螺栓性能等级的标记制度和材料
性能等级的标记制度
螺栓、螺钉和螺柱性能等级的代号,由点隔开的两部分数字组成(见表1~表3):
——点左边的一或二位数字表示公称抗拉强度(Rm,公称)的1/100,以MPa计(见表3,No.1);
——点右边的数字表示公称屈服强度(下屈服强度)(ReL,公称)或规定非比例延伸0.2%的公称应力(RP0.2,公称)或规定非比例延伸0.0048d的公称应力(RPf,公称)(见表3,No.2~No.4)与公称抗拉强度(Rm,公称)比值的10倍(见表1)。
表1 屈强比
点右边的数字 |
.6 |
.8 |
.9 |
或 |
0.6 |
0.8 |
0.9 |
示例:紧固件的公称抗拉强度Rm,公称=800 MPa和屈强比为0.8,其性能等级标记为“8.8″。
若材料性能与8.8级相同,但其实际承载能力又低于8.8级的紧固件(降低承载能力的)产品,其性能等级应标记为“08.8“。
公称抗拉强度和屈强比的乘积为公称屈服强度,以MPa计。附录A给出了表示各性能等级公称抗拉强度与断后生长率关系的资料。
紧固件性能等级的标志和标签,应按国标规定,对降低承载能力的则应按相对应的规定。
如能符合表2及表3的规定,则本部分规定的性能等级标记制度也可用于超出标准范围(d>39mm)的规格。
紧固件材料
表2规定了紧固件各性能等级用钢的化学成分极限和最低回火温度。该化学成分应按相关的国家标准的规定。
注。某些化学元素受一些国家的法规限制或禁止使用。当涉及有关国家或地区时应当注意。
GB/T 5267.3的第4章对紧固件材料的要求,适用于热浸镀锌紧固件。
表2 材料
性能 | 材料和热处理 | 化学成分极限(熔炼分析%)a | 回火温度 | ||||
等级 | C | P | S | Bb | ℃ | ||
min | max | max | max | max | min | ||
4.6c,d | 碳钢或添加元素的碳钢 | — | 0.55 | 0.05 | 0.06 | 未规定 | — |
4.8d | |||||||
5.6e | 0.13 | 0.55 | 0.05 | 0.06 | |||
5.8d | — | 0.55 | 0.05 | 0.06 | |||
6.8d | 0.15 | 0.55 | 0.05 | 0.06 | |||
8.8f | 添加元素的碳钢(如硼或锰或铬)淬火并回火 或 | 0.15e | 0.4 | 0.025 | 0.025 | 0.003 | 425 |
碳钢淬火并回火 或 | 0.25 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
合金钢淬火并回火g | 0.2 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
9.8f | 添加元素的碳钢(如硼或锰或铬) 淬火并回火 或 | 0.15e | 0.4 | 0.025 | 0.025 | 0.003 | 425 |
碳钢淬火并回火 或 | 0.25 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
合金钢淬火并回火g | 0.2 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
10.9f | 添加元素的碳钢(如硼或锰或铬)淬火并回火 或 | 0.20e | 0.55 | 0.025 | 0.025 | 0.003 | 425 |
碳钢淬火并回火 或 | 0.25 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
合金钢淬火并回火g | 0.2 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
12.9f,h,i | 合金钢淬火并回火g | 0.3 | 0.5 | 0.025 | 0.025 | 0.003 | 425 |
12.9f,h,i | 添加元素的碳钢(如硼或锰或铬)淬火并回火 | 0.28 | 0.5 | 0.025 | 0.025 | 0.003 | 380 |
a 有争议时,实施成品分析。 | |||||||
b 硼的含量可达0.005%,非有效硼由添加钛和/或铝控制。 | |||||||
c 对4.6和5.6级冷镦紧固件,为保证达到要求的塑性和韧性,可能需要对其冷镦用线材或冷镦紧固件产品进行热处理。 | |||||||
d 这些性能等级允许采用易切钢制造,其硫、磷和铅的最火含量为:硫0.34%;磷0.11%;铅0.35%。 | |||||||
e 对含碳量低于0.25%的添加硼的碳钢,其锰的最低含量分别为:8.8级为0.6%;9.8级和10.9级为0.7%。 | |||||||
f 对这些性能等级用的材料,应有足够的淬透性,以确保紧固件螺纹截面的芯部在“淬硬”状态、回火前获得约90%的马氏体组织。 | |||||||
g 这些合金钢至少应含有下列的一种元素,其最小含量分别为:铬0.30%;镍0.03%;钼0.20%;钒0.10%。当含有二、三或四种复合的合金成分时,合金元素的含量不能少于单个合金元素含量总和的70%。 | |||||||
h 对12.9/12.9级表面不允许有金相能测出的白色磷化物聚集层。去除磷化物聚集层应在热处理前进行。 | |||||||
i 当考虑使用12.9/12.9级,应谨慎从事。紧固件制造者的能力、服役条件和扳拧方法都应仔细考虑。除表面处理外,使用环境也可能造成紧固件的应力腐蚀开裂。 |
机械物理性能
规定性能等级的紧固件,在环境温度1)下,应符合表3规定的机械和物理性能。
注1:即使紧固件的材料性能符合表2和表3的规定,但由于尺寸原因,某些型式的紧固件也会降低承载能力。
注2:虽然,本部分规定了高级别的性能等级,但这并不意味着所有等级均适用于所有紧固件。产品标准中规定的性能等级,可供非标准紧固件参考。
表3 螺栓螺钉和螺柱的机械物理性能
o. | 机械或物理性能 | 性能等级 | ||||||||||||
4.6 | 4.8 | 5.6 | 5.8 | 6.8 | 8.8 | 9.8 d≤ 16 mm | 10.9 | 12.9/ | ||||||
d≤16 mma | d>16 mmb | 12.9 | ||||||||||||
1 | 抗拉强度Rm/MPa | 公称c | 400 | 500 | 600 | 800 | 900 | 1000 | 1200 | |||||
min | 400 | 420 | 500 | 520 | 600 | 800 | 830 | 900 | 1040 | 1220 | ||||
2 | 下屈服强度ReL.d/MPa | 公称c | 240 | — | 300 | — | — | — | — | — | — | — | ||
min | 240 | — | 300 | — | — | — | — | — | — | — | ||||
3 | 规定非比例延伸0.2%的应力RP0.2/MPa | 公称c | — | — | — | — | — | 640 | 640 | 720 | 900 | 1080 | ||
min | — | — | — | — | — | 640 | 660 | 720 | 940 | 1100 | ||||
4 | 紧固件实物的规定非比例延伸0.0048d的应力RPf/MPa | 公称c | — | 320 | — | 400 | 480 | — | — | — | — | — | ||
min | — | 340e | — | 420e | 480e | — | — | — | — | — | ||||
5 | 保证应力SPf/MPa | 公称 | 225 | 310 | 280 | 380 | 440 | 580 | 600 | 650 | 830 | 970 | ||
保证应力比 | SP.公称/ReL.min或SP.公称/RP0.2.min或SP.公称/RPf.min | 0.94 | 0.91 | 0.93 | 0.9 | 0.92 | 0.91 | 0.91 | 0.9 | 0.88 | 0.88 | |||
6 | 机械加工试件的断后伸长率A/% | min | 22 | — | 20 | — | — | 12 | 12 | 10 | 9 | 8 | ||
7 | 机械加工试件的断面收缩率Z/% | min | — | 52 | 48 | 48 | 44 | |||||||
8 | 紧固件实物的断后伸长率Af(见附录C) | min | — | 0.24 | — | 0.22 | 0.2 | — | — | — | — | — | ||
9 | 头部坚固性 | 不得断裂或出现裂缝 | ||||||||||||
10 | 维氏硬度/HV,F≥98N | min | 120 | 130 | 155 | 160 | 190 | 250 | 255 | 290 | 320 | 385 | ||
max | 220g | 250 | 320 | 335 | 360 | 380 | 435 | |||||||
11 | 布氏硬度/HBW,F=30D2 | min | 114 | 124 | 147 | 152 | 181 | 245 | 250 | 286 | 316 | 380 | ||
max | 209g | 238 | 316 | 331 | 355 | 375 | 429 | |||||||
12 | 洛氏硬度/HRB | min | 67 | 71 | 79 | 82 | 89 | — | ||||||
max | 95.0g | 99.5 | — | |||||||||||
洛氏硬度/HRC | min | — | 22 | 23 | 28 | 32 | 39 | |||||||
max | — | 32 | 34 | 37 | 39 | 44 | ||||||||
13 | 表面硬度/HV0.3 | max | — | h | h,i | h,j | ||||||||
l4 | 螺纹未脱碳层的高度E/mm | min | — | 1/2H1 | 2/3H1 | 3/4H1 | ||||||||
螺纹全脱碳层的深度G/mm | max | — | 0.015 | |||||||||||
15 | 再回火后硬度的降低值/HV | max | — | 20 | ||||||||||
16 | 破坏扭矩MB/Nm | min | — | 按GB/T 3098.13的规定 | ||||||||||
17 | 吸收能量KVk,l/J | min | — | 27 | — | 27 | 27 | 27 | 27 | m | ||||
18 | 表面缺陷 | GB/T 5779.1n | GB/T 5779.3 | |||||||||||
a 数值不适用于栓接结构。 | ||||||||||||||
b 对栓接结构d≥M12。 | ||||||||||||||
c 规定公称值,仅为性能等级标记制度的需要,见第5章。 | ||||||||||||||
d 在不能测定下屈服强度ReL的情况下,允许测量规定非比例延伸0.2%的应力RP0.2。 | ||||||||||||||
e 对性能等级4.8、5.8和6.8的RPf.min数值尚在调查研究中。表中数值是按保证荷载比计算给出的,而不是实测值。 | ||||||||||||||
f 表5和表7规定了保证载荷值。 | ||||||||||||||
g 在紧固件的末端测定硬度时,应分别为:250HV、238HB或HRBmax99.5。 | ||||||||||||||
h 当采用HV0.3测定表面硬度及芯部硬度时,紧固件的表面硬度不应比芯部强度高出30HV单位。 | ||||||||||||||
i 表面硬度不应超出390 HV。 | ||||||||||||||
j 表面硬度不应超出435 HV。 | ||||||||||||||
k 试验温度在-20℃下测定,见9.14。 | ||||||||||||||
l 适用于d≥16 mm。 | ||||||||||||||
m KV数值尚在调查研究中。 | ||||||||||||||
n 由供需双方协议,可用GB/T 5779.3代替GB/T 5779.1。 |