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.

General Information

Status
Published
Publication Date
05-Apr-2020
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
06-Apr-2020
Due Date
16-Oct-2019
Completion Date
06-Apr-2020
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ISO 3506-2:2020 - Fasteners -- Mechanical properties of corrosion-resistant stainless steel fasteners
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Standards Content (Sample)

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)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2020

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address

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Fax: +41 22 749 09 47
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2020 – All rights reserved
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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

© ISO 2020 – All rights reserved iii
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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);
© ISO 2020 – All rights reserved v
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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.
vi © ISO 2020 – All rights reserved
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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
— Part 3 : Set screws and similar fasteners not under tensile stress
— Part 4 : Tapping screws

— 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.
© ISO 2020 – All rights reserved vii
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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.

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.
© ISO 2020 – All rights reserved 1
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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]
2 © ISO 2020 – All rights reserved
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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.
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
d hole diameter for the grip, mm
F proof load, N
h thickness of the grip, mm
m height of the nut, mm
P pitch of the thread, mm
S stress under proof load, MPa
s width across flats, mm
© ISO 2020 – All rights reserved 3
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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)

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.
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.

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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)
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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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

© ISO 2020 – Tous droits réservés iii
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ISO 3506-2:2020(F)

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

iv © ISO 2020 – Tous droits réservés
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ISO 3506-2:2020(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 (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;

© ISO 2020 – Tous droits réservés v
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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.
vi © ISO 2020 – Tous droits réservés
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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

— Partie 3 : Vis sans tête et éléments de fixation similaires non soumis à des contraintes de traction

— Partie 4 : Vis à tôle

— 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.

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/
2 © ISO 2020 – Tous droits réservés
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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.
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
d diamètre du trou de passage dans le dispositif d'amarrage, mm
F charge d'épreuve, N
h épaisseur du dispositif d'amarrage, mm
m hauteur d'écrou, mm
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ISO 3506-2:2020(F)
P pas du filetage, mm
S contrainte à la charge d'épreuve, MPa
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)

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

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),
© ISO 2020 – Tous droits réservés 5
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ISO 3506-2:2020(F)

— 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

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.