Nbr 08855 Eb 168 - Propriedades Mecanicas de Elementos de Fixacao Parafusos e Prisioneiro

Cópia não autorizada

CDU: 621.882.2

EB-168

AGO./1991

Pro riedades me mecânicas de elementos de fixa ão - Parafusos e risioneiros ABNT-Associa çã o Brasileira de Normas Técnicas Sede: Rio de J aneiro Av. Treze Treze de d e M aio, aio , 13 - 28 28 andar C EP 20003 20003- C aixa Postal P ostal 1680 1680 Rio d e J aneiro aneiro - RJ  Tel.:  Tel.:PABX(021 (021)) 210-31 210-3122 22  Telex  Telex:: (021) (021) 3433 34333 3 ABNT- BR Endereço Endereço Telegráfico: co : NORMATÉCNICA º

C opyri op yright ght ©1990, 1990, ABNT–Ass –A ssociaç oc iaç ão Brasil Brasileira eira de Normas No rmasTécnica éc nicass Printed in Bra Bra zil/ Impress Impre sso o no Bra Bra sil  Todos  Todos osdireit direitos osreserv eservados ados

Especifica çã o Registrada no INMETRO como NBR 8855 NBR 3 - Norma Brasileira Registrada Origem: Projeto EB-168/91 CB-04 - Comit ê Brasileiro de Mec ânica CE-04:003.01 - Comiss ão de Estudo de Elementos de Fixa ção 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 fixa ção

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

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 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.

17 páginas

1.3 Esta Norma não de aplica a parafusos sem cabe ça 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. Nota: O sistema de designa ção para classes de resist ência também pode ser utilizado fora do campo de aplica ção descrito, por exemplo: para tamanhos > 39 mm, sob a condi ção de que os parafusos apresentem todas as caracter ísticas mecânicas prescritas nesta Norma.

2 Documentos complementares Na aplicação desta Norma

é necess ário consultar:

Portaria INMETRO n 76, de 31.12.69 - Parafusos porcas, rebites e similares - Acondicionamento º

EB-1564 - Elementos de fixa ção - Características mecânicas de parafusos sem cabe ça e outros elementos de fixação roscados similares, não sujeitos a tensões de tração - Especificação EB-1647 - Porcas com valores de cargas espec íficas - Características mecânicas de elementos de fixação - Especificação

Cópia não autorizada

2

EB-168/1991

MB-4 - Materiais metálicos - Determinação das propriedades mec ânicas à tração - M étodo de ensaio

PB-882 - Elementos de fixação roscados - Tolerâncias dimensionais, de forma, posi ção e rugosidade para graus de produto A, B e C - Padroniza ção

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 - M étodo de ensaio MB-358 - Materiais met álicos - Determinação da dureza Rockwell - Método de ensaio MB-359 - Materiais met álicos - Determinação da dureza Vickers - Método de ensaio NB-97- Rosca métrica ISO - Procedimento

TB-249 - Metalografia e tratamentos t érmicos de ligas ferro-carbono - Terminologia

3 Condições gerais 3.1 Sistema de designa ção 3.1.1 O sistema de designa ção para classes de resist ência

de parafusos e prisioneiros est á representado na Tabela 1. A abscissa representa o valor nominal da resist ência à tração Rm em MPa e a ordenada, o alongamento m ínimo após a ruptura A mí n. 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 resist ência à tração nominal em MPa, ver R m em 4.2;

NB-902 - Defeitos superficiais em parafusos - Procedimento

b) o segundo algarismo indica 1/10 da rela ção entre o escoamento nominal R eL ou Rp0,2 e a resistência à tração nominal Rm (relação do escoamento).

PB-18 - Temperatura de referência para medi ções industriais de dimens ões lineares - Padroniza ção

3.1.1.1 A multiplicação dos dois algarismos resulta em 1/10

PB-50 - Furos de passagem para parafusos e pe ças roscadas similares - Padroniza ção

do escoamento nominal em MPa. O escoamento m ínimo, 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 Amí n. (%)

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 resist ência à tração Segundo algarismo do s ímbolo Escoamento nominal R eL ou Rp0,2 Resistência à tração nominal Rm (A)

x 100

%

6

8

9

60

80

90

Aplicável somente a di âmetro d -16 mm.

Nota: As classes de resist ência apresentadas nesta Norma n ão se aplicam necessariamente a todos os tipos de parafusos. Uma apropriada seleção das classes de resist ência é apresentada nas respectivas padroniza ções. Para elementos n ão padronizados, recomenda-se aplicar as classes de resist ência selecionadas para produtos semelhantes.

Cópia não autorizada

3

EB-168/1991

3.2 Marcação

aplicada de prefer ência na parte cil índrica da cabeça em baixo-relevo, ou na superf ície superior, em alto ou baixorelevo.

3.2.1 Sí mbolos de marca ção

3.2.2 Identifica ção

é obrigatória para parafusos de cabeça cilíndrica com sextavado interno de di âmetros de rosca d ¯ 5 mm, sempre que a forma do parafuso permita uma marcação, de preferência na cabe ça (ver Figura 2).

3.2.2.1 Parafusos de cabe ça sextavada

3.2.2.3 Prisioneiros

A marcação é obrigatória para todas as classes, devendo ser efetuada na cabe ça, de preferência em sua parte superior, em alto ou baixo-relevo, ou em sua parte lateral, em baixo-relevo (Exemplo, ver Figura 1). A marca ção é obrigatória para parafusos de di âmetros d ¯ 5 mm.

3.2.2.3.1 Prisioneiros devem ser marcados com os s ímbo-

Os parafusos devem ser marcados com os s ímbolos da Tabela 2.

3.2.2.2.2 A marcação

3.2.2.2 Parafusos de cabe ça cilí ndrica com sextavado interno

los da Tabela 2. Esta marca ção em baixo-relevo é obrigatória para as classes de resist ência a partir de 8.8 inclusive, e deve ser aplicada de prefer ência na parte plana da extremidade da rosca. Em prisioneiros com rosca interferentes, a marcação da classe de resist ência deve ser feita na superfície plana no lado da porca.

3.2.2.2.1 A marcação

3.2.2.3.2 A marcação

é obrigatória para parafusos das

classes de resist ência a partir de 8.8 inclusive, e deve ser

diâmetros de rosca d

é obrigatória para prisioneiros de ¯ 5 mm (ver Figura 3).

Tabela 2 - Sí mbolos de marca ção Classe de resistência

3.6

4.6

4.8

5.6

5.8

6.8

8.8

9.8

10.9

12.9

Símbolo

3.6

4.6

4.8

5.6

5.8

6.8

8.8

9.8

10.9

12.9

(A) (B)

(A) (B)

O ponto entre os dois algarismos pode ser omitido. Na u tiliza çã o de a ç o de baixo carbono na classe de resist ê ncia 10.9 (ver 4.1), o s ímbo lo de classe de resist ê ncia deve ser sublinhado 10.9.

Figura 1 - Exemplo de marcação de parafusos sextavados

Figura 2 - Exemplo de marca ção de parafusos de cabe ça cilí ndrica com sextavado interno

Figura 3 - Exemplo de marca ção de prisioneiros Nota: É permitida uma marcação alternativa para prisioneiros, conforme Tabela 3.

Cópia não autorizada

4

EB-168/1991

Tabela 3 - S í mbolos para marca ção alternativa Classe de resistência

8.8

9.8

10.9

12.9

Símbolo

3.2.2.4 Outros tipos de parafusos

3.2.5 Identifica ção de origem

A marcação da classe de resist ência, conforme 3.2.2.1 e 3.2.2.2, é também recomendada para outros tipos de parafusos de classe de resist ência 4.6 e 5.6, e todas as classes iguais ou mais altas que 8.8, por indica ções nas respectivas normas de padroniza ção, ou por acordo entre fabricante e comprador.

A marcação de origem - marca do fabricante - é obrigatória para todos os parafusos, que s ão marcados com a classe de resist ência. 3.3 Embalagem 3.3.1 Parafusos e pe ças roscadas similares devem ser

3.2.3 Marcação de parafusos com rosca esquerda

embalados de modo que n ão sofram danos mec ânicos durante o transporte.

3.2.3.1 Parafusos com rosca esquerda devem ser marca-

dos adicionalmente com um s ímbolo, conforme Figura 4, na cabeça do parafuso ou na parte plana da extremidade roscada. Esta marca ção é obrigatória para parafusos de diâmetro de rosca d ¯ 5 mm.

3.3.2 Parafusos e peças roscadas similares devem trazer

3.2.3.2 Parafusos com rosca esquerda podem tamb ém ser

3.3.3 As quantidades contidas nas embalagens devem

marcados alternativamente com ranhura sobre os cantos do sextavado, conforme Figura 5.

estar de acordo com a portaria do INMETRO n 76, de 31.12.69, nas quantidades de uma, duas e cinco pe ças, ou múltiplos de 10, 100 e 1000. permitida a venda de parafusos de grau do produto C em unidades de massa; neste caso, as embalagens devem conter indica ção 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 marca ção alternativa prevista anteriormente.

nas respectivas embalagens a designa ção completa, contendo a denomina ção, forma ou tipo, dimens ões, classe de resistência e quantidade.

Figura 4 - Exemplo de marca ção de parafusos com rosca esquerda

Figura 5 - Exemplo de marca ção alternativa de parafusos com rosca esquerda

º

Cópia não autorizada

5

EB-168/1991

4 Condições espec í ficas

4.1.3 Os limites de composi ção química só são obrigatórios

4.1 Materiais

para parafusos que n ão podem ser submetidos ao ensaio de tração.

4.1.1 A Tabela 4 especifica aços para as diferentes classes

4.2 Propriedades mec ânicas

de resistência de parafusos e prisioneiros. Os parafusos e prisioneiros devem apresentar as propriedades mec ânicas da Tabela 5, quando ensaiados à temperatura ambiente, conforme os ensaios de 5.1.

4.1.2 As temperaturas m í nimas de revenimento da Tabela 4

s ã o obrigat ó rias para as classes de resist ê ncia 8.8 at é 12.9.

Tabela 4 - Especifica ção de aços Classe de resistência

Material e tratamento térmico

Limites de composi ção qu ímica (análise da peça) % em massa C P S mín. máx. máx. máx.

3.6(A) 4.6(A), 4.8(A)

-

0,05 0,06

5.6

0,15

5.8(A), 6.8(A)

0,25

8.8(B)

0,15(C)

0,40

0,25

0,55

9.8

Aço-carbono temperado e revenido ou Aço-carbono com adi ções (P.ex.: Boro, Mn, Cr) temperado e revenido

0,15(C)

0,35

10.9(D)

Aço-carbono com adi ções (P.ex.: Boro, Mn, Cr) temperado e revenido 0,25

10.9(E)

Aço-carbono temperado e revenido ou Aço-carbono com adi ções (P.ex.: Boro, Mn, Cr) temperado e revenido ou Aço-liga temperado e revenido(G) Aço-liga temperado e revenido

0,20

12.9(E), (F)

(G)

-

0,55

Aço-carbono temperado e revenido ou Aço-carbono com adi ções (P.ex.: Boro, Mn, Cr) temperado e revenido

425

0,35

0,20(C)

°C mín.

0,20

-

Aço-carbono

Temperatura de revenimento

0,035

340

0,55

425

0,50

380

0,20

(A)

É permitido o uso de aço corte fácil nestas classes, com os seguintes valores m áximos: enxofre - 0,34%; f ósforo - 0,11%; chumbo 0,35%.

(B)

Para tamanhos acima de 20 mm, pode ser necess ário aplicar um material de classe de resist ência 10.9, para assegurar suficiente temperabilidade.

(C)

No caso de a ço-carbono ligado com boro de teor de carb ono abaixo de 0,25% (an álise da corrida), o teor m ínimo de Mn é de 0,6% para a classe de resist ência 8.8 e 0,7% para as classes de resist ência 9.8 e 10.9.

(D)

Produto de aços de baixo carbono devem ser identificados adicionalmente com tra ço por baixo do s ímbolo da classe de resist ência.

(E)

O material destas classes de resist ência deve ser suficientemente temper ável, 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 f ósforo branco, detect ável metalurgicamente para a classe de resist ência 12.9, em superf ícies sujeitas a tens ões de tra ção.

(G)

O aço-liga deve conter um ou mais dos seguintes elementos da liga: cromo, n íquel, molibdênio ou vanádio.

Cópia não autorizada

6

EB-168/1991

Tabela 5 - Propriedades mecânicas de parafusos e prisioneiros S e çã o Propriedades mec ânicas

4.2.1 Resistência

4.2.3

4.2.5

4.2.8

600

800

800

900

1000 1200

330

400

420

500

520

600

800

830

900

1040 1220

Dureza

mín.

95

120

130

155

160

190

250

255

290

320

385

320

335

360

380

435

238

242

276

304

366

304

318

342

361

414

Dureza Brinell

Dureza

HB, F = 30 D2 mín. HR

Rocwell

máx.

500

16 mm

mín.

HV. F ¯ 98 N

400

16 mm

à tração Rm(D), (E), MPa

4.2.6 Dureza superficial HV 0,3 4.2.7

Classe de resistência 5.6 5.8 6.8 8.8(A) 9. 8 (C) 10.9 12.9 d d >(B)

4.8

300

Vickers 4.2.4

4.6

nom.

e

4.2.2

3.6

máx. mín.

250 90

114

124

máx.

147

152

181

238

HRB

52

67

71

79

82

89

-

-

-

-

-

HRC

-

-

-

-

-

-

22

23

28

32

39

HRB

99,5

-

-

-

-

-

HRC

-

32

34

37

39

44

máx.

-

(F)

Limite inferior

nom.

180

240

320

300

400

480

-

-

-

-

-

de escoamento R eL(G), MPa

mín.

190

240

340

300

420

480

-

-

-

-

-

Limite de escoamento

nom.

-

640

640

720

900

1080

permanente Rp0,2 MPa

mín.

-

640

660

720

940

1100

Tensão sob carga de

0,94

0,94

0,91

0,93

0,90

0,92

0,91

0,91

0,90 0,88 0,88

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)

Os valores para parafusos inteiros (exceto prisioneiros) devem ser iguais aos valores m í nimos de 4.2.2.

4.2.9

S p /R eL ou S p /R p 0,2

ensaio Sp

4.2.12 Trabalho de impacto J

MPa

mín.

-

25

4 .2 .1 3 R e s is tê ncia à martelagem na cabe ç a Altura mínima da zona n ão descar4.2.14

-

mente descarbonetada G

mm

30

25

20

15

Sem ruptura -

bonetada da rosca E Profundidade máxima total-

30

-

1 H1 2

2 3 H1 H 3 4 1

0,015

(A)

Para parafusos de classe de resist ência 8.8 em di âmetros 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 at é M16.

(D)

As propriedades mínimas de tra ção aplicam-se a produtos de comprimento nominal L ¯ 2,5d. A dureza m ínima se aplica a produtos de comprimento L < 2,5d e outros p rodutos que n ão podem ser ensaiados à tração (P.ex.: conforme a forma da cabe ça).

(E) (F)

Para o ensaio de parafusos e prisioneiros inteiros, aplicam-se as cargas previstas na Tabela 7.

A dureza da superfície não pode ser maior do que 30 pontos Vickers daquela medida no n úcleo do produto, quando da leitura em ambas as superfícies e o n úcleo for carregado com HV 0,3. Para classe de resist ência 10.9, qualquer aumento da dureza superficial acima de 390 HV não é aceitável.

(G)

Se não for poss ível determinar o limite inferior de escoamento, é determinado o limite de escoamento permanente.

Cópia não autorizada

7

EB-168/1991

4.3 Propriedades mec ânicas a serem determinadas

Nota: As chaves para os programas de ensaio (ver Tabela 6) s ão as descritas a seguir:

4.3.1 São definidos dois programas A e B de ensaios das

propriedades mec ânicas para parafusos e prisioneiros descritos em 5.1, que s ão assinalados na Tabela 6.

Parafusos com diâmetros de rosca - 4 mm, ou comprimento < 2,5 d (A)

Tamanho

4.3.1.1 O programa de ensaio B deve ter aplica ção

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-de-

prova usinados e para parafusos de se ção de haste menor do que a se ção resistente.

Parafusos com diâmetros de rosca > 4 mm, ou comprimento ¯ 2,5 d

Ensaio decisivo para aceitação (A)

Também para parafusos com cabe ça de formas especiais que são mais fracas do que a parte roscada.

Tabela 6 - Programas A e B para ensaios de recep ção 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

4.2.7

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

4.2.13

4.2.14

Zona descarbonetada máxima

4.2.15 4.2.12

Método

5.1.2

Ensaio de dureza (C)

Escoamento inferior mínimo ReL

Resistência à martelagem na cabeça (G)

8.8, 9.8, 10.9, 12.9

5.1.1

5.1.6

Ensaio de tração (A)

5.1.3

Dureza superficial máxima

III

V

Ensaio de tração

4.2.6 II

IV

Classe de resistência

Método

Propriedades

Programa de ensaio B

Ensaio de dureza (C)

5.1.4

Ensaio de carga

5.1.5

Ensaio a tração com cunha (A)

Ensaio de tração

Ensaio de impacto

5.1.6 (E)

5.1.7

Ensaio de martelagem na cabeça

5.1.8

Ensaio de descarbonetação

5.1.8

Ensaio de descarbonetação

Temperatura de revenimento mínimo

5.1.9

Ensaio de revenimento

5.1.9

Ensaio de revenimento

Integridade superficial

5.1.10

E nsaio de integridade superficial

E nsaio de 5.1.10 integridade superficial

Classe de resistência 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 n ão podem ser ensaiados à tração (P.ex.: forma da cabe ça).

(C)

A dureza pode ser determinada segundo Vickers, Brinell, Rockwell. No caso de d úvida, a dureza Vickers é decisiva para aceitação. Parafusos de forma de cabeça com configuração onde a cabeça é mais fraca do que a parte roscada est ão excluídos do ensaio de tra ção com cunha.

(D)

(E)

Somente parafusos de diâmetro ¯ 16 mm e quando requerido pelo comprador.

(F)

Só para classe de resist ência 5.6.

(G)

Só para parafusos com di âmetro de rosca -16 mm e que sejam muito curtos para um e nsaio de carga com cunha.

4.4 Forças de ruptura m í nima e cargas de ensaio 4.4.1 Os valores de for ças de ruptura e for ças de ensaio

para rosca normal e fina constam nas Tabelas 7, 8, 9 e 10.

Tabela 7 - For ças de ruptura m í nima - Rosca métrica normal Diâ m etro nominal

çã o resis-

da rosca

tente A s,

(A)

nom .

(m m )

C lasse de resist ê ncia

rea de se3.6

4.6

4.8

5.6

5.8

6.8

8.8

9.8

10.9

12.9

For ç a de ruptura m í nima (A s x R m), em N

2

(m m )

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 32900 46400 52200 67400 (B) 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 n ão estiver indicado na designa ção da rosca, vale o passo normal.

(B)

Para parafusos estruturais: 70000 N, 95500 N e 1300 00 N, respectivamente.

Cópia não autorizada

9

EB-168/1991 Tabela 8 - For ças de ensaio para ensaio de carga - Rosca m étrica normal D iâ m etro nominal

çã o resis-

da rosca

tente A s,

(A)

nom .

(m m )

C lasse de resist ê ncia

rea de se3.6

4.6

4.8

5.6

5.8

6.8

8.8

9.8

10.9

12.9

For ç a de ensaio (A sx 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 23800 33700 37700 48900 (B) 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) 74800 91000 (B) 102000 115000 -

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

10.9

12.9

(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 - For ças de ruptura m í nimas - Rosca m étrica fina D iâ metro

Classe de resist ê ncia

rea de se-

nominal

çã o resis-

da rosca

tente A s,

3.6

4.6

4.8

5.8

6.8

8.8

9.8

F or ç a de ruptura m í nima (A s x R m), em N

nom . (m m )

5.6

(m m 2)

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

35300 58100 79300

40800 67100 91600

47800 78700 107500

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

112000 150000 -

130000 174000 225000

152000 204000 264000

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 - For ças de ensaio para ensaio de carga - Rosca m étrica fina Diâ metro

Classe de resist ê ncia

rea de se-

nominal

çã o resis-

d a ro sc a

te nte A s,

3.6

4.6

4.8

5.8

6.8

8.8

9.8

10.9

12.9

F or ç a de ensaio (A s x S p), em N

nom . (m m )

5.6

2

(m m )

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

32500 53500 73100

38000 62700 85500

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 109000 -

104000 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 R eL ou limite de escoamento permanente 0,02%, R p0,2;

5.1 Ensaios 5.1.1 Ensaios de tra ção 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 ap ós a ruptura: A=

Lu - Lo Lo

x 100

5.1.1.2 Para este ensaio, o corpo-de-prova deve ser

a) resistência à tração Rm;

conforme a Figura 6.

d = diâmetro nominal de rosca do = diâmetro do corpo-de-prova (d o < diâmetro menor da rosca) b = comprimento da rosca (b ¯ d) Lo = 5 do ou (5,65)

Lc = comprimento da parte cil índrica (Lo + do) Lt = comprimento total do corpo-de-prova (L c + 2r + b) Lu = comprimento de medi ção ap ós ruptura So = área transversal do corpo-de-prova R = raio de concord ância (r ¯ 4 mm)

Figura 6 - Corpo-de-prova para ensaio de tra ção Notas: a) Em parafusos tratados termicamente com di âmetro de rosca acima de 16 mm, a redu ção do diâmetro da haste n ão deve ser maior do que 25% (= 44% da área da seção transversal) na confec ção do corpo-de-prova usinado. b) Produtos nas classes de resist ência 4.8, 5.8 e 6.8 (produtos conformados a frio) devem ser ensaiados inteiras (ver 5.1.2).

à tração como peças

Cópia não autorizada

11

EB-168/1991

5.1.2 Ensaio de tra ção em parafusos inteiros 5.1.2.1 O ensaio de tração do parafuso inteiro deve ser

realizado conforme 5.1.1, para determinar a resist ência à tração.

Nota: Cuidado especial deve ser tomado para distinguir um incremento de dureza causado por carbonetação ou incremento devido ao tratamento t érmico 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 f órmula: As =

Π

d2 + d 3

4

2

2

O ensaio de dureza Vickers deve ser realizado conforme MB-359. 5.1.3.2 Ensaio de dureza Brinell

Onde: d2 = di âmetro de flanco d3 = di âmetro menor: d3 = d 1 - H/6 Sendo que: d1 = di âmetro básico menor H = altura do tri ângulo fundamental 5.1.2.3 Para realização do ensaio, submete-se o parafuso

a cargas de tra ção, 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 n ão na região de concordância do corpo com a cabe ça. 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-alinh áveis, de modo a evitar esforços laterais sobre a pe ça. 5.1.3 Ensaios de dureza

Para ensaios de rotina, a dureza de parafusos e prisioneiros é determinada na cabe ça, na haste ou na extremidade, após ter sido removida a proteção superficial ou o revestimento, e feita uma prepara ção adequada das amostras. Para as classes de resist ência 4.8, 5.8 e 6.8, a dureza deve ser determinada na extremidade do parafuso. Se a dureza m áxima for ultrapassada neste ensaio, deve ser realizado um segundo ensaio no centro de uma se ção afastada da extremidade de um di âmetro de rosca no meio do raio, onde o valor m áximo de dureza n ão pode ser ultrapassado. Em caso de d úvida, 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 m ínimo lixado e polido para assegurar a reprodutibilidade da leitura e conservar a superf ície original do material. Para dureza superficial, o ensaio de dureza Vickers HV 0,3 deve ser o ensaio de refer ência. As leituras da dureza superficial tomadas em HV 0,3 devem ser comparadas com uma leitura da dureza do n úcleo similar em HV 0,3, com a finalidade de produzir uma compara ção realista de determinar relativo incremento acima de 30 pontos Vickers. Um incremento de mais de 30 pontos indica carbonetação. Para classes de resist ência 8.8 até 12.9, a diferença entre a dureza do n úcleo e a dureza superficial é decisiva para o julgamento da condi ção de carboneta ção na camada superficial do parafuso ou prisioneiro. Isto pode n ão ser uma relação direta entre a dureza e a resist ência 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).

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. 5.1.4.2 As forças de ensaio, mostradas nas Tabelas 8 e 10,

devem ser aplicadas axialmente ao parafuso em uma máquina normal de ensaio de tra ção. A força de ensaio deve ser mantida integralmente por 15 s. O comprimento de rosca livre que suporta a for ça deve ser seis filetes de rosca (6P). Para parafuso roscado at é a cabeça, o comprimento de rosca livre sujeita à força deve ser tão próximo quanto poss ível 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 pin ças 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 ap ós a aplicação da força seja o mesmo que antes da aplica ção da força com uma tolerância de ± 12,5 µm, para compensar erros de medi ção.

é determinada com uma marcha em vazio da se ção da cabeça e não deve ultrapassar 3 mm/min. As garras da máquina devem ser auto-alinháveis, de modo a evitar esfor ços laterais sobre a pe ça. Algumas variáveis, tais como retilineidade e alinhamento da rosca (mais erros de medi ção), podem resultar em aparente alongamento do elemento de fixa ção no início da aplicação da força. Nestes casos, o elemento de fixa ção pode ser reensaiado usando uma carga 3% maior, e é considerado satisfat ório se apresentar comprimento igual ao de antes da aplica ção da força, com 12,5 µm de tolerância para erros de medi ção. 5.1.4.3 A velocidade de ensaio

Cópia não autorizada

12

EB-168/1991

Força

Parafuso inteiro com rosca até a cabeça Força

(A)

Furo de passagem s érie média, conforme PB-50 (ver Tabela 11)

Figura 7 - Aplica ção de força de ensaio em parafusos inteiros

5.1.5 Ensaio à tração com cunha em parafusos internos (n ão é válido para prisioneiros)

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 fixa ção deve ser no mínimo 5.1.5.1 O ensaio

1 d. Uma cunha temperada com as medidas das Tabelas 11 e 12 deve ser colocada sob a cabe ça do parafuso.

Ao parafuso deve ser aplicada uma for ça até que ocorra a ruptura. Para atender aos requisitos deste ensaio, a ruptura deve ocorrer no corpo ou na rosca do parafuso e n ão entre a cabeça e o corpo. O parafuso deve atender aos requisitos de mínima resistência à tração, válidos para cada classe de resist ência no ensaio de tra ção com cunha ou em um ensaio suplementar de tra ção sem cunha, antes de ocorrer a ruptura.

EB-168/1991

Cópia não autorizada

(A)

13

Furo de passagem s érie média conforme PB-50 (ver Tabela 10).

Figura 8 - Ensaio de tração com cunha de parafuso inteiro

Tabela 11 - Di âmetros 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

Para parafusos com rosca at é a cabeça ou com a parte do corpo não roscado Ls -2 d

Parafusos com a parte do corpo não roscado Ls ¯ 2 d Classes de resist ência

(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 at é a cabeça também cum-

5.1.7 Ensaio de martelagem na cabe ça de parafusos curtos

prem os requisitos deste ensaio se a ruptura se iniciar na rosca e se estender at é a área do raio sob a cabe ça, ou avan çar dentro da cabe ça antes da separa ção.

5.1.7.1 Parafusos de di âmetro - 16 mm e comprimentos

que não permitem um ensaio de tra ção com cunha devem ser ensaiados conforme a Figura 9.

Nota: Para produtos grau C (ver PB-98 2), um raio R 1 deve ser usado de acordo com a seguinte f órmula: R1 = Rmá x. + 0,2 Sendo: Rmá x. =

da máx. - d s mín. 2

Onde: ds = diâmetro da haste n ão roscada do parafuso da = diâmetro no fim do raio de transi ção entre haste e cabeça 5.1.5.3 Para parafusos com di âmetro de assentamento da

cabe ça acima de 1,7 d, que falharem no ensaio de tra ção com cunha, a cabe ça 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 di âmetro de assentamento da

cabe ça acima de 1,9 d, o ângulo de cunha de 10 °pode ser reduzido para 6 °. 5.1.6 Ensaio de trabalho de impacto para pe ças usinadas

O trabalho de impacto deve ser determinado conforme MB-1116. O corpo-de-prova deve ser axial e, sempre que poss ível, ser retirado o mais pr óximo da superf ície do parafuso, de tal forma que o lado não entalhado do corpo-deprova seja o lado da superf ície. O ensaio de trabalho de impacto só é poss ível em parafusos de di âmetro -16 mm.

Figura 9 - Disposi ção para o ensaio de martelagem na cabe ça Notas: a) Valores de d h 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 at é um

ângulo de 90° - β, conforme Tabela 13, com diversos golpes de martelo, sem apresentar qualquer sinal de trinca no raio da concord ância entre a cabe ça e a haste, quando o parafuso for examinado com amplia ção n ão menor do que oito vezes ou no m áximo dez vezes. Em parafusos com rosca at é a cabeça, os requisitos podem ser considerados atendidos se ocorrer uma trinca no primeiro filete de rosca, desde que a cabe ça não se destaque.

Tabela 13 - Valores para o ângulo Classe de resistência

3.6

ngulo

4.6

5.6

4.8

60°

5.1.8 Ensaios de descarboneta ção

Usando método de medi ção 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 descarboneta ção completa (G) estão dentro dos limites especificados (ver Figura 10). Notas: a) O valor m áximo para G e a f órmula para o valor m ínimo de E são especificados na Tabela 5. b) As definições relativas e descarboneta ção são de acordo com a TB-24. 5.1.8.1 Método de ensaio (m étodo microscópico) 5.1.8.1.1 Este método permite a determina ção de E e G. Os

corpos-de-prova devem ser tomados de se ções 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 di âmetro (1d) da extremidade da parte roscada, ap ós a opera ção de tratamento t érmico do parafuso. A amostra deve ser montada em uma garra ou pastilha metalográfica, sendo prefer ível a pastilha metalográfica. 5.1.8.1.2 Após a montagem e esmerilhamento, a pastilha

deve ser polida segundo a boa pr ática metalográfica. Atacar com nital a 3% ( ácido nítrico concentrado em álcool), solução usualmente adequada para revelar alterações na microestrutura causada pela descarboneta ção. Para a medi ção deve ser usado microsc ópio 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 microsc ópio ocular, ele deve possuir um capilar cruzado ou escala.

EB-168/1991

Cópia não autorizada

15

Figura 10 - Zonas de descarboneta ção

5.1.8.2 Método de medição (método de dureza - m étodo decisivo para a determina ção de carboneta ção parcial)

5.1.8.2.6 Uma descarboneta ção total até os valores máxi-

mos da Tabela 5 n ão pode ser determinada com a medição da dureza.

5.1.8.2.1 A verificação do estado de carboneta ção na ros-

ca de parafusos beneficiados pelo m étodo de dureza s ó pode ser feita para roscas de passa, no m ínimo, de 1,25 mm. 5.1.8.2.2 A medição da dureza deve ser feita nos tr ês

pontos indicados na Figura 11. As f órmulas para E são apresentadas na Tabela 5. A carga deve ser de 3 N. 5.1.8.2.3 O ponto de medi ção 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 m ínimo, aos valores da Tabela 14.

5.1.9 Ensaio de re-revenimento

O parafuso deve ser submetido a um segundo revenimento a uma temperatura 10 °C abaixo da temperatura m ínima de revenimento da Tabela 4, com 30 min de perman ência. O valor médio de três medições de dureza no parafuso, antes e após o segundo revenimento, n ão 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 Aceita ção e rejei ção 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 n ão encruadas a frio, carboneta ção não admissível.

Os parafusos e prisioneiros que atenderem às condições especificadas nesta Norma devem ser aceitos; caso contrário, devem ser rejeitados.

Figura 11 - Determina ção da dureza no ensaio de descarboneta ção

Cópia não autorizada

16

EB-168/1991

Tabela 14 - Valores para H 1 e E Passo da rosca

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

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 m ín.

Para P at é 1 mm, s ó m é todo microsc ó pico.

/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 s ão somente um

para parafusos n ão ensaiados à tração a temperaturas elevadas. Estes dados n ão devem ser usados para aceitação de parafusos e prisioneiros.

guia de valores da redu ção nas propriedades mec ânicas

Tabela 15 - Propriedades mec ânica de parafusos e prisioneiros a temperaturas elevadas

Temperatura °C Classe de

+20

+100

+200

+250

+300

resistência

Limite inferior de escoamento ReL, ou Limite de escoamento permanente R p 0,2 (MPa)

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