Випробування полягають у вимірюванні подовження болта або ґвинта, який перебуває під дією осьового розтягувального зусилля (див. рисунок 3).
Виріб під час випробування має бути заґвинчений у загартовану оправку на глибину, яка дорівнює одному діаметру нарізі d (див. рисунок 3).
Криву залежності подовження від розтягувального зусилля має бути накреслено як показано на рисунку 4.
Рисунок 3 — Пристрій з самозцентрованими затисками для вимірювання подовження болта
Рисунок 4— Графік залежності подовження від розтягувального зусилля для визначення умовної границі плинності, Rpo,2 (Див. 6.2.3)
Для визначення умовної границі плинності Яр0 2 необхідно виміряти довжину затиснутого виробу між підголовком і оправкою — L3 (див. рисунок 3), а також примітку до таблиць 2 і 3. Відрізок у 0,2 % від значення L3 наносять на горизонтальну вісь графіка залежності подовження від розтягувального зусилля — відрізок ОР, і відрізок такої самої величини відкладають паралельно попередньому з початком у точці закінчення прямолінійної ділянки кривої — відрізок QR. Лінія, проведена через точки Р і R, перетинає криву залежності подовження від навантаження у точці S. яка на вертикальній осі відповідає розтягувальному зусиллю — точка Т. Співвідношення значення розтягувального зусилля до площі прикладення напруження у нарізі дорівнює умовній границі плинності (Rp02)•
Величину подовження слід визначати між опорною поверхнею головки болта і торцем оправки.
Подовження після руйнування
Визначення подовження після руйнування необхідно виконувати для кріпильних виробів завдовжки 2,5 номінальних діаметрів нарізі (2,5 d) або більшої довжини.
Необхідно виміряти довжину ґвинта (LJ, див. рисунок 5. Кріпильний виріб має бути заґвин- чений в оправку на глибину, яка дорівнює одному діаметру нарізі d, див. рисунок 3.
Після руйнування частини кріпильного виробу необхідно з'єднати і виміряти довжину (L2), див. рисунок 5.
Подовження після руйнування треба розрахувати за формулою:
A = L2-L,
Отримані значення А мають перевищувати відповідні значення, установлені в таблицях 2 і 3.
Якщо для цього випробування потрібно використовувати зразок, виготовлений механічним обробленням, то результати випробування треба погодити окремо.
Li
До руйнування
Рисунок 5 — Визначення подовження після руйнування, А (див.6.2.4)
Руйнівний крутильний момент, Мв
Визначення руйнівного крутильного моменту виконують за допомогою пристрою, який зображено на рисунку 6. Похібка динамометра має бути меншою ніж 7 % від мінімального значення руйнівного крутильного моменту, установленого в таблиці 4.
Ґвинт необхідно загвинтити щонайменше на два повних витки, не враховуючи кінець нарізі ґвинта, в матрицю з отвором, діаметр якого не менший ніж діаметр нарізі.
До ґвинта має бути прикладений крутильний момент доти, поки не відбудеться руйнування. Ґвинт має витримівати крутильний момент, згідно з вимогами таблиці 4.
Випробування міцності на розрив по косій шайбі для болтів і гвинтів у натуральну величину (не стосується шпильок)
Випробування необхідно провадити згідно з методами, установленими в ISO 898-1, використовуючи косі шайби, розміри яких установлено в таблиці 6.
Рисунок 6 — Зразок пристрою для визначення руйнівного
крутильного моменту, Мв (див. 6.2.5)
Таблиця 6 — Розміри косої шайби
Номінальний діаметр нарізі d, мм |
a |
|
Болти і ґвинти з довжиною гладкої частини стрижня /,^2d |
Болти і ґвинти з наріззю до головки або з довжиною гладкої частини стрижня t,<2d |
|
d^20 |
10° ±30' |
6° ± ЗО' |
20 <d^39 |
6° ± ЗО' |
4° ± ЗО' |
Твердість НВ, HRC або HV
Визначення твердості необхідно виконувати згідно з ISO 6506 (НВ), ISO 6508 (HRC) або ISO 6507-1 (HV). У спірних випадках вирішальним для приймання є визначення твердості за Віккерсом.
Вимірювання твердості для болтів необхідно провадити на кінці болта, посередині радіуса між центром і окружністю. У спірних випадках вимірювання твердості необхідно провадити на відстані 1d від кінця виробу
Значення твердості мають відповідати встановленим у таблиці 3.
ДОДАТОК A
(обов'язковий)
ЗОВНІШНЯ НАРІЗЬ
РОЗРАХОВУВАННЯ ПЛОЩІ ПРИКЛАДАННЯ НАПРУЖЕННЯ
Номінальну площу прикладення напруження, Д5НОМ розраховують за формулою:
а -п( d*+d*
*э,ном л о
4k 2
де d2s' — номінальний середній діаметр зовнішньої нарізі, d3 — внутрішній діаметр зовнішньої нарізі,
. Н
а, = а, ,
3 1 6
де d1 — номінальний внутрішній діаметр зовнішньої нарізі.
Н — висота вихідного трикутника нарізі.
Таблиця А.1 — Номінальна площа прикладання напруження для нарізей з великим і дрібним кроками
Нарізь з великим кроком (d) |
Номінальна площа прикладання напруження, А..НОМ мм2 |
|
Нарізь здрібним кроком (dxPn) |
Номінальна площа прикладання напруження, А.ітм мм2 |
М1,6 |
1,27 |
|
М8х1 |
392 |
М2 |
2,07 |
|
М10х1 |
64,5 |
М2,5 |
3,39 |
|
М10х1,25 |
612 |
М3 |
5,03 |
|
М12х1,25 |
92,1 |
М4 |
8,78 |
|
М12х1,5 |
88,1 |
М5 |
142 |
|
М14х1,5 |
125 |
М6 |
20,1 |
|
М16х1,5 |
167 |
М8 |
36,6 |
|
М18х1,5 |
216 |
М10 |
58 |
|
М20х1,5 |
272 |
М12 |
84,3 |
|
М22х1,5 |
333 |
М14 |
115 |
|
М24х2 |
384 |
М16 |
157 |
|
М27х2 |
496 |
М18 |
192 |
|
М30х2 |
621 |
М20 |
245 |
|
М33х2 |
761 |
М22 |
303 |
|
МЗбхЗ |
865 |
М24 |
353 |
|
М39х3 |
1030 |
М27 |
459 |
|
|
|
МЗО |
561 |
|
|
|
МЗЗ |
694 |
|
|
|
М36 |
817 |
|
|
|
М39 |
976 |
|
|
|
|
|
|
1) Р — крок нарізі |
|
9> Див. ISO 724. |
|
|
ДОДАТОК В
(довідковий)
ХАРАКТЕРИСТИКА КЛАСІВ І МАРОК НЕРЖАВКИХ СТАЛЕЙ
Загальні положення
У міжнародних стандартах !SO 3506-1, ISO 3506-2 і ISO 3506-3 використано сталі марок від А і до А5, від 01 до С4 і F1, які належать до наведених нижче класів:
Аустенітні сталі марки від А1 до А5
Мартенсити! сталі марки від С1 до С4
Феритні сталі марки F1.
У цьому додатку описано характеристики зазначених вище класів і марок сталей.
Також у цьому додатку наведено інформацію про нестандартизований клас сталі — FA. Сталі цього класу мають аустенітно-феритну структуру.
Сталь класу А (аустенітна структура)
В ISO 3506-1, ISO 3506-2 і ISO 3506-3 використано п'ять основних марок аустенітних сталей від А1 до А5. Ці сталі не може бути загартовано і, зазвичай, вони не магнітні. Для зменшення чутливості сталей марок А1 — А5 до механічного загартування можна додати мідь, уміст якої встановлено в таблиці 1.
Для нестабілізованих сталей марок А2 і А4 треба враховувати наведене нижче.
Уміст оксиду хрому в сталі підвищує її тривкість до корозії, однак для нестабілізованих сталей найважливішим є низький уміст вуглецю.
Через високу спорідненість хрому та вуглецю замість оксиду хрому може утворитися карбід хрому, який придатніший для використання сталей за підвищених температур (див. додаток G).
Для стабілізованих сталей марок АЗ і А5 потрібно враховувати наведене нижче.
Елементи Ті, Nb і Та взаємодіють з вуглецем і оксидом хрому та забезпечують їх рівномірне розподілення.
Сталі аналогічного застосування повинні мати вміст Сг та Ni приблизно 20 % та Мо — від 4,5 % до 6,5 %.
Якщо підвищується ризик появи корозії, то це необхідно обговорити з експертами.
Сталь марки А1
Сталь марки А1 призначено спеціально для оброблення різанням.
Через високий уміст сірки сталі цього класу мають нижчу протикорозійну здатність, ніж відповідні сталі з нормальним умістом сірки.
Сталь марки А2
Сталі марки А2 використовують найбільше. їх застосовують для виготовлення кухонного устатковання та апаратури для хімічної промисловості. Сталі цієї марки не підходять для застосування в безкисневих кислотах і речовинах з умістом хлоридів, зокрема в плавальних басейнах і морський воді.
Сталь марки АЗ
Сталі марки АЗ — це стабілізовані «нержавкі сталі», які мають властивості сталей марки А2.
Сталь марки А4
Сталі марки А4 — це «кислототривкі сталі», які леговані Мо і мають значно більші протикорозійні властивості. Найбільше сталь А4 використовують у целюлозній промисловості, тому що сталь цієї марки призначено для використання в киплячій сірчаній кислоті, (так звана «кислототривка») і також у певній мірі вона годиться для використання в середовищі з умістом хлоридів. Сталь А4 також часто використовують у харчовий промисловості та кораблебудівній промисловості.
Сталь марки А5
Сталі марки А5 — це стабілізовані «кислототривкі сталі», які мають властивості сталей марки А4.
Сталь класу F (феритна структура)
Тільки одну марку феритних сталей (F1) використано в ISO 3506-1, ISO 3506-2 і ISO 3506-3. Сталі марки F1 не можуть і не повинні бути загартовані за звичайних умов, навіть коли у певних випадках це можливо. Сталі марки F1 — магнітні.
Сталь марки F1
Сталь марки F1, зазвичай, використовують для нескладного устатковання, за винятком понадферитних сталей з надмірно низьким умістом О і N. Сталі марки F1 можна за потреби замінити на сталі марок А2 і АЗ і їх можна використовувати в середовищі з високим умістом хлоридів.
Сталь класу С (мартенситна структура)
Три марки мартенситних сталей С1, СЗ та С4 використано в ISO 3506-1, ISO 3506-2 і ISO 3506-3. Вони можуть бути загартовані до високої міцності та є магнітними.
В. 4.1 Сталь марки С1
Сталі марки С1 мають обмежені протикорозійні властивості. їх застосовують для виробництва турбін, помп і ножів.
Сталь марки СЗ
Сталі марки СЗ мають обмежені протикорозійні властивості, однак вони є вищими за протикорозійні властивості марки С1. їх застосовують для виробництва помп і клапанів.
Сталь марки С4
Сталі марки С4 мають обмежені протикорозійні властивості. їх призначено для оброблення різанням, однак з іншого боку вони подібні до сталей марки С1.
Сталь класу FA (аустенітно-феритна структура)
Сталь класу FA не використано в ISO 3506-1, ISO 3506-2 і ISO 3506-3, але ймовірно їх буде долучено надалі. Сталі цього класу — це так звані подвійні сталі. По-перше, сталі класу FA необхідно вдосконалювати, тому що вони мають деякі вади, які можна ігнорувати тільки для щойно розроблених сталей. Сталі класу FA мають кращі властивості ніж сталі марок А4 і А5, особливо стосовно міцності. Вони також краще протидіють точковій і щілинний корозії.
Приклади хімічного складу цих сталей наведено в таблиці В.1.
Таблиця В.1 — Сталі аустенітно-феритні. Хімічний склад
Клас |
Обмеження за хімічним складом, %, (м/м) |
||||||
с макс. |
Si |
Мп |
Сг |
Ni |
Мо |
N |
|
Аустенітно-феритний |
0,03 |
1.7 |
1,5 |
18,5 |
5 |
2,7 |
0,07 |
0,03 |
< 1 |
<2 |
22 |
5,5 |
3 |
0,14 |