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SUMÁRIO
1 Objetivo2 Documentos complementares3 Condições gerais4 Condições específicas5 Inspeção6 Aceitação e rejeiçãoANEXO - Propriedades mecânicas de parafusos e
prisioneiros a temperaturas elevadas
1 Objetivo
1.1 Esta Norma fixa as características mecânicas de pa-rafusos e prisioneiros quando ensaiados à temperaturaambiente (ver PB-18). As propriedades mecânicas variamcom a temperatura alta ou baixa.
Nota: No Anexo, a título orientativo, são dadas as propriedades
mecânicas de parafusos e prisioneiros a temperaturaselevadas, de algumas classes de resistência.
1.2 Esta Norma aplica-se a parafusos e prisioneiros:
a) com diâmetro nominal de rosca - 39 mm (passonormal e fino);
b) com rosca métrica ISO, e com diâmetro, passos etolerâncias de acordo a NB-97;
Propriedades mecânicas de elementosde fixação - Parafusos e prisioneiros
EB-168
Palavras-chave: Parafuso. Elemento de fixação 17 páginas
Origem: Projeto EB-168/91CB-04 - Comitê Brasileiro de MecânicaCE-04:003.01 - Comissão de Estudo de Elementos de Fixação RoscadosEB-168 - Mechanical properties of fasteners - Bolts, screws and studs -SpecificationEsta Norma foi baseada na ISO 898-1Esta Norma substitui a EB-168/84
Especificação
Registrada no INMETRO como NBR 8855NBR 3 - Norma Brasileira Registrada
1.3 Esta Norma não de aplica a parafusos sem cabeça epeças roscadas semelhantes (ver EB-1564).
1.4 Esta Norma não especifica requisitos tais como:
a) soldabilidade;
b) resistência à corrosão (ver NB-320);
c) resistência à temperatura acima de + 300°C ou a-
baixo de - 50°C.
Nota: O sistema de designação para classes de resistência tam-
bém pode ser utilizado fora do campo de aplicação descri-to, por exemplo: para tamanhos > 39 mm, sob a condiçãode que os parafusos apresentem todas as característicasmecânicas prescritas nesta Norma.
2 Documentos complementares
Na aplicação desta Norma é necessário consultar:
Portaria INMETRO n º 76, de 31.12.69 - Parafusos -
porcas, rebites e similares - Acondicionamento
EB-1564 - Elementos de fixação - Características me-cânicas de parafusos sem cabeça e outros elemen-tos de fixação roscados similares, não sujeitos a ten-sões de tração - Especificação
EB-1647 - Porcas com valores de cargas específi-cas - Características mecânicas de elementos de fixa-ção - Especificação
MB-4 - Materiais metálicos - Determinação das pro-priedades mecânicas à tração - Método de ensaio
MB-60 - Determinação da dureza Brinell para mate-riais metálicos - Método de ensaio
MB-1116 - Determinação da resistência ao impactode materiais metálicos em corpos-de-prova enta-lhados simplesmente apoiados - Método de ensaio
MB-358 - Materiais metálicos - Determinação da du-reza Rockwell - Método de ensaio
MB-359 - Materiais metálicos - Determinação da du-reza Vickers - Método de ensaio
NB-97- Rosca métrica ISO - Procedimento
NB-320 - Elementos de fixação de aço inoxidável eaço resistente à corrosão - Especificação
NB-902 - Defeitos superficiais em parafusos - Pro-cedimento
PB-18 - Temperatura de referência para mediçõesindustriais de dimensões lineares - Padronização
PB-50 - Furos de passagem para parafusos e peçasroscadas similares - Padronização
PB-882 - Elementos de fixação roscados - Tolerân-cias dimensionais, de forma, posição e rugosidadepara graus de produto A, B e C - Padronização
TB-249 - Metalografia e tratamentos térmicos de li-gas ferro-carbono - Terminologia
3 Condições gerais
3.1 Sistema de designação
3.1.1 O sistema de designação para classes de resistência
de parafusos e prisioneiros está representado na Tabela 1.A abscissa representa o valor nominal da resistência àtração R m em MPa e a ordenada, o alongamento mínimoapós a ruptura A mín. em percentagem. As classes deresistência são formadas por dois algarismos:
a) o primeiro algarismo indica 1/100 da resistência àtração nominal em MPa, ver R m em 4.2;
b) o segundo algarismo indica 1/10 da relação entre oescoamento nominal R eL ou R p0,2 e a resistência àtração nominal R m (relação do escoamento).
3.1.1.1 A multiplicação dos dois algarismos resulta em 1/10
do escoamento nominal em MPa. O escoamento mínimo,ReL ou Rp0,2 , e a resistência à tração mínima (R m ) são iguaisou mais altos do que os valores nominais (ver 4.2).
Tabela 1 - Sistema de coordenadas
Alongamento mínimo após a ruptura A mín. (%)
7
8
9
10
12
14
16
18
2022
25
303.6
4.65.6
4.8
5.8
6.8
9.8 (A)
10.9
12.9
Resistência à tração nominal 300 400 500 600 700 800 900 1000 1200 1400R m (MPa)
Relação entre o escoamento e a resistência à tração
Segundo algarismo do símbolo 6 8 9
Escoamento nominal R eL ou R p0,2
Resistência à tração nominal R m
(A) Aplicável somente a diâmetro d - 16 mm.
Nota: As classes de resistência apresentadas nesta Norma não se aplicam necessariamente a todos os tipos de parafusos. Uma apro-
priada seleção das classes de resistência é apresentada nas respectivas padronizações. Para elementos não padronizados,recomenda-se aplicar as classes de resistência selecionadas para produtos semelhantes.
Os parafusos devem ser marcados com os símbolos daTabela 2.
3.2.2 Identificação
3.2.2.1 Parafusos de cabeça sextavada
A marcação é obrigatória para todas as classes, devendoser efetuada na cabeça, de preferência em sua parte su-perior, em alto ou baixo-relevo, ou em sua parte lateral,em baixo-relevo (Exemplo, ver Figura 1). A marcação éobrigatória para parafusos de diâmetros d ¯ 5 mm.
3.2.2.2 Parafusos de cabeça cilíndrica com sextavado interno
3.2.2.2.1 A marcação é obrigatória para parafusos dasclasses de resistência a partir de 8.8 inclusive, e deve ser
aplicada de preferência na parte cilíndrica da cabeça embaixo-relevo, ou na superfície superior, em alto ou baixo-relevo.
3.2.2.2.2 A marcação é obrigatória para parafusos de ca-
beça cilíndrica com sextavado interno de diâmetros derosca d ¯ 5 mm, sempre que a forma do parafuso permitauma marcação, de preferência na cabeça (ver Figura 2).
3.2.2.3 Prisioneiros
3.2.2.3.1 Prisioneiros devem ser marcados com os símbo-
los da Tabela 2. Esta marcação em baixo-relevo é obriga-tória para as classes de resistência a partir de 8.8 inclu-sive, e deve ser aplicada de preferência na parte plana daextremidade da rosca. Em prisioneiros com rosca in-
terferentes, a marcação da classe de resistência deve serfeita na superfície plana no lado da porca.
3.2.2.3.2 A marcação é obrigatória para prisioneiros dediâmetros de rosca d ¯ 5 mm (ver Figura 3).
Figura 2 - Exemplo de marcação de parafusos de cabeça cilíndrica com sextavado interno
Figura 3 - Exemplo de marcação de prisioneiros
Nota: É permitida uma marcação alternativa para prisioneiros, conforme Tabela 3.
Classe de resistência 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9
Símbolo (A) (B)
3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9
(A) O ponto entre os dois algarismos pode ser omitido.(B) N a utilização de aço de baixo carbono na classe de resistência 10.9 (ver 4.1), o sím bolo de classe de resistência deve ser sublinhado 10.9.
Tabela 2 - Símbolos de marcação
Figura 1 - Exemplo de marcação de parafusos sextavados
A marcação da classe de resistência, conforme 3.2.2.1 e3.2.2.2, é também recomendada para outros tipos deparafusos de classe de resistência 4.6 e 5.6, e todas asclasses iguais ou mais altas que 8.8, por indicações nasrespectivas normas de padronização, ou por acordo en-tre fabricante e comprador.
3.2.3 Marcação de parafusos com rosca esquerda
3.2.3.1 Parafusos com rosca esquerda devem ser marca-
dos adicionalmente com um símbolo, conforme Figura 4,na cabeça do parafuso ou na parte plana da extremidaderoscada. Esta marcação é obrigatória para parafusos dediâmetro de rosca d ¯ 5 mm.
3.2.3.2 Parafusos com rosca esquerda podem também ser
marcados alternativamente com ranhura sobre os cantos
do sextavado, conforme Figura 5.
3.2.4 Marcação alternativa
Fica a critério do fabricante o uso de marcação alternativaprevista anteriormente.
3.2.5 Identificação de origem
A marcação de origem - marca do fabricante - é obrigató-ria para todos os parafusos, que são marcados com aclasse de resistência.
3.3 Embalagem
3.3.1 Parafusos e peças roscadas similares devem ser
embalados de modo que não sofram danos mecânicosdurante o transporte.
3.3.2 Parafusos e peças roscadas similares devem trazer
nas respectivas embalagens a designação completa, con-tendo a denominação, forma ou tipo, dimensões, classede resistência e quantidade.
3.3.3 As quantidades contidas nas embalagens devemestar de acordo com a portaria do INMETRO n º 76, de
31.12.69, nas quantidades de uma, duas e cinco peças, oumúltiplos de 10, 100 e 1000. É permitida a venda de pa-rafusos de grau do produto C em unidades de massa;neste caso, as embalagens devem conter indicação dasunidades padronizadas, ou seja: 1 kg, 2 kg, 5 kg, 10 kg,20 kg e 50 kg.
Tabela 3 - Símbolos para marcação alternativa
Símbolo
Figura 4 - Exemplo de marcação de parafusos com rosca esquerda
Figura 5 - Exemplo de marcação alternativa de parafusos com rosca esquerda
4.1.1 A Tabela 4 especifica aços para as diferentes classes
de resistência de parafusos e prisioneiros.
4.1.2 A s tem peraturas m ínim as de revenim ento da T abela 4são obrigatórias para as classes de resistência 8.8 até 12.9.
4.1.3 Os limites de composição química só são obrigatórios
para parafusos que não podem ser submetidos ao ensaiode tração.
4.2 Propriedades mecânicas
Os parafusos e prisioneiros devem apresentar as pro-priedades mecânicas da Tabela 5, quando ensaiados àtemperatura ambiente, conforme os ensaios de 5.1.
Classe de Material e tratamento térmico Limites de composição química Temperaturaresistência (análise da peça) de
% em massa revenimento C P Smín. máx. máx. máx. °C mín.
3.6 (A) - 0,20
4.6 (A) , 4.8 (A) - 0,05
5.6 0,15 0,55
5.8 (A) , 6.8 (A) -
Aço-carbono temperado e revenido 0,25 425
Aço-carbono com adições (P.ex.: Boro, - -Mn, Cr) temperado e revenido 0,15
(C)0,40
Aço-carbono temperado e revenido 0,25 0,55
Aço-carbono com adições (P.ex.: Boro, 0,15 (C) 0,35Mn, Cr) temperado e revenido
Aço-carbono com adições (P.ex.: Boro,Mn, Cr) temperado e revenido
Aço-carbono temperado e revenido 0,25
Aço-carbono com adições (P.ex.: Boro,Mn, Cr) temperado e revenido
Aço-liga temperado e revenido(G)
0,20
12.9(E),
(F)
Aço-liga temperado e revenido (G)
0,20 0,50 380
Tabela 4 - Especificação de aços
Aço-carbono 0,06 -
8.8 (B)
9.8
0,20 (C) 0,5510.9 (E)
10.9(D)
0,35 0,035 340
(A) É permitido o uso de aço corte fácil nestas classes, com os seguintes valores máximos: enxofre - 0,34%; fósforo - 0,11%; chumbo -0,35%.
(B) Para tamanhos acima de 20 mm, pode ser necessário aplicar um material de classe de resistência 10.9, para assegurar suficiente
temperabilidade.
(C) No caso de aço-carbono ligado com boro de teor de carbono abaixo de 0,25% (análise da corrida), o teor mínimo de Mn é de 0,6%
para a classe de resistência 8.8 e 0,7% para as classes de resistência 9.8 e 10.9.
(D) Produto de aços de baixo carbono devem ser identificados adicionalmente com traço por baixo do símbolo da classe de resistência.
(E) O material destas classes de resistência deve ser suficientemente temperável, para assegurar que a estrutura da parte roscada apre-sente uma parte de martensita de aproximadamente 90% no estado temperado antes do revenimento.
(F) Não é permitida uma camada de fósforo branco, detectável metalurgicamente para a classe de resistência 12.9, em superfícies sujei-tas a tensões de tração.
(G) O aço-liga deve conter um ou mais dos seguintes elementos da liga: cromo, níquel, molibdênio ou vanádio.
Tensão sob carga de S p /ReL ou Sp /Rp 0,2 0,94 0,94 0,91 0,93 0,90 0,92 0,91 0,91 0,90 0,88 0,88
ensaio S p MPa 180 225 310 280 380 440 580 600 650 830 970
4 .2 .1 0 Alongamento após ruptura A mín. 25 22 14 20 10 8 12 12 10 9 8
O s valores para parafusos inteiros (exceto prisioneiros) devem ser iguais aosvalores m ínim os de 4.2.2.
4.2.12 Trabalho de impacto J mín. - 25 - 30 30 25 20 15
4.2.13 R esistência à m artelagem na cabeça Sem ruptura
Altura mínima da zona não descar-
bonetada da rosca E
Profundidade máxima total-
mente descarbonetada G
e
4.2.3 HV. F ¯ 98 N
4.2.4 HB, F = 30 D 2
HR4.2.5
4.2.7
4.2.9
4.2.11 Resistência sob carga com cunha (E)
4.2.14
mm
- H1 H 1 H 1
12 3
243
- 0,015
Tabela 5 - Propriedades mecânicas de parafusos e prisioneiros
(A) Para parafusos de classe de resistência 8.8 em diâmetros d - 16 mm, existe um risco adicional de espanamento da porca, no caso de sobreaperto inadvertido acima da carga de ensaio. Recomenda-se consultar a EB-1647.
(B) Para parafusos estruturais ¯ M12.
(C) Aplicável a tamanhos até M16.
(D) As propriedades mínimas de tração aplicam-se a produtos de comprimento nominal L ¯ 2,5d. A dureza mínima se aplica a produtos
de comprimento L < 2,5d e outros produtos que não podem ser ensaiados à tração (P.ex.: conforme a forma da cabeça).
(E) Para o ensaio de parafusos e prisioneiros inteiros, aplicam-se as cargas previstas na Tabela 7.
(F) A dureza da superfície não pode ser maior do que 30 pontos Vickers daquela medida no núcleo do produto, quando da leitura em am-
bas as superfícies e o núcleo for carregado com HV 0,3. Para classe de resistência 10.9, qualquer aumento da dureza superficial acima de 390 HV não é aceitável.
(G) Se não for possível determinar o limite inferior de escoamento, é determinado o limite de escoamento permanente.