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

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española

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

Mechanical properties of of fasteners made fasteners made of of carbon steel carbon steel and alloy and alloy steel. steel. Part 1: Part 1: Bolts, Bolts, screws and screws and studsstuds (ISO 898-1:1999).

(ISO 898-1:1999).

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

goujons (ISO 898-1:1999).

CORRESPONDENCIA

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

OBSERVACIONES

Esta norma anula y sustituye a la NorEsta norma anula y sustituye a la Norma UNE-EN 20898-1 de noviembre 1992.ma UNE-EN 20898-1 de noviembre 1992.

ANTECEDENTES

Esta Esta norma norma ha ha sido sido elaborada elaborada por por el el comité comité técnico técnico AEN/CTN AEN/CTN 1717 Elementos deElementos de Fijación

Fijación cuya Secretaría desempeña ASEFI. cuya Secretaría desempeña ASEFI.

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

LAS OBSERVACIONES A ESTE DOCUMENTO HAN DE DIRIGIRSE A: LAS OBSERVACIONES A ESTE DOCUMENTO HAN DE DIRIGIRSE A:

35 Páginas 35 Páginas

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IICCS S 2211..006600..1100 SSuussttiittuuyye e a a EEN N 2200889988--11::11999911

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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 Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel. Part 1: of carbon steel and alloy steel. Part 1: Bolts, screws and studs (ISO 898-1:1999). Bolts, screws and studs (ISO 898-1:1999).

Caractéristiques mécaniques des Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation en acier au

éléments de fixation en acier au carbonecarbone et en acier allié. Partie 1: Vis et

et en acier allié. Partie 1: Vis et goujonsgoujons (ISO 898-1:1999).

(ISO 898-1:1999).

Mechanische Eigenschaften von Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen aus Verbindungselementen aus

Kohlenstoffstahl und legiertem Stahl. Kohlenstoffstahl und legiertem Stahl. Teil 1: Schrauben (ISO 898-1:1999). 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 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 Interior de CEN/CENELEC que define las condiciones dentro de las cuales debe adoptarse, sin modificación, la norma europea como norma nacional.

europea como norma nacional.

Las correspondientes listas actualizadas y las referencias bibliográficas relativas a estas normas nacionales, pueden 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

obtenerse en la Secretaría Central de CEN, o a través de sus miembros.sus miembros.

Esta norma europea existe en tres versiones oficiales (alemán, francés e inglés). Una versión en otra lengua realizada 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 bajo la responsabilidad de un miembro de CEN en su idioma nacional, y notificada a la Secretaría Central, tiene el mismo rango que aquéllas.

mismo rango que aquéllas.

Los miembros de CEN son los organismos nacionales de normalización de los países siguientes: Alemania, Austria, 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, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Grecia, Irlanda, Islandia, Italia, Luxemburgo, Noruega, Países Bajos, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia

Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza.y Suiza.

CEN CEN

COMITÉ EUROPEO DE NORMALIZACIÓN COMITÉ EUROPEO DE NORMALIZACIÓN

European Committee for Standardization European Committee for Standardization

Comité Européen de Normalisation Comité Européen de Normalisation Europäisches Komitee für Normung Europäisches Komitee für Normung SECRETARÍA CENTRAL:

SECRETARÍA CENTRAL: Rue de Stassart, 36 Rue de Stassart, 36 B-1050 BruxellesB-1050 Bruxelles

©

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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.

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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 MÉTODOS DE ENSAYO... 17

8.1 Ensayo de tracción para probetas mecanizadas... 17

8.2 Ensayo de tracción para pernos, tornillos y bulones enteros ... 18

8.3 Ensayo de torsión ... 19

8.4 Ensayo de dureza ... 19

8.4.1 Ensayo de dureza Vickers ... 20

8.4.2 Ensayo de dureza Brinell... 20

8.4.3 Ensayo de dureza Rockwell... 20

8.5 Ensayo de carga de prueba para pernos y tornillos enteros... 20

8.6 Ensayo de resistencia a la tracción con carga en cuña de pernos y tornillos enteros (excluidos los bulones)... 21

8.7 Ensayo de resistencia al impacto para probetas mecanizadas ... 23

8.8 Ensayo de la solidez de la cabeza para pernos y tornillos enteros con d el ens 24 8.9 Ensayo de decarburación: evaluación de las condiciones de carbono en la superficie... 24

8.9.1 Definiciones... 25

8.9.2 Métodos de medición ... 25

8.10 Ensayo de retemplado... 27

8.11 Control de los defectos de superficie ... 27

9 MARCADO... 27

9.1 Marcado de identificación del fabricante ... 27

9.2 Símbolos de marcado para las clases de calidad ... 27

9.3 Identificación... 28

9.3.1 Pernos y tornillos de cabeza hexagonal y hexalobular... 28

9.3.2 Tornillos de cabeza cilíndrica con hueco hexagonal y tornillos de cabeza cilíndrica alta hexalobular interna... 29

9.3.3 Pernos de cabeza redonda y cuello cuadrado... 29

9.3.4 Bulones... 30

9.3.5 Otros tipos de pernos y tornillos... 30

9.4 Marcado de pernos y tornillos con rosca a izquierdas... 30

9.5 Marcado alternativo ... 31

9.6 Marcado de embalajes comerciales... 31

ANEXO A (Informativo) LÍMITE ELÁSTICO INFERIOR O LÍMITE ELÁSTICO CONVENCIONAL AL 0,2% A TEMPERATURA ELEVADA ... 32 10 mm y con longitudes demasiado cortas para permitir

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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 inter-valo de temperatura ambiente y puede que no mantengan las características mecánicas y físicas especificadas a tempe-raturas 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 enci-ma o por debajo del intervalo de temperatura ambiente, es responsabilidad del usuario asegurarse de que las caracterís-ticas 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 com-paración 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 trac-ción (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

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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 aplicacio-nes 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

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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,mínson 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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Sistema de coordenadas Resistencia a la tracción nominal Rm, nom 300 400 500 600 700 800 900 1 000 1 200 1 400 N/mm2 7 8 9 6.8 12.9 10 10.9 12 5.8 9.8a 14 8.8 16 4.8 18 20 22 5.6 25 4.6 30 3.6 Alargamiento mínimo porcentual de rotura Amín, %

Relación entre el límite elástico aparente y la resistencia a la tracción

Segundacifradelsímbolo .6 .8 .9

Límite elástico inferior,

esistencia nominal a la tracción, 100%

eLb

m,nom

R

R R ×

o

Límite elástico convencional al 0,2% Resistencia nominal a la tracción,

p0,2b m,nom

, R

R ×100%

60 80 90

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 si-milares.

a Se aplica únicamente a los diámetros de rosca d ≤ 16 mm.

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Tabla 2 Aceros

Límites de la composición química (análisis de comprobación)% (m/m) Tempera-tura de revenido C P S Ba °C Clase de

calidad Materiales y tratamientos

mín máx. máx. máx. máx. mín 3.6b _– _0,20 _0,05 _0,06 _0,003 _– 4.6b _– _0,55 _0,05 _0,06 _0,003 _– 4.8b 5.6b _0,13 _0,55 _0,05 _0,06 _– 5.8b _– _0,55 _0,05 _0,06 _0,003 6.8b Acero al carbono

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

0,15d _0,40 _0,035 _0,035 _0,003 ₄₂₅

8.8c

Acero al carbono templado y revenido 0,25 0,55 0,035 0,035

0,15d _0,35 _0,035 _0,035 _0,003 ₄₂₅

9.8

Acero al carbono templado y revenido 0,25 0,55 0,035 0,035

10.9e f _{Acero al carbono con aditivos (por ejemplo,}

B, Mn o Cr) templado y revenido

0,15d _0,35 _0,035 _0,035 _0,003 ₃₄₀

Acero al carbono templado y revenido 0,25 0,55 0,035 0,035 0,003 425

0,20d 0,55 0,035 0,035

10.9f

Acero aleado templado y revenidog 0,20 0,55 0,035 0,035

12.9f h i _{Acero aleado templado y revenido}g _0,28 _0,50 _0,035 _0,035 _0,003 ₃₈₀

a 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.

b 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%.

c Para diámetros nominales mayores de 20 mm pueden ser necesarios los aceros especificados para la clase 10.9 con el fin de lograr una templa-bilidad suficiente.

d 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.

e 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 emperatu-ra de revenido más baja, se obtienen caemperatu-racterísticas de relajación de tensiones diferentes a a ltas tempeemperatu-ratuemperatu-ras (véase el anexo A).

f 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.

g 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 indi-viduales mostrados anteriormente para los dos, tres o cuarto elementos respectivos.

h 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.

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Características mecánicas y físicas de los pernos, tornillos y bulones Clase de calidad 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8a _9.8b _10.9 _12.9 d ≤ 16c d > 16c Apar-tado

nº Característica mecánica y física

mm mm 5.1 Resistencia nominal a la tracción, Rm,nom N/mm2 ₃₀₀ ₄₀₀ ₅₀₀ ₆₀₀ ₈₀₀ ₈₀₀ ₉₀₀ ₁_{000 1}₂₀₀ 5.2 Resistencia mínima a la tracción, Rm,mind, e N/mm2 ₃₃₀ ₄₀₀ _{420 500} ₅₂₀ ₆₀₀ ₈₀₀ ₈₃₀ ₉₀₀ _{1 040 1 220} 5.3 Dureza Vickers, HV mín 95 120 130 155 160 190 250 255 290 320 385 F ≥ 98 N máx 220f ₂₅₀ ₃₂₀ ₃₃₅ ₃₆₀ ₃₈₀ ₄₃₅ 5.4 Dureza Brinell, HB mín 90 114 124 147 152 181 238 242 276 304 366 F = 30 D2 _máx ₂₀₉f ₂₃₈ ₃₀₄ ₃₁₈ ₃₄₂ ₃₆₁ ₄₁₄ mín HRB 52 67 71 79 82 89 – – – – – HRC – – – – – – 22 23 28 32 39 máx. HRB 95,0f _99,5 _– _– _– _– _– 5.5 Dureza Rockwell, HR HRC – – 32 34 37 39 44 5.6 Dureza superficial, HV 0,3 máx – g

5.7 Límite elástico inferior, nom. 180 240 320 300 400 480 – – – – –

ReLh, N/mm2 min. 190 240 340 300 420 480 – – – – –

nom. – 640 640 720 900 1080

5.8 Límite elástico convencional al

0,2%, Rp0,2i, N/mm2 _min. _– ₆₄₀ ₆₆₀ ₇₂₀ ₉₄₀ ₁₁₀₀

5.9 Tensión a la carga de S p / ReL o S p / Rp 0,2 0,94 0,94 0,91 0,93 0,90 0,92 0,91 0,91 0,90 0,88 0,88

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

después de la rotura, A min. 25 22 – 20 – – 12 12 10 9 8

5.12 Reducción de la sección

después de la rotura, Z %min. – 52 48 48 44

5.13 Esfuerzo o resistencia a la tracción bajo carga

en cuñae Los valores para pernos y tornillos (excluidos los bulones) de tamaño completo no deben ser_{inferiores a los valores mínimos de la resistencia a la tracción indicados en el apartado 5.2}

5.14 Resistencia al impacto,

KU Jmin. – 25 – 30 30 25 20 15

5.15 Solidez de la cabeza Sin rotura

5.16 Altura mínima de la zona no decarburada de

la zona de roscada, E – ½ H 1 _ H 1 ¾ H 1

Profundidad máxima de la

descarburación completa, G mm – 0,015

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 Se aplica únicamente a los diámetros nominales de rosca d ≤ 16 mm.

c 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).

e Cuando se ensayan pernos, tornillos y burlones enteros, las cargas de rotura aplicables para el cálculo de Rmdeben cumplir los valores que se dan

en las tablas 6 y 8.

f 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. g 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.

h 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.

i 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

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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 infe-riores 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  

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Programas de ensayo A y B para los procedimientos de aceptación

(Estos procedimientos son aplicables a las características mecánicas, pero no a las químicas)

Programa de ensayo A Programa de ensayo B

Clase de calidad Clase de calidad Grupo

de

ensayo Características Método de ensayo 3.6, 4.6_5.6 8.8, 9.8_10.9

12.9 Método de ensayo 3.6, 4.6 4.8, 5.6 5.8, 6.8 8.8, 9.8 10.9 12.9 I 5.2 Resistencia mínima a la tracción, Rm, mín

8.1 Ensayo de tracción   8.2 Ensayo de traccióna  

Dureza mínimab _8.4 _{Ensayo de dureza}c

  8.4 Ensayo de durezac   5.3 y 5.4 y 5.5 Dureza máxima         5.6 Dureza superficial máxima    

II 5.7 Límite elástico inferior mínimo, ReL, mín

8.1 Ensayo de tracción 

5.8 Límite elástico conven-cional al 0,2%, Rp,0,2 8.1 Ensayo de tracción  5.9 Tensión a la carga de prueba, S p 8.5 Ensayo de carga de prueba  

5.10 Par de rotura, M B 8.3 Ensayo de torsióne 

III 5.11 Alargamiento mínimo porcentual tras la rotura, Amín

8.1 Ensayo de tracción  

5.12 Reducción mínima de sección tras la rotura, Z mín

8.1 Ensayo de tracción 

5.13 Resistencia a la tracción

con carga en cuñaf 8.6 Ensayo de carga en_cuñaa  

IV 5.14 Resistencia al impacto

mínima, KU 8.7 Ensayo de resistenciaal impactog 

h _

5.15 Solidez de la cabezai _8.8 _{Ensayo de solidez de la}

cabeza

 

V 5.16 Zona máxima

descarburada 8.9 decarburaciónEnsayo de _ 8.9 decarburaciónEnsayo de _

5.17 Dureza después del

segundo revenido 8.10 Ensayo de segundorevenido j 



8.10 Ensayo de segundo

revenido j 



5.18 Integridad de superficie 8.11 Inspección de discontinuidad superficial     8.11 Inspección de la discontinuidad de 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 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. j Ensayo no obligatorio, utilizable sólo como ensayo de referencia en caso de litigio.

(15)

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 ) Área de esfuerzo nominal As,nomb mm2 Clase de calidad 3.6 4.6 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

M3 M3,5 M4 5,03 6,78 8,78 1 660 2 240 2 900 2 010 2 710 3 510 2 110 2 850 3 690 2 510 3 390 4 390 2 620 3 530 4 570 3 020 4 070 5 270 4 020 5 420 7 020 4 530 6 100 7 900 5 230 7 050 9 130 6 140 8 270 10 700 M5 M6 M7 14,2 20,1 28,9 4 690 6 630 9 540 5 680 8 040 11 600 5 960 8 440 12 100 7 100 10 000 14 400 7 380 10 400 15 000 8 520 12 100 17 300 11 350 16 100 23 100 12 800 18 100 26 000 14 800 20 900 30 100 17 300 24 500 35 300 M8 M10 M12 36,6 58 84,3 12 100 19 100 27 800 14 600 23 200 33 700 15 400 24 400 35 400 18 300 29 000 42 200 19 000 30 200 43 800 22 000 34 800 50 600 29 200 46 400 67 400 c 32 900 52 200 75 900 38 100 60 300 87 700 44 600 70 800 103 000 M14 M16 M18 115 157 192 38 000 51 800 63 400 46 000 62 800 76 800 48 300 65 900 80 600 57 500 78 500 96 000 59 800 81 600 99 800 69 000 94 000 115 000 92 000 c 125 000 c 159 000 104 000 141 000 – 120 000 163 000 200 000 140 000 192 000 234 000 M20 M22 M24 245 303 353 80 800 100 000 116 000 98 000 121 000 141 000 103 000 127 000 148 000 122 000 152 000 176 000 127 000 158 000 184 000 147 000 182 000 212 000 203 000 252 000 293 000 – – – 255 000 315 000 367 000 299 000 370 000 431 000 M27 M30 M33 459 561 694 152 000 185 000 229 000 184 000 224 000 278 000 193 000 236 000 292 000 230 000 280 000 347 000 239 000 292 000 361 000 275 000 337 000 416 000 381 000 466 000 576 000 – – – 477 000 583 000 722 000 560 000 684 000 847 000 M36 M39 817 976 270 000 322 000 327 000 390 000 343 000 410 000 408 000 488 000 425 000 508 000 490 000 586 000 678 000 810 000 – – 850 000 1 020 000 997 000 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.

(16)

Cargas de prueba. Rosca métrica ISO de paso grueso Roscaa (d ) Área de esfuerzo nominal As,nomb mm2 Clase de calidad 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9 Carga de prueba ( As,nom×S p), N

M3 M3,5 M4 5,03 6,78 8,78 910 1 220 1 580 1 130 1 530 1 980 1 560 2 100 2 720 1 410 1 900 2 460 1 910 2 580 3 340 2 210 2 980 3 860 2 920 3 940 5 100 3 270 4 410 5 710 4 180 5 630 7 290 4 880 6 580 8 520 M5 M6 M7 14,2 20,1 28,9 2 560 3 620 5 200 3 200 4 520 6 500 4 400 6 230 8 960 3 980 5 630 8 090 5 400 7 640 11 000 6 250 8 840 12 700 8 230 11 600 16 800 9 230 13 100 18 800 11 800 16 700 24 000 13 800 19 500 28 000 M8 M10 M12 36,6 58 84,3 6 590 10 400 15 200 8 240 13 000 19 000 11 400 18 000 26 100 10 200 16 200 23 600 13 900 22 000 32 000 16 100 25 500 37 100 21 200 33 700 48 900c 23 800 37 700 54 800 30 400 48 100 70 000 35 500 56 300 81 800 M14 M16 M18 115 157 192 20 700 28 300 34 600 25 900 35 300 43 200 35 600 48 700 59 500 32 200 44 000 53 800 43 700 59 700 73 000 50 600 69 100 84 500 66 700 c 91 000 c 115 000 74 800 102 000 – 95 500 130 000 159 000 112 000 152 000 186 000 M20 M22 M24 245 303 353 44 100 54 500 63 500 55 100 68 200 79 400 76 000 93 900 109 000 68 600 84 800 98 800 93 100 115 000 134 000 108 000 133 000 155 000 147 000 182 000 212 000 – – – 203 000 252 000 293 000 238 000 294 000 342 000 M27 M30 M33 459 561 694 82 600 101 000 125 000 103 000 126 000 156 000 142 000 174 000 215 000 128 000 157 000 194 000 174 000 213 000 264 000 202 000 247 000 305 000 275 000 337 000 416 000 – – – 381 000 466 000 576 000 445 000 544 000 673 000 M36 M39 817 976 147 000 176 000 184 000 220 000 253 000 303 000 229 000 273 000 310 000 371 000 359 000 429 000 490 000 586 000 – – 678 000 810 000 792 000 947 000

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.

(17)

Tabla 8

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

Rosca (d ×Pa) Área de esfuerzo nominal As,nomb mm2 Clase de calidad 3.6 4.6 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

M8× 1 39,2 12 900 15 700 16 500 19 600 20 400 23 500 31 360 35 300 40 800 47 800 M10× 1 64,5 21 300 25 800 27 100 32 300 33 500 38 700 51 600 58 100 67 100 78 700 M10× 1,25 61,2 20 200 24 500 25 700 30 600 31 800 36 700 49 000 55 100 63 600 74 700 M12× 1,25 92,1 30 400 36 800 38 700 46 100 47 900 55 300 73 700 82 900 95 800 112 400 M12× 1,5 88,1 29 100 35 200 37 000 44 100 45 800 52 900 70 500 79 300 91 600 107 500 M14× 1,5 125 41 200 50 000 52 500 62 500 65 000 75 000 100 000 112 000 130 000 152 000 M16× 1,5 167 55 100 66 800 70 100 83 500 86 800 100 000 134 000 150 000 174 000 204 000 M18× 1,5 216 71 300 86 400 90 700 108 000 112 000 130 000 179 000 – 225 000 264 000 M20× 1,5 272 89 800 109 000 114 000 136 000 141 000 163 000 226 000 – 283 000 332 000 M22× 1,5 333 110 000 133 000 140 000 166 000 173 000 200 000 276 000 – 346 000 406 000 M24× 2 384 127 000 154 000 161 000 192 000 200 000 230 000 319 000 – 399 000 469 000 M27× 2 496 164 000 198 000 208 000 248 000 258 000 298 000 412 000 – 516 000 605 000 M30× 2 621 205 000 248 000 261 000 310 000 323 000 373 000 515 000 – 646 000 758 000 M33× 2 761 251 000 304 000 320 000 380 000 396 000 457 000 632 000 – 791 000 928 000 M36× 3 865 285 000 346 000 363 000 432 000 450 000 519 000 718 000 – 900 000 1 055 000 M39× 3 1.030 340 000 412 000 433 000 515 000 536 000 618 000 855 000 – 1 070 000 1 260 000

a P es el paso de la rosca.

(18)

Cargas de prueba. Rosca métrica ISO de paso fino Rosca (d ×Pa) Área de esfuerzo nominal As,nomb mm2 Clase de calidad 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9 Carga de prueba( As,nom× S p), N

M8× 1 39,2 7 060 8 820 12 200 11 000 14 900 17 200 22 700 25 500 32 500 38 000 M10× 1 64,5 11 600 14 500 20 000 18 100 24 500 28 400 37 400 41 900 53 500 62 700 M10× 1,25 61,2 11 000 13 800 19 000 17 100 23 300 26 900 35 500 39 800 50 800 59 400 M12× 1,25 92,1 16 600 20 700 28 600 25 800 35 000 40 500 53 400 59 900 76 400 89 300 M12× 1,5 88,1 15 900 19 800 27 300 24 700 33 500 38 800 51 100 57 300 73 100 85 500 M14× 1,5 125 22 500 28 100 38 800 35 000 47 500 55 000 72 500 81 200 104 000 121 000 M16× 1,5 167 30 100 37 600 51 800 46 800 63 500 73 500 96 900 109 000 139 000 162 000 M18× 1,5 216 38 900 48 600 67 000 60 500 82 100 95 000 130 000 – 179 000 210 000 M20× 1,5 272 49 000 61 200 84 300 76 200 103 000 120 000 163 000 – 226 000 264 000 M22× 1,5 333 59 900 74 900 103 000 93 200 126 000 146 000 200 000 – 276 000 323 000 M24× 2 384 69 100 86 400 119 000 108 000 146 000 169 000 230 000 – 319 000 372 000 M27× 2 496 89 300 112 000 154 000 139 000 188 000 218 000 298 000 – 412 000 481 000 M30× 2 621 112 000 140 000 192 000 174 000 236 000 273 000 373 000 – 515 000 602 000 M33× 2 761 137 000 171 000 236 000 213 000 289 000 335 000 457 000 – 632 000 738 000 M36× 3 865 156 000 195 000 268 000 242 000 329 000 381 000 519 000 – 718 000 839 000 M39× 3 1.030 185 000 232 000 319 000 288 000 391 000 453 000 618 000 – 855 000 999 000

a P es el paso de la rosca

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:

A L L

L

= u − o × o

(19)

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

Para el ensayo de tracción debe utilizarse la probeta que se muestra en la figura 1. Si no es posible determinar el alar-gamiento 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 transver-sal) 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 la rosca) b = longitud roscada ( b

Lo = 5 doo ( 5,65 S _o ): longitud inicial entre puntos de referencia para la determinación del alargamiento Lo puntos de referencia para la determinación de la reducción de área Lc Lt Lu So Su f

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:

A_s,nom =



d + d

 



 

π 4 2 2 3 2 d )

3 d o: longitud inicial entre

= longitud de la parte recta ( Lo + d o)

= longitud total de la probeta ( Lc + 2 r + b)

= longitud final entre puntos de referencia (véase la Norma ISO 6892:1998) = área de la sección transversal antes del ensayo de tracción

= área de la sección transversal después de la rotura = radio de acuerdo ( r 4 mm)

(20)

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 pro-beta 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

torni-llos 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 prepara-se 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.

(21)

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 ejem-plo, 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 (1d ).

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 instru-mento 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

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a 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 per-no, 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 complementa-rio 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.

(23)

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 media (véase la tabla 10)

b Dureza: 45 HRC mín c Radio o chaflán a 45º

(24)

Diámetros de los orificios de paso para el ensayo de tracción con carga en cuña

Medidas en milímetros Diámetro nominal

de la roscad d ha r 1 Diámetro nominal_{de la rosca}_d d ha r 1

3 3,4 0,7 16 17,5 1,3 3,5 3,9 0,7 18 20 1,3 4 4,5 0,7 20 22 1,3 5 5,5 0,7 22 24 1,6 6 6,6 0,7 24 26 1,6 7 7,6 0,8 27 30 1,6 8 9 0,8 30 33 1,6 10 11 0,8 33 36 1,6 12 13,5 0,8 36 39 1,6 14 15,5 1,3 39 42 1,6

a 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

perno y del tornillo Clase de calidad para:

d pernos con longitud del cuerpo lisals≥ 2 d tornillos de rosca corrida y pernos con

longitud de la espiga lisals < 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 especifi-ca 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

(25)

8.8 Ensayo de la solidez de la cabeza para pernos y tornillos enteros con d

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 3.6 4.6 5.6 4.8 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9

β 60° 80°

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.

(26)

Leyenda

1 Decarburación total 2 Decarburación parcial 3 Línea primitiva 4 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 aparez-can, 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.

(27)

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 direc-tamente 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 (HV2) debe ser igual o mayor al medido en el punto 1 (HV1) menos 30

uni-dades 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 (HV3) debe ser igual o inferior que la dureza medida en el punto 1 (HV1)

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

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Valores de H 1 y E Paso de la rosca Pa mm 0,5 0,6 0,7 0,8 1 1,25 1,5 1,75 2 2,5 3 3,5 4 H 1 mm 0,307 0,368 0,429 0,491 0,613 0,767 0,920 1,074 1,227 1,534 1,840 2,147 2,454 8.8, 9.8 0,154 0,184 0,215 0,245 0,307 0,384 0,460 0,537 0,614 0,767 0,920 1,074 1,227 10.9 0,205 0,245 0,286 0,327 0,409 0,511 0,613 0,716 0,818 1,023 1,227 1,431 1,636 Clase de calidad _12.9 E minb mm 0,230 0,276 0,322 0,368 0,460 0,575 0,690 0,806 0,920 1,151 1,380 1,610 1,841

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.

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 retem-plado, 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 pro-betas.

9 MARCADO

Los elementos de fijación mecánicos fabricados de acuerdo con los requisitos de esta norma internacional deben mar-carse 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 descri-birse 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 considerar-se como fabricante en el considerar-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.

(29)

Tabla 14

Símbolos de marcado

Clase de calidad 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 10.9 12.9 Símbolo de marcadoa,b _3.6 _4.6 _4.8 _5.6 _5.8 _6.8 _8.8 _9.8 _{10.9 10,9} b _12.9

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).

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 Clase de calidad

3.6 4.6 4.8 5.6 5.8

Símbolos de marcado

6.8 8.8 9.8 10.9 10.9 12.9

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 hexalo-bular (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.

(30)

a Marca de identificación del fabricante b 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

inter-na.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).

(31)

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 defini-do en los apartadefini-dos 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.

(32)

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 es la distancia entre caras de hexágono k 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 elec-ción 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.

(33)

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 Temperatura, ºC

+20 +100 +200 +250 +300

Límite elástico inferior, ReLo límite elástico convencional al 0,2%, Rp0,2

Clase de calidad N/mm2 5.6 300 270 230 215 195 8.8 640 590 540 510 480 10.9 940 875 790 745 705 10.9 940 – – – – 12.9 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 ini-cial en el perno debido a la disminución del límite elástico.

(34)

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 per-nos 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.

(35)

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 Año Título EN Año

ISO 273 1979 Elementos de fijación. Agujeros de paso para pernos y

tornillos

EN 20273 1991

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

EN 20898-2 1993

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

EN ISO 898-5 1998

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

EN 20898-7 1995

ISO 6157-1 1988 Elementos de fijación. Defectos de superficie. Parte 1:

Pernos, tornillos y bulones de uso general

EN 26157-1 1991

ISO 6157-3 1988 Elementos de fijación. Defectos de superficie. Parte 3:

Pernos, tornillos y bulones para aplicaciones particulares

EN 26157-3 1991

ISO 6507-1 1997 Materiales metálicos. Ensayo de dureza Vickers. Parte 1:

Métodos de ensayo

(36)

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 Norma UNE 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 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