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Classes no desenho
Materiais, classes de resistência e graus de fixadores
A classe indicada no desenho de um fixador define o aço, o tratamento térmico, os revestimentos seguros e os ensaios que o lote deve passar. Estas tabelas trazem os valores mínimos das normas, para que um desenho possa ser conferido antes de sair para cotação.
Os valores são mínimos da norma indicada, para a faixa de tamanhos informada. Projete sempre conforme a norma e a edição exigidas pelo seu cliente.
Aço carbono e aço-liga, ISO 898-1
O primeiro número vezes 100 é a resistência à tração nominal em MPa. O segundo número vezes 10 é a relação entre escoamento e tração em por cento. Assim, 8.8 é 800 MPa nominais com escoamento a 80 por cento disso. A tabela mostra os mínimos, que na maioria das classes ficam acima do valor nominal.
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| Classe | Tração mín. Rm | Escoamento mín. ou tensão 0.2% | Tensão de prova Sp | Dureza | Como se chega lá |
|---|---|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 MPa | 240 MPa | 225 MPa | 120 a 220 HV | Aço de baixo carbono, sem tratamento térmico |
| 4.8 | 420 MPa | 340 MPa | 310 MPa | 130 a 220 HV | Aço de baixo carbono, resistência vinda do recalque a frio |
| 5.8 | 520 MPa | 420 MPa | 380 MPa | 160 a 220 HV | Aço de baixo ou médio carbono, trabalhado a frio |
| 8.8 (d até 16 mm) | 800 MPa | 640 MPa | 580 MPa | 250 a 320 HV | Aço de médio carbono ou com boro, temperado e revenido |
| 8.8 (d acima de 16 mm) | 830 MPa | 660 MPa | 600 MPa | 255 a 335 HV | Como acima |
| 10.9 | 1,040 MPa | 940 MPa | 830 MPa | 320 a 380 HV | Aço com boro ou aço-liga, temperado e revenido |
| 12.9 | 1,220 MPa | 1,100 MPa | 970 MPa | 385 a 435 HV | Aço-liga, temperado e revenido sob controle rigoroso |
Parafusos de cabeça sextavada e hexalobular a partir de M5 trazem a classe na cabeça. Visão geral da norma: ISO 898. O que cada classe significa para o projeto da junta: 8.8, 10.9, 12.9, A2 e A4 explicados.
Qual arame vai em qual classe
O desenho indica a classe. A fábrica escolhe o arame que a atinge no seu diâmetro. Estas são escolhas típicas, não exigências, e o certificado do material mostra o que foi realmente usado.
Arame para recalque a frio: 10B21, SCM435 e SWCH trata das compensações.
- Classes 4.8 e 5.8Arame de baixo carbono para recalque a frio, como 1018 ou SWCH18A. Sem tratamento térmico, então o grau do arame e a redução no recalque definem a resistência.
- Classe 8.8Aço de médio carbono ou com boro, como 1035 ou 10B21, temperado e revenido. O boro dá temperabilidade com boa capacidade de recalque.
- Classe 10.9Aço com boro ou aço-liga ao cromo, como 10B33 ou SCM435. Diâmetros maiores precisam de mais liga para endurecer em toda a seção.
- Classe 12.9Aço-liga cromo-molibdênio, como SCM435 ou 4140. Controle rigoroso do forno, porque os limites de dureza e descarbonetação são estreitos.
Aço inoxidável, ISO 3506
A letra e o dígito indicam o grupo do aço, o número depois do hífen a classe de resistência. A2 é a família 304, A4 a família 316 com molibdênio para resistência a cloretos. A resistência vem do trabalho a frio, então as classes 70 e 80 ficam em geral limitadas a diâmetros moderados, e peças grandes ou usinadas recuam para a classe 50.
| Grau e classe | Família do aço | Tração mín. Rm | Tensão mín. 0.2% | Onde se aplica |
|---|---|---|---|---|
| A2-50 | Tipo 304, mole | 500 MPa | 210 MPa | Peças usinadas ou forjadas a quente, diâmetros maiores |
| A2-70 | Tipo 304, trabalhado a frio | 700 MPa | 450 MPa | Parafusos resistentes à corrosão em geral |
| A4-70 | Tipo 316, trabalhado a frio | 700 MPa | 450 MPa | Cloretos, ar marítimo, indústria alimentícia e química |
| A4-80 | Tipo 316, mais trabalho a frio | 800 MPa | 600 MPa | Maior carga de aperto nos mesmos ambientes |
As roscas de aço inoxidável austenítico engripam sob carga. Especifique um lubrificante, um revestimento ou materiais diferentes no parafuso e na porca quando o torque de montagem for alto. Os aços martensíticos e os endurecidos por precipitação são tratados em fixadores 17-4 PH, 410 e 416.
Série em polegadas e parafusos para pressão
Desenhos norte-americanos e equipamentos de pressão usam sistemas de classes próprios. Eles não são trocas diretas das classes métricas, então cote conforme a norma indicada no desenho.
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| Norma e grau | Material | Tração mín. | Prova ou escoamento mín. | Uso típico |
|---|---|---|---|---|
| SAE J429 Grade 2 | Aço de baixo ou médio carbono | 74 ksi (1/4 a 3/4 pol) | Prova 55 ksi | Parafusos em polegadas de serviço leve |
| SAE J429 Grade 5 | Aço de médio carbono, temperado e revenido | 120 ksi (1/4 a 1 pol) | Prova 85 ksi | Equivalente em polegadas da classe 8.8 |
| SAE J429 Grade 8 | Aço-liga de médio carbono, temperado e revenido | 150 ksi | Prova 120 ksi | Equivalente em polegadas da classe 10.9 |
| ASTM A193 B7 | Aço-liga Cr-Mo, temperado e revenido | 125 ksi (até 2.5 pol) | Escoamento 105 ksi | Prisioneiros para flanges e equipamentos de pressão |
| ASTM A193 B8 / B8M class 1 | Aço inoxidável 304 / 316, solubilizado | 75 ksi | Escoamento 30 ksi | Fixação em ambiente corrosivo ou criogênico com baixa carga |
| ASTM A320 L7 | Aço-liga Cr-Mo, com ensaio de impacto | 125 ksi (até 2.5 pol) | Escoamento 105 ksi | Fixação de flanges em baixa temperatura |
| ASTM F1554 Gr 36 / 55 / 105 | Aço carbono ou aço-liga | 58 / 75 / 125 ksi | Escoamento 36 / 55 / 105 ksi | Chumbadores embutidos em concreto |
Mais sobre prisioneiros A193 B7, B16 e A320 L7 e SAE Grade 5 versus Grade 8.
Ligas não ferrosas e especiais
Latão, bronze, alumínio, titânio e ligas de níquel são escolhidos por condutividade, peso, corrosão ou temperatura, e não por resistência por custo. A ISO 8839 trata das propriedades mecânicas de parafusos e porcas não ferrosos. A maioria dessas peças é usinada, porque os volumes são menores e várias ligas não recalcam bem a frio.
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| Material | Designações típicas | Processo | Use para | Atenção a |
|---|---|---|---|---|
| Latão de usinagem fácil | CuZn39Pb3, CW614N, C36000 | Usinado, ou recalcado em graus com pouco chumbo | Terminais elétricos, parafusos decorativos e de baixa carga | Baixa resistência. Limites de teor de chumbo em alguns mercados |
| Bronze ao silício | C65100, C65500 | Recalcado ou usinado | Fixação marítima e em madeira, ferragens elétricas | Custo por quilo, tamanhos de estoque limitados |
| Alumínio | 2024-T4, 6061-T6, 7075-T73 | Recalcado (rebites, parafusos) ou usinado | Montagens sensíveis ao peso, estruturas de alumínio | Engripamento e baixa carga de aperto. A anodização altera o ajuste da rosca |
| Titânio | Grade 2 (UNS R50400), Grade 5 Ti-6Al-4V (UNS R56400) | Usinado, às vezes recalcado a morno | Aeroespacial, automobilismo, peças médicas e para água do mar | Engripamento. Exige antigripante ou revestimento nas roscas |
| Ligas de níquel | Inconel 718 e 625, Monel 400 e K-500 | Usinado ou recalcado a quente | Exposição a calor, água do mar e produtos químicos | Material caro, usinagem lenta, prazos longos de barra |
Guias específicos: parafusos de titânio Grade 5, fixadores Inconel e Monel e parafusos de bronze ao silício e latão.
Combine a porca com o parafuso
Uma porca mais fraca que o parafuso se rompe antes de o parafuso escoar. Especifique a classe da porca junto com o parafuso e, sempre que possível, compre ambos do mesmo fabricante, para que revestimentos e folgas de rosca combinem.
- Parafuso classe 8.8Porca classe 8 conforme ISO 898-2
- Parafuso classe 10.9Porca classe 10 conforme ISO 898-2
- Parafuso classe 12.9Porca classe 12 conforme ISO 898-2
- A2-70 ou A4-70Porca ISO 3506-2 do mesmo grupo de aço e da mesma classe
- Prisioneiro ASTM A193 B7Porca sextavada pesada ASTM A194 grau 2H
Como escrever a classe na cotação
Informe a norma, a classe ou o grau e a faixa de tamanhos a que se aplica: "ISO 898-1 classe 10.9" ou "ASTM A193 B7", não "alta resistência". Acrescente os ensaios e documentos de que precisa e qualquer exigência sobre fragilização por hidrogênio se a peça for revestida.
A classe também orienta o processo. A classe 12.9 e o titânio reduzem o número de fábricas possíveis, e uma peça de aço inoxidável classe 80 acima de diâmetros moderados pode exigir usinagem. Como cada etapa é feita está na página de processos. Os ensaios são tratados em carga de prova, tração em cunha e dureza.
Perguntas sobre materiais
O SAE Grade 8 é o mesmo que a classe 10.9?
São próximos, mas não iguais. O Grade 8 tem tração mínima de 150 ksi (cerca de 1,034 MPa), a classe 10.9 tem mínimo de 1,040 MPa, e as cargas de prova, as faixas de dureza e as séries de rosca diferem. Especifique a norma com a qual a sua junta foi calculada.
Por que o aço inoxidável A4-80 não é temperado como o aço 12.9?
Os aços inoxidáveis austeníticos não endurecem por têmpera e revenimento. As classes 70 e 80 atingem a resistência pelo trabalho a frio do arame, e é por isso que as classes mais altas só existem até diâmetros moderados.
Posso pedir uma classe maior do que a junta precisa?
Pode, mas não é de graça. A classe 12.9 custa mais, exige tratamento térmico mais preciso e é mais sensível à fragilização por hidrogênio da eletrodeposição. Especificar a classe em excesso pode tornar a junta menos confiável, não mais.
Quais documentos comprovam a classe?
Um certificado de material do arame ou da barra (muitas vezes EN 10204 tipo 3.1), mais os resultados de ensaios mecânicos nas peças acabadas: tração ou tração em cunha, carga de prova e dureza conforme a ISO 898-1 ou a norma em polegadas. Peça-os na cotação.