Все ГОСТы >> ГОСТы«Металлопрокат, металлоконструкции, метизы, ковка, композитные материалы»

ГОСТ Р 52627-2006 Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытаний

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

российской

ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТ Р

52627-

2006

(ИСО 3977-9:1999)

БОЛТЫ, ВИНТЫ И ШПИЛЬКИ

Механические свойства и методы испытаний

ISO 898-1:1999
Mechanical properties of fasteners
made of carbon steel and alloy steel -
Part 1: Bolts, screws and studs
(MOD)

Москва

Стандартинформ

2007

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении» (ФГУП «ВНИИНМАШ») и Федеральным государственным унитарным предприятием «Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт» (ФГУП «НАМИ») на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 229 «Крепежные изделия»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2006 г. 364-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 898-1:1999 «Механические свойства крепежных изделий из углеродистой стали и легированной стали. Часть 1. Болты, винты и шпильки» (ISO 898-1:1999 Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel - Part 1: Bolts, screws and studs) путем внесения в него технических отклонений, объяснение которых приведено во введении к настоящему стандарту.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (пункт 3.5).

Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам, межгосударственным стандартам, использованным в настоящем стандарте в качестве нормативных ссылок, приведены в приложении Б

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Содержание

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Система обозначений

4 Материалы

5 Механические и физические свойства

6 Контролируемые механические и физические свойства

7 Минимальные разрушающие нагрузки и пробные нагрузки

8 Методы испытаний

8.1 Испытание на растяжение обработанных образцов

8.2 Испытание на растяжение полноразмерных болтов, винтов и шпилек

8.3 Испытание на кручение

8.4 Испытание на твердость

8.5 Испытание пробной нагрузкой полноразмерных болтов и винтов

8.6 Испытание на растяжение на косой шайбе полноразмерных болтов и винтов

8.7 Испытание обработанных образцов на ударный изгиб

8.8 Испытание ударом по головке полноразмерных болтов и винтов диаметром d £ 10 мм и длиной, слишком малой для проведения испытаний на растяжение на косой шайбе

8.9 Испытание на обезуглероживание: оценка состояния углерода на поверхности

8.10 Испытание на повторный отпуск

8.11 Контроль дефектов поверхности

9 Маркировка

9.1 Маркировка товарного знака изготовителя

9.2 Маркировка классов прочности

9.3 Идентификация

9.4 Маркировка болтов и винтов с левой резьбой

9.5 Альтернативная маркировка

9.6 Маркировка упаковок

Приложение А (справочное) Предел текучести или условный предел текучести при повышенных температурах

Приложение Б (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам, использованным в настоящем стандарте в качестве нормативных ссылок

Библиография

Введение

В настоящий стандарт включены требования международного стандарта ИСО 898-1:1999 «Механические свойства крепежных изделий из углеродистой стали и легированной стали - Часть 1: Болты, винты и шпильки». Дополнительно по отношению к международному стандарту включены требования, отражающие потребности национальной экономики Российской Федерации и особенности изложения национальных стандартов Российской Федерации (в соответствии с ГОСТ Р 1.5), а именно:

- расширена область применения стандарта до диаметров резьбы М48;

- приведены дополнительные диаметры резьбы болтов, винтов и шпилек М42, М45, М48, отсутствующие в международном стандарте, а также значения пробных и разрушающих нагрузок для крепежных изделий указанных диаметров резьбы.

Указанные дополнительные требования, включенные в настоящий стандарт, а также дополнительные числовые значения в таблицах выделены курсивом.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

БОЛТЫ, ВИНТЫ И ШПИЛЬКИ

Механические свойства и методы испытаний

Bolts, screws and studs. Mechanical properties and test methods

Дата введения - 2008 - 01 - 01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает механические свойства болтов, винтов и шпилек из углеродистых и легированных сталей при испытании в условиях с температурой окружающей среды от 10°С до 35°С.

Изделия, соответствующие требованиям настоящего стандарта, оцениваются только в указанном температурном диапазоне и могут не сохранять установленные механические и физические свойства при более высоких и более низких температурах. В приложении А приведены для примера возможные уменьшения предела текучести или условного предела текучести при повышенных температурах.

При температурах меньших, чем температуры указанного диапазона, могут произойти значительные изменения свойств, например изменение ударной вязкости. Если крепежные изделия предполагается использовать при температурах, значения которых лежат за пределами указанного температурного диапазона, потребитель должен удостовериться в том, что механические и физические свойства крепежных изделий соответствуют конкретным условиям их эксплуатации.

Некоторые крепежные изделия могут не соответствовать требованиям настоящего стандарта, предъявляемым к испытаниям на растяжение или кручение. Это может быть из-за геометрии головок крепежных изделий, когда площадь сдвига в головке сравнима с площадью расчетного сечения в резьбе. Примерами таких головок являются потайная головка, полупотайная головка и низкая цилиндрическая головка (см. раздел 6).

Стандарт распространяется на болты, винты и шпильки:

- с крупной резьбой М1,6 - М48 и с мелкой резьбой М8×1 - М48×3;

- с треугольной метрической резьбой по ГОСТ 24705;

- с допусками резьбы по ГОСТ 16093;

- из углеродистой нелегированной или легированной стали.

Стандарт не распространяется на установочные винты и аналогичные резьбовые крепежные детали, не подвергаемые растягивающим нагрузкам (ГОСТ 25556).

Стандарт не распространяется на болты, винты и шпильки с такими особыми свойствами, как:

- свариваемость;

- коррозионная стойкость;

- способность сохранять свойства при температурах выше плюс 300°С (плюс 250°С для класса прочности 10.9) или ниже минус 50°С;

- прочность на срез;

- усталостная прочность.

Примечание - Систему обозначений классов прочности настоящего стандарта допускается использовать для крепежных изделий с размерами резьбы за пределами ограничений, установленных в данном пункте (например, для d > 48 мм), при условии, что все требования к механическим свойствам, установленные для классов прочности, выполняются.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты.

ГОСТ 1497-84 (ИСО 6892-84) Металлы. Методы испытания на растяжение

ГОСТ 1759.2-82 Болты, винты и шпильки. Дефекты поверхности и методы контроля

ГОСТ 2999-75 (ИСО 6507:1997) Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Виккерсу

ГОСТ 8724-2002 (ИСО 261-98) Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Диаметры и шаги

ГОСТ 9012-59 (ИСО 410-82, ИСО 6506-81) Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю

ГОСТ 9013-59 (ИСО 6508-86) Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу

ГОСТ 9150-2002 (ИСО 68-1-98) Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Профиль

ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах

ГОСТ 11284-75 Отверстия сквозные под крепежные детали. Размеры

ГОСТ 16093-2004 (ИСО 965-1:1998, ИСО 965-3:1998) Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором

ГОСТ 24705-2004 (ИСО 724:1993) Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Основные размеры

ГОСТ 25556-82 Винты установочные. Механические свойства и методы испытаний

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Система обозначений

Система обозначений классов прочности болтов, винтов и шпилек приведена в таблице 1. На оси абсцисс откладываются номинальные значения предела прочности на растяжение R_m в ньютонах на квадратный миллиметр, а на оси ординат - значения минимального относительного удлинения после разрыва A_min в процентах.

Обозначение класса прочности включает два числа:

- первое число равняется 1/100 номинального значения предела прочности на растяжение в ньютонах на квадратный миллиметр (см. таблицу 3, пункт 5.1);

- второе число равняется умноженному на 10 отношению предела текучести R_eL (условного предела текучести R_p_0,2) к номинальному пределу прочности на растяжение R_m_,_nom (коэффициент предела текучести).

Произведение этих двух чисел равняется 1/10 предела текучести в ньютонах на квадратный миллиметр.

Минимальный предел текучести R_eL_,_min (или минимальный условный предел текучести R_p_0,2,_mjn) и минимальный предел прочности на растяжение R_m_,_min равны номинальным значениям или превышают их (см. таблицу 3).

Таблица 1 - Система координат

Номинальный предел прочности на растяжение R_m_,_nom, Н/мм²
		300		400		500		600		700		800		900			1000		1200			1400

Минимальное относительное удлинение после разрыва A_min_, %	7
	8
	9								6.8											12.9
	10															10.9
	12						5.8								9.8 ^а
	14												8.8
	16				4.8
	18
	20
	22						5.6
	25				4.6
	30		3.6

Связь между пределом текучести и пределом прочности на растяжение
Второе число обозначения															.6			.8			.9
Предел текучести R_eL^b											100 %				60			80			90
Номинальный предел прочности на растяжение R_m _nom
или
Условный предел текучести R_p_0,2 ^b											100 %
Номинальный предел прочности на растяжение R_m _nom
Примечание - В настоящем стандарте определено большое число классов прочности, однако не все классы прочности подходят для всех изделий. Указания по применению конкретных классов прочности для конкретных изделий должны быть приведены в соответствующих стандартах на изделия. Для нестандартных изделий рекомендуется, по возможности, следовать выбору, сделанному для аналогичных стандартных изделий.
^а Распространяется только на изделия с диаметром резьбы d £ 16 мм. ^b Применяются номинальные значения в соответствии с таблицей 3.

4 Материалы

В таблице 2 приведены типы сталей для изготовления болтов, винтов и шпилек разных классов прочности, химический состав сталей и минимальные температуры отпуска.

Таблица 2 - Стали

Класс прочности	Материал и обработка	Ограничения на химический состав (контрольный анализ) % (m/m)					Температура отпуска, °С, не менее
		С		Р	S	В^а
		не менее	не более	не более	не более	не более
3.6 ^b	Углеродистая сталь	-	0,20	0,05	0,06	0,003	-
4.6 ^b		-	0,55	0,05	0,06	0,003	-
4.8 ^b		-	0,55	0,05	0,06	0,003	-
5.6		0,13	0,55	0,05	0,06	0,003	-
5.8 ^b		-	0,55	0,05	0,06
6.8 ^b		-	0,55	0,05	0,06
8.8 ^c	Углеродистая сталь с добавками (например, В, Мn или Сr), закаленная и отпущенная	0,15 ^d	0,40	0,035	0,035	0,003	425
8.8 ^c	Углеродистая сталь, закаленная и отпущенная	0,25	0,55	0,035	0,035	0,003	425
9.8	Углеродистая сталь с добавками (например, В, Мn или Сr), закаленная и отпущенная	0,15 ^d	0,35	0,035	0,035	0,003	425
9.8	Углеродистая сталь, закаленная и отпущенная	0,25	0,55	0,035	0,035	0,003	425
10.9 ^e^,^f	Углеродистая сталь с добавками (например, В, Мn или Сr), закаленная и отпущенная	0,15 ^d	0,35	0,035	0,035	0,003	340
10.9^f	Углеродистая сталь, закаленная и отпущенная	0,25	0,55	0,035	0,035	0,003	425
	Углеродистая сталь с добавками (например, В, Мn или Сr), закаленная и отпущенная	0,20 ^d	0,55	0,035	0,035
	Легированная сталь, закаленная и отпущенная^g	0,20	0,55	0,035	0,035
12.9^f,h,i	Легированная сталь, закаленная и отпущенная^g	0,28	0,50	0,035	0,035	0,003	380
^a Содержание бора может достигать 0,005 % при условии, что неэффективный бор контролируется добавлением титана и/или алюминия. ^b Для этих классов прочности допускается применять автоматную сталь с максимальным содержанием: 0,34 % серы, 0,11 % фосфора, 0,35 % свинца. ^с При номинальных диаметрах свыше 20 мм для получения достаточной прокаливаемости можно применять стали, предусмотренные для класса прочности 10.9. ^d В углеродистой стали с добавками бора с содержанием углерода ниже 0,25 % (анализ ковшовой пробы) минимальное содержание марганца должно составлять 0,6 % для класса прочности 8.8 и 0,7 % - для классов прочности 9.8, 10.9 и 10.9 ^е Изделия из этих сталей следует дополнительно маркировать знаком подчеркивания обозначения класса прочности (см. раздел 9). Все характеристики, установленные в таблице 3 для класса прочности 10.9, должны быть у изделий класса прочности 10.9, однако из-за более низкой температуры отпуска для изделий этого класса характеристики релаксации напряжений в этих изделиях при повышенных температурах будут другими (см. приложение А). ^f Материал этих классов прочности должен иметь такую прокаливаемость, чтобы непосредственно после закалки перед отпуском получалась структура, состоящая приблизительно на 90 % из мартенсита в сердцевине резьбовых участков крепежных изделий. ^g Эта легированная сталь должна содержать, по меньшей мере, один из следующих легирующих элементов в указанном минимальном количестве: 0,30 % хрома, 0,30 % никеля, 0,20 % молибдена, 0,10 % ванадия. Если сталь содержит два, три или четыре этих элемента, а содержание отдельных легирующих элементов меньше значений, приведенных выше, то предельное значение для определения класса составляет 70 % суммы отдельных предельных значений, приведенных выше, для двух, трех или четырех рассматриваемых элементов. ^h Для класса прочности 12.9 не допускается наличие обогащенного фосфором белого слоя, обнаруживаемого металлографическим способом, на верхних поверхностях, подвергаемых растягивающему напряжению. ⁱ Химический состав и температура отпуска в настоящее время исследуются и будут уточнены.

5 Механические и физические свойства

В таблице 3 приведены механические и физические свойства болтов, винтов и шпилек при температуре окружающей среды, определяемые по результатам испытаний с использованием методов, описанных в разделе 8.

Таблица 3 - Механические и физические свойства болтов, винтов и шпилек

Номер пункта	Механические и физические свойства			Класс прочности
				3.6	4.6	4.8	5.6	5.8	6.8	8.8 ^а		9.8^b	10.9	12.9
				3.6	4.6	4.8	5.6	5.8	6.8	d £ 16^с, мм	d > 16^с, мм	9.8^b	10.9	12.9
5.1	Номинальный предел прочности на растяжение R_m_,_nom, Н/мм²			300	400		500		600	800	800	900	1000	1200
5.2	Минимальный предел прочности на растяжение R_m_,_mjn^d^,^e, Н/мм²			330	400	420	500	520	600	800	830	900	1040	1220
5.3	Твердость по Виккерсу, HV, F ≥ 98 H	не менее		95	120	130	155	160	190	250	255	290	320	385
5.3	Твердость по Виккерсу, HV, F ≥ 98 H	не более		220 ^f					250	320	335	360	380	435
5.4	Твердость по Бринеллю, НВ, F = 30 D²	не менее		90	114	124	147	152	181	238	242	276	304	366
5.4	Твердость по Бринеллю, НВ, F = 30 D²	не более		209 ^f					238	304	318	342	361	414
5.5	Твердость по Роквеллу, HR	не менее	HRB	52	67	71	79	82	89	-	-	-	-	-
		не менее	HRC	-	-	-	-	-	-	22	23	28	32	39
		не более	HRB	95,0 ^f					99,5	-	-	-	-	-
		не более	HRC	-					-	32	34	37	39	44
5.6	Твердость поверхности, HV 0,3, не более			-						-^g
5.7	Предел текучести R_eL^h, Н/мм²	номин.		180	240	320	300	400	480	-	-	-	-	-
5.7	Предел текучести R_eL^h, Н/мм²	не менее		190	240	340	300	420	480	-	-	-	-	-
5.8	Условный предел текучести R_p_0,2ⁱ, Н/мм²	номин.		-					-	640	640	720	900	1080
5.8	Условный предел текучести R_p_0,2ⁱ, Н/мм²	не менее		-					-	640	660	720	940	1100
5.9	Напряжение от пробной нагрузки	S_p/R_eL или S_p/R_p0,2		0,94	0,94	0,91	0,93	0,90	0,92	0,91	0,91	0,90	0,88	0,88
5.9	Напряжение от пробной нагрузки	S_p, Н/мм²		180	225	310	280	380	440	580	600	650	830	970
5.10	Разрушающий крутящий момент М_в, Н×м, не менее			-						См. ИСО 898-7 [1]
5.11	Относительное удлинение после разрыва А, %, не менее			25	22	-	20	-	-	12	12	10	9	8
5.12	Относительное сужение после разрыва Z, %, не менее			-						52		48	48	44
5.13	Предел прочности при растяжении на косой шайбе ^е			Значения для полноразмерных болтов и винтов (не шпилек) должны быть не меньше минимальных значений предела прочности на растяжение, приведенных в 5.2
5.14	Ударная вязкость KU, Дж, не менее			-			25	-		30	30	25	20	15
5.15	Прочность соединения головки со стержнем при ударе молотком			Без разрушений

Окончание таблицы 3

Номер пункта	Механические и физические свойства	Класс прочности
		3.6	4.6	4.8	5.6	5.8	6.8	8.8 ^а		9.8 ^b	10.9	12.9
								d £ 16^c, мм	d > 16^c, мм
5.16	Минимальная высота необезуглероженной зоны резьбы Е, мм	-						1/2 Н₁			2/3 Н₁	3/4 Н₁
	Максимальная глубина полного обезуглероживания G, мм	-						0,015
5.17	Твердость после повторного отпуска	-						Уменьшение твердости не более 20 HV
5.18	Дефекты поверхности	В соответствии с ГОСТ 1759.2
^а Для болтов класса прочности 8.8 диаметром d £ 16 мм существует повышенный риск повреждения гайки в случае чрезмерной затяжки, приводящей к тому, что создаваемая нагрузка превосходит пробную нагрузку для гайки, установленную в ГОСТ Р 52628. ^b Распространяется только на изделия с номинальным диаметром резьбы d £ 16 мм. ^с Для строительных болтовых соединений предельное значение равно 12 мм. ^d Минимальный предел прочности на растяжение распространяется на изделия с номинальной длиной l ≥ 2,5 d. Минимальная твердость распространяется на изделия длиной l < 2,5 d и другие изделия, которые не могут быть испытаны на растяжение (например, из-за формы головки). ^е При испытании полноразмерных болтов, винтов и шпилек минимальные разрушающие нагрузки, используемые для определения предела прочности R_m, должны соответствовать значениям, приведенным в таблицах 6 и 8. ^f Значения твердости, измеренные на конце болтов, винтов и шпилек, должны быть не более 250 HV, 238 НВ или 99,5 HRB. ^g Твердость поверхности не должна превышать более чем на 30 единиц по Виккерсу измеренную твердость сердцевины. Измерения твердости на поверхности и в сердцевине проводят при HV 0,3. Для класса прочности 10.9 любое превышение твердости, приводящее к тому, что твердость поверхности оказывается более 390 HV, не допускается. ^h В случаях, когда невозможно определить предел текучести R_eL, допускается измерение условного предела текучести R_p_0,₂. Для классов прочности 4.8, 5.8 и 6.8 значения R_eL приведены только для использования в расчетах и не подлежат контролю при испытаниях. ⁱ Предел текучести R_eL, соответствующий обозначению класса прочности, и условный предел текучести R_p_0,₂ относятся к обработанным испытательным образцам. Эти значения, если они получены при испытаниях полноразмерных болтов, винтов и шпилек, могут отличаться от заданных в зависимости от технологии изготовления и размеров.

6 Контролируемые механические и физические свойства

В таблице 5 представлены две программы испытаний А и В для определения механических и физических свойств болтов, винтов и шпилек, использующие методы испытаний, описанные в разделе 8. Независимо от выбора программы испытаний все требования таблицы 3 должны быть выполнены.

Применение программы В всегда желательно, однако когда применение программы А окончательно не согласовано, для изделий с предельными разрушающими нагрузками меньше 500 кН применение программы В обязательно.

Программа А предназначена для обработанных испытательных образцов и для болтов и винтов площадью поперечного сечения стержня меньшей, чем площадь расчетного сечения на резьбовом участке.

Таблица 4 - Ключ к программам испытаний (см. таблицу 5)

Размеры изделий	Болты и винты диаметром резьбы d £ 3 мм или длиной l < 2,5 d ^a	Болты и винты диаметром резьбы d > 3 мм или длиной l > 2,5 d
Решающее испытание для приемки	○	●
^a Кроме того, болты и винты с формой головки или стержня менее прочны, чем резьбовой участок.

Таблица 5 - Программы испытаний А и В для приемочного контроля

Группа испытаний	Характеристика		Программа испытаний А			Программа испытаний В
			Метод испытаний	Класс прочности		Метод испытаний	Класс прочности
			Метод испытаний	3.6, 4.6 5.6	8.8, 9.8 10.9, 12.9	Метод испытаний	3.6,4.6 4.8, 5.6 5.8, 6.8	8.8,9.8 10.9, 12.9
I	5.2	Минимальный предел прочности на растяжение R_m_,_min	8.1 Испытание на растяжение	●	●	8.2 Испытание на растяжение ^а	●	●
	5.3, 5.4, 5.5	Минимальная твердость^ь	8.4 Испытание на твердость^c	○	○	8.4 Испытание на твердость^c	○	○
	5.3, 5.4, 5.5	Максимальная твердость		● ○	● ○		● ○	● ○
	5.6	Максимальная твердость поверхности			● ○			● ○
II	5.7	Минимальный предел текучести R_eL_,_min^d	8.1 Испытание на растяжение	●
	5.8	Условный предел текучести R_p_0,₂^d	8.1 Испытание на растяжение		●
	5.9	Напряжение от пробной нагрузки S_p				8.5 Испытание пробной нагрузкой	●	●
	5.10	Разрушающий крутящий момент М_в				8.3 Испытание на кручение		○
III	5.11	Минимальное относительное удлинение при разрыве A_min^d	8.1 Испытание на растяжение	●	●
	5.12	Минимальное относительное сужение при разрыве Z_min	8.1 Испытание на растяжение		●
	5.13	Прочность на разрыв при испытании на косой шайбе^f				8.6 Испытание на растяжение на косой шайбе	●	●
IV	5.14	Минимальная ударная вязкость KU	8.7 Испытание на ударный изгиб^g	●^h	●
IV	5.15	Прочность соединения головки со стержнемⁱ				8.8 Испытание ударом по головке	○	○
V	5.16	Зона максимального обезуглероживания	8.9 Испытание на обезуглероживание		● ○	8.9 Испытание на обезуглероживание		● ○
	5.17	Твердость после повторного отпуска	8.10 Испытание на повторный отпуск ^j		● ○	8.10 Испытание на повторный отпуск ^j		● ○
	5.18	Дефекты поверхности	8.11 Проверка дефектов поверхности	● ○	● ○	8.11 Проверка дефектов поверхности	● ○	● ○
^а Если результаты испытания на разрыв на косой шайбе оказываются удовлетворительными, испытание на растяжение можно не проводить. ^b Минимальная твердость распространяется только на изделия номинальной длиной l < 2,5 d и изделия, которые не могут быть подвергнуты испытаниям на растяжение или испытаниям на кручение (например, из-за формы головки). ^с Твердость можно определять по Виккерсу, Бринеллю или Роквеллу. В спорных случаях испытание на твердость по Виккерсу является решающим для приемки. ^d Только для болтов или винтов длиной l ≥ 6 d. ^е Только в случае, если болты или винты не могут быть подвергнуты испытанию на растяжение. ^f Для болтов и винтов с формой головки менее прочной, чем резьбовой участок, испытания на разрыв на косой шайбе не проводят. ^g Только для болтов, винтов и шпилек диаметром резьбы d ≥ 16 мм и только по требованию потребителя. ^h Только для класса прочности 5.6. ⁱ Только для болтов и винтов диаметром резьбы d £ 10 мм и длиной, слишком малой для испытаний на разрыв на косой шайбе. ^j Испытание является необязательным, его проводят только в спорных случаях.

7 Минимальные разрушающие нагрузки и пробные нагрузки

Минимальные разрушающие нагрузки и пробные нагрузки для болтов, винтов и шпилек с крупной резьбой см. в таблицах 6 и 7, с мелкой резьбой - в таблицах 8 и 9.

Таблица 6 - Минимальные разрушающие нагрузки. Крупная резьба

Резьба^a, (d)

Номинальная
площадь
расчетного
сечения
A_s_,_nom^b,
мм²

Класс прочности

3.6

4.6

4.8

5.6

5.8

6.8

8.8

9.8

10.9

12.9

Минимальная разрушающая нагрузка (A_s_,_nom×R_m_,_min), H

М3

М3.5

М4

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

М5

М6

М7

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

М8

М10

М12

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^c

32900

52200

75900

38100

60300

87700

44600

70800

103000

М14

М16

М18

115

157

192

38000

51800

63400

46000

62800

76800

48300

65900

80600

57500

78500

96000

59800

81600

99800

69000

94000

11500

92000^c

125000^c

159000

104000

141000

120000

163000

200000

140000

192000

234000

M20

M22

M24

245

303

353

80800

100000

116000

98000

121000

141000

103000

127000

148000

122000

152000

176000

127000

158000

184000

147000

182000

212000

203000

252000

293000

255000

315000

367000

299000

370000

431000

M27

M30

M33

459

561

694

152300

185000

229000

184000

224000

278000

193000

236000

292000

230000

280000

347000

239000

292000

361000

275000

337000

416000

381000

466000

576000

477000

583000

722000

560000

684000

847000

М36

М39

817

976

270000

322000

327000

390000

343000

410000

408000

488000

425000

508000

490000

586000

678000

810000

850000

1020000

997000

1200000

М42

М45

М48

1120

1306

1472

370000

431000

486000

448000

542000

586000

470000

550000

618000

560000

653000

736000

582000

679000

765000

672000

784000

883000

930000

1084000

1222000

1165000

1360000

1531000

1366000

1590000

1790000

^aЕсли в обозначении резьбы не указывают шаг, то подразумевают крупный шаг. См. ГОСТ 8724.

^bФормулы для расчета A_s см. 8.2.

^cДля строительных болтовых соединений 70000 Н, 95500 Н и 130000 Н соответственно.

Таблица 7 - Пробные нагрузки. Крупная резьба

Резьба^a(d)

Номинальная
площадь
расчетного
сечения
A_s_,_nom^b,
мм²

Класс прочности

3.6

4.6

4.8

5.6

5.8

6.8

8.8

9.8

10.9

12.9

Пробная нагрузка (A_s_,_nom×S_p), H

М3

М3,5

М4

5,03

6,78

8,78

910

1220

1580

1130

1530

1980

1560

2100

2720

1410

1900

2460

1910

2580

3340

2210

2980

3860

2920

3940

5100

3270

4410

5710

4180

5630

7290

4880

6580

8520

М5

М6

М7

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

М8

М10

М12

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^c

23800

37700

54800

30400

48100

70000

35500

56300

81800

М14

М16

М18

115

157

192

20700

28300

34600

25900

35300

43200

35600

48700

59500

32200

44000

53800

43700

59700

73000

50600

69100

84500

66700^c

91000^c

115000

74800

102000

95500

130000

159000

112000

152000

186000

М20

М22

М24

245

303

353

44100

54500

63500

55100

68200

79400

76000

93900

109000

68600

84800

98800

93100

115000

134000

108000

133000

155000

147000

182000

212000

203000

252000

293000

238000

294000

342000

М27

М30

М33

459

561

694

82300

101000

125000

103000

126000

156000

142000

174000

215000

128000

157000

194000

174000

213000

264000

202000

247000

305000

275000

337000

416000

381000

466000

576000

445000

544000

673000

М36

М39

817

976

147000

176000

184000

220000

253000

303000

229000

273000

310000

371000

359000

429000

490000

586000

678000

810000

792000

947000

М42

М45

М48

1120

1306

1472

202000

235000

265000

252000

294000

331000

347000

405000

456000

314000

366000

412000

426000

496300

559000

493000

574500

648000

672000

784000

883000

930000

1084000

1222000

1086000

1267000

1428000

^aЕсли в обозначении резьбы не указывают шаг, то подразумевают крупный шаг. См. ГОСТ 8724.

^bФормулы для расчета A_s см. 8.2.

^cДля строительных болтовых соединений 70000 Н, 95500 Н и 130000 Н соответственно.

Таблица 8 - Минимальные разрушающие нагрузки. Мелкая резьба

Резьба

(d×P^a)

Номинальная
площадь
расчетного
сечения

A_s,nom^b,
мм²

Класс прочности

3.6

4.6

4.8

5.6

5.8

6.8

8.8

9.8

10.9

12.9

Минимальная разрушающая нагрузка (A_s_,_nom×R_m_,_min), H

М8×1

М10×1

М10×1,2

39,2

64,5

61,2

12900

21300

20200

15700

25800

24500

16500

27100

25700

19600

32300

30600

20400

33500

31800

23500

38700

36700

31360

51600

49000

35300

58100

55100

40800

67100

63600

47800

78700

74700

М12×1,2

М12×1,5

М14×1,5

92,1

88,1

125

30400

29100

41200

36800

35200

50000

38700

37000

52500

46100

44100

62500

47900

45800

65000

55300

52900

75000

73700

70500

100000

82900

79300

112000

95800

91600

130000

112400

107500

152000

М16×1,5

М18×1,5

М20×1,5

167

216

272

55100

71300

89800

66800

86400

109000

70100

90700

114000

83500

108000

136000

86800

112000

141000

100000

130000

163000

134000

179000

226000

150000

174000

225000

283000

204000

264000

332000

М22×1,5

М24×2

М27×2

333

384

496

110000

127000

164000

133000

154000

198000

140000

161000

208000

166000

192000

248000

173000

200000

258000

200000

230000

298000

276000

319000

412000

346000

399000

516000

406000

469000

605000

М30×2

М33×2

М36×3

621

761

865

205000

251000

285000

248000

304000

346000

261000

320000

363000

310000

380000

432000

323000

396000

450000

373000

457000

519000

515000

632000

718000

646000

791000

900000

758000

928000

1055000

Окончание таблицы 8

Резьба (d×P^a)	Номинальная площадь расчетного сечения A_s_,_nom^b, мм²	Класс прочности
		3.6	4.6	4.8	5.6	5.8	6.8	8.8	9.8	10.9	12.9
		Минимальная разрушающая нагрузка (A_s_,_nom×R_m_,_min), H
М39×3	1030	340000	412000	433000	515000	536000	618000	855000	-	1070000	1260000
М42×3	1205	398000	482000	506000	603500	627000	723000	1000000		1253000	1470000
М45×3	1400	462000	560000	588000	700000	728000	840000	1120000		1456000	1708000
М48×3	1603	529000	641000	673000	802000	834000	962000	1330000		1667000	1956000
P - шаг резьбы. ^bФормулы для расчета A_s см. 8.2

Таблица 9 - Пробные нагрузки. Мелкая резьба

Резьба (d×P^a)	Номинальная площадь расчетного сечения A_s_,_nom^b, мм²	Класс прочности
		3.6	4.6	4.8	5.6	5.8	6.8	8.8	9.8	10.9	12.9
		Пробная нагрузка (A_s_,_nom×S_p), H
М8×1 М10×1 М10×1,25	39,2 64,5 61,2	7060 11600 11000	8820 14500 13800	12200 20000 19000	11000 18100 17100	14900 24500 23300	17200 28400 26900	22700 37400 35500	25500 41900 39800	32500 53500 50800	38000 62700 59400
М12×1,25 12×1,5 М14×1,5	92,1 88,1 125	16600 15900 22500	20700 19800 28100	28600 27300 38800	25800 24700 35000	35000 33500 47500	40500 38800 55000	53400 51100 72500	59900 57300 81200	76400 73100 104000	89300 85500 121000
М16×1,5 М18×1,5 М20×1,5	167 216 272	30100 38900 49000	37600 48600 61200	51800 67000 84300	46800 60500 76200	63500 82100 103000	73500 95000 120000	96900 130000 163000	109000 - -	139000 179000 226000	162000 210000 264000
М22×1,5 М24×2 М27×2	333 384 496	59900 69100 89300	74900 86400 112000	103000 119000 154000	93200 108000 139000	126000 146000 188000	146000 169000 218000	200000 230000 298000	- - -	276000 319000 412000	323000 372000 481000
М30×2 М33×2 М36×3	621 761 865	112000 137000 156000	140000 171000 195000	192000 236000 268000	174000 213000 242000	236000 289000 329000	273000 335000 381000	373000 457000 519000	- - -	515000 632000 718000	602000 738000 839000
М39×3	1030	185000	232000	319000	288000	391000	453000	618000	-	855000	999000
М42×3	1205	217000	271000	374000	337000	458000	530000	723000		1000000	1170000
М45×3	1400	252000	315000	434000	392000	532000	616000	840000		1160000	1360000
М48×3	1603	289000	361000	497000	449000	609000	705000	962000		1330000	1550000
^aP - шаг резьбы. ^bФормулы для расчета A_s см. 8.2

8 Методы испытаний

8.1 Испытание на растяжение обработанных образцов

В испытаниях на растяжение обработанных образцов следует проверять следующие характеристики:

а) предел прочности на растяжение R_m;

b) предел текучести R_eL или условный предел текучести R_р_0,2;

c) относительное удлинение при разрыве в процентах:

d) относительное сужение при разрыве в процентах:

При испытании на растяжение необходимо использовать обработанный образец, показанный на рисунке 1. В случае невозможности определения удлинения при разрыве из-за длины болта, необходимо измерять сужение при разрыве при условии, что длина L_o по меньшей мере равна 3 d_o.

d - номинальный диаметр резьбы;

d_o - диаметр испытательного образца (d_o < внутреннего диаметра резьбы);

b - длина участка с резьбой (b ≥ d);

L_o = 5 d_o или (): исходная базовая длина для определения удлинения;

L_o ≥ 3 d_o: исходная базовая длина для определения сужения;

L_c - длина цилиндрического участка (L_o+d_o);

L_t - полная длина испытательного образца (L_c+ 2r+ b);

L_u - конечная базовая длина после разрыва;

S_o - площадь поперечного сечения перед испытанием на растяжение;

S_u - площадь поперечного сечения после разрыва;

r - радиус закругления (r ≥ 4 мм)

Рисунок 1 - Обработанный образец для испытаний на растяжение

При обработке испытательного образца из термообработанного болта и винта диаметром d > 16 мм уменьшение диаметра стержня не должно превышать 25 % исходного диаметра (приблизительно 44 % начальной площади поперечного сечения) испытательного образца.

Изделия классов прочности 4.8, 5.8 и 6.8 (упрочненные холодным деформированием) следует испытывать на растяжение полноразмерными (см. 8.2).

8.2 Испытание на растяжение полноразмерных болтов, винтов и шпилек

Испытание на растяжение полноразмерных болтов следует проводить аналогично испытаниям на растяжение обработанных образцов (см. 8.1). Это испытание проводят с целью определения предела прочности на растяжение. Вычисление предела прочности на растяжение R_m основывается на номинальной площади расчетного сечения A_s_,_nom:

где d₂ - номинальный средний диаметр наружной резьбы (см. ГОСТ 24705);

d₃ - внутренний диаметр наружной резьбы, вычисленный по формуле

где d₁ - номинальный внутренний диаметр наружной резьбы (см. ГОСТ 24705);

Н - высота исходного треугольника резьбы (см. ГОСТ 9150).

В испытаниях полноразмерных болтов, винтов и шпилек используют нагрузки, приведенные в таблицах 6-9.

При проведении испытания растягивающая нагрузка должна быть приложена к свободному резьбовому участку длиной не менее 1 d. Испытание считают удовлетворительным, если разрыв происходит в стержне или в свободном резьбовом участке болта, а не в месте соединения головки со стержнем.

Испытательная скорость, определяемая скоростью ползуна со свободным ходом, не должна превышать 25 мм/мин. Захваты разрывной машины должны быть самоцентрирующиеся для исключения изгиба испытательного образца.

8.3 Испытание на кручение

Испытания на кручение выполняют в соответствии с международным стандартом ИСО 898-7 [1].

Данное испытание распространяется на болты и винты номинальными диаметрами резьбы d £ 3 мм, а также на короткие болты и винты номинальными диаметрами резьбы 3 £ d £ 10 мм, которые невозможно испытывать на растяжение.

8.4 Испытание на твердость

При обычном контроле твердость болтов, винтов и шпилек можно определять на головке, торце или стержне после удаления гальванопокрытий или других покрытий и соответствующей подготовки испытательного образца.

В случае превышения максимальной твердости необходимо проводить повторное испытание для всех классов прочности на поперечном сечении, выполненном на расстоянии одного диаметра от конца, в средней части радиуса сечения, где измеренная максимальная твердость не должна быть выше заданной. В сомнительных случаях испытание твердости по Виккерсу является решающим для приемки.

Измерения твердости поверхности следует проводить на торцах или на гранях шестигранника, которые должны быть подготовлены путем минимальной шлифовки или полировки для получения воспроизводимых результатов и сохранения исходных характеристик поверхностного слоя материала. Испытание на твердость по Виккерсу при HV 0,3 является решающим в спорных случаях.

Результаты измерения твердости поверхности при HV 0,3 должны сравниваться с аналогичными результатами измерения твердости сердцевины при HV 0,3, что позволит определять относительное увеличение твердости поверхности, которое должно быть не более 30 единиц по Виккерсу. Превышение этого значения свидетельствует о науглероживании поверхности.

Для классов прочности 8.8-12.9 разница между твердостью сердцевины и твердостью поверхности является решающей для оценки науглероживания в поверхностном слое болтов, винтов и шпилек.

Между твердостью и пределом прочности на растяжение может отсутствовать прямая связь. Максимальные значения твердости были выбраны по причинам, не связанным с пределом прочности (например, для исключения хрупкости).

Примечание - Необходимо строго различать увеличение твердости, вызываемое науглероживанием, и увеличение твердости, связанное с термообработкой или холодной обработкой поверхности.

8.4.1 Испытание на твердость по Виккерсу

Испытание на твердость по Виккерсу - по ГОСТ 2999.

8.4.2 Испытание на твердость по Бринеллю

Испытание на твердость по Бринеллю - по ГОСТ 9012.

8.4.3 Испытание на твердость по Роквеллу

Испытание на твердость по Роквеллу - по ГОСТ 9013.

8.5 Испытание пробной нагрузкой полноразмерных болтов и винтов

Испытание пробной нагрузкой состоит из следующих двух операций:

a) приложения установленной растягивающей пробной нагрузки (см. рисунок 2);

b) измерения остаточного удлинения, вызываемого пробной нагрузкой.

Пробную нагрузку, приведенную в таблицах 7 и 9, следует прикладывать к болту, установленному в разрывную испытательную машину, по оси. Полная пробная нагрузка должна действовать в течение 15 с. Длина свободного нагруженного участка резьбы должна равняться одному диаметру (1 d).

Для болтов и винтов с резьбой до головки длина свободного нагруженного участка резьбы должна, по возможности, соответствовать одному диаметру (1 d).

Для измерения остаточного удлинения торцы болта или винта должны быть подготовлены соответствующим образом (см. рисунок 2). Перед приложением пробной нагрузки и после снятия нагрузки измеряют длину болта или винта измерительным прибором со сферическими измерительными наконечниками. Для сведения к минимуму погрешности измерений следует использовать перчатки или клещи.

Результат испытания пробной нагрузкой можно считать удовлетворительным, если длина болта, винта или шпильки после приложения пробной нагрузки осталась такой же, как перед приложением нагрузки с допуском ± 12,5 мкм, учитывающим погрешность измерений.

Скорость испытаний, определяемая скоростью ползуна со свободным ходом, не должна превышать 3 мм/мин. Захваты испытательной машины должны быть самоцентрирующиеся для исключения изгиба испытательного образца.

При первоначальном приложении пробной нагрузки из-за влияния некоторых случайных факторов, таких, как отклонение от прямолинейности, отклонение от соосности (плюс погрешность измерений), остаточное удлинение может оказаться больше допускаемого. В таких случаях крепежные изделия необходимо подвергать повторному испытанию нагрузкой, большей первоначальной на 3 %; результат испытания может рассматриваться как удовлетворительный, если длина после повторного испытания будет такой же, как перед этим испытанием (с допуском 12,5 мкм на погрешность измерений).

^а d_h - средний ряд по ГОСТ 11284 (см. таблицу 10).

Рисунок 2 - Приложение пробной нагрузки к полноразмерным болтам и винтам

8.6 Испытание на растяжение на косой шайбе полноразмерных болтов и винтов

Испытание на растяжение на косой шайбе не распространяется на винты с потайной головкой.

Испытание на растяжение на косой шайбе следует проводить на испытательном оборудовании, предусмотренном для испытания металлов на растяжение в ГОСТ 1497, с использованием косой шайбы, как показано на рисунке 3.

Расстояние от сбега резьбы болта до контактной поверхности гайки зажимного устройства должно быть не менее 1d. Закаленную косую шайбу, размеры которой выполнены в соответствии с таблицами 10 и 11, устанавливают под головкой болта или винта. Испытание на растяжение проводят до разрыва болта.

^a d_h - средний ряд по ГОСТ 11284 (см. таблицу 10).

b - твердость не менее 45 HRC;

с - радиус или фаска 45°

Рисунок 3 - Испытание на косой шайбе полноразмерных болтов, винтов

Таблица 10 - Диаметры отверстий для испытаний на косой шайбе

В миллиметрах

Номинальный диаметр резьбы d	d_h^a	r₁	Номинальный диаметр резьбы d	d_h^a	r₁
3	3,4	0,7	20	22	1,3
3,5	3,9	0,7	22	24	1,6
4	4,5	0,7	24	26	1,6
5	5,5	0,7	27	30	1,6
6	6,6	0,7	30	33	1,6
7	7,6	0,8	33	36	1,6
8	9	0,8	36	39	1,6
10	11	0,8	39	42	1,6
12	13,5	0,8	42	45	1,6
14	15,5	1,3	45	48	1,6
16	17,5	1,3	48	52	1,6
18	20	1,3
^а Для болтов с квадратным подголовком отверстие должно соответствовать квадратному подголовку.

Таблица 11 - Угол скоса шайбы

Номинальный диаметр болтов и винтов d, мм	Классы прочности для
	болтов с участком гладкого стержня l_s > 2 d		болтов и винтов с резьбой до головки и или с участком гладкого стержня l_s < 2 d
	3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 8.8, 9.8, 10.9	6.8, 12.9	3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 8.8, 9.8, 10.9	6.8, 12.9
	a ± 0°30'
d £ 20	10°	6°	6°	4°
20 < d £ 48	6°	4°	4°	4°

Испытание считают удовлетворительным, если разрыв происходит в стержне или в свободном резьбовом участке болта, а не в месте соединения головки со стержнем. При этом должно быть выполнено требование, предъявляемое к минимальному пределу прочности на растяжение (либо в процессе проведения испытаний на растяжение на косой шайбе, либо в процессе проведения дополнительного испытания на растяжение без использования косой шайбы) в соответствии со значениями, предусмотренными для соответствующего класса прочности.

Для болтов и винтов с резьбой до головки испытание считают удовлетворительным, если разрушение происходит на свободном участке резьбы, даже если оно в момент разрыва распространяется в область переходной галтели под головкой или на головку.

Для болтов класса точности С радиус r₁, следует вычислять по формуле

r₁ = r_max + 0,2

где r - радиус переходной галтели под головкой,

при этом

где d_а - диаметр переходной галтели;

d_s - диаметр гладкой части стержня болта.

Для болтов и винтов диаметром опорной поверхности головки, превышающим 1,7 d, не выдержавших испытаний на растяжение на косой шайбе, головки могут быть обработаны до диаметра 1,7 d, а затем эти изделия могут быть подвергнуты повторному испытанию при угле скоса, установленном в таблице 11.

Кроме того, для болтов и винтов диаметром опорной поверхности головки, превышающим 1,9 d, угол скоса шайбы, равный 10°, можно уменьшить до 6°.

8.7 Испытание обработанных образцов на ударный изгиб

Испытание на ударный изгиб проводят в соответствии с ГОСТ 9454. Испытательный образец должен быть вырезан в продольном направлении и по возможности вблизи поверхности болта или винта. Сторона образца с надрезом должна располагаться вблизи поверхности болта. Испытаниям на ударный изгиб подлежат болты номинальным диаметром резьбы d ≥ 16 мм.

8.8 Испытание ударом по головке полноразмерных болтов и винтов диаметром d £ 10 мм и длиной, слишком малой для проведения испытаний на растяжение на косой шайбе

Испытание ударом по головке следует проводить, как показано на рисунке 4.

При нанесении нескольких ударов молотком головка болта или винта должна изогнуться на угол, равный 90°-β (см. таблицу 12) без признаков растрескивания в закругленном участке перехода головки к стержню, что устанавливается при осмотре с увеличением не менее восьмикратного, но не более десятикратного.

Для болтов и винтов с резьбой до головки допускается появление трещины в первом витке резьбы при условии, что головка не оторвалась.

Примечания

1 Значения d_h и r₂ (r₁ = r₂) см. в таблице 10.

2 Толщина испытательной пластины должна быть больше 2 d.

Рисунок 4 - Испытание головки на прочность

Таблица 12 - Значения угла β

Класс прочности	3.6	4.6	5.6	4.8	5.8	6.8	8.8	9.8	10.9	12.9
β	60°			80°

8.9 Испытание на обезуглероживание: оценка состояния углерода на поверхности

Используя соответствующий метод измерений (8.9.2.1 или 8.9.2.2) на продольном сечении участка резьбы проверяют, соответствуют ли установленным предельным значениям высота необезуглероженной зоны (основного металла Е) и глубина зоны полного обезуглероживания (G) (см. рисунок 5).

Максимальное значение G и формулы, определяющие минимальные значения E, приведены в таблице 3.

1 - полностью обезуглероженная зона; 2 - частично обезуглероженная зона; 3 - образующая среднего диаметра резьбы; 4 - основной металл (необезуглероженная зона); H₁ - высота наружной резьбы

Рисунок 5 - Зоны обезуглероживания

8.9.1 Основные понятия

8.9.1.1 Твердость основного металла - твердость наиближайшего к поверхности (при перемещении от сердцевины к наружному диаметру) участка, измеренная непосредственно перед началом увеличения или уменьшения твердости, указывающая на науглероживание или обезуглероживание соответственно.

8.9.1.2 Обезуглероживание - обычно потеря содержания углерода в поверхностном слое черных металлов промышленного производства (сталей).

8.9.1.3 Частичное обезуглероживание - обезуглероживание с потерей углерода в количестве, достаточном для посветления отпущенного мартенсита и существенного уменьшения твердости по сравнению с твердостью соседнего основного металла; при этом в металлографических исследованиях ферритные зерна не просматриваются.

8.9.1.4 Полное обезуглероживание - обезуглероживание с потерей углерода в количестве, достаточном для обнаружения при металлографических исследованиях четко выраженных ферритных зерен.

8.9.1.5 Науглероживание - увеличение содержания углерода в поверхностном слое в количестве, превышающем его содержание в основном металле.

8.9.2 Методы измерений

8.9.2.1 Метод с использованием микроскопа

Данный метод позволяет определить параметры Е и G.

Образец для исследования вырезают по оси резьбы на расстоянии половины номинального диаметра (1/2 d) от конца болта, винта или шпильки, прошедших термообработку. Для шлифовки и полировки образец устанавливают в зажимном приспособлении или предпочтительнее заливают пластмассой.

После установки образца необходимо шлифовать и полировать его поверхность в соответствии с требованиями металлографического исследования.

Для выявления изменений в микроструктуре, вызванных обезуглероживанием, обычно применяется травление в 3 %-ном растворе ниталя (концентрированная азотная кислота в этаноле).

Если иное не оговорено заинтересованными сторонами, для исследования микроструктуры используют стократное увеличение.

Если микроскоп имеет матовое стекло, то глубину обезуглероживания можно измерять непосредственно по шкале. Если в измерениях используют окуляр, то он должен быть соответствующего типа, снабженный визиром или шкалой.

8.9.2.2 Метод измерения твердости (арбитражный метод для частичного обезуглероживания).

Метод измерения твердости можно применять только для резьбы с шагом Р ≥ 1,25 мм.

Измерения твердости по Виккерсу проводят в трех точках, показанных на рисунке 6. Значения Е приведены в таблице 13. Нагрузка должна составлять 300 г.

hv₂ ≥ hv₁- 30;

HV₃ £ HV₁+ 30;

1,2, 3 - точки измерений; 4 - образующая среднего диаметра резьбы

Рисунок 6 - Измерение твердости в испытании на обезуглероживание

Таблица 13 - Значения для Н₁ и Е

В миллиметрах

Шаг резьбы Р^а, мм	H₁ мм	E_min^b, мм, для классов прочности
Шаг резьбы Р^а, мм	H₁ мм	8.8, 9.8	10.9	12.9
0,5	0,307	0,154	0,205	0,230
0,6	0,368	0,184	0,245	0,276
0,7	0,429	0,215	0,286	0,322
0,8	0,491	0,245	0,327	0,368
1	0,613	0,307	0,409	0,460
1,25	0,767	0,384	0,511	0,575
1,5	0,920	0,460	0,613	0,690
1,75	1,074	0,537	0,716	0,806
2	1,227	0,614	0,818	0,920
2,5	1,534	0,767	1,023	1,151
3	1,840	0,920	1,227	1,380
3,5	2,147	1,074	1,431	1,610
4	2,454	1,227	1,636	1,841
4,5	2,761	1,381	1,841	2,071
5	3,670	1,835	2,447	2,752
^а Для Р £ 1 мм следует применять только метод с использованием микроскопа. ^b Значения рассчитаны на основании требований таблицы 3, пункт 5.16.

Определение твердости в точке 3 следует проводить на образующей среднего диаметра резьбы витка, соседнего с витком, на котором проводили измерения в точках 1 и 2.

Значение твердости по Виккерсу в точке 2 (HV₂) должно быть не менее соответствующего значения в точке 1 (HV₁) минус 30 единиц по Виккерсу. В этом случае высота необезуглероженной зоны Е, как минимум, соответствует значению, установленному в таблице 13.

Значение твердости по Виккерсу в точке 3 (HV₃) должно быть не более соответствующего значения в точке 1 (HN₁,), плюс 30 единиц по Виккерсу.

Данный метод измерения твердости не позволяет обнаружить зону полного обезуглероживания вплоть до максимального значения, установленного в таблице 3.

8.10 Испытание на повторный отпуск

Повторный отпуск проводят при температуре на 10°С меньше, чем установленная минимальная температура отпуска, в течение 30 мин. Среднее значение трех измерений твердости сердцевины болта или винта, испытанных до и после повторного отпуска, не должно отличаться более чем на 20 единиц по Виккерсу.

8.11 Контроль дефектов поверхности

Контроль дефектов поверхности в соответствии с ГОСТ 1759.2.

При использовании программы испытаний А проверку дефектов поверхности испытательных образцов болтов проводят перед их обработкой.

9 Маркировка

Крепежные изделия, изготовленные в соответствии с требованиями настоящего стандарта, следует маркировать в соответствии с 9.1-9.5.

Только в случае выполнения всех требований настоящего стандарта крепежные детали можно маркировать и/или обозначать с использованием системы обозначений, представленной в разделе 3.

Если иное не установлено в стандарте на продукцию, высоту рельефной маркировки на верхней части головки не учитывают в размерах высоты головки.

Маркировка винтов с прямым шлицем и винтов с крестообразным шлицем не предусмотрена стандартом и может выполняться по усмотрению изготовителя.

9.1 Маркировка товарного знака изготовителя

Товарный знак изготовителя должен быть нанесен на всех изделиях, на которых указывают классы прочности, в процессе их изготовления. Товарный знак изготовителя также рекомендуется наносить на изделия, на которых не указывают класс прочности.

В соответствии с настоящим стандартом продавца, маркирующего крепежные изделия своим товарным знаком, следует рассматривать как изготовителя.

9.2 Маркировка классов прочности

Символы, которые следует указывать при маркировке классов прочности, приведены в таблице 14.

Таблица 14 - Символы, используемые при маркировке

Класс прочности

3.6

4.6

4.8

5.6

5.8

6.8

8.8

9.8

10.9

12.9

Символ маркировки^а^,^b

3.6

4.6

4.8

5.6

5.8

6.8

8.8

9.8

10.9

10.9^b

12.9

^а Точку в маркировочном символе допускается опускать.

^b Для класса прочности 10.9, когда используют низкоуглеродистые мартенситные стали, см. таблицу 2.

Для болтов и винтов небольших размеров или когда символы маркировки, указанные в таблице 14, невозможны из-за формы головки, допускается применять приведенные в таблице 15 символы маркировки по системе циферблата.

Таблица 15 - Система циферблата для маркировки болтов и винтов

Класс прочности	3.6	4.6	4.8	5.6	5.8
Символ маркировки

Окончание таблицы 15

Класс прочности

6.8

8.8

9.8

10.9

12.9

Символ маркировки

^а Положение, соответствующее двенадцати часам (контрольная отметка), необходимо маркировать либо товарным знаком изготовителя, либо точкой.

^b Класс прочности маркируется либо штрихом, либо двойным штрихом, а для класса прочности 12.9 - точкой.

9.3 Идентификация

9.3.1 Болты и винты с шестигранной и звездообразной головкой

Болты и винты с шестигранной и звездообразной головкой (включая изделия с фланцем) следует маркировать товарным знаком изготовителя и обозначением класса прочности, приведенным в таблице 14.

Данная маркировка является обязательной для всех классов прочности и наносится на верхней части головки выпуклыми или углубленными знаками или на боковой части головки углубленными знаками (см. рисунок 7). Для болтов и винтов с фланцем маркировку следует наносить на фланце, если в процессе производства невозможно нанести маркировку на верхней части головки.

Маркировка является обязательной для болтов и винтов с шестигранной и звездообразной головкой диаметром резьбы d ≥ 5 мм.

^а Товарный знак изготовителя.

^b Класс прочности.

Рисунок 7 - Примеры маркировки болтов и винтов с шестигранной и звездообразной головкой

9.3.2 Винты с шестигранным и звездообразным углублением в головке

Винты с шестигранным и звездообразным углублением в головке «под ключ» следует маркировать товарным знаком изготовителя и обозначением класса прочности, приведенным в таблице 14.

Маркировка является обязательной для классов прочности 8.8 и выше. Символы маркировки рекомендуется наносить на боковую сторону головки углубленными знаками или на верхнюю часть головки углубленными или выпуклыми знаками (см. рисунок 8).

Маркировка является обязательной для винтов с шестигранным и звездообразным углублением в головке «под ключ» номинальным диаметром резьбы d ≥ 5 мм.

Рисунок 8 - Примеры маркировки винтов с шестигранным углублением в головке

9.3.3 Болты с полукруглой головкой и квадратным подголовком

Болты с полукруглой головкой и квадратным подголовком классов прочности 8.8 и выше следует маркировать идентифицирующим знаком изготовителя и обозначением класса прочности, приведенным в таблице 14.

Для болтов номинальным диаметром d ≥ 5 мм маркировка является обязательной. Она должна быть нанесена на головке углубленными или выпуклыми знаками (см. рисунок 9).

Рисунок 9 - Пример маркировки болтов с полукруглой головкой и квадратным подголовком

9.3.4 Шпильки

Шпильки номинальным диаметром резьбы d ≥ 5 мм классов прочности 5.6, 8.8 и выше следует маркировать углубленными знаками с нанесением обозначения класса прочности в соответствии с таблицей 14 и товарного знака изготовителя на участок шпильки без резьбы (см. рисунок 10).

Если маркировка шпильки на участке без резьбы невозможна, допускается маркировка только класса прочности на гаечном конце шпильки (см. рисунок 10). Для шпилек с неподвижной посадкой применяют маркировку на гаечном конце с нанесением только товарного знака изготовителя, если это возможно.

Рисунок 10 - Маркировка шпилек

Допускается в качестве альтернативной маркировки классов прочности применять символы, приведенные в таблице 16.

Таблица 16 - Альтернативные символы для маркировки шпилек

Класс прочности	5.6	8.8	9.8	10.9	12.9
Символ маркировки

9.3.5 Другие типы болтов и винтов

Для маркировки других типов болтов и винтов, а также специальных изделий, по соглашению между заинтересованными сторонами, можно применять те же способы маркировки, что описаны в 9.3.1-9.3.4.

9.4 Маркировка болтов и винтов с левой резьбой

Болты и винты с левой резьбой следует маркировать нанесением обозначений, показанных на рисунке 11, либо на верхней части головки, либо на торце.

Маркировка распространяется на болты и винты номинальным диаметром резьбы d ≥ 5 мм.

Рисунок 11 - Маркировка левой резьбы

s - размер «под ключ»; к - высота головки

Рисунок 12 - Альтернативная маркировка левой резьбы

Альтернативную маркировку левой резьбы, показанную на рисунке 12, допускается применять для болтов и винтов с шестигранной головкой.

9.5 Альтернативная маркировка

Решение о нанесении альтернативной или допускаемой маркировки взамен обязательной по 9.2-9.4 принимает изготовитель.

9.6 Маркировка упаковок

Маркировка упаковок с нанесением товарного знака изготовителя и класса прочности является обязательной для всех упаковок всех размеров.

Приложение А
(справочное)
Предел текучести или условный предел текучести при повышенных температурах

Механические свойства болтов, винтов и шпилек изменяются при повышенной температуре. В таблице А.1 для справки представлены приближенные данные по уменьшению значений предела текучести или условного предела текучести при повышенных температурах. Эти данные не должны рассматриваться как требования к испытаниям.

Таблица А.1 - Предел текучести или условный предел текучести при повышенных температурах

Класс прочности	Температура, °С
	20	100	200	250	300
	Предел текучести R_eL или условный предел текучести R_р0,2, Н/мм²
5.6	300	270	230	215	195
8.8	640	590	540	510	480
10.9	940	875	790	745	705
10.9	940	-	-	-	-
12.9	1100	1020	925	875	825

Длительная работа при повышенной температуре может привести к значительной релаксации напряжений. Обычно 100 ч работы при температуре 300°С приводят к снижению усилия затяжки болта вследствие уменьшения значения предела текучести более чем на 25 % от начальной.

Приложение Б
(справочное)
Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам, использованным в настоящем стандарте в качестве нормативных ссылок

Обозначение ссылочного национального стандарта Российской Федерации	Обозначение и наименование ссылочного международного стандарта и условное обозначение степени его соответствия ссылочному национальному стандарту
ГОСТ 1497-84	ИСО 6892:1998 Материалы металлические. Испытания на растяжение при температуре окружающей среды (NEQ)
ГОСТ 1759.2-82	ИСО 6157-1:1998 Изделия крепежные. Несплошности поверхности. Часть 1. Болты, винты и шпильки общего назначения (NEQ)
ГОСТ 2999-75	ИСО 6507-1:1997 Материалы металлические. Испытание на твердость по Виккерсу. Часть 1. Метод испытаний (NEQ)
ГОСТ 8724-2002	ИСО 261:1998 Резьбы метрические ISO общего назначения. Общий план (MOD)
ГОСТ 9012-59	ИСО 6506:1981 Материалы металлические. Испытание на твердость. Определение твердости по Бринеллю (NEQ)
ГОСТ 9013-59	ИСО 6508:1986 Материалы металлические. Испытание на твердость. Определение твердости по Роквеллу (шкалы А-В-С-D-Е-F-G-Н-К) (NEQ)
ГОСТ 9150-2002	ИСО 68-1:1998 Резьбы ISO общего назначения. Основной профиль. Часть 1. Резьбы метрические (MOD)
ГОСТ 9454-78	ИСО 83:1976 Сталь. Испытание на ударную прочность по Шарпи (образцы с U-образным надрезом) (NEQ)
ГОСТ 11284-94	ИСО 273:1979 Изделия крепежные. Отверстия с гарантированным зазором для болтов и винтов (MOD)
ГОСТ 16093-2004	ИСО 965-1:1998 Резьбы метрические ISO общего назначения. Допуски. Часть 1. Принципы и основные данные (MOD)
ГОСТ 24705-2004	ИСО 724:1978 Резьбы метрические ISO общего назначения. Основные размеры (MOD)
ГОСТ 25556-82	ИСО 898-5:1998 Механические свойства крепежных изделий из углеродистой и легированной стали. Часть 5. Установочные винты и аналогичные резьбовые крепежные детали, не подвергаемые растягивающим напряжениям (NEQ)
Примечание - В настоящей таблице использованы следующие условные обозначения степени соответствия стандартов: - MOD - модифицированные стандарты; - NEQ - неэквивалентные стандарты.

Библиография

[1] Международный стандарт ИСО 898-7:1992 Механические свойства крепежных изделий из углеродистой и легированной стали. Часть 7. Испытание на кручение и минимальные крутящие моменты для болтов и винтов номинальных диаметров от 1 до 10 мм

Ключевые слова: болты, винты, шпильки, механические свойства, методы испытаний, система обозначений, маркировка

Хотите оперативно узнавать о новых публикациях нормативных документов на портале? Подпишитесь на рассылку новостей!

Все ГОСТы >> ГОСТы «Металлопрокат, металлоконструкции, метизы, ковка, композитные материалы >>

Задать вопрос в форуме >>
Форум "Металлопрокат, метизы, конструкции, ковка" >>
Форум "Нормативные документы по металлопрокату" >>
Форум "Ковка" >>