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Nbr 8855 eb 168 propriedades mecanicas de elementos de fixacao parafusos e prisioneiro

1. O documento estabelece as propriedades mecânicas mínimas para parafusos e prisioneiros. 2. Ele especifica os sistemas de classificação, marcação, materiais e propriedades mecânicas requeridas para diferentes classes de resistência. 3. O documento também cobre condições gerais como embalagem e documentos complementares que devem ser consultados.

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Cópia não autorizada CDU: 621.882.2 AGO./1991 EB-168 Propriedades mecânicas de elementos de fixação - Parafusos e prisioneiros ABNT-Associação Brasileira de Normas Técnicas Sede: Rio de Janeiro Av. Treze de Maio, 13 - 28º andar CEP 20003 - Caixa Postal 1680 Rio de Janeiro - RJ Tel.: PABX (021) 210 -3122 Telex: (021) 34333 ABNT - BR EndereçoTelegráfico: NORMATÉCNICA Copyright © 1990, ABNT–Associação Brasileira de Normas Técnicas Printed in Brazil/ Impresso no Brasil Todos os direitos reservados Especificação Registrada no INMETRO como NBR 8855 NBR 3 - Norma Brasileira Registrada Origem: Projeto EB-168/91 CB-04 - Comitê Brasileiro de Mecânica CE-04:003.01 - Comissão de Estudo de Elementos de Fixação Roscados EB-168 - Mechanical properties of fasteners - Bolts, screws and studs Specification Esta Norma foi baseada na ISO 898-1 Esta Norma substitui a EB-168/84 Palavras-chave: Parafuso. Elemento de fixação SUMÁRIO 1 Objetivo 2 Documentos complementares 3 Condições gerais 4 Condições específicas 5 Inspeção 6 Aceitação e rejeição ANEXO - Propriedades mecânicas de parafusos e prisioneiros a temperaturas elevadas 17 páginas 1.3 Esta Norma não de aplica a parafusos sem cabeça e peças 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 abaixo de - 50°C. 1 Objetivo 1.1 Esta Norma fixa as características mecânicas de parafusos e prisioneiros quando ensaiados à temperatura ambiente (ver PB-18). As propriedades mecânicas variam com a temperatura alta ou baixa. Nota: No Anexo, a título orientativo, são dadas as propriedades mecânicas de parafusos e prisioneiros a temperaturas elevadas, de algumas classes de resistência. 1.2 Esta Norma aplica-se a parafusos e prisioneiros: a) com diâmetro nominal de rosca - 39 mm (passo normal e fino); b) com rosca métrica ISO, e com diâmetro, passos e tolerâncias de acordo a NB-97; c) de qualquer forma; d) fabricados de aço-carbono ou aço-liga. Nota: O sistema de designação para classes de resistência também pode ser utilizado fora do campo de aplicação descrito, por exemplo: para tamanhos > 39 mm, sob a condição de que os parafusos apresentem todas as características mecânicas prescritas nesta Norma. 2 Documentos complementares Na aplicação desta Norma é necessário consultar: Portaria INMETRO nº 76, de 31.12.69 - Parafusos porcas, rebites e similares - Acondicionamento EB-1564 - Elementos de fixação - Características mecânicas de parafusos sem cabeça e outros elementos de fixação roscados similares, não sujeitos a tensões de tração - Especificação EB-1647 - Porcas com valores de cargas específicas - Características mecânicas de elementos de fixação - Especificação
Cópia não autorizada 2 EB-168/1991 MB-4 - Materiais metálicos - Determinação das propriedades mecânicas à tração - Método de ensaio PB-882 - Elementos de fixação roscados - Tolerâncias dimensionais, de forma, posição e rugosidade para graus de produto A, B e C - Padronização MB-60 - Determinação da dureza Brinell para materiais metálicos - Método de ensaio MB-1116 - Determinação da resistência ao impacto de materiais metálicos em corpos-de-prova entalhados simplesmente apoiados - Método de ensaio TB-249 - Metalografia e tratamentos térmicos de ligas ferro-carbono - Terminologia 3 Condições gerais 3.1 Sistema de designação MB-358 - Materiais metálicos - Determinação da dureza Rockwell - Método de ensaio MB-359 - Materiais metálicos - Determinação da dureza Vickers - Método de ensaio NB-97- Rosca métrica ISO - Procedimento 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 à tração Rm em MPa e a ordenada, o alongamento mínimo após a ruptura Amín. em percentagem. As classes de resistência são formadas por dois algarismos: NB-320 - Elementos de fixação de aço inoxidável e aço resistente à corrosão - Especificação a) o primeiro algarismo indica 1/100 da resistência à tração nominal em MPa, ver Rm em 4.2; NB-902 - Defeitos superficiais em parafusos - Procedimento b) o segundo algarismo indica 1/10 da relação entre o escoamento nominal ReL ou Rp0,2 e a resistência à tração nominal Rm (relação do escoamento). PB-18 - Temperatura de referência para medições industriais de dimensões lineares - Padronização PB-50 - Furos de passagem para parafusos e peças roscadas similares - Padronização 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 (Rm) são iguais ou mais altos do que os valores nominais (ver 4.2). Tabela 1 - Sistema de coordenadas Resistência à tração nominal Rm (MPa) 300 400 500 600 700 800 900 1000 1200 1400 7 8 6.8 9 12.9 10.9 10 Alongamento mínimo após a ruptura Amín. (%) 5.8 12 9.8 (A) 8.8 14 4.8 16 18 20 22 4.6 25 5.6 3.6 30 Relação entre o escoamento e a resistência à tração Segundo algarismo do símbolo Escoamento nominal ReL ou Rp0,2 Resistência à tração nominal Rm (A) 6 x 100 % 8 9 60 80 90 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 apropriada 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.
Cópia não autorizada 3 EB-168/1991 3.2 Marcação aplicada de preferência na parte cilíndrica da cabeça em baixo-relevo, ou na superfície superior, em alto ou baixorelevo. 3.2.1 Símbolos de marcação 3.2.2 Identificação 3.2.2.2.2 A marcação é obrigatória para parafusos de cabeça cilíndrica com sextavado interno de diâmetros de rosca d ¯ 5 mm, sempre que a forma do parafuso permita uma marcação, de preferência na cabeça (ver Figura 2). 3.2.2.1 Parafusos de cabeça sextavada 3.2.2.3 Prisioneiros A marcação é obrigatória para todas as classes, devendo ser efetuada na cabeça, de preferência em sua parte superior, em alto ou baixo-relevo, ou em sua parte lateral, em baixo-relevo (Exemplo, ver Figura 1). A marcação é obrigatória para parafusos de diâmetros d ¯ 5 mm. 3.2.2.3.1 Prisioneiros devem ser marcados com os símbo- Os parafusos devem ser marcados com os símbolos da Tabela 2. 3.2.2.2 Parafusos de cabeça cilíndrica com sextavado interno los da Tabela 2. Esta marcação em baixo-relevo é obrigatória para as classes de resistência a partir de 8.8 inclusive, e deve ser aplicada de preferência na parte plana da extremidade da rosca. Em prisioneiros com rosca interferentes, a marcação da classe de resistência deve ser feita na superfície plana no lado da porca. 3.2.2.2.1 A marcação é obrigatória para parafusos das classes de resistência a partir de 8.8 inclusive, e deve ser 3.2.2.3.2 A marcação é obrigatória para prisioneiros de diâmetros de rosca d ¯ 5 mm (ver Figura 3). Tabela 2 - Símbolos de marcação 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) (B) O ponto entre os dois algarismos pode ser omitido. 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. Figura 1 - Exemplo de marcação de parafusos sextavados 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.
Cópia não autorizada 4 EB-168/1991 Tabela 3 - Símbolos para marcação alternativa Classe de resistência 8.8 9.8 10.9 12.9 Símbolo 3.2.2.4 Outros tipos de parafusos 3.2.5 Identificação de origem A marcação da classe de resistência, conforme 3.2.2.1 e 3.2.2.2, é também recomendada para outros tipos de parafusos de classe de resistência 4.6 e 5.6, e todas as classes iguais ou mais altas que 8.8, por indicações nas respectivas normas de padronização, ou por acordo entre fabricante e comprador. A marcação de origem - marca do fabricante - é obrigatória para todos os parafusos, que são marcados com a classe de resistência. 3.3 Embalagem 3.3.1 Parafusos e peças roscadas similares devem ser 3.2.3 Marcação de parafusos com rosca esquerda embalados de modo que não sofram danos mecânicos durante o transporte. 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 extremidade roscada. Esta marcação é obrigatória para parafusos de diâmetro de rosca d ¯ 5 mm. 3.3.2 Parafusos e peças roscadas similares devem trazer nas respectivas embalagens a designação completa, contendo a denominação, forma ou tipo, dimensões, classe de resistência e quantidade. 3.2.3.2 Parafusos com rosca esquerda podem também ser marcados alternativamente com ranhura sobre os cantos do sextavado, conforme Figura 5. 3.3.3 As quantidades contidas nas embalagens devem estar de acordo com a portaria do INMETRO nº 76, de 31.12.69, nas quantidades de uma, duas e cinco peças, ou múltiplos de 10, 100 e 1000. É permitida a venda de parafusos de grau do produto C em unidades de massa; neste caso, as embalagens devem conter indicação das unidades padronizadas, ou seja: 1 kg, 2 kg, 5 kg, 10 kg, 20 kg e 50 kg. 3.2.4 Marcação alternativa Fica a critério do fabricante o uso de marcação alternativa prevista anteriormente. Figura 4 - Exemplo de marcação de parafusos com rosca esquerda Figura 5 - Exemplo de marcação alternativa de parafusos com rosca esquerda
Cópia não autorizada 5 EB-168/1991 4 Condições específicas 4.1.3 Os limites de composição química só são obrigatórios para parafusos que não podem ser submetidos ao ensaio de tração. 4.1 Materiais 4.2 Propriedades mecânicas 4.1.1 A Tabela 4 especifica aços para as diferentes classes de resistência de parafusos e prisioneiros. Os parafusos e prisioneiros devem apresentar as propriedades mecânicas da Tabela 5, quando ensaiados à temperatura ambiente, conforme os ensaios de 5.1. 4.1.2 A s tem peraturas m ínim as de revenim ento da Tabela 4 são obrigatórias para as classes de resistência 8.8 até 12.9. Tabela 4 - Especificação de aços Classe de resistência Material e tratamento térmico 3.6(A) Limites de composição química (análise da peça) % em massa C P S mín. máx. máx. máx. - 4.6(A), 4.8(A) - 0,05 0,06 0,15 5.8(A), 6.8(A) °C mín. 0,20 Aço-carbono 5.6 Temperatura de revenimento - 0,55 0,25 8.8 Aço-carbono temperado e revenido ou Aço-carbono com adições (P.ex.: Boro, Mn, Cr) temperado e revenido 0,15(C) 0,40 0,25 0,55 9.8 Aço-carbono temperado e revenido ou Aço-carbono com adições (P.ex.: Boro, Mn, Cr) temperado e revenido 0,15(C) 0,35 10.9(D) Aço-carbono com adições (P.ex.: Boro, Mn, Cr) temperado e revenido 10.9(E) Aço-carbono temperado e revenido ou Aço-carbono com adições (P.ex.: Boro, Mn, Cr) temperado e revenido ou Aço-liga temperado e revenido(G) 0,20(C) Aço-liga temperado e revenido (G) 0,20 (B) 12.9(E), (F) 425 0,35 0,035 340 0,25 0,55 425 0,50 380 0,20 (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 apresente 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 sujeitas a tensões de tração. (G) O aço-liga deve conter um ou mais dos seguintes elementos da liga: cromo, níquel, molibdênio ou vanádio.
Cópia não autorizada 6 EB-168/1991 Tabela 5 - Propriedades mecânicas de parafusos e prisioneiros S e çã o Propriedades mecânicas 4.2.1 Resistência 4.2.3 Rm(D), (E), Dureza Dureza Brinell HV. F ¯ 98 N Dureza 300 400 500 330 400 420 500 mín. 95 120 130 155 HB, F = 30 D2 mín. 600 800 800 900 1000 1200 520 600 800 830 900 1040 1220 160 190 250 255 290 320 385 320 335 360 380 435 238 242 276 304 366 304 318 342 361 414 250 máx. 90 114 124 147 152 181 238 máx. HR HRB 52 67 71 79 82 89 - - - - - HRC mín. 4.2.5 Classe de resistência 9.8 (C) 10.9 12.9 5.6 5.8 6.8 8.8(A) d d >(B) 16 m m 16 m m 4.8 mín. MPa Vickers 4.2.4 4.6 nom. e 4.2.2 à tração 3.6 - - - - - - 22 23 28 32 39 máx. - - 39 44 4.2.6 Dureza superficial HV 0,3 Limite inferior 4.2.7 de escoamento HRB 99,5 - - - HRC Rocwell - 32 34 37 máx. (F) - nom. ReL(G), MPa 180 240 320 300 400 480 - - - - - mín. 190 240 340 300 420 480 - - - - - Limite de escoamento 4.2.8 nom. - 640 640 720 900 1080 permanente Rp0,2 MPa mín. - 640 660 720 940 1100 Tensão sob carga de S p/R eL ou S p/R p 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 Sp 180 225 310 280 380 440 580 600 650 830 970 4.2.10 Alongamento após ruptura A mín. 25 22 14 20 10 8 12 12 10 9 8 4.2.11 Resistência sob carga com cunha(E) O s valores para parafusos inteiros (exceto prisioneiros) devem ser iguais aos valores m ínim os de 4.2.2. 4.2.9 4.2.12 Trabalho de impacto J MPa mín. - 25 4.2.13 R esistência à m artelagem na cabeça Altura mínima da zona não descar- - Profundidade máxima totalmente descarbonetada G mm 30 25 20 15 Sem ruptura - bonetada da rosca E 4.2.14 30 - 1 H1 2 2 3 H H 3 1 4 1 0,015 (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 ambas 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.
Cópia não autorizada 7 EB-168/1991 4.3 Propriedades mecânicas a serem determinadas Nota: As chaves para os programas de ensaio (ver Tabela 6) são as descritas a seguir: 4.3.1 São definidos dois programas A e B de ensaios das propriedades mecânicas para parafusos e prisioneiros descritos em 5.1, que são assinalados na Tabela 6. 4.3.1.1 O programa de ensaio B deve ter aplicação preferencial, mas é obrigatório para forças de ruptura menores do que 500 kN. 4.3.1.2 O programa de ensaio A é aplicável para corpos-deprova usinados e para parafusos de seção de haste menor do que a seção resistente. Parafusos com diâmetros de rosca - 4 mm, ou comprimento < 2,5 d (A) Tamanho Parafusos com diâmetros de rosca > 4 mm, ou comprimento ¯ 2,5 d Ensaio decisivo para aceitação (A) Também para parafusos com cabeça de formas especiais que são mais fracas do que a parte roscada. Tabela 6 - Programas A e B para ensaios de recepção Programa de ensaio A Grupo de ensaio I 3.6, 4.6, 5.6 4.2.1 e 4.2.2 Resistência à tração mínima Rm 5.1.1 4.2.3 Dureza mínima(B) 5.1.3 4.2.4 e Dureza 4.2.5 máxima Ensaio de tração Método 5.1.2 Ensaio de tração (A) Ensaio de dureza (C) 4.2.7 Escoamento inferior mínimo ReL 5.1.1 Ensaio de tração 4.2.8 Limite de escoamento permanente Rp 0,2 5.1.1 Ensaio de tração 4.2.9 Tensão sob carga de ensaio Sp 4.2.10 Alongamento mínimo após a ruptura A 4.2.11 Resistência à tração com cunha(D) 4.2.12 Trabalho de impacto mínimo Ensaio de dureza (C) Dureza superficial máxima II III 5.1.4 5.1.6 Zona descarbonetada máxima 5.1.8 4.2.15 Temperatura de revenimento mínimo 5.1.9 Integridade superficial 5.1.10 4.2.12 Ensaio a tração com cunha (A) Ensaio de tração Ensaio de impacto 5.1.6 (E) Resistência à martelagem na cabeça (G) 4.2.14 Ensaio de carga 5.1.5 5.1.1 4.2.13 V 8.8, 9.8, 10.9, 12.9 5.1.3 4.2.6 IV Classe de resistência Classe de resistência Método Propriedades Programa de ensaio B 5.1.7 Ensaio de martelagem na cabeça Ensaio de descarbonetação 5.1.8 Ensaio de descarbonetação Ensaio de revenimento 5.1.9 Ensaio de revenimento E nsaio de integridade superficial E nsaio de 5.1.10 integridade superficial 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8 8.8, 9.8, 10.9, 12.9
Cópia não autorizada 8 EB-168/1991 (A) Se o ensaio de carga com cunha é satisfatório, não é requerido o ensaio de trabalho axial. (B) A dureza mínima aplica-se somente a produtos de comprimento nominal L < 2,5 d e outros produtos que não podem ser ensaiados à tração (P.ex.: forma da cabeça). (C) A dureza pode ser determinada segundo Vickers, Brinell, Rockwell. No caso de dúvida, a dureza Vickers é decisiva para aceitação. (D) Parafusos de forma de cabeça com configuração onde a cabeça é mais fraca do que a parte roscada estão excluídos do ensaio de tração com cunha. (E) Somente parafusos de diâmetro ¯ 16 mm e quando requerido pelo comprador. (F) Só para classe de resistência 5.6. (G) Só para parafusos com diâmetro de rosca -16 mm e que sejam muito curtos para um ensaio de carga com cunha. 4.4 Forças de ruptura mínima e cargas de ensaio 4.4.1 Os valores de forças de ruptura e forças de ensaio para rosca normal e fina constam nas Tabelas 7, 8, 9 e 10. Tabela 7 - Forças de ruptura mínima - Rosca métrica normal Diâm etro Á rea de se- nom inal ção resis- da rosca C lasse de resistência tente A s, (A) 4.6 4.8 nom . (m m ) 3.6 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9 (m m 2) Força de ruptura m ínim a (A s x R m), em N M3 M 3,5 M4 5,03 6,78 8,78 1660 2240 2900 2010 2710 3510 2110 2850 3690 2510 3390 4390 2620 3530 4570 3020 4070 5270 4020 5420 7020 4530 6100 7900 5230 7050 9130 6140 8270 10700 M5 M6 M7 14,2 20,1 28,9 4690 6630 9540 5680 8040 11600 5960 8440 12100 7100 10000 14400 7380 10400 15000 8520 12100 17300 11350 16100 23100 12800 18100 26000 14800 20900 30100 17300 24500 35300 M8 M 10 M 12 36,6 58,0 84,3 12100 19100 27800 14600 23200 33700 15400 24400 35400 18300 29000 42200 19000 30200 43800 22000 34800 50600 29200 46400 67400(B) 32900 52200 75900 38100 60300 87700 44600 70800 103000 M 14 M 16 M 18 115 157 192 38000 51800 63400 46000 62800 76800 48300 65900 80600 57500 78500 96000 59800 81600 99800 69000 92000(B) 104000 94000 125000(B) 141000 115000 159000 - 120000 163000 200000 140000 192000 234000 M 20 M 22 M 24 245 303 353 80800 98000 103000 122000 127000 147000 203000 100000 121000 127000 152000 158000 182000 252000 116000 141000 148000 176000 184000 212000 293000 - 255000 315000 367000 299000 370000 431000 M 27 M 30 M 33 459 561 694 152000 184000 193000 230000 239000 275000 381000 185000 224000 236000 280000 292000 337000 466000 229000 278000 292000 347000 361000 416000 576000 - 477000 583000 722000 560000 684000 847000 M 36 M 39 817 976 270000 327000 343000 408000 425000 490000 678000 322000 390000 410000 488000 508000 586000 810000 - 850000 997000 1020000 1200000 (A) Onde o passo de rosca não estiver indicado na designação da rosca, vale o passo normal. (B) Para parafusos estruturais: 70000 N, 95500 N e 130000 N, respectivamente.
Cópia não autorizada 9 EB-168/1991 Tabela 8 - Forças de ensaio para ensaio de carga - Rosca métrica normal Diâm etro Á rea de se- nom inal ção resis- da rosca tente A s, (A) nom . (m m ) C lasse de resistência 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9 Força de ensaio (A s x S p), em N 2 (m m ) M3 M 3,5 M4 5,03 6,78 8,78 910 1220 1580 1130 1530 1980 1560 2100 2720 1410 1900 2460 1910 2580 3340 2210 2980 3860 2290 3940 5100 3270 4410 5710 4180 5630 7290 4880 6580 8520 M5 M6 M7 14,2 20,1 28,9 2560 3620 5200 3200 4520 6500 4400 6230 8960 3980 5630 8090 5400 7640 11000 6250 8840 12700 8230 11600 16800 9230 13100 18800 11800 16700 24000 13800 19500 28000 M8 M 10 M 12 36,6 58,0 84,3 6590 10400 15200 8240 13000 19000 11400 18000 26100 10200 16200 23600 13900 22000 32000 16100 25500 37100 21200 33700 48900(B) 23800 37700 54800 30400 48100 70000 35500 56300 81800 M 14 M 16 M 18 115 157 192 20700 28300 34600 25900 35300 43200 35600 48700 59500 32200 44000 53800 43700 59700 73000 50600 69100 84500 66700(B) 91000(B) 115000 74800 102000 - 95500 130000 159000 112000 152000 186000 M 20 M 22 M 24 245 303 353 44100 54500 63500 55100 68200 79400 76000 68600 93900 84800 109000 98800 93100 108000 147000 115000 133000 182000 134000 155000 212000 - 203000 252000 293000 238000 294000 342000 M 27 M 30 M 33 459 561 694 82600 103000 142000 128000 174000 202000 275000 101000 126000 174000 157000 213000 247000 337000 125000 156000 215000 194000 264000 305000 416000 - 381000 466000 570000 445000 544000 673000 M 36 M 39 817 976 147000 184000 253000 229000 310000 359000 490000 176000 220000 303000 273000 371000 429000 586000 - 678000 810000 792000 947000 9.8 10.9 12.9 35300 58100 79300 40800 67100 91600 47800 78700 107500 112000 150000 - 130000 174000 225000 152000 204000 264000 (A) Onde o passo de rosca não estiver indicado na designação da rosca, vale o passo normal (ver NB-97). (B) Para parafusos estruturais: 50700 N, 68800 N e 94500 N, respectivamente. Tabela 9 - Forças de ruptura mínimas - Rosca métrica fina Diâm etro Área de se- nom inal ção resis- da rosca tente A s, (m m ) C lasse de resistência 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 (m m 2) Força de ruptura m ínim a (A s x R m), em N nom . M8x1 39,2 M 10 x 1 64,5 M 12 x 1,5 88,1 12900 21300 29100 15700 25800 35200 16500 27100 37000 19600 32300 44100 20400 33500 45800 23500 38700 52900 31360 51600 70500 M 14 x 1,5 125 M 16 x 1,5 167 M 18 x 1,5 216 41200 55100 71300 50000 66800 86400 52500 70100 90700 62500 65000 75000 100000 83500 86800 100000 134000 108000 112000 130000 179000 M 20 x 1,5 272 M 22 x 1,5 333 M 24 x 2 384 89800 109000 114000 136000 141000 163000 226000 110000 133000 140000 166000 173000 200000 276000 127000 154000 161000 192000 200000 230000 319000 - 283000 346000 399000 332000 406000 469000 M 27 x 2 M 30 x 2 M 33 x 2 496 621 761 164000 194000 208000 248000 258000 298000 412000 205000 248000 261000 310000 323000 373000 515000 251000 304000 320000 380000 396000 457000 632000 - 516000 646000 791000 605000 758000 928000 M 36 x 3 M 39 x 3 865 1030 285000 346000 363000 432000 450000 519000 718000 340000 412000 433000 515000 536000 618000 855000 - 900000 1055000 1070000 1260000
Cópia não autorizada 10 EB-168/1991 Tabela 10 - Forças de ensaio para ensaio de carga - Rosca métrica fina Diâm etro Área de se- nom inal ção resis- da rosc a tente A s, (m m ) C lasse de resistência (m m 2) 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9 32500 53500 73100 38000 62700 85500 Força de ensaio (A s x S p), em N nom . M8x1 39,2 M 10 x 1 64,5 M 12 x 1,5 88,1 7060 11600 15900 8820 14500 19800 12200 20000 27300 11000 18100 24700 14900 24500 33500 17200 28400 38800 22700 37400 51100 25500 41900 57300 M 14 x 1,5 125 M 16 x 1,5 167 M 18 x 1,5 216 22500 30100 38900 28100 37600 48600 38800 51800 67000 35000 46800 60500 47500 63500 82100 55000 73500 95000 72500 96900 130000 81200 104000 109000 139000 179000 121000 162000 210000 M 20 x 1,5 272 M 22 x 1,5 333 M 24 x 2 384 49000 59900 69100 61200 74900 86400 84300 76200 103000 120000 163000 103000 93200 126000 146000 200000 119000 108000 146000 169000 230000 - 226000 276000 319000 264000 323000 372000 M 27 x 2 M 30 x 2 M 33 x 2 496 621 761 89300 112000 154000 139000 188000 218000 298000 112000 140000 192000 174000 236000 273000 373000 137000 171000 236000 213000 289000 335000 457000 - 412000 515000 632000 481000 602000 738000 M 36 x 3 M 39 x 3 865 1030 156000 195000 268000 242000 329000 381000 519000 185000 232000 319000 288000 391000 453000 618000 - 718000 855000 839000 999000 5 Inspeção b) limite inferior de escoamento ReL ou limite de escoamento permanente 0,02%, Rp0,2; 5.1 Ensaios 5.1.1 Ensaios de tração em corpos-de-prova usinados 5.1.1.1 As seguintes propriedades devem ser determina- das de acordo com a MB-4: c) percentagem de alongamento após a ruptura: A= Lu - Lo Lo x 100 5.1.1.2 Para este ensaio, o corpo-de-prova deve ser conforme a Figura 6. a) resistência à tração Rm; d = diâmetro nominal de rosca do = diâmetro do corpo-de-prova (do < diâmetro menor da rosca) b = comprimento da rosca (b ¯ d) Lo = 5 do ou (5,65) Lc = comprimento da parte cilíndrica (Lo + do) Lt = comprimento total do corpo-de-prova (Lc + 2r + b) Lu = comprimento de medição após ruptura So = área transversal do corpo-de-prova R = raio de concordância (r ¯ 4 mm) Figura 6 - Corpo-de-prova para ensaio de tração Notas: a) Em parafusos tratados termicamente com diâmetro de rosca acima de 16 mm, a redução do diâmetro da haste não deve ser maior do que 25% (= 44% da área da seção transversal) na confecção do corpo-de-prova usinado. b) Produtos nas classes de resistência 4.8, 5.8 e 6.8 (produtos conformados a frio) devem ser ensaiados à tração como peças inteiras (ver 5.1.2).
Cópia não autorizada 11 EB-168/1991 5.1.2 Ensaio de tração em parafusos inteiros 5.1.2.1 O ensaio de tração do parafuso inteiro deve ser realizado conforme 5.1.1, para determinar a resistência à tração. Nota: Cuidado especial deve ser tomado para distinguir um incremento de dureza causado por carbonetação ou incremento devido ao tratamento térmico ou deformação a frio da superfície. 5.1.3.1 Ensaio de dureza Vickers 5.1.2.2 O cálculo da resistência à tração é baseado na área da seção resistente, definida pela seguinte fórmula: As = Π 4 ( d2 + d 3 2 2 ) Onde: d2 = diâmetro de flanco d3 = diâmetro menor: d3 = d1 - H/6 Sendo que: d1 = diâmetro básico menor H = altura do triângulo fundamental 5.1.2.3 Para realização do ensaio, submete-se o parafuso a cargas de tração, conforme Tabelas 7 a 10, numa extensão livre da rosca de uma vez o diâmetro. Para atender às exigências do ensaio, a ruptura deve ocorrer no corpo do parafuso ou na parte roscada livre, e não na região de concordância do corpo com a cabeça. A porca de ensaio deve ser dimensionada adequadamente. A velocidade do ensaio não deve ultrapassar 25 mm/min. As garras da máquina de ensaio devem ser auto-alinháveis, de modo a evitar esforços laterais sobre a peça. O ensaio de dureza Vickers deve ser realizado conforme MB-359. 5.1.3.2 Ensaio de dureza Brinell O ensaio de dureza Brinell deve ser realizado conforme MB-60. 5.1.3.3 Ensaio de dureza Rockwell O ensaio de dureza Rockwell deve ser realizado conforme MB-358. 5.1.4 Ensaio de carga em parafusos inteiros 5.1.4.1 O ensaio de carga consiste em duas principais seqüências, como segue: a) aplicação de uma força específica de tração de ensaio (ver Figura 7); b) medição do alongamento permanente causado pela força de ensaio. 5.1.3 Ensaios de dureza 5.1.4.2 As forças de ensaio, mostradas nas Tabelas 8 e 10, Para ensaios de rotina, a dureza de parafusos e prisioneiros é determinada na cabeça, na haste ou na extremidade, após ter sido removida a proteção superficial ou o revestimento, e feita uma preparação adequada das amostras. Para as classes de resistência 4.8, 5.8 e 6.8, a dureza deve ser determinada na extremidade do parafuso. Se a dureza máxima for ultrapassada neste ensaio, deve ser realizado um segundo ensaio no centro de uma seção afastada da extremidade de um diâmetro de rosca no meio do raio, onde o valor máximo de dureza não pode ser ultrapassado. Em caso de dúvida, o ensaio de dureza Vickers é decisivo para aceitação. O ensaio de dureza na superfície deve ser realizado na extremidade ou face sextavada. O lugar escolhido para o ensaio deve ser no mínimo lixado e polido para assegurar a reprodutibilidade da leitura e conservar a superfície original do material. Para dureza superficial, o ensaio de dureza Vickers HV 0,3 deve ser o ensaio de referência. As leituras da dureza superficial tomadas em HV 0,3 devem ser comparadas com uma leitura da dureza do núcleo similar em HV 0,3, com a finalidade de produzir uma comparação realista de determinar relativo incremento acima de 30 pontos Vickers. Um incremento de mais de 30 pontos indica carbonetação. Para classes de resistência 8.8 até 12.9, a diferença entre a dureza do núcleo e a dureza superficial é decisiva para o julgamento da condição de carbonetação na camada superficial do parafuso ou prisioneiro. Isto pode não ser uma relação direta entre a dureza e a resistência à tração teórica. Valores máximos de dureza devem ser escolhidos por outras razões, que não a resistência à tração máxima teórica (P.ex.: para evitar fragilidade). devem ser aplicadas axialmente ao parafuso em uma máquina normal de ensaio de tração. A força de ensaio deve ser mantida integralmente por 15 s. O comprimento de rosca livre que suporta a força deve ser seis filetes de rosca (6P). Para parafuso roscado até a cabeça, o comprimento de rosca livre sujeita à força deve ser tão próximo quanto possível de seis filetes de rosca. Para a medição do alongamento permanente, as duas extremidades devem ser previstas com furos de centragem de 60°. Antes e após a aplicação da força de ensaio, o comprimento do parafuso deve ser medido com um instrumento de superfície de medição esférico. Na medição devem ser usadas luvas ou pinças para assegurar que sejam excluídas dilatações por influência do calor. O requisito básico para ensaio de carga é que o comprimento do parafuso ou prisioneiro após a aplicação da força seja o mesmo que antes da aplicação da força com uma tolerância de ± 12,5 µm, para compensar erros de medição. 5.1.4.3 A velocidade de ensaio é determinada com uma marcha em vazio da seção da cabeça e não deve ultrapassar 3 mm/min. As garras da máquina devem ser auto-alinháveis, de modo a evitar esforços laterais sobre a peça. Algumas variáveis, tais como retilineidade e alinhamento da rosca (mais erros de medição), podem resultar em aparente alongamento do elemento de fixação no início da aplicação da força. Nestes casos, o elemento de fixação pode ser reensaiado usando uma carga 3% maior, e é considerado satisfatório se apresentar comprimento igual ao de antes da aplicação da força, com 12,5 µm de tolerância para erros de medição.
Cópia não autorizada 12 EB-168/1991 Força Parafuso inteiro com rosca até a cabeça Força (A) Furo de passagem série média, conforme PB-50 (ver Tabela 11) Figura 7 - Aplicação de força de ensaio em parafusos inteiros 5.1.5 Ensaio à tração com cunha em parafusos internos (não é válido para prisioneiros) 5.1.5.1 O ensaio à tração com cunha é ilustrado na Figura 8. A distância mínima entre o início da saída de rosca e a porca ou o dispositivo de fixação deve ser no mínimo 1 d. Uma cunha temperada com as medidas das Tabelas 11 e 12 deve ser colocada sob a cabeça do parafuso. Ao parafuso deve ser aplicada uma força até que ocorra a ruptura. Para atender aos requisitos deste ensaio, a ruptura deve ocorrer no corpo ou na rosca do parafuso e não entre a cabeça e o corpo. O parafuso deve atender aos requisitos de mínima resistência à tração, válidos para cada classe de resistência no ensaio de tração com cunha ou em um ensaio suplementar de tração sem cunha, antes de ocorrer a ruptura.
Cópia não autorizada 13 EB-168/1991 (A) Furo de passagem série média conforme PB-50 (ver Tabela 10). Figura 8 - Ensaio de tração com cunha de parafuso inteiro Tabela 11 - Diâmetros de furos para cunha e ensaio Unid.: mm Diâmetro nominal d 3 3,5 4 5 6 7 8 10 12 14 dh 3,4 3,9 4,5 5,5 6,6 7,6 9 11 13,5 15,5 R1 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8 1,3 Diâmetro nominal d 16 18 20 22 24 27 30 33 36 39 dh 17,5 20 22 24 26 30 33 36 39 42 R1 1,3 1,3 1,3 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 Tabela 12 - Medidas da cunha Diâmetro nominal da rosca d Parafusos com a parte do corpo não roscado Ls ¯ 2 d Para parafusos com rosca até a cabeça ou com a parte do corpo não roscado Ls - 2 d Classes de resistência (mm) 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 8.8, 9.8, 10.9 Classes de resistência 6.8, 12.9 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 8.8, 9.8, 10.9 6.8, 12.9 α ± 30’ d - 20 20 < d - 39 10° 6° 60° 4° 6° 4° 4° 4°
Cópia não autorizada 14 EB-168/1991 5.1.5.2 Parafusos roscados até a cabeça também cum- prem os requisitos deste ensaio se a ruptura se iniciar na rosca e se estender até a área do raio sob a cabeça, ou avançar dentro da cabeça antes da separação. 5.1.7 Ensaio de martelagem na cabeça de parafusos curtos 5.1.7.1 Parafusos de diâmetro - 16 mm e comprimentos que não permitem um ensaio de tração com cunha devem ser ensaiados conforme a Figura 9. Nota: Para produtos grau C (ver PB-982), um raio R1 deve ser usado de acordo com a seguinte fórmula: R1 = Rmáx. + 0,2 Sendo: Rmáx. = da máx. - ds mín. 2 Onde: ds = diâmetro da haste não roscada do parafuso da = diâmetro no fim do raio de transição entre haste e cabeça 5.1.5.3 Para parafusos com diâmetro de assentamento da cabeça acima de 1,7 d, que falharem no ensaio de tração com cunha, a cabeça pode ser usinada para 1,7 d, e os parafusos devem ser reensaiados com ângulo de cunha especificado na Tabela 11. 5.1.5.4 Em parafusos com diâmetro de assentamento da cabeça acima de 1,9 d, o ângulo de cunha de 10° pode ser reduzido para 6°. Figura 9 - Disposição para o ensaio de martelagem na cabeça Notas: a) Valores de dh e R2 (onde R2 = R1) conforme Tabela 11. b) Espessura de placa > 2d. 5.1.7.2 A cabeça do parafuso deve se deixar dobrar até um 5.1.6 Ensaio de trabalho de impacto para peças usinadas O trabalho de impacto deve ser determinado conforme MB-1116. O corpo-de-prova deve ser axial e, sempre que possível, ser retirado o mais próximo da superfície do parafuso, de tal forma que o lado não entalhado do corpo-deprova seja o lado da superfície. O ensaio de trabalho de impacto só é possível em parafusos de diâmetro -16 mm. ângulo de 90° - β, conforme Tabela 13, com diversos golpes de martelo, sem apresentar qualquer sinal de trinca no raio da concordância entre a cabeça e a haste, quando o parafuso for examinado com ampliação não menor do que oito vezes ou no máximo dez vezes. Em parafusos com rosca até a cabeça, os requisitos podem ser considerados atendidos se ocorrer uma trinca no primeiro filete de rosca, desde que a cabeça não se destaque. Tabela 13 - Valores para o ângulo β Classe de resistência 3.6 Ângulo 4.6 5.6 4.8 60° 5.1.8 Ensaios de descarbonetação Usando método de medição apropriado (ver 5.1.8.1 e 5.1.8.2), a seção longitudinal da rosca deve ser examinada para determinar qual a altura da zona do metal-base (E) e a profundidade da zona com descarbonetação completa (G) estão dentro dos limites especificados (ver Figura 10). Notas: a) O valor máximo para G e a fórmula para o valor mínimo de E são especificados na Tabela 5. b) As definições relativas e descarbonetação são de acordo com a TB-24. 5.1.8.1 Método de ensaio (método microscópico) 5.1.8.1.1 Este método permite a determinação de E e G. Os corpos-de-prova devem ser tomados de seções lon- 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9 80° gitudinais, na direção do eixo da rosca, e distanciados aproximadamente de um diâmetro (1d) da extremidade da parte roscada, após a operação de tratamento térmico do parafuso. A amostra deve ser montada em uma garra ou pastilha metalográfica, sendo preferível a pastilha metalográfica. 5.1.8.1.2 Após a montagem e esmerilhamento, a pastilha deve ser polida segundo a boa prática metalográfica. Atacar com nital a 3% (ácido nítrico concentrado em álcool), solução usualmente adequada para revelar alterações na microestrutura causada pela descarbonetação. Para a medição deve ser usado microscópio de ampliação de 100 vezes, a menos que haja outro acordo. Se o microscópio for do tipo com tela fosca, a profundidade de descarbonetação pode ser medida diretamente com uma escala. Se for usado microscópio ocular, ele deve possuir um capilar cruzado ou escala.
Cópia não autorizada 15 EB-168/1991 Figura 10 - Zonas de descarbonetação 5.1.8.2 Método de medição (método de dureza - método decisivo para a determinação de carbonetação parcial) 5.1.8.2.1 A verificação do estado de carbonetação na rosca de parafusos beneficiados pelo método de dureza só pode ser feita para roscas de passa, no mínimo, de 1,25 mm. 5.1.8.2.2 A medição da dureza deve ser feita nos três pontos indicados na Figura 11. As fórmulas para E são apresentadas na Tabela 5. A carga deve ser de 3 N. 5.1.8.2.3 O ponto de medição 3 deve situar-se na linha do diâmetro de flanco perto dos pontos 1 e 2. 5.1.8.2.4 A dureza HV do ponto 2 deve ser igual ou supe- rior à dureza do ponto 1, menos 30 HV. Neste caso, a altura E deve corresponder, no mínimo, aos valores da Tabela 14. 5.1.8.2.6 Uma descarbonetação total até os valores máximos da Tabela 5 não pode ser determinada com a medição da dureza. 5.1.9 Ensaio de re-revenimento O parafuso deve ser submetido a um segundo revenimento a uma temperatura 10°C abaixo da temperatura mínima de revenimento da Tabela 4, com 30 min de permanência. O valor médio de três medições de dureza no parafuso, antes e após o segundo revenimento, não deve diferir mais do que 20 pontos Vickers. 5.1.10 Ensaio de integridade superficial O estado superficial, isto é, os defeitos superficiais, deve ser determinado conforme NB-902. A integridade superficial é aplicável a parafusos antes da usinagem do corpode-prova e para o programa A de ensaio (ver Tabela 6). 6 Aceitação e rejeição 5.1.8.2.5 A dureza HV do ponto 3 deve ser igual ou inferior à dureza do ponto 1, mais 30 HV. Um acréscimo na dureza de mais do que 30 HV significa, em roscas não encruadas a frio, carbonetação não admissível. Os parafusos e prisioneiros que atenderem às condições especificadas nesta Norma devem ser aceitos; caso contrário, devem ser rejeitados. Figura 11 - Determinação da dureza no ensaio de descarbonetação
Cópia não autorizada 16 EB-168/1991 Tabela 14 - Valores para H1 e E Para classe de resistência (A) P(A) mm 0,5 0,6 0,7 0,8 1 1,25 1,5 1,75 2 2,5 3 3,5 4 H1 Passo da rosca mm 0,307 0,368 0,429 0,491 0,613 0,767 0,920 1,074 1,227 1,534 1,840 2,147 2,454 0,154 0,184 0,215 0,245 0,307 0,384 0,460 0,537 0,614 0,767 0,920 1,074 1,227 0,205 0,245 0,286 0,327 0,409 0,511 0,613 0,716 0,818 1,023 1,227 1,431 1,636 0,230 0,276 0,322 0,368 0,460 0,575 0,690 0,806 0,920 1,151 1,380 1,610 1,841 8.8, 9.8 10.9 12.9 E mm mín. Para P até 1 m m , só m étodo m icroscópico. /ANEXO
Cópia não autorizada 17 EB-168/1991 ANEXO - Propriedades mecânicas de parafusos e prisioneiros a temperaturas elevadas A-1 Este Anexo não tem valor normativo. A-2 Os dados mostrados na Tabela 15 são somente um para parafusos não ensaiados à tração a temperaturas elevadas. Estes dados não devem ser usados para aceitação de parafusos e prisioneiros. guia de valores da redução nas propriedades mecânicas Tabela 15 - Propriedades mecânica de parafusos e prisioneiros a temperaturas elevadas Temperatura °C Classe de +20 resistência Limite inferior de escoamento ReL, ou Limite de escoamento permanente Rp 0,2 (MPa) +100 +200 +250 +300 5.6 300 270 230 215 195 8.8 640 590 540 510 480 10.9 940 875 790 745 705 12.9 1100 1020 925 875 825