | – | A1 |
| 4301-304-00-I | 0.07 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.5~19.5 | – | 8.0~10.5 | – | 0.1 | – | – | A2 |
| 4307-304-03-I | 0.03 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.5~19.5 | – | 8.0~10.5 | – | 0.1 | – | – | A2L |
| 4311-304-53-I | 0.03 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.5~19.5 | – | 8.0~11.0 | – | 0.12~0.22 | – | – | A2L |
| 4567-304-98-X | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.0~19.0 | – | 8.0~10.5 | 1.0~3.0 | – | – | – | A2 |
| 4567-304-30-I | 0.04 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.0~19.0 | – | 8.0~10.5 | 3.0~4.0 | 0.1 | – | – | A3 |
| 4541-321-00-I | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.0~19.0 | – | 9.0~12.0 | – | – | – | 5×C~0,70 | A3 |
| 4550-347-00-I | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.0~19.0 | – | 9.0~12.0 | – | – | 10×C~1,00 | – | A3 |
| 4401-316-00-I | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 16.0~18.0 | 2.00~3.00 | 10.0~13.0 | – | 0.1 | – | – | A4 |
| 4404-316-03-I | 0.03 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 16.5~18.5 | 2.00~3.00 | 10.0~13.0 | – | 0.1 | – | – | A4L |
| 4406-316-53-I | 0.03 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 16.5~18.5 | 2.00~3.00 | 10.0~12.5 | – | 0.12~0.22 | – | – | A4L |
| 4578-316-76-E | 0.04 | 1 | 2 | 0.045 | 0.015 | 16.5~17.5 | 2.00~2.50 | 10.0~11.0 | 3.0~3.5 | 0.1 | – | – | A4 |
| 4571-316-35-I | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 16.5~18.5 | 2.00~2.50 | 10.5~13.5 | – | – | – | 5×C~0,70 | A5 |
| 4529-089-26-I | 0.02 | 0.75 | 2 | 0.035 | 0.015 | 19.0~21.0 | 6.0~7.0 | 24.0~26.0 | 0.5~1.5 | 0.15~0.25 | – | – | A8 |
| 4547-312-54-I | 0.02 | 0.7 | 1 | 0.035 | 0.015 | 19.5~20.5 | 6.0~7.0 | 17.5~18.5 | 0.50~1.00 | 0.18~0.25 | – | – | A8 |
| 4478-083-67-U | 0.03 | 1 | 2 | 0.04 | 0.03 | 20.0~22.0 | 6.0~7.0 | 23.5~25.5 | 0.75 | 0.18~0.25 | – | – | A8 |
Composição química dos aços martensíticos, ferríticos e duplex
A Tabela 2 descreve as composições químicas dos aços inoxidáveis martensíticos, ferríticos e duplex, essenciais para fixadores que exigem alta resistência e resistência moderada à corrosão. Os aços martensíticos oferecem temperabilidade por meio de tratamento térmico, os ferríticos proporcionam boa ductilidade e os duplex combinam fases austeníticas e ferríticas para resistência superior e resistência à corrosão por pite.
Os códigos ISO estão associados a elementos e grupos como C1, C3, C4, F1, D2, D4, D6 e D8. Para aços martensíticos, a norma ISO 4006-410-00-I (C1) apresenta teores de C entre 0,08 e 0,15 e teores de Cr entre 11,5 e 13,5. Exemplos de aços duplex incluem a norma ISO 4462-318-03-I (D6), com teores de Cr entre 21,0 e 23,0 e teores de Mo entre 2,5 e 3,5. As notas incluem os requisitos de tungstênio para determinados códigos e os cálculos de PREN para reconhecimento de aços duplex.
| Código ISO | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni | Cu | N | Nb | Ti | Grupo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Aços inoxidáveis martensíticos | |||||||||||||
| 4006-410-00-I | 0.08~0.15 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 11.5~13.5 | – | 0.75 | – | – | – | – | C1 |
| 4021-420-00-I | 0.16~0.25 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 12.0~14.0 | – | – | – | – | – | – | C1 |
| 4028-420-00-I | 0.26~0.35 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 12.0~14.0 | – | – | – | – | – | – | C1 |
| 4057-431-00-X | 0.12~0.22 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 15.0~17.0 | – | 1.50~2.50 | – | – | – | – | C3 |
| 4005-416-00-I | 0.08~0.15 | 1 | 1.5 | 0.04 | ≥0,15 | 12.0~14.0 | 0.6 | – | – | – | – | – | C4 |
| Aços inoxidáveis ferríticos | |||||||||||||
| 4016-430-00-I | 0.08 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | 16.0~18.0 | – | – | – | – | – | – | F1 |
| Aços inoxidáveis duplex | |||||||||||||
| 4482-320-01-X | 0.03 | 1 | 4.0~6.0 | 0.035 | 0.03 | 19.5~21.5 | 0.10~0.60 | 1.50~3.50 | 1 | 0.05~0.20 | – | – | D2 |
| 4362-323-04-I | 0.03 | 1 | 2 | 0.035 | 0.015 | 22.0~24.5 | 0.10~0.60 | 3.5~5.5 | 0.10~0.60 | 0.05~0.20 | – | – | D2 |
| 4062-322-02-U | 0.03 | 1 | 2 | 0.04 | 0.01 | 21.5~24.0 | 0.45 | 1.00~2.90 | – | 0.16~0.28 | – | – | D4 |
| 4162-321-01-E | 0.04 | 1 | 4.0~6.0 | 0.04 | 0.015 | 21.0~22.0 | 0.10~0.80 | 1.35~1.90 | 0.10~0.80 | 0.20~0.25 | – | – | D4 |
| 4662-824-41-X | 0.03 | 0.7 | 2.50~4.0 | 0.035 | 0.005 | 23.0~25.0 | 1.00~2.00 | 3.0~4.5 | 0.10~0.80 | 0.20~0.30 | – | – | D4 |
| 4462-318-03-I | 0.03 | 1 | 2 | 0.035 | 0.015 | 21.0~23.0 | 2.5~3.5 | 4.5~6.5 | – | 0.10~0.22 | – | – | D6 |
| 4481-312-60-J | 0.03 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 24.0~26.0 | 2.5~3.5 | 5.5~7.5 | – | 0.08~0.30 | – | – | D6 |
| 4410-327-50-E | 0.03 | 1 | 2 | 0.035 | 0.015 | 24.0~26.0 | 3.0~4.5 | 6.0~8.0 | – | 0.24~0.35 | – | – | D8 |
| 4501-327-60-I | 0.03 | 1 | 1 | 0.03 | 0.01 | 24.0~26.0 | 3.0~4.0 | 6.0~8.0 | 0.5~1.0 | 0.20~0.30 | – | – | D8 |
| 4507-325-20-I | 0.03 | 0.7 | 2 | 0.035 | 0.015 | 24.0~26.0 | 3.0~4.0 | 6.0~8.0 | 1.0~2.5 | 0.20~0.30 | – | – | D8 |
Composição química de aços inoxidáveis e ligas de níquel para altas temperaturas
A Tabela 3 apresenta composições para aplicações em altas temperaturas, incluindo aços martensíticos e aços austeníticos de endurecimento por precipitação com ligas de níquel. Esses materiais são projetados para temperaturas elevadas, oferecendo resistência à fluência e proteção contra oxidação.
Os grupos incluem CH0, CH1, CH2, V ou VH, VW, SD, SB e 718. Para a liga de níquel 2,4668 (718), o teor de C varia de 0,02 a 0,08, com altos teores de Ni (50,00 a 55,00) e Mo (2,80 a 3,30). As notas detalham elementos adicionais como V, Al, B, Co, Fe e Nb para códigos específicos.
| Código ISO | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni | Cu | N | Nb | Ti | Grupo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Aços inoxidáveis martensíticos | |||||||||||||
| 4021-420-00-I | 0.16~0.25 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 12.0~14.0 | – | – | – | – | – | – | CH0 |
| 4028-420-00-I | 0.26~0.35 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 12.0~14.0 | – | – | – | – | – | – | CH1 |
| 4057-431-00-X | 0.12~0.22 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 15.0~17.0 | – | 1.50~2.5 | – | – | – | – | CH2 |
| 4923-422-77-E | 0.18~0.24 | 0.5 | 0.40~0.90 | 0.025 | 0.015 | 11.0~12.5 | 0.8~1.2 | 0.30~0.80 | – | – | – | – | V ou VH |
| 1.4913 | 0.17~0.23 | 0.5 | 0.40~0.90 | 0.025 | 0.015 | 10.0~11.5 | 0.50~0.80 | 0.20~0.60 | – | 0.05~0.10 | 0.25~0.55 | – | VW |
| Aços inoxidáveis e ligas de níquel endurecidos por precipitação austenítica | |||||||||||||
| 4980-662-86-X | 0.08 | 1 | 2 | 0.04 | 0.03 | 13.5~16.0 | 1.0~1.5 | 24.0~27.0 | – | – | – | 1.90~2.35 | SD |
| 2.4952 | 0.04~0.10 | 1 | 1 | 0.02 | 0.015 | 18.0~21.0 | – | ≥65 | 0.2 | – | – | 1.80~2.70 | SB |
| 2.4668 | 0.02~0.08 | 0.035 | 0.035 | 0.015 | 0.015 | 17.0~21.0 | 2.80~3.30 | 50.00~55.00 | 0.3 | – | – | 0.60~1.20 | 718 |
Classes comuns para fixadores de conformação a frio – Austeníticos
A Tabela A.1 lista as classes austeníticas comuns para fixadores conformados a frio, com referências cruzadas a categorias, grupos, códigos ISO, designações europeias, códigos ASTM, nomes comuns nos EUA, posições GB/T, códigos GB/T 20878 e normas relacionadas. Isso auxilia na seleção de materiais para a produção em larga escala de parafusos e porcas.
| Categoria | Grupo | Código ISO | Código Europeu | Grau Europeu | Código ASTM | Nome dos EUA | Posição GB/T | Código GB/T 20878 | Normas relacionadas |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Austenítico sulfurizado | A1 | 4305-303-00-I | 1.4305 | X8CrNiS18-9 | S30300 | 303 | Capítulo 5, Tabela 1 | S30317 | ASTM A959, EN 10088-3 |
| A1 | 4570-303-31-I | 1.457 | X6CrNiCuS18-9-2 | S30331 | 303Cu | GB/T 3098,6 GB/T 3098,15 | – | EN 10088-3 | |
| Austenítico de uso geral | A2L | 4307-304-03-I | 1.4307 | X2CrNi18-9 | S30403 | 304L | Capítulo 5, Tabela 1 | S30403 | ASTM A959, EN 10088-3, EN 10263-5, EN 10269 |
