Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены".

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ВНИИНМАШ) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 229 "Крепежные изделия"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 29 сентября 2015 г. N 80-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 июня 2016 г. N 693-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 898-2-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2018 г.

5 Настоящий стандарт является идентичным по отношению к международному стандарту ISO 898-2:2012 "Механические свойства крепежных изделий из углеродистых и легированных сталей. Часть 2. Гайки установленных классов прочности. Крупный и мелкий шаг резьбы" ("Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel - Part 2: Nuts with specified property classes - Coarse thread and fine pitch thread", IDT).

Международный стандарт разработан подкомитетом ISO/TC 2/SC 12 "Крепежные изделия с метрической внутренней резьбой" Технического комитета по стандартизации ISO/TC 2 "Крепежные изделия" Международной организации по стандартизации (ISO).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты" (по состоянию на 1 января текущего года), а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru).

1. Область применения

Настоящий стандарт устанавливает механические и физические свойства гаек с крупным и мелким шагом резьбы из углеродистых и легированных сталей при испытании в условиях с температурой окружающей среды от 10 до 35 °C.

Гайки оцениваются на соответствие требованиям настоящего стандарта только в указанном температурном диапазоне. Изделия могут не сохранять установленных механических и физических свойств при более высоких и более низких температурах.

Примечания

1 Гайки, соответствующие требованиям настоящего стандарта, применяют в диапазоне температур от минус 50 °C до плюс 150 °C. При определении возможных вариантов применения за пределами указанного диапазона и до максимальной температуры плюс 300 °C пользователям следует консультироваться с металловедами.

2 Информация по выбору и применению сталей для использования при более высоких или более низких температурах приведена, например, в EN 10269, ASTM F2281 и в ASTM A320/A320M.

Настоящий стандарт распространяется на гайки:

a) из углеродистых или легированных сталей;

b) с крупной резьбой М5 <= D <= М39 и с мелким шагом резьбы М8 x 1 <= D <= М39 x 3;

c) с треугольной метрической резьбой по ISO 68-1;

d) с сочетаниями диаметр/шаг по ISO 261 и ISO 262;

e) установленных классов прочности, включающих пробную нагрузку;

f) различных типов: низкие гайки, нормальные гайки и высокие гайки;

g) с минимальной высотой m >= 0,45D;

h) с минимальным наружным диаметром или размером под ключ s >= 1,45D (см. приложение A);

i) сопрягаемые с болтами, винтами и шпильками классов прочности по ISO 898-1.

Горячее оцинкование гаек по ISO 10684.

Настоящий стандарт не устанавливает требований к следующим свойствам:

- стопорящая способность (см. ISO 2320);

- соотношение крутящего момента к усилию предварительной затяжки (см. методы испытаний по ISO 16047);

- свариваемость;

- коррозионная стойкость.

2. Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного документа. Для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного документа (включая все его изменения).

ISO 6157-2, Fasteners - Surface discontinuities - Part 2: Nuts (Изделия крепежные. Дефекты поверхности. Часть 2. Гайки)

ISO 6506-1, Metallic materials - Brinell hardness test - Part 1: Test method (Материалы металлические. Определение твердости по Бринеллю. Часть 1. Метод испытания)

ISO 6507-1, Metallic materials - Vickers hardness test - Part 1: Test method (Материалы металлические. Испытание на твердость по Виккерсу. Часть 1. Метод испытаний)

ISO 6508-1, Metallic materials - Rockwell hardness test - Part 1: Test method (scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T) [Материалы металлические. Испытание на твердость по Роквеллу. Часть 1. Метод испытаний (шкалы A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T)]

ISO 6892-1, Metallic materials - Tensile testing - Part 1: Method of test at room temperature (Материалы металлические. Испытания на растяжение. Часть 1. Испытание при комнатной температуре)

ISO 7500-1, Metallic materials - Verification of static uniaxial testing machines - Part 1: Tension/compression testing machines - Verification and calibration of the force-measuring system (Материалы металлические. Верификация машин для статических испытаний в условиях одноосного нагружения. Часть 1. Машины для испытания на растяжение/сжатие. Верификация и калибровка силоизмерительных систем)

ISO 16426, Fasteners - Quality assurance system (Изделия крепежные. Система обеспечения качества)

3. Обозначения

При пользовании настоящим стандартом необходимо применять следующие обозначения:

D - номинальный диаметр резьбы гайки в миллиметрах;

d_h - диаметр отверстия зажима в миллиметрах;

F - нагрузка в ньютонах;

h - толщина зажима в миллиметрах;

m - высота гайки в миллиметрах;

P - шаг резьбы в миллиметрах;

s - размер под ключ в миллиметрах.

4. Система обозначений

4.1 Обозначение типов гайки

Настоящий стандарт устанавливает требования для трех типов гаек в соответствии с их высотой:

- тип 2: высокая гайка с минимальной высотой m_мин ~= 0,9D или m_мин > 0,9D, см. таблицу A.1;

- тип 1: нормальная гайка с минимальной высотой m_мин >= 0,8D, см. таблицу A.1;

- тип 0: низкая гайка с минимальной высотой 0,45D <= m_мин < 0,8D.

4.2 Обозначение классов прочности

4.2.1 Общие положения

Маркировка гаек различных классов прочности и обозначения на ярлыках (этикетках), установленные в разделе 10, должны применяться только для гаек, соответствующих всем требованиям настоящего стандарта.

4.2.2 Нормальные гайки (тип 1) и высокие гайки (тип 2)

Обозначение классов прочности нормальных гаек (тип 1) и высоких гаек (тип 2) состоит из одного числа. Оно соответствует числу слева от обозначения максимального класса прочности соответствующего максимального класса прочности болтов, винтов и шпилек, с которыми они могут быть сопряжены.

4.2.3 Низкие гайки (тип 0)

Обозначение классов прочности низких гаек (тип 0) состоит из двух цифр, установленных в следующей последовательности:

a) первая цифра - нуль, означает, что нагрузочная способность гайки ниже нагрузочной способности нормальной гайки или высокой гайки в соответствии с 4.2.2 и, следовательно, при нагрузке выше допускаемой может произойти срез резьбы;

b) вторая цифра - соответствует 1/100 номинального напряжения от пробной нагрузки в закаленной испытательной оправке, в мегапаскалях (МПа).

4.3 Диапазоны номинальных диаметров в зависимости от типа гайки и класса прочности

Диапазоны номинальных диаметров в зависимости от типа гайки и класса прочности представлены в таблице 1.

5. Конструирование соединения болта и гайки

Пояснения основных принципов конструирования соединений гаек и нагружаемых болтов приведены в приложении A.

Нормальные гайки (тип 1) и высокие гайки (тип 2) должны быть сопряжены с крепежными изделиями с наружной резьбой в соответствии с таблицей 2. Тем не менее гайки более высоких классов прочности могут заменять гайки более низких классов прочности.

Снижение напряжения среза резьбы происходит на гайках с основным отклонением выше нуля для поля допуска 6H (таким, как у гаек, подвергнутых горячему оцинкованию: 6AZ, 6AX). Низкие гайки (тип 0) имеют пониженную нагрузочную способность по сравнению с нормальными или высокими гайками и не предназначены для обеспечения сопротивления срезу резьбы.

Низкие гайки, применяемые в качестве контргаек, должны быть в сборке с нормальными или высокими гайками. В сборке с контргайкой в первую очередь затягивают низкую гайку с деталями соединения, а затем нормальную или высокую гайку затягивают на низкую гайку.

6. Материалы

В таблице 3 приведены материалы и термическая обработка для различных классов прочности гаек.

Примечание - Необходимо учитывать национальные правила по ограничению или запрещению определенных химических элементов в странах или регионах.

Гайки с крупной резьбой и класса прочности 05, 8 [нормальные гайки (тип 1) с D > М16], 10 и 12 должны быть закалены и отпущены.

Гайки с мелким шагом резьбы и класса прочности 05, 6 (с D > М16), 8 [нормальные гайки (тип 1)], 10 и 12 должны быть закалены и отпущены.

Химический состав должен удовлетворять условиям соответствующих стандартов.

7. Механические свойства

При испытании методами, описанными в разделе 9, гайки установленных классов прочности при температуре окружающей среды должны соответствовать требованиям по пробной нагрузке (см. таблицы 4 и 5) и по твердости (см. таблицы 6 и 7) независимо от вида испытаний - проводимых в процессе производства или при окончательном контроле.

Для гаек без закалки и отпуска дополнительно учитывают 9.2.4.2.

8. Контроль

8.1 Производственный контроль

Настоящий стандарт не устанавливает, какие испытания должен проводить изготовитель на каждой производственной партии. Ответственностью изготовителя является выбор подходящих методов, таких как производственный контроль или приемочный контроль, чтобы гарантировать соответствие производственной партии всем предъявляемым требованиям. Дополнительную информацию см. ISO 16426.

В спорных случаях применяют методы испытаний согласно разделу 9.

8.2 Контроль со стороны поставщика

Поставщик испытывает гайки, используя по своему выбору подходящие методы испытаний (периодическая оценка производителя, проверка результатов испытаний от производителей, испытание гаек и т.д.), которые соответствуют механическим и физическим свойствам, установленным в таблицах 3, 4, 5, 6 и 7.

В спорных случаях применяют методы испытаний согласно разделу 9.

8.3 Контроль со стороны заказчика

Заказчик может испытывать поставленные гайки методами испытаний, установленными в разделе 9.

В спорных случаях применяют методы испытаний согласно разделу 9, если не указано иное.

9. Методы испытаний

9.1. Испытание пробной нагрузкой

9.1.1 Общие положения

Испытание пробной нагрузкой предусматривает две основные операции:

a) приложение установленной пробной нагрузки с помощью испытательной оправки (см. рисунки 1 и 2) и

b) проверка повреждений резьбы гайки, вызванных пробной нагрузкой, если таковые имеются.

Примечание - При испытании пробной нагрузкой самостопорящихся гаек см. дополнительные испытательные процедуры по ISO 2320.

--------------------------------

<a> Кромки притуплены.

--------------------------------

<a> Кромки притуплены.

9.1.2 Применимость

Это испытание применяют для гаек с номинальным диаметром М5 <= D <= М39 и для всех классов прочности.

9.1.3 Оборудование

Оборудование для испытания на растяжение должно соответствовать ISO 7500-1, класса 1 или выше. Необходимо избегать воздействия боковых сил на гайку, например, путем использования самоцентрирующихся зажимов.

9.1.4 Испытательное устройство

Зажимы и испытательная оправка должны удовлетворять следующим требованиям:

a) твердость зажима: 45 HRC минимум;

b) толщина, h, зажима: 1D минимум;

c) диаметр отверстия, d_h, зажима согласно таблице 8;

d) оправка закаленная и отпущенная: твердость от 45 до 50 HRC;

e) поле допуска наружной резьбы испытательной оправки: в испытательной оправке должна быть резьба с полем допуска 5h6g, за исключением допуска наружного диаметра резьбы, который должен составлять четверть поля допуска 6g со стороны минимума материала. Размеры резьбы испытательной оправки представлены в таблицах B.1 и B.2.

9.1.5 Процедура испытания

Гайки испытывают следующим образом.

Собирают гайку с испытательной оправкой, как показано на рисунках 1 и 2.

Испытание на осевое растяжение или испытание на осевое сжатие выполняют в соответствии с ISO 6892-1. Скорость испытаний, определяемая при свободном ходе траверсы, не должна превышать 3 мм/мин.

Пробную нагрузку, установленную в таблице 4 для гаек с крупной резьбой и в таблице 5 для мелкого шага резьбы, прикладывают и выдерживают в течение 15 сек., затем снимают нагрузку.

Превышение значения пробной нагрузки следует минимизировать.

Гайка должна отвинчиваться вручную с испытательной оправки. Допускается при отвинчивании гайки применять гаечный ключ для проворачивания гайки на половину оборота.

Резьбу испытательной оправки необходимо проверять после каждого испытания гайки. Если резьба испытательной оправки была повреждена в ходе испытания, результат испытания считают недействительным и проводят новое испытание с соответствующей оправкой.

9.1.6 Результаты испытаний

Необходимо отметить факт - гайка разрушена или срезана резьба.

Необходимо отметить факт - гайка отвинчивается только вручную или с помощью гаечного ключа проворачиванием гайки максимум на половину оборота.

9.1.7 Требования

Гайка должна выдерживать пробную нагрузку, установленную в таблицах 4 или 5 без повреждений в виде среза резьбы или разрушения гайки.

Гайка должна отвинчиваться вручную после снятия пробной нагрузки (и, если необходимо, после проворачивания гайки максимум на половину оборота с помощью гаечного ключа).

В спорных случаях испытание на осевое растяжение в соответствии с рисунком 1 является решающим методом при приемке.

9.2. Испытание на твердость

9.2.1 Применимость

Это испытание применяют для гаек всех размеров и всех классов прочности.

9.2.2 Методы испытаний

Твердость может быть определена испытаниями на твердость по Виккерсу, Бринеллю или Роквеллу.

Испытание на твердость по Виккерсу следует проводить по ISO 6507-1. Испытание на твердость по Бринеллю следует проводить по ISO 6506-1. Испытание на твердость по Роквеллу следует проводить по ISO 6508-1.

9.2.3 Процедура испытания

9.2.3.1 Нагрузка для определения твердости

Испытание на твердость по Виккерсу следует проводить с минимальной нагрузкой 98 Н.

Испытание на твердость по Бринеллю следует проводить с нагрузкой 30D², выраженной в ньютонах.

9.2.3.2 Определение твердости на поверхности

Для контроля, как правило, испытание на твердость проводят на одной опорной поверхности гайки после удаления любого гальванопокрытия или других покрытий и после соответствующей подготовки гайки.

Значения твердости определяют как среднее арифметическое значение измерений в трех точках, смещенных относительно друг друга на 120°.

9.2.3.3 Определение твердости на продольном срезе

Испытание на твердость следует проводить на продольном срезе, проходящем через ось гайки. Точки должны быть расположены на высоте около 0,5m и как можно ближе к номинальному наружному диаметру резьбы гайки (см. рисунок 3).

9.2.4 Требования

9.2.4.1 Закаленные и отпущенные гайки

Твердость на поверхности согласно 9.2.3.2 должна соответствовать требованиям, установленным в таблице 6 для гаек с крупной резьбой и в таблице 7 для гаек с мелким шагом резьбы.

В спорных случаях:

a) для твердости на поверхности согласно 9.2.3.2 определение твердости по Виккерсу с нагрузкой 98 Н (HV 10) является решающим методом испытания, и твердость должна соответствовать требованиям, установленным в таблицах 6 или 7;

b) для твердости сердцевины определение твердости по Виккерсу согласно 9.2.3.3 является решающим методом испытания, и твердость должна соответствовать требованиям, установленным в таблицах 6 или 7.

9.2.4.2 Гайки без закалки и отпуска

Максимальная твердость гаек без закалки и отпуска не должна превышать требований, установленных в таблицах 6 или 7. В спорных случаях определение твердости по Виккерсу согласно 9.2.3.3 является решающим методом испытаний.

Если минимальная твердость не соответствует требованиям при испытании согласно 9.2.3.2 или 9.2.3.3, то это не может быть основанием для отбраковки при условии соблюдения требований согласно 9.1.7.

9.3. Контроль дефектов поверхности

Контроль дефектов поверхности по ISO 6157-2.

10. Маркировка

10.1. Общие требования

Только гайки, которые отвечают соответствующим требованиям настоящего стандарта, должны обозначаться в соответствии с системой обозначений, установленной в 4.2 и маркироваться в соответствии с 10.2 - 10.6.

Альтернативная маркировка, установленная в таблице 9, применяется по усмотрению изготовителя.

10.2. Маркировка товарного знака изготовителя

Товарный знак изготовителя должен быть нанесен в процессе изготовления на всех гайках, маркированных символом класса прочности. Товарный знак изготовителя также рекомендуется наносить на гайки, которые не маркируют символом класса прочности.

Настоящий стандарт распространяется также на продавца, который продает гайки, маркированные собственным товарным знаком, и рассматривается как изготовитель.

10.3. Маркировка классов прочности

10.3.1 Общие требования

Символ маркировки в соответствии с 10.3.2 - 10.5 должен быть выпуклым или углубленным, нанесенным в процессе производства на всех гайках, изготовленных в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

10.3.2 Нормальные гайки (тип 1) и высокие гайки (тип 2)

Символы маркировки для классов прочности нормальных гаек (тип 1) и высоких гаек (тип 2) установлены во второй строке таблицы 9. Для гаек небольших размеров или в случае, когда из-за формы гайки невозможно нанести символ маркировки, допускается применять символы маркировки по системе циферблата, приведенные в третьей строке таблицы 9.

10.3.3 Низкие гайки (тип 0)

Символы маркировки для классов прочности низких гаек (тип 0) установлены в таблице 10.

Альтернативная маркировка по системе циферблата согласно таблице 9 для низких гаек не применяется.

10.4. Идентификация

10.4.1 Шестигранные гайки

Шестигранные гайки (включая гайки с фланцем, самостопорящиеся гайки и т.д.) должны быть маркированы товарным знаком изготовителя и символом маркировки класса прочности, установленным в таблице 9. Пример изображен на рисунках 4 и 5.

--------------------------------

<a> Товарный знак изготовителя.

<b> Класс прочности.

<c> Точка может быть заменена товарным знаком изготовителя.

Маркировка является обязательной для гаек всех классов прочности.

Маркировка должна быть углубленная на боковой или опорной поверхности или выпуклая на фаске. Выпуклые знаки не должны выступать над опорной поверхностью гайки.

Для гаек с фланцем маркировка должна быть на фланце, так как процесс изготовления не позволяет наносить маркировку на верхней части гайки.

10.4.2 Другой тип гаек

По требованию заказчика для других типов гаек могут быть использованы системы маркировки, описанные в 10.4.1.

10.5. Маркировка левой резьбы

Гайки с левой резьбой следует маркировать, как показано на рисунке 6, углублением на одной опорной поверхности гайки.

Альтернативную маркировку для левой резьбы, представленную на рисунке 7, также можно использовать для шестигранных гаек.

10.6. Маркировка упаковки

Все упаковки для всех типов гаек всех размеров должны иметь маркировку (например, используя ярлык). Маркировка должна включать товарный знак изготовителя и (или) товарный знак продавца и символ маркировки класса прочности согласно таблицам 9 или 10, а также номер производственной партии, как предусмотрено в ISO 16426.

A.1. Основные принципы конструирования гаек

Болтовое соединение в основном состоит из двух изделий, соединенных между собой наружной резьбовой частью (болта или винта) с одной стороны и внутренней резьбовой частью или гайкой с другой стороны.

Оптимальное болтовое соединение состоит из болта, винта или шпильки классов прочности, представленных в ISO 898-1, в сборке с гайкой нормальной или высокой сопряженных классов прочности согласно настоящему стандарту, способное обеспечить максимальную предварительную затяжку с использованием полной прочности болта. В случае чрезмерной затяжки происходит разрыв в нагруженной резьбовой части болта, который является признаком неправильного способа затяжки.

При растягивающей нагрузке характер разрушения сборки болта и гайки соответствует наименьшему значению из следующих трех нагрузок:

a) нагрузка среза резьбы гайки;

b) нагрузка среза резьбы болта, винта или шпильки;

c) разрушающая нагрузка болта, винта или шпильки (разрушение болта - желательный характер разрушения в сборке болта и гайки в случае перегрузки).

Эти три нагрузки во многом зависят от:

- твердости, высоты, действительной длины полной резьбы, диаметра, шага и поля допуска резьбы гайки;

- твердости, диаметра, шага и поля допуска резьбы болта.

Кроме того, эти три нагрузки взаимосвязаны между собой. Например, увеличение твердости болта может вызвать увеличение нагрузки среза резьбы гайки. Твердость также определяет функциональную прочность гайки, и поэтому верхний предел твердости установлен для каждого класса прочности.

Аналитическая основа для расчета различных разрушающих нагрузок была разработана в публикациях Александера [14]. Теория Александера подтверждена практическими результатами многочисленных экспериментальных испытаний. Современные исследования, включая расчеты методом конечных элементов, подтверждают теорию Александера [15].

Три типа гаек (см. 4.1) отличаются своей высотой. Это дает возможность выбора изготовителю для определенных классов прочности применять процесс закалки и отпуска с использованием меньшего объема материала для достижения требуемых свойств или использовать больший объем материала без дополнительной термической обработки.

Подробную техническую информацию о принципе конструирования гаек см. в ISO/TR 16224.

A.2. Гайки с диаметром D < М5 и D > М39

Механические свойства сборки болта и гайки были оптимизированы для крепежных изделий с резьбой от М5 до М39 включительно на основе размеров шестигранных гаек, установленных в ISO 4032 (нормальные гайки, тип 1) и ISO 4033 (высокие гайки, тип 2). В общем для сборки болта и гайки малого диаметра необходимы пониженная твердость гайки и (или) уменьшенная относительная высота гайки (m/D) вследствие большего отношения P/D.

Гайки с D < М5, установленные в ISO 4032, имеют минимальную высоту, m_мин, меньше чем 0,8D, которая является слишком низкой в соответствии с этим принципом конструирования. Это означает, что для таких гаек необходимо более высокое значение твердости, чтобы избежать характера разрушения - среза резьбы (см. таблицу A.2).

Гайки с D > М39, приведенные в ISO 4032, имеют минимальную высоту гайки, m_мин, меньше чем 0,8D, которая является слишком низкой в соответствии с этим принципом конструирования. Таким образом, механические свойства этих гаек не определены в настоящем стандарте и классы прочности не установлены в ISO 4032 (механические свойства по соглашению между заказчиком и поставщиком).