ISO 3506-2:2020
(Main)Fasteners — Mechanical properties of corrosion-resistant stainless steel fasteners — Part 2: Nuts with specified grades and property classes
Fasteners — Mechanical properties of corrosion-resistant stainless steel fasteners — Part 2: Nuts with specified grades and property classes
This document specifies the mechanical and physical properties of nuts, with coarse pitch thread and fine pitch thread, made of corrosion-resistant stainless steels, when tested at the ambient temperature range of 10 °C to 35 °C. It specifies property classes in relation to austenitic, martensitic, ferritic and duplex (austenitic-ferritic) steel grades for nuts. ISO 3506‑6 provides general rules and additional technical information on suitable stainless steels and their properties. Nuts conforming to the requirements of this document are evaluated at the ambient temperature specified in paragraph 1. It is possible that they do not retain the specified mechanical and physical properties at elevated and/or lower temperatures. NOTE 1 Fasteners conforming to the requirements of this document are used without restriction in applications ranging from ?20 °C to +150 °C; however, fasteners conforming to this document are also used for applications outside this range down to ?196 °C and up to +300 °C. For more details, see ISO 3506-6. Outside the temperature range of ?20 °C to +150 °C, it is the responsibility of the user to determine the appropriate choice for a given application, in consultation with an experienced fastener metallurgist and by taking into account e.g. stainless steel composition, duration of exposure at elevated or low temperature, the effect of the temperature on the fastener mechanical properties and clamped parts, and the corrosive service environment of the bolted joint. NOTE 2 ISO 3506‑5[1] is developed in order to assist in the selection of appropriate stainless steel grades and property classes intended for use at temperatures up to +800 °C. This document applies to nuts: — with ISO metric thread in accordance with ISO 68‑1, — with diameter/pitch combinations in accordance with ISO 261 and ISO 262, — with coarse pitch thread M5 to M39, and fine pitch thread M8×1 to M39×3, — with thread tolerances in accordance with ISO 965‑1 and ISO 965‑2, — with specified property classes, including proof load, — with different nut styles: thin nuts, regular nuts and high nuts, — with a minimum nut height m ≥ 0,45D, — with a minimum outside diameter or width across flats s ≥ 1,45D (see Annex A), — of any shape, and — able to mate with bolts, screws and studs with property classes in accordance with ISO 3506‑1. Stainless steel grades and property classes can be used for sizes outside the diameter limits of this document (i.e. for D D > 39 mm), provided that all applicable chemical, mechanical and physical requirements are met. This document does not specify requirements for functional properties such as: — torque/clamp force properties, — prevailing torque properties, or — weldability. [1] Under preparation.
Fixations — Caractéristiques mécaniques des fixations en acier inoxydable résistant à la corrosion — Partie 2: Écrous de grades et classes de qualité spécifiés
Le présent document spécifie les caractéristiques mécaniques et physiques des écrous, à filetage à pas gros et à filetage à pas fin, en aciers inoxydables résistant à la corrosion, lorsque soumis à essai à la température ambiante de 10 °C à 35 °C. Il spécifie les classes de qualité en fonction des grades d'aciers inoxydables austénitiques, martensitiques, ferritiques et duplex (austéno-ferritiques) pour les écrous. L'ISO 3506‑6 fournit des règles générales et des informations techniques supplémentaires sur les aciers inoxydables appropriés ainsi que leurs propriétés. Les écrous conformes aux exigences du présent document sont évalués dans la plage de température ambiante spécifiée dans l'alinéa 1. Ils peuvent ne pas conserver les caractéristiques mécaniques et physiques spécifiées à des températures élevées et/ou basses. NOTE 1 Les fixations conformes aux exigences du présent document sont utilisées sans restriction pour des applications dans la plage de ?20 °C à +150 °C; cependant, les fixations conformes au présent document sont également utilisées pour des applications en dehors de cette plage, en températures négatives jusqu'à ?196 °C et en températures élevées jusqu'à +300 °C. Pour d'avantage d'explications, voir l'ISO 3506‑6. En dehors de la plage de température de ?20 °C à +150 °C , il est de la responsabilité de l'utilisateur de déterminer le choix approprié pour une application donnée en concertation avec un métallurgiste expérimenté en fixations et en prenant en considération plusieurs facteurs, par exemple la composition de l'acier inoxydable, la durée d'exposition à température élevée ou basse, l'effet de la température sur les caractéristiques mécaniques des fixations et des pièces assemblées, ainsi que l'environnement corrosif d'utilisation de l'assemblage vissé. NOTE 2 L'ISO 3506‑5[1] est développé afin d'aider à la sélection des grades d'aciers inoxydables et des classes de qualité appropriées destinés à être utilisés à des températures jusqu'à +800 °C. Le présent document s'applique aux écrous: — à filetage métrique ISO conforme à l'ISO 68‑1; — de combinaisons diamètre/pas, conformes à l'ISO 261 et à l'ISO 262; — de filetage M5 à M39 pour les pas gros, et de filetage M8×1 à M39×3 pour les pas fins; — de tolérances de filetage conformes à l'ISO 965‑1 et à l'ISO 965‑2; — de classes de qualité spécifiées, comprenant la charge d'épreuve; — de différents styles: écrous bas, écrous normaux et écrous hauts; — de hauteur minimale d'écrou m ≥ 0,45D; — de diamètre extérieur minimal ou de surplat minimum s ≥ 1,45D (voir Annexe A); — de forme quelconque; et — conçus pour être utilisés avec des vis, goujons et tiges filetées de classes de qualité conformes à l'ISO 3506‑1. Les grades d'aciers inoxydables et classes de qualité peuvent être utilisés pour des dimensions en dehors des limites de diamètres du présent document (c'est-à-dire pour D D > 39 mm), à condition que toutes les exigences chimiques, mécaniques et physiques applicables soient satisfaites. Le présent document ne spécifie pas d'exigence pour des caractéristiques fonctionnelles telles que: — les caractéristiques de couple/tension; — les caractéristiques d'autofreinage; ou — la soudabilité. [1] En préparation.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 3506-2
Third edition
2020-04
Fasteners — Mechanical properties
of corrosion-resistant stainless steel
fasteners —
Part 2:
Nuts with specified grades and
property classes
Fixations — Caractéristiques mécaniques des fixations en acier
inoxydable résistant à la corrosion —
Partie 2: Écrous de grades et classes de qualité spécifiés
Reference number
ISO 3506-2:2020(E)
©
ISO 2020
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ISO 3506-2:2020(E)
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Published in Switzerland
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ISO 3506-2:2020(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vii
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
3 Terms and definitions . 2
4 Symbols . 3
5 Designation systems . 4
5.1 Designation of nut styles . 4
5.2 Designation system for stainless steel grades and property classes . 4
5.2.1 General. 4
5.2.2 Designation of stainless steel grades (first block) . 5
5.2.3 Designation of property classes (second block) for regular nuts (style 1)
and high nuts (style 2) . 6
5.2.4 Designation of property classes (second block) for thin nuts (style 0) . 6
6 Design of bolt and nut assemblies . 6
7 Materials . 7
7.1 Chemical composition . 7
7.2 Heat treatment for martensitic stainless steel nuts . 8
7.3 Finish . 9
7.4 Corrosion resistance . 9
8 Mechanical and physical properties . 9
9 Inspection .14
9.1 Manufacturer’s inspection .14
9.2 Supplier’s inspection .14
9.3 Purchaser’s inspection .15
9.4 Delivery of test results .15
10 Test methods .15
10.1 Proof load test .15
10.1.1 General.15
10.1.2 Applicability .15
10.1.3 Apparatus .15
10.1.4 Testing device .15
10.1.5 Test procedure .17
10.1.6 Addition to test procedure for prevailing torque nuts .17
10.1.7 Test results and requirements .17
10.2 Hardness test .18
10.2.1 General.18
10.2.2 Test procedure .18
10.2.3 Test results and requirements .19
11 Nut marking and labelling .19
11.1 Nut marking .19
11.1.1 General requirements for marking .19
11.1.2 Marking of property class for nuts with full loadability (regular and high nuts) .19
11.1.3 Marking of property class for nuts with reduced loadability (thin nuts) .20
11.1.4 Additional marking .20
11.2 Manufacturer’s identification mark .20
11.3 Marking on the nuts .20
11.3.1 Hexagon nuts .20
11.3.2 Other types of nuts .22
11.3.3 Left-hand thread marking .22
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ISO 3506-2:2020(E)
11.4 Marking of the packages (labelling) .22
Annex A (informative) Design principles of stainless steel nuts .23
Annex B (normative) Thread dimensions of the test mandrel for proof load .25
Bibliography .27
iv © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 3506-2:2020(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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
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. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 2, Fasteners.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 3506-2:2009) which has been technically
revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:
— annexes common to several parts of the ISO 3506 series have been withdrawn from this document
and are now included in a new document (ISO 3506-6);
— duplex (austenitic-ferritic) stainless steels for property classes 70, 80 and 100 have been added (see
Figure 1);
— property class 100 for austenitic stainless steel grades as well as grade A8 have been added (see
Figure 1);
— information for nut styles (see 5.1) has been added;
— design of stainless steel bolt and nut assemblies (see Clause 6), and design principles of stainless
steel nuts (see Annex A) have been added;
— finish (see 7.3) has been improved;
— calculated proof load values (see Tables 5 to 8) and rounding rules have been added;
— requirements and guidance for inspection procedures (see Clause 9) have been added;
— thread dimensions of the test mandrel for proof load (see Annex B) have been added;
— operational temperature ranges (see Clause 1) have been clarified;
— test methods for proof load and hardness have been improved (see Clause 10);
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ISO 3506-2:2020(E)
— nut marking and labelling especially for thin nuts with reduced loadability (see Clause 11) have
been added;
— structure and content of this document have been brought in line with ISO 898-2.
A list of all parts in the ISO 3506 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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ISO 3506-2:2020(E)
Introduction
The ISO 3506 series consists of the following parts, under the general title Fasteners — Mechanical
properties of corrosion-resistant stainless steel fasteners:
— Part 1: Bolts, screws and studs with specified grades and property classes
— Part 2: Nuts with specified grades and property classes
1)
— Part 3 : Set screws and similar fasteners not under tensile stress
1)
— Part 4 : Tapping screws
2)
— Part 5 :Special fasteners (also including fasteners from nickel alloys) for high temperature applications
— Part 6: General rules for the selection of stainless steels and nickel alloys for fasteners.
The properties of stainless steel fasteners result from the chemical composition of the material
(especially corrosion resistance) and from the mechanical properties due to the manufacturing
processes. Ferritic, austenitic and duplex (austenitic-ferritic) stainless steel fasteners are generally
manufactured by cold working; they consequently do not have homogeneous local material properties
when compared to quenched and tempered fasteners.
Austenitic-ferritic stainless steels referred to as duplex stainless steels were originally invented in the
1930s. Standard duplex grades used today have been developed since the 1980s. Fasteners made of
duplex stainless steels have been long established in a range of applications. This document was revised
to reflect their standardization.
All duplex stainless steel grades show improved resistance to stress corrosion cracking compared to
the commonly used A1 to A5 austenitic grades. Most duplex grades also show higher levels of pitting
corrosion resistance, where D2 matches at least A2 and where D4 matches at least A4.
Complementary detailed explanations about definitions of stainless steel grades and properties are
specified in ISO 3506-6.
1) It is intended to revise ISO 3506-3 and ISO 3506-4 in the future in order to include the reference to ISO 3506-6.
2) Under preparation.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 3506-2:2020(E)
Fasteners — Mechanical properties of corrosion-resistant
stainless steel fasteners —
Part 2:
Nuts with specified grades and property classes
1 Scope
This document specifies the mechanical and physical properties of nuts, with coarse pitch thread and
fine pitch thread, made of corrosion-resistant stainless steels, when tested at the ambient temperature
range of 10 °C to 35 °C. It specifies property classes in relation to austenitic, martensitic, ferritic and
duplex (austenitic-ferritic) steel grades for nuts.
ISO 3506-6 provides general rules and additional technical information on suitable stainless steels and
their properties.
Nuts conforming to the requirements of this document are evaluated at the ambient temperature
specified in paragraph 1. It is possible that they do not retain the specified mechanical and physical
properties at elevated and/or lower temperatures.
NOTE 1 Fasteners conforming to the requirements of this document are used without restriction in
applications ranging from –20 °C to +150 °C; however, fasteners conforming to this document are also used for
applications outside this range down to –196 °C and up to +300 °C. For more details, see ISO 3506-6.
Outside the temperature range of –20 °C to +150 °C, it is the responsibility of the user to determine the
appropriate choice for a given application, in consultation with an experienced fastener metallurgist
and by taking into account e.g. stainless steel composition, duration of exposure at elevated or low
temperature, the effect of the temperature on the fastener mechanical properties and clamped parts,
and the corrosive service environment of the bolted joint.
3)
NOTE 2 ISO 3506-5 is developed in order to assist in the selection of appropriate stainless steel grades and
property classes intended for use at temperatures up to +800 °C.
This document applies to nuts:
— with ISO metric thread in accordance with ISO 68-1,
— with diameter/pitch combinations in accordance with ISO 261 and ISO 262,
— with coarse pitch thread M5 to M39, and fine pitch thread M8×1 to M39×3,
— with thread tolerances in accordance with ISO 965-1 and ISO 965-2,
— with specified property classes, including proof load,
— with different nut styles: thin nuts, regular nuts and high nuts,
— with a minimum nut height m ≥ 0,45D,
— with a minimum outside diameter or width across flats s ≥ 1,45D (see Annex A),
— of any shape, and
— able to mate with bolts, screws and studs with property classes in accordance with ISO 3506-1.
3) Under preparation.
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ISO 3506-2:2020(E)
Stainless steel grades and property classes can be used for sizes outside the diameter limits of this
document (i.e. for D < 5 mm or D > 39 mm), provided that all applicable chemical, mechanical and
physical requirements are met.
This document does not specify requirements for functional properties such as:
— torque/clamp force properties,
— prevailing torque properties, or
— weldability.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements 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 898-1, 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 1891-4, Fasteners — Vocabulary — Part 4: Control, inspection, delivery, acceptance and quality
ISO 3506-6, Fasteners — Mechanical properties of corrosion-resistant stainless steel fasteners — Part 6:
General rules for the selection of stainless steels and nickel alloys for fasteners
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
ISO 6892-1, Metallic materials — Tensile testing — Part 1: Method of test at room temperature
ISO 7500-1, Metallic materials — Calibration and verification of static uniaxial testing machines — Part 1:
Tension/compression testing machines — Calibration and verification of the force-measuring system
ISO 16228, Fasteners — Types of inspection documents
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
stainless steel
steel with at least 10,5 % (mass fraction) of chromium (Cr) and maximum 1,2 % (mass fraction) of
carbon (C)
[SOURCE: ISO 3506-1:2020, 3.5]
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ISO 3506-2:2020(E)
3.2
austenitic stainless steel
stainless steel (3.1) with high amounts of chromium and nickel which usually cannot be hardened by
heat treatment, providing excellent resistance to corrosion, good ductility, and usually low or non-
magnetic properties
[SOURCE: ISO 3506-1:2020, 3.6]
3.3
martensitic stainless steel
stainless steel (3.1) with high amounts of chromium but very little nickel or other alloying elements,
which can be hardened by heat treatment for increasing strength but with reduced ductility, and with
highly magnetic properties
[SOURCE: ISO 3506-1:2020, 3.7]
3.4
ferritic stainless steel
stainless steel (3.1) containing less than 0,1 % carbon and typically 11 % to 18 % chromium, which
usually cannot be hardened by heat treatment, and with highly magnetic properties
[SOURCE: ISO 3506-1:2020, 3.8]
3.5
duplex stainless steel
stainless steel (3.1) with a micro-structure that includes both austenitic and ferritic phases providing
excellent resistance to corrosion, containing a higher amount of chromium and a reduced quantity of
nickel compared to austenitic steel, with high strength, and with magnetic properties
[SOURCE: ISO 3506-1:2020, 3.9]
4 Symbols
For the purposes of this document, the following symbols apply.
2
A nominal stress area in thread, mm
s,nom
D nominal thread diameter of the nut, mm
D basic pitch diameter of internal thread, mm
2
d hole diameter for the grip, mm
h
F proof load, N
p
h thickness of the grip, mm
m height of the nut, mm
P pitch of the thread, mm
S stress under proof load, MPa
p
s width across flats, mm
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ISO 3506-2:2020(E)
5 Designation systems
5.1 Designation of nut styles
This document specifies requirements for three styles of nuts according to their height:
a) nuts with full loadability:
— regular nuts (style 1) with minimum height 0,80 D ≤ m < 0,89 D, see Annex A,
min
— high nuts (style 2) with minimum height m ≥ 0,89 D, see Annex A;
min
b) nuts with reduced loadability: thin nuts (style 0) with minimum height 0,45 D ≤ m < 0,80 D.
min
5.2 Designation system for stainless steel grades and property classes
5.2.1 General
The standardized combinations of stainless steel grades and property classes are specified in Clause 8,
Table 3 or 4.
The designation system for stainless steel grades and property classes for nuts consists of two blocks,
separated by a hyphen, as specified in Figure 1. The first block designates the stainless steel grade, and
the second block the property class of the nut.
4 © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 3506-2:2020(E)
a
For low carbon austenitic stainless steels with carbon content not exceeding 0,030 %, nuts can additionally be
marked or designated with the letter "L" just after the grade. Example: A4L-80.
b
For information only.
Figure 1 — Designation system for stainless steel grades and property classes for nuts
The marking, labelling and designation of nuts with stainless steel grade and property class shall be as
specified in Clause 11. For thin nuts with reduced loadability, the digit “0” shall precede the property
class as specified in 11.3.
The designation system of this document may be used for sizes outside the diameter limits specified in
Clause 1 (i.e. D < 5 mm or D > 39 mm), provided that all applicable chemical, mechanical and physical
requirements are met.
5.2.2 Designation of stainless steel grades (first block)
The designation of the stainless steel grade (first block) consists of one letter which specifies the
stainless steel group:
— A for austenitic,
— C for martensitic,
— F for ferritic,
© ISO 2020 – All rights reserved 5
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ISO 3506-2:2020(E)
— D for duplex (austenitic-ferritic),
and
— a digit which specifies the range of chemical compositions within this stainless steel group.
The chemical compositions of stainless steel groups and grades classified in Figure 1 are specified in
Table 2.
5.2.3 Designation of property classes (second block) for regular nuts (style 1) and high nuts
(style 2)
The designation of the property class (second block) consists of a number corresponding to 1/10 of the
stress under proof load of the nut in accordance with Table 3 or 4; it also corresponds to the appropriate
stainless steel property class of the bolt, screw and stud with which it should be mated.
EXAMPLE 1 A2-70 specifies an austenitic stainless steel nut, work hardened, with stress under proof load of
700 MPa, for nuts with full loadability (m ≥ 0,8D).
EXAMPLE 2 C1-110 specifies a martensitic stainless steel nut, quenched and tempered, with stress under
proof load of 1 100 MPa, for nuts with full loadability (m ≥ 0,8D).
5.2.4 Designation of property classes (second block) for thin nuts (style 0)
The designation of the property class (second block) for thin nuts (style 0) consists of a digit and a
number, specified in the following ways:
— the first digit is zero, indicating that the loadability of the thin nuts is reduced in comparison with
the loadability of a regular or high nut in accordance with 5.2.3, and therefore thread stripping can
occur when overloaded,
— the following number corresponds to 1/10 of the stress under proof load of the nut on a hardened
test mandrel in megapascals; it also corresponds to half of the appropriate property class of the
stainless steel fastener with which the thin nut should be mated.
EXAMPLE A4-040 specifies an austenitic stainless steel thin nut, with the same material and manufacturing
process (work hardened, high strength) as a regular nut A4-80, but with stress under proof load of 400 MPa
(reduced loadability) because of its height (m < 0,80 D).
6 Design of bolt and nut assemblies
Property class combinations of nuts to bolts, screws and studs shall be in accordance with Table 1.
Table 1 — Property class combination of nuts to bolts, screws and studs
Minimum property class of the mating nuts
Property class of
Regular and high nuts Thin nuts
bolts, screws and studs
(style 1 and style 2) (style 0)
45 45 022
50 50 025
60 60 030
70 70 035
80 80 040
100 100 050
110 110 055
For full loadability, regular nuts (style 1) and high nuts (style 2) shall be used.
6 © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 3506-2:2020(E)
As example, a bolt A4-70 is usually mated with a nut A4-70, however it may be mated with a nut A4-80.
For all-metal prevailing torque nuts, only the same bolt and nut property class shall be combined.
Thin nuts (style 0) have a reduced loadability and are not designed to provide resistance against thread
stripping. A thin nut used as jam nut shall be assembled together with a regular nut or a high nut.
For other combinations than those specified in Table 1, it is recommended to check the compatibility of
the fasteners before installation in the application.
Explanations of basic design principles of nuts and loadability of bolted assemblies are given in Annex A.
7 Materials
7.1 Chemical composition
Table 2 specifies the limits for chemical composition of the stainless steel grades for fasteners. The
chemical composition shall be assessed in accordance with the relevant International Standards.
The final choice of the chemical composition within the specified stainless steel grade is at the discretion
of the manufacturer, unless otherwise agreed between the purchaser and the manufacturer.
The r
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 3506-2
Troisième édition
2020-04
Fixations — Caractéristiques
mécaniques des fixations en acier
inoxydable résistant à la corrosion —
Partie 2:
Écrous de grades et classes de qualité
spécifiés
Fasteners — Mechanical properties of corrosion-resistant stainless
steel fasteners —
Part 2: Nuts with specified grades and property classes
Numéro de référence
ISO 3506-2:2020(F)
©
ISO 2020
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ISO 3506-2:2020(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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ISO 3506-2:2020(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vii
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles . 3
5 Systèmes de désignation . 4
5.1 Désignation des styles d'écrou . 4
5.2 Système de désignation des grades d'aciers inoxydables et classes de qualité . 4
5.2.1 Généralités . 4
5.2.2 Désignation des grades d'aciers inoxydables (premier bloc) . 5
5.2.3 Désignation des classes de qualité (deuxième bloc) pour les écrous
normaux (style 1) et les écrous hauts (style 2) . 6
5.2.4 Désignation des classes de qualité (deuxième bloc) pour les écrous bas (style 0) 6
6 Conception des assemblages vissés . 6
7 Matériaux . 7
7.1 Composition chimique . 7
7.2 Traitement thermique des écrous en acier inoxydable martensitique . 8
7.3 Finition . 9
7.4 Résistance à la corrosion . 9
8 Caractéristiques mécaniques et physiques . 9
9 Contrôle.15
9.1 Contrôle effectué par le fabricant .15
9.2 Contrôle effectué par le fournisseur .15
9.3 Contrôle effectué par le client .16
9.4 Fourniture de résultats d'essai.16
10 Méthodes d'essai .16
10.1 Essai de charge d'épreuve .16
10.1.1 Généralités .16
10.1.2 Limites d'application .16
10.1.3 Appareillage .16
10.1.4 Dispositif d'essai .16
10.1.5 Mode opératoire .18
10.1.6 Complément au mode opératoire pour les écrous autofreinés .18
10.1.7 Résultats d’essais et exigences .19
10.2 Essai de dureté .19
10.2.1 Généralités .19
10.2.2 Mode opératoire .19
10.2.3 Résultats d’essai et exigences .20
11 Marquage et étiquetage des écrous .20
11.1 Marquage des écrous .20
11.1.1 Exigences générales pour le marquage .20
11.1.2 Marquage de la classe de qualité pour les écrous à capacité de charge
intégrale (écrous normaux et écrous hauts) .21
11.1.3 Marquage de la classe de qualité pour les écrous à capacité de charge
réduite (écrous bas) .21
11.1.4 Marquage complémentaire .21
11.2 Marque d’identification du fabricant .21
11.3 Marquage des écrous .22
11.3.1 Écrous hexagonaux .22
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11.3.2 Autres types d'écrous .23
11.3.3 Marquage du filetage à gauche .23
11.4 Marquage des conditionnements (étiquetage) .24
Annexe A (informative) Principes de conception des écrous en acier inoxydable .25
Annexe B (normative) Dimensions du filetage du mandrin d'essai pour la charge d'épreuve .27
Bibliographie .29
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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 (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L'attention est attirée 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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ iso/ fr/ avant -propos .html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 2, Fixations.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 3506-2:2009) qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:
— les annexes communes à plusieurs parties de l'ISO 3506 ont été supprimées du présent document et
font désormais partie d’un nouveau document (ISO 3506-6);
— les aciers inoxydables duplex (austéno-ferritiques) pour les classes de qualité 70, 80 et 100 ont été
ajoutés (voir Figure 1);
— la classe de qualité 100 pour les grades d'aciers inoxydables austénitiques ainsi que le grade A8 ont
été ajoutés (voir Figure 1);
— des informations sur les hauteurs d'écrous (styles) (voir 5.1) ont été ajoutées;
— la conception des assemblages vissés en acier inoxydable (voir Article 6), et les principes de
conception pour les écrous en acier inoxydable (voir Annexe A) ont été ajoutés;
— la finition (voir 7.3) a été améliorée;
— les valeurs de charges d'épreuve calculées (voir Tableaux 5 à 8) et les règles d'arrondi ont été
ajoutées;
— des exigences et recommandations pour les procédures de contrôle (voir Article 9) ont été ajoutées;
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ISO 3506-2:2020(F)
— les dimensions du filetage du mandrin d'essai pour la charge d'épreuve (voir Annexe B) ont été
ajoutées;
— les plages de températures d’utilisation (voir Article 1) ont été précisées;
— les méthodes d'essai pour la charge d'épreuve et la dureté ont été améliorées (voir Article 10);
— le marquage et l'étiquetage des écrous, et notamment pour les écrous bas à capacité de charge
réduite (voir Article 11) ont été ajoutés;
— la structure et le contenu du présent document ont été repris de l'ISO 898-2.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 3506 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
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ISO 3506-2:2020(F)
Introduction
La série ISO 3506 comprend les parties suivantes, sous le titre général Fixations — Caractéristiques
mécaniques des fixations en acier inoxydable résistant à la corrosion:
— Partie 1: Vis, goujons et tiges filetées de grades et classes de qualité spécifiés
— Partie 2: Écrous de grades et classes qualité spécifiés
1)
— Partie 3 : Vis sans tête et éléments de fixation similaires non soumis à des contraintes de traction
1)
— Partie 4 : Vis à tôle
2)
— Partie 5 : Fixations spéciales (incluant également les fixations en alliages de nickel) pour utilisation à
hautes à températures
— Partie 6: Règles générales pour la sélection des aciers inoxydables et des alliages de nickel pour les
fixations
Les caractéristiques des fixations en acier inoxydable résultent de la composition chimique du matériau
(en particulier la résistance à la corrosion) ainsi que des caractéristiques mécaniques résultant
des procédés de fabrication. Les fixations en aciers inoxydables ferritiques, austénitiques et duplex
(austéno-ferritiques) sont généralement fabriquées par écrouissage; elles présentent de ce fait des
propriétés locales du matériau non-homogènes par rapport à des fixations trempées et revenues.
Les aciers inoxydables austéno-ferritiques, appelés aciers inoxydables duplex, ont été initialement créés
dans les années 1930. Les grades duplex normalisés utilisés de nos jours ont été développés depuis
les années 1980. Les fixations en aciers inoxydables duplex sont utilisées depuis longtemps dans bon
nombre d'applications. Le présent document a été révisé pour concrétiser leur normalisation.
Tous les grades d'aciers inoxydables duplex présentent une meilleure résistance à la fissuration due à la
corrosion sous contrainte par rapport aux grades austénitiques usuels A1 à A5. La plupart des grades
duplex présentent également des niveaux plus élevés de résistance à la corrosion par piqûre, et le grade
D2 est sur ce point au moins égale au A2, de même que le grade D4 est au moins égal au A4.
Des explications détaillées complémentaires concernant les définitions des grades d’aciers inoxydables
et leurs propriétés sont spécifiées dans l’ISO 3506-6.
1) Il est prévu de réviser l’ISO 3506-3 et l’ISO 3506-4 ultérieurement de façon à inclure la référence à l’ISO 3506-6.
2) En cours d'élaboration.
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NORME INTERNATIONALE ISO 3506-2:2020(F)
Fixations — Caractéristiques mécaniques des fixations en
acier inoxydable résistant à la corrosion —
Partie 2:
Écrous de grades et classes de qualité spécifiés
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie les caractéristiques mécaniques et physiques des écrous, à filetage à pas
gros et à filetage à pas fin, en aciers inoxydables résistant à la corrosion, lorsque soumis à essai à la
température ambiante de 10 °C à 35 °C. Il spécifie les classes de qualité en fonction des grades d'aciers
inoxydables austénitiques, martensitiques, ferritiques et duplex (austéno-ferritiques) pour les écrous.
L’ISO 3506-6 fournit des règles générales et des informations techniques supplémentaires sur les aciers
inoxydables appropriés ainsi que leurs propriétés.
Les écrous conformes aux exigences du présent document sont évalués dans la plage de température
ambiante spécifiée dans l'alinéa 1. Ils peuvent ne pas conserver les caractéristiques mécaniques et
physiques spécifiées à des températures élevées et/ou basses.
NOTE 1 Les fixations conformes aux exigences du présent document sont utilisées sans restriction pour des
applications dans la plage de –20 °C à +150 °C; cependant, les fixations conformes au présent document sont
également utilisées pour des applications en dehors de cette plage, en températures négatives jusqu'à –196 °C et
en températures élevées jusqu'à +300 °C. Pour d’avantage d’explications, voir l'ISO 3506-6.
En dehors de la plage de température de –20 °C à +150 °C , il est de la responsabilité de l'utilisateur
de déterminer le choix approprié pour une application donnée en concertation avec un métallurgiste
expérimenté en fixations et en prenant en considération plusieurs facteurs, par exemple la composition
de l’acier inoxydable, la durée d'exposition à température élevée ou basse, l'effet de la température
sur les caractéristiques mécaniques des fixations et des pièces assemblées, ainsi que l'environnement
corrosif d’utilisation de l'assemblage vissé.
3)
NOTE 2 L'ISO 3506-5 est développé afin d'aider à la sélection des grades d’aciers inoxydables et des classes
de qualité appropriées destinés à être utilisés à des températures jusqu’à +800 °C.
Le présent document s'applique aux écrous:
— à filetage métrique ISO conforme à l'ISO 68-1;
— de combinaisons diamètre/pas, conformes à l'ISO 261 et à l'ISO 262;
— de filetage M5 à M39 pour les pas gros, et de filetage M8×1 à M39×3 pour les pas fins;
— de tolérances de filetage conformes à l'ISO 965-1 et à l'ISO 965-2;
— de classes de qualité spécifiées, comprenant la charge d'épreuve;
— de différents styles: écrous bas, écrous normaux et écrous hauts;
— de hauteur minimale d’écrou m ≥ 0,45D;
— de diamètre extérieur minimal ou de surplat minimum s ≥ 1,45D (voir Annexe A);
— de forme quelconque; et
3) En préparation.
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ISO 3506-2:2020(F)
— conçus pour être utilisés avec des vis, goujons et tiges filetées de classes de qualité conformes à
l'ISO 3506-1.
Les grades d’aciers inoxydables et classes de qualité peuvent être utilisés pour des dimensions en
dehors des limites de diamètres du présent document (c’est-à-dire pour D < 5 mm ou D > 39 mm), à
condition que toutes les exigences chimiques, mécaniques et physiques applicables soient satisfaites.
Le présent document ne spécifie pas d’exigence pour des caractéristiques fonctionnelles telles que:
— les caractéristiques de couple/tension;
— les caractéristiques d'autofreinage; ou
— la soudabilité.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences 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 898-1, 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
ISO 1891-4, Fixations — Vocabulaire — Partie 4: Contrôle, livraison, réception et qualité
ISO 3506-6, Fixations — Caractéristiques mécaniques des fixations en acier inoxydable résistant à la
corrosion — Partie 6: Règles générales pour la sélection des aciers inoxydables et des alliages de nickel pour
les fixations
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
ISO 6892-1, Matériaux métalliques — Essai de traction — Partie 1: Méthode d'essai à température ambiante
ISO 7500-1, Matériaux métalliques — Étalonnage et vérification des machines pour essais statiques
uniaxiaux — Partie 1: Machines d'essai de traction/compression — Étalonnage et vérification du système
de mesure de force
ISO 16228, Fixations — Types de documents de contrôle
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
L’ISO et l’IEC maintiennent des bases de données terminologiques pour utilisation dans le domaine de la
normalisation aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
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ISO 3506-2:2020(F)
3.1
acier inoxydable
acier contenant au moins 10,5 % (fraction massique) de chrome (Cr) et au plus 1,2 % (fraction massique)
de carbone (C)
[SOURCE: ISO 3506-1:2020, 3.5]
3.2
acier inoxydable austénitique
acier inoxydable (3.1) avec une teneur élevée en chrome et en nickel, dont la dureté ne peut généralement
pas être augmentée par traitement thermique, lui conférant une excellente résistance à la corrosion,
une bonne ductilité et généralement un faible voire aucun magnétisme
[SOURCE: ISO 3506-1:2020, 3.6]
3.3
acier inoxydable martensitique
acier inoxydable (3.1) avec une teneur élevée en chrome mais une très faible teneur en nickel ou autres
éléments d'alliage, dont la dureté peut être augmentée par traitement thermique afin d’améliorer sa
résistance, mais qui présente une ductilité moindre et un magnétisme élevé
[SOURCE: ISO 3506-1:2020, 3.7]
3.4
acier inoxydable ferritique
acier inoxydable (3.1) contenant moins de 0,1 % de carbone et typiquement 11 % à 18 % de chrome, dont
la dureté ne peut généralement pas être augmentée par traitement thermique, et fortement magnétique
[SOURCE: ISO 3506-1:2020, 3.8]
3.5
acier inoxydable duplex
acier inoxydable (3.1) dont la microstructure comprend à la fois des phases austénitiques et ferritiques
lui conférant une excellente résistance à la corrosion, avec une teneur plus élevée en chrome et une
teneur réduite en nickel par rapport à l'acier austénitique, présentant une résistance élevée et du
magnétisme
[SOURCE: ISO 3506-1:2020, 3.9]
4 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles suivants s'appliquent.
2
A section résistante nominale du filetage, mm
s,nom
D diamètre nominal de filetage de l'écrou, mm
D diamètre sur flancs de base du filetage intérieur, mm
2
d diamètre du trou de passage dans le dispositif d'amarrage, mm
h
F charge d'épreuve, N
p
h épaisseur du dispositif d'amarrage, mm
m hauteur d'écrou, mm
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P pas du filetage, mm
S contrainte à la charge d'épreuve, MPa
p
s surplat, mm
5 Systèmes de désignation
5.1 Désignation des styles d'écrou
Le présent document spécifie les exigences relatives aux trois styles d'écrous, définis en fonction de
leur hauteur:
a) écrous à capacité de charge intégrale:
— écrous normaux (style 1) de hauteur minimale 0,80 D ≤ m < 0,89 D, voir Annexe A;
min
— écrous hauts (style 2) de hauteur minimale m ≥ 0,89 D, voir Annexe A;
min
b) écrous à capacité de charge réduite: écrous bas (style 0) de hauteur minimale 0,45 D ≤ m < 0,80 D.
min
5.2 Système de désignation des grades d'aciers inoxydables et classes de qualité
5.2.1 Généralités
Les combinaisons normalisées des grades d'aciers inoxydables et classes de qualité sont spécifiées à
l'Article 8, Tableau 3 ou 4.
Le système de désignation des grades d'aciers inoxydables et classes de qualité pour les écrous se
compose de deux blocs de caractères séparés par un trait d'union, comme spécifié à la Figure 1. Le
premier bloc désigne le grade d'acier inoxydable, et le deuxième bloc la classe de qualité de l'écrou.
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ISO 3506-2:2020(F)
a
Pour les aciers inoxydables austénitiques à faible teneur en carbone n'excédant pas 0,030 %, les écrous
peuvent être marqués ou désignés par un «L» complémentaire juste après le grade. Exemple: A4L-80
b
Uniquement à titre d'information
Figure 1 — Système de désignation des grades d'acier inoxydable
et classes de qualité pour les écrous
Le marquage, l'étiquetage et la désignation des écrous avec le grade d'acier inoxydable et la classe de
qualité doivent être tels que spécifiés à l'Article 11. Pour les écrous bas à capacité de charge réduite, le
chiffre «0» doit précéder la classe de qualité comme spécifié en 11.3.
Le système de désignation du présent document peut être utilisé pour des dimensions en dehors des
limites de diamètres spécifiés à l’Article 1 (c’est-à-dire pour D < 5 mm ou D > 39 mm), à condition que
toutes les exigences chimiques, mécaniques et physiques applicables soient satisfaites.
5.2.2 Désignation des grades d'aciers inoxydables (premier bloc)
La désignation du grade d'acier inoxydable (premier bloc) se compose d'une lettre qui spécifie le groupe
d'acier inoxydable:
— A pour austénitique,
— C pour martensitique,
— F pour ferritique,
— D pour duplex (austéno-ferritique),
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ISO 3506-2:2020(F)
et
— d'un chiffre qui désigne la plage de composition chimique dans ce groupe d'acier inoxydable.
Les compositions chimiques des groupes et grades d'acier inoxydable classifiés à la Figure 1 sont
spécifiées dans le Tableau 2.
5.2.3 Désignation des classes de qualité (deuxième bloc) pour les écrous normaux (style 1) et
les écrous hauts (style 2)
La désignation de la classe de qualité (deuxième bloc) se compose d'un nombre représentant 1/10 de la
contrainte à la charge d'épreuve de l'écrou conformément au Tableau 3 ou 4; il correspond également
à la classe de qualité appropriée des vis, goujons et tiges filetées en acier inoxydable avec lesquels il
convient de les associer.
EXEMPLE 1 A2-70 spécifie un écrou en acier inoxydable austénitique, écroui, de contrainte à la charge
d'épreuve de 700 MPa, pour des écrous à capacité de charge intégrale (m ≥ 0,8D).
EXEMPLE 2 C1-110 spécifie un écrou en acier inoxydable martensitique, trempé et revenu, de contrainte à la
charge d'épreuve de 1 100 MPa, pour des écrous à capacité de charge intégrale (m ≥ 0,8D).
5.2.4 Désignation des classes de qualité (deuxième bloc) pour les écrous bas (style 0)
La désignation de la classe de qualité (deuxième bloc) pour les écrous bas (style 0) se compose d’un
chiffre et d’un nombre, tels que spécifiés ci-après:
— le premier chiffre est zéro, ce qui indique que la capacité de charge des écrous bas est réduite
par rapport à celle d'un écrou no
...
Questions, Comments and Discussion
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