Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ИСО 3506-1-2009 "Механические свойства крепежных изделий из коррозионно-стойкой нержавеющей стали. Часть 1. Болты, винты и шпильки" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 10 декабря 2009 г. N 695-ст) (отменен)

Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ИСО 3506-1-2009
"Механические свойства крепежных изделий из коррозионно-стойкой нержавеющей стали. Часть 1. Болты, винты и шпильки"
(утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 10 декабря 2009 г. N 695-ст)

Mechanical properties of corrosion-resistant stainless steel fasteners. Part 1. Bolts, screws and studs

Дата введения - 1 января 2011 г.

Введен впервые

ГАРАНТ:

Приказом Росстандарта от 10 июня 2015 г. N 606-ст настоящий ГОСТ отменен с 1 января 2017 г. в связи с введением в действие ГОСТ ISO 3506-1-2014

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает механические свойства болтов, винтов и шпилек, изготовленных из аустенитных, мартенситных и ферритных 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 болты, винты и шпильки:

- с номинальным диаметром резьбы d до 39 мм включительно;

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

- любой конструкции.

Настоящий стандарт не распространяется на болты, винты и шпильки со специальными свойствами, такими как свариваемость.

Настоящий стандарт не устанавливает требования к коррозионной стойкости или стойкости к окислению в особых условиях окружающей среды. Часть информации о материалах, для особых условий окружающей среды, приведена в приложении Е. Определения коррозии и коррозионной стойкости - по ИСО 8044.

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 F.

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 G.

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

2 Нормативные ссылки

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

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 sizes for screws, bolts and nuts)

ИСО 724:1993 Резьбы метрические ИСО общего назначения. Основные размеры (ISO 724, ISO general purpose metric screw threads - Basic dimensions)

ИСО 898-1:1999 Механические свойства крепежных изделий из углеродистой и легированной стали. Часть 1. Болты, винты и шпильки (ISO 898-1:1999, Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel - Part 1: Bolts, screws and studs)

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 3651-2, Determination of resistance to intergranular corrosion steels - Part 2: Ferrictic, 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, Е, F, G, Н, К) (ISO 6508:1986, Metallic materials - Hardness test - Rockwell test (scales A - B - C - D - E - F - G - H - K)

ИСО 6892 Материалы металлические. Испытание на растяжение (ISO 6892 Metallic materials - Tensile testing at ambient temperature)

ИСО 8044 Коррозия металлов и сплавов. Общие термины и определения (ISO 8044, Corrosion of metals and alloys - Basic terms and definitions)

3 Обозначения, маркировка и обработка

3.1 Обозначения

Система обозначений марок нержавеющей стали и классов прочности болтов, винтов и шпилек 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, которые обозначают 0,1 минимального предела прочности на разрыв.

Примеры обозначения:

1 - аустенитной нержавеющей стали, холоднодеформированной, с пределом прочности на разрыв не менее 700 (700 МПа) - А2-70.

2 - мартенситной стали, запаленной и отпущенной, с пределом прочности на разрыв не менее 700 (700 МПа) - С4-70.

"Рисунок 1 - Система обозначений марок нержавеющей стали и классов прочности болтов, винтов и шпилек"

3.2 Маркировка

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

3.2.1 Болты и винты

Все болты и винты с шестигранной головкой и винты с внутренним шестигранником в головке, номинальным диаметром резьбы d5 мм должны иметь четкую маркировку в соответствии с 3.1, рисунками 1 и 2. Маркировка обязательна и должна включать в себя марку стали и класс прочности, а также товарный знак изготовителя. Другие типы болтов и винтов следует маркировать аналогично, где это возможно, и только на головке. Допускается наносить дополнительную маркировку, если она не вызывает путаницу.

3.2.2 Шпильки

Шпильки номинальным диаметром резьбы d 6 мм должны иметь маркировку в соответствии с 3.1, рисунками 1 и 2. Маркировку выполняют на гладкой части шпильки, и она должна включать в себя товарный знак изготовителя, марку стали и класс прочности. Если маркировка на гладкой части невозможна, то допускается маркировка марки стали только на гаечном конце шпильки (см. рисунок 2).

"Рисунок 2 - Маркировка болтов, винтов и шпилек"

3.2.3 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 чистыми 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

Класс стали	Марка	Химический состав, %(1)									Сноска
		С	Si	Mn	Р	S	Cr	Мо	Ni	Cu
Аустенитные	А1	0,12	1	6,5	0,2	0,15 - 0,35	16 - 19	0,7	5 - 10	1,75 - 2,25	(2), (3), (4)
	А2	0,1	1	2	0,05	0,03	15 -20	-(5)	8 - 19	4	(7), (8)
	A3	0,08	1	2	0,045	0,03	17 - 19	-(5)	9 - 12	1	(9)
	А4	0,08	1	2	0,045	0,03	16 -18,5	2 - 3	10 - 15	1	(8), (10)
	А5	0,08	1	2	0,045	0,03	16 - 18,5	2 - 3	10,5 - 14	1	(9), (10)
Мартенситные	С1	0,09 - 0,15	1	1	0,05	0,03	11,5 - 14	-	1	-	(10)
	С3	0,17 - 0,25	1	1	0,04	0,03	16 - 18	-	1,5 - 2,5	-
	С4	0,08 - 0,15	1	1,5	0,06	0,15 - 0,35	12 - 14	0,6	1	-	(2), (10)
Ферритные	F1	0,12	1	1	0,04	0,03	15 - 18	-(6)	1	-	(11), (12)
(1) Приведены максимальные значения, если не указано иное. (2) Сера может быть заменена селеном. (3) Если содержание никеля менее 8%, то содержание марганца должно быть не менее 5%. (4) При содержании никеля более 8% нижний предел содержания меди не применяется. (5) Молибден может присутствовать по решению изготовителя стали. В случае если содержание молибдена влияет на условия применения стали, его содержание должно быть согласовано между изготовителем и потребителем стали. (6) Молибден может присутствовать по решению изготовителя стали. (7) Если содержание хрома менее 17%, содержание никеля должно быть не менее 12%. (8) Для аустенитных сталей с минимальным содержанием углерода 0,03% содержание азота не должно превышать 0,22%. (9) Для стабилизации содержание титана должно быть не менее 5 х % С, но не более 0,8%, или содержание ниобия и (или) тантала - не менее 10 х % С, но не более 1,0%. (10) По решению изготовителя стали содержание углерода может быть выше для достижения особых механических свойств, но не должно превышать 0,12%. (11) Допускается содержание титана не менее 5 х % С, но не более 0,8%. (12) Допускается содержание ниобия и (или) тантала не менее 10 х % С, но не более 1,0%.
Примечания 1 Описание указанных марок нержавеющих сталей с учетом их свойств и области применения приведены в приложении В. 2 Примеры нержавеющих сталей по ИСО 683-13 и ИСО 4954 приведены в приложениях С и D соответственно. 3 Некоторые материалы для специального применения описаны в приложении Е.

5 Механические свойства

Механические свойства болтов, винтов и шпилек должны соответствовать указанным в таблицах 2, 3 или 4.

Для болтов и винтов из мартенситной стали прочность на разрыв при испытании на косой шайбе не должна быть меньше минимальных значений предела прочности на разрыв, приведенных в таблице 3.

Указанные в данном разделе требования по механическим свойствам следует выполнять при испытаниях в соответствии с программой испытаний, указанной в разделе 6.

Таблица 2 - Механические свойства болтов, винтов и шпилек из аустенитных сталей

Класс стали	Марка	Класс прочности	Ряд диаметров резьбы	Предел прочности на разрыв (1), , не менее	Условный предел текучести (1), , не менее	Удлинение после разрыва А(2), мм, не менее
Аустенитные	А1, А2 А3, А4 А5	50	М39	500	210	0,6 d
		70	М24(3)	700	450	0,4 d
		80	М39(3)	800	600	0,3 d
(1) Напряжения растяжения рассчитывают по площади расчетного сечения болта (см. приложение А). (2) Определяют в соответствии с 6.2.4 сравнением фактической длины винта до испытания и составленных после испытания частей. d - номинальный диаметр резьбы. (3) Для крепежных изделий с номинальным диаметром резьбы d более 24 мм механические свойства согласовываются между потребителем и изготовителем, а обозначения марки и класса прочности - в соответствии с данной таблицей.

Таблица 3 - Механические свойства болтов, винтов и шпилек из мартенситных и ферритных сталей

Класс стали	Марка	Класс прочности	Предел прочности на разрыв (1), , не менее	Условный предел текучести (1), , не менее	Удлинение после разрыва А(2), мм, не менее	Твердость
						HB	HRC	HV
Мартен-ситные	С1	50	500	250	0,2 d	147 - 209	-	155 - 220
		70	700	410	0,2 d	209 - 314	20 - 34	220 - 330
		110(3)	1100	820	0,2 d	-	36 - 45	350 - 440
	С3	80	800	640	0,2 d	228 - 323	21 - 35	240 - 340
	С4	50	500	250	0,2 d	147 - 209	-	155 - 220
		70	700	410	0,2 d	209 - 314	20 - 34	220 - 330
Ферритные	F(4)	45	450	250	0,2 d	128 - 209	-	135 - 220
		60	600	410	0,2 d	171 - 271	-	180 - 285
(1) Напряжения растяжения рассчитывают по площади расчетного сечения болта (см. приложение А). (2) Определяют в соответствии с 6.2.4 сравнением фактической длины винта до испытания и составленных после испытания частей. d - номинальный диаметр резьбы. (3) Закалка и отпуск при минимальной температуре отпуска 275°С. (4) Номинальный диаметр резьбы d не более 24 мм.

Таблица 4 - Минимальный разрушающий крутящий момент для болтов и винтов М 1,6 до М 16 (с крупным шагом резьбы) из аустенитных марок сталей

Резьба	Минимальный разрушающий крутящий момент
	Класс прочности
	50	70	80
М1,6	0,15	0,2	0,24
М2	0,3	0,4	0,48
М2,5	0,6	0,9	0,96
М3	1,1	1,6	1,8
М4	2,7	3,8	4,3
М5	5,5	7,8	8,8
М6	9,3	13	15
М8	23	32	37
М10	46	65	74
М12	80	110	130
М16	210	290	330

Минимальный разрушающий момент кручения для крепежных изделий из мартенситных и ферритных сталей согласовывается между изготовителем и потребителем.

6 Методы испытаний

6.1 Программа испытаний

Испытания проводят в зависимости от марки материала и длины болта или шпильки, как указано в таблице 5.

Таблица 5 - Программа испытаний

Марка	Предел прочности на разрыв(1)	Разрушающий крутящий момент(2)	Условный предел текучести (1)	Удлинение после разрыва(1)	Твердость	Прочность на косой шайбе
А1	2,5 d(3)	2,5 d	2,5 d(3)	2,5 d(3)	-	-
А2	2,5 d(3)	2,5 d	2,5 d(3)	2,5 d(3)	-	-
A3	2,5 d(3)	2,5 d	2,5 d(3)	2,5 d(3)	-	-
А4	2,5 d(3)	2,5 d	2,5 d(3)	2,5 d(3)	-	-
А5	2,5 d(3)	2,5 d	2,5 d(3)	2,5 d(3)	-	-
С1	2,5 d(3)	-	2,5 d(3)	2,5 d(3)	Требуемая	2 d
С3	2,5 d(3)	-	2,5 d(3)	2,5 d(3)	Требуемая	2 d
С4	2,5 d(3)	-	2,5 d(3)	2,5 d(3)	Требуемая	2 d
F1	2,5 d(3)	-	2,5 d(3)	2,5 d(3)	Требуемая	-
- длина болта. d - номинальный диаметр резьбы. - гладкая часть стержня.
(1) Для всех размеров не менее М5. (2) Для размеров менее М5 испытания проводят для всех длин. (3) Для шпилек требуется, чтобы 3,5 d.

6.2 Методы испытаний

6.2.1 Общие требования

Погрешность всех измерений размеров должна быть не более 0,05 мм.

Все испытания на разрыв и растяжение следует проводить на испытательных машинах, оборудованных самоцентрирующимися зажимами, чтобы исключить изгибающие нагрузки (см. рисунок 3). Нижний держатель должен быть закален и иметь резьбу для проведения испытаний по 6.2.2 - 6.2.4. Твердость нижнего держателя должна быть не менее 45 HRC. Допуск на внутреннюю резьбу - 5H6G.

6.2.2 Предел прочности на разрыв

Определение предела прочности на разрыв проводят на крепежных изделиях длиной, равной 2,5 номинального диаметра резьбы (2,5 d) или больше, в соответствии с ИСО 6892 и ИСО 898-1.

Длина свободной резьбы, находящейся под нагрузкой, должна быть не менее номинального диаметра резьбы d.

Разрушение должно происходить между опорной поверхностью головки винта и верхней плоскостью держателя.

Полученное значение для должно соответствовать значениям, указанным в таблицах 2 и 3.

6.2.3 Условный предел текучести

Условный предел текучести определяют на готовых болтах и винтах. Эти испытания проводят только для крепежных изделий длиной, равной 2,5d и больше.

Испытание проводят путем измерения удлинения болта или винта при осевой растягивающей нагрузке (см. рисунок 3).

Испытуемая деталь должна ввинчиваться в закаленный держатель с резьбой на глубину одного диаметра d (см. рисунок 3).

Диаграмма зависимости удлинения болта от нагрузки приведена на рисунке 4.

Растягиваемую длину болта, по которой рассчитывают , определяют расстоянием между нижним торцом головки и держателем с резьбой (см. рисунок 3 и примечание 2 к таблицам 2 и 3). Значение, равное 0,2% длины , наносят на горизонтальную ось ОР диаграммы зависимости удлинения от нагрузки и то же значение наносят по горизонтали на участке прямой QR. Линией PR параллельно участку упругой деформации определяем точку пересечения с кривой S, которая соответствует нагрузке в точке T вертикальной оси. Нагрузка, поделенная на площадь поперечного болта, обозначает условный предел текучести .

Удлинение происходит между опорной поверхностью головки болта и концом держателя.

"Рисунок 3 - Тензометр, установленный на болт в самоцентрирующихся зажимах"

"Рисунок 4 - Диаграмма зависимости нагрузки и удлинения для определения условного предела текучести "

6.2.4 Удлинение при разрыве А

Удлинение при разрыве определяют на крепежных изделиях длиной, равной 2,5 d или больше.

Длину винта следует измерять перед испытанием (см. рисунок 5). Затем испытуемую деталь ввинчивают в держатель с резьбой на глубину одного диаметра d (см. рисунок 3).

После разрушения детали ее части должны быть составлены вместе для повторного измерения длины (см. рисунок 5).

Удлинение после разрушения A, мм, вычисляют по формуле

.

Полученное значение удлинения А должно быть больше значений, указанных в таблицах 2 и 3.

При испытании на выточенных образцах значения удлинения следует оговаривать дополнительно.

"Рисунок 5 - Определение удлинения при разрыве А (см. 6.2.4)"

6.2.5 Разрушающий крутящий момент

Разрушающий крутящий момент определяют в специальном устройстве, изображенном на рисунке 6. Устройство для определения крутящего момента должно иметь точность как минимум 7% минимальною значения, указанного в таблице 4.

Резьба винта должна быть зажата на длину одного диаметра в разъемной матрице с глухим отверстием так, чтобы минимум два полных витка резьбы находились над зажимным устройством.

Крутящий момент следует прикладывать к винту до появления разрушения. Винт должен выдерживать без разрушения минимальный крутящий момент, указанный в таблице 4.

"Рисунок 6 - Устройство для определения разрушающего крутящего момента (6.2.5)"

6.2.6 Испытание на разрыв на косой шайбе болтов и винтов из мартенситных сталей

Испытание проводят по ИСО 898-1, размеры шайбы приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Размеры косой шайбы

Номинальный диаметр резьбы болта или винта d, мм
	Болты и винты с длиной гладкой части стержня 2 d	Болты и винты с резьбой до головки или длиной гладкой части стержня < 2 d
	10°30'	6°30'
	6°30'	4°30'

6.2.7 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 Виккерсу (HV). Испытание на твердость следует проводить на конце болта, на половине радиуса между центром и поверхностью резьбы. В спорных случаях эту зону выбирают на расстоянии 1d от конца болта.

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

_____________

* См. ИСО 724.

Библиография

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

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

[3] EN 10088-1:1995, Stainless steels - Parti: List of stainless steels