ISO 898-1:2009
(Main)Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel — Part 1: Bolts, screws and studs with specified property classes — Coarse thread and fine pitch thread
Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel — Part 1: Bolts, screws and studs with specified property classes — Coarse thread and fine pitch thread
ISO 898-1:2009 specifies mechanical and physical properties of bolts, screws and studs made of carbon steel and alloy steel when tested at an ambient temperature range of 10 °C to 35 °C. Fasteners — the term used when bolts, screws and studs are considered all together — that conform to its requirements are evaluated at that ambient temperature range. Information is given on fasteners that do not retain the specified mechanical and physical properties at elevated temperatures and/or lower temperatures. ISO 898-1:2009 excludes certain fasteners that do not fulfil its tensile or torsional requirements because the geometry of their heads reduce the shear area in the head compared to the stress area in the thread. These include fasteners having a low head, with or without external driving feature, a low round or cylindrical head with internal driving feature or a countersunk head with internal driving feature (see 8.2). It is applicable to bolts, screws and studs made of carbon steel or alloy steel, having a triangular ISO metric screw thread according to ISO 68-1, with a coarse pitch thread M1,6 to M39, and fine pitch thread M8´1 to M39´3, with diameter/pitch combinations according to ISO 261 and ISO 262, having thread tolerances according to ISO 965-1, ISO 965-2 and ISO 965-4. It is not applicable to set screws and similar threaded fasteners not under tensile stresses (see ISO 898-5). It does not specify requirements for such properties as weldability, corrosion resistance, resistance to shear stress, torque/clamp force performance, or fatigue resistance.
Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation en acier au carbone et en acier allié — Partie 1: Vis, goujons et tiges filetées de classes de qualité spécifiées — Filetages à pas gros et filetages à pas fin
L'ISO 898-1:2009 spécifie les caractéristiques mécaniques et physiques des vis, goujons et tiges filetées en acier au carbone et en acier allié, essayés dans la plage de température ambiante de 10 °C à 35 °C. Les éléments de fixation — terme utilisé lorsque les vis, goujons et tiges filetées sont considérés dans leur ensemble — conformes aux exigences de la présente partie de l'ISO 898 sont évalués uniquement dans cette plage de températures ambiantes. Des informations sont données pour les éléments de fixation qui ne conservent pas les caractéristiques mécaniques et physiques spécifiées à des températures élevées et/ou inférieures. Certains éléments de fixation peuvent ne pas satisfaire aux exigences de l'ISO 898-1:2009 concernant la résistance à la traction ou à la torsion, en raison de la géométrie de la tête (section cisaillée dans la tête inférieure à la section résistante dans le filetage). Ceux-ci comprennent les éléments de fixation à tête réduite, avec ou sans entraînement externe, à tête bombée plate et cylindrique basse avec entraînement interne ou à tête fraisée avec entraînement interne. La présente partie de l'ISO 898 s'applique aux vis, goujons et tiges filetées en acier au carbone ou en acier allié, à filetage métrique ISO triangulaire conforme à l'ISO 68‑1, de filetage M1,6 à M39 (pour les pas gros) et de filetage M8 x 1 à M39 x 3 (pour les pas fins), de combinaisons diamètre/pas conformes à l'ISO 261 et à l'ISO 262, de tolérance de filetage conforme à l'ISO 965‑1, ISO 965‑2 et ISO 965‑4. Elle ne s'applique pas aux vis sans tête et éléments de fixation filetés similaires non soumis à des contraintes de traction (voir l'ISO 898‑5). Elle ne spécifie aucune exigence pour des caractéristiques telles que la soudabilité, la résistance à la corrosion, la résistance au cisaillement, la performance couple/tension, ou la résistance à la fatigue.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 898-1
Fourth edition
2009-04-01
Mechanical properties of fasteners made
of carbon steel and alloy steel —
Part 1:
Bolts, screws and studs with specified
property classes — Coarse thread and
fine pitch thread
Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation en acier au
carbone et en acier allié —
Partie 1: Vis, goujons et tiges filetées de classes de qualité
spécifiées — Filetages à pas gros et filetages à pas fin
Reference number
ISO 898-1:2009(E)
©
ISO 2009
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ISO 898-1:2009(E)
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ISO 898-1:2009(E)
Contents Page
Foreword. iv
1 Scope .1
2 Normative references .2
3 Terms and definitions .3
4 Symbols and abbreviated terms .4
5 Designation system for property classes .5
6 Materials .6
7 Mechanical and physical properties.8
8 Applicability of test methods.12
8.1 General.12
8.2 Loadability of fasteners .12
8.3 Manufacturer's control.13
8.4 Supplier's control .13
8.5 Purchaser's control .13
8.6 Feasible tests for groups of fasteners and machined test pieces .14
9 Test methods.21
9.1 Tensile test under wedge loading of finished bolts and screws (excluding studs) .21
9.2 Tensile test for finished bolts, screws and studs for determination of tensile strength, R .25
m
9.3 Tensile test for full-size bolts, screws and studs for determination of elongation after
fracture, A , and stress at 0,004 8 d non-proportional elongation, R .27
f pf
9.4 Tensile test for bolts and screws not expected to break in free threaded length due to
head design .31
9.5 Tensile test for fasteners with waisted shank .32
9.6 Proof load test for finished bolts, screws and studs.33
9.7 Tensile test for machined test pieces.35
9.8 Head soundness test.38
9.9 Hardness test .39
9.10 Decarburization test .41
9.11 Carburization test .44
9.12 Retempering test.46
9.13 Torsional test .46
9.14 Impact test for machined test pieces .47
9.15 Surface discontinuity inspection .48
10 Marking .48
10.1 General.48
10.2 Manufacturer's identification mark .48
10.3 Marking and designation of fasteners with full loadability .49
10.4 Marking and designation of fasteners which, because of their geometry, have reduced
loadability .53
10.5 Marking of packages .53
Annex A (informative) Relation between tensile strength and elongation after fracture .54
Annex B (informative) Influence of elevated temperatures on mechanical properties of fasteners .55
Annex C (informative) Elongation after fracture for full-size fasteners, Α .56
f
Bibliography .57
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ISO 898-1:2009(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 898-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 2, Fasteners, Subcommittee SC 1, Mechanical
properties of fasteners.
This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 898-1:1999), which has been technically revised.
ISO 898 consists of the following parts, under the general title Mechanical properties of fasteners made of
carbon steel and alloy steel:
⎯ Part 1: Bolts, screws and studs with specified property classes — Coarse thread and fine pitch thread
⎯ Part 2: Nuts with specified proof load values — Coarse thread
⎯ Part 5: Set screws and similar threaded fasteners not under tensile stresses
⎯ Part 6: Nuts with specified proof load values — Fine pitch thread
⎯ Part 7: Torsional test and minimum torques for bolts and screws with nominal diameters 1 mm to 10 mm
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 898-1:2009(E)
Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and
alloy steel —
Part 1:
Bolts, screws and studs with specified property classes —
Coarse thread and fine pitch thread
1 Scope
This part of ISO 898 specifies mechanical and physical properties of bolts, screws and studs made of carbon
steel and alloy steel when tested at an ambient temperature range of 10 °C to 35 °C. Fasteners — the term
used when bolts, screws and studs are considered all together — that conform to the requirements of this part
of ISO 898 are evaluated at that ambient temperature range. They might not retain the specified mechanical
and physical properties at elevated temperatures (see Annex B) and/or lower temperatures.
NOTE 1 Fasteners conforming to the requirements of this part of ISO 898 are used in applications ranging from −50 °C
to +150 °C. Users are advised to consult an experienced fastener metallurgist for temperatures outside the range of
−50 °C to +150 °C and up to a maximum temperature of +300 °C when determining appropriate choices for a given
application.
NOTE 2 Information for the selection and application of steels for use at lower and elevated temperatures is given, for
example, in EN 10269, ASTM F2281 and in ASTM A 320/A 320M.
Certain fasteners might not fulfil the tensile or torsional requirements of this part of ISO 898-1 because the
geometry of their heads reduces the shear area in the head compared to the stress area in the thread. These
include fasteners having a low head, with or without external driving feature, a low round or cylindrical head
with internal driving feature or a countersunk head with internal driving feature (see 8.2).
This part of ISO 898 is applicable to bolts, screws and studs
a) made of carbon steel or alloy steel,
b) having triangular ISO metric screw thread according to ISO 68-1,
c) with coarse pitch thread M1,6 to M39, and fine pitch thread M8×1 to M39×3,
d) with diameter/pitch combinations according to ISO 261 and ISO 262,
e) having thread tolerances according to ISO 965-1, ISO 965-2 and ISO 965-4.
It is not applicable to set screws and similar threaded fasteners not under tensile stresses (see ISO 898-5).
It does not specify requirements for such properties as
⎯ weldability,
⎯ corrosion resistance,
⎯ resistance to shear stress,
⎯ torque/clamp force performance, or
⎯ fatigue resistance.
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ISO 898-1:2009(E)
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 68-1, ISO general purpose screw threads — Basic profile — Part 1: Metric screw threads
ISO 148-1, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 1: Test method
ISO 225, Fasteners — Bolts, screws, studs and nuts — Symbols and designations of dimensions
ISO 261, ISO general purpose metric screw threads — General plan
ISO 262, ISO general purpose metric screw threads — Selected sizes for screws, bolts and nuts
ISO 273, Fasteners — Clearance holes for bolts and screws
ISO 724, ISO general-purpose metric screw threads — Basic dimensions
ISO 898-2, Mechanical properties of fasteners — Part 2: Nuts with specified proof load values — Coarse
thread
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
ISO 898-7, Mechanical properties of fasteners — Part 7: Torsional test and minimum torques for bolts and
1)
screws with nominal diameters 1 mm to 10 mm
ISO 965-1, ISO general-purpose metric screw threads — Tolerances — Part 1: Principles and basic data
ISO 965-2, ISO general purpose metric screw threads — Tolerances — Part 2: Limits of sizes for general
purpose external and internal screw threads — Medium quality
ISO 965-4, ISO general purpose metric screw threads — Tolerances — Part 4: Limits of sizes for hot-dip
galvanized external screw threads to mate with internal screw threads tapped with tolerance position H or G
after galvanizing
ISO 4042, Fasteners — Electroplated coatings
ISO 4885:1996, Ferrous products — Heat treatments — Vocabulary
ISO 6157-1, Fasteners — Surface discontinuities — Part 1: Bolts, screws and studs for general requirements
ISO 6157-3, Fasteners — Surface discontinuities — Part 3: Bolts, screws and studs for special requirements
ISO 6506-1, Metallic materials — Brinell hardness test — Part 1: Test method
ISO 6507-1, Metallic materials — Vickers hardness test — Part 1: Test method
ISO 6508-1, Metallic materials — Rockwell hardness test — Part 1: Test method (scales A, B, C, D, E, F, G, H,
K, N, T)
2)
ISO 6892-1, Metallic materials — Tensile testing — Part 1: Method of test at room temperature
1) Under revision.
2) To be published. (Revision of ISO 6892:1998)
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ISO 898-1:2009(E)
ISO 7500-1, Metallic materials — Verification of static uniaxial testing machines — Part 1:
Tension/compression testing machines — Verification and calibration of the force-measuring system
ISO 10683, Fasteners — Non-electrolytically applied zinc flake coatings
ISO 10684:2004, Fasteners — Hot dip galvanized coatings
ISO 16426, Fasteners — Quality assurance system
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
finished fastener
fastener for which all manufacturing steps have been completed, with or without any surface coating and with
full or reduced loadability, and which has not been machined into a test piece
3.2
machined test piece
test piece machined from a fastener to evaluate material properties
3.3
full-size fastener
finished fastener with a shank diameter of d > d or d ≈ d, or screw threaded to the head, or fully threaded
s s
stud
3.4
fastener with waisted shank
finished fastener with a shank diameter of d < d
s 2
3.5
base metal hardness
hardness closest to the surface (when traversing from core to outside diameter) just before an increase or
decrease occurs, denoting, respectively, carburization or decarburization
3.6
decarburization
depletion of carbon from the surface layer of a ferrous product
[ISO 4885:1996]
3.7
partial decarburization
decarburization with loss of carbon sufficient to cause a lighter shade of tempered martensite and significantly
lower hardness than that of the adjacent base metal without, however, showing ferrite grains under
metallographic examination
3.8
complete decarburization
decarburization with sufficient carbon loss to show the presence of clearly defined ferrite grains under
metallographic examination
3.9
carburization
result of increasing surface carbon to a content above that of the base metal
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ISO 898-1:2009(E)
4 Symbols and abbreviated terms
For the purposes of this document, the symbols and abbreviated terms given in ISO 225 and ISO 965-1 and
the following, apply.
A Percentage elongation after fracture (of machined test piece), %
A Elongation after fracture for full-size fastener
f
2
A
Nominal stress area in thread, mm
s,nom
2
A
Cross sectional area of waisted shank, mm
ds
b
Thread length, mm
b Thread length of stud (metal) end, mm
m
d Nominal thread diameter, mm
d
Diameter of machined test piece, mm
o
d Basic minor diameter of external thread, mm
1
d Basic pitch diameter of external thread, mm
2
d Minor diameter of external thread, mm
3
d
Transition diameter (internal diameter of the bearing face), mm
a
d Hole diameter of wedge or block, mm
h
d Diameter of unthreaded shank, mm
s
E Height of non-decarburized zone in thread, mm
F
Ultimate tensile load, N
m
F
Minimum ultimate tensile load, N
m,min
F Proof load, N
p
F Load at 0,004 8 d non-proportional elongation for full-size fastener, N
pf
G Depth of complete decarburization in thread, mm
H Height of fundamental triangle, mm
H Height of external thread in maximum material condition, mm
1
k
Height of the head, mm
K
Impact strength, J
v
l Nominal length, mm
l Total length of fastener before loading, mm
o
l Total length of fastener after first unloading, mm
1
l Total length of fastener after second unloading, mm
2
l
Length of unthreaded shank, mm
s
l Overall length of stud, mm
t
l
Free threaded length of fastener in testing device, mm
th
L
Length of straight portion (of machined test piece), mm
c
L
Original gauge length (of machined test piece), mm
o
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ISO 898-1:2009(E)
L
Total length of machined test piece, mm
t
L
Final gauge length (of machined test piece), mm
u
∆L Plastic elongation, mm
p
M Breaking torque, Nm
B
P Pitch of thread, mm
r
Fillet radius, mm
R Lower yield strength for machined test piece, MPa
eL
R Tensile strength, MPa
m
R Stress at 0,2 % non-proportional elongation for machined test piece, MPa
p0,2
R Stress at 0,0048 d non-proportional elongation for full-size fastener, MPa
pf
s Width across flats, mm
2
S
Cross-sectional area of machined test piece before tensile test, mm
o
S Stress under proof load, MPa
p
2
S
Cross-sectional area of machined test piece after fracture, mm
u
Z Percentage reduction of area after fracture for machined test piece, %
Wedge angle for tensile test under wedge loading
α
β Angle of the solid block for head soundness test
nom Subscript added to symbol to denote nominal value
max Subscript added to symbol to denote maximum value
min Subscript added to symbol to denote minimum value
5 Designation system for property classes
The symbol for property classes of bolts, screws, and studs consists of two numbers, separated by a dot (see
Tables 1 to 3):
⎯ the number to the left of the dot consists of one or two digits and indicates 1/100 of the nominal tensile
strength, R , in megapascals (see Table 3, No. 1);
m,nom
⎯ the number to the right of the dot indicates 10 times the ratio between the nominal yield strength (lower
yield strength), R , or nominal stress at 0,2 % non-proportional elongation, R , or nominal
eL,nom p0,2,nom
stress at 0,0048 d non-proportional elongation, R (see Table 3, Nos. 2 to 4), and the nominal tensile
pf,nom
strength, R , as specified in Table 1 (yield strength ratio).
m,nom
Table 1 — Ratio of nominal yield strength and nominal tensile strength
Number right of dot .6 .8 .9
R R R
eL,nom p0,2,nom pf,nom
or or
0,6 0,8 0,9
R R R
m,nom m,nom m,nom
EXAMPLE A fastener of nominal tensile strength R = 800 MPa and with a yield strength ratio of 0,8 has the
m,nom
property class designation 8.8. A fastener with the same material properties but with reduced loadability is designated by
08.8 (see 10.4).
© ISO 2009 – All rights reserved 5
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ISO 898-1:2009(E)
The multiplication of the nominal tensile strength and the yield strength ratio gives the nominal yield strength
in megapascals (MPa). Information on the relationship between the nominal tensile strength and elongation
after fracture for each property class is given in Annex A.
Marking and labelling of bolts, screws and studs with property classes shall be as specified in 10.3. For
fasteners with reduced loadability, specific marking symbols are specified in 10.4.
The designation system of this part of ISO 898 may be applied for sizes outside the scope of this part of
ISO 898 (e.g. d > 39 mm), provided all applicable requirements in accordance with Tables 2 and 3 are met.
6 Materials
Table 2 specifies limits for the chemical composition of steels and minimum tempering temperatures for the
different property classes of bolts, screws and studs. The chemical composition shall be assessed in
accordance with the relevant International Standards.
NOTE National regulations for the restriction or prohibition of certain chemical elements will also have to be taken
into account in the countries or regions concerned.
For fasteners that are to be hot dip galvanized, the additional material requirements given in ISO 10684 apply.
6 © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 898-1:2009(E)
Table 2 — Steels
Chemical
Tempering
composition limits
temperature
a
Property
(cast analysis, %)
Material and heat treatment
class
b
C P S °C
B
min. max. max. max. max. min.
c, d
4.6
— 0,55 0,050 0,060
d
4.8
c
Carbon steel or carbon steel with additives 0,13 0,55 0,050 0,060 —
5.6
d
5.8 — 0,55 0,050 0,060
d
6.8 0,15 0,55 0,050 0,060
Carbon steel with additives (e.g. Boron or Mn
e
0,15 0,40 0,025 0,025
or Cr) quenched and tempered
or
f 0,25 0,55 0,025 0,025
8.8 0,003 425
Carbon steel quenched and tempered
or
0,20 0,55 0,025 0,025
g
Alloy steel quenched and tempered
Carbon steel with additives (e.g. Boron or Mn
e
0,15 0,40 0,025 0,025
or Cr) quenched and tempered
or
f 0,25 0,55 0,025 0,025
9.8 0,003 425
Carbon steel quenched and tempered
or
0,20 0,55 0,025 0,025
g
Alloy steel quenched and tempered
Carbon steel with additives (e.g. Boron or Mn
e
0,55 0,025 0,025
0,20
or Cr) quenched and tempered
or
f 0,25 0,55 0,025 0,025
10.9 0,003 425
Carbon steel quenched and tempered
or
0,20 0,55 0,025 0,025
g
Alloy steel quenched and tempered
f, h, i
g
12.9 0,30 0,50 0,025 0,025 0,003 425
Alloy steel quenched and tempered
Carbon steel with additives (e.g. Boron or Mn
f, h, i
12.9 0,28 0,50 0,025 0,025 0,003 380
or Cr or Molybdenum) quenched and tempered
a
In case of dispute, the product analysis applies.
b
Boron content can reach 0,005 %, provided that non-effective boron is controlled by addition of titanium and/or aluminium.
c
For cold forged fasteners of property classes 4.6 and 5.6, heat treatment of the wire used for cold forging or of the cold forged
fastener itself may be necessary to achieve required ductility.
d
Free cutting steel is allowed for these property classes with the following maximum sulphur, phosphorus and lead contents:
sulphur 0,34 %; phosphorus 0,11 %; lead 0,35 %.
e
In case of plain carbon boron steel with a carbon content below 0,25 % (cast analysis), the minimum manganese content shall be
0,6 % for property class 8.8 and 0,7 % for 9.8 and 10.9.
f
For the materials of these property classes, there shall be a sufficient hardenability to ensure a structure consisting of
approximately 90 % martensite in the core of the threaded sections for the fasteners in the “as-hardened” condition before tempering.
g
This alloy steel shall contain at least one of the following elements in the minimum quantity given: chromium 0,30 %, nickel
0,30 %, molybdenum 0,20 %, vanadium 0,10 %. Where elements are specified in combinations of two, three or four and have alloy
contents less than those given above, the limit value to be applied for steel class determination is 70 % of the sum of the individual limit
values shown above for the two, three or four elements concerned.
h
A metallographically detectable white phosphorus enriched layer is not permitted for property class 12.9/12.9. It shall be detected
by a suitable test method.
i
Caution is advised when the use of property class 12.9/12.9 is considered. The capability of the fastener manufacturer, the service
conditions and the wrenching methods should be considered. Environments may cause stress corrosion cracking of fasteners as
processed as well as those coated.
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Not specified
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ISO 898-1:2009(E)
7 Mechanical and physical properties
3)
The bolts, screws and studs of the specified property classes shall, at ambient temperature , meet all the
applicable mechanical and physical properties according to Tables 3 to 7, regardless of which tests are
performed during manufacturing or final inspection.
Clause 8 sets forth the applicability of test methods for verifying that fasteners of different types and
dimensions fulfil the properties according to Table 3 and Tables 4 to 7.
NOTE 1 Even if the steel properties of the fasteners meet all relevant requirements specified in Tables 2 and 3, some
types of fasteners have reduced loadability due to dimensional reasons (see 8.2, 9.4 and 9.5).
NOTE 2 Although a great number of property classes are specified in this part of ISO 898, this does not mean that all
classes are appropriate for all fasteners. Further guidance for application of the specific property classes is given in the
relevant product standards. For non-standard fasteners, it is advisable to follow as closely as possible the choice already
made for similar standard fasteners.
Table 3 — Mechanical and physical properties of bolts, screws and studs
Property class
12.9/
4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9
12.9
No. Mechanical or physical property
d u d > d u
16
16 16
b
a
mm mm
mm
c
400 500 600 800 900 1 000 1 200
nom.
Tensile strength, R , MPa
1
m
min. 400 420 500 520 600 800 830 900 1 040 1 220
c
nom. 240 — 300 — — — — — — —
d
2 Lower yield strength, R , MPa
eL
min. 240 — 300 — — — — — — —
c
Stress at 0,2 % non- — — — — — 640 640 720 900 1 080
nom.
proportional elongation,
3
R , MPa
min. — — — — — 640 660 720 940 1 100
p0,2
c
nom. — 320 — 400 480 — — — — —
Stress at 0,0048 d non-proportional
4
elongation for full-size fasteners, R , MPa
pf e e e
min. — — — — — — —
340 420 480
f
Stress under proof load, S , MPa nom. 225 310 280 380 440 580 600 650 830 970
p
S /R or
5 p,nom eL min
S /R or
Proof strength ratio 0,94 0,91 0,93 0,90 0,92 0,91 0,91 0,90 0,88 0,88
p,nom p0,2 min
S /R
p,nom pf min
Percentage elongation after fracture for
6 min. 22 — 20 — — 12 12 10 9 8
machined test pieces, A, %
Percentage reduction of area after
7 min. — 52 48 48 44
fracture for machined test pieces, Z, %
Elongation after fracture for full-size
fasteners, A
8 min. — 0,24 — 0,22 0,20 — — — — —
f
(see also Annex C)
9 Head soundness No fracture
3) Impact strength is tested at a temperature of −20 °C (see 9.14).
8 © ISO 2009 – All rights reserved
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 898-1:2009(E)
Table 3 (continued)
Property class
12.9/
4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9
12.9
No. Mechanical or physical property
d u d > d u
16
16 16 m
b
a
mm m
mm
min. 120 130 155 160 190 250 255 290 320 385
Vickers hardness, HV
10
F W 98 N
g
max. 250 320 335 360 380 435
220
min. 114 124 147 152 181 238 242 276 304 366
Brinell hardness, HBW
11
2
F = 30 D
g
max. 209 238 304 318 342 361 414
min. 67 71 79 82 89 —
Rockwell hardness, HRB
g
max. 99,5 —
95,0
12
min. — 22 23 28 32 39
Rockwell hardness, HRC
max. — 32 34 37 39 44
h h, i h, j
13 Surface hardness,
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 898-1
Quatrième édition
2009-04-01
Version corrigée
2009-07-15
Caractéristiques mécaniques des
éléments de fixation en acier au carbone
et en acier allié —
Partie 1:
Vis, goujons et tiges filetées de classes
de qualité spécifiées — Filetages à pas
gros et filetages à pas fin
Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy
steel —
Part 1: Bolts, screws and studs with specified property classes —
Coarse thread and fine pitch thread
Numéro de référence
ISO 898-1:2009(F)
©
ISO 2009
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 898-1:2009(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 898-1:2009(F)
Sommaire Page
Avant-propos. v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions. 3
4 Symboles et unités . 4
5 Système de désignation des classes de qualité . 5
6 Matériaux . 6
7 Caractéristiques mécaniques et physiques. 8
8 Conditions d'application des méthodes d'essai. 12
8.1 Généralités . 12
8.2 Capacité de charge des éléments de fixation. 12
8.3 Contrôle par le fabricant . 13
8.4 Contrôle par le fournisseur. 13
8.5 Contrôle par le client . 13
8.6 Essais applicables aux groupes d'éléments de fixation et éprouvettes usinées . 14
9 Méthodes d'essai . 21
9.1 Essai de résistance à la traction avec cale biaise sur vis finies (goujons et tiges filetées
exclus). 21
9.2 Essai de résistance à la traction sur vis, goujons et tiges filetées finis pour la
détermination de la résistance à la traction, R . 25
m
9.3 Essai de résistance à la traction sur vis, goujons et tiges filetées entiers pour la
détermination de l'allongement après rupture, A , et de la limite conventionnelle
f
d'élasticité à 0,004 8d, R . 27
pf
9.4 Essai de résistance à la traction sur vis dont la rupture n'est pas prévue dans la partie
filetée libre du fait de la forme de la tête . 31
9.5 Essai de résistance à la traction sur vis et goujons à tige très réduite (élégie) . 32
9.6 Essai de charge d'épreuve sur vis, goujons et tiges filetées entiers. 33
9.7 Essai de résistance à la traction sur éprouvettes usinées. 36
9.8 Essai de solidité de la tête . 39
9.9 Essai de dureté . 41
9.10 Essai de décarburation . 43
9.11 Essai de carburation. 46
9.12 Essai de deuxième revenu. 47
9.13 Essai de torsion . 48
9.14 Essai de résilience sur éprouvette usinée .49
9.15 Contrôle des défauts de surface . 50
10 Marquage . 50
10.1 Généralités . 50
10.2 Marque d'identification du fabricant. 50
10.3 Marquage et désignation des éléments de fixation à capacité de charge intégrale. 50
10.4 Marquage et désignation des éléments de fixation à capacité de charge réduite du fait de
leur géométrie . 54
10.5 Marquage des conditionnements. 55
Annexe A (informative) Relation entre la résistance à la traction et l'allongement après rupture . 56
Annexe B (informative) Influence des températures élevées sur les caractéristiques mécaniques
des éléments de fixation . 57
© ISO 2009 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 898-1:2009(F)
Annexe C (informative) Allongement après rupture sur produits entiers, A . 58
f
Bibliographie . 59
iv © ISO 2009 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 898-1:2009(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 898-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 2, Éléments de fixation, sous-comité SC 1,
Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation.
Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 898-1:1999), dont elle constitue une
révision technique.
L'ISO 898 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Caractéristiques mécaniques des
éléments de fixation en acier au carbone et en acier allié:
⎯ Partie 1: Vis, goujons et tiges filetées de classes de qualité spécifiées — Filetages à pas gros et filetages
à pas fin
⎯ Partie 2: Écrous avec charges d'épreuve spécifiées — Filetages à pas gros
⎯ Partie 5: Vis sans tête et éléments de fixation filetés similaires non soumis à des contraintes de traction
⎯ Partie 6: Écrous avec charges d'épreuve spécifiées — Filetages à pas fin
⎯ Partie 7: Essai de torsion et couples minimaux de rupture des vis de diamètre nominal de filetage de
1 mm à 10 mm
La présente version corrigée de l'ISO 898-1:2009 comprend quelques modifications rédactionnelles mineures,
ainsi que les modifications principales suivantes:
⎯ page 3, note de bas de page 2): «ISO 6892:1999» a été remplacé par «ISO 6892:1998»;
⎯ page 6, Article 6: à la fin du premier alinéa, «Normes adéquates» a été remplacé par «Normes
internationales adéquates»;
⎯ page 7, Tableau 2, classe de qualité 9.8: dans la deuxième option, les mots «avec éléments d'alliage (par
exemple Bore, Mn ou Cr)» ont été supprimés;
© ISO 2009 – Tous droits réservés v
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ISO 898-1:2009(F)
⎯ page 15, Tableau 8, 2ème colonne: les désignations «Dureté», «Dureté superficielle maximale», «Zone
de décarburation maximale», «Réduction de dureté après deuxième revenu», «Couple minimal de
os
rupture, M » et «Défauts de surface» (correspondant aux N 9 à 16) ont été décalées d'une cellule
B min
o
vers le bas, et la désignation «Résistance minimale à la traction, R » (correspondant au N 18) a été
m min
supprimée;
⎯ page 21, 9.1.4: les deuxième et troisième éléments de liste ont été permutés;
⎯ page 33, 9.6.2, troisième élément de liste: «d W d » a été remplacé par «d > d »;
s 2 s 2
⎯ page 36, 9.6.5: à la fin de la Note, «l = 1» a été remplacé par «l = 1d»;
th th
2
⎯ page 56, Tableau A.1, en-tête de la première colonne: «N/mm » a été remplacé par «MPa».
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NORME INTERNATIONALE ISO 898-1:2009(F)
Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation en acier
au carbone et en acier allié —
Partie 1:
Vis, goujons et tiges filetées de classes de qualité spécifiées —
Filetages à pas gros et filetages à pas fin
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 898 spécifie les caractéristiques mécaniques et physiques des vis, goujons et
tiges filetées en acier au carbone et en acier allié, essayés dans la plage de température ambiante de 10 °C à
35 °C. Les éléments de fixation — terme utilisé lorsque les vis, goujons et tiges filetées sont considérés dans
leur ensemble — conformes aux exigences de la présente partie de l'ISO 898 sont évalués uniquement dans
cette plage de températures ambiantes. Les éléments de fixation peuvent ne pas conserver les
caractéristiques mécaniques et physiques spécifiées à des températures élevées (voir Annexe B) et/ou
inférieures.
NOTE 1 Les éléments de fixation conformes aux exigences de la présente partie de l'ISO 898 sont utilisés dans des
applications avec des températures comprises entre −50 °C et +150 °C. Les utilisateurs sont encouragés à consulter un
métallurgiste expérimenté en éléments de fixation pour une utilisation à des températures en dehors de la plage allant de
−50 °C à +150 °C et jusqu'à une température maximale de +300 °C, afin de déterminer les aciers appropriés pour une
application donnée.
NOTE 2 Des informations relatives à la sélection et à l'utilisation des aciers à basses et à hautes températures figurent,
par exemple, dans l'EN 10269, l'ASTM F2281 et l'ASTM A320/A320M.
Certains éléments de fixation peuvent ne pas satisfaire aux exigences de la présente partie de l'ISO 898
concernant la résistance à la traction ou à la torsion, en raison de la géométrie de la tête (section cisaillée
dans la tête inférieure à la section résistante dans le filetage). Ceux-ci comprennent les éléments de fixation à
tête réduite, avec ou sans entraînement externe, à tête bombée plate et cylindrique basse avec entraînement
interne ou à tête fraisée avec entraînement interne (voir 8.2).
La présente partie de l'ISO 898 s'applique aux vis, goujons et tiges filetées
a) en acier au carbone ou en acier allié,
b) à filetage métrique ISO triangulaire conforme à l'ISO 68-1,
c) de filetage M1,6 à M39 pour les pas gros, et de filetage M8×1 à M39×3 pour les pas fins,
d) de combinaisons diamètre/pas conformes à l'ISO 261 et à l'ISO 262,
e) de tolérance de filetage conforme à l'ISO 965-1, l'ISO 965-2 et l'ISO 965-4.
Elle ne s'applique pas aux vis sans tête et éléments de fixation filetés similaires non soumis à des contraintes
de traction (voir l'ISO 898-5).
Elle ne spécifie aucune exigence pour des caractéristiques telles que
⎯ la soudabilité,
© ISO 2009 – Tous droits réservés 1
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ISO 898-1:2009(F)
⎯ la résistance à la corrosion,
⎯ la résistance au cisaillement,
⎯ la performance couple/tension, ou
⎯ la résistance à la fatigue.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 68-1, Filetages ISO pour usages généraux — Profil de base — Partie 1: Filetages métriques
ISO 148-1, Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy — Partie 1: Méthode
d'essai
ISO 225, Éléments de fixation — Vis, goujons et écrous — Symboles et désignations des dimensions
ISO 261, Filetages métriques ISO pour usages généraux — Vue d'ensemble
ISO 262, Filetages métriques ISO pour usages généraux — Sélection de dimensions pour la boulonnerie
ISO 273, Éléments de fixation — Trous de passage pour vis
ISO 724, Filetages métriques ISO pour usages généraux — Dimensions de base
ISO 898-2, Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation — Partie 2: Écrous avec charges d'épreuve
spécifiées — Filetages à pas gros
ISO 898-5, Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation en acier au carbone et en acier allié —
Partie 5: Vis sans tête et éléments de fixation filetés similaires non soumis à des contraintes de traction
ISO 898-7, Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation — Partie 7: Essai de torsion et couples
1)
minimaux de rupture des vis de diamètre nominal de filetage de 1 mm à 10 mm
ISO 965-1, Filetages métriques ISO pour usages généraux — Tolérances — Partie 1: Principes et données
fondamentales
ISO 965-2, Filetages métriques ISO pour usages généraux — Tolérances — Partie 2: Dimensions limites pour
filetages intérieurs et extérieurs d'usages généraux — Qualité moyenne
ISO 965-4, Filetages métriques ISO pour usages généraux — Tolérances — Partie 4: Dimensions limites pour
filetages extérieurs galvanisés à chaud pour assemblages avec des filetages intérieurs de position de
tolérance H ou G après galvanisation
ISO 4042, Éléments de fixation — Revêtements électrolytiques
ISO 4885:1996, Produits ferreux — Traitements thermiques — Vocabulaire
ISO 6157-1, Éléments de fixation — Défauts de surface — Partie 1: Vis et goujons d'usage général
ISO 6157-3, Éléments de fixation — Défauts de surface — Partie 3: Vis et goujons pour applications
particulières
ISO 6506-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Brinell — Partie 1: Méthode d'essai
1) En cours de révision.
2 © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 898-1:2009(F)
ISO 6507-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Vickers — Partie 1: Méthode d'essai
ISO 6508-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Rockwell — Partie 1: Méthode d'essai (échelles A, B, C,
D, E, F, G, H, K, N, T)
2)
ISO 6892-1, Matériaux métalliques — Essai de traction à température ambiante
ISO 7500-1, Matériaux métalliques — Vérification des machines pour essais statiques uniaxiaux — Partie 1:
Machines d'essai de traction/compression — Vérification et étalonnage du système de mesure de force
ISO 10683, Éléments de fixation — Revêtements non électrolytiques de lamelles de zinc
ISO 10684:2004, Éléments de fixation — Revêtements de galvanisation à chaud
ISO 16426, Éléments de fixation — Système d'assurance qualité
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
élément de fixation fini
élément de fixation pour lequel toutes les étapes de fabrication ont été réalisées, avec ou sans traitement de
surface et avec une capacité de charge intégrale ou réduite, et qui n'a pas été usiné pour l'essai
3.2
éprouvette usinée
éprouvette usinée à partir d'un élément de fixation afin d'évaluer les propriétés du matériau
3.3
élément de fixation entier
élément de fixation avec une partie lisse de diamètre d > d ou d ≈ d ou vis filetée jusque sous tête, ou goujon
s s
entièrement fileté
3.4
élément de fixation à tige réduite
élément de fixation fini avec une partie lisse de diamètre d < d
s 2
3.5
dureté du métal de base
dureté mesurée au plus près de la surface (du cœur de la vis vers le diamètre extérieur), juste à la limite où
débute l'augmentation ou la diminution de la dureté, ce qui dénote respectivement une carburation ou une
décarburation
3.6
décarburation
appauvrissement en carbone de la couche superficielle d'un produit ferreux
[ISO 4885:1996]
3.7
décarburation partielle
décarburation correspondant à une perte de carbone suffisante pour provoquer une légère décoloration de la
martensite trempée et une diminution notable de la dureté par rapport au métal de base adjacent, sans
toutefois faire apparaître des grains de ferrite à l'examen métallographique
2) À publier. (Révision de l'ISO 6892:1998)
© ISO 2009 – Tous droits réservés 3
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ISO 898-1:2009(F)
3.8
décarburation complète
décarburation correspondant à une perte de carbone suffisante pour ne laisser apparaître clairement que des
grains de ferrite à l'examen métallographique
3.9
carburation
résultat de l'accroissement de la teneur en carbone en surface, par rapport à celle du métal de base
4 Symboles et unités
Pour les besoins du présent document, les symboles donnés dans l'ISO 225 et l'ISO 965-1, ainsi que les
suivants s'appliquent.
A
Allongement pour cent après rupture (sur éprouvette usinée), %
A
Allongement après rupture sur produit entier
f
2
A
Section résistante nominale du filetage, mm
s,nom
2
A
Section résistante de la partie lisse (tige réduite), mm
ds
b Longueur du filetage, mm
b
Longueur du filetage du goujon (côté implantation), mm
m
d
Diamètre nominal de filetage, mm
d
Diamètre de l'éprouvette usinée, mm
o
d
Diamètre intérieur de base du filetage extérieur, mm
1
d
Diamètre sur flancs de base du filetage extérieur, mm
2
d
Diamètre intérieur du filetage extérieur, mm
3
d
Diamètre intérieur de la face d'appui, mm
a
d
Diamètre du trou de passage de la cale biaise ou du bloc, mm
h
d
Diamètre de la partie lisse (tige), mm
s
E Hauteur de la zone non décarburée dans le filetage, mm
F
Charge de rupture, N
m
F
Charge de rupture minimale, N
m,min
F
Charge d'épreuve, N
p
F
Charge à la limite conventionnelle d'élasticité à 0,004 8d sur produit entier, N
pf
G Profondeur de décarburation totale dans le filetage, mm
H
Hauteur du triangle générateur, mm
H
Hauteur du filetage extérieur dans la condition du maximum de matière, mm
1
k Hauteur de tête, mm
K
Résilience, J
v
l Longueur nominale, mm
l
Longueur totale de l'élément de fixation avant la charge d'épreuve, mm
o
l
Longueur totale de l'élément de fixation après relâchement de la première charge d'épreuve, mm
1
4 © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 898-1:2009(F)
l
Longueur totale de l'élément de fixation après relâchement de la deuxième charge d'épreuve, mm
2
l
Longueur de la partie lisse (tige), mm
s
l
Longueur totale d'un goujon ou d'une tige filetée, mm
t
l
Longueur de la partie filetée libre de l'élément de fixation dans un dispositif d'essai, mm
th
L
Longueur de la partie calibrée de l'éprouvette usinée, mm
c
L
Longueur initiale entre repères de l'éprouvette usinée, mm
o
L
Longueur totale de l'éprouvette usinée, mm
t
L
Longueur ultime entre repères de l'éprouvette usinée, mm
u
∆L
Allongement plastique, mm
p
M
Couple de rupture, Nm
B
P
Pas du filetage, mm
r Rayon de raccordement sous tête, mm
R
Limite inférieure d'écoulement sur éprouvette usinée, MPa
eL
R
Résistance à la traction, MPa
m
R
Limite conventionnelle d'élasticité à 0,2 % sur éprouvette usinée, MPa
p0,2
R
Limite conventionnelle d'élasticité à 0,004 8d sur produit entier, MPa
pf
s Surplat, mm
2
S
Aire de la section initiale de l'éprouvette usinée, mm
o
S
Contrainte à la charge d'épreuve, MPa
p
2
S
Aire de la section de l'éprouvette usinée après rupture, mm
u
Z Pourcentage de striction après rupture sur éprouvette usinée, %
Angle de la cale biaise pour l'essai de résistance à la traction avec cale biaise
α
Angle pour l'essai de solidité de la tête
β
nom Souscrit ajouté au symbole pour indiquer la valeur nominale
max Souscrit ajouté au symbole pour indiquer la valeur maximale
min Souscrit ajouté au symbole pour indiquer la valeur minimale
5 Système de désignation des classes de qualité
Le symbole des classes de qualité des vis, goujons et tiges filetées se compose de deux nombres, séparés
par un point (voir Tableaux 1 à 3):
⎯ le premier nombre à gauche du point, constitué d'un ou deux chiffres, représente le 1/100 de la valeur
o
nominale de la résistance à la traction, R , en mégapascals (voir Tableau 3, N 1);
m,nom
⎯ le second nombre à droite du point représente 10 fois le rapport entre la valeur nominale de la limite
d'élasticité (limite inférieure d'écoulement), R , ou la valeur nominale de la limite conventionnelle
eL,nom
d'élasticité à 0,2 % d'allongement, R , ou la valeur nominale de la limite conventionnelle d'élasticité
p0,2,nom
os
à 0,004 8d d'allongement, R (voir Tableau 3, N 2 à 4) et la valeur nominale de la résistance à la
pf,nom
traction, R , comme indiqué dans le Tableau 1 (ratio des contraintes charge d'épreuve/limite
m,nom
d'élasticité).
© ISO 2009 – Tous droits réservés 5
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ISO 898-1:2009(F)
Tableau 1 — Rapport entre la valeur nominale de la limite apparente d'élasticité
et la valeur nominale de la résistance à la traction
Nombre à droite du point .6 .8 .9
R R
R
eL,nom p0,2,nom pf,nom
ou ou
0,6 0,8 0,9
R R R
m,nom m,nom m,nom
EXEMPLE Un élément de fixation de résistance nominale à la traction R = 800 MPa et de rapport de limite
m,nom
d'élasticité de 0,8 est de classe de qualité 8.8. Un élément de fixation avec les mêmes propriétés de matériau mais à
capacité de charge réduite est désigné par 08.8 (voir 10.4).
La multiplication de la résistance nominale à la traction et du ratio des contraintes charge d'épreuve/limite
d'élasticité donne la valeur nominale de la limite d'élasticité en mégapascals (MPa). L'Annexe A donne des
informations sur la relation entre la résistance nominale à la traction et l'allongement après rupture pour
chaque classe de qualité.
Le marquage et l'étiquetage de la classe de qualité pour les vis, goujons et tiges filetées doivent être tels que
spécifiés en 10.3. Pour les éléments de fixation à capacité de charge réduite, des symboles de marquage
spécifiques sont définis en 10.4.
Le système de désignation de la présente partie de l'ISO 898 peut être utilisé pour des dimensions en dehors
des limites fixées dans cet article (par exemple d > 39 mm), à condition que toutes les exigences applicables
conformes aux Tableaux 2 et 3 soient satisfaites.
6 Matériaux
Le Tableau 2 spécifie les valeurs limites pour la composition chimique des aciers et les températures
minimales de revenu pour les différentes classes de qualité de vis, goujons et tiges filetées. La composition
chimique doit être évaluée conformément aux Normes internationales adéquates.
NOTE Les réglementations nationales sur la restriction ou l'interdiction de certains composants chimiques doivent
être appliquées.
Pour les éléments de fixation destinés à être galvanisés à chaud, les exigences supplémentaires pour les
matériaux données dans l'ISO 10684 s'appliquent.
6 © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 898-1:2009(F)
Tableau 2 — Aciers
Limites de composition chimique Température
a
Classe
(analyse sur produit, %) de revenu
de Matériau et traitement thermique
b
C P S B °C
qualité
min. max. max. max. max. min.
c, d
4.6
— 0,55 0,050 0,060
d
4.8
Acier au carbone ou acier au carbone avec éléments
c
—
5.6 0,13 0,55 0,050 0,060
d'alliage
d
5.8 — 0,55 0,050 0,060
d
6.8 0,15 0,55 0,050 0,060
Acier au carbone avec éléments d'alliage
e
0,15 0,40 0,025 0,025
(par exemple Bore, Mn ou Cr), trempé et revenu
ou
f
0,25 0,55 0,025 0,025
8.8 0,003 425
Acier au carbone trempé et revenu
ou
0,20 0,55 0,025 0,025
g
Acier allié trempé et revenu
Acier au carbone avec éléments d'alliage (par
e
0,15 0,40 0,025 0,025
exemple Bore, Mn ou Cr), trempé et revenu
ou
f
0,25 0,55 0,025 0,025
9.8 0,003 425
Acier au carbone trempé et revenu
ou
0,20 0,55 0,025 0,025
g
Acier allié trempé et revenu
Acier au carbone avec éléments d'alliage (par
e
0,20 0,55 0,025 0,025
exemple Bore, Mn ou Cr), trempé et revenu
ou
f
0,25 0,55 0,025 0,025
10.9 0,003 425
Acier au carbone trempé et revenu
ou
0,20 0,55 0,025 0,025
g
Acier allié trempé et revenu
f, h, i g
12.9 Acier allié trempé et revenu 0,30 0,50 0,025 0,025 0,003 425
Acier au carbone avec éléments d'alliage (par
f, h, i
12.9 exemple Bore, Mn, Cr ou molybdène), trempé et 0,28 0,50 0,025 0,025 0,003 380
revenu
a
En cas de litige, l'analyse sur produit s'applique.
b
La teneur en bore peut atteindre 0,005 % à condition que le bore non efficace soit contrôlé par l'adjonction de titane et/ou
d'aluminium.
c
Pour les éléments de fixation forgés à froid de classes de qualité 4.6 et 5.6, un traitement thermique du fil utilisé pour le forgeage à
froid ou un traitement thermique des éléments de fixation forgés à froid peut être nécessaire, afin d'obtenir la ductilité requise.
d
L'acier de décolletage est autorisé pour ces classes de qualité à condition que la teneur en soufre, phosphore et plomb ne
dépasse pas les valeurs suivantes: soufre 0,34 %, phosphore 0,11 %, plomb 0,35 %.
e
Pour les aciers au bore dont la teneur en carbo
...
PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 898-1
ISO/TC 2/SC 1 Secrétariat: DIN
Début de vote: Vote clos le:
2006-11-30 2007-04-30
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION • МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ • ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation en acier
au carbone et en acier allié —
Partie 1:
Vis et goujons
Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel —
Part 1: Bolts, screws and studs
[Révision de la troisième édition (ISO 898-1:1999)]
ICS 21.060.10
ENQUÊTE PARALLÈLE ISO/CEN
Le Secrétaire général du CEN a informé le Secrétaire général de l'ISO que le présent ISO/DIS couvre un
sujet présentant un intérêt pour la normalisation européenne. Conformément au mode de
collaboration sous la direction de l'ISO, tel que défini dans l'Accord de Vienne, une consultation
sur cet ISO/DIS a la même portée pour les membres du CEN qu'une enquête au sein du CEN sur
un projet de Norme européenne. En cas d'acceptation de ce projet, un projet final, établi sur la base
des observations reçues, sera soumis en parallèle à un vote de deux mois sur le FDIS au sein de l'ISO et
à un vote formel au sein du CEN.
Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu'il est parvenu du
secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de texte sera effectué au
Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.
To expedite distribution, this document is circulated as received from the committee secretariat.
ISO Central Secretariat work of editing and text composition will be undertaken at publication
stage.
CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT
ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
OUTRE LE FAIT D'ÊTRE EXAMINÉS POUR ÉTABLIR S'ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA
RÉGLEMENTATION NATIONALE.
© Organisation internationale de normalisation, 2006
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ISO/DIS 898-1
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Le présent fichier PDF peut contenir des polices de caractères intégrées. Conformément aux conditions de licence d'Adobe, ce fichier
peut être imprimé ou visualisé, mais ne doit pas être modifié à moins que l'ordinateur employé à cet effet ne bénéficie d'une licence
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acceptent de fait la responsabilité de ne pas enfreindre les conditions de licence d'Adobe. Le Secrétariat central de l'ISO décline toute
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©
ii ISO 2006 – Tous droits réservés
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ISO/DIS 898-1
Sommaire Page
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.2
3 Symboles et unités.3
4 Système de désignation des classes de qualité .4
5 Matériaux.5
6 Caractéristiques mécaniques et physiques .6
7 Conditions d’application des méthodes d’essai.7
7.1 Généralités .7
7.2 Capacité de charge des éléments de fixation .8
7.3 Contrôle par le fabricant.8
7.4 Contrôle par le client.8
7.5 Essais applicables aux groupes d’éléments de fixation et éprouvettes usinées.9
8 Charges minimales de rupture et charges d'épreuve.16
9 Méthodes d'essai.19
9.1 Essai de résistance à la traction avec cale biaise sur vis entières (goujons et tiges filetées
exclus) .19
9.2 Essai de résistance à la traction sur vis, goujons et tiges filetées entiers pour la
détermination de la résistance à la traction, R .23
m
9.3 Essai de résistance à la traction sur vis, goujons et tiges filetées entiers pour la
détermination de l’allongement après rupture, A , et de la limite conventionnelle
f
d’élasticité à 0,0048 d, R .25
pf
9.4 Essai de résistance à la traction sur vis dont la rupture n’est pas prévue dans la partie
filetée libre du fait de la forme de la tête.28
9.5 Essai de résistance à la traction sur vis et goujons à tige très réduite (élégie).30
9.6 Essai de charge d'épreuve sur vis, goujons et tiges filetées entiers .31
9.7 Essai de résistance à la traction sur éprouvettes usinées .33
9.8 Essai de solidité de la tête.36
9.9 Essai de dureté.37
9.10 Essai de décarburation.39
9.11 Essai de carburation .42
9.12 Essai de deuxième revenu .44
9.13 Essai de torsion.44
9.14 Essai de résilience sur éprouvette usinée.45
9.15 Contrôle des défauts de surface.46
10 Marquage.46
10.1 Généralités .46
10.2 Marque d'identification du fabricant.46
10.3 Marquage et désignation des éléments de fixation à capacité de charge intégrale .47
10.4 Marquage et désignation des éléments de fixation à capacité de charge réduite du fait de
leur géométrie.50
10.5 Marquage des conditionnements .51
Annexe A (informative) Relation entre la résistance à la traction et l’allongement après rupture.52
Annexe B (informative) Performances des éléments de fixation à températures élevées.53
Annexe C (informative) Allongement après rupture sur produits entiers, Α .54
f
Annexe ZA (informative) Relationship between this European Standard and the Essential
Requirements of EU Directive 87/404/EEC .55
© ISO 2006 – Tous droits réservés iii
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ISO/DIS 898-1
Figures
Figure 1 — Essai de traction avec cale biaise sur vis entières . 20
Figure 2 – Exemples de dispositifs d’essai. 24
Figure 3 – Courbe charge-déplacement pour la détermination de l’allongement après rupture, A . 27
f
Figure 4 – Courbe charge-déplacement pour la détermination de la limite conventionnelle d’élasticité à 0,0048
d, R . 28
f
pf
Figure 5 — Application de la charge d'épreuve aux éléments de fixation entiers. 32
Figure 6 — Éprouvette usinée pour essai de traction . 35
Figure 7 – Dispositif d'essai de solidité de la tête. 37
Figure 8 — Zones de décarburation. 39
Figure 9 — Mesurage de la dureté pour l'essai de décarburation et de carburation . 41
Figure 10 — Exemples de marquage de vis à tête hexagonale et de vis à six lobes externes . 48
Figure 11 — Exemples de marquage de vis à tête cylindrique à six pans creux. 48
Figure 12 — Exemple de marquage de vis à tête ronde et collet carré . 49
Figure 13 — Marquage des goujons . 49
Figure 14 — Marquage du filetage à gauche . 50
Figure 15 — Variante de marquage du filetage à gauche. 50
Tableaux
Tableau 1 – Rapport entre la limite apparente d’élasticité et la résistance à la traction . 4
Tableau 2 — Aciers . 5
Tableau 3 — Caractéristiques mécaniques et physiques des vis, goujons et tiges filetées . 6
Tableau 4 – Série d’essais FF1 – Vis finies à capacité de charge intégrale. 10
Tableau 5 – Série d’essais FF2 – Goujons et tiges filetées finis à capacité de charge intégrale . 11
Tableau 6 – Série d’essais FF3 – Vis finies à capacité de charge réduite du fait de la forme de la tête. 12
Tableau 7 – Série d’essais FF4 – Vis, goujons et tiges filetées finis à capacité de charge réduite, par exemple
du fait de la tige très réduite (élégie) . 13
Tableau 8 – Série d’essais MP1 – Caractéristiques des matériaux déterminées sur éprouvettes usinées. 14
Tableau 9 – Série d’essais MP2 – Caractéristiques des matériaux déterminées sur vis à capacité de charge
intégrale . 16
Tableau 10 — Charges minimales de rupture — Filetage métrique ISO à pas gros . 17
Tableau 11 — Charges d'épreuve — Filetage métrique ISO à pas gros . 17
iv © ISO 2006 – Tous droits réservés
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ISO/DIS 898-1
Tableau 12 — Charges minimales de rupture — Filetage métrique ISO à pas fin.18
Tableau 13 — Charges d'épreuve — Filetage métrique ISO à pas fin .18
Tableau 14 – Classe de tolérance de filetage des adaptateurs filetés (filetage intérieur) .20
Tableau 15 — Diamètre du trou de passage et rayon de la cale biaise .21
Tableau 16 — Angle de cale α pour l’essai de traction avec cale biaise.21
Tableau 17 - Angle β pour l'essai de solidité de la tête.37
Tableau 18 — Valeurs de la hauteur du filetage extérieur dans la condition du maximum de matière, H , et de
1
la hauteur minimale de la zone non décarburée dans le filetage, E .41
min
Tableau 19 — Symboles de marquage des éléments de fixation à capacité de charge intégrale .47
Tableau 20 — Système de marquage horaire des vis à capacité de charge intégrale.47
Tableau 21 — Variantes de symbole de marquage pour les goujons .49
Tableau 22 – Symboles de marquage pour les éléments de fixation à capacité de charge réduite.51
Tableau A.1 – Relation entre la résistance à la traction et l’allongement après rupture.52
Tableau C.1 – Allongement après rupture sur produits entiers, A .54
f
Tableau ZA — Correspondance entre la Norme Européenne et la Directive 87/404/EEC .55
© ISO 2006 – Tous droits réservés v
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ISO/DIS 898-1
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 898-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 2, Eléments de fixation, sous-comité SC 1,
Propriétés mécaniques des éléments de fixation en collaboration avec le comité technique CEN/TC 185,
Eléments de fixation.
L'ISO 898 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Caractéristiques mécaniques des
éléments de fixation en acier au carbone et en acier allié:
⎯ Partie 1 : Vis, goujons et tiges filetées
⎯ Partie 2 : Écrous avec charges d’épreuve spécifiées — Filetage à pas gros
⎯ Partie 5 : Vis sans tête et éléments de fixation filetés similaires non soumis à des contraintes de traction
⎯ Partie 6 : Écrous avec charges d’épreuve spécifiées — Filetage à pas fin
⎯ Partie 7 : Essai de torsion et couples minimaux de rupture des vis de diamètre nominal de filetage de 1
mm à 10 mm
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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 898-1
Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation en acier
au carbone et en acier allié —
Partie 1:
Vis et goujons
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 898 spécifie les caractéristiques mécaniques et physiques des vis, goujons et
tiges filetées en acier au carbone et en acier allié, essayés dans la plage de température ambiante de 10 °C
à 35 °C.
Les éléments de fixation conformes aux exigences de la présente norme sont évalués uniquement dans cette
plage de température ambiante ; ils peuvent ne pas maintenir les caractéristiques mécaniques et physiques
spécifiées pour des températures plus hautes et plus basses (se reporter aux informations de l’annexe B).
NOTE 1 Les éléments de fixation conformes aux exigences de la présente norme ont été utilisés avec succès dans
des applications comprises entre –50°C et +150°C. Il convient que les utilisateurs consultent un métallurgiste expérimenté
en élément de fixation pour une utilisation à des températures en dehors de la plage –50°C à +150°C, afin de déterminer
les aciers appropriés pour une application donnée.
NOTE 2 Des informations relatives à la sélection et à l’utilisation des aciers à basses températures figurent par
exemple dans l’EN 10269 et l’ASTM A320.
Certains éléments de fixation peuvent ne pas satisfaire aux exigences de résistance à la traction ou à la
torsion de la présente norme, en raison de la géométrie de la tête qui présente une section cisaillée dans la
tête inférieure à la section résistante dans le filetage, tels que les têtes fraisées, fraisées bombées et
cylindriques basses (voir 7.2).
La présente partie de l'ISO 898 s'applique aux vis, goujons et tiges filetées :
⎯ en acier au carbone ou en acier allié ;
⎯ à filetage métrique ISO triangulaire conforme à l'ISO 68-1 ;
⎯ de filetage M1,6 à M39 pour les pas gros, et de filetage M8 x 1 à M39 x 3 pour les pas fins ;
⎯ de combinaisons diamètre/pas conformes à l'ISO 261 et à l'ISO 262 ;
⎯ de tolérance de filetage conforme à l'ISO 965-1, ISO 965-2 et ISO 965-4.
Elle ne s'applique pas aux vis sans tête et éléments de fixation filetés similaires non soumis à des contraintes
de traction (voir l'ISO 898-5).
Elle ne spécifie aucune exigence pour des caractéristiques telles que
⎯ la soudabilité,
⎯ la résistance à la corrosion,
⎯ la résistance au cisaillement, ou
⎯ la résistance à la fatigue.
NOTE 3 Le système de désignation de la présente partie de l'ISO 898 peut être utilisé pour des dimensions en dehors
des limites fixées dans cet article (par exemple d > 39 mm), à condition que toutes les exigences mécaniques et
physiques applicables de la classe de qualité soient satisfaites.
© ISO 2006 – Tous droits réservés 1
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ISO/DIS 898-1
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 68-1, Filetages ISO pour usages généraux - Profil de base - Partie 1: Filetages métriques
ISO 148, Matériaux métalliques - Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy - (V-notch)
ISO 225, Eléments de fixation - Vis, goujons et écrous - Symboles et désignations des dimensions
ISO 261, Filetages métriques ISO pour usages généraux - Vue d'ensemble
ISO 262, Filetages métriques ISO pour usages généraux - Sélection de dimensions pour la boulonnerie
ISO 273, Eléments de fixation - Trous de passage pour vis
ISO 724, Filetages métriques ISO pour usages généraux - Dimensions de base
ISO 898-2, Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation - Partie 2 : Ecrous avec les charges
d'épreuve spécifiées - Filetage à pas gros
ISO 898-5, Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation en acier au carbone et en acier allié –
Partie 5 : Vis sans tête et éléments de fixation filetés similaires non soumis à des contraintes de traction
ISO 898-7, Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation - Partie 7 : Essai de torsion et couples
minimaux de rupture des vis de diamètre nominal de filetage de 1 mm à 10 mm
ISO 965-1, Filetages métriques ISO pour usages généraux - Tolérances - Partie 1 : Principes et données
fondamentales
ISO 965-2, Filetages métriques ISO pour usages généraux - Tolérances - Partie 2 : Dimensions limites pour
filetages intérieurs et extérieurs - Qualité moyenne
ISO 965-4, Filetages métriques ISO pour usages généraux - Tolérances - Partie 4: Dimensions limites pour
filetages extérieurs galvanisés à chaud pour assemblages avec des filetages intérieurs de position de
tolérance H ou G après galvanisation
ISO 6157-1, Éléments de fixation - Défauts de surface - Partie 1 : Boulons, vis et goujons d'usage général
ISO 6157-3, Eléments de fixation - Défauts de surface - Partie 3 : Vis et goujons pour applications
particulières
ISO 6506-1, Matériaux métalliques - Essai de dureté Brinell - Partie 1: Méthode d'essai
ISO 6507-1, Matériaux métalliques - Essai de dureté Vickers - Partie 1: Méthode d'essai
ISO 6508-1, Matériaux métalliques - Essai de dureté Rockwell - Partie 1: Méthode d'essai (échelles A, B, C, D,
E, F, G, H, K, N, T)
ISO 6892, Matériaux métalliques - Essai de traction à température ambiante
ISO 7500-1, Matériaux métalliques - Vérification des machines pour essais statiques uniaxiaux - Partie 1:
Machines d'essai de traction/compression - Vérification et étalonnage du système de mesure de force
ISO 10684:2004, Eléments de fixation - Revêtements de galvanisation à chaud
2 © ISO 2006 – Tous droits réservés
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ISO/DIS 898-1
3 Symboles et unités
Pour les besoins de la présente norme, les symboles et unités suivants s’appliquent ainsi que les symboles
adéquats de l’ISO 225, l’ISO 965-1 et l’ISO 6892.
A Allongement après rupture sur éprouvette usinée, exprimé en pourcentage, %
A Allongement après rupture sur produit entier
f
A Section résistante nominale du filetage, mm²
s,nom
A Section résistante de la partie lisse (tige réduite), mm²
ds
b Longueur du filetage, mm
b Longueur du filetage du goujon (côté implantation), mm
m
d Diamètre nominal de filetage, mm
d Diamètre de l’éprouvette usinée, mm
0
d Diamètre intérieur de base du filetage extérieur, mm
1
d Diamètre sur flancs de base du filetage extérieur, mm
2
d Diamètre intérieur du filetage extérieur, mm
3
d Diamètre intérieur de la face d’appui, mm
a
d Diamètre du trou de passage de la cale biaise ou du bloc, mm
h
d Diamètre de la partie lisse (tige), mm
s
E Hauteur de la zone non décarburée dans le filetage, mm
F Charge de rupture, N
m
F Charge d’épreuve, N
p
F Charge à la limite conventionnelle d’élasticité à 0,0048 d sur produit entier, N
pf
G Profondeur de décarburation totale dans le filetage, mm
H Hauteur du triangle générateur, mm
H Hauteur du filetage extérieur dans la condition du maximum de matière, mm
1
k Hauteur de tête, mm
l Longueur nominale, mm
l Longueur totale de l’élément de fixation avant la charge d’épreuve, mm
0
ère
l Longueur totale de l’élément de fixation après relâchement de la 1 charge d’épreuve, mm
1
ème
l Longueur totale de l’élément de fixation après relâchement de la 2 charge d’épreuve, mm
2
l Longueur de la partie lisse (tige), mm
s
l Longueur totale d’un goujon ou d’une tige filetée, mm
t
l Longueur de la partie filetée libre de l’élément de fixation dans un dispositif d’essai, mm
th
L Longueur de la partie calibrée de l’éprouvette usinée, mm
c
L Longueur initiale entre repères de l’éprouvette usinée, mm
0
L Longueur totale de l’éprouvette usinée, mm
t
L Longueur ultime entre repères de l’éprouvette usinée, mm
u
ΔL Allongement plastique, mm
p
© ISO 2006 – Tous droits réservés 3
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ISO/DIS 898-1
M Couple de rupture, Nm
B
P Pas du filetage, mm
r Rayon de raccordement sous tête, mm
R Limite inférieure d’écoulement sur éprouvette usinée, N/mm²
eL
R Résistance à la traction, N/mm²
m
R Limite conventionnelle d’élasticité à 0,2 % sur éprouvette usinée, N/mm²
p0,2
R Limite conventionnelle d’élasticité à 0,0048 d sur produit entier, N/mm²
pf
s Surplat, mm
S Aire de la section initiale de l’éprouvette usinée, mm²
0
S Contrainte à la charge d’épreuve, N/mm²
p
S Aire de la section de l’éprouvette usinée après rupture, mm²
u
Z Striction après rupture sur éprouvette usinée, exprimée en pourcentage
α Angle de la cale biaise pour l’essai de résistance à la traction avec cale biaise
β Angle pour l’essai de solidité de la tête
4 Système de désignation des classes de qualité
Le symbole des classes de qualité des vis, goujons et tiges filetées se compose de deux nombres, séparés
par un point :
⎯ le premier nombre à gauche du point, constitué d’un ou deux chiffres, représente le 1/100 de la valeur
nominale de la résistance à la traction, R , en N/mm² (voir 6.1 dans le Tableau 3) ;
m,nom
⎯ le second nombre à droite du point représente 10 fois le rapport entre la valeur nominale de la limite
d’élasticité (limite inférieure d'écoulement, R ou limite conventionnelle d'élasticité à 0,2 %, R , ou
eL,nom p0,2
limite conventionnelle d’élasticité à 0,0048 d, R , voir 6.4 à 6.6 dans le Tableau 3) et la valeur
pf,nom
nominale de la résistance à la traction, R , comme indiqué dans le Tableau 1 (ratio des contraintes
m,nom
charge d’épreuve/limite d'élasticité).
Tableau 1 – Rapport entre la limite apparente d’élasticité et la résistance à la traction
Nombre à droite du point .6 .8 .9
R R
R
eL,nom p0,2,nom pf,nom
ou ou
0,6 0,8 0,9
R R R
m, nom m, nom m, nom
EXEMPLE Un élément de fixation de résistance nominale à la traction R = 800 N/mm² et de rapport de limite
m,nom
d’élasticité de 0,8 est de classe de qualité 8.8.
La multiplication de la résistance nominale à la traction et du ratio des contraintes charge d’épreuve/limite
d’élasticité donne la valeur nominale de la limite d’élasticité en N/mm². L’Annexe A donne des informations
sur la relation entre la résistance nominale à la traction et l’allongement après rupture pour chaque classe de
qualité.
NOTE Le marquage et l’étiquetage de la classe de qualité pour les vis, goujons et tiges filetées sont spécifiés
uniquement pour les éléments de fixation qui sont conformes à toutes les exigences de la présente partie de l’ISO 898,
voir 10.3. Pour les éléments de fixation à capacité de charge réduite, des symboles de classe de qualité modifiés et des
exigences de marquage particulières sont définis en 10.4.
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ISO/DIS 898-1
5 Matériaux
Le Tableau 2 définit les aciers et les températures minimales de r
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