细晶非调质钢螺栓、螺钉和螺柱
材料技术条件
材料牌号、化学成分、铁素体晶粒度和力学性能等材料技术条件,应符合附录A的规定。
适用的紧固件
细晶非调质钢线材适用的紧固件产品、规格和性能等级应符合表2的规定。
表2 适用的紧固件产品、规格和性能等级
材料牌号 | 螺纹公称直径 | 性能等级 | 适用的产品 |
MFT8 | 5~16 | 8.8F、08.8F | 螺栓、螺钉、螺柱和螺杆 |
MFT9 | 5~16 | 9.8F、09.8F | |
MFT10 | 5~16 | 10.9F、010.9F | 螺柱和螺杆 |
机械和物理性能
在环境温度为10℃~35℃(夏比摆锤冲击试验为-20℃)的条件下,按第规定的试验方法进行试验时,紧固件产品应符合表3的规定。
第8章规定了各种型式尺寸紧固件可适用的试验方法。
注: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。
表3 螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能
分项条号 | 机械和物理性能 | 性能等级 | |||
8.8F | 9.8F | 10.9F | |||
1 | 抗拉强度Rm/MPa | 公称a | 800 | 900 | 1000 |
min | 800 | 900 | 1040 | ||
2 | 规定非比例伸长0.2%的应力,RP0.2/MPa | 公称a | 640 | 720 | 900 |
min | 640 | 720 | 940 | ||
3 | 保证应力SPb/MPa | 公称 | 580 | 650 | 830 |
保证应力比SP,公称/RP0.2 min | 0.91 | 0.9 | 0.88 | ||
4 | 机械加工试件的断后伸长率A/% | min | 12 | 10 | 9 |
5 | 机械加工试件的断面收缩率Z/% | min | 52 | 48 | 48 |
6 | 头部坚固性 | 不得断裂 | |||
7 | 维氏硬度 HV F≥98N | min | 250 | 290 | 320 |
max | 320 | 360 | 380 | ||
8 | 布氏硬度 HBW F=30D2 | min | 238 | 276 | 304 |
max | 304 | 342 | 361 | ||
9 | 洛氏硬度 HRC | min | 22 | 28 | 32 |
max | 32 | 37 | 39 | ||
10 | 破坏扭矩MB/Nm | min | 见GB/T 3098.13 | ||
11 | 吸收能量KVc,d/J | min | 27 | ||
12 | 表面缺陷 | GB/T 5779.1e | |||
a 性能等级的标记制度仅要求规定公称值。 | |||||
b 表5和表7规定了保证载荷。 | |||||
C 在-20℃试验温度下测定的数值。 | |||||
d 适用于d=l6mm。 | |||||
e 如用GB/T 5779.3 代替,应由供需双方协议。 |
表4 最小拉力载荷——粗牙螺纹
螺纹规格a | 公称应力截面积 | 性能等级 | ||
d | AS,公称b/mm2 | 8.8F | 9.8F | 10.9F |
最小拉力载荷,Fm,min(AS,公称×Rm,min)/N | ||||
M5 | 14.2 | 11350 | 12800 | 14800 |
M6 | 20.1 | 16100 | 18100 | 20900 |
M7 | 28.9 | 23100 | 26000 | 30100 |
M8 | 36.6 | 29200c | 32900 | 38100c |
M10 | 58 | 46400c | 52200 | 60300c |
M12 | 84.3 | 67400 | 75900 | 87700 |
M14 | 115 | 92000 | 104000 | 120000 |
M16 | 157 | 125000 | 141000 | 163000 |
a 在螺纹标记中不标记螺距者,应为粗牙螺距。 | ||||
b AS,公称的计算见9.1.6.1。 | ||||
C 用于热浸镀锌的6az螺纹紧固件,可按GB/T 5267.3附录A降低数值。 |
表5 保证载荷——粗牙螺纹
螺纹规格a | 公称应力截面积 | 性能等级 | ||
d | AS,公称b/mm2 | 8.8F | 9.8F | 10.9F |
最小拉力载荷,Fm,min(AS,公称×Rm,min)/N | ||||
M5 | 14.2 | 8230 | 9230 | 11800 |
M6 | 20.1 | 11600 | 13100 | 16700 |
M7 | 28.9 | 16800 | 18800 | 24000 |
M8 | 36.6 | 21200c | 23800 | 30400c |
M10 | 58 | 33700c | 37700 | 48100c |
M12 | 84.3 | 48900 | 54800 | 70000 |
M14 | 115 | 66700 | 74800 | 95500 |
M16 | 157 | 91000 | 102000 | 130000 |
a 在螺纹标记中不标记螺距者,应为粗牙螺距。 | ||||
b AS,公称的计算见9.1.6.1。 | ||||
c 用于热浸镀锌的6az螺纹紧固件,可按GB/T 5267.3附录A降低数值。 |
表6 最小拉力载荷——细牙螺纹
螺纹规格 | 公称应力截面积 | 性能等级 | ||
d×P | AS,公称a/mm2 | 8.8F | 9.8F | 10.9F |
最小拉力载荷,Fm,min(AS,公称×Rm,min)/N | ||||
M8×1 | 39.2 | 31360 | 35300 | 40800 |
M10×1 | 64.5 | 51600 | 58100 | 67100 |
M10×1.25 | 61.2 | 49000 | 55100 | 63600 |
M12×1.25 | 92.1 | 73700 | 82900 | 95800 |
M12×1.5 | 88.1 | 70500 | 79300 | 91600 |
M14×1.5 | 125 | 100000 | 112000 | 130000 |
M16×1.5 | 167 | 134000 | 150000 | 174000 |
表7 保证载荷一细牙螺纹
螺纹规格 | 公称应力截面积 | 性能等级 | ||
d×P | AS,公称a/mm2 | 8.8F | 9.8F | 10.9F |
保证载荷,FP(AS,公称×SP)/N | ||||
M8×1 | 39.2 | 22700 | 25500 | 32500 |
M10×1 | 64.5 | 37400 | 41900 | 53500 |
M10×1.25 | 61.2 | 35500 | 39800 | 50800 |
M12×1.25 | 92.1 | 53400 | 59900 | 76400 |
M12×1.5 | 88.1 | 51100 | 57300 | 73100 |
M14×1.5 | 125 | 72500 | 81200 | 104000 |
M16×1.5 | 167 | 96900 | 109000 | 139000 |
试验方法的适用性
有两个试验系列组合,可对表3规定的紧固件机械和物理性能进行试验。FF组用于紧固件成品试验。而MP组用于紧固件材料性能试验。FF和MP组又分为:FF1、FF2、FF3、FF4、MP1和MP2,适用于各种类型的紧固件。然而,由于规格大小和/或承载能力的影响,对所有型式或规格的紧固件,不可能都能按表3规定的全部项目进行试验。
紧固件的承载能力
全承载能力的紧固件
全承载能力的紧固件(标准化的或非标准化的)应按FF1、FF2或MP2试验系列对紧固件实物进行拉力试验:
a) 对ds>d2 的紧固件,断裂应发生在螺纹部分;
对ds≈d2 的紧固件,断裂应发生在螺纹部分或无螺纹杆部;
b) 其最小拉力载荷Fm,min应符合表4或表6的规定。
降低承载能力的紧固件
降低承载能力的紧固件(标准或非标准的),虽然材料性能符合GB/T 3098本部分的规定,但因几何尺寸的原因,如按FF1、FF2或MP2对其成品进行拉力试验时,则达不到承载能力的要求。
当按FF3或FF4进行拉力试验时,降低承载能力的紧固件通常不断在螺纹部分。
与螺纹的最小拉力载荷相比,因几何尺寸原因降低承载能力的紧固件有两种类型:
a) 螺栓或螺钉的头部设计: 带或不带外扳拧的降低头部高度的螺栓,或带内扳拧的扁圆头、低圆柱头或某些沉头螺钉(见表10)。FF3试验系列适用于这些紧固件。
b) 杆部设计:适用于不要求,或不按GB/T 3098本部分规定的承载能力,如腰状杆螺栓。FF4试验系列适用于这些紧固件(GB/T 3098的本部分不适用于此类产品)。
制造者的选择
制造者可选择自己的工序控制和检验方法,使其生产的紧固件符合表3的规定。
有争议时,应采用第9章规定的试验方法。
供方的选择
供方可选择自己的试验方法,使其提供的紧固件符合表3的规定。
对紧固件或机械加工试件可实施的试验
通则
表8~表12规定了FF1~FF3、MP1和MP2的适用性。
表8~表10为紧固件成品的试验,提供了FF1~FF3试验系列。
——FF1用于测定标准头部和标准杆或细杆(全承载能力的)即ds>d2 或ds≈d2 的螺栓和螺钉成品性能,见表8;
——FF2用于测定标准杆或细杆(全承载能力的)即ds>d2 或ds≈d2 的螺柱和螺杆成品性能,见表9;
——FF3用于测定ds>d2 或ds≈d2,并且降低承载能力的螺栓和螺钉成品性能,见表10, 其降低承载能力的原因为:
a) 低的头部高度或带或不带外扳拧结构;
b) 带内扳拧结构的扁圆头或低圆柱头;
c) 带内扳拧结构的某些沉头。
表11、表12紧固件材料性能试验和/或改进工艺的试验,提供了MP1和MP2试验系列。FF1~FF3也可用于这一目的。
——MP1用于机械加工试件测定紧固件材料性能和/或改进工艺的试验,见表11;
——MP2用于紧固件成品测定全承载能力紧固件实物(ds>d2 或ds≈d2)的材料性能和/或改进工艺的试验,见表12。
表8 FF1试验系列 全承载能力的螺栓和螺钉成品
性能 | 试验方法 | 性能等级 | ||||
(见表3) | 8.8F、9.8F、10.9F | |||||
d<5mm或 | d≥5mm或 | |||||
l<2.5d或 | l≥2.5d或 | |||||
b<2d | b≥2d | |||||
1 | 最小抗拉强度Rm,min | 楔负载拉力试验 | 9.1 | NF | a | |
拉力试验(Rm) | 9.2 | NF | a | |||
3 | 保证应力SP,公称 | 保证载荷试验 | 9.4 | NF | ||
6 | 头部坚固性 | 头部坚固性试验 | 1.5d≤l<3d | 9.6 | ||
d≤10mm | l≥3d | |||||
7或8或9 | 硬度 | 硬度试验 | 9.7 | |||
10 | 破坏扭矩MB,min | 扭矩试验 | 9.8 | b | ||
1.6mm≤d≤10mm | ||||||
b≥1d+2P | ||||||
12 | 表面缺陷 | 表面缺陷检查 | 9.1 | |||
a 对d≥5mm、l≥2d和b<2d的紧固件,还应满足9.1.5 或9.2.5的要求。 | ||||||
b 可以代替拉力试验,有争议时应使用拉力试验。 |
表9 FF2试验系列 全承载能力的螺柱和螺杆成品
性能 | 试验方法 | 性能等级 | |||
(见表3) | 8.8F、9.8F、10.9F | ||||
d<5mm或 | d≥5mm或 | ||||
l<3d或 | l≥3d或 | ||||
b<2d | b≥2d | ||||
1 | 最小抗拉强度Rm,min | 拉力试验(Rm) | 9.2 | NF | a |
3 | 保证应力SP,min | 保证载荷试验 | 9.4 | NF | |
7或8或9 | 硬度 | 硬度试验 | 9.7 | ||
12 | 表面缺陷 | 表面缺陷检查 | 9.1 | ||
a 如螺柱断裂在拧入金属端的螺纹长度bm内,可以最小硬度代替Rm,min,或者按9.5用机械加工试件测定抗拉强度Rm。 |
表10 FF3试验系列 降低承载能力的螺栓和螺钉成品
性能 | 试验方法 | 性能等级 | |||
(见表3) | 8.8F、9.8F、10.9F | ||||
d<5mm或 | d≥5mm或 | ||||
l<2.5d或 | l≥2.5d或 | ||||
b<2d | b≥2d | ||||
1 | 最小拉力载荷 | 因头部设计原因,拉力试验不断在未旋合螺纹的长度内 | 9.2 | NF | a |
7或8或9 | 硬度 | 硬度试验 | 9.7 | ||
12 | 表面缺陷 | 表面缺陷检查 | 9.1 | ||
a 最小拉力载荷,见相关产品标准。 |
表11 MP1试验系列 用机械加工试件测定材料性能
性能 | 试验方法 | 性能等级 | ||
(见表3) | 8.8F、9.8F、10.9F | |||
5≤d≤16mm和 | ||||
d0≥3mm和b≥d和l≥d+26mm | ||||
a,b,c | ||||
1 | 最小抗拉强度Rm,min | 机械加工试件的拉力试验 | 9.2 | |
2 | 规定非比例伸长0.2%的最小应力RP0.2,min | |||
4 | 机械加工试件的最小断后伸长率Amin | |||
5 | 机械加工试件的最小断面收缩率Zmin | |||
7或8或9 | 硬度 | 硬度试验 | 9.7 | |
11 | 最小吸收能量KVmin | 冲击试验d=16mm和ld或lt≥55mm | 9.9 | |
12 | 表面缺陷e | 表面缺陷检查 | 9.1 | |
a 如测定螺柱和螺杆,最小总长度应在公式中增加1d。 | ||||
b 对螺栓和螺钉,测定Zmin则l≥d+20mm。 | ||||
c 对螺柱和螺杆,浏定Zmin则l≥2d+20mm。 | ||||
d 头的实心部分可包括在内。 | ||||
e 在机械加工之前实施。 |
表12 MP2试验系列 用全承载能力的螺栓、螺钉、螺柱和螺杆实物测定材料性能
性能 | 试验方法 | 性能等级 | ||
(见表3) | 8.8F、9.8F、10.9F | |||
d≥5mm和b≥2.2d和l≥2.7da | ||||
1 | 最小抗拉强度Rm,min | 紧固件实物拉力试验(Rm) | 9.2 | b |
3 | 保证应力载荷SP | 紧固件实物保证载荷试验 | 9.4 | b |
7或8或9 | 硬度 | 硬度试验 | 9.7 | |
12 | 表面缺陷 | 表面缺陷检查 | 9.1 | |
a 螺杆为:lt≥3.2d。 | ||||
b l≥2.5d和b≥2d。 |