ASTM A307 — Parafusos, Estojos e Barras Roscadas de Aço Carbono

Resistência mínima de 60 ksi — composição química, propriedades mecânicas e marcação

A norma ASTM A307-21 especifica os requisitos químicos e mecânicos para dois graus de parafusos e estojos de aço carbono em diâmetros de ¼ in. a 4 in., com resistência mínima à tração de 60 ksi (414 MPa). É a especificação de fixadores de aço carbono de menor resistência do portfólio ASTM para uso geral e aplicações com flanges de ferro fundido. A porca correspondente é coberta pela ASTM A563.

Graus Abordados Neste Artigo

A A307 cobre dois graus ativos:

  • Grade A — parafusos, estojos e barras roscadas de uso geral, resistência mínima de 60 ksi.
  • Grade B — parafusos e estojos para flanges em sistemas de tubulação com flanges de ferro fundido, resistência de 60 a 100 ksi.

O antigo Grade C foi substituído pela ASTM F1554 Grau 36 (chumbadores) e não é mais abordado nesta norma.

Marcações por Grau

Grau A307 Marcação
Parafuso / Estojo
Porca
Compatível
Grade A
Grade B

A marcação do fabricante (RMO) aparece no campo superior. Para barras roscadas, as marcações seguem ASME B18.31.3 e são localizadas nas extremidades.

Composição Química

A composição química é idêntica para os Graus A e B:

ElementoAnálise de Corrida (máx.)Análise de Produto (máx.)
Carbono0,29%0,33%
Manganês1,20%1,25%
Fósforo0,04%0,041%
Enxofre — Grau A0,15% *
Enxofre — Grau B0,05%0,051%

* Para o Grau A, teor de enxofre de 0,23% máx. é aceitável com aprovação do comprador. A adição intencional de bismuto, selênio, telúrio ou chumbo não é permitida para o Grau B.

Grade A — Uso Geral

Parafusos, estojos e barras roscadas para aplicações gerais, com resistência mínima à tração de 60 ksi. É o grau de menor resistência e maior versatilidade da A307, usado em estruturas leves, conexões não críticas e aplicações onde a resistência não é o fator determinante.

Requisitos Mecânicos

PropriedadeRequisito
Tensão de ruptura mín. (full size)60 ksi [414 MPa]
Tensão de ruptura mín. (corpo de prova usinado)60 ksi [414 MPa]
Alongamento mín. em 2 in.18%
Dureza Brinell mín.121 HBW
Dureza Brinell máx.241 HBW (para comprimento < 3×dia.) / 241 HBW (para ≥ 3×dia.)
Dureza Rockwell B mín./máx.69 / 100 HRB
Ensaio full size: parafusos e estojos de ≤ 1½ in. de diâmetro devem ser ensaiados em tamanho real. Para diâmetros maiores, ensaio full size é preferencial quando a capacidade do equipamento permitir; caso contrário, corpos de prova usinados são aceitos.

Dimensões e Roscas

  • Rosca padrão UNC série grossa, tolerância Classe 2A (ASME B1.1).
  • Parafusos hex: dimensões conforme ASME B18.2.1.
  • Barras roscadas: dimensões e roscas conforme ASME B18.31.3.

Tratamento Térmico

Parafusos cabeçados a frio com altura de cabeça ≤ 0,5D devem ser alívio de tensões a no mínimo 875 °F. Para cabeças com altura > 0,5D o alívio é a critério do fabricante.

Porca correspondente (ASTM A563)

Grau A hex (até 1 in.) ou A heavy hex (acima de 1 in.). Porcas de graus superiores com carga de prova maior também são aceitáveis.

Grade B — Flanges com Ferro Fundido

Desenvolvido especificamente para uso em flanges de tubulação com flanges de ferro fundido, onde a resistência máxima é limitada para evitar danos ao ferro fundido durante o aperto. A resistência deve ficar dentro da faixa de 60 a 100 ksi — o limite superior é tão importante quanto o inferior.

⚠️ Atenção — faixa de resistência: o Grau B possui tanto resistência mínima (60 ksi) quanto máxima (100 ksi). Um parafuso com Rm > 100 ksi não está conforme, pois pode fraturar o flange de ferro fundido durante o aperto. A adição intencional de bismuto, selênio, telúrio ou chumbo não é permitida para este grau.

Requisitos Mecânicos

PropriedadeRequisito
Tensão de ruptura mín.60 ksi [414 MPa]
Tensão de ruptura máx.100 ksi [690 MPa]
Alongamento mín. em 2 in.18%
Dureza Brinell121–212 HBW (comprimento < 3×dia.) / •–212 HBW (≥ 3×dia.)
Dureza Rockwell B69–95 HRB

Dimensões e Roscas

  • Parafusos heavy hex: dimensões conforme ASME B18.2.1.
  • Rosca UNC Classe 2A.

Porca correspondente (ASTM A563)

Grau A heavy hex. Para parafusos e estojos Grau B até 4 in., porcas Grau A heavy hex são a especificação padrão.

Revestimentos Zinc — Processo e Sobremedida

A A307 define limites de sobremedida de diâmetro após revestimento com zinco, para garantir a montagem livre com a porca. Os valores são os mesmos exigidos para porcas sobremediadas conforme A563:

Diâmetro (in.)Sobremedida máx. de passo (in.)
¼0,016
5⁄16 a ½0,017–0,018
9⁄16 a ¾0,020
7⁄8 a 10,022
1⅛ a 1½0,024
1⅝ a 20,027–0,031
Acima de 20,050
  • Galvanização a fogo: conforme F2329/F2329M.
  • Zincagem mecânica: conforme B695, Classe 55.
  • Quando não especificado, o fornecedor pode escolher entre galvanização a fogo ou zincagem mecânica — o mesmo processo deve ser aplicado ao conjunto parafuso + porca.

Ensaios e Controle

  • Tração (full size ou usinado): obrigatória conforme F606/F606M. Parafusos hex e heavy hex ≤ 1½ in. de diâmetro devem ser ensaiados pelo método de tensão em cunha (wedge tension).
  • Dureza: obrigatória; para o Grau B a faixa máxima é tão importante quanto a mínima.
  • Certificado de corrida (S.R.): facultativo — quando especificado no pedido, o fabricante deve fornecer relatório com os últimos ensaios de cada tamanho em cada embarque.
  • Bolts para solda (S1): requisito suplementar facultativo — restrições adicionais de composição química e carbono equivalente (CE ≤ 0,55) para parafusos destinados à soldagem.

Número de Testes por Lote

Número de peças no loteNúmero de amostras
Até 8001
801 a 8.0002
8.001 a 22.0003
Acima de 22.0005

Marcação de Produto

A marcação deve estar na cabeça do parafuso ou na extremidade do estojo, podendo ser em relevo ou rebaixada:

GrauSímboloLocalização
Grade A307ACabeça do parafuso / extremidade do estojo
Grade B307BCabeça do parafuso / extremidade do estojo

Estojos de ≥ 3⅜ in. e, sempre que possível, estojos menores que ⅜ in. devem ter a marcação de grau. Barras roscadas seguem ASME B18.31.3. A identificação do fabricante é obrigatória e deve estar em local separado e distinto da marcação de grau.

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