МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРЕПЕЖНЫХ
ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОРРОЗИОННО-СТОЙКОЙ
НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

Часть 2

Гайки

ISO 3506-2:1997
Mechanical properties of corrosion-resistant stainless steel fasteners -
Part 2: Nuts
(IDT)

Москва

Предисловие

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

Сведения о стандарте

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

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

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 10 декабря 2009 г. № 690-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 3506-2:1997 «Механические свойства крепежных изделий из коррозионно-стойкой нержавеющей стали. Часть 2. Гайки» (ISO 3506-2:1997 «Mechanical properties of corrosion-resistant stainless steel fasteners - Part 2: Nuts»)

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

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

Содержание

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Дата введения - 2011-01-01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает механические свойства гаек, изготовленных из аустенитных, мартенситных и ферритных марок коррозионно-стойких нержавеющих сталей, при испытании в условиях с температурой окружающей среды от 15°С до 25°С. Механические свойства изменяются при повышении или понижении температуры.

Стандарт распространяется на гайки:

- с номинальным диаметром резьбы d до 39 мм включительно;

- с треугольной метрической резьбой, с диаметром d и шагом по ИСО 68-1, ИСО 261 и ИСО 262; -любой конструкции;

- с размерами под ключ по ИСО 272;

- с номинальной высотой не менее чем 0,5 с/.

Настоящий стандарт не распространяется на гайки со специальными свойствами, такими как:

- стопорящая способность;

- свариваемость.

Настоящий стандарт не устанавливает требования к коррозионной стойкости или стойкости к окислению в особых условиях окружающей среды.

Настоящий стандарт устанавливает классификацию по классам прочности крепежных изделий из коррозионно-стойкой нержавеющей стали. Некоторые из этих сталей допускается применять при низких температурах до минус 200°С, другие - при высоких температурах среды до 800°С.

Информация о влиянии температуры на механические свойства приведена в приложении D.

Коррозионная стойкость, окисляемость и механические свойства при повышенных и пониженных температурах должны быть согласованы между изготовителем и потребителем в каждом конкретном случае. Изменение риска межкристаллитной коррозии при повышении температуры в зависимости от содержания углерода показано в приложении Е.

Все крепежные изделия из аустенитных нержавеющих сталей при нормальных условиях - немагнитные, после холодного деформирования могут проявиться магнитные свойства (см. приложение F).

2 Нормативные ссылки

Следующие ниже нормативные документы содержат положения, которые посредством ссылок в данном тексте составляют положения настоящего стандарта. Для нормативных документов с указанием даты публикации, на которые имеются ссылки, не распространяется действие последующих изменений или пересмотров этих документов.

ИСО 68-1 Резьбы ИСО винтовые общего назначения. Основной профиль. Часть 1. Метрические винтовые резьбы (ISO 68-1, ISO general purpose screw threads - Basic profile - Part 1: Metric screw threads)

ИСО 261 Резьбы метрические ИСО общего назначения. Общий вид (ISO 261, ISO general purpose metric screw threads - General plan)

ИСО 262 Резьбы ИСО метрические общего назначения. Выбранные размеры для винтов, болтов и гаек (ISO 262, ISO general purpose metric screw threads - Selected size for screws, bolts and nuts)

ИСО 272:1982 Изделия крепежные шестигранные. Размеры под ключ (Fasteners - Hexagon products - Widths across flats)

ИСО 898-2:1992 Механические свойства крепежных изделий. Часть 2. Гайки с установленными значениями пробной нагрузки. Крупная резьба (ISO 898-2:1992, Mechanical properties of fasteners - Part 2: Nuts with specified proof load values - Coarse thread)

ИСО 898-6:1994 Механические свойства крепежных изделий. Часть 6. Гайки с установленными значениями пробной нагрузки. Мелкая резьба (ISO 898-6:1994, Mechanical properties of fasteners - Part 6: Nuts with specified proof load values - Fine pitch thread)

ИСО 3651-1 Стали нержавеющие. Определение стойкости к межкристаллитной коррозии. Часть 1. Аустенитные и ферритно-аустенитные (дуплекс) нержавеющие стали. Коррозионное испытание в азотной кислоте посредством измерения потери массы (метод Хью) (ISO 3651-1, Determination of resistance to intergranular corrosion stainless steels - Part 1: Austenitic and ferritic-austenitic (duplex) stainless steels - Corrosion test in nitric acid medium by measurement of loss in mass (Huey test)

ИСО 3651-2 Стали нержавеющие. Определение стойкости к межкристаллитной коррозии. Часть 2. Ферритные, аустенитные и ферритно-аустенитные (дуплекс) нержавеющие стали. Коррозионное испытание в среде, содержащей серную кислоту (ISO 365-2, Determination of resistance intergranular corrosion stainless steels - Part 2: Ferritic, austenitic and ferritic-austenitic (duplex) stainless steels - Corrosion test in media containing sulfuric acid)

ИСО 6506:1981 Материалы металлические. Испытание на твердость. Определение твердости по Бринеллю (ISO 6506:1981, Metallic materials - Hardness test - Brinell test)

ИСО 6507-1:1997 Материалы металлические. Испытание на твердость по Виккерсу. Часть 1. Метод испытаний (ISO 6507-1:1997, Metallic materials - Hardness test - Vickers test - Part 1: Test method)

ИСО 6508:1986 Материалы металлические. Испытание на твердость. Определение твердости по Роквеллу (шкалы А, В, С, D, E, F, G, Н, К) (ISO 6508:1986, Metallic materials - Hardness test - Rockwell test (scales A-B-C-D-E-F-G-H-K)).

3 Обозначения, маркировка и обработка

3.1 Обозначения

Система обозначений марок нержавеющей стали и классов прочности гаек приведена на рисунке 1. Обозначение материала состоит из двух частей, разделенных дефисом. Первая часть обозначает марку стали, вторая часть - класс прочности.

Обозначение марки стали (первая часть) состоит из буквы:

А - аустенитная сталь;

С - мартенситная сталь;

F - ферритная сталь, которая обозначает класс стали, и цифры, которая обозначает диапазон предельных значений химического состава этого класса стали.

Обозначение класса прочности (вторая часть) состоит из двух цифр для гаек с высотой ≥ 0,8 d (тип 1), которые обозначают 0,1 напряжения от пробной нагрузки, и из трех цифр для гаек с высотой 0,5d ≤ m < 0,8d (низкие гайки), где первая цифра указывает, что гайка имеет пониженную нагрузочную способность, а следующие две цифры обозначают 0,1 напряжения от пробной нагрузки.

Примечание - Определение типа 1 для гаек - по ИСО 898-2:1992, приложение А.

Примеры обозначения:

1 - аустенитной нержавеющей стали, холоднодеформированной, с напряжением от пробной нагрузки (гайки типа 1) не менее 700 Н/мм² (700 МПа) - А2-70;

2 - мартенситной стали, закаленной и отпущенной с напряжением от пробной нагрузки (гайки типа 1) не менее 70 Н/мм² (700 МПа) - С4-70;

3 - аустенитной стали, холоднодеформированной, с напряжением от пробной нагрузки (низкие гайки) не менее 350 Н/мм² (350 МПа) - А2-035.

¹⁾ Классы стали, классифицированные по рисунку 1, описаны в приложении А и определены химическим составом по таблице 2.

²⁾ Нержавеющие стали с содержанием углерода не более 0,03 % могут быть дополнительно промаркированы буквой L.

Пример- A4L-80

Рисунок 1 - Система обозначений марок нержавеющей стали и классов прочности гаек

3.2 Маркировка

Крепежные изделия, удовлетворяющие всем требованиям настоящего стандарта, маркируют и (или) обозначают в соответствии с 3.1.

3.2.1 Гайки

Маркировка обязательна на гайках с номинальными диаметрами резьбы d ≥ 5 мм и должна включать марку стали и класс прочности в соответствии с 3.1, рисунками 1 и 2, а также товарный знак изготовителя при условии, что это технически возможно. Маркировка может быть только на одной стороне гайки и только в виде углубления, если она наносится на опорной поверхности гайки. Как вариант, допускается маркировка на боковой грани гайки.

Если маркировку выполняют в виде бороздок (см. рисунок 2) и класс прочности не указывают, то подразумевают класс прочности 50 или 025.

¹⁾ Знак изготовителя.

²⁾ Марка стали.

³⁾ Класс прочности.

Маркировка с обозначением материала и товарного знака изготовителя

s – размер под ключ

Вариант маркировки в виде бороздок (только для марок сталей А2 и А4)

Примечание - Маркировка левой резьбы - по ИСО 898-2.

Рисунок 2 - Маркировка гаек

3.2.2 Упаковка

На всех упаковках любых размеров должна быть маркировка с указанием обозначения изделия и товарного знака изготовителя.

3.3 Завершающая обработка

Если не указано иное, крепежные изделия в соответствии с настоящим стандартом поставляют без дополнительной обработки. Для достижения максимальной коррозионной стойкости рекомендуется пассивация.

4 Химический состав

Химический состав нержавеющих сталей для крепежных изделий согласно настоящему стандарту приведен в таблице 1.

Выбор химического состава в установленных для марки стали пределах - на усмотрение изготовителя, если химический состав не согласован между изготовителем и потребителем.

В случаях возникновения риска межкристаллитной коррозии рекомендуется проведение испытаний по ИСО 3651-1 или ИСО 3651-2. В таких случаях рекомендуется применять стабилизированные нержавеющие стали A3 и А5 или нержавеющие стали А2 и А4 с содержанием углерода не более 0,03 %.

Таблица 1 - Марки нержавеющей стали. Химический состав

5 Механические свойства

Механические свойства гаек должны соответствовать указанным в таблице 2 или 3. Для определения механических свойств, установленных в данном разделе, следует применять следующие методы испытаний:

- определение твердости в соответствии с 6.1 (только для марок С1, С3 и С4, закаленных и отпущенных);

- испытание пробной нагрузкой в соответствии с 6.2.

Таблица 2 - Механические свойства гаек из аустенитных сталей

Таблица 3 - Механические свойства гаек из мартенситных и ферритных сталей

6 Методы испытаний

6.1 Испытание на твердость НВ, HRC или HV

Испытание на твердость проводят по ИСО 6506 (НВ), ИСО 6508 (HRC) или ИСО 6507-1 (HV). В спорных случаях решающим условием для приемки является испытание на твердость по Виккер-су (HV).

Методы испытаний - по ИСО 898-2 и ИСО 898-6.

Значения твердости должны быть в пределах, указанных в таблице 3.

6.2 Пробная нагрузка

Методика испытания гаек пробной нагрузкой и критерии оценки - по ИСО 898-2 и ИСО 898-6.

Приложение А
(справочное)

Описание классов и марок нержавеющих сталей

А.1 Общее описание

В ИСО 3506-1, ИСО 3506-2, ИСО 3506-3 описаны стали марок от А1 до А5, от С1 до С4 и F1, входящие в состав следующих классов сталей:

аустенитная сталь от А1 до А5;

мартенситная сталь от С1 до С4;

ферритная сталь F1.

В данном приложении описаны характеристики перечисленных марок и классов сталей.

Также в данном приложении приведена информация о нестандартизированном классе сталей FA, имеющем ферритно-аустенитную структуру.

А.2 Стали класса А (с аустенитной структурой)

В ИСО 3506-1, ИСО 3506-2, ИСО 3506-3 описаны пять основных марок аустенитных сталей - от А1 до А5. Стали этих марок не могут подвергаться закалке, и они обычно немагнитные. Для повышения износостойкости в стали марок от А1 до А5 может быть добавлена медь, как указано в таблице 1.

Для нестабилизированных сталей марок А2 и А4 применимо следующее.

Так как оксид хрома повышает коррозионную стойкость стали, для нестабилизированных сталей имеет большое значение низкое содержание углерода. Из-за высокой притягиваемости хрома и углерода вместо оксида хрома получается карбид хрома, особенно при повышенных температурах (см. приложение Е).

Для стабилизированных сталей марок A3 и А5 применимо следующее.

Элементы Ti, Nb или Та воздействуют на углерод и позволяют оксиду хрома проявить свои свойства в полной мере.

Для применения в открытом море или похожих условиях требуются стали с содержанием примерно 20 % хрома и никеля и от 4,5 % до 6,5 % - молибдена.

В случае высокой вероятности коррозии должны быть проведены консультации с экспертами.

А.2.1 Стали марки А1

Стали марки А1 разработаны для применения в машиностроении. Из-за высокого содержания серы стали этой марки менее коррозионно-стойкие, чем другие марки сталей этой группы.

А.2.2 Стали марки А2

Стали марки А2 являются наиболее часто применяемыми нержавеющими сталями. Они применяются для кухонного оборудования и аппаратов для химической промышленности. Стали этой марки неприменимы при использовании неокисляющей кислоты и хлоросодержащих соединений, как, например, в морской воде и плавательных бассейнах.

А.2.3 Стали марки A3

Стали марки A3 являются стабилизированными нержавеющими сталями со свойствами сталей марки А2.

А.2.4 Стали марки А4

Стали марки А4 кислотоустойчивые, легированы молибденом, более коррозионно-стойкие. Стали марки А4 наиболее востребованы в бумажной промышленности, так как эта марка разработана для работы с серной кислотой (поэтому данному сорту присвоено название «кислотоустойчивые»), а также в некоторой степени подходят для работы в хлоросодержащей среде. Стали марки А4 также часто применяют в пищевой и кораблестроительной промышленности.

А.2.5 Стали марки А5

Стали марки А5 являются стабилизированными, кислотоустойчивыми сталями со свойствами сталей марки А4.

А.3 Стали класса F (с ферритной структурой)

В ИСО 3506-1, ИСО-2, ИСО-3 описана одна марка ферритных сталей (F1). Стали этого класса обычно не допускается подвергать закалке и не следует подвергать закалке в тех случаях, когда она возможна. Стали марки F1 - магнитные.

А.3.1 Стали марки F1

Стали марки F1 обычно используют для несложного оборудования, за исключением суперферритов, имеющих очень низкое содержание углерода и азота. Такие стали могут заменять стали марок А2 и A3 и использоваться в среде с высоким содержанием хлора.

А.4 Стали класса С (с мартенситной структурой)

В ИСО 3506-1, ИСО 3506-2, ИСО 3506-3 описаны мартенситные стали марок С1, С3 и С4. Стали этого класса могут закаливаться до очень высокой прочности. Стали этого класса - магнитные.

А.4.1 Стали марки С1

Стали марки С1 имеют ограниченную коррозионную стойкость. Они применяются в турбинах, насосах и для ножей.

А.4.2 Стали марки С3

Стали марки С3 имеют ограниченную коррозионную стойкость, хотя и лучшую, чем стали марки С1. Они применяются в насосах и клапанах.

А.4.3 Стали марки С4

Стали марки С4 имеют ограниченную коррозионную стойкость. Они применяются в машиностроении, в остальном они схожи со сталями марки С1.

А.5 Стали класса FA (с ферритно-аустенитной структурой)

Стали класса FA не описаны в ИСО 3506 и в настоящем стандарте, но, весьма вероятно, будут описаны в будущем.

Стали этого класса называют дуплексными сталями. Первые стали класса FA имели некоторые недоработки, которые были устранены в сталях, разработанных в последнее время. Стали класса FA лучше, чем стали марок А4 и А5, особенно по прочностным характеристикам. Стали класса FA также имеют повышенное сопротивление точечной и изломной коррозии.

Примеры химического состава сталей этого класса приведены в таблице А.1.

Таблица А.1 - Химический состав ферритно-аустенитных сталей

Приложение В
(справочное)

Химический состав нержавеющих сталей (выдержки из ИСО 683-13:1986)

Таблица В.1

Приложение С
(справочное)

Нержавеющие стали для холодной высадки и штамповки (выдержки из ИСО 4954:1993)

Таблица С.1

Приложение D
(справочное)

Механические свойства при повышенных температурах, применение при низких температурах

Примечание - Если болты, винты и шпильки правильно рассчитаны, то сопряженные гайки будут автоматически им соответствовать. Следовательно, в случае применения при повышенных или низких температурах достаточно учитывать только механические свойства болтов, винтов и шпилек.

D.1 Снижение предела текучести или условного предела текучести при повышенных температурах

Значения, указанные в данном приложении, только справочные. Потребители должны понимать, что фактически химическая среда, нагружение установленных крепежных изделий и окружающая среда могут значительно отличаться. Если нагрузки непостоянны и период действия повышенных температур значительный или высока возможность коррозионных напряжений, то потребитель должен консультироваться с изготовителем.

Значения предела текучести R_eL или условного предела текучести R_{p0 2} при повышенных температурах в процентах от значений при комнатной температуре указаны в таблице D.1.

Таблица D.1 - Влияние температуры на R_eL и R_р0,2

D.2 Применение при низких температурах

Применение болтов, винтов и шпилек из нержавеющих сталей при низких температурах см. таблицу D.2.

Таблица D.2 - Применение болтов, винтов и шпилек из нержавеющих сталей при низких температурах (только аустенитные стали)

Приложение Е
(справочное)

Температурно-временная диаграмма межкристаллитной коррозии в аустенитной нержавеющей стали марки А2

На рисунке Е.1 показано приблизительное время появления риска межкристаллитной коррозии для аустенитной нержавеющей стали марки А2 (стали 18/8) с различным содержанием углерода при температуре от 550°С до 925°С.

Рисунок Е.1

Приложение F
(справочное)

Магнитные свойства аустенитных нержавеющих сталей

Все крепежные изделия из аустенитных нержавеющих сталей при нормальных условиях - немагнитные, но после холодного деформирования могут проявлять магнитные свойства.

Каждый материал характеризуется способностью намагничиваться, это применимо и к нержавеющим сталям. Полностью немагнитным может быть только вакуум. Магнитную проницаемость материала обозначают коэффициентом д_г, показывающим отношение магнитной проницаемости материала к магнитной проницаемости вакуума. Материал имеет низкую магнитную проницаемость, если его коэффициент ц_г близок к 1.

Примеры:

А2: μ_r = 1,8;

А4: μ_r = 1,015;

A4L: μ_r = 1,005;

F1: μ_r = 5.

Приложение ДА
(обязательное)

Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов ссылочным национальным стандартам Российской Федерации и действующим в этом качестве межгосударственным стандартам

Библиография

[1] ИСО 683-13:1986, Heat-treated steels, alloy steels and free cutting steels -Part 13: Wrought stainless steels.⁶⁾

[2] ИСО 4954:1993, Steels for cold heading and cold extruding.

 

Ключевые слова: гайки, механические свойства, методы испытаний, система обозначений, маркировка