A classe ou grau de um parafuso identifica propriedades mecânicas especificadas; ela não define a carga de trabalho de toda a junta. Parafusos sextavados SAE J429 normalmente trazem três linhas radiais para o Grau 5 e seis para o Grau 8. Em parafusos métricos, são comuns marcações numéricas como 8.8, 10.9 ou 12.9.

Ao substituir um parafuso, verifique em conjunto o grau, a rosca e o acabamento. Um parafuso que se ajusta ao furo ainda pode ser inadequado para a junta. As marcações na cabeça ajudam a identificar o sistema de resistência; cor e formato da cabeça não.

Para distinguir as famílias de fixadores, consulte nosso guia de parafuso versus screw. Este artigo aborda requisitos de resistência e identificação.

Como identificar as marcações mais comuns na cabeça de parafusos sextavados SAE

Nesses padrões comuns de cabeças sextavadas SAE, o número de linhas radiais de grau mais dois indica o grau. Leia o identificador do fabricante separadamente. Se a corrosão ou o dano encobrirem a marcação, confirme o grau por meio de documentação rastreável, em vez de presumir.

Grau, classe de propriedade e material são especificações distintas

A SAE J429 aplica-se a fixadores de aço da série em polegadas especificados. A ISO 898-1 aplica-se a parafusos, screws e studs métricos especificados, em aço carbono e aço liga. Grau ou classe de propriedade, material, revestimento e geometria do produto são partes distintas de uma especificação completa de fixador.

Tabela de graus de parafusos SAE: Graus 2, 5 e 8

Os valores abaixo estão em ksi (1 ksi = 1.000 psi). Este resumo abrange graus e faixas de diâmetro selecionados da SAE J429.

*Para diâmetros do Grau 2 de 1/4 até 3/4 in, os valores mais altos aplicam-se a parafusos e screws com 6 in de comprimento ou menos, e a studs de todos os comprimentos. Parafusos e screws mais longos utilizam os requisitos mecânicos inferiores do Grau 1: 33 ksi de tensão de prova, 36 ksi de limite de escoamento mínimo e 60 ksi de resistência mínima à tração.

Referência: SAE J429_201405, Tabela 1, requisitos mecânicos selecionados. As condições de diâmetro e de comprimento do Grau 2 acima fazem parte do resumo; outros graus, ensaios e requisitos foram omitidos.

Os Graus 5 e 8 especificam fixadores tratados termicamente. Seus requisitos de material e processamento derivam da SAE J429; o nome de uma liga de aço, por si só, não comprova conformidade com o grau.

A LILY lista parafusos de cabeça sextavada em aço Grau 5 e Parafusos sextavados em aço grau 8 separadamente. Compare a especificação requerida, bem como o diâmetro e o comprimento.

Tabela de resistência de parafusos métricos: 8.8, 10.9 e 12.9

Os valores abaixo estão em MPa (1 MPa = 1 N/mm²). A norma ISO 898-1:2013 abrange roscas grossas de M1.6 a M39 e combinações específicas de passo fino de M8 × 1 a M39 × 3. Para as classes apresentadas, Rp0.2 é a tensão correspondente a 0,2% de alongamento permanente. Ela é diferente da tensão utilizada no ensaio de carga de prova.

Referência: ISO 898-1:2013, Tabela 3, propriedades selecionadas. Aqui, d é o diâmetro nominal da rosca. Os requisitos da classe 8.8 mudam acima de 16 mm; também se aplicam as combinações especificadas de diâmetro e passo, bem como a capacidade de carga do produto.

Alguns elementos de fixação de cabeça baixa e escareada apresentam capacidade de carga reduzida, pois a geometria da cabeça limita a resistência. A classe de propriedade do material, isoladamente, não determina a capacidade de tração desses produtos.

O que significam os dois números

Na designação 8.8, 8 × 100 resulta em uma resistência à tração nominal de 800 MPa. O segundo 8 indica uma relação nominal entre escoamento e tração de 0,8, resultando em 640 MPa. Essa regra de designação explica a identificação; os requisitos reais de aceitação constam das tabelas da norma.

Para 10.9, a designação fornece valores nominais de 1.000 MPa e 900 MPa. Os valores mínimos tabelados de resistência à tração e de tensão de prova a 0,2% apresentados acima são 1.040 MPa e 940 MPa. Não substitua esses mínimos tabelados pelo cálculo nominal mais simples.

Para a aquisição de fixadores métricos, compare Parafusos sextavados classe 8.8 e Parafusos sextavados classe 10.9 com a rosca completa e a especificação integral do desenho.

Grau 5 versus grau 8: compare a resistência dentro do mesmo sistema

Para diâmetros de 1/4 até 1 in, o grau 8 apresenta resistência mínima à tração de 150 ksi, em comparação com 120 ksi para o grau 5 — um aumento de 25%. Essa comparação considera os mínimos especificados de resistência à tração, e não as cargas de trabalho admissíveis de juntas montadas.

Uma substituição por um item de maior resistência não melhora automaticamente a junta. A porca, o furo rosqueado, a arruela ou o material prensado podem determinar o desempenho. Fadiga, cisalhamento, flexão e corrosão exigem avaliação separada, e o procedimento de aperto deve ser adequado ao conjunto completo.

O grau SAE 8 é o mesmo que a classe métrica 8.8?

Não. SAE Grade 8 e a Classe métrica 8.8 utilizam sistemas de designação distintos. O Grade 8 apresenta resistência mínima à tração de 150 ksi, aproximadamente 1.034 MPa. A Classe 8.8 tem mínimo de 800 MPa até 16 mm, ou 830 MPa acima de 16 mm, dentro da faixa mostrada.

O Grade 5 e a Classe 8.8 pertencem a faixas de resistência amplamente semelhantes; o Grade 8 e a Classe 10.9 também apresentam mínimos de tração próximos. Essas comparações são úteis como referência. Não se tratam, porém, de especificações de substituição: as roscas em polegadas e métricas, assim como os requisitos de montagem, continuam diferentes.

Resistência à prova, escoamento e tração: qual valor importa?

  • Tensão de prova (Sp) é a tensão utilizada para calcular a carga de prova especificada. No ensaio de carga de prova, o fixador deve atender ao critério de aceitação de alongamento permanente definido pela norma.

  • Resistência ao escoamento e resistência de prova a 0,2% (Rp0.2) descrevem limites de deformação especificados. Rp0.2 é a tensão correspondente a 0,2% de alongamento permanente; não se trata da mesma grandeza que Sp.

  • Resistência à tração (Rm) é a carga máxima de tração no ensaio aplicável dividida pela área original de seção transversal correspondente. No exemplo de carga em rosca abaixo, utilize a área resistente nominal à tração.

Para um fixador M10 × 1.5 Classe 8.8 capaz de suportar a carga total de tração especificada, a área resistente nominal à tração é de 58.0 mm². Aplicando a resistência mínima à tração de 800 MPa, temos 58.0 × 800 = 46,400 N, ou 46.4 kN. Trata-se de um cálculo de carga mínima de tração, e não de carga admissível em serviço nem de recomendação de torque de aperto.

Parafusos inoxidáveis e estruturais exigem identificação própria

A2-70 e A4-80 são designações de fixadores inoxidáveis dentro do sistema ISO 3506, e não classes de propriedade da ISO 898-1. Da mesma forma, os parafusos estruturais ASTM utilizam marcações de grau e requisitos de instalação específicos. Não os identifique com base na regra de linhas radiais da SAE.

Para aplicações inoxidáveis ou estruturais, especifique a norma exigida no pedido. Uma resistência à tração semelhante não comprova resistência à corrosão, tenacidade ou compatibilidade de montagem equivalentes.

Uma verificação prática para substituição e compra

  • Registre a designação completa da rosca, o comprimento, o tipo de cabeça e a norma do produto exigida.

  • Especifique o grau ou a classe de propriedade separadamente do material e do revestimento.

  • Faça a correspondência com as especificações exigidas para porca e arruela; não presuma que as marcações de parafuso e porca seguem as mesmas regras.

  • Verifique os requisitos de temperatura, corrosão e reutilização na documentação do equipamento.

  • Solicite os documentos de conformidade exigidos e a identificação do lote quando a rastreabilidade fizer parte da especificação de compra.

Para categorias relacionadas de fixadores, consulte nosso produtos de fixação e união.

A norma ISO 898-1:2013 avalia as propriedades mecânicas e físicas em temperaturas de ensaio de 10 °C a 35 °C. Esses valores não constituem classificações irrestritas de temperatura de operação. Para o escopo e as exclusões, consulte o resumo oficial da ISO 898-1:2013.

Para verificar um substituto, entre em contato conosco com o desenho, fotografias nítidas das marcações na cabeça e o grau, a rosca e o acabamento necessários.

Perguntas frequentes

É possível misturar diferentes graus de parafusos em um mesmo conjunto?

Siga a especificação de fixadores do conjunto. Podem ser definidos graus diferentes para posições distintas, mas não substitua nem misture graus em posições equivalentes sem a aprovação do engenheiro responsável. O simples fato de os diâmetros coincidirem não comprova compatibilidade com o procedimento de aperto.

Um ensaio de dureza, por si só, pode determinar o grau de um parafuso?

Não. As faixas de dureza podem se sobrepor entre graus, e a dureza não comprova todas as propriedades exigidas. Confirme a conformidade por meio dos ensaios e da documentação exigidos pela especificação aplicável.

O certificado precisa indicar a composição química exata da liga?

Depende do pedido de compra e da especificação aplicável. Um certificado de conformidade atesta a conformidade; um relatório de ensaio de material ou de inspeção pode fornecer os resultados de ensaio especificados. Solicite explicitamente os resultados da composição química e a rastreabilidade do lote quando eles forem exigidos.