Parafusos de aço inoxidável: resistência à tração, torque, resistência ao escoamento e composição do material

Tornillos de acero inoxidable: resistencia a la tracción, par, límite elástico y composición del material.

Los estándares de rendimiento de los tornillos de acero inoxidable que se analizan en este artículo no se refieren a sus regulaciones de tamaño específicas.

En cambio, estos estándares de rendimiento se refieren a varias propiedades mecánicas, incluida la composición del material (composición química), la resistencia a la tracción (la cantidad de kilogramo de fuerza que puede soportar), el par de falla (la cantidad de par requerido para romperlo), el voltaje garantizado y el rendimiento. . fuerza, entre otros.

Este artículo explica principalmente el rendimiento de los tornillos de acero inoxidable producidos utilizando acero inoxidable austenítico 304 y 316 como materia prima.

Este artículo solo está dirigido a pares que son nuevos en el uso de sujetadores de acero inoxidable, así como al personal de compras y al personal técnico de empresas que utilizan sujetadores de acero inoxidable. Simplificamos las tediosas explicaciones de las normas nacionales, agregamos partes no mencionadas en las normas nacionales y las explicamos brevemente junto con las reglas de la industria.

Esto se hace para permitir a los espectadores navegar y comprender rápidamente el conocimiento relevante. En otras palabras, no es tan estricto. Si es un empleado senior, este documento puede ser lo que está buscando: Norma de prueba de pernos de acero inoxidable GB/T3098.6-2000.

Material del tornillo SUS304 y acero inoxidable 316.

Hablando de materiales, los materiales para tornillos de acero inoxidable que utilizamos habitualmente se dividen en dos tipos, SUS304 y SUS316. Por supuesto, también existe la serie 400, concretamente SUS410 o SUS416. Esto entra en el rango del hierro inoxidable, del que no hablaremos.

También existen algunos requisitos especiales, como 316L, 304L, etc. Como rara vez se utilizan, no los discutiremos aquí. En cuanto a otras series como la serie 201, la serie 668, estos son trucos engañosos y no se mencionarán.

La composición química de SUS304 es la siguiente:

Estándar GB/T1220-1992 Nombre del material SUS304
Prueba química PRUEBA QUÍMICA
Nombre del instrumento Espectrómetro de lectura directa de Cu
Nombre del elemento W. Minnesota PAG s No Mes Culo cr
Gama estándar ≤0,025 ≤1,78 ≤0,3 ≤0,027 ≤0,02 8:00-10:5 ≤0,13 ≤1,96 17:00-19:00
Propiedades físicas resistencia a la tracción extensión tenacidad
Valor actual 650N/mm 40 HRC14

La composición química de SUS316 es la siguiente:

Tabla de composición química de acero inoxidable 316
Estándar JIS H3250-1992 Nombre de la muestra de prueba SUS316
Prueba química PRUEBA QUÍMICA
Nombre del instrumento resistencia a la tracción
Nombre del elemento (W) (Minnesota) (Si) (PAG) (S) (Ni) (Mes) (Culo) (cr)
Composición de la muestra 0,08 ≤2,00 ≤1,00 ≤0,045 ≤0,030 10 a. m. ~ 2 p. m. 2:00 ~ 3:00 / 6:00 am ~ 6:00 pm
Propiedades físicas resistencia resistencia extensión Límite elástico (Mpa)
Valores actuales 665N/mm 40

La tabla anterior muestra que la principal diferencia entre 304 y 316 está en el contenido de níquel y cromo, siendo el 316 ligeramente mayor.

Grados de rendimiento de pernos de acero inoxidable

Normalmente, vemos marcas en la cabeza de los tornillos como:

  • A2-50
  • A2-70
  • A4-70
  • A4-80

Estos representan los grados de rendimiento de los tornillos de acero inoxidable. Simplemente pon:

  • A2 significa acero inoxidable 304, "70" representa la resistencia a la tracción de este perno (o tuerca) que es "700 N por milímetro cuadrado, la unidad es N/ mm2 (el número "2" representa el cuadrado, esta unidad también se conoce como MPa ). Similarmente,
  • A4 significa acero inoxidable 316, "80" representa una resistencia a la tracción de 800 N por milímetro cuadrado. Ahora lo entiendes:
  • A2-70 representa: material de grado 304, resistencia a la tracción 700 N/mm 2
  • A4-80 representa: material de grado 316, 800N/ mm2

Entonces, ¿qué significa A4-70?

A4-70 también representa material de grado 316, pero la resistencia a la tracción no es de 800, sino de 700 N/mm 2 . Leíste bien, el perno hexagonal SUS316 estándar es del tipo A4-70, solo las tuercas SUS316 (por supuesto, excluyendo las tuercas delgadas) pueden alcanzar A4-80. En otras palabras, no todos los sujetadores 316 son de grado 80.

Asimismo, no todos los tornillos 304 pueden llegar al grado 70, por ejemplo, los tornillos M4 y más pequeños no pueden llegar al grado 70, por eso existe el A2-50.

Entonces, ¿qué tipo de tornillos utilizan el estándar A2-70 y qué tipo de tornillos utilizan el A2-80? La norma nacional no especifica esto. Si no es un académico exigente, puedo publicar los patrones de solicitud de títulos de desempeño estándar de la industria de la siguiente manera:

Material Nivel coincidente Solicitud
SUS304 A2-50 Tornillos para metales comunes, tornillos por debajo de M5
A2-70 Pernos y tuercas debajo de M24, tuercas
SUS316 A4-70 Tornillos debajo de M24
A4-80 Pernos y tuercas debajo de M24

Aquí está la lista estándar que describe la resistencia a la tracción, el límite elástico, el alargamiento y la tensión garantizada de los tornillos de acero inoxidable de varios grados:

(Referencia: estándar de prueba GB/T3098.6-2000, aplicable en todas partes)

Categoría Nivel de desempeño Diametro de hilo Resistencia a la tracción Límite elástico (Mpa) Extensión Estrés garantizado
A2 50 ≤39 500 210 0,6d 500
A2A4 70 ≤24 700 450 0,4d 700
A4 80 ≤24 800 600 0.3d 800

La tabla anterior especifica el rango de diámetros de rosca. Esto significa que para diámetros mayores a este rango no existen regulaciones establecidas por normas nacionales y sería necesaria una negociación entre el proveedor y el solicitante.

Ah, claro, en la tabla anterior parece faltar el estándar de par destructivo, que comúnmente se conoce como "cuánto par". El patrón es el siguiente:

Cable Nivel de desempeño Grado de rendimiento
A2-50 A2(A4)-70 A4-80
Torque destructivo
M1.6 A2-50
A2-70
A4-70
A4-80
0,15 0,2 0,24
M2 0.3 0,4 0,48
M2.5 0,6 0,9 0,96
M3 1.1 1.6 1.8
M4 2.7 3.8 4.3
M5 5.5 7.8 8.8
M6 9.3 13 15
M8 23 32 37
M10 46 sesenta y cinco 74
M12 80 110 130
M16 210 290 330

Básicamente, con esto concluye la descripción del rendimiento de los tornillos de acero inoxidable de las series 304 y 316.

Los patrones de torsión anteriores son fáciles de entender. Por ejemplo, ¿cuál es el valor de torsión para un tornillo hexagonal SUS304 M6*25?

1. Primero, consulte los estándares de calificación de desempeño anteriores, ya que pertenecen al nivel A2-70.

2. Consulte el estándar de torsión, M6 corresponde a 13 N.M.

Entonces, ¿cuál es el parámetro de tracción de un perno hexagonal SUS304 M6*25?

Los astutos entre ustedes notarán que algo anda mal. El “estándar de resistencia a la tracción, límite elástico, alargamiento y tensión garantizada” anterior no proporciona directamente parámetros para especificaciones específicas. Esto requiere cálculo por su cuenta.

Hablando de cálculos, me imagino que te quejarás, aunque seas mujer, porque se trata del área de la sección transversal de tensión efectiva de cada especificación de perno.

Bueno, puedo calcular muy bien todo para tu referencia.

Área transversal de tensión efectiva de los pernos.

Existe una fórmula para calcular el área de la sección transversal de un tornillo, la cual es la siguiente:

Como=0,7854*(d-0,9382d) 2

En la fórmula anterior:

  • Cómo: representa el área de la sección transversal de tensión
  • d: representa el diámetro nominal de la rosca, como por ejemplo el diámetro nominal de un tornillo M6 es 6

La tabla que muestra las áreas de la sección transversal de las roscas comunes (aquí refiriéndose a las áreas de la sección transversal que soportan tensión) es la siguiente:

Especificación del hilo Diámetro nominal (mm) Tono Área de sección transversal (mm²)
M1.4 1.4 0.3 1.0
M1.7 1.7 0,35 1.5
M2.0 dos 0,4 2.1
M2.3 2.3 0,4 2.9
M2.5 2.5 0,45 3.4
M3.0 3 0,5 5.0
M3.5 3.5 0,6 6.8
M4.0 4 0,7 8.8
M4.5 4.5 0,75 11.3
M5.0 5 0,8 14.2
M6.0 6 1 20.1
M7.0 7 1 28,9
M8.0 8 1.25 36,6
M9.0 9 1.25 48.1
M10 10 1.5 58.0
M11 11 1.5 72.3
M12 12 1,75 84,3
M14 14 dos 115,4
M16 dieciséis dos 156,7
M18 18 2.5 192,5
M20 20 2.5 244,8
M22 22 2.5 303.4
M24 24 3 352,5
M27 27 3 459,4
M30 30 3.5 560,6
M33 33 3.5 693,6
M36 36 4 816,7
M39 39 4 975,8

Los estándares de resistencia a la tracción, límite elástico y tensión de prueba para pernos de acero inoxidable de los grados A2-50, A2-70, A4-70, A4-80, etc. se puede calcular con el área de la sección transversal dada.

Estos son los parámetros para A2-70 y A2-50:

Especificaciones del hilo Parámetros de grado SUS304A2-50 y A2-70
Resistencia a la tracción Límite elástico (N) Fuerza máxima de extracción (N)
M1.4 500MPa
(A2-50)
206 491
M1.7 310 739
M2.0 435 1037
M2.3 611 1455
M2.5 712 1695
M3.0 1056 2515
M3.5 1423 3388
M4.0 1844 4389
M4.5 2377 5660
M5.0 700MPa
(A2-70)
6382 9928
M6.0 9056 14086
M7.0 12987 20202
M8.0 16474 25626
M9.0 21653 33683
M10 26095 40593
M11 32523 50591
M12 37920 58987
M14 51948 80808
M16 70501 109668
M18 86613 134731
M20 110158 171356
M22 136530 212380
M24 158627 246753
M27 500MPa
(A2-50)
96475 229703
M30 117723 280294
M33 145646 346777
M36 171512 408362
M39 204908 487877

Los siguientes son los estándares de parámetros de rendimiento para A4-70 y A4-80:

Especificaciones del hilo Parámetros de grado SUS316 A4-70 Parámetros de grado SUS316 A4-80
Resistencia a la tracción Límite elástico (N) Fuerza máxima de extracción (N) Resistencia a la tracción Resistencia al rendimiento (N) Fuerza máxima de extracción (N)
M1.4 700MPa
(A4-70)
442 688 800MPa
(A4-80)
590 786
M1.7 665 1034 887 1182
M2.0 933 1451 1244 1659
M2.3 1309 2037 1746 2328
M2.5 1526 2374 2034 2713
M3.0 2264 3522 3019 4025
M3.5 3049 4743 4065 5420
M4.0 3950 6145 5267 7023
M4.5 5094 7924 6792 9056
M5.0 6382 9928 8510 11346
M6.0 9056 14086 12074 16099
M7.0 12987 20202 17316 23088
M8.0 16474 25626 21965 29287
M9.0 21653 33683 28871 38495
M10 26095 40593 34794 46392
M11 32523 50591 43363 57818
M12 37920 58987 50560 67413
M14 51948 80808 69264 92352
M16 70501 109668 94001 125335
M18 86613 134731 115484 153978
M20 110158 171356 146877 195836
M22 136530 212380 182040 242720
M24 158627 246753 211502 282003
M27 206733 321585 275644 367525
M30 252264 392411 336353 448470
M33 312099 485488 416132 554843
M36 367525 571706 490034 653379
M39 439089 683027 585452 780603

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