3 要求
3.1 性能等級、材料及使用配合
3.1.1 螺栓、螺母、墊圈的性能等級和材料按表1的規定。表中35VB鋼的技術條件見附錄A。
表1
類别 | 性能等級 | 材料 | 标準編号 | 适用規格 |
螺栓 | 10.9S | 20MnTiB ML20MnTiB | GB/T 3077 CB/T 6478 | ≤M24 |
35VB |
| ≤M30 | ||
8.8S | 45、35 | CB/T 699 | ≤M20 | |
20MnTiB、40Cr ML20MnTiB | CB/T 3077 CB/T 6478 | ≤M24 | ||
35CrMo | CB/T 3077 | ≤M30 | ||
35VB |
| |||
螺母 | 10H | 45、35 ML35 | CB/T 699 CB/T 6478 |
|
8H | ||||
墊圈 | 35HRC~45HRC | 45、35 | CB/T 699 |
3.1.2 螺栓、螺母、墊圈的使用配合按表2的規定。
表2
類别 | 螺栓 | 螺母 | 墊圈 |
型式尺寸 | 按 GB/T 1228規定 | 按 GB/T 1229規定 | 按 GB/T 1230規定 |
性能等級 | 10.9S | 10H | 35HRC~45HRC |
8.8S | 8H | 35HRC~45HRC |
3.2 機械性能
3.2.1 螺栓機械性能
3.2.1.1 試件機械性能
制造廠應将制造螺栓的材料取樣,經與螺栓制造中相同的熱處理工藝處理後,制成試件進行拉伸試驗,其結果應符合表3的規定,當螺栓的材料直徑≥16mm時,根據用戶要求,制造廠還應增加常溫沖擊試驗,其結果應符合表3的規定。
表3
性能等級 | 抗拉強度 Rm/Mpa | 規定非比例延伸強度 Rp0.2/Mpa | 斷後伸長率 A/% | 斷後收縮率 Z/% | 沖擊吸收功 AkU2/J |
不小于 | |||||
10.9S | 1040~1240 | 940 | 10 | 42 | 47 |
8.8S | 830~1030 | 660 | 12 | 45 | 63 |
3.2.1.2 實物機械性能
進行螺栓實物楔負載試驗時,拉力載荷應在表4規定的範圍内,且斷裂應發生在螺紋部分或螺紋與螺杆交接處。
表4
螺紋規格d | M12 | M16 | M20 | (M22) | M24 | (M27) | M30 | ||
公稱應力截面積As/mm2 | 84.3 | 157 | 245 | 303 | 353 | 459 | 561 | ||
性能等級 | 10.9S | 拉力 | 87700~104500 | 163000~195000 | 255000~304000 | 315000~376000 | 367000~438000 | 477000~569000 | 583000~696000 |
8.8S | 70000~86800 | 130000~162000 | 203000~252000 | 251000~312000 | 293000~364000 | 381000~473000 | 466000~578000 |
當螺栓l/d≤3時,如不能做楔負載試驗,允許做拉力載荷試驗或芯部硬度試驗。拉力載荷應符合表4的規定,芯部硬度應符合表5的規定。
表5
性能等級 | 維氏硬度 | 洛氏硬度 | ||
min | max | min | max | |
10.9S | 312 HV30 | 367 HV30 | 33 HRC | 39 HRC |
8.8S | 249 HV30 | 296 HV30 | 24 HRC | 31 HRC |
3.2.1.3 脫碳層
螺栓的脫碳層按GB/T 3098.1的有關規定。
3.2.2 螺母機械性能
3.2.2.1 保證載荷
螺母的保證載荷應符合表6的規定。
表6
螺紋規格D | M12 | M16 | M20 | (M22) | M24 | (M27) | M30 | ||
性能等級 | 10H | 拉力載荷/N | 87700 | 163000 | 255000 | 315000 | 367000 | 477000 | 583000 |
8H | 70000 | 130000 | 203000 | 251000 | 293000 | 381000 | 466000 |
3.2.2.2 硬度
螺母硬度應符合表7的規定。
表7
性能等級 | 洛氏硬度 | 維氏硬度 | ||
min | max | min | max | |
10H | 98 HRB | 32 HRC | 222 HV30 | 304 HV30 |
8H | 95 HRB | 30 HRC | 206 HV30 | 289 HV30 |
3.2.3 墊圈的硬度
墊圈的硬度為329 HV30~436 HV30(35 HRC~45 HRC)。
3.3 連接副的扭矩系數
3.3.1高強度大六角頭螺栓連接副應按保證扭矩系數供貨,同批連接副的扭矩系數平均值為0.110~0.150,扭矩系數标準偏差應小于或等于0.0100。每一連接副包括1個螺栓、1個螺母、2個墊圈,并應分屬同批制造。
3.3.2扭矩系數保證期為自出廠之日起6個月,用戶如需延長保證期,可由供需雙方協議解決。
3.4 螺栓、螺母的螺紋
3.4.1螺紋的基本尺寸按GB/T 196粗牙普通螺紋的規定。螺栓螺紋公差帶按GB/T 197的6g,螺母螺紋公差帶按GB/T 197的6H。
3.4.2螺紋牙側表面粗糙度的最大參數值Ra應為12.5μm。
3.5 螺栓的螺紋末端
螺栓的螺紋末端按GB/T 1228和GB/T 2的規定。
3.6 表面缺陷
3.6.1螺栓、螺母的表面缺陷分别按GB/T 5779.1和GB/T 5779.2的規定。
3.6.2墊圈不允許有裂縫、毛刺、浮鏽和影響使用的凹痕、劃傷。
3.7 其他尺寸及形位公差
螺栓、螺母和墊圈的其他尺寸及形位公差應符合GB/T 3103.1和GB/T 3103.3有關C級產品的規定。
3.8 表面處理
螺栓、螺母和墊圈均應進行保證連接副扭矩系數和防鏽的表面處理,表面處理工藝由制造廠選擇。
4 試驗方法
4.1 螺栓試驗方法
4.1.1 試件的拉伸試驗和沖擊試驗
拉伸試件和沖擊試件應在同一根棒材上截取,并經同一熱處理工藝處理。
4.1.1.1 拉伸試驗
原材料經熱處理後,按GB/T 228的規定制成拉伸試件。加工試件時,其直徑減小量不應超過原材料直徑的25%(約為截面積的44%),并以此确定試件直徑。試驗方法按GB/T 228的規定。
4.1.1.2 沖擊試驗
原材料經熱處理後,按GB/T 229中關于缺口深度為2mm的标準夏比U型缺口沖擊試件的規定制成試件,并在常溫下進行沖擊試驗。試驗方法按GB/T 229的規定。
4.1.2 楔負載試驗
螺栓頭下置一10°楔墊(見圖1),在拉力試驗機上将螺栓擰在帶有内螺紋的專用夾具上(至少6扣),然後進行拉力試驗。10°楔墊的型式、尺寸及硬度按GB/T 3098.1的規定。
圖1
4.1.3 芯部硬度試驗
試驗在距螺杆末端等于螺紋直徑d的截面上進行,對該截面距離中心的四分之一螺紋直徑處,任測4點,取後3點平均值。試驗方法按GB/T 230.1或GB/T 4340.1的規定。驗收時,如有争議,以維氏硬度(HV30)試驗為仲裁。
4.1.4 脫碳試驗
按GB/T 3098.1的規定。
4.2 螺母試驗方法
4.2.1 保證載荷試驗
将螺母擰入螺紋芯棒(見圖2),試驗時夾頭的移動速度不應超過3 mm/min,對螺母施加表6規定的保證載荷,持續15s螺母不應脫扣或斷裂。當去除載荷後,應可用手将螺母旋出,或者借助扳手松開螺母(但不應超過半扣)後用手旋出。在試驗中,如螺紋芯棒損壞,則試驗作廢。
D0按GB/T 5277對中等裝配的規定。
圖2
螺紋芯棒的硬度應≥45HRC,其螺紋公差帶為5h6g,但大徑應控制在6g公差帶靠近下限的四分之一的範圍内。
4.2.2 硬度試驗
試驗在螺母支承面上進行,任測4點,取後3點平均值。試驗方法按GB/T230.1或GB/T 4340.1的規定。驗收時,如有争議,以維氏硬度(HV30)試驗為仲裁。
4.3 墊圈硬度試驗
在墊圈的表面上任測4點, 取後3點平均值。試驗方法按GB/T230.1或GB/T 4340.1的規定。驗收時,如有争議,以維氏硬度(HV30)試驗為仲裁。
4.4 連接副扭矩系數試驗
4.4.1連接副的扭矩系數試驗在軸力計上進行,每一連接副隻能試驗一次,不得重複使用。
扭矩系數計算公式如下:
式中:
K——扭矩系數;
T——施擰扭矩(峰值),單位為牛米(N·m);
P——螺栓預拉力(峰值),單位為千牛(kN);
d——螺栓的螺紋公稱直徑,單位為毫米(mm)。
4.4.2施擰扭矩T是施加于螺母上的扭矩,其誤差不得大于測試扭矩值的2%。使用的扭矩扳手準确度級别應不低于JJG 707-2003中規定的2級。
4.4.3螺栓預拉力P用軸力計測定,其誤差不得大于測定螺栓預拉力的2%。軸力計的最小示值應在1kN以下。
4.4.4進行連接副扭矩系數試驗時,螺栓預拉力值P應控制在表8所規定的範圍内,超出該範圍者,所測得扭矩系數無效。
表8(單位:千牛)
螺栓螺紋規格 | M12 | M16 | M20 | (M22) | M24 | (M27) | M30 | |||
性能等級 | 10.9S | P | max | 66 | 121 | 187 | 231 | 275 | 352 | 429 |
min | 54 | 99 | 153 | 189 | 225 | 288 | 351 | |||
8.8S | max | 55 | 99 | 154 | 182 | 215 | 281 | 341 | ||
min | 45 | 81 | 126 | 149 | 176 | 230 | 279 |
4.4.5組裝連接副時,螺母下的墊圈有倒角的一側應朝向螺母支承面。試驗時,墊圈不得發生轉動,否則試驗無效。
4.4.6進行連接副扭矩系數試驗時,應同時記錄環境溫度。試驗所用的機具、儀表及連接副均應放置在該環境内至少2h以上。
5 檢驗規則
5.1 出廠檢驗按批進行。同一性能等級、材料、爐号、螺紋規格、長度(當螺栓長度≤100mm 時,長度相差≤15mm;螺栓長度>100mm時,長度相差≤20mm,可視為同一長度)、機械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的螺栓為同批;同一性能等級、材料、爐号、螺紋規格、機械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的螺母為同批;同一性能等級、材料、爐号、規格、機械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的墊圈為同批。分别由同批螺栓、螺母、墊圈組成的連接副為同批連接副。
同批高強度螺栓連接副最大數量為3000套。
5.2 連接副扭矩系數的檢驗按批抽取8套,8套連接副的扭矩系數平均值及标準偏差均應符合3.3.1規定。
5.3 螺栓楔負載、螺母保證載荷、螺母硬度和墊圈硬度的檢驗按批抽取,樣本大小n=8,合格判定數Ac=O。
5.4 螺栓、螺母和墊圈的尺寸、外觀及表面缺陷的檢驗抽樣方案按GB/T 90.1的規定。
5.5 用戶對產品質量有異議時,在正常運輸和保管條件下,應在產品出廠之日起6個月之内向供貨方提出。如有争議,雙方按本标準的要求進行複驗裁決。
6 标志與包裝
6.1 螺栓應在頭部頂面制出性能等級和制造廠凸型标志(見圖3),标志中“·”可以省略。标志中第一部分數字(“·”前)表示公稱抗拉強度的1/100,第二部分數字(“·”後)表示公稱屈服強度與公稱抗拉強度比值的10倍,字母S表示鋼結構用高強度大六角頭螺栓,××為制造廠标志。
6.2 螺母應在頂面上制出性能等級和制造廠标志(見圖4)。标志中數字表示螺母性能等級,字母H表示鋼結構用高強度大六角螺母,××為制造廠标志。
圖3
圖4
6.3 制造廠應以批為單位提供產品質量檢驗報告書,内容如下:
a)批号、規格和數量;
b)性能等級;
c)材料、爐号、化學成分;
d)試件拉力試驗和沖擊試驗數據;
e)實物機械性能試驗數據;
f)連接副扭矩系數測試值、平均值、标準偏差和測試環境溫度;
g)出廠日期。
6.4 包裝箱應牢固、防潮。箱内應按連接副的組合進行包裝,不同批号的連接副不得混裝。每箱質量不得超過40kg。包裝箱内分裝方法由制造廠選擇。
6.5 包裝箱外應有制造廠、產品名稱、标準編号、批号、規格、數量、毛重等明顯标記。
附錄A
(規範性附錄)
35VB 鋼技術條件
A.1 35VB鋼的化學成分應符合表A.1的規定。
表A.1
化學成分 | C | Mn | Si | P | S | V | B | Cu |
範圍/% | 0.31~0.37 | 0.50~0.90 | 0.17~0.37 | ≤0.04 | ≤0.04 | 0.05~0.12 | 0.001~0.004 | ≤0.25 |
A.2 采用直徑為25mm的試樣毛還,經熱處理後的機械性能應符合表A.2的規定。
表A.2
試樣熱處理制度 | 抗拉強度 | 規定非比例延伸強度 RP0.2/MPa | 斷後伸長率 A/% | 斷後收縮率 Z/% | 沖擊吸收功 AkU2/J |
不小于 | |||||
淬火870℃水冷 回火550℃水冷 | 785 | 640 | 12 | 45 | 55 |
A.3 鋼材應進行冷頂鍛試驗,不允許有裂口或裂縫。
A.4 其餘技術條件按GB/T 3077的規定。
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