緊固件性能等級(jí)及選材課件

第三章

緊固件性能等級(jí)及選材

第三章

緊固件性能等級(jí)及本章主要內(nèi)容：一、螺栓性能等級(jí)及選材二、螺母性能等級(jí)及選材三、緊定螺釘?shù)男阅艿燃?jí)四、不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)件性能等級(jí)五、自攻釘技術(shù)要求本章主要內(nèi)容：一、螺栓性能等級(jí)及選材一、螺栓的性能等級(jí)及選材與螺栓性能等級(jí)標(biāo)記制度的相關(guān)代號(hào)與述語(yǔ)1、螺栓性能等級(jí)標(biāo)記制度：3098.1-20003098.1-2010σb：公稱抗拉強(qiáng)度Rm：公稱抗拉強(qiáng)度σS：公稱屈服點(diǎn)Rel:機(jī)械加工試件的下屈服強(qiáng)度σP0.2：公稱非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力RP0.2：機(jī)械加工試件的非比例延伸0.2%的應(yīng)力(6)RPf:緊固件實(shí)物的規(guī)定非比例延伸0.0048d的應(yīng)力(8)一、螺栓的性能等級(jí)及選材與螺栓性能等級(jí)標(biāo)記制度的相關(guān)代號(hào)與述點(diǎn)左邊的一位或兩位數(shù)字公稱抗拉強(qiáng)度（Rm)的1/100點(diǎn)右邊數(shù)字表示公稱下屈服強(qiáng)度（Rel）或公稱規(guī)定非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力(Rp0.2)或規(guī)定非比例延伸0.0048d應(yīng)力（RPf）與公稱抗拉強(qiáng)比值的10倍(屈強(qiáng)比)這兩部分的乘積為公稱屈服點(diǎn)的1/10109螺栓性能等級(jí)的標(biāo)記代號(hào)，由兩部組成降低承載能力緊固件的標(biāo)記若材料性能與8.8級(jí)相同，但是實(shí)際承載能力又低于8.8級(jí)的緊固件產(chǎn)品，其性能等級(jí)標(biāo)記應(yīng)在與其等級(jí)相同的標(biāo)記前加“0”如：08.8點(diǎn)左邊的一位或兩位數(shù)字公稱抗拉強(qiáng)度（Rm)的1/100點(diǎn)右邊2、性能等級(jí)及選材標(biāo)準(zhǔn)性能等級(jí)材料和熱處理化學(xué)成份，%(a)回火溫度minCPSBminmaxmaxmaxmax3.6碳鋼（或添加元素的碳鋼）---0.200.050.060.003---4.6(b)---0.550.050.06老標(biāo)0.003新標(biāo)未規(guī)定，可達(dá)0.005---4.85.60.130.550.050.06---5.8老---0.150.550.050.066.8說明:(a)、化學(xué)成份在有爭(zhēng)議時(shí)實(shí)施成品分析。

(b)、4.6、4.8、5.8、6.8、這些性能等級(jí)允許用易切鋼制造，其硫、磷、及鉛的最大含量為：硫0.34%、磷0.11%、鉛0.35%

(c)、對(duì)4.6和5.6級(jí)冷鐓緊固件，為保證達(dá)到要求的塑性和韌性，可能需要對(duì)其冷鐓用線材或冷鐓緊固件產(chǎn)品進(jìn)行熱處理。摘自3098.12、性能等級(jí)及選材標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成份，%(a)回火溫度CPSBm性能等級(jí)材料和熱處理化學(xué)成份，%回火溫度minCPSBminmaxmaxmaxmax8.8添加元素的碳鋼淬火并回火，或0.15（e）0.400.0250.0250.003425碳鋼淬火并回火，或0.250.550.0250.025合金鋼淬火并回火0.200.550.0250.0259.8添加元素的碳鋼淬火并回火，或0.150.350.400.0250.0250.003425碳鋼淬火并回火，或0.250.550.0250.025合金鋼淬火并回火0.200.550.0250.025(e):對(duì)含碳量低于0.25%的添加硼的碳鋼，其錳的最低含量8.8級(jí)0.6%；9.8/10.9級(jí)0.7%--合金鋼至少應(yīng)含有以下一種元素,其最小含量為:鉻0.30%;鎳0.30%；鉬0.20%;釩0.10%，當(dāng)含有二、三或四種復(fù)合的合金成分時(shí)，合金元素的含量不能少于單個(gè)合金元素含量總和的70%”。性能等級(jí)化學(xué)成份，%回火溫度CPSBminmaxmaxmax性能等級(jí)材料和熱處理化學(xué)成份，%回火溫度minCPSBminmaxmaxmaxmax10.9低碳合金鋼淬火并回火0.150.350.0350.0350.00334010.9添加元素的碳鋼淬火并回火，或0.200.550.0250.0250.003425碳鋼淬火并回火，或0.250.550.0250.025合金鋼淬火并回火0.200.550.0250.02512.9合金鋼淬火并回火

0.30（0.28）0.500.0250.0250.03425（380）12.9添加元素的碳鋼淬火并回火0.280.500.0250.0250.03380--8.8級(jí)以上（含）材料應(yīng)有足夠的淬透性，以確保緊固件螺紋截面的芯部在“淬硬”狀態(tài)，回火前獲得約90%的馬氏體組織。--對(duì)于12.9/12.9級(jí)表面不允許有金相能測(cè)得出的白色磷化物聚集層。去除磷化物聚集層應(yīng)在熱處理前進(jìn)行。--新標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)P、S有含量作了改變，由原來的0.035max改成0.025max化學(xué)成份，%回火溫度CPSBminmaxmaxmaxmax13、性能等級(jí)與實(shí)際材料應(yīng)用1)、碳鋼或合金鋼高強(qiáng)度螺栓材料的選用原則：依據(jù)GB/T3098.1-2010標(biāo)準(zhǔn)；依據(jù)產(chǎn)品型式及尺寸；依據(jù)產(chǎn)品的服役環(huán)境和客戶的具體要求；根據(jù)公司具體的成型工藝及設(shè)備；根據(jù)鋼材的資源狀況。3、性能等級(jí)與實(shí)際材料應(yīng)用1)、碳鋼或合金鋼高強(qiáng)度螺栓材料的2、緊固件實(shí)際選材應(yīng)用：2、緊固件實(shí)際選材應(yīng)用：緊固件性能等級(jí)及選材課件3、新標(biāo)準(zhǔn)材料成份改變后的思考1）、新標(biāo)準(zhǔn)中8.8～12.9級(jí)對(duì)材料的含P和S規(guī)定為0.025max（原0.035max），則：標(biāo)準(zhǔn)號(hào)GB/699GB/3077GB/6478JISG3507分類PSPSP、S組別不大于%優(yōu)質(zhì)鋼0.0350.0350.0350.0350.035高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼0.0300.0300.0250.025特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼0.0250.0200.0250.0153、新標(biāo)準(zhǔn)材料成份改變后的思考1）、新標(biāo)準(zhǔn)中8.8～12.92）、新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)制造10.9級(jí)螺栓材料要求，含碳量0.20min、含硼量0.003mxa，因?yàn)?0B21和ML20MnTiB含碳量下限均低于0.20%，不能滿足，其二，10B21、20MnTiB要到硬度為HRC32～39的要求時(shí)，又有可能達(dá)不到新標(biāo)準(zhǔn)的最低回火溫度是425℃的要求；其三，新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定Bmax含量為0.003%，下列材料均不能滿足?！铩?）、新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)制造10.9級(jí)螺栓材料要求，含碳量0.20m

3）新標(biāo)準(zhǔn)中“對(duì)于8.8、9.8、10.9級(jí)緊固件采用低碳合金鋼（如硼、錳或鉻），淬火并回火制造，含碳量低于0.25%（熔練分析）的情況下，其最低含錳量應(yīng)為0.6%（對(duì)于8.8級(jí)）和0.7%（對(duì)于9.8級(jí)和10.9級(jí)）”的規(guī)定。牌號(hào)CMnBminSmaxPmax10B210.18～0.230.60～0.900.0005～0.0030.0500.03010B230.20～0.250.30～0.600.0005～0.0030.0500.03010B330.30～0.360.70～1.000.0005～0.0030.0500.03010B350.32～0.380.60～0.900.0005～0.0030.0500.03015B220.18～0.241.10～1.400.0005～0.0030.0500.0303）新標(biāo)準(zhǔn)中“對(duì)于8.8、9.8、10.9級(jí)緊固件采用低碳二、螺母的性能等級(jí)及選材公稱高度≥0.5D而<0.8D(螺紋有效長(zhǎng)度≥0.4D而<0.6D)的螺母由兩位數(shù)字標(biāo)記:第二位數(shù)字表示用淬硬試驗(yàn)芯棒測(cè)出的公稱保證應(yīng)力的1/100;第一位數(shù)字”0”則表示這種螺栓與螺母組合件的承載能力比淬硬芯棒的承載力要小.一般有兩個(gè)級(jí)別，分別是04級(jí)和05級(jí)螺母性能等級(jí)相配螺栓性能等級(jí)44.6、4.854.6至5.866.888.899.81010.91212.9/12.9*性能等級(jí)高的螺母可替換性能等級(jí)低的螺母1、螺母性能等級(jí)的標(biāo)記制度：公稱高度≥0.8D(螺紋有效長(zhǎng)度≥0.6D)的螺母,用螺栓性能等級(jí)標(biāo)記的第一部分?jǐn)?shù)字標(biāo)記;該螺栓應(yīng)為該螺母相配中性能等級(jí)最高的二、螺母的性能等級(jí)及選材公稱高度≥0.5D而<0.8D(螺紋2、性能等級(jí)及選材性能等級(jí)化學(xué)成份，%CmaxMnminPmaxSmax4,5,6---0.50---0.0600.1508,9040.580.250.060.15010050.580.300.0480.05812---0.580.450.0480.0584、5、6、04這幾個(gè)級(jí)別的螺母材料可以用易切鋼制造，其硫、磷、及鉛的最大含量為：硫0.34%、磷0.11%、鉛0.34%為改善螺母的機(jī)械性能，必要時(shí)可增添合金元素。摘自3098.22、性能等級(jí)及選材化學(xué)成份，%CmaxMnminP3、螺母的硬度要求熱處理螺母的硬度（HV）058（大于16）1型1012272-353233-353272-353295-353（1）272-353（2）性能等級(jí)為05、8（大于M16的1型粗牙螺母，細(xì)牙則是全部）10、12應(yīng)進(jìn)行淬火并回火處理。對(duì)任何性能等級(jí)的螺母表面淬硬都是不允許的。最低硬度僅對(duì)經(jīng)熱處理的螺母或規(guī)格太大而不能進(jìn)行保證載荷試驗(yàn)的螺母才是強(qiáng)制性的；對(duì)其他螺母不是強(qiáng)制性的，是指導(dǎo)性的；對(duì)不淬火回火，而又能保證載荷試驗(yàn)的螺母，最低硬度應(yīng)不用為拒收的依據(jù)。摘自3098.2有效力矩型鋼鎖緊螺母的標(biāo)記、材料、熱處理跟普通的螺母一樣，不過有一個(gè)工作性能要求（有效力矩、扭矩-夾緊力、非金屬嵌件耐溫性能試驗(yàn)）3、螺母的硬度要求058（大于16）1型1012272-35三、緊定螺釘?shù)男阅芗?jí)1、緊定螺釘性能等級(jí)的標(biāo)記制度：兩部分組成，第一部分表示最低維氏硬度的1/10，第二部分字母H表示硬度。見下表：性能等級(jí)14H22H33H45HHVmin140220330450HVmax290300440560HRC30max33-4445-53緊定螺釘用材料性能等級(jí)材料熱處理化學(xué)成份，%CPSmaxminmaxmax14H碳鋼---0.50---0.110.1522H碳鋼淬火回火0.50---0.050.0533H碳鋼淬火回火0.50---0.050.0545H合金鋼淬火回火0.500.190.050.05摘自3098.3摘自3098.3三、緊定螺釘?shù)男阅芗?jí)1、緊定螺釘性能等級(jí)的標(biāo)記制度：性能等級(jí)四、不銹鋼螺栓的性能級(jí)1、不銹鋼螺釘性能等級(jí)的標(biāo)記制度：兩部分組成，第一部分標(biāo)記鋼的組別；第二部分標(biāo)記性能等級(jí)，中間用“—”隔開。第一部分鋼的組別由字母和一個(gè)數(shù)字組成，字母表示鋼的類別，數(shù)字表示該類鋼的化學(xué)成份范圍，其中A—奧氏體鋼、C—馬氏體鋼、F—鐵素體鋼。第二部分性能等級(jí)標(biāo)記兩個(gè)位數(shù)字表示抗拉強(qiáng)度的1/10。鋼的類別鋼的組別性能等級(jí)奧氏體A1A4A5A2A3高強(qiáng)度50軟70冷加工80馬氏體C1C38050軟淬火回火70110淬火回火5070軟鐵素體F1冷加工4560軟四、不銹鋼螺栓的性能級(jí)1、不銹鋼螺釘性能等級(jí)的標(biāo)記制度：鋼的性能等級(jí)表示示例：1）、A2-70表示：奧氏體鋼，冷加工，最小抗拉強(qiáng)度為700N/mm2(700Mpa)2）、C4-70表示：馬氏體多，淬火并回火，最小抗拉強(qiáng)度為700N/mm2(700Mpa)含碳量低于0.03%的低碳不銹鋼，可增加標(biāo)記“L”，如A4L-80不銹鋼螺母的標(biāo)記：（只有1型和薄螺母）第一部分字母加數(shù)字的表示意思跟螺栓一樣；第二部數(shù)字表示保證應(yīng)力的1/10；當(dāng)螺母的高度（0.5D≤m<0.8D)(薄螺母)時(shí)，由三個(gè)數(shù)字組成，第一個(gè)數(shù)字0表示降低承載能力的螺母，后兩位數(shù)字表示保證載荷的1/10例:A2-035表示:奧氏體鋼,冷加工.最小保證應(yīng)力為350N/mm2(350Mpa)性能等級(jí)表示示例：不銹鋼螺母的標(biāo)記：（只有1型和薄螺母）例:2、不銹鋼螺栓的機(jī)械性能奧氏體、馬氏體、鐵素體鋼的抗拉強(qiáng)度、規(guī)定非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力和斷后伸長(zhǎng)量詳見GB/T3098.6奧氏體鋼破壞扭拒(粗牙螺紋)螺紋破壞扭矩(N.Mmin)507080M31.11.61.8M42.73.84.3M55.57.88.8M69.31315M8233237M10466574M1280110130M16210290330馬氏體和鐵素體鋼破壞扭矩值未規(guī)定摘自3098.62、不銹鋼螺栓的機(jī)械性能奧氏體、馬氏體、鐵素體鋼的類別組別等級(jí)硬度HBHRCHV馬氏體C150147-209---155-22070209-31420-34220-330110---36-45350-440C380228-32321-35240-340C450147-209---155-22070209-31420-34220-330鐵素體F145128-209---135-22060171-271---180-285注:螺母的硬度與螺栓的硬度完全相同馬氏體\鐵素體鋼的硬度類別組別等級(jí)硬度HBHRCHV50147-209---155常用奧氏體型不銹鋼中外對(duì)照表類型GB(中國(guó))

ASTM(美國(guó))JIS(日本)DIN(德國(guó))奧氏體型

1Cr17Ni7301SUS301X12CrNi1771Cr18Ni9302SUS302X12CrNi1881Cr18Ni10303SUS303X12CrNiS1880Cr18Ni9304SUS304X5CrNi18900Cr19Ni10304LSUS304LX2CrNi1890Cr17Ni12Mo2316SUS316X5CrNiMo181000Cr17Ni14Mo2316LSUS316LX2CrNiMo18100Cr18Ni10Ti321SUS321X10CrNiTi1890Cr19Ni13Mo3317SUS317X2CrNiMo1816常用奧氏體型不銹鋼中外對(duì)照表類型GBASTMJISDIN奧氏五、自攻釘?shù)募夹g(shù)要求名稱與標(biāo)準(zhǔn)號(hào)自攻螺釘GB3098.5自擠螺釘GB3098.7自鉆自攻螺釘GB3098.11材料滲碳鋼或冷鐓鋼硬度表≥450HV0.3≥450HV0.3≥530HV0.3芯≤ST3.9:270-390HV5≥ST4.2:270-390HV10290-390HV10≤ST4.2:320-400HV5;>ST4.2:320-400HV10滲碳層深度規(guī)格深度規(guī)格深度規(guī)格深度ST2.2-2.60.04-0.103-3.50.05-0.18ST2.9-3.50.05-0.18ST2.9-3.50.05-0.184-50.1-0.25ST4.2-5.50.10-0.23ST3.9-5.50.10-0.236-80.15-0.28ST6.30.15-0.28ST6.3-80.15-0.2810-120.15-0.32螺紋GB/T5280GB/T197GB/T6559GB/T5280還有一種不銹鋼自攻釘，見標(biāo)準(zhǔn)3098.21五、自攻釘?shù)募夹g(shù)要求名稱與自攻螺釘自擠螺釘自鉆自攻螺釘材料滲1、自攻釘性能試驗(yàn)（3098.5）自攻擰入性試驗(yàn)試驗(yàn)板