ГОСТ 1759.4-87 (ИСО 898/1-78) : БОЛТЫ, ВИНТЫ И ШПИЛЬКИ. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

Интернациональное название: 

Bolts, screws and studs. Mechanical properties and test methods

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 наэтиизделия. Для нестандартизованных изделий рекомендуется делать выбор по аналогии.
 
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
0,033
10.9*4
Углеродистая сталь с добавками (бор, марганец или хром) закаленная и отпущенная
0,15***
0,35
0,035
0,033
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 0,06% 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, одни или несколько легирующих элементов хром, никель, молибден или ванадий.
Допускается применять другие материалы и виды термообработки по соглашению между изготовителем и истребителем, если изготовитель гарантирует выполнение всех механических свойств, предусмотренных настоящим стандартом.
 
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.
100
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
sн/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 портальных диаметров резьбы d£/16 мм.
**Минимальные значения при растяжении относятся к изделиям с номинальной длиной l=2,5 d. 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.
*4Твердость 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.
* В случаях, когда предел текучести не может быть определен, допускается измерение условного предела текучести.
 
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
 
?
?
 
?
?
3.7
Минимальный предел текучести, sт
6.1. Испытание на растяжение
?
 
 
 
 
3.8
Условный предел текучести s0,2
6.1. Испытание на растяжение.
 
?
 
 
 
II
3.9
Напряжение от пробной нагрузки (st)
 
 
 
6.4. Испытание пробной нагрузкой
?
?
3.10
Минимальное относительное удлинение s5
6.1. Испытание на растяжение
?
?
 
 
 
III
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 растяжениене проводят.
** Минимальная твердость относится только к изделиям с номинальной длиной l<2,b 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.
*5Только для болтов, винтов и шпилек с диаметром резьбы d³16мм и только по требованию потребителя.
*6Только класс, прочности 5.6.
*7Только для болтов и пиктов с диаметром резьбы d£ 16мм и при длинах, слишком малых для испытания на разрыв на косой шайбе.
 
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
1,5
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
02800
05900
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
136600
45
4,5
1306
431000
542000
550000
653000
679000
784000
108400
-
1360000
1590000
48
5,0
1472
486000
586000
618000
736000
765000
883000
122200
-
1531000
1700000
 
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
54100
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
1,5
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
44500
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
33100
456000
412000
559000
648000
783000
-
122200
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
130000
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
112000
433000
515000
536000
618000
855000
-
1070000
1260000
42
3
1205
398000
482000
506000
603500
627000
723000
1000000
 
1253000
1470000
45
3
1400
162000
560000
588000
700000
728000
840000
1120000
-
1456000
1708000
48
3
1603
529000
641000
673000
802000
834000
962000
1330000
-
1667000
195600
 
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
5.0
5.8
0.6; 0.8
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 (R³4мм).
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.
6.3.1. 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 штифта 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).
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
 
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 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£f20
10°
20<d£48
 
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 удовлетворительным, 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 c 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 округленно под головкой или на головку).
Для изделий класса точности С радиус R для шайбы рассчитывается по формуле
 
 
где damax-   наибольший диаметр окружности сопряжение сопряжения под головкой с опорной плоскостью;
dsmin- 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,9d угол клина 10° может быть уменьшен до 6°.
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 резьбыd³М16.
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 2d. 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.
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
0,013
0,710
0,818
1,023
1,227
1,431
1,636
12.9
0,230
0,276
0,322
0,308
0,400
0,575
0,090
0,806
0,920
1,151
1,380
1,610
1,811
 
*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.
6.8а. 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 значении 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.
 
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 1050-38
4.8
Холодная штамповка
10, 10 кп
ГОСТ 10702-78
5.6
Горячая штамповка
Холодная штамповка с последующей смягчающей термообработкой
30, 35
ГОСТ 1050-83, 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 5603-79, ГОСТ 10702-78
8.8-12.9
Горячая штамповка с последующими закалкой и отпуском Холодная штамповка с последующей закалкой н отпуском Резание с последующей закал-кон и отпуском Холодная штамповка из термоупрочненного металла
35, 35Х, 38ХА,45Г 40Г2, 40Х, 30ХГСА, 35ХГСА
16ХСН
20Г2Р*
ГОСТ 45.13-71, ГОСТ 10702-78
 
*По ТУ 14-1-4486-88.
 
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.

Обратите внимание: 
Вся информация, предоставленная на данной странице взята из открытых источников. Владельцы сайта не несут ответственности, ни в каком виде, за возможные неточности и опечатки.