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文档简介

1、GB/T 3098.1-2000前言本标准等同采用国际标准ISO 8981:1999 碳钢和合金钢制造的紧固件机械性能第1 部分 : 螺栓、螺钉和螺柱。GB/T 3098总的标题为“紧固件机械性能”,包括以下部分: GB/T 3098.1 2000 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 GB/T 3098.2 2000 紧固件机械性能螺母粗牙螺纹 GB/T 3098.3 2000紧固件机械性能紧定螺钉 GB/T 3098.4 2000 紧固件机械性能螺母细牙螺纹 GB/T 3098.5 2000紧固件机械性能自攻螺钉 GB/T 3098.6 2000紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱 GB/T 3

2、098.7 2000紧固件机械性能自挤螺钉 GB/T 3098.8 1992 紧固件机械性能耐热用螺纹连接副 GB/T 3098.9 1993 紧固件机械性能有效力矩型钢六角锁紧螺母 GB/T 3098.10 1993 紧固件机械性能有色金属制造的螺栓、螺钉、螺柱和螺母 GB/T 3098.11 1995 紧固件机械性能 自钻自攻螺钉 GB/T 3098.12 1996 紧固件机械性能螺母锥形保证载荷试验 GB/T 3098.13 1996紧固件机械性能螺栓与螺钉的扭矩试验和破坏扭矩公称直径110 mm GB/T 3098.14 2000 紧固件机械性能螺母扩孔试验 GB/T 3098.15

3、2000 紧固件机械性能不锈钢螺母 GB/T 3098.16 2000 紧固件机械性能不锈钢紧定螺钉 GB/T 3098.17 2000 紧固件机械性能检查氢脆用预载荷试验平行支承面法ISO 8981对螺柱的实物拉力试验与保证载荷试验未规定拧入机体端的装卡位置,本标准予以规定(8.2 条和 8.5 条) 。ISO 8981未规定方颈及带榫螺栓头部坚固性试验模,本标准予以规定( 图 4) 。ISO 8981未规定左旋螺纹的螺柱标志,本标准予以规定 (9.4 条) 。本标准是 GB/T 3098.1 1982 的修订本,主要修改如下:a) 仅规定在环境温度为 1035条件下试验的机械性能。紧固件在

4、较高或较低温度下,机械和物理性能可能不同 ( 第 1 章) ;b) 明确指出因头部几何尺寸造成头部剪切面积小于螺纹的应力截面积的紧固件,可能达不到抗拉和扭矩的要求,如沉头、半沉头和圆柱头 ( 第 1 章) ;c) 明确本标准未规定耐剪切应力和耐疲劳性 ( 第 1 章) ;d)增加硼 (B) 含量的规定,并对低碳硼合金钢规定了锰的最低含量 表 2中角注 1)、4) ;e)对用于 10.9 级和 12.9 级的合金钢规定了合金元素的含量 表 2中角注 7) ;f)规定 12.9级的表面不允许有白色磷聚集层 表 2 中角注 8) ;g)用于 12.9级的合金钢给出的化学成分和回火温度,尚在调查研究中

5、表2中角注 9) ;h)增加“破坏扭矩”、“收缩率”和“表面缺陷”等性能指标, 并调整部分硬度指标 ( 表 3 中 5.3 5.5 、 5.10 、5.12 、5.18 条) ;1GB/T 3098.1 2000i) 验收用试验调整为 : “ O”适用于“螺纹直径 d3 mm或长度 l<2.5 d ”;“”适用于“螺纹直径 d>3 mm和长度 z2.5 d ”( 表 4) ;j) 取消了“对螺纹直径 d>4 mm并且长度 3 d 的紧固件,亦可采用最低硬度试验代替拉力试验。 ”的规定;调整了进行头部坚固性试验的规格范围 表 5中角注 7)、9) ;k)规定“再回火试验”不是必

6、须进行的,仅适用于有争议时的仲裁试验 表 5 中角注 10) ;1) 对螺栓、螺钉和螺柱实物进行拉力试验与保证载荷试验时,承受拉力载荷又未旋合的螺纹长度改为 : 一倍螺纹直径 (1d)(8.2 条) ;m) 规定“硬度与理论的抗拉强度, 可能没有直接的换算关系”; “楔负载试验不适用于沉头螺钉”;(8.4 条和 8.6 条) ;n) 明确规定“开槽和十字槽螺钉,不使用标志” ( 第 9 章) ;o) 规定经销者使用了自己的识别标志的紧固件,应视为制造者的识别标志(9.1 条) ;p) 对小螺栓、螺钉或受头部形状限制的产品,规定可采用“时钟面法”符号标志性能等级(表 15);q) 对 d5 mm

7、、六角头和六角花形头螺栓和螺钉 ( 包括法兰面产品 ) 所有性能等级的产品,标志是强制性的条) ;r) 规定螺柱应在无螺纹杆部标志条、图 10) ;s)规定 : 所有规格的所有包装上,标志制造者的商标或识别标志和性能等级是强制性的(9.6 条) ;t) 附录 A 中增加了指导使用的文字说明。本标准自实施之日起,代替GB/T 3098.1 1982。本标准的附录 A 是提示的附录。本标准由国家机械工业局提出。本标准由全国紧固件标准化技术委员会归口。本标准由机械科学研究院负责,西安标准件总厂、上海高强度螺栓厂、上海市紧固件和焊接材料技术研究所、北京标准件工业集团公司、武汉汽车标准件研究所、上海金马

8、高强紧固件有限公司和深圳航空标准件有限公司参加起草。本标准由全国紧固件标准化技术委员会秘书处负责解释。2GB/T 3098.1 2000ISO 前言ISO( 国际标准化组织 ) 是一个世界性的各国国家标准团体( ISO 成员团体 ) 的联合组织。国际标准的制定工作通常是通过 ISO 各个技术委员会进行的。每个成员团体如对某一技术委员会所进行的项目感兴趣时,也可参加该委员会。与 I 有关的政府的和非政府的国际组织也可参加此项工作。 ISO 与国际电工委员会 (IEC) 在电工标准化方面有着密切的联系。经技术委员会采纳的国际标准草案,分发给所有成员团体进行投票表决。国际标准的正式出版需要至少 75

9、%的成员团体投票赞成。国际标准 ISO 8981由 ISOTC 2 紧固件技术委员会SCI 紧固件机械性能分委员会制定。第三版对第二版(ISO 898 1:1988) 进行了删改与补充,是技术性修订。ISO 898 总名称为“碳钢和合金钢紧固件机械性能”,包括以下部分:第 1 部分:螺栓、螺钉和螺柱第 2部分:规定保证载荷值的螺母粗牙螺纹第 5部分:紧定螺钉及类似的不受拉应力的螺纹紧固件第 6部分:规定保证载荷值的螺母细牙螺纹第 7部分:螺栓与螺钉的扭矩试验和最小扭矩公称直径110 mm本标准的附录 A 是提示的附录。3_1 范围本标准规定了由碳钢或合金钢制造的、在环境温度为 1035条件下进

10、行试验时,螺栓、螺钉和螺柱的机械性能。该环境温度条件下判定为符合本标准的产品,在较高或较低温度下,机械和物理性能可能不同。附录A(提示的附录 ) 提供了高温条件下,屈服点 ( s ) 或规定非比例伸长应力 ( p0.2 ) 的示例。在低于该环境温度下,产品性能,尤其是冲击韧性可能发生变化,使用者应予注意。某些紧固件,因其头部几何尺寸造成头部剪切面积小于螺纹应力截面积,可能达不到本标准关于抗拉或扭矩的要求,如沉头、半沉头和圆柱头 ( 第 6 章) 。本标准适用的螺栓、螺钉和螺柱:粗牙螺纹 M1.6M39;细牙螺纹 M8×1M39×3;符合 GB/T 192 规定的普通螺纹;符

11、合 GB/T 193 规定的直径与螺距组合;符合 GB/T 196 规定的基本尺寸;符合 GB/T 197 规定的公差与配合;由碳钢或合金钢制造的。本标准不适用于紧定螺钉及类似的不受拉力的螺纹紧固件。本标准未规定以下性能要求:可焊接性; I耐腐蚀性 (GB/T 3098.6) ;工作温度高于 +300( 对10.9 级为 250) 或低于 50的性能要求;耐剪切应力;耐疲劳性。注:大于本章规定的极限规格,如d>39 mm,只要能符合性能等级的所有要求,则可以使用本标准的标记制度。2 引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有

12、标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T 1921981普通螺纹基本牙型GB/T 1931981普通螺纹直径与螺距系列 ( 直径 1600 mm)GB/T 1961981普通螺纹基本尺寸 ( 直径 1600 mm)_国家质量技术监督局2000- 09-26 批准2001-02-01实施46B/T 3098.1 2000-GB/T 1971981普通螺纹公差与配合 ( 直径 1355 mm)GB/T 2281987金属拉伸试验方法 (neq ISO 6892:1984)GB/T 2291 994 金属夏比缺口冲击试验方法 (eqv ISO 148:1983和

13、ISO 83:1976)GB/T 2301991金属洛氏硬度试验方法GB/T 2311984金属布氏硬度试验方法GB/T 3098.22000 紧固件机械性能螺母粗牙螺纹 (idt ISO 8982:1992)GB/T 3098.32000紧固件机械性能紧定螺钉 (idt ISO 898 5:1998)GB/T 3098.62000紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱(idt ISO 3506 1:1997)GB/T 3098.131996 紧固件机械性能螺栓与螺钉的扭矩试验和破坏扭矩公称直径110 mm(idt ISO 898 7:1992)GB/T 4340.11999金属维氏硬度试验第1

14、 部分 : 试验方法 (eqv ISO 6507 1:1997)GB/T 5277 1985 紧固件螺栓和螺钉通孔 (eqv ISO 273:1979)GB/T 5779.12000紧固件表面缺陷螺栓、螺钉和螺柱一般要求(idt ISO 61571:1988)GB/T 5779.3 2000 紧固件表面缺陷螺栓、螺钉和螺柱特殊要求(idt ISO 61573:1988)3 标记制度2螺栓、螺钉和螺柱性能等级的标记制度如表1 所示。横坐标表示公称抗拉强度值b( 以N/mm计) ,而纵坐标表示最小断后伸长率 5( 以%计) 。性能等级的标记代号,由两部分数字组成 :第一部分数字表示公称抗拉强度的1

15、/100( 表 3 和 5.1 条) ;第二部分数字表示公称屈服点( s ) 或公称规定非比例伸长应力( p0.2 ) 与公称抗拉强度 ( b ) 比值 ( 屈强比) 的 10 倍。这两部分数字的乘积为公称屈服点的l/10 。最小屈服点 ( s min ) 或最小规定非比例伸长应力 ( p0.2 min ) 和最小抗拉强度 ( b min ) 等于或大于其公称值(表 3)。4 材料表 2 规定了螺栓、螺钉和螺柱各性能等级的钢种和回火温度。材料的化学成分应符合有关材料标准的规定。5 机械或物理性能在环境温度下按第8 章规定的方法进行试验时, 螺栓、螺钉和螺柱应符合表3 规定的机械或物理性能。6

16、机械和物理性能的试验项目用第 8 章规定的方法,对螺栓、螺钉和螺柱按表4 和表 5 规定的 A 类或 B 类项目进行机械和物理性能试验。无论选择哪类试验,均应符合表3 规定的全部要求。B类项目应尽量采用,但对拉力载荷小于500 kN 或不适用 A类项目的产品必须采用。+A 类项目适用于机械加工试件和螺杆上无螺纹部分的截面积小于螺纹的应力截面积的螺栓、螺钉和螺柱。5GB/T 3098.12000表 1坐标表示的标记制度公称抗拉强度 b公称300 400 500 600 700 800 90010001200 14002Nmm7896.812.91010.9125.89.8148.8最小断后伸长率

17、 % 164.81820225.6254.6303.6屈服点与抗拉强度的关系第二部分数字代号.6.8.9公称屈服点 ( s )2)608090×100%或公称抗拉强度 ( b )公称规定非比例伸长应力( p 0.2) 2)×100%公称抗拉强度 ( b )注:虽然本表给出了高级别的性能等级,但并不意味着这些等级适用于所有的产品。适用的性能等级应按产品标准的规定。对非标准紧固件,尽量参照类似的标准紧固件选用。1) 仅适用于 d16 mm。2) 公称数值按表 3 规定。6GB/T3098.1-2000表2材料性能等级材料和热处理3.62 )4.62 )4.82 )碳钢5.65.

18、82 )6.82 )8.83)低碳合金钢 ( 如硼、锰或铬 ) ,淬火并回火或中碳钢,淬火并回火9.8低碳合金钢 ( 如硼、锰或铬 ) ,淬火并回火或中碳钢,淬火并回火10.95)6)低碳合金钢 ( 如硼、锰或铬 ) ,淬火并回火中碳钢,淬火并回火10.96)或低、中碳合金钢 ( 如硼、锰或铬 ) ,淬火并回火或合金钢淬火并回火7)12.9 6)8)9)合金钢,淬火并回火7)化学成分%回火温度CPSB 1 )minmaxmaxmaxmaxmin-O.20O.05O.06O.003-0.550.05O.06O.003-O.13O.55O.05O.06O.55O.050.06O.003-0.15

19、4)O.04O.035O.035O.003425O.250.55O.035O.0350.15 4)O.35O.035O.035O.003425O.25O.55O.035O.035O.154)O.35O.035O.035O.003340O.25O.55O.035O.035O.003O.204)0.55O.035O.035425O.20O.55O.035O.035O.0030.28O.50O.035O.035O.0033801) 硼的含量可达 O.005%,其非有效硼可由添加钛和 ( 或) 铝控制。2)这些性能等级允许采用易切钢制造,其硫、磷及铅的最大含量为: 硫O.34%;磷 O.11%;铅 O

20、.35%。3)为保证良好的淬透性,螺纹直径超过20 mm的紧固件,需采用对 10.9 级规定的钢。4)含碳量低于 O.25%(桶样分析 ) 的低碳硼合金钢的锰最低含量为 :8.8级:O.6%;9.8 、10.9 和10.9 级:O.7%。5)该产品应在性能等级代号下增加一横线标志 ( 第9 章)10.9 级应符合表3 对 10.9 级规定的所有性能,而较低的回火温度对其在提高温度的条件下,将造成不同程度的应力削弱( 附录A)。6)用于该性能等级的材料应具有良好的淬透性,以保证紧固件螺纹截面的芯部在淬火后、回火前获得约90%的马氏体组织。7)合金钢至少应含有以下元素中的一种元素,其最小含量为:

21、铬O.30%;镍 0.30%;钼 0.20%;钒 O.10%。8) 考虑承受抗拉应力, 12.9 级的表面不允许有金相能测出的白色磷聚集层。9 )该化学成分和回火温度尚在调查研究中。7GB/T 3098.12000表 3 螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能性能等级分项机械性能和物理性能3.64.64.85.65.86.88.81)9.82)10.912.9条号d16 3)d>16 3)mmmm5.1公称抗拉强度b公称 ,Nmm。3004005006008008009001 0001 2005.2最小抗拉强度4)5)23304004205005206008008309001 0401 220

22、b minN/mm5.3维氏硬度 HVmin95120130155160190250255290320385F98 Nmax2206)2503203353603804355.4布氏硬度 HBmin90114124147152181238242276304366F=30 D 2max2096)238304318342361414HRB526771798289-min5.5洛氏硬度 HRHRC-9002223283239HRB95.O6)99.5-maxHRC-32343739445.6表面硬度 HV O3 max7)5.7屈服点 s 8) ,Nmm。公称180240320300400480-mi

23、n190240340300420480-5.8规定非比例伸长应力公称-6406407209001 080 p 0.2 9) ,Nmm。min-6406607209401 1005.9S p/ s 或S p / p 0.20.940.940.91O.93O.90O.92O.91O.910.900.88O.88保证应力S p ,Nmm。1802253102803804405806006508309705.10破坏扭矩M B,N· m min按 GBT 3098.13规定5.11断后伸长率,min2522-20-121210985.12断面收缩率,min-524848445.13楔负载对螺

24、栓和螺钉 ( 不包括螺柱 ) 实物进行测试,应符合表6或表8 的规定5.14冲击吸收功 Aku ,Jmin-25-30302520155.15头部坚固性不得断裂5.16螺纹未脱碳层的最小高度E-1/2H 12/3H 13/4H 1G,mm-O015全脱碳层的最大深度5.17再回火后的硬度回火前后硬度均值之差不大于20 HV5.18表面缺陷按 GBT 5779.1 或 GBT 5779.3规定1)因超拧造成载荷超出保证载荷时,对螺纹直径d16 mm 的 8.8 级螺栓,则增加了螺母脱扣的危险。推荐参考GBT 3098.2 。2)仅适用于螺纹直径d16 mm。3)对钢结构用螺栓为12 mm。4)最

25、小抗拉强度适用于公称长度z2.5 d的产品;最低硬度适用于长度l<2.5d以及其他不能进行拉力试验( 如头部结构的影响 ) 的产品。5)对螺栓、螺钉和螺柱的实物进行楔负载试验时,应按b min 计算。6)在螺栓、螺钉和螺柱末端测试的硬度的最大值为 : 250 HV 、238 HB或 99.5 HRB。7)表面硬度不应比芯部硬度高出30 个维氏硬度值。 10.9级的表面硬度不应大于390 HV O.3 。8)当不能测定屈服点s 时,允许以测量规定非比例伸长应力p 0.2 代替。 4.8 、5.8和 6.8级的 s值仅为计算用,不是试验数值。9) 按性能等级标记的屈强比和规定非比例伸长应力p

26、 0.2适用于机械加工试件。因受试件加工方法和尺寸的影响,这些数值与螺栓和螺钉实物测出的数值是不相同的。8GB/T 3098.1 2000表 4试验项目 1) 索引尺寸螺纹直径d3mm 或长度l< 2.5 d。螺纹直径d3mm和长度z2.5 d验收用试验1) 见表 5。2) 亦包括特殊头型或杆部结构比螺纹截面强度更弱的螺栓和螺钉。表 5 验收用 A 类和 B 类试验项目( 本程序适用于机械性能而不适用于化学性能)试验性 能组别5.2最小抗拉强度b min5.3和最低硬度 2)I5.4和5.5最高硬度5.6最高表面硬度5.7最小屈服点以4)s min5.8屈服强度 0.25.9保证应力S

27、p5.1C破坏扭矩M B5.11最小断后伸长率4)5.12最小断面收缩率min5.13楔负载 6)5.14最小冲击吸收功A ku5.15头部坚固性 9)5.16最大脱碳层V5.17再回火后的硬度5.18表面缺陷A 类试验项目B 类试验项目性能等级性能等级试验方法3.68.8 、9.8试验方法3.6 、4.68.8 、9.84.610.94.8 、5.610.95.612.95.8 、6.812.98.1拉力试验 1)8.2拉力试验硬度试验 8.4硬度试验 3) 8.1拉力试验8.1拉力试验8.5保证载荷试验8.3扭矩试验 5)8.1拉力试验8.1拉力试验8.6楔负载试验 1)8.7冲击试验 7

28、) 8)8.8头部坚固性试验8.9脱碳试验 8.9脱碳试验 8.1C再回火试验 10) 8.1C再回火试验 10) 8.11表面缺陷试验 8.11表面缺陷试验 1) 如果进行了楔负载试验,则不必再做拉力试验。2) 最低硬度仅适用于公称长度l< 2.5d 和不能进行拉力试验或扭矩试验的产品 ( 如头部结构的影响 ) 。3) 可以采用维氏、布氏或洛氏硬度进行试验,如有争议,以维氏硬度试验为验收依据。4) 仅适用于长度 z6d 的螺栓、螺钉和螺柱。5) 仅适用于不能进行拉力试验的螺栓和螺钉。6) 头部结构比螺纹截面强度更弱的特殊头型的螺栓和螺钉,不进行楔负载试验。7)根据用户要求,仅适用于螺纹

29、直径d16 mm 的螺栓、螺钉和螺柱。8) 仅适用于 5.6 级。9) 仅适用于螺纹直径d10 mm,且长度太短而不允许进行楔负载试验的螺栓和螺钉。10) 不是必须进行的,仅适用于有争议时的仲裁试验。9GB/T 3098 .120007 最小拉力载荷和保证载荷最小拉力载荷和保证载荷按表 6表 9 规定。表 6最小拉力载荷粗牙螺纹螺纹螺纹的应性能等级力截面积规格3.64.64.85.65.86.88.89.810.912.9As1)d2最小拉力载荷 (As× b min ) ,NmmM35.031 6602 0102 1102 5102 6203 0204 0204 5305 2306

30、 140M3.56.782 2402 7102 8503 3903 5304 0705 4206 1007 0508 270M48.782 9003 5103 6904 3904 5705 2707 0207 9009 13010 700M514.24 6905 6805 9607 1007 3808 52011 35012 80014 80017 300M620.16 6308 0408 44010 00010 40012 10016 10018 10020 90024 500M728.99 54011 60012 10014 40015 00017 30023 10026 00030 10

31、035 300M836.612 10014 60015 40018 30019 00022 00029 200MIO5819 10023 20024 40029 00030 20034 80046 400M1284.327 80033 70035 40042 20043 80050 60067 400M1411538 00046 00048 30057 50059 80069 00092 000M1615751 80062 80065 90078 50081 60094 000125 000M1819263 40076 80080 60096 00099 800115 000159 0002)

32、2)2)32 90038 10044 60052 20060 30070 80075 90087 700103 000104 000120 000140 000141 000163 000192 000-200 000234 000M2024580 80098 000103 000122 000127 000147 000203 000-255 000299 000M22303100 000121 000127 000152 000158 000182 000252 000-315 000370 000M24353116 000141 000148 000176 000184 000212 0

33、00293 000-367 000431 000M27459152 000184 000193 000230 000239 000275 000381 000-477 000560 000M30561185 000224 000236 000280 000292 000337 000466 000-583 000684 000M33694229 000278 000292 000347 000361 000416 000576 000-722 000847 000M36817270 000327 000343 000408 000425 000490 000678 000-850 000997

34、 000M39976322 000390 000410 000488 000508 000586 000810 000-102000012000001) As的计算见 8.2 条。2)对钢结构用螺栓,分别以70 000 N 、95 500 N和 130 000 N代替。10GBT 3098.12000表 7保证载荷粗牙螺纹螺纹螺纹的 应性能等级规格力截面积3.64.64.85.65.86.88.89.810.912.9d×P 1)As1)2保证载荷 (A。×S),NMmM35.039101 1301 5601 4101 9102 2102 9203 2704 1804 88

35、0M3.56.781 2201 5302 1001 9002 5802 9803 9404 4105 6306 580M48.781 5801 9802 7202 4603 3403 8605 1005 7107 2908 520M514.22 5603 2004 4003 9805 4006 2508 2309 23011 80013 800M620.13 6204 5206 2305 6307 6408 84011 60013 10016 70019 500M728.95 2006 5008 9608 09011 00012 70016 80018 80024 00028 000M836.

36、66 5908 24011 40010 20013 90016 10021 20023 80030 40035 500M105810 40013 00018 00016 20022 00025 50033 70037 70048 10056 300M1284.315 20019 00026 10023 60032 00037 10048 900 2)54 80070 00081 800M1411520 70025 90035 60032 20043 70050 60066 700 2)74 80095 500112 000M1615728 30035 30048 70044 00059 700

37、69 t0091 000 2)102 000130 000152 000M1819234 60043 20059 50053 80073 00084 500115 000-159 000186 000M2024544 10055 10076 00068 60093 1001 08 000147 000-203 000238 000M2230354 50068 20093 90084 800115 000133 000182 000-252 000294 000M2435363 50079 400109 00098 800134 000155 000212 000-293 000342 000M

38、2745982 600103 000142 000128 000174 000202 000275 000-381 000445 000M30561101 000126 000174 000157 000213 000247 000337 000-466 000544 000M33694125 000156 000215 000194 000264 000305 000416 000-576 000673 000M36817147 000 184 000253 000229 000310 000359 000490 000-678 000792 000M39976176 000 220 000303 000273 000371 000429 000586 000-810 000947 0001) A。的计算见 8.2 条。2)对钢结构用螺栓,分别以50 700 N 、68 800 N和 94 500 N 代替。11GB/T 3098.12000表 8最小拉力载荷细牙螺纹螺纹螺纹的 应性能等级力截面积规格3.64.64.85.65.86.88.89.810.912.9As1)d×P 1)Mm最小拉力载荷 (A s× b

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