(高清版)GBT 3098.6-2023 紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉和螺柱

国家标准化管理委员会国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会I Ⅲ V 1 1 2 35不锈钢组别和性能等级标记制度 45.1通则 45.2不锈钢组别的标记(第一部分) 45.3性能等级的标记(第二部分) 5 5 5 8 86.3耐蚀性 8 88试验方法和检查的适用性 8.1试验方法的适用性 8.2紧固件的承载能力 8.3制造者检查 8.4供方检查 8.5需方检查 8.6试验结果的交付 9试验方法 9.1拉力试验 9.2因头部设计降低承载能力螺栓和螺钉拉力试验 9.4楔负载试验 229.5扭矩试验 9.6硬度试验 26 26 27ⅡGB/T3098.6—2023 2710.4包装标志(标签) 30附录A(资料性)高温下的机械性能和低温下的应用 Ⅲ紧固件机械性能螺母；——GB/T3098.8——GB/T3098.9 —-GB/T3098.17——GB/T3098.18 —GB/T3098.21 ——GB/T3098.25 紧固件机械性能—200℃~+700℃使用的螺栓连接零件；紧固件机械性能有效力矩型钢锁紧螺母；蝶形螺母保证扭矩；b)增加了奥氏体不锈钢性能等级100和组别A8(见图1);c)更改了表面精饰(见6.3,2014年版的第4章);表4～表7);Vj)更改了楔负载试验(见9.4,2014年版的7.2)和硬度试验(见9.6,2014年版的7.2);本文件修改采用ISO3506-1:2020《紧固件耐腐蚀不锈钢紧固件机械性能第1部分：规定组别 ——删去奥氏体不锈钢性能等级70紧固件状态“软”,符合奥氏体不锈钢紧固件实际状态(见图1)。V紧固件机械性能紧定螺钉；——GB/T3098.5 紧固件机械性能-200℃~+700℃使用的螺栓连接零件； ——GB/T3098.14——GB/T3098.18——GB/T3098.19——GB/T3098.20紧固件机械性能紧固件机械性能紧固件机械性能紧固件机械性能紧固件机械性能紧固件机械性能紧固件机械性能紧固件机械性能紧固件机械性能检查氢脆用预载荷试验平行支承面法；蝶形螺母保证扭矩；紧固件机械性能平垫圈；M奥氏体-铁素体不锈钢被称为双相不锈钢，最初发明于20世纪30年代。现在使用的标准双相不锈钢组别是在20世纪80年代发展起来的。双相不锈钢制成的紧固件已经得到广泛应用。本文件修订与常用的A1～A5奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的抗应力腐蚀开裂性能都有所提高。大多数双关于不锈钢组别和性能定义的补充详细说明见GB/T31 ——耐疲劳性2GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法(GB/T228.1—2021,ISO6892-1:GB/T230.1金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法(GB/T230.1—2018,ISO6508-1:GB/T231.1金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法(GB/T231.1—2018,ISO6506-1:GB/T3098.25紧固件机械性能不锈钢和镍合金紧固件选用指南GB/T3099.4紧固件术语控制、检查、交付、接收和质量(GB/T3099.4—2GB/T4340.1金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法(GB/T4340.1—2009,ISO6507-GB/T16825.1金属材料静力单轴试验机的检验与校准第1部分：拉力和(或)压力试验机测GB/T39310紧固件检查文件类型(GB/T39310-2020,ISO16228:2017,MOD)3碳含量低于0.1%,铬含量通常为11%～18%的不锈钢(3.5),通常不能通过热处理进行强化，并且显微组织包含奥氏体和铁素体两种相的不锈钢(3.5),与奥氏体d₃外螺纹小径(用于公称应力截面积计算),单位为毫米(mm);Fp紧固件实物的规定塑性延伸率为0.2%时的载荷，单位为牛顿(N);4Rp紧固件实物的规定塑性延伸率为0.2%时的应力，单位为兆帕(MPa);第7章、表2或表3规定了不锈钢组别和性能等级的标准化组合。软硬化高强度软A¹A²A3A紧固件不锈钢组别和性能等级的标志、标签和标记应按第10章规定。对于可在螺纹杆部进行拉力规定的规格范围(即d<1.6mm或d>39mm)。 5图1中不锈钢类别和组别的化学成分按表1规定。性能等级的标记(第二部分)由2～3位数字组成，该数字对应于表2或表3规定的紧固件最小抗拉强度的1/10。6材料表1规定了紧固件用不锈钢组别的化学成分限值。该化学成分应按相关标准的规定。适合某种应用的不锈钢组别应按GB/T3098.25的规定进行选择。不锈钢组别化学成分“(熔炼分析，质量分数，%)CPSN奥氏体_ —马氏体———i0.150~ 铁素体二一不锈钢组别(熔炼分析，质量分数，%)CPSN双相钢 一·根据材料标准，除非另有说明，否则数值均为最大值，所显示的位数应符合一如有争议，实施成品分析。如果镍含量低于8.0%,则锰的最小含量应为5.0%。如果镍含量大于8.0%,对铜的最小含量不予限制。钼含量由制造者确定，但对某些使用场合，如有必要限定钼的极限含量，则应在订单中由用户注明。“如果铬含量低于17.0%,则镍的最小含量宜为12.0%。h对最大碳含量为0.030%的奥氏体不锈钢，氮含量最高不应超过0.22%。对较大直径的产品，为达到规定的机械性能，可由制造者确定采用较高的含碳量，但对奥氏体钢含碳量不应超过0.12%。此公式仅用于根据本文件对双相钢进行分组(不用于耐腐蚀性的选择标准8对于特殊用途不锈钢组别的选择见GB/T3098.25。GB/T3098.25中也给出了符合表1的不锈钢组别和性能等级为C1-110的紧固件应淬火并回火，最低回火温的紧固件可以在性能等级代号之后加上字母“P”(见10.4)。 无论是在制造过程中还是在最终成品检验时，按第9章规定的方法在环境温度10℃~35℃条件下进第8章规定了试验方法的适用性，以验证不同类型和尺寸的紧固件是否符合表2～表8的要求。即使紧固件的材料符合第6章规定的所有相关要求，但由于紧固件头部几何尺寸原因(头部剪切面并不意味着所有的组合都合适，有些不锈钢组别和性能等级的组合可能没有商品化。对于非标准紧固9不锈钢类别组别性能等级0.2%时的应力Rp断后伸长量A奥氏体最小拉力载荷(Fm),粗牙螺纹按表4,细牙螺纹按表6。在R的最小载荷(F),粗牙螺纹按表5,细牙螺纹按表不锈钢组别规定塑性延伸断后伸长量A马氏体铁素体 不锈钢组别等级规定塑性延伸率为0.2%时的应力Rpb断后伸长量A·最小拉力载荷(Fm),粗牙螺纹按表4,细牙淬火并回火，最低回火温度为275℃.d仅对螺纹公称直径d≤24mm。d公称应力截面积A,nomN奥氏体钢和双相钢马氏体钢铁素体钢一到上一个100N。性能等级50仅指奥氏体A1～A5组别。d公称应力截面积N奥氏体钢和双相钢马氏体钢铁素体钢到上一个100N。d公称应力截面积N奥氏体钢和双相钢马氏体钢铁素体钢d公称应力截面积最小拉力载荷，FmlN奥氏体钢和双相钢马氏体钢铁素体钢—到上一个100N。d公称应力截面积N奥氏体钢和双相钢马氏体钢铁素体钢表7规定塑性延伸率为0.2%时(Rpr)的最小拉力载荷——细牙螺纹(续)d公称应力截面积规定塑性延伸率为0.2%时的最小拉力载荷，FptN奥氏体钢和双相钢马氏体钢铁素体钢一—一到上一个100N.性能等级50仅指奥氏体A1～A5组别。当由于长度太短(I<2.5d或b<2d)而无法进行第9章规定的拉力试验时，表8规定了最小破坏扭——表8中规定的最小破坏扭矩值仅适用于性能等级为50、70和80的奥氏体不d性能等级·紧固件的扳拧部分和/或槽型不一定能够施加本表中规定的最小破坏扭矩，这不应成为拒收的原b)最小拉力载荷(Fm)应符合表4或表6规定，和/或最小破坏扭矩(Mg)应符合表8规定(仅适不锈钢组别最小抗拉强度规定塑性延伸率为0.2%时的应力Rpr断后伸长量A最小破坏扭矩Ms对所有长度；当d>3mm、b≥1d+2P时，仅对1<2.5d;对性能等级100或细牙螺纹，无不适用适用适用不适用·对全螺纹螺柱，总长l≥3.5d。对l<2.5d(或全螺纹螺柱l₄<3.5d),试验和试验条件应由供需协议确定。不锈钢组别R0.2%时的应力R断后伸长量Ad≥3mm,当b≥3d*时的所有长度不适用适用适用不适用按照图2d)进行拉力试验，螺纹长度至少要3d,即1d的未旋合螺纹长度和两端各1d的螺纹旋合长度。符合第6章和第7章适用的技术要求。紧固件应按图2所示拧入夹具中。螺纹夹具内螺纹啮合长度应为1d±1P。承受载荷的未旋合螺应按GB/T228.1的规定进行拉力试验。试验机夹头的分离速率，在达到载荷F,前，不应超过9.1.2同时测定Rmr,Rp和A的试验程序应持续测量拉力载荷F,直至断裂，可以直接借助适合的电子装置(例如微处理机),或者依据载荷—伸长量曲线(见GB/T228.1),该曲线可以自动绘制或采用图解为获得可接受的准确的图解测量，曲线的比例应使弹性范围内的斜率(应根据图3确定以下内容：a)极限拉力载荷Fmf。b)规定塑性延伸率为0.2%时的载荷Fpi在载荷一伸长量曲线上按下列步骤直接测定：1)确定曲线弹性范围的斜率(曲线上直线部分);2)在伸长量轴(△L)上，距离等于L₂的0.2%处画一条平行于弹性变形范围内斜率的平3)该平行线与曲线的交点即相当于载荷Fpi。按表5或表7规定。c)断后伸长量A按下列步骤直接测定：1)通过断裂点画一条平行于弹性变形范围(曲线的直线部分)的平行线，该直线与伸长量轴2)断后伸长量A根据图3直接在伸长量轴上(△L)测定。9.1.3规定塑性延伸率为0.2%时的应力Rpr的仲裁试验程序该试验应通过测量紧固件在承受轴向拉力载荷时的载荷和伸长量来进行，见图4。当该试验还用伸长量应在紧固件头部顶面和末端之间或螺柱的两端面之间测定，见图4中L。。当使用引伸计载荷-伸长量曲线应如图5所示。图5测量规定塑性延伸率为0.2%时的应力Rp的载荷-伸长量曲线应按如下方法计算夹紧长度L₂:夹紧长度L₂的0.2%应按比例缩放至载荷-伸长量曲线的水平轴上(OP),从曲线的直线部分水平GB/T3应测量紧固件总长度L。,见图6a)。按图1将紧固件拧入内螺纹夹具，轴向加载，直至拉断。试验机夹头的分离速率，在达到载荷F前，不应超过10mm/min;而在达到载荷F后，不应超过图6断后伸长量A的测定A=L₁—L。根据公称应力截面积A,nom和试验过程中测量的极限拉力载荷Fm计算抗拉强度，按公式(2)和公d₃——外螺纹小径。按公式(4)计算： (4)H——原始三角形高度(GB/T192)。表4和表6给出了圆整到3位有效数字的公称应力截面积数值(A,nom)。为满足要求，断裂应发生在未旋合螺纹的长度内或无螺纹杆部分。断裂不应发生在头部：——对于带无螺纹杆部螺栓，断裂不应发生在头部与杆部交接处；——对于全螺纹螺钉，如断裂始于未旋合螺纹的长度内，允许在拉断前已延伸或扩展到头部与螺纹Rm应符合表2或表3规定，最小拉力载荷Fmt,mn也应符合表4或表6规定。9.1.6规定塑性延伸率为0.2%时的应力Rp试验结果和要求紧固件实物规定塑性延伸率为0.2%时的应力Rp是根据公称应力截面积As,mom和试验过程中测量的规定塑性延伸率为0.2%时的载荷F,按公式(5)计算： (5)表5和表7给出了3位有效数字的公称应力截面积数值(As,nom)。Rp应符合表2或表3规定。最小载荷Fp应符合表5或表7规定。如有争议，应按9.1.3规定的带引伸计的仲裁试验方法测定Rp。9.1.7断后伸长量A的试验结果和要求断后伸长量A应符合表2或表3规定。如有争议，应按9.1.3规定的带引伸计的仲裁试验方法测定断后伸长量A。9.2因头部设计降低承载能力螺栓和螺钉拉力试验本拉力试验的目的是确定因头部设计降低承载能力螺栓和螺钉的极限拉力载荷(Fmí),即由于螺栓头部设计原因，该类螺栓或螺钉的断裂预计不会发生在未旋合螺纹长度内或无螺纹杆部，见8.2.2和图7因头部设计而导致降低承载能力螺钉断裂示例因头部设计而降低承载能力的螺栓和螺钉仅应根据9.1测定极限拉力载荷Fm,抗拉强度Rm、断后伸长量A和规定塑性延伸率为0.2%时的应力Rp不适用。根据10.1.3,不能按9.1在螺纹杆部(b<3d)进行拉力试验的降低承载能力螺栓和螺钉不应标记性能等级，仅标记不锈钢组别。螺纹长度b≥3d的螺栓和螺钉，应按9.1对螺纹杆部进行附加的拉力试验。在这种情况下，按试验过程中测得的最大载荷应等于或大于相关产品标准中规定的最小拉力载荷Fm,或应按供需协议提供。因杆部设计而降低承载能力的紧固件仅应根据9.1测定抗拉强度，断后为0.2%时的应力Rp和表4、表6规定的最小拉力载荷不适用。抗拉强度(Rm.)是根据无螺纹杆部横截面积 (6) (7)断裂应发生在无螺纹杆部，Rm.应符合表2或表3对Rm的规定。d全螺纹螺钉、公称公称345678对方颈螺栓，该孔应能与方颈相配。·对A级和B级产品，圆角或倒角r;按此规定；对C级产品，圆角或倒角r,宜按以下公式计算+0.2,ri和r.公差宜为±0.1mm。表8规定的最小破坏扭矩仅适用于性能等级50、70和80的奥氏体不锈钢粗牙螺纹螺栓和螺钉。破坏扭矩值应在订货时由供需协议确定。破坏扭矩试验装置示意图见图10。图10破坏扭矩Mg的测量装置扭矩测量装置应具有待测值的±6%的精度。螺栓或螺钉应装入夹紧装置中，被夹紧的螺纹长度至少为1d,但不包括末端长度。至少有两扣完紧固件最小破坏扭矩Mg应符合表8的要求。硬度试验应按GB/T4340.1(H试验最小载荷应为98N。布氏硬度试验的载荷应等于30D²,单位为牛顿。应在1/2半径与轴心线间的区域内测定硬度，见图11。图111/2半径区域内测定硬度硬度值应符合表3规定。——不锈钢组别，按第5章(见图1); 按本文件要求制造的紧固件应按照第5章规定进行标记，并应按第10章规定进行标志。只有在符合本文件所有适用要求的情况下，才应按第5章规定进行标记，并应按第10章规定进行——化学成分按表1规定； 机械和物理性能按第6章和第7章规定，按第8章和第9章进行试验。对于因长度太短(b<3d)而无法在螺纹杆部进行拉力试验的降低承载能力紧固件，应仅标明不锈全承载能力紧固件性能等级标志代号应按表13的规定。表13全承载能力紧固件性能等级标志代号性能等级可按9.1进行拉力试验的降低承载能力紧固件的性能等级标志代号应按表14规定，性能等级前面品的所有规格应按表14的规定进行标志。表14降低承载能力紧固件性能等级标志代号性能等级*对于因长度过短(b<3d)而无法在螺纹杆部进行拉力试验的降低承载能力紧固件，不应使用该性能等级代对于碳含量不超过0.030%的低碳奥氏体不锈钢，紧固件标志可在不锈钢组别后、连字符前加上字母“L”。公称直径d≥5mm的六角头螺栓和螺钉应标志不锈钢组别和性能等级代号，不锈钢组别按第6章规定，性能等级代号按表13(全承载能力紧固件)或表14(b≥3d可按9.1进行拉力试验的降低承载六角头螺栓和螺钉应首选在头部顶面用凹字或凸字标志，或在头部侧面用凹字标志(见图12)。对法兰面螺栓和螺钉，当制造工艺不允许在头部顶面进行标志时，应在法兰上进行标志。图12全承载能力六角头螺栓和螺钉标志示例10.3.2内六角或内六角花型圆柱头螺栓和螺钉标志螺纹公称直径d≥5mm的内六角或内六角花型圆柱头螺栓和螺钉应标志不锈钢组别和性能等级代号，不锈钢组别按第6章规定，性能等级代号按表13(全承载能力紧固件)或表14(b≥3d可按9.1进行拉力试验的降低承载能力紧固件)规定，制造者识别标志按10.2规定。对于圆柱头和低圆柱头螺栓和螺钉，应首选在头部顶面用凹字或凸字标志，或在侧面用凹字标志(见图13)。图13全承载能力内六角圆柱头螺钉标志示例b≥3d可按9.1进行拉力试验的降低承载能力紧固件标志示例见图14。图14可进行拉力试验的降低承载能力内六角沉头螺钉标志示例对于因长度太短(b<3d)而无法在螺纹杆部进行拉力试验的降低承载能力的螺栓和螺钉，不应使用表14中规定的性能等级代号(见图15)。图15不能进行拉力试验的降低承载能力内六角沉头螺钉标志示例公称直径d≥5mm的螺柱宜标志不锈钢组别和性能等级代号，不锈钢组别按第6章规定，性能等级代号按表13(全承载能力紧固件)或表14(降低承载能力紧固件，如腰状志按10.2规定。图16螺柱标志示例螺纹公称直径d≥5mm左旋螺纹的螺栓和螺钉应在头部顶面或末端增加左旋标志(见图17)。图17左旋螺纹标志示例——低碳奥氏体不锈钢的可选字母“L”(紧接组别之后),按10.1.4;-——性能等级代号(连字符后),全承载能力紧固件按表13(如70),可按9.1进行拉力试验的降低承载能力紧固件按表14(如070);——GB/T3099.4规定的生产批号。(资料性)高温下的机械性能和低温下的应用当ISO米制螺纹螺栓、螺钉和螺柱经适当设计，并按本文件时，符合GB/T3098.15的配套螺母的设计会确保螺母在螺栓连A.2高温下规定塑性延伸率为0.2%时的应力表A.1温度对Rpr的影响不锈钢组别(仅性能等级70和80*,b)·目前对性能等级100尚无数据。·对性能等级50