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

As normas de desempenho dos parafusos de aço inoxidável, tal como abordadas neste artigo, não se referem aos seus regulamentos de tamanho específicos.

Em vez disso, estas normas de desempenho referem-se a várias propriedades mecânicas, incluindo a composição do material (composição química), a resistência à tração (a quantidade de quilogramas de força que pode suportar), o binário de rutura (a quantidade de binário necessária para o partir), a tensão garantida e a resistência ao escoamento, entre outras.

Este artigo explica principalmente o desempenho dos parafusos de aço inoxidável produzidos com aço inoxidável austenítico 304 e 316 como matérias-primas.

Este artigo destina-se apenas a pessoas que são novas na utilização de parafusos de aço inoxidável, bem como ao pessoal de compras e ao pessoal técnico de empresas que utilizam parafusos de aço inoxidável. Simplificámos as explicações fastidiosas das normas nacionais, acrescentámos partes não mencionadas nas normas nacionais e explicámo-las brevemente em conjunto com as regras da indústria.

Isto é feito para permitir que os espectadores naveguem rapidamente e compreendam os conhecimentos relevantes. Por outras palavras, não é tão rigoroso. Se é um técnico superior, este documento pode ser o que procura: GB/T3098.6-2000 Norma de ensaio de parafusos de aço inoxidável.

Material dos parafusos de aço inoxidável SUS304 e 316

Por falar em materiais, os materiais dos parafusos de aço inoxidável que utilizamos habitualmente dividem-se em dois tipos, SUS304 e SUS316. Naturalmente, existe também a série 400, nomeadamente SUS410 ou SUS416. Esta série insere-se na gama do ferro inoxidável, que não iremos discutir.

Existem também alguns requisitos especiais, tais como 316L, 304L, etc. Uma vez que são raramente utilizados, não os discutiremos aqui. Quanto a outras séries, como a série 201, a série 668, trata-se de truques enganadores que não serão mencionados.

A composição química do SUS304 é a seguinte:

A composição química do SUS316 é a seguinte

O quadro acima mostra que a principal diferença entre o 304 e o 316 reside no seu teor de níquel e crómio, sendo o 316 ligeiramente superior.

Graus de desempenho dos parafusos de aço inoxidável

Normalmente, vemos marcas de cabeça nos parafusos, tais como:

• A2-50
• A2-70
• A4-70
• A4-80

Estes representam o desempenho tipos de aço inoxidável parafusos. Em poucas palavras:

• A2 significa aço inoxidável 304, "70" representa a resistência à tração deste parafuso (ou porca) sendo "700N por milímetro quadrado, a unidade é N/mm²(o número "2" representa o quadrado, esta unidade também é conhecida como MPa). Da mesma forma,
• A4 significa aço inoxidável 316, "80" representa uma resistência à tração de 800 N por milímetro quadrado. Agora já percebe:
• A2-70 representa: Material de grau 304, resistência à tração de 700N/mm²
• A4-80 representa: Material de grau 316, 800N/mm²

Então, o que significa A4-70?

A4-70 também representa material de grau 316, mas a resistência à tração não é de 800, mas de 700N/mm². Lê bem, o parafuso hexagonal SUS316 padrão é de grau A4-70, apenas as porcas SUS316 (claro, excluindo as porcas finas) podem atingir A4-80. Ou seja, nem todos os 316 parafusos são de grau 80.

Do mesmo modo, nem todos os parafusos 304 podem atingir o grau 70, por exemplo, os parafusos M4 e mais pequenos não podem atingir o grau 70, razão pela qual existe o A2-50.

Então, que tipo de parafusos utilizam a norma A2-70 e que tipo de parafusos utilizam a A2-80? A norma nacional não especifica isso. Se não for um académico exigente, posso publicar as normas de aplicação do grau de desempenho por defeito da indústria, como se segue:

Aqui está a lista padrão que descreve a resistência à tração, limite de elasticidadealongamento e tensão garantida de parafusos de aço inoxidável de vários graus:

(Referência: norma de ensaio GB/T3098.6-2000, aplicável em todo o território)

O quadro acima especifica a gama de diâmetros de rosca. Isto significa que, para os diâmetros que excedem esta gama, não existem regulamentos estabelecidos pelas normas nacionais, sendo necessária uma negociação entre o fornecedor e o cliente.

Oh, certo, parece que a tabela acima não contém a norma para o binário destrutivo, que é normalmente referido como "quanto binário". A norma é a seguinte:

Essencialmente, isto conclui a descrição do desempenho dos parafusos de aço inoxidável das séries 304 e 316.

As normas de binário acima referidas são fáceis de compreender. Por exemplo, qual é o valor de binário para um parafuso hexagonal SUS304 M6*25?

1. Em primeiro lugar, consultar as normas de classificação do desempenho acima referidas, que pertencem ao nível A2-70.

2. Consultar a norma de binário, M6 corresponde a 13N.M.

Então, qual é o parâmetro de tração de um parafuso hexagonal SUS304 M6*25?

Os mais astutos notarão que há algo de errado. A "resistência à tração, limite de elasticidade, alongamento, norma de tensão garantida" acima referida não fornece diretamente parâmetros para especificações específicas. Isto requer um cálculo próprio.

Por falar em cálculos, imagino que esteja a gemer - mesmo que seja uma mulher - porque envolve a área da secção transversal de tensão efectiva de cada especificação de parafuso.

Bem, mais vale calcular tudo para vossa referência.

Tensão efectiva Área da secção transversal dos parafusos

Existe uma fórmula para calcular a área da secção transversal de um parafuso, que é a seguinte:

As=0.7854*(d-0.9382d)²

Na fórmula acima:

• As: representa a área da secção transversal de tensão
• d: representa o diâmetro nominal da rosca, por exemplo, o diâmetro nominal de um parafuso M6 é 6

O quadro que mostra as áreas das secções transversais das roscas comuns (referindo-se aqui às áreas das secções transversais que suportam tensões) é o seguinte

A resistência à tração, o limite de elasticidade e as normas de tensão de prova para parafusos de aço inoxidável das classes A2-50, A2-70, A4-70, A4-80, etc. podem ser calculados com a área da secção transversal fornecida.

Eis os parâmetros para A2-70 e A2-50:

As normas relativas aos parâmetros de desempenho para A4-70 e A4-80 são as seguintes