ГОСТ 1759.4-87 Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытаний
ГОСТ 1759.4-87 · Крепеж
(ИСО 898/1-78)
| БОЛТЫ, ВИНТЫ И ШПИЛЬКИ Механические свойства и методы испытаний Bolts, screws and studs. Mechanical properties and test methods | ГОСТ 1759.4-87 (ИСО 898/1-78) |
|---|
Срок действия с 01.01.89 до 01.01.94.
Стандарт распространяется на болты, винты и шпильки из углеродистых нелегированных или легированных сталей с метрической резьбой по ГОСТ 24705-81 диаметром от 1 до 48 мм.
Стандарт не распространяется на установочные винты и аналогичные им резьбовые крепежные изделия, а также на болты, винты и шпильки со специальными требованиями: свариваемость, коррозионная стойкость, работоспособность при температурах выше плюс 300°С (для автоматной стали — плюс 250°С) и ниже минус 50°С.
1. Система обозначений
Система обозначений классов прочности болтов, винтов и шпилек приведена в табл. 1.
По оси абсцисс — номинальное значение временного сопротивления σв в Н/мм²; по оси ординат — относительное удлинение δ5 в %.
Обозначение класса прочности состоит из двух цифр: первая соответствует 1/100 номинального значения временного сопротивления разрыву в Н/мм²; вторая соответствует 1/10 отношения номинального значения предела текучести к временному сопротивлению в процентах. Произведение этих двух цифр соответствует 1/10 номинального значения предела текучести в Н/мм².
Минимальный (или условный) предел текучести и минимальное временное сопротивление равны или больше их номинальных значений.
Таблица 1
| Минимальное или временное сопротивление sвН/мм² | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1200 | 1400 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Минимальное относительное удлинение d₃в % | 7 | |||||||||||||||
| 8 | ||||||||||||||||
| 9 | 6.8 | 12.9 | ||||||||||||||
| 10 | 10.9 | |||||||||||||||
| 5.8 | 9.8* | |||||||||||||||
| 12 | ||||||||||||||||
| 8.8 | ||||||||||||||||
| 14 | ||||||||||||||||
| 4.8 | ||||||||||||||||
| 16 | ||||||||||||||||
| 18 | 6.6 | |||||||||||||||
| 20 | ||||||||||||||||
| 22 | 5.6 | |||||||||||||||
| 25 | 4.6 | |||||||||||||||
| 30 | 3.6 | |||||||||||||||
| Отношение предела текучести к временному сопротивлению | ||||||||||||||||
| Номинальный предел текучести sт | ´ 100, % | 60 | 80 | 90 | ||||||||||||
| Номинальное временное сопротивленце dв | ||||||||||||||||
| Вторая цифра символа | .6 | .8 | .9 |
*Применяется только для изделий с диаметром резьбы d ≤ 16 мм.
Примечание. Не все классы прочности, приведённые в табл. 1, применимы ко всем крепежным изделиям. Указание о применении определённых классов прочности для стандартизованных изделий приведено в соответствующих стандартах на эти изделия. Для нестандартизованных изделий выбор делают по аналогии.
(Изменённая редакция, Изм. № 1).
2. Материал
В табл. 2 указаны стали для изготовления болтов, винтов и шпилек различных классов прочности и их термообработка.
Химический состав сталей обязателен только для тех крепежных изделий, которые не могут быть испытаны на растяжение.
Минимальная температура отпуска, указанная в табл. 2, обязательна для классов прочности от 8.8 до 12.9.
Таблица 2
| Класс прочности | Материал и обработка | Химический состав (контрольный анализ), % | Температура отпуска, ° С, мин | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| углерода | фосфора | серы | ||||
| Мин. | Макс. | Макс. | Макс. | |||
| 3.6* | Углеродистая сталь | - | 0,20 | 0,05 | 0,06 | - |
| 4.6* 4.8* | - | 0,55 | 0,05 | 0,06 | ||
| 5.6 | 0,15 | 0,55 | 0,05 | 0,06 | ||
| 5.8* 6.6 6.8 * | - | 0,55 | 0,05 | 0,06 | ||
| 8.8** | Углеродистая сталь с добавками (бор, марганец или хром) закаленная и отпущенная | 0,15*** | 0,40 | 0,035 | 0,035 | 425 |
| 8.8** | Углеродистая сталь без добавок закаленная и отпущенная | 0,25 | 0,55 | 0,035 | 0,035 | |
| 9.8 | Углеродистая сталь с добавками (бор, марганец или хром) закаленная и отпущенная | 0,15*** | 0,35 | 0,035 | 0,035 | |
| Углеродистая сталь без добавок закаленная и отпущенная | 0,25 | 0,55 | 0,035 | 0,035 | ||
| 10.9*⁴ | Углеродистая сталь с добавками (бор, марганец или хром) закаленная и отпущенная | 0,15*** | 0,35 | 0,035 | 0,035 | 340 |
| 10.9*⁵ | Углеродистая сталь без добавок закаленная и отпущенная | 0,25 | 0,55 | 0,035 | 0,035 | 425 |
| 10.9*⁵ | Углеродистая сталь с добавками (бор, марганец или хром) закаленная и отпущенная | 0,20*** | 0,55 | 0,035 | 0,035 | 425 |
| Легированная сталь закаленная и отпущенная*⁷ | 0,20 | 0,55 | 0,035 | 0,035 | ||
| 12.9⁵⁶ | Легированная сталь закаленная и отпущенная*⁷ | 0,20 | 0,50 | 0,035 | 0,035 | 380 |
*Для данных классов прочности допускается применение автоматных сталей с содержанием серы, фосфора и свинца не более 0,34; 0,11; 0,35% соответственно.
**Для размеров свыше М20 с целью достижения необходимой прокаливаемости могут применяться стали, рекомендуемые для изделий класса прочности 10.9.
***В случае обычной углеродистой стали с добавками бора, с содержанием углерода менее 0,25% (анализ пробы из ковша), минимальное содержание марганца должно быть 0,6% для класса прочности 8.8 и 0,7% для классов прочности 9.8 и 10.9.
⁴Изделия должны дополнительно маркироваться путём подчёркивания символа класса прочности (см. ГОСТ 1759.0-87).
⁵Материалы, предназначенные для этих классов прочности, должны обладать прокаливаемостью, достаточной для получения структуры с примерно 90% мартенсита в сердцевине резьбового участка в состоянии закалки перед отпуском.
⁶На изделиях класса прочности 12.9, подвергаемых растягивающим напряжениям, не допускается определяемый металлографическим исследованием белый фосфористый налёт.
⁷Легированная сталь должна содержать один или несколько элементов: хром, никель, молибден или ванадий.
Допускается применять другие материалы и виды термообработки по соглашению между изготовителем и потребителем, если изготовитель гарантирует выполнение всех механических свойств, предусмотренных стандартом.
(Изменённая редакция, Изм. № 1).
3. Механические свойства
При испытаниях по методам раздела 6 болты, винты и шпильки при комнатной температуре должны иметь механические свойства, указанные в табл. 3 (при повышенных температурах — по приложению 2). Рекомендуемые технологические процессы изготовления — по приложению 1.
Таблица 3
| Номер пункта | Механические свойства | Класс прочности | ||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3.6 | 4.6 | 4.8 | 5.6 | 5.8 | 6.6 | 6.8 | 8.8 | 9.8* | 10.9 | 12.9 | ||||||||||||||
| d£ 16 мм | d>16 мм | |||||||||||||||||||||||
| 3.1 | Временное сопротивление sв**,*** Н/мм² | Номин. | 300 | 400 | 500 | 600 | 800 | 800 | 900 | 1000 | 1200 | |||||||||||||
| 3.2 | Мин. | 330 | 400 | 420 | 500 | 520 | 600 | 800 | 830 | 900 | 1040 | 1020 | ||||||||||||
| 3.3 | Твердость по Виккерсу, HV | Мин. | 95 | 120 | 130 | 155 | 160 | 190 | 250 | 255 | 290 | 320 | 385 | |||||||||||
| Макс. | 250 | 320 | 335 | 360 | 380 | 435 | ||||||||||||||||||
| 3.4 | Твердость по Бринеллю, НВ | Мин. | 90 | 114 | 124 | 147 | 152 | 181 | 238 | 242 | 276 | 304 | 366 | |||||||||||
| Макс. | 238 | 304 | 318 | 342 | 361 | 414 | ||||||||||||||||||
| 3.5 | Твердость по Роквеллу, HR | мин . | HRB | 52 | 67 | 71 | 79 | 82 | 89 | - | - | - | - | - | ||||||||||
| HRCэ | - | - | - | - | - | - | 22 | 23 | 28 | 32 | 30 | |||||||||||||
| макс . | HRB | 99,5 | - | - | - | - | - | |||||||||||||||||
| HRCэ | - | 32 | 34 | 37 | 39 | 44 | ||||||||||||||||||
| 3.6 | Твердость поверхности HV 0,3макс | - | *⁴ | |||||||||||||||||||||
| 3.7 | Предел текучести sт*⁵, Н/мм² | Номин. | 180 | 240 | 320 | 300 | 400 | 360 | 480 | - | - | - | - | - | ||||||||||
| Мин. | 190 | 240 | 340 | 300 | 420 | 360 | 480 | - | - | - | - | - | ||||||||||||
| 3.8 | Условный предел текучести s0,2, Н/мм² | Номин. | - | 640 | 640 | 720 | 900 | 1080 | ||||||||||||||||
| Мин. | - | 640 | 660 | 720 | 940 | 1100 | ||||||||||||||||||
| 3.9 | Напряжение от пробной нагрузки sп | sп/ sтили s0,2 | 0,94 | 0,94 | 0,91 | 0,93 | 0,90 | 0,92 | 0,91 | 0,91 | 0,90 | 0,88 | 0,88 | |||||||||||
| Н/мм² | 180 | 225 | 310 | 280 | 380 | 440 | 580 | 600 | 650 | 830 | 970 | |||||||||||||
| 3.10 | Относительное удлинение после разрыва d₅, % | Мин. | 25 | 22 | 14 | 20 | 10 | 16 | 8 | 12 | 12 | 10 | 9 | 8 | ||||||||||
| 3.11 | Прочность на разрыв на косой шайбе*** | Прочность на разрыв на косой шайбе целых болтов и винтов (кроме шпилек) должна быть не меньше минимального значения временного сопротивления разрыву, указанному в п. 3.2. | ||||||||||||||||||||||
| 3.12 | Работа удара, Дж (Ударная вязкость, Дж/см²) | Мин. | - | 25 (50) | - | 20 (40) | - | 30 (60) | 30 (60) | 25 (50) | 20 (40) | 15 (30) | ||||||||||||
| 3.13 | Прочность соединения головки со стержнем | Отсутствие трещин под головкой | ||||||||||||||||||||||
| 3.14 | Минимальная высота необезуглероженной зоны Е | - | ¹/₂Н₁ | ²/₃Н₁ | ³/₄Н₁ | |||||||||||||||||||
| Максимальная глубина полного обезуглероживанияG, мм | - | 0,015 |
*Только для номинальных диаметров резьбы d ≤ 16 мм.
**Минимальные значения при растяжении относятся к изделиям с номинальной длиной l ≥ 2,5d. Минимальная твёрдость относится к изделиям с длиной l < 2,5d и другим изделиям, которые не могут быть испытаны на растяжение (например, из-за конфигурации головки).
***При испытании целых болтов, винтов и шпилек используют нагрузки по табл. 6–9.
⁴Твёрдость поверхности не должна быть более чем на 30 единиц по Виккерсу выше твёрдости сердцевины при НВ 0,3. Для класса прочности 10.9 превышение, при котором твёрдость поверхности превышает 390 НВ, недопустимо.
⁵Если предел текучести не может быть определён, допускается измерение условного предела текучести.
(Изменённая редакция, Изм. № 1).
4. Контроль механических свойств
В табл. 5 приведены две программы испытаний — А и В — для контроля механических свойств болтов, винтов и шпилек с использованием методов раздела 6.
Программа В предпочтительна для всех изделий и обязательна для изделий с разрывной нагрузкой менее 500 кН.
Программа А применяется для испытания образцов, полученных механической обработкой, и изделий с площадью сечения стержня меньше номинальной площади сечения резьбового участка.
В табл. 4 приведён ключ к программам испытаний (см. табл. 5).
Таблица 4
| Размеры | Болты, винты и шпильки с диаметром резьбыd£ 4 мм или длинойl<2.5d* | Болты, винты и шпильки с диаметром резьбыd>4 мм и длинойl³ 2,5d |
|---|---|---|
| Испытание, определяющее приемку | ○ | ● |
*Также болты и винты со специальной конструкцией головки или стержня, менее прочной, чем резьбовой участок.
Таблица 5
| Группа испытаний | Свойства | Программа испытаний А | Программа испытании В | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Метод испытания | Класс прочности | Метод испытания | Класс прочности | |||||
| 3.6 4.6 5.6 6.6 | 8.8 9.8 10.9 12.9 | 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.6 6.8 | 8.8 9.8 10.9 12.9 | |||||
| I | 3.1 и 3.2 | Минимальное временное сопротивление sв | 6.1. Испытание на растяжение | ● | ● | 6.2. Испытание на растяжение | ● | ● |
| 3.3 | Минимальная твердость** | 6.3. Измерение твердости | ○ | ○ | 6.3. Измерение твердости*** | ○ | ○ | |
| 3.4 и 3.5 | Максимальная твердость | ● ○ | ● ○ | ● ○ | ● ○ | |||
| 3.6 | Максимальная твердость поверхности | ● ○ | ● ○ | |||||
| II | 3.7 | Минимальный предел текучести, sт | 6.1. Испытание на растяжение | ● | ||||
| 3.8 | Условный предел текучести s0,2 | 6.1. Испытание на растяжение. | ● | |||||
| 3.9 | Напряжение от пробной нагрузки ( sп) | 6.4. Испытание пробной нагрузкой | ● | ● | ||||
| III | 3.10 | Минимальное относительное удлинение s₅ | 6.1. Испытание на растяжение | ● | ● | |||
| 3.11 | Прочность на разрыв на косой шайбе*⁴ | 6.5. Испытание на разрыв на косой шайбе | ● | ● | ||||
| I V | 3.12 | Минимальная ударная вязкость | 6.6. Испытание на ударную вязкость*⁵ | *⁶ ● | ● | |||
| 3.13 | Прочность соединения головки со стержнем*⁷ | 6.7. Испытание на прочность соединения головки со стержнем | ○ | ○ | ||||
| V | 3.14 | Максимальная зона обезуглероживания | 6.8. Испытание на обезуглероживание | ● ○ | 6.8. Испытание на обезуглероживание | ● ○ | ||
| 3.15 | Минимальная температура отпуска | 6.8а. Испытание на повторный отпуск | ● ○ | 6.8а. Испытание на повторный отпуск | ● ○ | |||
| 3.16 | Наличие дефектов поверхности | 6.9. Контроль качества поверхности | ● ○ | ● ○ | 6.9. Контроль качества поверхности | ● ○ | ● ○ |
*Если испытание на разрыв на косой шайбе даёт удовлетворительный результат, испытание на растяжение не проводят.
**Минимальная твёрдость относится только к изделиям с номинальной длиной l < 2,5d и другим изделиям, которые не могут быть испытаны на растяжение.
***Твёрдость может быть измерена по Виккерсу, Бринеллю или Роквеллу. При разногласиях решающее значение имеет измерение по Виккерсу.
⁴Болты и винты со специальной конструкцией головки, менее прочной, чем резьбовой участок, не подвергаются испытанию на разрыв на косой шайбе.
⁵Только для болтов, винтов и шпилек с диаметром резьбы d ≥ 16 мм и только по требованию потребителя.
⁶Только класс прочности 5.6.
⁷Только для болтов и винтов с диаметром резьбы d ≤ 16 мм и при длинах, слишком малых для испытания на разрыв на косой шайбе.
(Изменённая редакция, Изм. № 1).
5. Минимальные разрушающие нагрузки и пробные нагрузки
В табл. 6 и 7 приведены минимальные разрушающие нагрузки и пробные нагрузки для болтов, винтов и шпилек с крупной резьбой. В табл. 8 и 9 — для изделий с мелкой резьбой.
Таблица 6. Минимальные разрушающие нагрузки для болтов, винтов и шпилек с крупной резьбой
| Номинальный диаметр резьбы d, мм | Шаг резьбыР,мм | Номинальная площадь сечения Аs, мм² | Минимальная разрешающая нагрузка, Н, для класса прочности | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3.6 | 4.6 | 4.8 | 5.6 | 5.8 | 6.6; 6.8 | 8.8 | 9.8 | 10.9 | 12.9 | |||
| 3 | 0,5 | 5,03 | 1660 | 2010 | 2110 | 2510 | 2620 | 3020 | 4020 | 4530 | 5230 | 6140 |
| 3,5 | 0,6 | 6,78 | 2240 | 2710 | 2850 | 3390 | 3530 | 4070 | 5420 | 6100 | 7050 | 8270 |
| 4 | 0,7 | 8,78 | 2900 | 3510 | 3690 | 4390 | 4570 | 5270 | 7020 | 7900 | 9130 | 10700 |
| 5 | 0,8 | 14,2 | 4690 | 5680 | 5960 | 7100 | 7380 | 8520 | 11350 | 12800 | 14800 | 17300 |
| 6 | 1 | 20,1 | 6630 | 8040 | 8440 | 10000 | 10400 | 12100 | 16100 | 18100 | 20900 | 24500 |
| 7 | 1 | 28,9 | 9540 | 11600 | 12100 | 14400 | 15000 | 17300 | 23100 | 26000 | 30100 | 35300 |
| 8 | 1,25 | 36,6 | 12100 | 14600 | 15400 | 18300 | 19000 | 22000 | 29200 | 32900 | 38100 | 44600 |
| 10 | 1,5 | 58,0 | 19100 | 23200 | 24400 | 29000 | 30200 | 34800 | 46400 | 52200 | 60300 | 70800 |
| 12 | 1,75 | 84,3 | 27800 | 33700 | 35400 | 42200 | 43800 | 50600 | 67400 | 75900 | 87700 | 103000 |
| 14 | 2 | 115 | 38000 | 46000 | 48300 | 57500 | 59800 | 69000 | 92000 | 104000 | 120000 | 140000 |
| 16 | 2 | 157 | 51800 | 62800 | 65900 | 78500 | 81600 | 94000 | 125000 | 141000 | 163000 | 192000 |
| 18 | 2,5 | 192 | 63400 | 76800 | 80600 | 96000 | 99800 | 115000 | 159000 | - | 200000 | 234000 |
| 20 | 2,5 | 245 | 80800 | 98000 | 103000 | 122000 | 127000 | 147000 | 203000 | - | 255000 | 299000 |
| 22 | 2,5 | 303 | 100000 | 121000 | 127000 | 152000 | 158000 | 182000 | 252000 | - | 315000 | 370000 |
| 24 | 3 | 353 | 116000 | 141000 | 148000 | 176000 | 184000 | 212000 | 293000 | - | 367000 | 431000 |
| 27 | 3 | 459 | 152000 | 184000 | 193000 | 230000 | 239000 | 275000 | 381000 | - | 477000 | 560000 |
| 30 | 3,5 | 561 | 185000 | 224000 | 236000 | 280000 | 292000 | 337000 | 466000 | - | 583000 | 684000 |
| 33 | 3,5 | 694 | 229000 | 278000 | 292000 | 347000 | 361000 | 416000 | 576000 | - | 722000 | 847000 |
| 36 | 4 | 817 | 270000 | 327000 | 343000 | 408000 | 425000 | 490000 | 678000 | - | 850000 | 997000 |
| 39 | 4 | 976 | 322000 | 390000 | 410000 | 488000 | 508000 | 586000 | 810000 | - | 1020000 | 1200000 |
| 42 | 4,5 | 1120 | 370000 | 448000 | 470000 | 560000 | 582000 | 672000 | 930000 | - | 1165000 | 1366000 |
| 45 | 4,5 | 1306 | 431000 | 542000 | 550000 | 653000 | 679000 | 784000 | 1084000 | - | 1360000 | 1590000 |
| 48 | 5,0 | 1472 | 486000 | 586000 | 618000 | 736000 | 765000 | 883000 | 1222000 | - | 1531000 | 1790000 |
Таблица 7. Пробные нагрузки для болтов, винтов и шпилек с крупной резьбой
| Номинальный диаметр резьбы d, мм | Шаг резьбыР,мм | Номинальная площадь сечения Аs, мм² | Пробная нагрузка, Н, для класса прочности | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3.6 | 4.6 | 4.8 | 5.6 | 5.8 | 6.6; 6.8 | 8.8 | 9.8 | 10.9 | 12.9 | |||
| 3 | 0,5 | 5,03 | 910 | 1130 | 1560 | 1410 | 1910 | 2210 | 2920 | 3270 | 4180 | 4880 |
| 3,5 | 0,6 | 6,78 | 1220 | 1530 | 2100 | 1900 | 2580 | 2980 | 3940 | 4410 | 5630 | 6580 |
| 4 | 0,7 | 8,78 | 1580 | 1980 | 2720 | 2460 | 3340 | 3860 | 5100 | 5710 | 7290 | 8520 |
| 5 | 0,8 | 14,2 | 2560 | 3200 | 4400 | 3980 | 5400 | 6250 | 8230 | 9230 | 11800 | 13800 |
| 6 | 1 | 20,1 | 3620 | 4520 | 6230 | 5630 | 7640 | 8840 | 11600 | 13100 | 16700 | 19500 |
| 7 | 1 | 28,9 | 5200 | 6500 | 8960 | 8090 | 11000 | 12700 | 16800 | 18800 | 24000 | 28000 |
| 8 | 1,25 | 36,6 | 6590 | 8240 | 11400 | 10200 | 13900 | 16100 | 21200 | 23800 | 30400 | 35500 |
| 10 | 1,5 | 58,0 | 10400 | 13000 | 18000 | 16200 | 22000 | 25500 | 33700 | 37700 | 48100 | 56300 |
| 12 | 1,75 | 84,3 | 15200 | 19000 | 26100 | 23600 | 32000 | 37100 | 48900 | 54800 | 70000 | 81800 |
| 14 | 2 | 115 | 20700 | 25900 | 35600 | 32200 | 43700 | 50600 | 66700 | 74800 | 95500 | 112000 |
| 16 | 2 | 157 | 28300 | 35300 | 48700 | 44000 | 59700 | 69100 | 91000 | 102000 | 130000 | 152000 |
| 18 | 2,5 | 192 | 34600 | 43200 | 59500 | 53800 | 73000 | 84500 | 115000 | - | 159000 | 186000 |
| 20 | 2,5 | 245 | 44100 | 55100 | 76000 | 68600 | 93100 | 108000 | 147000 | - | 203000 | 238000 |
| 22 | 2,5 | 303 | 54500 | 68200 | 93900 | 84800 | 115000 | 133000 | 182000 | - | 252000 | 294000 |
| 24 | 3 | 353 | 63500 | 79400 | 109000 | 98800 | 134000 | 155000 | 212000 | - | 293000 | 342000 |
| 27 | 3 | 459 | 82600 | 103000 | 142000 | 128000 | 174000 | 202000 | 275000 | - | 381000 | 445000 |
| 30 | 3,5 | 561 | 101000 | 126000 | 174000 | 157000 | 213000 | 247000 | 337000 | - | 466000 | 544000 |
| 33 | 3,5 | 694 | 125000 | 156000 | 215000 | 194000 | 264000 | 305000 | 416000 | - | 570000 | 673000 |
| 36 | 4 | 817 | 147000 | 184000 | 253000 | 229000 | 310000 | 359000 | 490000 | - | 678000 | 792000 |
| 39 | 4 | 976 | 176000 | 220000 | 303000 | 273000 | 371000 | 429000 | 586000 | - | 810000 | 947000 |
| 42 | 4,5 | 1120 | 202000 | 252000 | 347000 | 314000 | 426000 | 493000 | 672000 | - | 930000 | 1086000 |
| 45 | 4,5 | 1306 | 235000 | 294000 | 405000 | 366000 | 496300 | 574500 | 784000 | - | 1084000 | 1267000 |
| 48 | 5,0 | 1472 | 265000 | 331000 | 456000 | 412000 | 559000 | 648000 | 883000 | - | 1222000 | 1428000 |
Таблица 8. Минимальные разрушающие нагрузки для болтов, винтов и шпилек с мелкой резьбой
| Номинальный диаметр резьбыd, мм | Шаг резьбыР,мм | Номинальная площадь сеченияАs, мм² | Минимальная разрешающая нагрузка, Н, для класса прочности | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3.6 | 4.6 | 4.8 | 5.6 | 5.8 | 6.6; 6.8 | 8.8 | 9.8 | 10.9 | 12.9 | |||
| 8 | 1 | 39,2 | 12900 | 15700 | 16500 | 19600 | 20400 | 23500 | 31360 | 35300 | 40800 | 47800 |
| 10 | 1,25 | 61,2 | 20200 | 24500 | 25700 | 30600 | 31800 | 36700 | 49000 | 55100 | 63600 | 74700 |
| 12 | 1,25 | 92,1 | 30400 | 36800 | 38700 | 46000 | 47900 | 55300 | 73700 | 82900 | 95800 | 112000 |
| 14 | 1,5 | 125 | 41200 | 50000 | 52500 | 62500 | 65000 | 75000 | 100000 | 112000 | 130000 | 152000 |
| 16 | 1,5 | 167 | 55100 | 66800 | 70100 | 83500 | 86800 | 100000 | 134000 | 150000 | 174000 | 204000 |
| 18 | 1,5 | 216 | 71300 | 86400 | 90700 | 108000 | 112000 | 130000 | 179000 | - | 225000 | 264000 |
| 20 | 1,5 | 272 | 89800 | 109000 | 114000 | 136000 | 141000 | 163000 | 226000 | - | 283000 | 332000 |
| 22 | 1,5 | 333 | 110000 | 133000 | 140000 | 166000 | 173000 | 200000 | 276000 | - | 346000 | 406000 |
| 24 | 2 | 384 | 127000 | 154000 | 161000 | 192000 | 200000 | 230000 | 319000 | - | 399000 | 469000 |
| 27 | 2 | 496 | 164000 | 194000 | 208000 | 248000 | 258000 | 298000 | 412000 | - | 516000 | 605000 |
| 30 | 2 | 621 | 205000 | 248000 | 261000 | 310000 | 323000 | 373000 | 515000 | - | 646000 | 758000 |
| 33 | 2 | 761 | 251000 | 304000 | 320000 | 380000 | 396000 | 457000 | 632000 | - | 791000 | 928000 |
| 36 | 3 | 865 | 285000 | 346000 | 363000 | 432000 | 450000 | 519000 | 718000 | - | 900000 | 1050000 |
| 39 | 3 | 1030 | 340000 | 412000 | 433000 | 515000 | 536000 | 618000 | 855000 | - | 1070000 | 1260000 |
| 42 | 3 | 1205 | 398000 | 482000 | 506000 | 603500 | 627000 | 723000 | 1000000 | - | 1253000 | 1470000 |
| 45 | 3 | 1400 | 462000 | 560000 | 588000 | 700000 | 728000 | 840000 | 1120000 | - | 1456000 | 1708000 |
| 48 | 3 | 1603 | 529000 | 641000 | 673000 | 802000 | 834000 | 962000 | 1330000 | - | 1667000 | 1956000 |
Таблица 9. Пробные нагрузки для болтов, винтов и шпилек с мелкой резьбой
| Номинальный диаметр резьбы d, мм | Шаг резьбыР,мм | Номинальная площадь сечения Аs, мм² | Пробная нагрузка, Н, для класса прочности | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3.6 | 4.6 | 4.8 | 5.6 | 5.8 | 6.6; 6.8 | 8.8 | 9.8 | 10.9 | 12.9 | |||
| 8 | 1 | 39,2 | 7060 | 8820 | 12200 | 11000 | 14900 | 17200 | 22700 | 25500 | 32500 | 38000 |
| 10 | 1,25 | 61,2 | 11000 | 13800 | 19000 | 17100 | 23300 | 26900 | 35500 | 39800 | 50800 | 59400 |
| 12 | 1,25 | 92,1 | 16600 | 20700 | 28600 | 25800 | 35000 | 40500 | 53400 | 59900 | 76400 | 89300 |
| 14 | 1,5 | 125 | 22500 | 28100 | 38800 | 35000 | 47500 | 55000 | 72500 | 81200 | 104000 | 121000 |
| 16 | 1,5 | 167 | 30100 | 37600 | 51800 | 46800 | 63500 | 73500 | 96900 | 109000 | 139000 | 162000 |
| 18 | 1,5 | 216 | 38900 | 48600 | 67000 | 60500 | 82100 | 95000 | 130000 | - | 179000 | 210000 |
| 20 | 1,5 | 272 | 49000 | 61200 | 84300 | 76200 | 103000 | 120000 | 163000 | - | 226000 | 264000 |
| 22 | 1,5 | 333 | 59900 | 74900 | 103000 | 93200 | 126000 | 146000 | 200000 | - | 276000 | 323000 |
| 24 | 2 | 384 | 69100 | 86400 | 119000 | 108000 | 146000 | 169000 | 230000 | - | 319000 | 372000 |
| 27 | 2 | 496 | 89300 | 112000 | 154000 | 139000 | 188000 | 218000 | 298000 | - | 412000 | 481000 |
| 30 | 2 | 621 | 112000 | 140000 | 192000 | 174000 | 236000 | 273000 | 373000 | - | 515000 | 602000 |
| 33 | 2 | 761 | 137000 | 171000 | 236000 | 213000 | 289000 | 335000 | 457000 | - | 632000 | 738000 |
| 36 | 3 | 865 | 156000 | 195000 | 268000 | 242000 | 329000 | 381000 | 519000 | - | 718000 | 838000 |
| 39 | 3 | 1030 | 185000 | 232000 | 319000 | 288000 | 391000 | 453000 | 618000 | - | 855000 | 999000 |
| 42 | 3 | 1205 | 217000 | 271000 | 374000 | 337000 | 458000 | 530000 | 723000 | - | 1000000 | 1170000 |
| 45 | 3 | 1400 | 252000 | 315000 | 434000 | 392000 | 532000 | 616000 | 840000 | - | 1160000 | 1360000 |
| 48 | 3 | 1603 | 289000 | 361000 | 497000 | 449000 | 609000 | 705000 | 962000 | - | 1330000 | 1550000 |
6. Методы испытаний
6.1. Испытание на растяжение образцов, выточенных из крепежных изделий
Методика — по ГОСТ 1497-84.
При испытании на растяжение на выточенных образцах определяют: а) временное сопротивление σв; б) предел текучести σт или условный предел текучести σ0,2; в) относительное удлинение.
Образец для испытаний показан на черт. 1: d — номинальный диаметр резьбы; d₀ — диаметр образца (менее внутреннего диаметра резьбы); b — длина резьбы (b ≥ d); L₀ = 5d₀; Lc — длина цилиндрической части; Lt — общая длина образца; Lu — длина после разрушения; S₀ — площадь поперечного сечения; R — радиус галтели (R ≥ 4 мм).
При вытачивании образца из термообработанного болта или винта с диаметром резьбы более 16 мм допускается уменьшение диаметра стержня не более чем на 25% первоначального диаметра (около 44% площади поперечного сечения).
6.2. Испытание на растяжение целых болтов, винтов и шпилек
Проводится аналогично п. 6.1, для определения временного сопротивления. Расчёт выполняется по площади поперечного сечения с учётом среднего (d₂) и внутреннего (d₃) диаметров резьбы.
Длина нагруженной резьбовой части должна быть равна одному диаметру резьбы. Изделие считают выдержавшим испытание, если разрушение произошло по стержню или резьбе, но не в месте соединения головки со стержнем. Гайка для испытания должна быть высотой не менее 0,8 диаметра резьбы.
Скорость нагружения не должна превышать 25 мм/мин. Зажимы разрывной машины должны быть самоцентрирующимися во избежание бокового нагружения.
6.3. Измерение твёрдости
При обычной проверке твёрдость определяют на головке, торце или стержне после удаления покрытия и подготовки образца.
Для классов прочности 4.8, 5.8 и 6.8 твёрдость определяют только на торце.
Если твёрдость превышает максимально допустимое значение, проводят вторичный замер на поперечном сечении на расстоянии одного диаметра от торца стержня в точке на половине радиуса от поверхности. Решающим в спорных случаях является измерение по Виккерсу.
Твёрдость поверхности измеряют на торцах или гранях шестигранника после лёгкой шлифовки или полировки.
Решающее испытание — измерение по Виккерсу с нагрузкой 300 г.
Значения твёрдости поверхности при НВ 0,3 сравнивают с твёрдостью сердцевины при НВ 0,3 для оценки превышения до 30 единиц по Виккерсу. Превышение более 30 единиц указывает на науглероживание.
Для классов прочности 8.8–12.9 разность между твёрдостью сердцевины и поверхности решающая для оценки науглероживания поверхностного слоя. Прямой зависимости между твёрдостью и теоретическим временным сопротивлением может не быть; максимальные значения твёрдости выбирают по другим соображениям (например, во избежание хрупкости).
Примечание. Следует разграничивать повышение твёрдости от науглероживания и повышение твёрдости от термообработки или холодного деформирования поверхности.
(Изменённая редакция, Изм. № 1).
6.3.1. Измерение твёрдости по Виккерсу — по ГОСТ 2999-75.
6.3.2. Измерение твёрдости по Бринеллю — по ГОСТ 9012-59.
6.3.3. Измерение твёрдости по Роквеллу — по ГОСТ 9013-59.
6.4. Испытание пробной нагрузкой
Состоит из приложения заданной пробной нагрузки (черт. 2) и измерения остаточного удлинения.
Нагрузку прикладывают по оси изделия на обычной разрывной машине и выдерживают 15 с. Длина свободной части резьбы под нагрузкой должна быть равна 6 шагам резьбы (6P); для изделий с резьбой до головки — как можно ближе к этому значению.
Для измерения остаточного удлинения на торцах сверлят центровые отверстия с конусом 60°. До и после нагружения изделие устанавливают на призму измерительного прибора между двумя штифтами со сферическими концами, используя перчатки или щипцы для минимизации погрешности.
Длина изделия после нагружения должна соответствовать длине до нагружения в пределах допуска ±12,5 мкм.
Скорость нагружения не должна превышать 3 мм/мин. Захваты должны быть самоцентрирующимися.
При первоначальном нагружении удлинение может оказаться больше допускаемого из-за отклонений от соосности и прямолинейности. В этом случае допускается повторное испытание нагрузкой, превышающей первоначальную на 3%. Результат считается удовлетворительным, если после повторного нагружения длина изделия совпадает с длиной после первого (с допуском 12,5 мкм).
(Изменённая редакция, Изм. № 1).
6.5. Испытание на разрыв на косой шайбе
Проводится в соответствии с черт. 3. Твёрдость косой шайбы — не менее 45 HRC. Размеры шайбы — по табл. 9а, 10.
Таблица 9а, мм
| Номинальный диаметр резьбы d | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3 | 3,5 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | |
| dh | 3,4 | 3,9 | 4,5 | 5,5 | 6,6 | 7,6 | 9,0 | 11,0 | 13,5 | 15,5 | 17,5 | 20,0 |
| R | 0,7 | 0,7 | 0,7 | 0,7 | 0,7 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 1,3 | 1,3 | 1,3 |
Продолжение табл. 9а
| Номинальный диаметр резьбы d | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 20 | 22 | 24 | 27 | 30 | 33 | 36 | 39 | 42 | 45 | 48 | |
| dh | 22,0 | 24,0 | 26,0 | 30,0 | 33,0 | 36,0 | 39,0 | 42,0 | 45,0 | 48,0 | 52,0 |
| R | 1,3 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 1,6 |
Таблица 10
| Номинальный диаметр резьбыd, мм | Класс прочности для | |||
|---|---|---|---|---|
| болтов и винтов с длиной гладкой части стержня ³ 2d | болтов и винтов с резьбой до головки или с длиной гладкой части стержня <2d | |||
| 3.6, 4.6, 4.8, 5.6. 5.8, 8.8, 6.6, 9.8, 10.9 | 6.6, 12.9 | 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 8.8, 6.6, 9.8, 10.9 | 6.8, 12.9 | |
| Угол клина a ±30 ° | ||||
| d£20 | 10° | 6° | 6° | 4 ° |
| 20<d£48 | 6° | 4 ° | 4 ° | 4 ° |
Расстояние от сбега резьбы болта до контактной поверхности гайки зажимного устройства равно диаметру резьбы d. Косая шайба устанавливается под головкой болта. Испытание на растяжение проводят до разрушения.
Результат считается удовлетворительным, если разрыв произошёл в стержне или резьбе болта, но не в месте перехода от головки к стержню, при выполнении требования по минимальному временному сопротивлению для соответствующего класса прочности.
Винты с резьбой до головки считаются выдержавшими испытание, если трещина разрушения начинается на свободном участке резьбы.
Для изделий класса точности С радиус R для шайбы рассчитывается по формуле с учётом наибольшего диаметра окружности сопряжения под головкой (da max) и наименьшего диаметра стержня (ds min).
Для изделий с диаметром опорной поверхности головки более 1,7d, не прошедших испытание, головка может быть механически обработана до 1,7d, и испытание повторяют с углом клина по табл. 10.
Для изделий с диаметром опорной поверхности головки более 1,9d угол клина 10° может быть уменьшен до 6°.
(Изменённая редакция, Изм. № 1).
6.6. Определение ударной вязкости
По ГОСТ 9454-78 на образцах типа 8 с U-образным надрезом. Образец вырезают в продольном направлении, возможно ближе к поверхности, ненадрезанной стороной к поверхности болта. Испытанию подлежат изделия с диаметром резьбы d ≥ М16.
6.7. Испытание на прочность соединения головки со стержнем
Проводится по черт. 4. Значения dh и R — по табл. 9а, толщина матрицы — более 2d, значения угла β — по табл. 11.
После нескольких ударов молотком головка должна согнуться на угол 90° − β без следов трещин в округлении под головкой при контроле с увеличением 8–10×. Винты с резьбой до головки считаются выдержавшими испытание, даже если в первом витке резьбы появятся трещины, но головка не отрывается.
Таблица 11
| Класс прочности | 3.6; 4.6; 5.6 | 4.8; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9 |
|---|---|---|
| Угол b | 60° | 80° |
Испытанию подлежат болты и винты с диаметром резьбы d ≤ М16, имеющие недостаточную длину для испытания на разрыв на косой шайбе. Для более длинных изделий решающим остаётся испытание на косой шайбе.
(Изменённая редакция, Изм. № 1).
6.8. Проверка обезуглероживания
На продольном сечении резьбового участка проверяют соответствие установленным нормам высоты зоны основного металла (E) и глубины зоны полного обезуглероживания (G) (черт. 5). Минимальное значение E и максимальное значение G — по табл. 3.
Таблица 12
| Шаг резьбы,Р*, мм | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 1 | 1,25 | 1,5 | 1,75 | 2 | 2,5 | 3 | 3,5 | 4 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Н₁, мм | 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 | |
| Е, мм не менее для классов прочности | 8.8 9.8 | 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 |
| 10.9 | 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 | |
| 12.9 | 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 |
*P ≤ 1 мм — только для микроскопического метода.
6.8.1. Определения
6.8.1.1. Твёрдость основного металла — твёрдость в точке, расположенной максимально близко к поверхности, непосредственно перед зоной изменения твёрдости от науглероживания или обезуглероживания.
6.8.1.2. Обезуглероживание — снижение содержания углерода на поверхности стальных изделий.
6.8.1.3. Частичное обезуглероживание — обезуглероживание с незначительным отличием структуры отпущенного мартенсита и значительным снижением твёрдости по сравнению с зоной основного металла.
6.8.1.4. Полное обезуглероживание — потеря углерода, дающая при металлографическом анализе картину чётко выраженных зёрен феррита.
6.8.1.5. Восстановление углерода — процесс восстановления в поверхностном слое углерода, потерянного при термообработке, путём выдержки в печи с контролируемым потенциалом.
6.8.1.6. Науглероживание — насыщение поверхности углеродом сверх его содержания в основном металле.
6.8.2. Методы измерения
6.8.2.1. Микроскопический метод определяет параметры E и G. Образец вырезают по оси резьбы на расстоянии одного диаметра от конца изделия после всех операций термообработки, заливают пластиком, шлифуют и полируют по требованиям металлографического анализа. Для выявления изменений микроструктуры образец травят в 3%-м растворе азотной кислоты в этиловом спирте. Исследование проводят при увеличении 100×, если иное не оговорено. Значение обезуглероживания измеряют по шкале матового экрана микроскопа или по сетке/шкале окуляра.
6.8.2.2. Метод измерения по твёрдости — решающий для частичного обезуглероживания. Применяется для резьбы с шагом 1,25 мм и более. Твёрдость измеряют в трёх точках по черт. 6 (значения E — по табл. 3, нагрузка — 300 г).
Твёрдость в точке 3 определяют на линии среднего диаметра резьбы на витке, примыкающем к виткам измерения в точках 1 и 2.
Значение твёрдости по Виккерсу в точке 2 должно быть равно или больше значения в точке 1 минус 30 единиц; в этом случае высота необезуглероженной зоны E должна быть не менее значения по табл. 12.
Значение твёрдости в точке 3 должно быть равно или меньше значения в точке 1 плюс 30 единиц; превышение более чем на 30 единиц указывает на науглероживание.
Полное обезуглероживание до максимального значения по табл. 3 измерением твёрдости не определяется.
(Изменённая редакция, Изм. № 1).
6.8а. Испытание на повторный отпуск
Повторный отпуск проводят при температуре на 10°С ниже установленной минимальной температуры отпуска, в течение 30 мин. Среднеарифметическое трёх значений твёрдости до и после повторного отпуска не должно отличаться более чем на 20 единиц по Виккерсу.
(Введён дополнительно, Изм. № 1).
6.9. Контроль качества поверхности
По ГОСТ 1759.2-82. При испытаниях по программе А контроль проводят перед механической обработкой.
(Изменённая редакция, Изм. № 1).
Приложение 1 (рекомендуемое)
Рекомендуемые технологические процессы изготовления болтов, винтов и шпилек из нелегированных и легированных сталей и марки сталей
| Класс прочности | Технологические процессы | Марка стали | Обозначение стандартов |
|---|---|---|---|
| 3.6 | Горячая штамповка Холодная штамповка с последующей смягчающей термообработкой | 10, 10 кп | ГОСТ 10702-78 |
| 4.6 | Горячая штамповка Холодная штамповка с последующей смягчающей термообработкой | 20 | ГОСТ 1050- 88 |
| 4.8 | Холодная штамповка | 10, 10 кп | ГОСТ 10702-78 |
| 5.6 | Горячая штамповка Холодная штамповка с последующей смягчающей термообработкой | 30, 35 | ГОСТ 1050- 88, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 10702-78 |
| 5.8 | Холодная штамповка | 10, 10 кп 20, 20 кп | |
| 6.6 | Горячая штамповка с последующими закалкой и отпуском Холодная штамповка с последующей закалкой и отпуском | 35 | ГОСТ 1050-88, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 5663-79, ГОСТ 10702-78 |
| Горячая штамповка | 45, 40 Г | ||
| 6.8 | Холодная штамповка | 20, 20 кп | ГОСТ 1050-88, ГОСТ 5663-79, ГОСТ 10702-78 |
| 8.8-12.9 | Горячая штамповка с последующими закалкой и отпуском Холодная штамповка с последующей закалкой и отпуском Резание с последующей закалкой и отпуском Холодная штамповка из термоупрочненного металла | 35, 35Х, 38ХА,45Г 40Г2, 40Х, 30ХГСА, 35ХГСА 16ХСН 20Г2Р* | ГОСТ 4543-71, ГОСТ 10702-78 |
*По ТУ 14-1-4486-88.
(Изменённая редакция, Изм. № 1).
Приложение 2 (справочное)
Свойства крепежных изделий при повышенных температурах
| Класс прочности | Температура, ° С | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| +20 | +100 | +200 | +250 | +300 | |
| Минимальный предел текучести sтили условный предел текучести s0,2, Н/мм² | |||||
| 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 |
Приведённые справочные данные указывают на примерное снижение механических свойств крепёжных изделий при растяжении в условиях повышенных температур. Эти данные не используются как требования к болтам, винтам и шпилькам при испытаниях.
(Введено дополнительно, Изм. № 1).
Ссылочные нормативно-технические документы
| Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта, подпункта приложения |
|---|---|
| ГОСТ 1050-88 | Приложение 1 |
| ГОСТ 1497-84 | 6.1 |
| ГОСТ 1759.0-87 | 2 |
| ГОСТ 1759.2-82 | 6.9 |
| ГОСТ 2999-75 | 6.3.1 |
| ГОСТ 4543-71 | Приложение 1 |
| ГОСТ 5663-79 | Приложение 1 |
| ГОСТ 9012-59 | 6.3.2 |
| ГОСТ 9013-59 | 6.3.3 |
| ГОСТ 9454-78 | 6.6 |
| ГОСТ 10702-78 | Приложение 1 |
| ГОСТ 11284-75 | 6.4 |
| ГОСТ 24705-81 | Вводная часть |
Расчёт по направлению «ГОСТ 1759.4-87»
Пришлите спецификацию или укажите объёмы — подготовим коммерческое предложение со сроками и условиями оплаты в течение рабочего дня.