UNE-EN-ISO-DIN-898-1 Pernos, Tornillos y Bulones.pdf

norma española

UNE-EN ISO 898-1

Mayo 2000 TÍTULO

Características mecánicas de los elementos de fijación fabricados de aceros al carbono y de aceros aleados Parte 1: Pernos, tornillos y bulones (ISO 898-1:1999)

Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel. Part 1: Bolts, screws and studs (ISO 898-1:1999). Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation en acier au carbone et en acier allié. Partie 1: Vis et goujons (ISO 898-1:1999).

CORRESPONDENCIA

Esta norma es la versión oficial, en español, de la Norma Europea EN ISO 898-1 de agosto 1999, que a su vez adopta íntegramente la Norma Internacional ISO 898-1:1999.

OBSERVACIONES

Esta norma anula y sustituye a la Norma Nor ma UNE-EN 20898-1 de noviembre 1992.

ANTECEDENTES

Esta norma ha sido elaborada por el comité técnico AEN/CTN 17 Elementos de Fijación cuya Secretaría desempeña ASEFI.

Editada e impresa por AENOR Depósito legal: M 21666:2000

LAS OBSERVACIONES A ESTE DOCUMENTO HAN DE DIRIGIRSE A:

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35 Páginas Telé eléfono Fax

91 432 60 00 91 310 40 32

Grupo 22

S

S

EN ISO 898-1

NORMA EUROPEA EUROPEAN STANDARD NORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE NORM

Agosto 1999

ICS 21.060.10

Sustituye a EN 20898-1:1991

Versión en español

Características mecánicas de los elementos de fijación fabricados de aceros al carbono y de aceros aleados Parte 1: Pernos, tornillos y bulones (ISO 898-1:1999) Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel. Part 1: Bolts, screws and studs (ISO 898-1:1999).

Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation en acier au carbone et en acier allié. Partie 1: Vis et goujons (ISO 898-1:1999).

Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen aus Kohlenstoffstahl und legiertem Stahl. Teil 1: Schrauben (ISO 898-1:1999).

Esta norma europea ha sido aprobada por CEN el 1999-07-16. Los miembros de CEN están sometidos al Reglamento Interior de CEN/CENELEC que define las condiciones dentro de las cuales debe adoptarse, sin modificación, la norma europea como norma nacional. Las correspondientes listas actualizadas y las referencias bibliográficas relativas a estas normas nacionales, pueden obtenerse en la Secretaría Central de CEN, o a través de sus miembros. Esta norma europea existe en tres versiones oficiales (alemán, francés e inglés). Una versión en otra lengua realizada bajo la responsabilidad de un miembro de CEN en su idioma nacional, y notificada a la Secretaría Central, tiene el mismo rango que aquéllas. Los miembros de CEN son los organismos nacionales de normalización de los países siguientes: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Grecia, Irlanda, Islandia, Italia, Luxemburgo, Noruega, Países Bajos, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza.

CEN COMITÉ EUROPEO DE NORMALIZACIÓN European Committee for Standardization Comité Européen de Normalisation Europäisches Komitee für Normung SECRETARÍA CENTRAL: Rue de Stassart, 36 B-1050 Bruxelles © 1999 Derechos de reproducción reservados a los Miembros de CEN.

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ANTECEDENTES El texto de la Norma Internacional ISO 898-1:1999 del Comité Técnico ISO/TC 2 "Elementos de fijación" en colaboración con el Comité Técnico CEN/TC 185 "Elementos de fijación mecánicos roscados y sin roscar y sus accesorios", cuya Secretaría desempeña DIN. Esta norma europea sustituye a la Norma EN 20898-1:1991. Esta norma europea deberá recibir el rango de norma nacional mediante la publicación de un texto idéntico a la misma o mediante ratificación antes de finales de febrero de 2000, y todas las normas nacionales técnicamente divergentes deberán anularse antes de finales de febrero de 2000. Esta norma europea ha sido elaborada bajo un Mandato dirigido a CEN por la Comisión Europea y por la Asociación Europea de Libre Cambio, y sirve de apoyo a los requisitos esenciales de Directiva(s) europea(s). La relación con la(s) Directiva(s) UE se recoge en el Anexo informativo ZA, que forma parte integrante de esta norma. De acuerdo con el Reglamento Interior de CEN/CENELEC, los siguientes países están obligados a adoptar esta norma europea: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Grecia, Irlanda, Islandia, Italia, Luxemburgo, Noruega, Países Bajos, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza.

DECLARACIÓN El texto de la Norma Internacional ISO 898-1:1999 ha sido aprobado por CEN como norma europea sin ninguna modificación. NOTA − Las referencias normativas europeas de las normas internacionales se relacionan en el anexo ZB (normativo).

-5-

ISO 898-1:1999

ÍNDICE

Página

1

OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN .........................................................................

6

2

NORMAS PARA CONSULTA..........................................................................................

7

3

SISTEMA DE DESIGNACIÓN ........................................................................................

7

4

MATERIALES....................................................................................................................

8

5

CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS Y FÍSICAS..........................................................

8

6

CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS Y FÍSICAS A DETERMINAR .........................

12

7

CARGAS MÍNIMAS DE ROTURA A TRACCIÓN Y CARGAS DE PRUEBA .........

14

8 8.1 8.2 8.3 8.4 8.4.1 8.4.2 8.4.3 8.5 8.6

MÉTODOS DE ENSAYO.................................................................................................. Ensayo de tracción para probetas mecanizadas............................................................... Ensayo de tracción para pernos, tornillos y bulones enteros .......................................... Ensayo de torsión ................................................................................................................ Ensayo de dureza ................................................................................................................ Ensayo de dureza Vickers .................................................................................................. Ensayo de dureza Brinell.................................................................................................... Ensayo de dureza Rockwell................................................................................................ Ensayo de carga de prueba para pernos y tornillos enteros............................................ Ensayo de resistencia a la tracción con carga en cuña de pernos y tornillos enteros (excluidos los bulones)......................................................................... Ensayo de resistencia al impacto para probetas mecanizadas ........................................ Ensayo de la solidez de la cabeza para pernos y tornillos enteros con d 10 mm y con longitudes demasiado cortas para permitir el ensayo de carga en cuña ................................................................................................. Ensayo de decarburación: evaluación de las condiciones de carbono en la superficie..................................................................................................................... Definiciones.......................................................................................................................... Métodos de medición .......................................................................................................... Ensayo de retemplado......................................................................................................... Control de los defectos de superficie .................................................................................

17 17 18 19 19 20 20 20 20

8.7 8.8 8.9 8.9.1 8.9.2 8.10 8.11 9 9.1 9.2 9.3 9.3.1 9.3.2

21 23 24 24 25 25 27 27

MARCADO......................................................................................................................... Marcado de identificación del fabricante ......................................................................... Símbolos de marcado para las clases de calidad .............................................................. Identificación....................................................................................................................... Pernos y tornillos de cabeza hexagonal y hexalobular..................................................... Tornillos de cabeza cilíndrica con hueco hexagonal y tornillos de cabeza cilíndrica alta hexalobular interna................................................................... Pernos de cabeza redonda y cuello cuadrado................................................................... Bulones................................................................................................................................. Otros tipos de pernos y tornillos........................................................................................ Marcado de pernos y tornillos con rosca a izquierdas..................................................... Marcado alternativo ........................................................................................................... Marcado de embalajes comerciales...................................................................................

29 29 30 30 30 31 31

ANEXO A (Informativo) LÍMITE ELÁSTICO INFERIOR O LÍMITE ELÁSTICO CONVENCIONAL AL 0,2% A TEMPERATURA ELEVADA .....

32

9.3.3 9.3.4 9.3.5 9.4 9.5 9.6

27 27 27 28 28

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1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta parte de la Norma ISO 898 especifica las características mecánicas de los pernos, tornillos y bulones fabricados de acero al carbono y de acero aleado cuando se ensayan a un intervalo de temperatura ambiente de 10 ºC a 35 ºC. Los productos de conformidad con los requisitos de esta parte de la Norma ISO 898 se evalúan únicamente en el intervalo de temperatura ambiente y puede que no mantengan las características mecánicas y físicas especificadas a temperaturas más altas y más bajas. Se llama la atención sobre el anexo A en el que se dan ejemplos de límite inferior de fluencia y de límite elástico convencional al 0,2% a altas temperaturas. A temperaturas inferiores a las del intervalo de temperatura ambiente puede producirse un cambio significativo en las características, particularmente en la resistencia al impacto. Cuando los elementos de fijación se van a utilizar por encima o por debajo del intervalo de temperatura ambiente, es responsabilidad del usuario asegurarse de que las características mecánicas y físicas son adecuadas para sus condiciones particulares de servicio. Ciertos elementos de fijación puede que no cumplan los requisitos de resistencia a la tracción o a torsión de esta parte de la Norma ISO 898-1 debido a la geometría de la cabeza que reduce la sección solicitada a esfuerzo cortante en comparación con la sección a cortadura en la rosca, tales como las cabezas avellanadas, avellanadas abombadas y cilíndricas bajas (véase el capítulo 6). Esta parte de la Norma ISO 898 es aplicable a pernos, tornillos y bulones: – con rosca de paso grueso M1,6 a M39 y con rosca de paso fino M8 × 1 a M39 × 3; – con rosca ISO triangular, según la Norma ISO 68-1; – con combinaciones diámetro/paso de acuerdo con las Normas ISO 261 e ISO 262; – con tolerancias de rosca de acuerdo con las Normas ISO 965-1 e ISO 965-2; – fabricados de acero al carbono o de acero aleado. No es aplicable a los tornillos prisioneros y elementos de fijación roscados similares no sometidos a esfuerzos de tracción (véase la Norma ISO 898-5). No especifica requisitos para características tales como: – soldabilidad; – resistencia a la corrosión; – capacidad para resistir temperaturas por encima de + 300 ºC (+ 250 ºC para 10.9) o por debajo de -50 ºC; – resistencia a esfuerzos cortantes; – resistencia a la fatiga. NOTA − El sistema de designación de esta parte de la Norma ISO 898 se puede emplear para medidas fuera de los límites establecidos en este capítulo (por ejemplo, d > 39 mm), siempre que se cumplan todos los requisitos mecánicos de las clases de calidad.

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2 NORMAS PARA CONSULTA Las normas que a continuación se relacionan contienen disposiciones válidas para esta norma internacional. En el momento de la publicación las ediciones indicadas estaban en vigor. Toda norma está sujeta a revisión por lo que las partes que basen sus acuerdos en esta norma internacional deben estudiar la posibilidad de aplicar la edición más reciente de las normas indicadas a continuación. Los miembros de CEI y de ISO poseen el registro de las normas internacionales en vigor en cada momento. ISO 68-1:1998 – Rosca ISO para usos generales. Perfil básico. Parte 1:Roscas métricas. ISO 83:1976 – Acero. Ensayo de resistencia a flexión por choque Charpy (entalla en U). ISO 261:1998 – Rosca métrica ISO para usos generales. Visión de conjunto. ISO 262:1998 – Rosca métrica ISO para usos generales. Medidas seleccionadas para tornillos, pernos y tuercas. ISO 273:1979 – Elementos de fijación. Agujeros de paso para pernos y tornillos. ISO 724:1978 – Roscas métricas ISO. Medidas básicas. ISO 898-2:1992 – Características mecánicas de los elementos de fijación. Parte 2: Tuercas con valores de carga de prueba especificados. Roscas de paso grueso. ISO 898-5:1998 – Características mecánicas de los elementos de fijación de acero al carbono y de acero aleado. Parte 5: Tornillos de cabeza perdida y elementos de fijación roscados similares no sometidos a esfuerzos de tracción. ISO 898-7:1992 – Características mecánicas de los elementos de fijación. Parte 7: Ensayo de torsión y mínimo par de torsión para pernos y tornillos con diámetros nominales comprendidos entre 1 mm y 10 mm. ISO 965-1:1998 – Rosca métrica ISO para usos generales. Tolerancias. Parte 1: Principios y datos básicos. ISO 965-2:1998 – Rosca métrica ISO para usos generales. Tolerancias. Parte 2: Límites para las roscas de pernos y tuercas de uso general. Calidad media. ISO 6157-1:1988 – Elementos de fijación. Defectos de superficie. Parte 1: Pernos, tornillos y bulones de uso general. ISO 6157-3:1988 – Elementos de fijación. Defectos de superficie. Parte 3: Pernos, tornillos y bulones para aplicaciones particulares. ISO 6506:1981 – Materiales metálicos. Ensayo de dureza. Ensayo Brinell. ISO 6507-1:1997 – Materiales metálicos. Ensayo de dureza Vickers. Parte 1: Métodos de ensayo. ISO 6508:1986 – Materiales metálicos. Ensayo de dureza. Ensayo Rockwell (escalas A-B-C-D-E-F-G-H-K). ISO 6892:1998 – Materiales metálicos. Ensayo de tracción a temperatura ambiente.

3 SISTEMA DE DESIGNACIÓN El sistema de designación para las clases de los pernos, tornillos y bulones se muestra en la tabla 1. El eje de abcisas indica los valores nominales de resistencia a la tracción, Rm, en newton por milímetro cuadrado, mientras que el eje de ordenadas indica los valores nominales del alargamiento mínimo porcentual de rotura, Amín, en tanto por ciento.

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El símbolo de la clase de calidad consta de dos cifras: – la primera indica 1/100 de la resistencia nominal a la tracción, en newton por milímetro cuadrado (véase el apartado 5.1 en la tabla 3); – la segunda cifra indica 10 veces el cociente entre el límite elástico inferior ReL (o el límite elástico convencional al 0,2%, Rp0,2) y la resistencia nominal a la tracción Rm,nom (proporción del límite elástico aparente). La multiplicación de estas dos cifras dará 1/10 del límite elástico aparente, en newton por milímetro cuadrado. El valor mínimo del límite elástico inferior ReL,mín (o el límite elástico convencional mínimo al 0,2%, Rp0,2,mín) y de la resistencia mínima a la tracción Rm,mín son iguales o mayores que los valores nominales (véase la tabla 3).

4 MATERIALES La tabla 2 especifica los aceros y las temperaturas de revenido para las diferentes clases de calidad de pernos, tornillos y bulones. La composición química debe determinarse de acuerdo con las normas ISO correspondientes.

5 CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS Y FÍSICAS Cuando se ensayan por los métodos que se describen en el capítulo 8, los pernos, tornillos y bulones deben tener, a temperatura ambiente, las características mecánicas y físicas que se indican en la tabla 3.

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Tabla 1 Sistema de coordenadas Resistencia a la tracción nominal Rm, nom N/mm2 7

300

400

500

600

700

800

900

1 000 1 200

1 400

8 9

6.8

12.9

10

Alargamiento mínimo porcentual de rotura Amín, %

10.9

12

9.8a

5.8

14

8.8

16

4.8

18 20 22

5.6

25 30

4.6 3.6

Relación entre el límite elástico aparente y la resistencia a la tracción Segunda cifra del símbolo b Límite elástico inferior, ReL × 100% Resistencia nominal a la tracción, Rm,nom

.6 60

.8 80

.9 90

o b Límite elástico convencional al 0,2% , Rp0,2 × 100% Resistencia nominal a la tracción, Rm,nom NOTA − Aunque esta parte de la Norma ISO 898 especifica un gran número de clases de calidad, no significa que todas las clases son apropiadas para todos los productos. Las normas de producto establecen criterios adicionales para la aplicación de las clases de calidad específicas. Para productos no normalizados es aconsejable seguir, en la medida de los posible, la elección hecha para productos normalizados similares. a b

Se aplica únicamente a los diámetros de rosca d ≤ 16 mm. Aplicar valores nominales de acuerdo con la tabla 3.

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Tabla 2 Aceros

Clase de calidad

Límites de la composición química (análisis de comprobación)% (m/m) Materiales y tratamientos

C

Temperatura de revenido

P

S

Ba

°C

mín

máx.

máx.

máx.

máx.

mín

–

0,20

0,05

0,06

0,003

–

–

0,55

0,05

0,06

0,003

–

5.6b

0,13

0,55

0,05

0,06

5.8b

–

0,55

0,05

0,06

0,003

0,15d

0,40

0,035

0,035

0,003

425

0,003

425

3.6b

Acero al carbono

4.6b 4.8b

–

6.8b 8.8c

Acero al carbono templado y revenido

0,25

0,55

0,035

0,035

Acero al carbono con aditivos (por ejemplo, B, Mn o Cr) templado y revenido

0,15d

0,35

0,035

0,035


0,25

0,55

0,035

0,035

10.9e f


0,15d

0,35

0,035

0,035

0,003

340

10.9f


0,25

0,55

0,035

0,035

0,003

425


0,20d

0,55

0,035

0,035

Acero aleado templado y revenido g

0,20

0,55

0,035

0,035

Acero aleado templado y revenido g

0,28

0,50

0,035

0,035

0,003

380

9.8

12.9f h i a b c d e

f

g

h i


El contenido de boro puede alcanzar 0,005% siempre que el boro no eficaz se controle por la adición de titanio y/o de aluminio. Se permite del acero de fácil mecanización para estas clases de calidad con los contenidos máximos de azufre, fósforo y plomo siguientes: azufre 0,34% fósforo 0,11%; plomo 0,35%. Para diámetros nominales mayores de 20 mm pueden ser necesarios los aceros especificados para la clase 10.9 con el fin de lograr una templabilidad suficiente. En el caso de acero aleado al boro con un contenido de carbono inferior al 0,25% (análisis en la cuchara), el contenido mínimo de manganeso debe ser del 0,6% para la clase de calidad 8.8 y del 0,7% para 9.8, 10.9 y 10.9. Adicionalmente los productos se deben identificar mediante el subrayado del símbolo de la clase de calidad (véase el capítulo 9). Todas las características de la clase 10.9, tales como las especificadas en la tabla 3, deben cumplirse por la clase 10.9; no obstante, debido a su t emperatura de revenido más baja, se obtienen características de relajación de tensiones diferentes a a ltas temperaturas (véase el anexo A). Para los materiales de estas clases de calidad, se debería intentar que tuviesen una templabilidad suficiente para garantizar una estructura con el 90% aproximadamente de martensita en el núcleo central de las secciones roscadas para los elementos de fijación después del temple y antes del revenido. Este acero aleado debe contener, como mínimo, uno de los elementos siguientes en la cantidad mínima dada: cromo 0,30%, níquel 0,30%, molibdeno 0,20%; vanadio 0,10%. Cuando los elementos se especifican en combinaciones de dos, tres o cuatro y tienen contenidos de aleación inferiores a los citados anteriormente, el valor límite aplicable para la determinación de la clase es el 70% de la suma de los valores límites individuales mostrados anteriormente para los dos, tres o cuarto elementos respectivos. No se permite una capa enriquecida con fósforo blanco detectable metalográficamente para la clase de calidad 12.9 en superficies sometidas a esfuerzos de tracción. La composición química y la temperatura de revenido se están investigando.

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Tabla 3 Características mecánicas y físicas de los pernos, tornillos y bulones Apartado nº 5.1 5.2 5.3

Característica mecánica y física Resistencia nominal a la tracción, Rm,nom Resistencia mínima a la tracción, Rm,mind, e Dureza Vickers, HV F ≥ 98 N Dureza Brinell, HB F = 30 D2

3.6

N/mm2

300

N/mm2

330

4.6

4.8

400 400

420

5.6

5.8

500 500

520

Clase de calidad 8.8 a 6.8 d > 16c d ≤ 16c mm mm 600 800 800 600

800

830

9.8 b

10.9

12.9

900

1 000

1 200

900

1 040

1 220

mín 95 120 130 155 160 190 250 255 290 320 385 máx 220f 250 320 335 360 380 435 5.4 mín 90 114 124 147 152 181 238 242 276 304 366 máx 209f 238 304 318 342 361 414 mín HRB 52 67 71 79 82 89 – – – – – HRC – – – – – – 22 23 28 32 39 5.5 Dureza Rockwell, HR máx. HRB 95,0f 99,5 – – – – – HRC – – 32 34 37 39 44 g 5.6 Dureza superficial, HV 0,3 máx – 5.7 Límite elástico inferior, nom. 180 240 320 300 400 480 – – – – – h 2 min. 190 240 340 300 420 480 – – – – – ReL , N/mm Límite elástico convencional al 5.8 nom. – 640 640 720 900 1080 0,2%, Rp0,2i, N/mm2 min. – 640 660 720 940 1100 5.9 Tensión a la carga de 0,91 0,91 0,90 0,88 0,88 S p / ReL o S p / Rp 0,2 0,94 0,94 0,91 0,93 0,90 0,92 prueba, S p N/mm2 180 225 310 280 380 440 580 600 650 830 970 5.10 Par de rotura, M B Nm min. – Véase la Norma ISO 898-7 5.11 Alargamiento porcentual min. 25 22 – 20 – – 12 12 10 9 8 después de la rotura, A 5.12 Reducción de la sección % min. – 52 48 48 44 después de la rotura, Z 5.13 Esfuerzo o resistencia a la tracción bajo carga Los valores para pernos y tornillos (excluidos los bulones) de tamaño completo no deben ser en cuñae inferiores a los valores mínimos de la resistencia a la tracción indicados en el apartado 5.2 5.14 Resistencia al impacto, J min. – 25 – 30 30 25 20 15 KU 5.15 Solidez de la cabeza Sin rotura 5.16 Altura mínima de la zona no decarburada de – ½ H 1 _ H 1 ¾ H 1 la zona de roscada, E Profundidad máxima de la mm – 0,015 descarburación completa, G 5.17 Dureza después del segundo revenido – Reducción de dureza de 20 HV como máximo 5.18 Integridad de superficie De acuerdo con la Norma ISO 6157-1 o la ISO 6157-3, según proceda a Para los pernos de clase de calidad 8.8 de diámetros d ≤ 16 mm, existe un gran riesgo de arranque de la rosca de la tuerca en el caso de un apriete excesivo inadvertido, que provoque una carga mayor que la carga de prueba. Se recomienda ver la Norma ISO 898-2 a este respecto. b c

Se aplica únicamente a los diámetros nominales de rosca d ≤ 16 mm. Para los elementos de fijación destinados a estructuras metálicas, el límite es 12 mm.

d

Las características mínimas de resistencia a la tracción se aplican a los productos de longitud nominal l ≥ 2,5 d . La dureza mínima es válida para productos de longitud l < 2,5 d y para otros productos que no se pueden someter a ensayos de tracción (por ejemplo, debido a la configuración de la cabeza). Cuando se ensayan pernos, tornillos y burlones enteros, las cargas de rotura aplicables para el cálculo de Rm deben cumplir los valores que se dan en las tablas 6 y 8. Una medida de dureza efectuada en el extremo de los pernos, tornillos y bulones debe ser de 250 HV, 238 HB o 99,5 HRB, como máximo. La dureza superficial no debe ser mayor que 30 puntos Vickers por encima de la dureza medida del núcleo central del producto, cuando ambas mediciones se realizan con HV 0,3. Para la clase de calidad 10.9, cualquier aumento de la dureza superficial que indique que ésta supera los 390 HV es inaceptable. En los casos en que el límite elástico inferior ReL no se pueda determinar, se permite medir el límite elástico convencional al 0,2%, Rp0,2. Para las clases de calidad 4.8, 5.8 y 6.8, los valores de ReL se dan únicamente para las necesidades de cálculo, no son valores de ensayo. La relación de límite elástico aparente, tal como se define en la designación de la clase de calidad, así como el límite elástico convencional al 0,2%, Rp0,2, se obtienen a partir de medidas efectuadas sobre probetas. Cuando estas medidas se obtienen a partir de medidas efectuadas sobre pernos y tornillos completos, variarán debido a los efectos del ta maño y del método de fabricación.

e f g

h i

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6 CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS Y FÍSICAS A DETERMINAR En la tabla 5 se indican dos programas de ensayo A y B, para determinar las características mecánicas y físicas de los pernos, tornillos y bulones, utilizando los métodos que se describen en el capítulo 8. Independientemente del programa de ensayo que se elija, deben cumplirse todos los requisitos de la tabla 3. La aplicación del programa B siempre es deseable, pero resulta obligatoria para los productos con cargas de rotura inferiores a 500 kN si no se ha acordado explícitamente la aplicación del programa A. El programa A es apropiado para probetas mecanizadas y para pernos con un área de la sección transversal de la espiga inferior al área de la sección resistente de la rosca.

Tabla 4 Claves para los programas de ensayo (véase la tabla 5) Medida

Pernos y tornillos con diámetro de rosca d ≤ 3 mm o con longitud l < 2,5 d a

Pernos y tornillos con diámetro de rosca d > 3 mm y longitud l ≥ 2,5 d

Ensayo decisivo para la aceptación





a También pernos y tornillos con configuraciones especiales de la cabeza o de la espiga que sean menos resistentes que la sección roscada.

- 13 -

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Tabla 5 Programas de ensayo A y B para los procedimientos de aceptación (Estos procedimientos son aplicables a las características mecánicas, pero no a las químicas) Grupo de ensayo I

Características

5.2 Resistencia mínima a la tracción, Rm, mín 5.3 Dureza mínimab y 5.4 y 5.5 Dureza máxima

Programa de ensayo A Clase de calidad 3.6, 4.6 8.8, 9.8 Método de ensayo 5.6 10.9 12.9 8.1 Ensayo de tracción   8.4

Ensayo de durezac



III

IV

V

5.7 Límite elástico inferior mínimo, ReL, mín 5.8 Límite elástico convencional al 0,2%, Rp,0,2 5.9 Tensión a la carga de prueba, S p 5.10 Par de rotura, M B 5.11 Alargamiento mínimo porcentual tras la rotura, Amín 5.12 Reducción mínima de sección tras la rotura, Z mín 5.13 Resistencia a la tracción con carga en cuñaf 5.14 Resistencia al impacto mínima, KU 5.15 Solidez de la cabezai

8.1

Ensayo de tracción

8.1

Ensayo de tracción

5.16 Zona máxima descarburada

8.9

5.17 Dureza después del segundo revenido

8.10

5.18 Integridad de superficie

8.11

8.4

8.1

Ensayo de tracción

8.7

Ensayo de resistencia al impactog

Ensayo de decarburación Ensayo de segundo revenido j























 

Ensayo de carga de prueba Ensayo de torsióne



8.6

Ensayo de carga en cuñaa





8.8

Ensayo de solidez de la cabeza Ensayo de decarburación





8.3 Ensayo de tracción





8.5

8.1

Ensayo de durezac



5.6 Dureza superficial máxima II



Programa de ensayo B Clase de calidad 3.6, 4.6 8.8, 9.8 Método de ensayo 4.8, 5.6 10.9 5.8, 6.8 12.9 a 8.2 Ensayo de tracción  



 







h





8.9

  

8.10

Ensayo de segundo revenido j

   

8.11 Inspección de Inspección de la     discontinuidad discontinuidad de     superficial superficie a Si el ensayo de carga en cuña es satisfactorio, no se requiere el ensayo de tracción axial. b La dureza mínima sólo se aplica a los productos de longitud nominal l < 2,5 d y a otros productos que no se pueden ensayar a tracción o a torsión (por ejemplo, debido a la configuración de su cabeza). c La dureza se puede medir según los métodos Vickers, Brinell o Rockwell. En caso de duda, el ensayo de dureza Vickers es el decisivo para la aceptación. d Sólo para los pernos o tornillos de longitud l ≥ 6 d . e Sólo si los pernos o tornillos no pueden ensayarse a tracción. f Los pernos o tornillos de cabeza especial con configuraciones que son más débiles que las secciones roscadas se excluyen de los requisitos sobre ensayos de tracción en cuña. g Sólo para tornillos, pernos y bulones con diámetros de rosca d ≥ 16 mm y sólo si lo exige el comprador. h Sólo para la clase de calidad 5.6. i j

Sólo para pernos y tornillos con diámetros de rosca d ≤ 10 mm y de longitudes demasiado cortas para permitir el ensayo de carga en cuña. Ensayo no obligatorio, utilizable sólo como ensayo de referencia en caso de litigio.

ISO 898-1:1999

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7 CARGAS MÍNIMAS DE ROTURA A TRACCIÓN Y CARGAS DE PRUEBA Véanse las tablas 6, 7, 8 y 9.

Tabla 6 Cargas mínimas de rotura a tracción. Rosca métrica ISO de paso grueso Roscaa (d )

M3 M3,5 M4 M5 M6 M7 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39

Área de esfuerzo nominal As,nomb mm2

5,03 6,78 8,78 14,2 20,1 28,9 36,6 58 84,3 115 157 192 245 303 353 459 561 694 817 976

Clase de calidad 3.6

4.6

1 660 2 240 2 900 4 690 6 630 9 540 12 100 19 100 27 800 38 000 51 800 63 400 80 800 100 000 116 000 152 000 185 000 229 000 270 000 322 000

2 010 2 710 3 510 5 680 8 040 11 600 14 600 23 200 33 700 46 000 62 800 76 800 98 000 121 000 141 000 184 000 224 000 278 000 327 000 390 000

4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9 Carga mínima de rotura a tracción ( As,nom × Rm,mín), N 2 110 2 510 2 620 3 020 4 020 4 530 5 230 6 140 2 850 3 390 3 530 4 070 5 420 6 100 7 050 8 270 3 690 4 390 4 570 5 270 7 020 7 900 9 130 10 700 5 960 7 100 7 380 8 520 11 350 12 800 14 800 17 300 8 440 10 000 10 400 12 100 16 100 18 100 20 900 24 500 12 100 14 400 15 000 17 300 23 100 26 000 30 100 35 300 15 400 18 300 19 000 22 000 29 200 32 900 38 100 44 600 24 400 29 000 30 200 34 800 46 400 52 200 60 300 70 800 c 35 400 42 200 43 800 50 600 67 400 75 900 87 700 103 000 c 48 300 57 500 59 800 69 000 92 000 104 000 120 000 140 000 65 900 78 500 81 600 94 000 125 000 c 141 000 163 000 192 000 80 600 96 000 99 800 115 000 159 000 – 200 000 234 000 103 000 122 000 127 000 147 000 203 000 – 255 000 299 000 127 000 152 000 158 000 182 000 252 000 – 315 000 370 000 148 000 176 000 184 000 212 000 293 000 – 367 000 431 000 193 000 230 000 239 000 275 000 381 000 – 477 000 560 000 236 000 280 000 292 000 337 000 466 000 – 583 000 684 000 292 000 347 000 361 000 416 000 576 000 – 722 000 847 000 343 000 408 000 425 000 490 000 678 000 – 850 000 997 000 410 000 488 000 508 000 586 000 810 000 – 1 020 000 1 200 000

a

Cuando en una designación de rosca no se indica el paso de la misma, se especifica el paso grueso. Este paso se da en las Normas ISO 261 e ISO 262.

b

Para calcular As, véase el apartado 8.2.

c

Para los elementos de fijación de construcciones metálicas, 70 000 N, 95 500 N y 130 000 N, respectivamente.

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ISO 898-1:1999

Tabla 7 Cargas de prueba. Rosca métrica ISO de paso grueso

Roscaa (d )

M3 M3,5 M4 M5 M6 M7 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39


5,03 6,78 8,78 14,2 20,1 28,9 36,6 58 84,3 115 157 192 245 303 353 459 561 694 817 976

Clase de calidad

3.6

4.6

4.8

910 1 220 1 580 2 560 3 620 5 200 6 590 10 400 15 200 20 700 28 300 34 600 44 100 54 500 63 500 82 600 101 000 125 000 147 000 176 000

1 130 1 530 1 980 3 200 4 520 6 500 8 240 13 000 19 000 25 900 35 300 43 200 55 100 68 200 79 400 103 000 126 000 156 000 184 000 220 000

1 560 2 100 2 720 4 400 6 230 8 960 11 400 18 000 26 100 35 600 48 700 59 500 76 000 93 900 109 000 142 000 174 000 215 000 253 000 303 000

5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 Carga de prueba ( As,nom × S p), N 1 410 1 910 2 210 2 920 3 270 1 900 2 580 2 980 3 940 4 410 2 460 3 340 3 860 5 100 5 710 3 980 5 400 6 250 8 230 9 230 5 630 7 640 8 840 11 600 13 100 8 090 11 000 12 700 16 800 18 800 10 200 13 900 16 100 21 200 23 800 16 200 22 000 25 500 33 700 37 700 23 600 32 000 37 100 48 900 c 54 800 32 200 43 700 50 600 66 700 c 74 800 44 000 59 700 69 100 91 000 c 102 000 53 800 73 000 84 500 115 000 – 68 600 93 100 108 000 147 000 – 84 800 115 000 133 000 182 000 – 98 800 134 000 155 000 212 000 – 128 000 174 000 202 000 275 000 – 157 000 213 000 247 000 337 000 – 194 000 264 000 305 000 416 000 – 229 000 310 000 359 000 490 000 – 273 000 371 000 429 000 586 000 –

10.9

12.9

4 180 5 630 7 290 11 800 16 700 24 000 30 400 48 100 70 000 95 500 130 000 159 000 203 000 252 000 293 000 381 000 466 000 576 000 678 000 810 000

4 880 6 580 8 520 13 800 19 500 28 000 35 500 56 300 81 800 112 000 152 000 186 000 238 000 294 000 342 000 445 000 544 000 673 000 792 000 947 000

a

Cuando en una designación de rosca no se indica el paso de la misma, se especifica el paso grueso. Este paso se da en las Normas ISO 261 e ISO 262.

b


c

Para los elementos de fijación de construcciones metálicas, 50 700 N, 68 800 N y 94 500 N, respectivamente.

ISO 898-1:1999

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Tabla 8 Cargas mínimas de rotura a tracción. Rosca métrica ISO de paso fino

Rosca (d × Pa)


Clase de calidad

3.6 39,2 M8 × 1 64,5 M10 × 1 61,2 M10 × 1,25 92,1 M12 × 1,25 88,1 M12 × 1,5 125 M14 × 1,5 167 M16 × 1,5 216 M18 × 1,5 272 M20 × 1,5 333 M22 × 1,5 384 M24 × 2 496 M27 × 2 621 M30 × 2 761 M33 × 2 865 M36 × 3 M39 × 3 1.030

4.6

12 900 15 700 21 300 25 800 20 200 24 500 30 400 36 800 29 100 35 200 41 200 50 000 55 100 66 800 71 300 86 400 89 800 109 000 110 000 133 000 127 000 154 000 164 000 198 000 205 000 248 000 251 000 304 000 285 000 346 000 340 000 412 000

a

P es el paso de la rosca.

b


4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9 Carga mínima de rotura a la tracción ( As,nom × Rm,mín), N 16 500 19 600 20 400 23 500 31 360 35 300 40 800 47 800 27 100 32 300 33 500 38 700 51 600 58 100 67 100 78 700 25 700 30 600 31 800 36 700 49 000 55 100 63 600 74 700 38 700 46 100 47 900 55 300 73 700 82 900 95 800 112 400 37 000 44 100 45 800 52 900 70 500 79 300 91 600 107 500 52 500 62 500 65 000 75 000 100 000 112 000 130 000 152 000 70 100 83 500 86 800 100 000 134 000 150 000 174 000 204 000 90 700 108 000 112 000 130 000 179 000 – 225 000 264 000 114 000 136 000 141 000 163 000 226 000 – 283 000 332 000 140 000 166 000 173 000 200 000 276 000 – 346 000 406 000 161 000 192 000 200 000 230 000 319 000 – 399 000 469 000 208 000 248 000 258 000 298 000 412 000 – 516 000 605 000 261 000 310 000 323 000 373 000 515 000 – 646 000 758 000 320 000 380 000 396 000 457 000 632 000 – 791 000 928 000 363 000 432 000 450 000 519 000 718 000 – 900 000 1 055 000 433 000 515 000 536 000 618 000 855 000 – 1 070 000 1 260 000

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ISO 898-1:1999

Tabla 9 Cargas de prueba. Rosca métrica ISO de paso fino

Rosca (d × Pa)


39,2 M8 × 1 64,5 M10 × 1 61,2 M10 × 1,25 92,1 M12 × 1,25 88,1 M12 × 1,5 125 M14 × 1,5 167 M16 × 1,5 216 M18 × 1,5 272 M20 × 1,5 333 M22 × 1,5 384 M24 × 2 496 M27 × 2 621 M30 × 2 761 M33 × 2 865 M36 × 3 M39 × 3 1.030


4.6

4.8

7 060

8 820 12 200

11 600 14 500 20 000 11 000 13 800 19 000 16 600 20 700 28 600 15 900 19 800 27 300 22 500 28 100 38 800 30 100 37 600 51 800 38 900 48 600 67 000 49 000 61 200 84 300 59 900 74 900 103 000 69 100 86 400 119 000 89 300 112 000 154 000 112 000 140 000 192 000 137 000 171 000 236 000 156 000 195 000 268 000 185 000 232 000 319 000

a

P es el paso de la rosca

b


5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 Carga de prueba ( As,nom × S p), N 11 000 14 900 17 200 22 700 25 500 18 100 24 500 28 400 37 400 41 900 17 100 23 300 26 900 35 500 39 800 25 800 35 000 40 500 53 400 59 900 24 700 33 500 38 800 51 100 57 300 35 000 47 500 55 000 72 500 81 200 46 800 63 500 73 500 96 900 109 000 60 500 82 100 95 000 130 000 – 76 200 103 000 120 000 163 000 – 93 200 126 000 146 000 200 000 – 108 000 146 000 169 000 230 000 – 139 000 188 000 218 000 298 000 – 174 000 236 000 273 000 373 000 – 213 000 289 000 335 000 457 000 – 242 000 329 000 381 000 519 000 – 288 000 391 000 453 000 618 000 –

10.9

12.9

32 500

38 000

53 500

62 700

50 800

59 400

76 400

89 300

73 100

85 500

104 000

121 000

139 000

162 000

179 000

210 000

226 000

264 000

276 000

323 000

319 000

372 000

412 000

481 000

515 000

602 000

632 000

738 000

718 000

839 000

855 000

999 000

8 MÉTODOS DE ENSAYO 8.1 Ensayo de tracción para probetas mecanizadas Las características siguientes deben comprobarse sobre probetas mecanizadas mediante ensayos de tracción realizados de acuerdo con la Norma ISO 6892. a) resistencia a la tracción, Rm; b) límite elástico inferior, ReL o límite elástico convencional al 0,2%, Rp0,2; c) alargamiento porcentual después de la rotura: L − Lo A = u × 100% Lo

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d) reducción porcentual de la sección después de la rotura: S − S u Z = o × 100% S o

Para el ensayo de tracción debe utilizarse la probeta que se muestra en la figura 1. Si no es posible determinar el alargamiento después de la rotura debido a la longitud del perno, la reducción del área después de la rotura debe medirse siempre que Lo sea, como mínimo, igual a 3 d o. Cuando se mecanice la probeta, la reducción del diámetro de la espiga de los pernos y tornillos tratados térmicamente y con d > 16 mm no debe superar el 25% del diámetro original (alrededor del 44% del área inicial de la sección transversal) de la probeta. Los productos de clase de calidad 4.8, 5.8 y 6.8 (productos forjados en frío) deben ensayarse enteros a tracción (véase el apartado 8.2).

Leyenda: d = diámetro nominal de la rosca d o = diámetro de la probeta ( d o < diámetro interior de b = longitud roscada ( b d )

la rosca)

Lo = 5 do o ( 5,65

S o ): longitud inicial entre puntos de referencia para la determinación del alargamiento Lo 3 d o: longitud inicial entre puntos de referencia para la determinación de la reducción de área Lc = longitud de la parte recta ( Lo + d o) Lt = longitud total de la probeta ( Lc + 2 r + b) Lu = longitud final entre puntos de referencia (véase la Norma ISO 6892:1998) So = área de la sección transversal antes del ensayo de tracción Su = área de la sección transversal después de la rotura f = radio de acuerdo ( r 4 mm)

Fig. 1 Probeta mecanizada para el ensayo de tracción

8.2 Ensayo de tracción para pernos, tornillos y bulones enteros El ensayo de tracción debe realizarse en pernos enteros de acuerdo con el ensayo de tracción para probetas mecanizadas (véase el apartado 8.1). Dicho ensayo tiene por objeto determinar la resistencia a la tracción. El cálculo de la resistencia a la tracción, Rm, se basa en la sección resistente nominal As,nom: As,nom =

2

d + d 3    2  4 2 

π

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donde d 2

es el diámetro de paso efectivo de rosca exterior (véase la Norma ISO 724);

d 3

es el diámetro interior de la rosca d3 = d 1 −

H 6

donde d 1

es el diámetro interior efectivo de la rosca exterior (véase la Norma ISO 724);

H

es la altura del triángulo fundamental de la rosca (véase la Norma ISO 68-1).

Para el ensayo de los pernos, tornillos y bulones enteros, deben aplicarse las cargas que se dan en la tablas 6 a 9. Durante el ensayo, debe someterse a la carga de tracción una longitud mínima roscada libre igual a un diámetro (1 d ). Para que se cumplan los requisitos de este ensayo, la rotura debe producirse en la espiga o en la longitud roscada libre del perno y no en la unión de la cabeza con la espiga. La velocidad de ensayo, determinada con una cabeza de amarre que gira libremente, no debe exceder los 25 mm/min. Las mordazas de la máquina de ensayo deberían ser autoalineantes con el fin de evitar empujes laterales sobre la probeta que se ensaya.

8.3 Ensayo de torsión Para el ensayo de torsión, véase la Norma ISO 898-7. El ensayo se aplica a los pernos y tornillos con diámetros nominales de rosca d ≤ 3 mm, así como a los pernos y tornillos cortos con diámetro nominal de rosca 3 mm ≤ d ≤ 10 mm que no puedan someterse a ensayos de tracción.

8.4 Ensayo de dureza Para los ensayos rutinarios, la dureza de los pernos, tornillos y bulones se puede determinar en la cabeza, el extremo o la espiga, después de retirar cualquier protección, baño u otro recubrimiento y después de una preparación adecuada de la probeta. Para todas las clases de calidad, si se excede la dureza máxima, debe realizarse un nuevo ensayo en la zona de la mitad del radio, un diámetro atrás con respecto al extremo, en cuya zona no se debe sobrepasar el valor de la dureza máxima especificada. En caso de duda, el ensayo de dureza Vickers es decisivo para la aceptación. Las lecturas de la dureza superficial deben tomarse en los extremos o las caras planas del hexágono, que deben preparase con un amolado o pulido mínimo, para garantizar lecturas reproducibles y mantener las características originales de la capa superficial del material. El ensayo Vickers HV 0,3 debe ser el ensayo de referencia para determinar la dureza superficial. Las lecturas de la dureza superficial tomadas con HV 0,3 deben compararse con una lectura similar sobre la dureza del núcleo con HV 0,3, con el fin de permitir una comparación realista y determinar el aumento relativo de dureza hasta 30 puntos Vickers. Un aumento de más de 30 puntos Vickers indica carburación. Para las clases de calidad 8.8 a 12.9, la diferencia entre la dureza del núcleo y la dureza de la superficie es decisiva para juzgar la condición de carburación en la capa de la superficie de los pernos, tornillos y bulones.

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Pudiera no existir una relación directa entre la dureza y la resistencia teórica a la tracción. Se han seleccionado valores máximos de dureza por razones que van más allá de las consideraciones sobre la resistencia máxima teórica (por ejemplo, para evitar la fragilización). NOTA − Debería diferenciarse cuidadosamente entre un aumento de la dureza originado por la carburación y el aumento de la dureza debido al tratamiento térmico o los trabajos en frío de la superficie.

8.4.1 Ensayo de dureza Vickers. El ensayo de dureza Vickers debe realizarse de acuerdo con la Norma ISO 6507-1. 8.4.2 Ensayo de dureza Brinell. El ensayo de dureza Brinell debe realizarse de acuerdo con la Norma ISO 6506. 8.4.3 Ensayo de dureza Rockwell. El ensayo de dureza Rockwell debe realizarse de acuerdo con la Norma ISO 6508. 8.5 Ensayo de carga de prueba para pernos y tornillos enteros El ensayo de carga de prueba se compone de las dos operaciones fundamentales siguientes: a) aplicación de una carga de prueba a tracción especificada (véase la figura 2); b) medición del alargamiento permanente, si lo hay, originado por la carga de prueba. La carga de prueba, tal como se indica en las tablas 7 y 9, debe aplicarse axialmente sobre el perno colocado en una máquina de ensayo a tracción. Toda la carga de prueba debe mantenerse durante un periodo de 15 s. La longitud de la zona libre roscada sometida a la carga debe ser igual a un diámetro (1 d ). Para los tornillos roscados hasta la cabeza, la longitud de la zona libre roscada que se somete a la carga debe estar lo más próxima posible a un diámetro (1 d ). Para medir el alargamiento permanente, el perno o tornillo debe estar preparado adecuadamente en cada extremo, véase la figura 2. Antes y después de la aplicación de la carga de prueba, el perno o el tornillo debe colocarse en un instrumento de medición con mordazas esféricas, el cual está montado en un banco. Para minimizar los errores de medición deben emplearse guantes o tenazas. Para cumplir los requisitos del ensayo de carga de prueba, la longitud del perno, tornillo o bulón, después de sometido a la carga, debe ser la misma que antes de realizar dicha operación, dentro de una tolerancia de ± 12,5 µm que se admite para el error de medición. La velocidad del ensayo, determinada mediante el desplazamiento libre de la cabeza de amarre, no debe exceder de 3 mm/min. Las mordazas de la máquina de ensayo deberían ser autoalineantes, con el fin de evitar empujes laterales sobre la probeta que se ensaya. Algunas variables, tales como la rectitud y la alineación de la rosca (más el error de medición), pueden traducirse en un alargamiento aparente de los elementos de fijación cuando la carga de prueba se aplica inicialmente. En dichos casos, los elementos de fijación pueden someterse a un segundo ensayo utilizando una carga mayor en un 3%, y el ensayo puede considerarse satisfactorio si la longitud es la misma antes y después de la aplicación de la carga (dentro de la tolerancia de 12,5 µm para el error de medición).

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a

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d h según la Norma ISO 273, serie media (véase la tabla 10).

Fig. 2 Aplicación de la carga de prueba a los pernos y tornillos enteros

8.6 Ensayo de resistencia a la tracción con carga en cuña de pernos y tornillos enteros (excluidos los bulones) El ensayo de carga en cuña no se debe aplicar a los tornillos de cabeza avellanada. El ensayo de resistencia a la tracción con carga en cuña debe realizarse en el dispositivo de ensayo de tracción descrito en la Norma ISO 6892, empleando una cuña como la que se muestra en la figura 3. La distancia mínima desde la salida de rosca del perno hasta la superficie de contacto de la tuerca del dispositivo de fijación debe ser igual a d . Debe colocarse una cuña endurecida, de acuerdo con las tablas 10 y 11, debajo de la cabeza del perno o tornillo. El ensayo de tracción debe prolongarse hasta que se produzca la rotura. Para cumplir los requisitos de este ensayo, la rotura debe producirse en la espiga o en la longitud roscada libre del perno, y no en la porción localizada entre la espiga y la cabeza. El perno o tornillo debe cumplir los requisitos relativos a la resistencia mínima a la tracción, ya sea durante el ensayo de tracción en cuña o en un ensayo de tracción complementario sin cuña, según los valores que se dan para las clases de calidad respectivas antes de que se produzca la rotura. Los tornillos roscados hasta la cabeza deben cumplir los requisitos de este ensayo si la rotura aparece en la longitud libre de la rosca, incluso si se ha extendido o propagado hacia el área roscada o la cabeza, antes de la separación.

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Para los productos de clase C, debería utiizarse un radio r 1 de acuerdo con la fórmula: r 1 = r máx + 0,2

donde r máx =

da máx − d s mín 2

donde r

es el radio de curvatura debajo de la cabeza;

d a

es el diámetro de transición;

d s

es el diámetro de la espiga sin roscar

a

d h según la Norma ISO 273, serie

b

Dureza: 45 HRC mín

c

Radio o chaflán a 45º

media (véase la tabla 10)

Fig. 3 Carga en cuña de pernos enteros

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Tabla 10 Diámetros de los orificios de paso para el ensayo de tracción con carga en cuña Medidas en milímetros

Diámetro nominal de la rosca d 3 3,5 4 5 6 7 8 10 12 14 a

d ha

r 1

3,4 3,9 4,5 5,5 6,6 7,6 9 11 13,5 15,5

0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8 1,3

Diámetro nominal de la rosca d 16 18 20 22 24 27 30 33 36 39

d ha

r 1

17,5 20 22 24 26 30 33 36 39 42

1,3 1,3 1,3 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6

Para los pernos de cabeza redonda y cuello cuadrado, el orificio debe adaptarse para que admita el cuello cuadrado.

Tabla 11 Medidas de las cuñas Diámetro nominal del Clase de calidad para: perno y del tornillo d tornillos de rosca corrida y pernos con pernos con longitud del cuerpo lisa ls ≥ 2 d longitud de la espiga lisa ls < 2 d 3.6, 4.6, 4.8, 5.6 6.8, 12.9 3.6, 4.6, 4.8, 5.6 6.8, 12.9 5.8, 8.8, 9.8, 10.9 5.8, 8.8, 9.8, 10.9 mm α ± 0º 30' d ≤ 20 10° 6° 6° 4° 20 < d ≤ 39 6° 4° 4° 4° Para los productos con diámetro de la cara de apoyo de la cabeza superior a 1,7 d que no superan el ensayo de tracción en cuña, la cabeza se puede mecanizar hasta 1,7 d y se puede repetir el ensayo con el ángulo de la cuña que se especifica en la tabla 11. Además, para los productos con diámetro de la cara de apoyo de la cabeza superior a 1,9 d , el ángulo de 10º de la cuña se puede reducir a 6º.

8.7 Ensayo de resistencia al impacto para probetas mecanizadas El ensayo de resistencia al impacto debe realizarse aplicando la Norma ISO 83. La probeta debe tomarse en sentido longitudinal, lo más cerca posible de la superficie del perno o tornillo. La parte no entallada de la probeta debe estar situada cerca de la superficie del perno. Únicamente pueden ensayarse los pernos co n diámetro de rosca d ≥ 16 mm.

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8.8 Ensayo de la solidez de la cabeza para pernos y tornillos enteros con d 10 mm y con longitudes demasiado cortas para permitir el ensayo de carga en cuña El ensayo de solidez de la cabeza debe realizarse como se indica en la figura 4. Después de recibir varios golpes de martillo, la cabeza del perno o tornillo debe inclinarse un ángulo de 90º - β sin mostrar signo alguno de agrietamiento en el redondeado del acuerdo entre la cabeza y el cuerpo, cuando se observa con una ampliación mínima de 8 aumentos y máxima de 10 aumentos. En el caso de tornillos de rosca corrida, se puede considerar que los requisitos se han cumplido incluso si apareciera una grieta en el primer hilo de la rosca, siempre que no se separe la cabeza.

NOTA 1 − Para d h y r 2 (r 2 = r 1), véase la tabla 10. NOTA 2 − El espesor de la placa de ensayo debe ser mayor de 2 d .

Fig. 4 Ensayo de solidez de la cabeza

Tabla 12 Valores del ángulo Clase de calidad β

3.6

4.6 60°

5.6

4.8

5.8

6.8

8.8 80°

9.8

10.9

12.9

8.9 Ensayo de decarburación: evaluación de las condiciones de carbono en la superficie Empleando el método de medición apropiado (véase el apartado 8.9.2.1 o el 8.9.2.2, según proceda), debe examinarse una sección longitudinal de la rosca para determinar si la altura de la zona del metal base ( E ) y la profundidad de la zona de carburación completa ( G), si existen, están dentro de los límites especificados (véase la figura 5). El valor máximo de G y las fórmulas para calcular el valor mínimo de E se especifican en la tabla 3.

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Leyenda 1 2 3 4

Decarburación total Decarburación parcial Línea primitiva Metal de base H 1 es la altura externa de la rosca en la condición de material máximo.

Fig. 5 Zonas de decarburación 8.9.1 Definiciones 8.9.1.1 dureza del metal base: Dureza medida lo más cerca posible de la superficie (cuando se atraviesa desde el núcleo hacia el diámetro exterior) justo antes de que surja un aumento o una disminución de dureza, que denote una carburación o una decarburación, respectivamente. 8.9.1.2

decaburación: Por lo general, pérdida de carbono en la superficie de materiales férreos comerciales (aceros).

8.9.1.3 decaburación parcial: Decaburación con una pérdida de carbono suficiente como para crear una tonalidad más clara de la martensita templada y una dureza significativamente más baja del metal base adyacente, sin que aparezcan, sin embargo, granos de ferrita en el examen metalofráfico. 8.9.1.4 decarburación total: Decarburación correspondiente a una pérdida de carbono suficiente como para mostrar sólo granos de ferrita claramente definidos en el examen metalográfico. 8.9.1.5 carburación: Resultado del aumento del carbono en la superficie hasta lograr un contenido mayor que el del metal base. 8.9.2 Métodos de medición 8.9.2.1 Método por examen microscópico. Este método permite determinar simultáneamente E y G. Las probetas a emplear son secciones longitudinales que pasan sobre el eje de la rosca, a una distancia del extremo del perno, tornillo o bulón aproximadamente igual a la mitad del diámetro nominal (1/2 d ), después de haber realizado sobre el producto todas las operaciones de tratamiento térmico. Las probetas deben montarse, para el amolado y pulido, en una mordaza o, preferiblemente, en un soporte de plástico. Después del montaje, se amuelan y pulen las superficies de forma que permitan un buen examen metalográfico.

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Por lo general, un ataque químico en una solución de nital al 3% (ácido nítrico concentrado en etanol) constituye el método apropiado para mostrar los cambios que la decarburación provoca en la microestructura. A menos que se acuerden otras condiciones entre las parte interesadas, debe utilizarse una ampliación de 100 aumentos durante el examen. Si el microscopio cuenta con una pantalla de vidrio esmerilado, la magnitud de la decarburación se puede medir directamente con una escuela graduada. Si se utiliza un ocular durante la medición, éste debe ser de un tipo apropiado e incluir una retícula o una escala graduada.

8.9.2.2 Método de dureza (Método de referencia para la decarburación parcial). El método de medición de la dureza sólo es aplicable para las roscas de paso P ≥ 1,25 mm. Las mediciones de dureza Vickers se realizan en tres puntos, como se indica en la figura 6. Los valores de E se dan en la tabla 13. La carga debe ser de 300 g. La determinación de la dureza en el punto 3 debe hacerse en la línea primitiva de la rosca adyacente a la rosca donde se determina la dureza en los puntos 1 y 2. El valor de la dureza Vickers en el punto 2 (HV 2) debe ser igual o mayor al medido en el punto 1 (HV 1) menos 30 unidades Vickers. En este caso, la altura de la zona no decarburada, E, debe ser como mínimo igual a la especificada en la tabla 13. El valor de la dureza Vickers en el punto 3 (HV 3) debe ser igual o inferior que la dureza medida en el punto 1 (HV 1) más 30 unidades Vickers. El método de medición de la dureza no puede detectar la decarburación total hasta el valor máximo especificado en la tabla 3. Medidas en milímetros

Leyenda 1, 2, 3 Puntos de medición 4 Línea primitiva

Fig. 6 Medición de la dureza para el ensayo de decarburación

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Tabla 13 Valores de H 1 y E Paso de la rosca Clase 8.8, 9.8 de 10.9 calidad 12.9

Pa mm 0,5 H 1 mm 0,307 0,154 E minb 0,205 mm 0,230

0,6 0,368 0,184 0,245 0,276

0,7 0,429 0,215 0,286 0,322

0,8 0,491 0,245 0,327 0,368

1 0,613 0,307 0,409 0,460

1,25 0,767 0,384 0,511 0,575

a

Para P ≤ 1 mm, se aplica únicamente el examen microscópico.

b

Calculado en base de la característica definida en el apartado 5.16, véase la tabla 3.

1,5 0,920 0,460 0,613 0,690

1,75 1,074 0,537 0,716 0,806

2 1,227 0,614 0,818 0,920

2,5 1,534 0,767 1,023 1,151

3 1,840 0,920 1,227 1,380

3,5 2,147 1,074 1,431 1,610

4 2,454 1,227 1,636 1,841

8.10 Ensayo de retemplado El valor medio de las tres medidas de dureza en el núcleo de un perno o tornillo, ensayado antes y después del retemplado, no deben diferenciarse en más de 20 HV cuando se realiza el retemplado a una temperatura 10 ºC inferior a la temperatura de templado mínima especificada, y se mantiene durante 30 min.

8.11 Control de los defectos de superficie Para el control de los defectos de superficie véase la Norma ISO 6157-1 o la ISO 6157-3, según proceda. En el caso del programa de ensayo A, el control de los defectos de superficie se aplica antes del mecanizado de las probetas.

9 MARCADO Los elementos de fijación mecánicos fabricados de acuerdo con los requisitos de esta norma internacional deben marcarse de acuerdo con las disposiciones de los apartados 9.1 a 9.5. Solamente si se cumplen todos los requisitos de esta parte de la Norma ISO 898, las piezas deben marcarse y/o describirse de acuerdo con el sistema de designación especificado en el capítulo 3. Salvo que se especifique lo contrario en la norma de producto, al altura del marcado en relieve sobre la parte superior de la cabeza no debe estar incluida en las medidas de la altura de la cabeza. El marcado de los tornillos de cabeza ranurada y de cabeza hendida cruciforme no es habitual.

9.1 Marcado de identificación del fabricante La marca de identificación del fabricante debe incluirse durante el proceso de fabricación, en todos los productos que están marcados con una clase de calidad. La marca de identificación del fabricante se recomienda también sobre los productos que no están marcados con una clase de calidad. Un distribuidor que marca los elementos de fijación únicamente con su propia marca de identificación debe considerarse como fabricante en el sentido de esta parte de la Norma ISO 898.

9.2 Símbolos de marcado para las clases de calidad Los símbolos de marcado se indican en la tabla 14.

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Tabla 14 Símbolos de marcado Clase de calidad Símbolo de marcadoa,b

3.6 3.6

4.6 4.6

4.8 4.8

5.6 5.6

5.8 5.8

6.8 6.8

8.8 8.8

9.8 9.8

a

El punto intermedio en el símbolo de marcado se puede omitir

b

Cuando se emplean aceros martensíticos de bajo contenido en carbono para la clase de calidad 10.9 (véase la tabla 2).

10.9 10.9 12.9 10.9 10,9 b 12.9

En el caso de tornillos pequeños o cuando la forma de cabeza no permite el marcado de acuerdo con la tabla 14, pueden utilizarse los símbolos de marcado horario que se indican en la tabla 15.

Tabla 15 Sistema de marcado horario de los pernos y tornillos

3.6

4.6


8.8

9.8

10.9

5.6

5.8

10.9

12.9

Símbolos de marcado

6.8

a

La posición en la hora 12 (marca de referencia) debe estar marcada ya sea por la marca del fabricante, ya sea por un punto, indistintamente.

b

La clase de calidad se marca por una raya o una doble raya y en el caso de la clase de calidad 12.9 por un punto.

9.3 Identificación 9.3.1 Pernos y tornillos de cabeza hexagonal y hexalobular. Los pernos y tornillos de cabeza hexagonal y hexalobular (incluidos los productos con brida) deben marcarse con la marca de identificación del fabricante y con el símbolo de marcado de la clase de calidad definido en la tabla 14. El marcado es obligatorio para todas las clases de calidad, preferiblemente en la parte superior de la cabeza, por grabado o en relieve, o en un costado de la cabeza por grabado (véase la figura 7). En el caso de pernos o tornillos con brida, el marcado debe hacerse en la brida cuando el proceso de fabricación no permita hacerlo en la parte superior de la cabeza. El marcado se exige para los pernos y tornillos de cabeza hexagonal y hexalobular con diámetros nominales d ≥ 5 mm.

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a b

ISO 898-1:1999

Marca de identificación del fabricante Clase de calidad

Fig. 7 Ejemplos de marcado de los pernos y tornillos de cabeza hexagonal y hexalobular 9.3.2 Tornillos de cabeza cilíndrica con hueco hexagonal y tornillos de cabeza cilíndrica alta hexalobular interna. Estos tornillos deben marcarse con la marca de identificación del fabricante y con el símbolo de marcado de la clase de calidad definido en la tabla 14. El marcado es obligatorio para las clases de calidad iguales o mayores que 8.8 y se hace, preferiblemente, en el costado de la cabeza por grabado, o en la parte superior de la cabeza por grabado o en relieve (véase la figura 8).

Fig. 8 Ejemplos de marcado de tornillos de cabeza cilíndrica con hueco hexagonal 9.3.3 Pernos de cabeza redonda y cuello cuadrado. Los pernos de cabeza redonda y cuello cuadrado de clases de calidad superiores o iguales a 8.8 deben marcarse con la marca de identificación del fabricante y con el símbolo de marcado de la clase de calidad definido en la tabla 14. El marcado es obligatorio para los pernos con diámetro nominal de rosca d ≥ 5 mm. Este marcado debe hacerse en la cabeza, en grabado o en relieve (véase la figura 9).

Fig. 9 Ejemplo de marcado de una perno de cabeza redonda y cuello cuadrado

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9.3.4 Bulones. Los bulones de diámetro nominal de rosca d ≥ 5 mm, de clase de calidad 5.6 y de clases de calidad iguales o superiores a 8.8, deben marcarse con el símbolo de la clase de calidad definido en la tabla 14 y con la marca de identificación del fabricante, en la parte no roscada del bulón (véase la figura 10). Si no es posible el marcado en la parte no roscada, se permite realizar únicamente el marcado de la clase de calidad en el extremo del bulón, lado tuerca (véase la figura 10). Para los bulones de empotramiento, el marcado debe colocarse en el extremo de la zona con tuerca, y si es posible con la marca de identificación del fabricante.

Fig. 10 Marcado de bulones Los símbolos de la tabla 16 se admiten como método alternativo de identificación de las clases de calidad.

Tabla 16 Símbolos de marcado alternativos para bulones Clase de calidad

5.6

8.8

9.8

10.9

12.9

Símbolo de marcado

9.3.5 Otros tipos de pernos y tornillos. Por acuerdo entre las partes interesadas, el mismo sistema de marcado definido en los apartados anteriores del capítulo 9 se puede utilizar para otros tipos de pernos y tornillos y para los productos especiales. 9.4 Marcado de pernos y tornillos con rosca a izquierdas Los pernos y tornillos con rosca a izquierdas deben marcarse con el símbolo indicado en la figura 11, indistintamente, en la cabeza o en el extremo de los mismos. El marcado se exige para los pernos y tornillos con diámetros nominales de rosca d ≥ 5 mm.

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Fig. 11 Marcado de una rosca a izquierdas Un marcado alternativo para la rosca a izquierdas se puede emplear para los pernos y tornillos hexagonales, como se indica en la figura 12.

Leyenda: s k

es la distancia entre caras de hexágono es la altura de la cabeza

Fig. 12 Marcado alternativo de la rosca a izquierdas

9.5 Marcado alternativo El marcado alternativo u opcional permitido, según se indica en los apartados 9.2 a 9.4 debería dejarse a la libre elección del fabricante.

9.6 Marcado de embalajes comerciales El marcado con la identificación del fabricante y la clase de calidad es obligatorio en todos los embalajes para todas las medidas de productos.

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ANEXO A (Informativo) LÍMITE ELÁSTICO INFERIOR O LÍMITE ELÁSTICO CONVENCIONAL AL 0,2% A TEMPERATURA ELEVADA

Las características mecánicas de los pernos, tornillos y bulones pueden variar muy diversamente con el aumento de la temperatura. Los datos que se indican en la tabla A.1 se dan a título orientativo y son una representación aproximada de la reducción de los valores del límite elástico inferior o del límite elástico convencional al 0,2% que se puede encontrar cuando se experimenta a una variedad de altas temperaturas. Estos datos no se deben utilizar como requisito de ensayo.

Tabla A.1 Límite elástico inferior o límite elástico convencional al 0,2% a alta temperatura

Clase de calidad

5.6 8.8 10.9 10.9 12.9

Temperatura, ºC + 20 + 100 + 200 + 250 + 300 Límite elástico inferior, ReL o límite elástico convencional al 0,2%, Rp0,2 N/mm2 300 270 230 215 195 640 590 540 510 480 940 875 790 745 705 940 – – – – 1.100 1 020 925 875 825

Una utilización en servicio continuo a alta temperatura puede ocasionar una importante relajación de tensiones. Por ejemplo, 100 h de servicio a 300 ºC provocarán una reducción permanente de, como mínimo, el 25% de la tensión inicial en el perno debido a la disminución del límite elástico.

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EN ISO 898-1:1999

ANEXO ZA (Informativo) CAPÍTULOS DE ESTA NORMA EUROPEA RELACIONADOS CON LOS REQUISITOS ESENCIALES DE LA DIRECTIVA 87/404/CEE

Esta norma europea ha sido elaborada bajo un Mandato dirigido a CEN por la Comisión Europea y por la Asociación Europea de Libre Cambio, y sirve de apoyo a los requisitos esenciales de la(s) Directiva(s) europea(s) 87/404/CEE del 25 de junio de 1987 sobre la armonización de las reglamentaciones de los Estados miembros relativos a los recipientes a presión simples. Esta norma viene en apoyo de los requisitos esenciales de seguridad del anexo I, artículo 1.3 de la directiva antecitada, en los que respecta a los pernos y tornillos de aceros al carbono. La aplicación de esta norma está restringida a los pernos y tornillos de clase de calidad 5.6, única clase de calidad adecuada para los recipientes a presión. La conformidad con esta norma es un medio para satisfacer los requisitos esenciales específicos de la correspondiente Directiva.

EN ISO 898-1:1999

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ANEXO ZB (Normativo) OTRAS NORMAS INTERNACIONALES CITADAS EN ESTA NORMA CON LAS REFERENCIAS DE LAS NORMAS EUROPEAS CORRESPONDIENTES

Esta norma europea incorpora disposiciones de otras publicaciones por su referencia, con o sin fecha. Estas referencias normativas se citan en los lugares apropiados del texto de la norma y se relacionan a continuación. Las revisiones o modificaciones posteriores de cualquiera de las publicaciones referenciadas con fecha, sólo se aplican a esta norma europea cuando se incorporan mediante revisión o modificación. Para las referencias sin fecha se aplica la última edición de esa publicación (incluyendo sus modificaciones).

Norma Internacional ISO 273

Año

Título

1979

ISO 898-2

1992

ISO 898-5

1998

ISO 898-7

1992

ISO 6157-1

1988

ISO 6157-3

1988

ISO 6507-1

1997

Elementos de fijación. Agujeros de paso para pernos y tornillos Características mecánicas de los elementos de fijación. Parte 2: Tuercas con valores de carga de prueba especificados. Roscas de paso grueso Características mecánicas de los elementos de fijación de acero al carbono y de acero aleado. Parte 5: Tornillos de cabeza perdida y elementos de fijación roscados similares no sometidos a esfuerzos de tracción Características mecánicas de los elementos de fijación. Parte 7: Ensayo de torsión y mínimo par de torsión para pernos y tornillos con diámetros nominales comprendidos entre 1 mm y 10 mm Elementos de fijación. Defectos de superficie. Parte 1: Pernos, tornillos y bulones de uso general Elementos de fijación. Defectos de superficie. Parte 3: Pernos, tornillos y bulones para aplicaciones particulares Materiales metálicos. Ensayo de dureza Vickers. Parte 1: Métodos de ensayo

EN

Año

EN 20273

1991

EN 20898-2

1993

EN ISO 898-5

1998

EN 20898-7

1995

EN 26157-1

1991

EN 26157-3

1991

EN ISO 6507-1

1997

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UNE-EN ISO 898-1

ANEXO NACIONAL

Las normas que se relacionan a continuación, citadas en esta norma europea, han sido incorporadas al cuerpo normativo UNE con los siguientes códigos:

Norma Internacional ISO 273:1979 ISO 898-2:1992 ISO 898-5:1998 ISO 898-7:1992 ISO 6157-1:1988 ISO 6157-3:1988 ISO 6507-1:1997

Norma UNE UNE-EN 20273:1992 UNE-EN 20898-2:1994 UNE-EN ISO 898-5:1999 UNE-EN 20898-7:1996 UNE-EN 26157-1:1992 UNE-EN 26157-3:1992 UNE-EN ISO 6507-1:1998

UNE-EN-ISO-DIN-898-1 Pernos, Tornillos y Bulones.pdf

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