O Código da Classe: O que os Dois Números Representam

Segundo o capítulo 5, "Sistema de Designação", da GB/T 3098.1-2010 "Propriedades Mecânicas dos Fixadores — Parafusos, Parafusos de Pressão e Pinos Rosqueados", o código da classe de propriedade de parafusos, parafusos de pressão e pinos rosqueados é formado por dois números separados por um ponto: o número à esquerda do ponto, de um ou dois dígitos, representa 1/100 da resistência à tração nominal Rm,n (em MPa); o número à direita do ponto representa a razão de escoamento, ou seja, 10 vezes a razão entre a tensão convencional de escoamento Rp0.2 (ou o limite de escoamento inferior) e a resistência à tração nominal.

Tomando um exemplo do próprio texto da norma: quando a resistência à tração nominal Rm,n = 800 MPa e a razão de escoamento é 0,8, a designação da classe de propriedade é "8.8". Ou seja, um parafuso classe 8.8 tem resistência à tração nominal de 8×100 = 800 MPa, e resistência ao escoamento nominal de 800×0,8 = 640 MPa. Pelo mesmo raciocínio: a classe 10.9 significa resistência à tração nominal de 1000 MPa e razão de escoamento de 0,9, com escoamento nominal de 900 MPa; a classe 12.9 significa resistência à tração nominal de 1200 MPa e razão de escoamento de 0,9, com escoamento nominal de 1080 MPa.

Comparação dos Principais Indicadores de Resistência de 8.8/10.9/12.9

Os dados da tabela abaixo são retirados diretamente da Tabela 3 da GB/T 3098.1-2010, "Propriedades mecânicas e físicas de parafusos, parafusos de pressão e pinos rosqueados". Note que a resistência à tração na tabela divide-se em valor nominal e valor mínimo; a aceitação em engenharia observa o valor mínimo. A classe 8.8 ainda se divide conforme o diâmetro nominal d≤16 mm e d>16 mm, com o requisito mínimo das dimensões pequenas ligeiramente menor.

De 8.8 a 12.9, a resistência à tração subiu cerca de 50%, mas o alongamento após fratura caiu de 12% para 8% — quanto maior a classe, mais "frágil" o material. É por isso que a junta de parafuso de alta resistência é tão sensível ao controle da pré-carga, à fragilidade por hidrogênio e à corrosão sob tensão. A "tensão de prova Sp" da tabela é a tensão com que o parafuso não apresenta deformação permanente sob a carga especificada, correspondendo ao ensaio de carga de prova (item 9.6 da GB/T 3098.1), sendo uma base importante para verificar o limite superior da pré-carga de montagem.

Material e Tratamento Térmico: Por Que a Classe 12.9 Exige Cuidado

Segundo a Tabela 2 da norma nacional, as classes 8.8 a 12.9 exigem têmpera e revenimento: pode-se usar aço carbono com elementos adicionados (como boro, manganês ou cromo) temperado e revenido, ou aço carbono e liga temperados e revenidos; a temperatura mínima de revenimento é geralmente 425 °C, sendo de 380 °C para a classe 12.9 (rota do aço ao boro). Para as classes 8.8 a 12.9, o teor máximo de fósforo (P) e enxofre (S) é fixado em 0,025%, para garantir a temperabilidade e a tenacidade.

É preciso atenção especial à observação da norma sobre a classe 12.9: "ao considerar o uso da classe 12.9, deve-se proceder com cuidado". A razão é que a classe 12.9 tem alta resistência e alta dureza (até 435 HV), sendo mais sensível ao ambiente e ao processo: a superfície não pode apresentar camada aglomerada de fosfeto branco detectável por metalografia; além do tratamento superficial, o ambiente de uso também pode causar trincas por corrosão sob tensão; se a remoção de hidrogênio após a galvanização for incompleta, a fratura por fragilidade por hidrogênio é muito fácil de ocorrer. Portanto, a classe 12.9 não é "quanto maior, melhor", e sim para uso em ocasiões com demanda explícita de alta resistência e com controle do tratamento superficial e da qualidade de montagem.

Marcação na Cabeça e na Embalagem: Como Identificar em Campo

O item 10.3 da norma nacional estabelece que parafusos de cabeça sextavada e sextavada alojada, parafusos de cabeça cilíndrica sextavada interior etc. devem trazer marca para fixadores de diâmetro nominal ≥5 mm: primeiro, a marca de identificação do fabricante (marca de fábrica / marca registrada), e segundo, o código da classe de propriedade (como 8.8, 10.9, 12.9, podendo o ponto ser omitido). A marca costuma ser em baixo-relevo ou relevo na face superior da cabeça, e os parafusos sextavados interiores podem ser marcados na face lateral da cabeça.

Quando o parafuso é muito pequeno ou o formato da cabeça não permite a gravação direta, a Tabela 20 da norma nacional fornece os símbolos de marcação tipo relógio: tomando como referência a marca do fabricante ou um ponto na posição das 12 horas, o número de traços longos indica a classe — por exemplo, um ou dois traços longos indicam classes diferentes, e a classe 12.9 usa um ponto. Além disso, a embalagem também deve trazer a marca registrada do fabricante, o código da classe de propriedade e o lote de produção (item 10.5). Na identificação em campo, só é produto rastreável e aprovado quando "marca de fábrica + número de classe" aparecem em par; quando há apenas o número de classe sem a marca de fábrica, a origem é duvidosa.

Princípio de Seleção: Não Corra Atrás do 12.9 às Cegas

A seleção não é simplesmente "quanto maior, melhor". Traduzindo os indicadores da norma nacional para a decisão de engenharia:

• Estrutura metálica geral, base de equipamento, tampas: a classe 8.8 é totalmente suficiente, com baixo custo, boa tenacidade e pouca sensibilidade ao tratamento superficial, sendo a classe mais amplamente aplicada.
• Espaço limitado, necessidade de transmitir maior força de aperto em dimensão menor: como motores, caixas de transmissão e juntas de alta resistência, escolha a classe 10.9, compensando o diâmetro pequeno pelo aumento da resistência.
• Espaço extremamente limitado e alta densidade de pré-carga: como certos chassis automotivos e articulações de robô, aí sim se usa a classe 12.9, devendo obrigatoriamente vir acompanhada de remoção de hidrogênio, lubrificação e controle rigoroso da pré-carga.
• Cargas alternadas e fadiga por vibração: atendida a resistência, priorize a classe inferior de melhor ductilidade, em vez de empilhar resistência às cegas — materiais com maior alongamento têm melhor margem contra a fadiga.