6 材料
6.1 材料技術條件
材料牌号、化學成分、鐵素體晶粒度和力學性能等材料技術條件,應符合附錄A的規定。
6.2 适用的緊固件
細晶非調質鋼線材适用的緊固件產品、規格和性能等級應符合表2的規定。
表2 适用的緊固件產品、規格和性能等級
材料牌号 | 螺紋公稱直徑 | 性能等級 | 适用的產品 |
MFT8 | 5~16 | 8.8F、08.8F | 螺栓、螺釘、螺柱和螺杆 |
MFT9 | 5~16 | 9.8F、09.8F | |
MFT10 | 5~16 | 10.9F、010.9F | 螺柱和螺杆 |
6.3 推薦的工藝
為保證冷加工成形的螺栓、螺釘、螺柱和螺杆的性能,應進行穩定化處理。推薦的細晶非調質鋼熱軋盤條加工緊固件的使用準則,見附錄B。
7 機械和物理性能
在環境溫度為10℃~35℃(夏比擺錘沖擊試驗為-20℃)的條件下,按第9章規定的試驗方法進行試驗時,緊固件產品應符合表3的規定。
第8章規定了各種型式尺寸緊固件可适用的試驗方法。
注:即使緊固件的材料性能符合表2和表3的規定,但由于尺寸原因,某些型式的緊固件也會降低承載能力(見8.2和9.3)。
表3 螺栓、螺釘和螺柱的機械和物理性能
分項條号 | 機械和物理性能 | 性能等級 | |||
8.8F | 9.8F | 10.9F | |||
1 | 抗拉強度Rm/MPa | 公稱a | 800 | 900 | 1000 |
min | 800 | 900 | 1040 | ||
2 | 規定非比例伸長0.2%的應力,RP0.2/MPa | 公稱a | 640 | 720 | 900 |
min | 640 | 720 | 940 | ||
3 | 保證應力SPb/MPa | 公稱 | 580 | 650 | 830 |
保證應力比SP,公稱/RP0.2 min | 0.91 | 0.90 | 0.88 | ||
4 | 機械加工試件的斷後伸長率A/% | min | 12 | 10 | 9 |
5 | 機械加工試件的斷面收縮率Z/% | min | 52 | 48 | 48 |
6 | 頭部堅固性 | 不得斷裂 | |||
7 | 維氏硬度 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 | 破壞扭矩MB/Nm | min | 見GB/T 3098.13 | ||
11 | 吸收能量KVc,d/J | min | 27 | ||
12 | 表面缺陷 | GB/T 5779.1e | |||
a 性能等級的标記制度僅要求規定公稱值,見第5章。 b 表5和表7規定了保證載荷。 C 在-20℃試驗溫度下測定的數值。 d 适用于d=l6mm。 e 如用GB/T 5779.3 代替,應由供需雙方協議。 |
表4~表7規定了最小拉力載荷和保證載荷。
表4 最小拉力載荷——粗牙螺紋
螺紋規格a d | 公稱應力截面積 AS,公稱b/mm2 | 性能等級 | ||
8.8F | 9.8F | 10.9F | ||
最小拉力載荷,Fm,min(AS,公稱×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 在螺紋标記中不标記螺距者,應為粗牙螺距。 b AS,公稱的計算見9.1.6.1。 C 用于熱浸鍍鋅的6az螺紋緊固件,可按GB/T 5267.3附錄A降低數值。 |
表5 保證載荷——粗牙螺紋
螺紋規格a d | 公稱應力截面積 AS,公稱b/mm2 | 性能等級 | ||
8.8F | 9.8F | 10.9F | ||
最小拉力載荷,Fm,min(AS,公稱×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 在螺紋标記中不标記螺距者,應為粗牙螺距。 b AS,公稱的計算見9.1.6.1。 c 用于熱浸鍍鋅的6az螺紋緊固件,可按GB/T 5267.3附錄A降低數值。 |
表6 最小拉力載荷——細牙螺紋
螺紋規格 d×P | 公稱應力截面積 AS,公稱a/mm2 | 性能等級 | ||
8.8F | 9.8F | 10.9F | ||
最小拉力載荷,Fm,min(AS,公稱×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 |
a AS,公稱的計算見9.1.6.1。 |
表7 保證載荷一細牙螺紋
螺紋規格 d×P | 公稱應力截面積 AS,公稱a/mm2 | 性能等級 | ||
8.8F | 9.8F | 10.9F | ||
保證載荷,FP(AS,公稱×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 |
a AS,公稱的計算見9.1.6.1。 |
8 試驗方法的适用性
8.1 通則
有兩個試驗系列組合,可對表3規定的緊固件機械和物理性能進行試驗。FF組用于緊固件成品試驗。而MP組用于緊固件材料性能試驗。FF和MP組又分為:FF1、FF2、FF3、FF4、MP1和MP2,适用于各種類型的緊固件。然而,由于規格大小和/或承載能力的影響,對所有型式或規格的緊固件,不可能都能按表3規定的全部項目進行試驗。
8.2 緊固件的承載能力
8.2.1 全承載能力的緊固件
全承載能力的緊固件(标準化的或非标準化的)應按FF1、FF2或MP2試驗系列對緊固件實物進行拉力試驗:
a) 對ds>d2 的緊固件,斷裂應發生在螺紋部分;
對ds≈d2 的緊固件,斷裂應發生在螺紋部分或無螺紋杆部;
b) 其最小拉力載荷Fm,min應符合表4或表6的規定。
8.2.2 降低承載能力的緊固件
降低承載能力的緊固件(标準或非标準的),雖然材料性能符合GB/T 3098本部分的規定,但因幾何尺寸的原因,如按FF1、FF2或MP2對其成品進行拉力試驗時,則達不到承載能力的要求。
當按FF3或FF4進行拉力試驗時,降低承載能力的緊固件通常不斷在螺紋部分。
與螺紋的最小拉力載荷相比,因幾何尺寸原因降低承載能力的緊固件有兩種類型:
a) 螺栓或螺釘的頭部設計: 帶或不帶外扳擰的降低頭部高度的螺栓,或帶内扳擰的扁圓頭、低圓柱頭或某些沉頭螺釘(見表10)。FF3試驗系列适用于這些緊固件。
b) 杆部設計:适用于不要求,或不按GB/T 3098本部分規定的承載能力,如腰狀杆螺栓。FF4試驗系列适用于這些緊固件(GB/T 3098的本部分不适用于此類產品)。
8.3 制造者的選擇
制造者可選擇自己的工序控制和檢驗方法,使其生產的緊固件符合表3的規定。
有争議時,應采用第9章規定的試驗方法。
8.4 供方的選擇
供方可選擇自己的試驗方法,使其提供的緊固件符合表3的規定。
有争議時,應采用第9章規定的試驗方法。
8.5 需方的選擇
需方可按第9章的試驗方法,從8.6中選擇适當的試驗系列控制接收的緊固件質量。
8.6 對緊固件或機械加工試件可實施的試驗
8.6.1 通則
按第9章的試驗方法,表8~表12規定了FF1~FF3、MP1和MP2的适用性。
表8~表10為緊固件成品的試驗,提供了FF1~FF3試驗系列。
——FF1用于測定标準頭部和标準杆或細杆(全承載能力的)即ds>d2 或ds≈d2 的螺栓和螺釘成品性能,見表8;
——FF2用于測定标準杆或細杆(全承載能力的)即ds>d2 或ds≈d2 的螺柱和螺杆成品性能,見表9;
——FF3用于測定ds>d2 或ds≈d2,并且降低承載能力的螺栓和螺釘成品性能,見表10, 其降低承載能力的原因為:
a) 低的頭部高度或帶或不帶外扳擰結構;
b) 帶内扳擰結構的扁圓頭或低圓柱頭;
c) 帶内扳擰結構的某些沉頭。
表11、表12緊固件材料性能試驗和/或改進工藝的試驗,提供了MP1和MP2試驗系列。FF1~FF3也可用于這一目的。
——MP1用于機械加工試件測定緊固件材料性能和/或改進工藝的試驗,見表11;
——MP2用于緊固件成品測定全承載能力緊固件實物(ds>d2 或ds≈d2)的材料性能和/或改進工藝的試驗,見表12。
8.6.2 可适用的試驗方法
表8~表12給出了适用于緊固件試件的試驗方法,方格中内容的含義:
可實施,可按第9章實施試驗
但有争議時,必須按第9章實施。
可實施,但僅在有明确規定時
能按第9章實施試驗:
——對指定的某一性能,作為可替換的試驗(如,當拉力試驗可實施時,而采用扭矩試驗),或
——在產品标準或需方在訂貨時,如有要求,作為特殊試驗(如沖擊試驗)。
不可實施
該試驗不能實施:
——因緊固件的形狀和/或尺寸影響(如,長度太短而不能試驗、無頭的);
——因其僅适用于特殊類型的緊固件(如,高溫螺紋緊固件)。
8.6.3 交付試驗結果
當需方要求交付試驗結果的專門訂單時,他們應按第9章的規定,并從表8~表12中選取試驗方法。需方如有特殊試驗要求,應在訂貨時由雙方協議。
表8 FF1試驗系列 全承載能力的螺栓和螺釘成品
性能 (見表3) | 試驗方法 | 性能等級 | ||||
8.8F、9.8F、10.9F | ||||||
d<5mm或 l<2.5d或 b<2d | d≥5mm或 l≥2.5d或 b≥2d | |||||
1 | 最小抗拉強度Rm,min | 楔負載拉力試驗 | 9.1 | NF | a | |
拉力試驗(Rm) | 9.2 | NF | a | |||
3 | 保證應力SP,公稱 | 保證載荷試驗 | 9.4 | NF | ||
6 | 頭部堅固性 | 頭部堅固性試驗 d≤10mm | 1.5d≤l<3d | 9.6 | ||
l≥3d | ||||||
7或8或9 | 硬度 | 硬度試驗 | 9.7 | |||
10 | 破壞扭矩MB,min | 扭矩試驗 1.6mm≤d≤10mm b≥1d+2P | 9.8 | b | ||
12 | 表面缺陷 | 表面缺陷檢查 | 9.10 | |||
a 對d≥5mm、l≥2d和b<2d的緊固件,還應滿足9.1.5 或9.2.5的要求。 b 可以代替拉力試驗,有争議時應使用拉力試驗。 |
表9 FF2試驗系列 全承載能力的螺柱和螺杆成品
性能 (見表3) | 試驗方法 | 性能等級 | |||
8.8F、9.8F、10.9F | |||||
d<5mm或 l<3d或 b<2d | d≥5mm或 l≥3d或 b≥2d | ||||
1 | 最小抗拉強度Rm,min | 拉力試驗(Rm) | 9.2 | NF | a |
3 | 保證應力SP,min | 保證載荷試驗 | 9.4 | NF |
|
7或8或9 | 硬度 | 硬度試驗 | 9.7 |
|
|
12 | 表面缺陷 | 表面缺陷檢查 | 9.10 |
|
|
a 如螺柱斷裂在擰入金屬端的螺紋長度bm内,可以最小硬度代替Rm,min,或者按9.5用機械加工試件測定抗拉強度Rm。 |
表10 FF3試驗系列 降低承載能力的螺栓和螺釘成品
性能 (見表3) | 試驗方法 | 性能等級 | |||
8.8F、9.8F、10.9F | |||||
d<5mm或 l<2.5d或 b<2d | d≥5mm或 l≥2.5d或 b≥2d | ||||
1 | 最小拉力載荷 | 因頭部設計原因,拉力試驗不斷在未旋合螺紋的長度内 | 9.2 | NF | a |
7或8或9 | 硬度 | 硬度試驗 | 9.7 |
|
|
12 | 表面缺陷 | 表面缺陷檢查 | 9.10 |
|
|
a 最小拉力載荷,見相關產品标準。 |
表11 MP1試驗系列 用機械加工試件測定材料性能
性能 (見表3) | 試驗方法 | 性能等級 | ||
8.8F、9.8F、10.9F | ||||
5≤d≤16mm和 d0≥3mm和b≥d和l≥d+26mm a,b,c | ||||
1 | 最小抗拉強度Rm,min | 機械加工試件的拉力試驗 | 9.2 | |
2 | 規定非比例伸長0.2%的最小應力RP0.2,min | |||
4 | 機械加工試件的最小斷後伸長率Amin | |||
5 | 機械加工試件的最小斷面收縮率Zmin | |||
7或8或9 | 硬度 | 硬度試驗 | 9.7 | |
11 | 最小吸收能量KVmin | 沖擊試驗d=16mm和ld或lt≥55mm | 9.9 | |
12 | 表面缺陷e | 表面缺陷檢查 | 9.10 | |
a 如測定螺柱和螺杆,最小總長度應在公式中增加1d。 b 對螺栓和螺釘,測定Zmin則l≥d+20mm。 c 對螺柱和螺杆,浏定Zmin則l≥2d+20mm。 d 頭的實心部分可包括在内。 e 在機械加工之前實施。 |
表12 MP2試驗系列 用全承載能力的螺栓、螺釘、螺柱和螺杆實物測定材料性能
性能 (見表3) | 試驗方法 | 性能等級 | ||
8.8F、9.8F、10.9F | ||||
d≥5mm和b≥2.2d和l≥2.7da | ||||
1 | 最小抗拉強度Rm,min | 緊固件實物拉力試驗(Rm) | 9.2 | b |
3 | 保證應力載荷SP | 緊固件實物保證載荷試驗 | 9.4 | b |
7或8或9 | 硬度 | 硬度試驗 | 9.7 |
|
12 | 表面缺陷 | 表面缺陷檢查 | 9.10 |
|
a 螺杆為:lt≥3.2d。 b l≥2.5d和b≥2d。 |
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