Parafusos de cabeça sextavada de alta resistência: normas, classes e propriedades mecânicas

Parafusos de cabeça sextavada de alta resistência, comumente chamados de parafusos sextavados externos de alta resistência, são fixadores cruciais usados ​​em aplicações exigentes, como energia eólica, máquinas de grande porte e estruturas de aço, devido à sua força de aperto superior e confiabilidade.

1. Principais normas e especificações

A principal norma nacional na China que rege as dimensões e os requisitos técnicos para parafusos de cabeça sextavada é a GB/T 5782 (equivalente a normas internacionais como...). DIN 931Esta norma abrange parafusos com roscas de tamanhos M1,6 a M64.

Para parafusos de alta resistência Utilizada em aplicações críticas como estruturas de aço, a norma GB/T 1231 (para conjuntos de parafusos de cabeça sextavada de grandes dimensões para estruturas de aço) é particularmente importante. Uma nova versão, GB/T 1231-2024, foi recentemente aprovada e entrará em vigor em 1º de abril de 2025, substituindo a versão de 2006.

2. Níveis de resistência e seus significados

A classe de resistência de um parafuso é indicada por uma marcação de dois números estampada na cabeça do parafuso.

O primeiro número (por exemplo, o '8' em 8.8) representa 1/100 da resistência à tração nominal do parafuso (Rm) em MPa. Assim, a classe 8.8 significa uma resistência à tração nominal de 800 MPa.

O segundo número (por exemplo, o segundo '8' em 8.8) representa a relação entre a resistência ao escoamento nominal (Rp₀.₂) e a resistência à tração nominal (índice de escoamento). Multiplicando esses dois números, obtemos a resistência ao escoamento nominal. Para um parafuso de grau 8.8: Resistência ao Escoamento ≈ 800 MPa × 0,8 = 640 MPa.

Parafusos com grau de desempenho 8.8 ou superior (por exemplo, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9) são classificados como parafusos de alta resistência. Normalmente, são fabricados em aço de médio carbono ou aço-liga de baixo carbono e devem ser submetidos a tratamento térmico (têmpera e revenido) para atingirem suas propriedades mecânicas.

3. Propriedades mecânicas de aços de alta resistência comuns

As propriedades mecânicas variam significativamente entre as classes. A tabela a seguir resume as principais propriedades das classes mais comuns de parafusos sextavados de alta resistência, com base nos dados fornecidos, principalmente da norma GB/T 5782 e normas relacionadas.

Propriedades mecânicas de parafusos sextavados de alta resistência (valores típicos)

    Grau 8.8: Este é um grau comum de alta resistência. De acordo com os resultados da pesquisa, sua resistência à tração mínima é de 830 MPa e a resistência ao escoamento mínima é de 660 MPa. Sua dureza deve ser controlada para garantir o desempenho adequado; a dureza superficial não deve exceder a dureza do núcleo em mais de 30 HV.

Grau 10.9: Este grau oferece maior resistência. A nova norma GB/T 1231-2024 ajustou seu limite superior de resistência à tração de 1240 MPa para 1190 MPa e exige uma maior redução de área (≥48%).

   Nota 12.9Esta é uma qualidade ainda superior, frequentemente fabricada com aços-liga como o 35CrMoA ou o 42CrMo.

4. Principais normas de materiais e testes

As propriedades mecânicas são obtidas através de materiais e processos específicos:

Materiais: Os materiais comuns para parafusos de alta resistência incluem aço de médio carbono (por exemplo, aço 45 para a classe 8.8), aços de liga de baixo carbono como 35VB, 20MnTiB e ligas de classe superior como 42CrMo e 40CrMo (especialmente para as classes 10.9S e 12.9, e agora explicitamente incluídas na norma GB/T 1231-2024).

Tratamento térmico: Parafusos de alta resistência passam por têmpera e revenido. Por exemplo, a temperatura de revenido para parafusos de classe 8.8 deve ser de pelo menos 425°C.

Tratamento de superfície: Os revestimentos comuns incluem galvanização, Dacromet (Geomet), oxidação negra e niquelagem. Observe que novas regulamentações ambientais estão eliminando gradualmente certos revestimentos, como o de cádmio.

Testes: Os testes de desempenho mecânico seguem normas como a GB/T 3098.1. Os principais testes incluem:

Ensaio de tração: mede a resistência máxima à tração e o limite de escoamento.

Teste de dureza: (Rockwell, Vickers ou Brinell) realizado na cabeça do parafuso ou na haste sem rosca.

Teste do coeficiente de torque: crucial para parafusos estruturais, a fim de garantir a pré-carga adequada durante a montagem. A nova norma GB/T 1231-2024 introduz o coeficiente de variação (≤ 0,077) para melhor avaliar a consistência do lote em comparação com o desvio padrão.

Inspeção de Deficiências Superficiais: Regulamentada por normas como a GB/T 16936.

5. Atualizações importantes na nova norma GB/T 1231-2024

A nova norma GB/T 1231-2024 introduz diversas mudanças significativas:

Ampliada a gama de tamanhos: agora abrange tamanhos até M36 (antes abrangia apenas M30).

Otimização de Materiais: Adicionados os aços 42CrMo e ML40CrMo como materiais aprovados.

Propriedades mecânicas revisadas: Limites de resistência à tração ajustados para 10,9S e aumento dos requisitos de redução de área.

Testes aprimorados: Introduz testes de descarbonetação/carbonetação e exige mais informações de rastreabilidade (por exemplo, códigos QR) nos rótulos.

Controle mais rigoroso: Reduz a velocidade permitida para o teste do coeficiente de torque (

Em resumo, os parafusos sextavados externos de alta resistência são classificados por graus como 8.8, 10.9 e 12.9, cada um denotando níveis específicos de resistência à tração e ao escoamento obtidos por meio de ligas e tratamento térmico. Eles são regidos por normas como GB/T 5782 para dimensões e GB/T 3098.1 e GB/T 1231 para suas propriedades mecânicas e ensaios, sendo que esta última norma recebeu atualizações importantes em 2025 para aprimorar a confiabilidade e o controle de qualidade.