ГОСТ 1759.4-87* «Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытаний»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР

БОЛТЫ, ВИНТЫ И ШПИЛЬКИ

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЯ

ГОСТ 1759.4-87
(ИСО 898/1-78)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО УПРАВЛЕНИЮ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

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

Настоящий 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, к которым предъявляются специальные требования, такие как 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 дано номинальное значение временного сопротивления sв в Н/мм2;

по оси ординат - относительное удлинение d5 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 указанных 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 sв Н/мм2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

400

500

600

700

800

900

1000

 

1200

 

1400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Минимальное относительное удлинение d3 в %

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, приведенные в табл. 1. могут использоваться для всех крепежных изделий. Указание о применении определенных классов прочности для стандартизованных изделий приведены в соответствующих стандартах на эти изделия. Для нестандартизованных изделий рекомендуется делать выбор по аналогии.

(Измененная 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

12.9*5*6

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 М 20 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 путем подчеркивания символа класса прочности (см. ГОСТ 1759.0-87).

*5Материалы, предназначенные для этих классов прочности, должны обладать прокаливаемостью, достаточной для получения структуры, содержащей приблизительно 90% мартенсита в сердцевине резьбового участка крепежного изделия и состоянии закалки перед отпуском.

*6На крепежных изделиях класса прочности 12.9, подвергаемых действию растягивающих напряжений, не допускается определяемый металлографическим исследованием белый фосфористый налет.

*7Легированная сталь должна содержать, один или несколько легирующих 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 настоящим стандартом.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

При испытаниях по методам, описанным в разд. 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 болтов, винтов и шпилек - 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/sт или 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

-

1/2 Н1

2/3 Н1

3/4 Н1

Максимальная глубина полного обезуглероживания G, мм

-

0,015

_______________

* Только для номинальных диаметров резьбы d£16 мм.

** Минимальные значения при растяжении относятся к изделиям с номинальной длиной l³2,5d. Минимальная твердость относится к изделиям с длиной l<2,5d и другим изделиям, которые не могут быть подвергнуты испытанию на растяжение (например, из-за конфигурации головки).

*** При испытании целых болтов, винтов и шпилек должны использоваться нагрузки, указанные в табл. 6 - 9.

*4 Твердость поверхности не должна быть более, чем на 30 единиц по Виккерсу выше измеренной твердости сердцевины изделия при проведении измерений при НB 0,3. Для класса прочности 10.9 любое повышение твердости поверхности, при котором твердость будет превышать 390 НВ, недопустимо.

*5 В случаях, когда предел текучести не может быть определен, допускается измерение условного предела текучести.

(Измененная 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 испытаний, приведенных в разд. 6.

Программа В является предпочтительной для всех изделии и обязательной для изделий с разрывной нагрузкой менее 500 кН.

Программа А применяется для испытания образцов, полученных механической обработкой, и изделий, площадь сечения стержня которых меньше номинальной площади сечения резьбового участка.

В табл. 4 приведен ключ к программам испытаний (см. табл. 5).

Таблица 4

Размеры

Болты, винты и шпильки с диаметром резьбы d£4 мм или длиной l<2.5 d*

Болты, винты и шпильки с диаметром резьбы d>4 мм и длиной l³2,5d

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

●

●

IV

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 дает удовлетворительные результаты, испытание на растяжение не проводят.

** Минимальная твердость относится только к изделиям с номинальной длиной l<2,5 d и другим изделиям, которые не могут быть подвергнуты испытанию на растяжение (например, из-за конфигурации головки).

*** Твердость может быть измерена по Виккерсу, Бринеллю или Роквеллу. При разногласиях решающее значение для приемки имеет измерение твердости по Виккерсу.

*4 Болты и винты со специальной конструкцией головки, менее прочной, чем резьбовой участок, не подвергаются испытанию на разрыв на косой шайбе.

*5 Только для болтов, винтов и шпилек с диаметром резьбы d³16 мм и только по требованию потребителя.

*6 Только класс, прочности 5.6.

*7 Только для болтов и винтов с диаметром резьбы d£ 16 мм и при длинах, слишком малых для испытания на разрыв на косой шайбе.

(Измененная 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 болтов, винтов и шпилек с мелкой резьбой.

Таблица 6

Минимальные разрушающие нагрузки для болтов, винтов и шпилек с крупной резьбой

Номинальный диаметр резьбы d, мм

Шаг резьбы Р, 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 резьбы Р, 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 резьбы d, мм

Шаг резьбы Р, 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

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 резьбы Р, 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 проведения испытания - по ГОСТ 1497-84.

При проведении испытания на растяжение на выточенных образцах определяют следующие механические свойства:

а) временное сопротивление sв;

б) предел текучести sт или условный предел текучести s0,2;

в) относительное удлинение

Образец для испытаний

Для проведения испытания на растяжение применяют образец, показанный на черт. 1.

Черт. 1

d - номинальный диаметр резьбы;

d0 -диаметр образца для испытании (d0 менее внутреннего диаметра резьбы);

b - длина резьбы (b³d);

L0= 5d0 или ;

Lс - длина цилиндрической части образца (L0+ d0);

Lt - общая длина образца (Lc+2R+b);

Lu - длина после разрушения;

S0 - площадь поперечного сечения;

R - радиус галтели (R³4 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

Испытание на растяжение целых болтов, винтов и шпилек проводят аналогично испытанию на растяжение выточенных образцов (см. п. 6.1). Это испытание проводят для определения временного сопротивления. Расчет временного сопротивления выполняет по площади поперечного сечения.

где d2 - средний диаметр резьбы;

d3 - внутренний диаметр резьбы.

При проведении испытания длина нагруженной резьбовой части должна быть равна одному диаметру резьбы. Изделие считают выдержавшим испытание, если разрушение происходит по стержню или резьбе, но не в месте соединения головки со стержнем. Гайка, применяемая при испытании, должна быть высотой не менее 0,8 диаметра резьбы.

Скорость нагружения, определяемая свободно движущимся ползуном, не должна превышать 25 мм/мин. Зажимы разрывной машины должны быть самоцентрирующимися во избежание бокового нагружения образца.

6.3. Измерение твердости

При обычной проверке твердость болтов, винтов и шпилек может определяться на головке, торце или стержне после удаления покрытия и соответствующей подготовки образца.

Для классов прочности 4.8, 5.8 и 6.8 твердость должна определяться только на торце болта, винта и шпильки.

Если твердость превышает максимально допустимое значение, должен быть проведен вторичный замер на поперечном сечении на расстоянии одного диаметра от торца стержня в точке, удаленной от поверхности на величину половины радиуса. В этой точке максимально допустимая твердость не должна быть выше нормы. В сомнительных случаях решающим для приемки является испытание твердости по Виккерсу.

Твердость поверхности измеряют на торцах или гранях шестигранника, которые должны быть слегка отшлифованы или отполированы, чтобы обеспечить необходимую точность результатов измерения.

Решающим испытанием при контроле твердости поверхности является измерение по Виккерсу с нагрузкой 300 г.

Значения твердости поверхности при НВ 0,3 должны сравниваться со значениями твердости сердцевины материала при НВ 0,3 для реальной оценки и определения относительного превышения до 30 единиц по Виккерсу. Превышение более чем на 30 единиц по Виккерсу указывает на науглероживание.

Для классов прочности 8.8-12.9 разность между твердостью сердцевины и твердостью поверхности является решающей для оценки состояния науглероживания в поверхностном слое болта, винта или шпильки. При этом имеется ввиду, что прямой зависимости между твердостью и теоретическим временным сопротивлением может и не быть. Максимальные значения твердости выбирают по другим, не связанным с теоретическими максимальными напряжениями, соображениям (например, с целью избежания хрупкости).

Примечание. Следует четко разграничивать повышение твердости, вызванное науглероживанием и повышение твердости в результате термообработки или холодного деформирования поверхности.

6.2, 6.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

6.3.1. Измерение твердости по Виккерсу - по ГОСТ 2999-75.

6.3.2. Измерение твердости по Бринеллю - по ГОСТ 9012-59.

6.3.3. Измерение твердости по Роквеллу - по ГОСТ 9013-59.

6.4. Испытание пробной нагрузкой

Испытание пробной нагрузкой состоит из следующих основных операций:

а) приложение заданной пробной нагрузки (черт. 2);

б) измерение остаточного удлинения (если оно имеется), возникающего под действием пробной нагрузки.

dh.- диаметр отверстия по второму ряду ГОСТ 11284-75; A - требуемый вид контакта между сферической поверхностью измерительного штифа и конической поверхностью отверстия в торце болта

Черт. 2

Пробная нагрузка должна быть приложена по оси болта (винта, шпильки) на обычной разрывной машине. Полная пробная нагрузка должна выдерживаться в течение 15 с. Длина свободной части резьбы, находящейся под нагрузкой, должна быть равной 6 шагам резьбы (6Р).

Для болтов и винтов, имеющих резьбу до головки, длина свободной резьбовой части, находящейся под нагрузкой, должна быть как можно ближе к 6 шагам резьбы.

Для измерения остаточного удлинения на торцах, болта (винта, шпильки) сверлят центровые отверстия с конусом 60°. До и после приложения нагрузки изделие устанавливают на призму измерительного прибора между двумя измерительными штифами со сферическими концами. При измерениях следует применять перчатки или щипцы, чтобы погрешность измерения свести до минимума.

По условиям испытаний пробной нагрузкой длина болта, винта или шпильки после нагружения должна быть такой же, как и до приложения нагрузки, в пределах допуска ±12,5 мкм на погрешность измерения.

Скорость нагружения, определяемая свободно движущимся ползуном, не должна превышать 3 мм/мин. Захваты машины должны быть самоцентрирующимися, чтобы исключить боковое нагружение образца.

Из-за влияния некоторых непостоянных величин, таких как отклонение от соосности и прямолинейности (плюс погрешность измерения), при первоначальном нагружении пробной нагрузкой удлинение может оказаться больше допускаемого. В таких случаях изделия могут быть повторно испытаны нагрузкой, превышающей первоначальную на 3%.

Результат испытания можно считать удовлетворительным, если после повторного нагружения длина изделия будет такой же, как после первого (с допуском на погрешность измерения 12,5 мм).

(Измененная редакция, Изм. № 1).

6.5. Испытание на разрыв на косой шайбе

Испытание болтов и винтов на разрыв на косой шайбе должно

проводиться в соответствии с черт. 3.

______________

*Допускается фаска под углом 45°.

Черт. 3

Твердость косой шайбы - не менее 45 НRСэ. Размеры косой шайбы приведены в 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 резьбы d, мм

Класс прочности для

болтов и винтов с длиной гладкой части стержня ³2d

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 должно быть равно диаметру резьбы d. Косая шайба устанавливается под головкой болта. Испытание на растяжение проводится до наступления разрушения болта.

Результаты испытания считаются удовлетворительными, если разрыв болта произошел в стержне или резьбе болта, но не в месте перехода от головки к стержню. При этом должно выполняться требование по минимальному временному сопротивлению (либо при испытании на косой шайбе, либо в дополнительном испытании на растяжение без косой шайбы) в соответствии cо значениями, предусмотренными для соответствующих классов прочности.

Винты с резьбой до головки считаются выдержавшими испытания, если трещина, вызывающая разрушение, начинается на свободном участке резьбы (даже если она распространяется в момент разрушения на округление под головкой или на головку).

Для изделий класса точности С радиус R для шайбы рассчитывается по формуле

где da max -   наибольший диаметр окружности сопряжение сопряжения под головкой с опорной плоскостью;

ds min - наименьший диаметр стержня болта.

Для изделий с диаметром опорной поверхности головки более 1,7d, которые не прошли испытание, головка может быть подвергнута механической обработке до 1,7d и испытание проводится повторно, используя угол клина в соответствии с табл. 10.

Для изделий с диаметром опорной поверхности головки более l,9 d угол клина 10° может быть уменьшен до 6°.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

6.6. Определение ударной вязкости

Определение ударной вязкости должно проводиться по ГОСТ 9454-78 на образцах типа 8 с U-образным надрезом. Образец для испытания вырезается из болтов, винтов и шпилек в продольном направлении, возможно ближе к поверхности.

Ненадрезанная сторона образца должна располагаться как можно ближе к поверхности болта. Испытанию подлежат изделия с диаметром резьбы d³М16.

6.7. Испытание на прочность соединения головки со стержнем

Испытание на прочность соединения головки со стержнем должно проводиться в соответствии с черт. 4.

Значения dh и R - по табл. 9а. Толщина матрицы - более 2 d. Значения угла b - по табл. 11.

После нескольких ударов молотком головка должна согнуться на угол 90° - b без следов трещин в округлении под головкой при контроле с увеличением не менее 8´ и не более 10´. Винты с резьбой до головки считаются выдержавшими испытания, даже если в первом витке резьбы появятся трещины, но головка не отрывается.

Черт. 4

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£M16, имеющие недостаточную длину, чтобы провести испытание на разрыв на косой шайбе.

Данное испытание может проводиться и для более длинных болтов и винтов, однако решающим для них является испытание на косой шайбе.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

6.8. Проверка обезуглероживания

Используя подходящий метод измерения (пп. 6.8.2.1 и 6.8.2.2) на продольном сечении резьбового участка, проверяют соответствие установленным нормам высоты зоны основного металла (E) и глубины зоны полного обезуглероживания (G), (черт. 5).

Минимальное значение Е и максимальное значение G указаны в табл. 3.

1 - частичное обезуглероживание; 2 - полное обезуглероживание; 3 - основной металл: Н1 - высота профиля наружной резьбы. Значения Н1 приведены в табл. 12.

Черт. 5

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

________________

*Р£1 мм - только для микроскопического метода.

6.8.1. Определения

6.8.1.1. Твердость основного металла - твердость в точке, расположенной максимально близко к поверхности (от оси к наружному диаметру), непосредственно перед зоной с увеличением или уменьшением твердости, вызываемым науглероживанием или обезуглероживанием.

6.8.1.2. Обезуглероживание - снижение содержания углерода на поверхности изделий из стали.

6.8.1.3. Частичное обезуглероживание - обезуглероживание, вызывающее незначительное отличие в структуре отпущенного мартенсита и значительное снижение твердости по сравнению с твердостью примыкающей зоны основного металла.

6.8.1.4. Полное обезуглероживание - обезуглероживание с потерей такого количества углерода, которая при металлографическом анализе даст картину четко выраженных зерен феррита.

6.8.1.5. Восстановление углерода - процесс восстановления в поверхностном слое углерода, потерянного при термообработке, путем выдерживания в печи с контролируемым потенциалом.

6.8.1.6. Науглероживание - процесс насыщения поверхности углеродом в количестве, превышающем его содержание в основном металле.

6.8.2. Методы измерения

6.8.2.1. Микроскопический метод

Метод позволяет определять параметры - Е и G. Образец, предназначенный для исследования, вырезают по оси резьбы на расстоянии одного диаметра от конца болта, винта или шпильки, после всех операций термообработки, которым должно быть подвергнуто изделие. Для шлифовки и полировки образец устанавливают в зажимы или заливают пластиком (последнее является предпочтительным).

После заливки образец шлифуют и полируют в соответствии с требованиями металлографического анализа.

Для выявления изменений в микроструктуре, вызванных обезуглероживанием, образец подвергают травлению в 3%-м растворе азотной кислоты в этиловом спирте.

Микроскопическое исследование проводят при увеличении 100´, если другой договоренности нет.

Если при исследовании применяют микроскоп с матовым экраном, то значение обезуглероживания измеряют непосредственно по шкале. Если для измерения используют окуляр, то он должен иметь сетку или шкалу.

6.8.2.2. Метод измерения по твердости

Решающий метод для частичного обезуглероживания

Этот метод применяется для резьбы с шагом 1,25 мм и более. Твердость измеряют в трех точках в соответствии с черт. 6. Значения параметра Е приведены в табл. 3. Нагрузка при измерении твердости должна быть 300 г.

Черт. 6

Определение твердости в точке 3 следует проводить на линии среднего диаметра резьбы на витке, примыкающем к витку, на котором производятся измерения в точке 1 и 2.

Значение твердости по Виккерсу в точке 2 должно быть равно или больше чем в точке 1 минус 30 единиц по Виккерсу. В этом случае высота необезуглероженной зоны Е должна быть равна, как минимум, значению указанному в табл.12.

Значение твердости по Виккерсу в точке 3 должно быть равно или меньше чем в точке 1 плюс 30 единиц по Виккерсу. Увеличение твердости более чем на 30 единиц по Виккерсу означает, что имеет место науглероживание.

Полное обезуглероживание до максимального значения, указанного в табл. 3, не может быть определено измерением твердости.

6.8.2.1, 6.8.2.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

6.8а. Испытание на повторный отпуск

Повторный отпуск проводят при температуре на 10°С ниже, чем установленная для данного изделия минимальная температура отпуска, в течение 30 мин. Среднеарифметическое трех значений твердости болта, винта или шпильки, измеренной до повторного отпуска и после него, не должно отличаться более чем на 20 единиц по Виккерсу.

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

6.9. Контроль качества поверхности

Контроль качества поверхности болтов, винтов и шпилек - по ГОСТ 1759.2-82.

При испытаниях по программе А контроль болтов, винтов и шпилек проводят перед механической обработкой.

(Измененная редакции, 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.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Справочное

Свойства крепежных изделий при повышенных температурах

Класс прочности

Температура, °С

+20

+100

+200

+250

+300

Минимальный предел текучести sт или 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

Приведенные в таблице справочные данные указывают на примерное снижение механических свойств крепежных изделий при растяжении в условиях повышенных температур. Эти данные не должны использоваться в качестве требований к болтам, винтам и шпилькам при испытаниях.

(Введено дополнительно, Изм. № 1).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Б. М. Ригмант, Н. Г. Андреева, Т. Е. Юрченко

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30.12.87 № 5112

3. Срок проверки - 1993г.

4. Стандарт полностью соответствует международному стандарту ИСО 898/1-78

5. Взамен ГОСТ 1759-70 (в части механических свойств и методов испытаний болтов, винтов и шпилек)

6. 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

7. ПЕРЕИЗДАНИЕ (октябрь 1990 г.) с Изменением № 1, утвержденным в ноябре 1989 г. (ИУС 2-90)

СОДЕРЖАНИЕ

1. СИСТЕМА ОБОЗНАЧЕНИЙ

2. МАТЕРИАЛ

3. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

4. КОНТРОЛЬ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

5. МИНИМАЛЬНЫЕ РАЗРУШАЮЩИЕ НАГРУЗКИ И ПРОБНЫЕ НАГРУЗКИ

6. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Рекомендуемые технологические процессы изготовления болтов, винтов и шпилек из нелегированных и легированных сталей и марки сталей

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Свойства крепежных изделий при повышенных температурах