Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 10865-3:2015 ISO 3506-3:2009 Cơ tính của các chi tiết lắp xiết bằng thép không gỉ chịu ăn mòn-Phần 3: Vít không đầu và các chi tiết lắp xiết tương tự không chịu tác dụng của ứng suất kéo

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10865 - 3 : 2015

ISO 3506-3 : 2009

CƠ TÍNH CỦA CÁC CHI TIẾT LẮP XIẾT BẰNG THÉP KHÔNG GỈ CHỊU ĂN MÒN - PHẦN 3: VÍT KHÔNG ĐẦU VÀ CÁC CHI TIẾT LẮP XIẾT TƯƠNG TỰ KHÔNG CHỊU TÁC DỤNG CỦA ỨNG SUẤT KÉO

Mechanical properties of corrosion-resistant stainless steel fasteners - Part 3: Nuts set screws and similar fasteners not under tensife stress

Lời nói đầu

TCVN 10865-3:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 3506-3:2009.

TCVN 10865-3:2015 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC2 Chi tiết lắp xiết biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ tiêu chuẩn TCVN 10865 (ISO 3506), Cơ tính của các chi tiết lắp xiết bằng thép không gỉ chịu ăn mòn gồm các phần sau:

Phần 1: Bulông, vít và vít cấy;

Phần 2: Đai ốc;

Phần 3: Vít không đầu và các chi tiết lắp xiết tương tự không chịu tác dụng của ứng suất kéo

Phần 4: Vít tự cắt ren

Lời giới thiệu

Trong quá trình biên soạn tiêu chuẩn này đã có sự chú ý đặc biệt đến các đặc tính chất lượng khác nhau của các loại thép không gỉ chế tạo chi tiết lắp xiết so với các đặc tính chất lượng của các chi tiết lắp xiết được chế tạo bằng thép cacbon và thép hợp kim thấp. Các loại thép không gỉ austenit chỉ được tăng bền bằng gia công nguội và do đó các chi tiết không có các tính chất đồng nhất của vật trong các khu vực như các chi tiết được tôi cứng và ram. Các đặc điểm này đã được thừa nhận khi thảo luận chi tiết về các cấp độ cứng và các phương pháp thử về cơ tính.

CƠ TÍNH CỦA CÁC CHI TIẾT LẮP XIẾT BẰNG THÉP KHÔNG GỈ CHỊU ĂN MÒN - PHẦN 3: VÍT KHÔNG ĐẦU VÀ CÁC CHI TIẾT LẮP XIẾT TƯƠNG TỰ KHÔNG CHỊU TÁC DỤNG CỦA ỨNG SUẤT KÉO

Mechanical properties of corrosion-resistant stainless steel fasteners - Part 3: Nuts Set screws and similar fasteners not under tensife stress

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định cơ tính của các vít không đầu và các chi tiết lắp xiết tương tự không chịu tác dụng của ứng suất kéo được chế tạo bằng thép không gỉ khi được thử ở phạm vi nhiệt độ môi trường xung quanh từ 10 °C đến 35 °C. Các cơ tính sẽ thay đổi ở các nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn.

Tiêu chuẩn này áp dụng cho các vít không đầu và các chi tiết lắp xiết:

- Có đường kính danh nghĩa của ren 1,6 mm £ d £ 24 mm;

- Có ren tam giác hệ mét theo ISO với đường kính và bước ren phù hợp với TCVN 2246-1 (ISO 68-1), TCVN 7292 (ISO 261) và ISO 262;

- Có hình dạng bất kỳ;

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các vít có các tính chất đặc biệt như tính hàn.

CHÚ THÍCH: Có thể sử dụng hệ thống ký hiệu của tiêu chuẩn này cho các cỡ vượt ra ngoài các giới hạn đã cho trong điều này (ví dụ d > 24 mm) với điều kiện là đáp ứng được tất cả các yêu cầu về cơ lý tính của các cấp độ cứng.

Tiêu chuẩn này không quy định độ bền chịu ăn mòn và oxy hóa trong các môi trường đặc biệt.

Mục đích của tiêu chuẩn này là phân loại các chi tiết lắp xiết bằng thép không gỉ chịu ăn mòn thành các cấp độ cứng;

Các đặc tính chịu ăn mòn và oxy hóa và các cơ tính cho sử dụng ở các nhiệt độ lớn hơn hoặc thấp hơn 0° có thể được thỏa thuận giữa người sử dụng và nhà sản xuất trong mỗi trường hợp riêng. Phụ lục D chỉ ra mối nguy hiểm của ăn mòn tinh giới ở các nhiệt độ nâng cao phụ thuộc vào hàm lượng cacbon.

Tất cả các chi tiết lắp xiết bằng thép không gỉ austenit thường không có từ tính ở trạng thái ủ; sau gia công nguội, một số thuộc tính từ tính có thể xuất hiện (xem Phụ lục E).

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 256-1 (ISO 6506-1), Vật liệu kim loại - Thử độ cứng Brinell - Phần 1: Phương pháp thử;

TCVN 257-1 (ISO 6508-1), Vật liệu kim loại - Thử độ cứng Rockwell - Phần 1: Phương pháp thử (thang A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T);

TCVN 258-1 (ISO 6507-1), Vật liệu kim loại - Thử độ cứng Vickers - Phần 1: Phương pháp thử;

TCVN 2246-1 (ISO 68-1). Ren ISO thông dụng - Profin gốc - Phần 1: Ren hệ mét;

TCVN 7292 (ISO 261), Ren vít hệ met thông dụng ISO - Vấn đề chung;

ISO 262, ISO General purpose metric screw threads - Selected sizes for screws, bolts and nuts (Ren vít ISO hệ met thông dụng - Các cỡ ren được lựa chọn cho vít, bulông và đai ốc);

ISO 898-5, Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel - Part 5: Set screws and similar threaded fasteners not under tensile stresses (cơ tính của các chi tiết lắp xiết được chế tạo bằng thép cacbon và thép hợp kim - Phần 5: Vít không đầu và các chi tiết lắp xiết có ren tương tự không chịu tác dụng của ứng suất kéo);

ISO 3651-1, Determination of resistance to intergranular corrosion of stainless steels - Part 1: Austenitic and ferritic-austenitic (duplex) stainless - Corrosion test in nitric acid medium by measurement of loss in mass (Huey test) [Xác định độ bền chịu ăn mòn tinh giới của thép không gỉ - Phần 1: Thép không gỉ austenit và ferit - austenit (song pha) - Thử ăn mòn trong môi trường axit nitric bằng cách đo tổn thất khối lượng (thử Huey)];

ISO 3651-2, Determination of resistance to intergranular corrosion of stainless steels - Part 2: Ferritic, austenitic and ferritic-austenitic (duplex) stainless steels - Corrosion test in media containing sulfuric acid [Xác định độ bền chịu ăn mòn tinh giới của thép không gỉ - Phần 2: Thép không gỉ ferit, austenit và ferit - austenit (song pha) - Thử ăn mòn trong môi trường chứa axit sunfonic];

ISO 16048, Passivation of corrosion-resistant stainless-steel fasteners Thụ động hóa các chi tiết lắp xiết bằng thép không gỉ chịu ăn mòn);

ISO 16426, Fasteners - Quality assurance system (Các chi tiết lắp xiết - Hệ thống bảo đảm chất lượng).

3. Ký hiệu, ghi nhãn và gia công tinh

3.1. Ký hiệu

Hệ thống ký hiệu cho các loại thép không gỉ và các cấp độ cứng cho các vít không đầu và các chi tiết lắp xiết tương tự được cho trên Hình 1. Ký hiệu của vật liệu gồm có hai phần được cách ly nhau bằng dấu gạch nối. Phần thứ nhất ký hiệu loại thép và phần thứ hai ký hiệu cấp độ cứng.

Ký hiệu của loại thép (khối thứ nhất) gồm có các chữ cái A đối với thép austerit để chỉ nhóm thép và một chữ số chỉ một phạm vi các thành phần hóa học trong nhóm thép này (xem Bảng 2)

Ký hiệu của cấp độ cứng (khối thứ hai) gồm có hai chữ số chỉ 1/10 độ cứng Vickers nhỏ nhất và chữ cái H chỉ độ cứng (xem Bảng 1).

Bảng 1 - Ký hiệu các cấp độ cứng cho độ cứng Vickers

VÍ DỤ: A1-H12 biểu thị: thép austenit, mềm, độ cứng tối thiểu 125 HV

^a Các nhóm thép và loại thép theo phân loại trên Hình 1 được mô tả trong Phụ lục A bằng thành phần hóa học cho trong Bảng 2.

^b thép không gỉ austenit cacbon thấp có hàm lượng cacbon không vượt quá 0,03% có thể được ghi nhãn bổ sung với chữ “L”

Ví DỤ: A4L-21H

^c Vít không đầu và các chi tiết lắp xiết tương tự được thụ động hóa phù hợp với ISO 16048 có thể được ghi nhãn bổ sung với chữ “P”

VÍ DỤ: A4-21HP

Hình 1- Hệ thống ký hiệu cho các loại thép không gỉ và các cấp độ cứng của vít không đầu và các chi tiết lắp xiết khác

3.2. Ghi nhãn

3.2.1. Quy định chung

Không bắt buộc phải ghi nhãn cho vít không đầu và các chi tiết lắp xiết tương tự.

Khi các vít không đầu và các chi tiết lắp xiết tương tự chế tạo theo các yêu cầu của tiêu chuẩn này được ký hiệu và ghi nhãn thì chúng phải được ký hiệu phù hợp với hệ thống ký hiệu được mô tả trong 3.1, và được ghi nhãn phù hợp với 3.2.2 và 3.2.3. Tuy nhiên, hệ thống ký hiệu được mô tả trong 3.1 và các yêu cầu về ghi nhãn theo 3.2.3 chỉ được sử dụng nếu đáp ứng được tất cả các yêu cầu của tiêu chuẩn này.

3.2.2. Nhãn nhận biết của nhà sản xuất

Nhãn nhận biết của nhà sản xuất phải được thực hiện trong quá trình sản xuất trên tất cả các vít không đầu và các chi tiết lắp xiết tương tự được ghi nhãn với một ký hiệu cấp độ cứng với điều kiện là nhãn nhận biết này phục vụ cho mục đích kỹ thuật. Cũng nên ghi nhãn nhận biết của nhà sản xuất trên các vít không đầu và các chi tiết lắp xiết tương tự không được ghi nhãn với một ký hiệu cấp độ cứng.

3.2.3. Vít không đầu và các chi tiết lắp xiết tương tự

Khi ghi nhãn cho các vít không đầu và các chi tiết lắp xiết tương tự thì nhãn phải được ghi rõ ràng phù hợp với 3.1. Nhãn nên bao gồm loại thép và cấp độ cứng.

3.2.4. Bao gói

Tất cả các bao gói cho tất cả các kiểu vít không đầu và các chi tiết lắp xiết tương tự thuộc mọi cỡ kích thước phải được ghi nhãn (ví dụ, bằng dán nhãn). Việc ghi nhãn hoặc dán nhãn phải bao gồm ký hiệu nhận biết của nhà sản xuất và/hoặc nhà phân phối và ký hiệu của loại thép, cấp độ cứng theo Hình 1 và số của lô sản xuất như đã quy định trong ISO 16426.

3.3. Gia công tinh

Trừ khi có quy định khác, các vít không đầu và các chi tiết lắp xiết tương tự phù hợp với tiêu chuẩn này phải được cung cấp ở trạng thái sạch và sáng bóng. Để có độ bền chịu ăn mòn lớn nhất, vít không đầu và các chi tiết lắp xiết tương tự nên được thụ động hóa. Khi có yêu cầu, thụ động hóa phải được thực hiện phù hợp với ISO 16048. Vít không đầu và các chi tiết lắp xiết tương tự được thụ động hóa có thể được ghi nhãn bổ sung với ký hiệu “P” sau các ký hiệu cho loại thép và cấp độ cứng (xem chú thích c ở cuối trang của Hình 1).

Đối với các vít không đầu và các chi tiết lắp xiết tương tự được chế tạo cho một đơn đặt hàng riêng, nên áp dụng ghi nhãn bổ sung cho cả chi tiết lắp xiết và nhãn hiệu. Đối với các vít không đầu và các chi tiết lắp xiết tương tự được cung cấp từ kho dự trữ thì nên áp dụng ghi nhãn bổ sung cho nhãn hiệu.

4. Thành phần hóa học

Thành phần hóa học của các loại thép không gỉ thích hợp cho các vít không đầu và các chi tiết lắp xiết tương tự phù hợp với tiêu chuẩn này được cho trong Bảng 2.

CHÚ THÍCH: Các thành phần hóa học được cho trong Bảng 2 tương đương với các thành phần hóa học được cho trong TCVN 10865-1:2015 (ISO 3506-1: 2009), Bảng 1 đối với các loại thép có liên quan.

Việc lựa chọn cuối cùng thành phần hóa học trong phạm vi loại thép quy định do nhà sản xuất quyết định, nếu không theo thỏa thuận trước giữa khách hàng và nhà sản xuất.

Trong các ứng dụng khi có nguy cơ xuất hiện sự ăn mòn tinh giới, nên tiến hành thử nghiệm phù hợp với ISO 3651-1 hoặc 3651-2. Trong các trường hợp này nên sử dụng các thép không gỉ được ổn định hóa thuộc các loại A3 và A5 hoặc các thép không gỉ loại A2 và A4 có hàm lượng cacbon không vượt quá 0,03 %.

Bảng 2 - Các loại thép không gỉ - Thành phần hóa học

5. Cơ tính

5.1. Quy định chung

Cơ tính của các vít không đầu và các chi tiết lắp xiết tương tự phù hợp với tiêu chuẩn này phải tuân theo các giá trị được cho trong các Bảng 3 và 4.

Để nghiệm thu, phải áp dụng các cơ tính được quy định trong 5.2 và 5.3 và phải thử cơ tính theo 6.1 và 6.2.

5.2. Momen xoắn thử của các vít không đầu có lỗ sáu cạnh

Các vít không đầu lỗ sáu cạnh phải tuân theo các yêu cầu về momen thử được cho trong Bảng 3.

Bảng 3 - Các yêu cầu về momen xoắn thử

5.3. Độ cứng

Vít không đầu phải tuân theo các yêu cầu về độ cứng được cho trong Bảng 4

Bảng 4 - Độ cứng

6. Phương pháp thử

6.1. Thử nghiệm với momen thử cho các vít không đầu và có lỗ sáu cạnh

Vít không đầu phải được vặn vào đồ giá thử như chỉ dẫn trên Hình 2 tới khi bề mặt đỉnh vít ngang bằng với đồ giá thử và mũi vít tựa trên đế vững chắc, ví dụ một vít chặn được vặn vào từ phía đối diện.

Khi sử dụng chìa vặn nút sáu cạnh để thử có dung sai h9 cho chiều rộng đặt chìa vặn (chiều rộng ngang qua hai mặt phẳng đối diện của hình sáu cạnh bằng 1,13 s_min và độ cứng 50 HRC đến 55 HRC, lắp vào toàn bộ độ sâu của lỗ sáu cạnh vít không đầu thì vít phải chịu được momen thử được cho trong Bảng 3 mà không gây ra các hư hỏng của ren như tách lớp, vết nứt hoặc tróc rỗ mặt ren.

Đối với các phép thử bằng momen thử này phải sử dụng dụng cụ đo momen (xoắn) đã được hiệu chuẩn.

Các dấu vết nhìn thấy được tại lỗ sáu cạnh của vít do thử nghiệm bằng momen thử không được xem là nguyên nhân để loại bỏ.

CHÚ DẪN

1. chìa vặn

2. vít không đầu được thử

3. đồ giá thử có độ cứng tối thiểu 50HRC, cấp dung sai 5H (xem ISO 965-3) đối với ren trong

4. vít chặn có độ cứng 450HV đến 570HV

Hình 2 - Đồ gá thử momen xoắn

6.2. Thử độ cứng HB, HRB hặc HV cho các vít không đầu

Phải thử độ cứng phù hợp với TCVN 256-1 (ISO 6506-1) (HB), TCVN 257-1 (ISO 6508-1) (HRB) hoặc TCVN 258-1 (ISO 6507-1) (HV). Trong trường hợp có nghi ngờ, phép thử độ cứng Vickers có tính quyết định cho nghiệm thu.

Phương pháp thử phải theo quy định trong ISO 898-5.

Phụ lục A

(Tham khảo)

Mô tả các nhóm và các loại thép không gỉ

A.1. Quy định chung

TCVN 10865 (ISO 3506) (tất cả các phần) đã đề cập đến các loại thép A1 đến A5, C1 đến C4 và F1 bao gồm các thép thuộc các nhóm sau:

- Thép austenit              A1 đến A5;

- Thép mactenxit            C1 đến C4;

- Thép ferit                    F1.

Phụ lục này mô tả các đặc tính của các nhóm thép và loại thép nêu trên.

Phụ lục này cũng cung cấp một số thông tin về nhóm thép phi tiêu chuẩn FA. thép thuộc nhóm này có tổ chức ferit - austenit.

A.2. Nhóm thép A (tổ chức austenit)

A.2.1. Quy định chung

Năm loại thép chính của thép austenit A1 đến A5 được đề cập đến trong tất cả các phần của TCVN 10865 (ISO 3506). Các loại thép này không thể tôi cứng được và thường không có từ tính. Để giảm độ nhạy cảm với sự biến cứng khi gia công nguội, có thể bổ sung đồng vào các loại thép A1 đến A5 như đã quy định trong Bảng 2.

Đối với các loại thép không được ổn định hóa A2 và A4 cần quan tâm đến vấn đề sau:

- Vì crom oxit làm cho thép có khả năng chịu ăn mòn cho nên hàm lượng cacbon thấp có tầm quan trọng rất lớn đối với các loại thép không được ổn định hóa. Do ái lực cao của crom đối với cacbon, crom cacbit thu được thay cho crom oxit rất có thể có nhiệt độ cao hơn (xem Phụ lục D).

Đối với các loại thép được ổn định hóa A3 và A5, cần quan tâm đến vấn đề sau:

Các nguyên tố Ti, Nb hoặc Ta có tác động đến cacbon, và crom oxit được tạo ra ở mức hoàn toàn đầy đủ.

Đối với các ứng dụng ở ngoài biển khơi hoặc các ứng dụng tương tự cần sử dụng các loại thép có hàm lượng Cr và Ni vào khoảng 20 % và Mo từ 4,5 % đến 6,5 %.

Khi có rủi ro về ăn mòn cao, nên hỏi ý kiến của các chuyên gia.

A.2.2. Loại thép A1

Thép thuộc loại A1 được thiết kế chuyên dùng cho gia công cắt gọt. Do hàm lượng lưu huỳnh cao, các mác thép trong loại này có độ bền chịu ăn mòn thấp hơn các mác thép tương ứng có hàm lượng lưu huỳnh thông thường.

A.2.3. Loại thép A2

Thép thuộc loại A2 là loại thép không gỉ thường được sử dụng nhiều nhất. Chúng được sử dụng cho các dụng cụ nhà bếp và các thiết bị của công nghiệp hóa chất. Các mác thép trong loại này, không thích hợp cho sử dụng trong axit không bị oxy hóa và các chất có hàm lượng clo, nghĩa là trong các bể bơi và nước biển.

A.2.4. Loại thép A3

Thép thuộc loại A3 là loại “thép không gỉ” được ổn định hóa có các tính chất của thép thuộc loại A2.

A.2.5. Loại thép A4

Thép thuộc loại A4 là loại “thép chịu axit”, loại thép hợp kim hóa molipden có độ bền chịu ăn mòn rất tốt. Loại thép A4 được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp giấy vì loại thép này được dùng để làm dụng cụ nấu axit sunfuric (vì vậy có tên gọi “chịu axit”) và ở một mức độ nhất định cũng thích hợp cho sử dụng trong môi trường có hàm lượng clo. Loại thép A4 cũng thường được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm và công nghiệp đóng tàu.

A.2.6. Loại thép A5

Thép thuộc loại “A5 là loại thép chịu axit” được ổn định hóa có các tính chất của thép thuộc loại A4.

A.3. Nhóm thép F (tổ chức ferit)

A.3.1. Quy định chung

Một loại thép ferit, F1 được đề cập trong tất cả các phần của TCVN 10865 (ISO 3506). Các mác thép trong F1 thường không thể tôi cứng được và không nên tôi cứng dẫu rằng trong một số trường hợp có thể tôi cứng được. Thép thuộc loại F1 có từ tính.

A.3.2. Loại thép F1

Thép thuộc loại F1 thường được sử dụng cho các thiết bị đơn giản hơn ngoại trừ các mác thép ferit cao cấp có các hàm lượng C và N cực kỳ thấp. Các mác thép trong loại F1, nếu cần thiết có thể thay cho các mác thép của các loại A2 và A3 và được sử dụng trong môi trường có hàm lượng clo cao hơn.

A.4. Nhóm thép C (tổ chức mactenxit)

A.4.1. Quy định chung

Có ba loại thép mactenxit C1, C3 và C4 được đề cập trong tiêu chuẩn này. Các loại thép này có thể tôi cứng được để có độ bền cao và là các loại thép có từ tính.

A.4.2. Loại thép C1

Thép thuộc loại C1 có độ bền chịu ăn mòn hạn chế. Các mác thép thuộc loại này được sử dụng trong tuabin, máy bơm và chế tạo các loại dao.

A.4.3. Loại thép C3

Thép thuộc loại C3 có độ bền chịu ăn mòn hạn chế, tuy vậy có độ bền chịu ăn mòn tốt hơn loại thép C1. Các mác thép thuộc loại này được sử dụng trong chế tạo các máy bơm và van.

A.4.4. Loại thép C4

Thép thuộc loại C4 có độ bền chịu ăn mòn hạn chế. Các mác thép thuộc loại này được sử dụng cho gia công cắt gọt, mặt khác loại thép này tương tự như loại thép C1.

A.5. Nhóm thép FA (tổ chức ferit - austenit)

Nhóm thép FA không được đề cập trong tất cả các phần TCVN 10865 (ISO 3506) nhưng trong tương lai sẽ có thể được đưa vào các tiêu chuẩn đã nêu trên.

Thép thuộc nhóm thép này có tên gọi thép song pha. Các mác thép của nhóm thép này được phát triển lần đầu tiên đã có một số nhược điểm và các nhược điểm này đã được khắc phục trong quá trình sản xuất sau đó. Thép thuộc nhóm FA có các cơ tính tốt hơn so với thép của các loại A4 và A5, đặc biệt là về độ bền có liên quan. Thép thuộc nhóm này cũng có độ bền chịu ăn mòn lỗ chỗ và ăn mòn có vết nứt rất tốt.

Ví dụ về các thành phần hóa học được cho trong Bảng A1.

Bảng A1 - Ví dụ về thành phần hóa học của nhóm thép có tổ chức ferit - austenit

Phụ lục B

(Tham khảo)

Đặc điểm về thành phần hóa học của thép không gỉ austenit

(Phần trích dẫn từ ISO 683-13: 19861))

Bảng B.1 - Địa điểm về thành phần hóa học của thép không gỉ austenit

Phụ lục C

(Tham khảo)

Thép không gỉ austenit dùng cho chồn đầu nguội và ép đùn

(Phần trích dẫn từ ISO 4954: 1993)Bảng C.1 - Thép không gỉ austenit dùng cho chồn đầu nguội và ép đùn