碳鋼和合金鋼制緊固件的機械性能 第1部分：帶指定特性的螺栓、螺釘和螺柱 粗牙螺紋和細牙螺紋 ISO 898-1 - 2013

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  6. 材料

  
  

  表 2 規定了緊固件各性能等級用鋼的化學成分極限和最低回火溫度。該化學成分應按相關的國際标準的規定。

  ISO 10684 的要求，适用于熱浸鍍鋅緊固件。

  表 2

  
  

  性能 等級	材料和熱處理	化學成分極限 (熔煉分析, %) a					回火溫度 ·C min
  		C		P max	S max	Bb max
  		min	max
  4.6c,d	碳鋼或添加元素的碳鋼	–	0.55	0.050	0.060	未規定	—
  4.8d
  5.6c		0.13	0.55	0.050	0.060
  5.8d		–	0.55	0.050	0.060
  6.8d		0.15	0.55	0.050	0.060
  8.8f	添加元素的碳鋼（如硼或錳或鉻）淬火并回火	0.15e	0.40	0.025	0.025	0.003	425
  	或 碳鋼淬火并回火	0.25	0.55	0.025	0.025
  	或 合金鋼淬火并回火 g	0.20	0.55	0.025	0.025
  9.8f	添加元素的碳鋼（如硼或錳或鉻）淬火并回火	0.15e	0.40	0,025	0.025	0.003	425
  	或 碳鋼淬火并回火	0.25	0.55	0.025	0.025
  	或 合金鋼淬火并回火 g	0.20	0.55	0.025	0.025
  10.9f	添加元素的碳鋼（如硼或錳或鉻）淬火并回火	0.20e	0.55	0.025	0.025	0.003	425
  	或 碳鋼淬火并回火	0.25	0.55	0.025	0.025
  	或 合金鋼淬火并回火 g	0.20	0.55	0.025	0.025
  12.9f,h,i	合金鋼淬火并回火 g	0.30	0.50	0.025	0.025	0.003	425
  12.9f,h,i	添加元素的碳鋼（如硼或錳或鉻）淬火并回火	0.28	0.50	0.025	0.025	0.003	380
  a 有争議時，實施成品分析。 b 硼的含量可達 0.005 %, 非有效硼由添加钛和/或鋁控制。 c 對4.6和5.6級冷镦緊固件，為保證達到要求的塑性和韌性，可能需要對其冷镦用線材或冷镦緊固件產品進行熱處理。 d 這些性能等級允許采用易切鋼制造，其硫、磷和鉛的最火含量為：硫0.34%；磷0.11%；鉛0.35%。 e 對含碳量低于0.25%（熔煉分析）的添加硼的碳鋼，其錳的最低含量分别為：8.8級為0.6%；9.8級和10.9級為0.7%。 f 對這些性能等級用的材料，應有足夠的淬透性，以确保緊固件螺紋截面的芯部在“淬硬”狀态、回火前獲得約90%的馬氏體組織。 g 這些合金鋼至少應含有下列的一種元素，其最小含量分别為：鉻0.30%；鎳0.03%；钼0.20%；釩0.10%。當含有二、三或四種複合的合金成分時，合金元素的含量不能少于單個合金元素含量總和的70%。 h 對12.9/12.9級表面不允許有金相能測出的白色磷化物聚集層。去除磷化物聚集層應在熱處理前進行。 i 當考慮使用12.9/12.9級,應謹慎從事。緊固件制造者的能力、服役條件和扳擰方法都應仔細考慮。除表面處理外，使用環境也可能造成緊固件的應力腐蝕開裂。

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  7. 機械和物理性能

  
  

  規定性能等級的緊固件，在環境溫度（在 -20 °C 的溫度下測試沖擊強度）下，應符合表3～表7 規定的機械和物理性能。

  第8條規定了測試方法的适用性，以驗證不同類型和尺寸的緊固件是否符合表3和表4至表7的性能。
  

  注1：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。
  

  注2：雖然，本部分規定了高級别的性能等級，但這并不意味着所有等級均适用于所有緊固件。產品标準中規定的性能等級，可供非标準緊固件參考。
  

  表3 螺栓、螺釘和螺柱的機械和物理性能

  No.	機械或物理性能		性能等級
  			4.6	4.8		5.6	5.8		6.8	8.8		9.8	10.9	12.9/12.9
  										d ≤	d >	d ≤
  										16 mma	16 mmb	16 mm
  1	抗拉強度, Rm, MPa	nom.c	400			500			600	800		900	1000	1200
  		min.	400	420		500	520		600	800	830	900	1040	1220
  2	下屈服強度, ReLd, MPa	nom.c	240	—		300	—		—	—	—	—	—	—
  		min.	240	—		300	—		—	—	—	—	—	—
  3	規定非比例延伸 0.2% 的應力, Rp0.2, MPa	nom.c	—	—		—	—		—	640	640	720	900	1080
  		min.	—	—		—	—		—	640	660	720	940	1100
  4	緊固件實物的規定非比例延伸 0.0048d 的應力, Rpf, MPa	nom.c	—	320		—	400		480	—	—	—	—	—
  		min.	—	340e		—	420e		480e	—	—	—	—	—
  5	保證應力, Spf, Mpa nom.		225	310		280	380		440	580	600	650	830	970
  	保證應力比 Sp,nom/ReL,min 或 Sp,nom/Rp0.2 min 或 Sp,nom/Rpf,min		0.94	0.91		0.93	0.90		0.92	0.91	0.91	0.90	0.88	0.88
  6	機械加工試件的斷後伸長率, A, %	min.	22	—		20	—		—	12	12	10	9	8
  7	機械加工試件的斷面收縮率, Z, %	min.	—							52		48	48	44
  8	緊固件實物的斷後伸長率, Af (see also Annex C)	min.	—	0.24		—	0.22		0.20	—	—	—	—	—
  9	頭部堅固性		不得斷裂或出現裂縫
  10	維氏硬度, HV F ≥ 98 N	min.	120	130		155	160		190	250	255	290	320	385
  		max.	220g						250	320	335	360	380	435
  11	布氏硬度, HBW F = 30 D2	min.	114	124		147	152		181	245	250	286	316	380
  		max.	209g						238	316	331	355	375	429
  12	洛氏硬度, HRB	min.	67	71		79	82		89	—
  		max.	95.0g						99.5	—
  	洛氏硬度, HRC	min.	—							22	23	28	32	39
  		max.	—							32	34	37	39	44
  13	表面硬度, HV 0.3	max.	—							—			390	435
  14	非滲碳, HV 0.3	max.	—							h			h	h
  15	螺紋未脫碳層的高度, E, mm	min.	—							½ H1			2/3 H1	¾ H1
  	螺紋全脫碳層的深度, G, mm	max.	—							0.015
  16	再回火後硬度的降低值, HV	max.	—							20
  17	破壞扭矩, MB, Nm	min.	—							in accordance with ISO 898-7
  18	吸收能量, KVi, j , J	min.	—		27			—		27	27	27	27	k
  19	表面缺陷符合		ISO 6157-1l											ISO 6157-3
  a 數值不适用于栓接結構。 b 用于栓接結構 d ≥ M12。 c 規定公稱值，僅為性能等級标記制度的需要，見第5章。 d 在不能測定下屈服強度, ReL, 的情況下，允許測量規定非比例延伸0.2%的應力 Rp0,2 。 e 對性能等級4.8、5.8和6.8的 Rpf,min 數值尚在調查研究中。表中數值是按保證荷載比計算給出的，而不是實測值。 f 表5和表7規定了保證載荷值。 g 在緊固件的末端測定硬度時，應分别為：250HV、238HB 或 HRBmax 99.5。 h 當采用HV0.3測定表面硬度及芯部硬度時，緊固件的表面硬度不應比芯部強度高出30HV單位。 i 試驗溫度在-20℃下測定，見9.14。 j 适用于d≥16 mm。 k KV 數值尚在調查研究中。 l 由供需雙方協議，可用 ISO 6157-3 代替 ISO 6157-1。

  表4 最小拉力載荷 - 粗牙螺紋

  螺紋規格 a d	螺紋公稱 應力截面積 As, nomb mm2	性能等級
  		4.6	4.8	5.6	5.8	6.8	8.8	9.8	10.9	12.9/12.9
  		最小拉力載荷, Fm,min (As,nom × Rm,min), N
  M3	5.03	2 010	2 110	2 510	2 620	3 020	4 020	4 530	5 230	6 140
  M3.5	6.78	2 710	2 850	3 390	3 530	4 070	5 420	6 100	7 050	8 270
  M4	8.78	3 510	3 690	4 390	4 570	5 270	7 020	7 900	9 130	10 700
  M5	14.2	5 680	5 960	7 100	7 380	8 520	11 350	12 800	14 800	17 300
  M6	20.1	8 040	8 440	10 000	10 400	12 100	16 100	18 100	20 900	24 500
  M7	28.9	11 600	12 100	14 400	15 000	17 300	23 100	26 000	30 100	35 300
  M8	36.6	14 600 c	15 400	18 300 c	19 000	22 000	29 200 c	32 900	38 100 c	44 600
  M10	58	23 200 c	24 400	29 000 c	30 200	34 800	46 400 c	52 200	60 300 c	70 800
  M12	84.3	33 700	35 400	42 200	43 800	50 600	67 400 d	75 900	87 700	103 000
  M14	115	46 000	48 300	57 500	59 800	69 000	92 000 d	104 000	120 000	140 000
  M16	157	62 800	65 900	78 500	81 600	94 000	125 000 d	141 000	163 000	192 000
  M18	192	76 800	80 600	96 000	99 800	115 000	159 000	—	200 000	234 000
  M20	245	98 000	103 000	122 000	127 000	147 000	203 000	—	255 000	299 000
  M22	303	121 000	127 000	152 000	158 000	182 000	252 000	—	315 000	370 000
  M24	353	141 000	148 000	176 000	184 000	212 000	293 000	—	367 000	431 000
  M27	459	184 000	193 000	230 000	239 000	275 000	381 000	—	477 000	560 000
  M30	561	224 000	236 000	280 000	292 000	337 000	466 000	—	583 000	684 000
  M33	694	278 000	292 000	347 000	361 000	416 000	576 000	—	722 000	847 000
  M36	817	327 000	343 000	408 000	425 000	490 000	678 000	—	850 000	997 000
  M39	976	390 000	410 000	488 000	508 000	586 000	810 000	—	1 020 000	1 200 000
  a  如果螺紋代号中未标明螺距，則指定粗牙距。 b  As,nom 的計算見9.1.6.1。. c  對于按照 ISO 965-4 進行熱浸鍍鋅的螺紋公差為 6az 的緊固件，适用 ISO 10684:2004 附錄 A 中的縮減值。 d  對栓接結構為：70000N（M12）、95500N（M14）和130000 N（M16）。

  表5 保證載荷- 粗牙螺紋

  螺紋規格 a d	螺紋公稱 應力截面積As,nomb mm2	性能等級
  		4.6	4.8	5.6	5.8	6.8	8.8	9.8	10.9	12.9/12.9
  		保證載荷, Fp (As,nom × Sp,nom), N
  M3	5,03	1 130	1 560	1 410	1 910	2 210	2 920	3 270	4 180	4 880
  M3.5	6,78	1 530	2 100	1 900	2 580	2 980	3 940	4 410	5 630	6 580
  M4	8,78	1 980	2 720	2 460	3 340	3 860	5 100	5 710	7 290	8 520
  M5	14,2	3 200	4 400	3 980	5 400	6 250	8 230	9 230	11 800	13 800
  M6	20,1	4 520	6 230	5 630	7 640	8 840	11 600	13 100	16 700	19 500
  M7	28,9	6 500	8 960	8 090	11 000	12 700	16 800	18 800	24 000	28 000
  M8	36,6	8 240 c	11 400	10 200 c	13 900	16 100	21 200c	23 800	30 400 c	35 500
  M10	58	13 000 c	18 000	16 200 c	22 000	25 500	33 700c	37 700	48 100 c	56 300
  M12	84,3	19 000	26 100	23 600	32 000	37 100	48 900d	54 800	70 000	81 800
  M14	115	25 900	35 600	32 200	43 700	50 600	66 700d	74 800	95 500	112 000
  M16	157	35 300	48 700	44 000	59 700	69 100	91 000d	102 000	130 000	152 000
  M18	192	43 200	59 500	53 800	73 000	84 500	115 000	—	159 000	186 000
  M20	245	55 100	76 000	68 600	93 100	108 000	147 000	—	203 000	238 000
  M22	303	68 200	93 900	84 800	115 000	133 000	182 000	—	252 000	294 000
  M24	353	79 400	109 000	98 800	134 000	155 000	212 000	—	293 000	342 000
  M27	459	103 000	142 000	128 000	174 000	202 000	275 000	—	381 000	445 000
  M30	561	126 000	174 000	157 000	213 000	247 000	337 000	—	466 000	544 000
  M33	694	156 000	215 000	194 000	264 000	305 000	416 000	—	576 000	673 000
  M36	817	184 000	253 000	229 000	310 000	359 000	490 000	—	678 000	792 000
  M39	976	220 000	303 000	273 000	371 000	429 000	586 000	—	810 000	947 000
  a  如果螺紋名稱中未标明螺距，則指定粗牙距。 b  As,nom 的計算見 9 . 1. 6. 1 c  對于按照 ISO 965-4 進行熱浸鍍鋅的螺紋公差 6az 的緊固件，應按 ISO 10684:2004 中的規定。 d  對栓接結構為：50 700 N（M12 ）、68 800 N（M14）和 94 500 N（M16)。

  表6 最小拉力載荷 - 細牙螺紋

  螺紋規格 d x P	螺紋公稱 應力截面積 As,noma mm2	性能等級
  		4.6	4.8	5.6	5.8	6.8	8.8	9.8	10.9	12.9/12.9
  		最小拉力載荷, Fm,min (As,nom × Rm,min), N
  M8×1	39,2	15 700	16 500	19 600	20 400	23 500	31 360	35 300	40 800	47 800
  M10×1.25	61,2	24 500	25 700	30 600	31 800	36 700	49 000	55 100	63 600	74 700
  M10×1	64,5	25 800	27 100	32 300	33 500	38 700	51 600	58 100	67 100	78 700
  M12×1.5	88,1	35 200	37 000	44 100	45 800	52 900	70 500	79 300	91 600	107 000
  M12×1.25	92,1	36 800	38 700	46 100	47 900	55 300	73 700	82 900	95 800	112 000
  M14×1.5	125	50 000	52 500	62 500	65 000	75 000	100 000	112 000	130 000	152 000
  M16×1.5	167	66 800	70 100	83 500	86 800	100 000	134 000	150 000	174 000	204 000
  M18×1.5	216	86 400	90 700	108 000	112 000	130 000	179 000	—	225 000	264 000
  M20×1.5	272	109 000	114 000	136 000	141 000	163 000	226 000	—	283 000	332 000
  M22×1.5	333	133 000	140 000	166 000	173 000	200 000	276 000	—	346 000	406 000
  M24×2	384	154 000	161 000	192 000	200 000	230 000	319 000	—	399 000	469 000
  M27×2	496	198 000	208 000	248 000	258 000	298 000	412 000	—	516 000	605 000
  M30×2	621	248 000	261 000	310 000	323 000	373 000	515 000	—	646 000	758 000
  M33×2	761	304 000	320 000	380 000	396 000	457 000	632 000	—	791 000	928 000
  M36×3	865	346 000	363 000	432 000	450 000	519 000	718 000	—	900 000	1 055 000
  M39×3	1 030	412 000	433 000	515 000	536 000	618 000	855 000	—	070 000	1 260 000

  表7 保證載荷 - 細牙螺紋

  螺紋規格 d x P	螺紋公稱 應力截面積As,noma mm2	性能等級
  		4.6	4.8	5.6	5.8	6.8	8.8	9.8	10.9	12.9/12.9
  		保證載荷, Fp (As,nom × Sp,nom), N
  M8x1	39,2	8 820	12 200	11 000	14 900	17 200	22 700	25 500	32 500	38 000
  M10x1,25	61,2	13 800	19 000	17 100	23 300	26 900	35 500	39 800	50 800	59 400
  M10x1	64,5	14 500	20 000	18 100	24 500	28 400	37 400	41 900	53 500	62 700
  M12x1,5	88,1	19 800	27 300	24 700	33 500	38 800	51 100	57 300	73 100	85 500
  M12x1,25	92,1	20 700	28 600	25 800	35 000	40 500	53 400	59 900	76 400	89 300
  M14x1,5	125	28 100	38 800	35 000	47 500	55 000	72 500	81 200	104 000	121 000
  M16x1,5	167	37 600	51 800	46 800	63 500	73 500	96 900	109 000	139 000	162 000
  M18x1,5	216	48 600	67 000	60 500	82 100	95 000	130 000	—	179 000	210 000
  M20x1,5	272	61 200	84 300	76 200	103 000	120 000	163 000	—	226 000	264 000
  M22x1,5	333	74 900	103 000	93 200	126 000	146 000	200 000	—	276 000	323 000
  M24x2	384	86 400	119 000	108 000	146 000	169 000	230 000	—	319 000	372 000
  M27x2	496	112 000	154 000	139 000	188 000	218 000	298 000	—	412 000	481 000
  M30x2	621	140 000	192 000	174 000	236 000	273 000	373 000	—	515 000	602 000
  M33x2	761	171 000	236 000	213 000	289 000	335 000	457 000	—	632 000	738 000
  M36x3	865	195 000	268 000	242 000	329 000	381 000	519 000	—	718 000	839 000
  M39x3	1 030	232 000	319 000	288 000	391 000	453 000	618 000	—	855 000	999 000

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  抗拉強度與斷後伸長率關系表

  
  
  
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  高溫對緊固件機械性能的影響

  
  

        高溫能改變緊固件的機械性能和工作性能。

        我們知道，當達到典型的服役溫度 150 ℃ 時，對緊固件機械性能尚無有害影響。當溫度超過 150 ℃ 并最大達到 300 ℃ 時，則應當仔細檢查，以确保緊固件的工作性能。

        伴随溫度的增加，将逐漸展現：

          ——對緊固件成品的下屈服強度，或規定非比例延伸 0.2% 的應力，或規定非比例延伸 0.0048d 的應力的降低，和

          ——抗拉強度的降低。
  

          經驗之談：在高溫服役條件下，緊固件持續運行時，随着更高的溫度增長，能導緻應力松弛。應力松弛将伴随夾緊力的損失。
  

          冷作硬化緊固件（4.8、5.8、6.8）比淬火并回火或消除應力的緊固件對應力松弛更敏感。
  

          對高溫緊固件使用含鉛-鋼時，應當注意。對這種緊固件，當服役溫度處于鉛的熔點範圍時，應當考慮液态金屬脆變（LME）風險。
  

          有關“高溫緊固件用鋼的選擇與應用”的參考資料，如EN 10269 和 ASTM F 2281。
  

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  緊固件實物斷後伸長率 Af

  
  

  表3僅對4.8級、5.8級和6.8級螺栓、螺釘和螺柱實物規定了最小斷後伸長率 (Af,min) 。作為資料，對其他性能等級的數值在表 C.1 中給出。這些數值仍在調查研究中。

  表 C.1 緊固件實物斷後伸長率，Af

  Property class	4.6	5.6	8.8	9.8	10.9	12.9
  Af,min	0.37	0.33	0.20	—	0.13	—

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  8.1 通則

  
  FF和MP兩個試驗系列（組），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。
  由于尺寸大小和/或承載能力的原因，有些類型或規格的緊固件，不能按表3的所有項目進行試驗。
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  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對緊固件成品進行拉力試驗：
  a） 斷裂應發生在未旋合螺紋的長度内或無螺紋杆部；
  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（标準化的或非标準化的）。雖然材料性能符合本部分的規定，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裂在未旋合螺紋的長度内。

  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基本類型：

  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的螺釘。
  

  b）緊固件特殊的杆部設計：适用于不要求，或不按本部分規定的承載能力，如腰狀杆螺釘。

  FF3适用于 a 類緊固件（見表10），FF4适用于 b 類緊固件（見表11）。
  

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  8.3 制造者的控制

  
  按本部分生產的緊固件，當采用表8～表11規定的“可實施的試驗”時。應能符合表3～表7的技術要求。
  本部分不要求制造者對每一生產批都要實施試驗，但制造者的責任是：可以選擇自己的方法，如工序控制或檢查，以确保每一生產批均符合所有的技術要求。
  有争議時，應按第9章規定的試驗方法。
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  8.4 供方的控制

  
  供方可選擇自己的方法控制其提供的緊固件符合表3～表7規定的機械和物理性能。
  有争議時，應按第9章規定的試驗方法。
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  8.5 需方的控制

  
  

  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交付的緊固件質量。
  有争議時，應按第9章規定的試驗方法。
  

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  8.6 對緊固件與機械加工試件可實施的試驗

  
  

  8.6.1 通則

  按第9章規定的試驗方法，表8～表13規定了FF1～FF4、MP1～MP2的适用性。

  表8～表11為緊固件成品試驗，提供了FF1～FF4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的螺栓和螺釘成品的性能，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的螺柱成品的性能，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，其降低承載能力的原因為：

  1） 低的頭部高度，帶或不帶外扳擰結構；

  2） 帶内扳擰結構的扁圓頭或低圓柱頭；

  3） 帶内扳擰結構的某些沉頭。

  見表10。

  ——FF4：用于測定特殊設計，即不要求，或不按本部分規定的承載能力的螺栓、螺釘和螺柱成品性能，如ds＜d2腰狀杆緊固件（降低承載能力），見表11。

  表12～表13為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～FF4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12。

  ——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13。

  8.6.2 适用性

  各種試驗方法對緊固件的适用性按表8～表13的規定。

  8.6.3 交付試驗結果

  當需方要求交付包括試驗結果的報告（特殊訂單）時，他們應按第9章的規定，并從表8～表13中選取試驗方法。由需方規定的特殊試驗，應在訂貨時協議。

  表8 FF1試驗系列 全承載能力的螺栓和螺釘成品
  

  
  

  
  

  表9 FF2試驗系列 全承載能力的螺柱成品
  

  
  

  
  

  表10 FF3 試驗系列 因頭部設計降低承載能力的螺釘成品
  

  
  

  
  

  表11 FF4 試驗系列 降低承載能力的螺栓、螺釘和螺柱成品（如，腰狀杆）

  

  
  

  表12 MP1試驗系列 用機械加工試件測定材料性能
  

  
  

  
  

  表13 MP2試驗系列 用全承載能力的螺栓、螺釘和螺柱成品測定材料性能

  

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  9.1 螺栓和螺釘（不含螺柱）成品楔負載試驗

  
  

  9.1.1 通則

  本試驗可同時測定：
  ——螺栓和螺釘成品的抗拉強度 Rm；
  ——頭與無螺紋杆部或螺紋部分交接處的牢固性。

  9.1.2 适用範圍

  本試驗适用于帶或不帶法蘭面，并符合以下規定的螺栓和螺釘：
  ——平支承表面或鋸齒形表面；
  ——頭部承載能力強于螺紋杆部；
  ——頭部承載能力強于無螺紋杆部；
  ——無螺紋杆徑 ds＞d2 或 ds≈d2；
  ——公稱長度 l≥2.5d；
  ——螺紋長度 b≥2.0d；
  ——栓接結構的螺栓 b＜2d；
  ——3 mm≤d≤39 mm;
  ——所有性能等級。

  9.1.3 設備

  拉力試驗機應符合 ISO 7500-1 的規定。不能使用自動定心裝置，因其對圖1和表16所規定的楔墊角度有較大的影響。

  9.1.4 試驗裝置

  夾具、楔墊和螺紋夾具應按以下規定：

  ——硬度：≥45HRC；

  ——内螺紋夾具的螺紋：按表14的規定；

  ——通孔直徑 dh：按表15的規定；

  ——楔墊：按圖1、表15和表16的規定。 

  表14 内螺紋夾具的螺紋

  緊固件表面處理	螺紋公差
  	表面處理前緊固件的螺紋	内螺紋夾具的螺紋
  不經表面處理	6h or 6g	6H
  按 ISO 4042 電鍍	6g or 6e or 6f	6H
  按 ISO 10683 非電解鋅片塗層	6g or 6e or 6f	6H
  按 ISO 10684 熱浸鋅、加大攻絲尺寸的螺母螺紋:         ⎯ 6H         ⎯ 6AZ         ⎯ 6AX	6az 6g or 6h 6g or 6h	6H 6AZ 6AX

  該試驗裝置應有足夠的剛性，以确保彎曲發生在頭與無螺紋杆部或螺紋部分的交接處。

  

  圖1 螺栓和螺釘成品楔負載試驗用楔墊
  

  
  

  表15 楔墊孔徑和圓角半徑

  單位為毫米

  螺紋公稱直徑 d	dhab		r1c	螺紋公稱直徑 d	dhab		r1c
  	min.	max.			min.	max.
  3	3,4	3,58	0,7	16	17,5	17,77	1,3
  3,5	3,9	4,08	0,7	18	20	20,33	1,3
  4	4,5	4,68	0,7	20	22	22,33	1,6
  5	5,5	5,68	0,7	22	24	24,33	1,6
  6	6,6	6,82	0,7	24	26	26,33	1,6
  7	7,6	7,82	0,8	27	30	30,33	1,6
  8	9	9,22	0,8	30	33	33,39	1,6
  10	11	11,27	0,8	33	36	36,39	1,6
  12	13,5	13,77	0,8	36	39	39,39	1,6
  14	15,5	15,77	1,3	39	42	42,39	1,6
  a      按 ISO 273 中等裝配系列。. b      對方頸螺栓，該孔應能與方頸相配。 c     C級產品，圓角, r1, 按下式計算： r1 = rmax + 0,2             式中：rmax = （da,max – ds,min）/ 2

  表16 楔負載試驗用楔墊角度, α

  Nominal thread diameter d	性能等級
  	螺栓或螺釘的無螺紋杆部長度 ls ≥ 2d		全螺紋螺釘、螺栓或螺釘的無螺紋杆部長度  ls < 2d
  	4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9	12.9/12.9	4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9	12.9/12.9
  	α ± 30′
  3 ≤ d ≤ 20	10°	6°	6°	4°
  20 < d ≤ 39	6°	4°	4°	4°

  頭部支承面直徑超過 1.7d，而未通過楔負載試驗的螺栓和螺釘成品，可将頭部加工到 1.7d，并按表16規定的楔墊角度再次進行試驗。
  此外，對頭部支承面直徑超過 1.9d 的螺栓和螺釘成品，可将楔墊角度 10° 減小為 6° 。

  
  

  9.1.5 試驗程序

  試件應為經尺寸等檢驗合格的緊固件。

  将 9.1.4 規定的楔墊按圖 1 所示置于螺栓或螺釘頭下。未旋合螺紋的長度 lth ≥ 1d。

  對帶短螺紋長度栓接結構螺栓的楔負載試驗，允許的未旋合螺紋的長度 lth ≤ 1d。

  應按 GB/T 228 的規定進行楔負載拉力試驗。試驗機夾頭的分離速率，不應超過 25 mm/min。

  拉力試驗應持繼進行，直至斷裂。

  測量極限拉力載荷 Fm 。

  9.1.6 試驗結果

  9.1.6.1  測定抗拉強度 Rm

    9.1.6.1.1  方法

    根據公稱應力截面積 As，公稱 和試驗過程中測量的極限拉力載荷 Fm 計算抗拉強度 Rm：
  

  Rm =Fm / As，公稱 

    式中：
  

  As，公稱＝（π／4）×［（d₂ ＋d₃ ）/ 2 ]²

    式中：

    d₂ —— 外螺紋的基本中徑（ISO 724）；
    d₃ —— 外螺紋小徑，d₃ ＝ d₁－H/6；
    d₁ —— 外螺紋的基本小徑（ISO 724）；
    H  —— 原始三角形高度（ISO 68-1）。
  

  公稱應力截面積 As，公稱 的數值在表4 和表6 中給出。

    9.1.6.1.2 技術要求

    螺栓和螺釘應斷裂在未旋合螺紋的長度内或無螺紋杆部。
    抗拉強度 Rm 應符合表3 的規定。最小拉力載荷 Fm，min 應符合表4 或表6 的規定。
  

    注：随着直徑減小，公稱應力截面積與有效應力截面積的差異逐漸增加。當硬度用于過程控制時，尤其對較小的直徑，需要提高硬度值，并超過表3 規定的最小硬度，以達到最小拉力載荷。

  9.1.6.2 測定頭與杆部或螺紋部分交接處的牢固性

    不應斷裂在頭部。
    帶無螺紋杆部的螺栓和螺釘不應在頭與杆部交接處斷裂。
    全螺紋的螺釘，如斷裂始于未旋合螺紋的長度内，允許在拉斷前已延伸或擴展到頭部與螺紋交接處，或者進入頭部。
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  9.2 為測定抗拉強度對緊固件成品的拉力試驗

  
  

  9.2.1 通則

  本試驗用于測定緊固件成品的抗拉強度 Rm 。
  本試驗可與 9.3 規定的試驗一并進行。

  9.2.2 适用範圍

  本試驗适用于符合以下規定的緊固件：
  ——頭部承載能力強于螺紋杆部的螺栓和螺釘；
  ——頭部承載能力強于無螺紋杆部的螺栓和螺釘；
  ——無螺紋杆徑 ds＞d₂ 或 ds≈d₂ ；
  ——螺栓和螺釘的公稱長度 l ≥ 2.5d；
  ——螺紋長度 b ≥ 2.0d；
  ——栓接結構螺栓 b＜2d;
  ——螺柱的總長度 lt ≥ 3.0d；
  ——3mm ≤ d ≤ 39mm；
  ——所有性能等級。

  
  

  9.2.3 設備

  拉力試驗機應符合 ISO 7500-1 的規定。裝夾緊固件時，應避免斜拉，可使用自動定心裝置。

  9.2.4 試驗裝置

  夾具和螺紋夾具應符合以下規定：
  

  ——硬度：≥ 45 HRC；

  ——通孔直徑 dh ：按表15 的規定；

  ——内螺紋夾具的螺紋：按表14 的規定。

  
  

  圖2 試驗裝置示例
  

  9.2.5 試驗程序

  試件應為經尺寸等檢驗合格的緊固件。

  應按圖 2a）和圖 2b）所示将螺栓或螺釘試件擰入内螺紋夾具。對螺柱試件應擰入兩個内螺紋夾具，見圖 2c）和圖 2d）。螺紋有效旋合長度，至少應為 1d。

      對承受載荷的未旋合螺紋的長度，lth 至少為 1d。然而，當該試驗與9.3的試驗結合時，承受載荷的未旋合螺紋長度，lth 應為 1.2d。

      對于帶短螺紋栓接結構用螺栓的拉力試驗，拉力試驗可在未旋合的螺紋長度，lth ＜ 1d 時進行。

      應按 ISO 6892-1 的規定進行拉力試驗。進行 0.0048d 非比例延伸載荷，Fpf 試驗時，試驗機夾頭的分離速率不應超過 25 mm/min。

      拉力試驗應持續進行，直至斷裂。

      測量極限拉力載荷 Fm 。

  9.2.6 試驗結果

  9.2.6.1  方法
  

  計算方法見9.1.6.1。

  9.2.6.2 技術要求

  對于 ds ＞ d₂ 的緊固件，斷裂應發生在未旋合螺紋的長度内。
  

  對于 ds ≈ d₂ 的緊固件，斷裂應發生在未旋合螺紋的長度内或無螺紋杆部。
  

  全螺紋的螺釘，如斷裂始于未旋合螺紋的長度内，允許在拉斷前已延伸或擴展到頭部與螺紋交接處，或者進入頭部。
  

  抗拉強度 Rm 應符合表3的規定。最小拉力載荷 Fm，min，應符合表 4 或表 6 的規定。
  

  注：随着直徑減小，公稱應力截面積與有效應力截面積的差異逐漸增加。當硬度用于過程控制時，尤其對較小的直徑，需要提高硬度值，并超過表3規定的最小硬度，以達到最小拉力載荷。

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  9.3 為測定斷後伸長率 Af 和 0.0048d 非比例延伸應力 Rpf 對緊固件實物的拉力試驗

  
  

  9.3.1 通則

  本試驗可同時測定：
  ——緊固件實物的斷後伸長率 Af；
  ——緊固件實物的 0.0048d 非比例延伸應力 RPf 。
  本試驗可與9.2規定的試驗一并進行。

  9.3.2 适用範圍

  本試驗适用于符合以下規定的緊固件：
  ——頭部承載能力強于螺紋杆部的螺栓和螺釘；
  ——頭部承載能力強于無螺紋杆部的螺栓和螺釘；
  ——無螺紋杆徑 ds＞d 或 ds ≈ d ；
  ——螺栓和螺釘的公稱長度 l ≥ 2.7d ；
  ——螺紋長度 b ≥ 2.2d ；
  ——螺柱的總長度 lt ≥ 3.2d ；
  ——螺柱擰入基體端應比螺母端承受更高的極限拉力載荷。
  ——3 mm ≤ d ≤ 39 mm；
  ——所有性能等級。

  9.3.3 設備

  拉力試驗機應符合 ISO 7500-1 的規定。裝夾緊固件時，應避免斜拉，可使用自動定心裝置。

  9.3.4 試驗裝置

  夾具和螺紋夾具應符合以下規定：
  ——硬度：≥ 45 HRC；
  ——通孔直徑 dh：按表 15 的規定；
  ——内螺紋夾具的螺紋：按表 14 的規定。
  試驗裝置應有足夠的剛性，以避免變形而產生影響測定 0.0048d 非比例延伸載荷 FPf 或斷後伸長率 Af 。

  9.3.5 試驗程序

  試件應為經尺寸等檢驗合格的緊固件。

  按圖 2a）和圖 2b）所示将螺栓或螺釘試件擰入内螺紋夾具。對螺柱試件應使用兩個螺紋夾具，見圖2c）和圖2d）。螺紋有效旋合長度，至少應為1d。

  對承受載荷的未旋合螺紋的長度，lth 應為 1.2d。

  注：為達到 lth＝1.2d 的要求，建議采用以下實用的方法：首先，把螺紋夾具擰到螺紋收尾；然後，按相當于 1.2d 的扣數擰退夾具。

  應按 ISO 6892-1 的規定進行拉力試驗。進行 0.0048d 非比例延伸載荷 FPf 試驗時，試驗機夾頭的分離速率不應超過10 mm/min，其他試驗不應超過25 mm/min。

  可以直接借助适合的電子裝置（如微處理機），或者依據載荷-位移曲線（見 ISO 6892-1）持續測量拉力載荷 F，直至斷裂。該曲線可以自動繪制，或采用圖解法。

  為獲得較精确的圖解測量，曲線的比例尺應使表示彈性變形的直線部分與載荷軸線間的夾角在 30°～ 45° 之間。

  9.3.6 試驗結果

  9.3.6.1.1  方法
  塑性伸長 ΔLP 是在電子裝置或者用圖解法繪制的載荷-位移曲線上直接進行測量，見圖3。

  .

  應測量彈性範圍（曲線的直線部分）的傾斜角（斜率部分）；通過斷裂點畫一條平行于載荷-伸長曲線中彈性變形階段直線部分的平行線，見圖 3 中 a 線。該斷裂點與夾緊位移的軸心線相交的直線 a 應與伸長量坐标（橫坐标）ΔL 相交，應測出塑性伸長 ΔLp ，見圖3。

  有争議時，例如在測量彈性範圍内，直線部分有一定的弧度時，可以通過曲線上相當于 0.4Fp 和 0.7Fp 的兩個點畫一直線（再按這一直線畫通過斷裂點的平行線）。Fp 是表 5 和表 7 給出的保證載荷。

  接下式計算緊固件實物的斷後伸長率：

  A_f = ΔL_P / 1.2d

  9.3.6.1.2  技術要求

  對 4.8 級、5.8 級和 6.8 級 Af 應符合表 3 的規定。

  9.3.6.2  測定 0.0048d 非比例延伸應力 RPf

  9.3.6.2.1  方法
  RPf 應在載荷-位移曲線上直接測定，見圖4。
  

   

  圖4 測定0.0048d非比例延伸應力RPf的載荷-位移曲線

      

  在夾緊位移的軸心線上，等于 0.0048d 的距離，畫一條平行于彈性範圍（曲線的直線部分）傾斜角的直線。該線與曲線相交點即相當于載荷 FPf 。

  注：0.0048d = 0.4% × 1.2d

  有争議時，在測量彈性範圍内，載荷-位移曲線的傾斜角時，應通過相當于 0.4Fp 和 0.7Fp 與曲線相交的兩個點畫一直線。Fp 是表 5 和表 7 給出的保證載荷。

  按下式計算 0.0048d 非比例延伸應力 Rpf ：
  

  RPf＝FPf / AS，公稱

  式中：As，公稱 在 9.1.6.1 中規定。

  9.3.6.2.2  技術要求
  尚無規定的技術要求。
  注1:  RPf 的數值在調查研究中。作為參考，見表3（No.4和腳注e）。
  注2：由于制造方法與規格的影響，由緊固件實物試驗得到的屈服強度值代替機械加工試件得到的數值是有差異的。
  

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  9.4 頭部弱的螺栓和螺釘拉力試驗

  
  

  9.4.1 通則

  本試驗為測定因頭部設計，預計不斷在未旋合螺紋的長度内的螺栓和螺釘的拉力載荷（見8.2）。

  9.4.2 适用範圍

  本試驗适用于符合以下規定的螺栓和螺釘：
  ——無螺紋杆徑 ds ＞ d2 或 ds ＝ d2；
  ——公稱長度 l ≥ 2.5d；
  ——螺紋長度 b ≥ 2.0d；
  ——3 mm ≤ d ≤ 39 mm；
  ——所有性能等級。

  9.4.3 設備

  拉力試驗機應符合 ISO 7500-1 的規定。裝夾緊固件時，應避免斜拉，可使用自動定心裝置。

  9.4.4 試驗裝置

  夾具和螺紋夾具應符合以下規定：
  ——硬度：≥45HRC；
  ——通孔直徑 dh ：按表 15 的規定；
  ——内螺紋夾具的螺紋：按表 14 的規定。

  9.4.5 試驗程序

  試件應為經尺寸等檢驗合格的緊固件。
  

  按圖 2a）和圖 2b）所示将緊固件試件擰入内螺紋夾具。

  對未旋合螺紋的長度 lth ≥ 1d。
  

  應按 ISO 6892-1 的規定進行拉力試驗。試驗機夾頭的分離速率，不應超過25 mm/min。

  拉力試驗應持續進行，直至斷裂。

  測量極限拉力載荷 Fm。

  9.4.6 試驗結果 技術要求

  該極限拉力載荷 Fm 應等于或大于在相應產品标準或其他技術條件中規定的最小拉力載荷。
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  9.5 腰狀杆緊固件拉力試驗

  
  

  9.5.1 通則

  本試驗适用于測定腰狀杆緊固件的抗拉強度 Rm（見8.2）。

  9.5.2 适用範圍

  本試驗适用于符合以下規定的緊固件：
  ——無螺紋杆徑 ds ＜ d2 ；
  ——腰狀杆長度 ≥ 3ds（見圖6, Lc ）；
  ——螺紋長度b ≥ 1d；
  ——3 mm ≤ d ≤ 39 mm；
  ——4.6、5.6、8.8、9.8、10.9 和 12.9 / 12.9 級。

  9.5.3 設備

  拉力試驗機應按 ISO 7500-1 的規定，裝夾緊固件時，應避免斜拉，可使用自動定心裝置。

  9.5.4 試驗裝置

  夾具和螺紋夾具應符合以下規定：
  ——硬度：≥ 45 HRC；
  ——通孔直徑 dh ：按表 15 的規定；
  ——内螺紋夾具的螺紋：按表 14 的規定。

  9.5.5 試驗程序

  試件應為經尺寸等檢驗合格的緊固件。

  按圖2a）所示将緊固件試件擰入内螺紋夾具。對螺柱試件應使用兩個螺紋夾具，見圖2c）。螺紋有效旋合長度，至少應為 1d。

  應按 ISO 6892-1 的規定進行拉力試驗。試驗機夾頭的分離速率，不應超過 25 mm/min。

  拉力試驗應持續進行，直至斷裂。

  測量極限拉力載荷 Fm 。

  9.5.6 試驗結果

  9.5.6.1  方法
  

  根據腰狀杆橫截面積Ads和試驗中測量的極限拉力載荷 Fm 計算抗拉強度 Rm ；

  Rm ＝ Fm / Ads

  式中：

  Ads ＝ (π/4) ds²

  9.5.6.2  技術要求

  斷裂應發生在腰狀杆内。

  抗拉強度 Rm 應符合表 3 的規定。
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  9.6 緊固件成品保證載荷試驗

  
  

  9.6.1 通則

  保證載荷試驗包括兩個步驟：
  ——實施規定的保證載荷（見圖5）；
  ——測量由保證載荷產生的永久伸長。

  9.6.2 适用範圍

  本試驗适用于符合以下規定的緊固件：
  ——頭部承載能力強于螺紋杆部的螺栓和螺釘；
  ——頭部承載能力強于無螺紋杆部的螺栓和螺釘；
  ——無螺紋杆徑 ds ＞ d2 或 ds ≈ d2 ；
  ——螺栓和螺釘的公稱長度 l ≥ 2.5 d；
  ——螺紋長度 b ≥ 2.0 d；
  ——螺柱的總長度 lt ≥ 3.0 d；
  ——3 mm ≤ d ≤ 39 mm；
  ——所有性能等級。

  9.6.3 設備

  拉力試驗機應按 ISO 7500-1 的規定。裝夾緊固件時，應避免斜拉，可使用自動定心裝置。

  9.6.4 試驗裝置

  夾具和螺紋夾具應按以下規定：
  ——硬度：≥ 45 HRC；
  ——通孔直徑 dh ：按表 15 的規定；
  ——内螺紋夾具的螺紋：按表 14 的規定。
  

   

  
  注：測頭與緊固件末端中心孔間應為“球-錐”接觸，其他适當的方法也可使用。
  

  圖5 緊固件成品施加保證載荷安裝示例

  9.6.5 試驗程序

      試件應為經尺寸等檢驗合格的緊固件。

      試件每端應進行适當加工，如圖 5 所示。為測量長度（施加載荷前、後）應将緊固件置于帶球面測頭（或其他适當的方法）的台架式測量儀器中。應使用手套或鉗子，以使由溫度影響的測量誤差減少到最小。測量施加載荷前緊固件的總長度 l0 。

      按圖 5 所示将緊固件試件擰入螺紋夾具。對螺柱應使用兩個螺紋夾具。螺紋有效旋合長度，至少應為1d。對未旋合螺紋的長度 lth 應為 1d。

  注：為達到 lth ＝ 1d 的要求，建議先把螺紋夾具擰到螺紋收尾；然後，按相當于 1d 的扣數擰退夾具。

      對緊固件軸向施加表 5 或表 7 規定的保證載荷。

      試驗機夾頭的分離速率，不應超過 3 mm/min。應保持該保證載荷 15s。

      卸載後，測量緊固件總長度 l1 。

  9.6.6 試驗結果 - 技術要求

      卸載後，緊固件的總長度 l1 應與加載前的 l0 相同（其公差 ±12.5 μm 為允許的測量誤差）。

      某些不确定因素，如直線度、螺紋對中性和測量誤差，當初次施加保證載荷時，可能導緻緊固件明顯的伸長。在這種情況下，可使用比表 5 和表 7 規定值增大 3 % 的載荷，按 9.6.5 再次進行試驗。

      如果第二次卸載後的長度（ l2 ）與其加載前的長度（ l1 ）相同（其公差 ±12.5 μm 為允許的測量誤差），則應認為符合本試驗要求。

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  9.7 機械加工試件拉力試驗

  
  

  9.7.1 通則

  本試驗可測定：
  ——抗拉強度 Rm；
  ——下屈服強度 ReL 或 0.2% 非比例延伸應力 RP0.2；
  ——機械加工試件的斷後伸長率 A；
  ——機械加工試件的斷面收縮率 Z。

  9.7.2 适用範圍

  本試驗适用于符合以下規定的緊固件：

  a） 由螺栓和螺釘制取的機械加工試件：

  ——3mm ≤ d ≤ 39 mm；

  ——螺紋長度 b ≥ 1d；
  

  ——測定A：公稱長度 l ≥ 6d0＋2r＋d（見圖6）；

  ——測定Z：公稱長度 l ≥ 4d0＋2r＋d（見圖6）。
  

  b）由螺柱制取的機械加工試件：

  ——3mm ≤ d ≤ 39mm；
  

  ——螺紋長度 b ≥ 1d；

  ——測定A：總長度 lt ≥ 6d0＋2r＋d（見圖6）；
  

  ——測定Z：總長度 lt ≥ 4d0＋2r＋d（見圖6）。

  c）4.6 級、5.6 級、8.8 級、9.8 級和 12.9 / 12.9 級。

  注：機械加工試件可由因幾何尺寸降低了承載能力、頭部承載能力強于試件橫截面面積（S0）承載能力的螺栓或螺釘上制取，也可以由無螺紋杆徑 ds＜d₂ 的緊固件上制取（ 見 8.2 ）。

  4.8 級、5.8 級和6.8 級（冷作硬化的）緊固件實施實物拉力試驗，見 9.3。

  9.7.3 設備

  拉力試驗機應按 ISO 7500-1 的規定。裝夾緊固件時，應避免斜拉，可使用自動定心裝置。

  9.7.4 試驗裝置

  夾具和螺紋夾具應按以下規定：

  ——硬度：≥45 HRC;
  

  ——通孔直徑dh：按表 15 的規定；

  ——内螺紋夾具的螺紋：按表 14 的規定。

  9.7.5 機械加工試件

  機械加工試件應由經尺寸等檢驗合格的緊固件制取。圖 6 為拉力試驗用機械加工試件。
  機械加工試件的直徑應為：d₀ ＜d₃，min，并且盡可能為：d₀ ≥ 3 mm。
  公稱直徑 d＞16mm，且淬火并回火緊固件的機械加工試件，其直徑的減小量不應超過原有直徑 d 的 25%（初始橫截面積的 44% ）。對由螺柱制取的試件，其兩端的螺紋長度最小為 1d 。

  9.7.6 試驗程序

  應按 ISO 6892-1 的規定進行拉力試驗。試驗機夾頭的分離速率：對下屈服強度 ReL 或 0.2% 非比例延伸應力 Rp0.2 不應超過 10 mm/min，而對其他的項目不應超過 25 mm/min。

  拉力試驗應持續進行，直至斷裂。
  

  測量極限拉力載荷 Fm 。

  
  

  說明：

  d    ——螺紋公稱直徑。

  d0  ——機械加工試件的直徑（d₀＜d3,min，并盡可能為：d₀ ≥ 3mm）。

  b    ——螺紋長度（ b ≥ d ）。

  L0  ——機械加工試件的初始測量長度：

        ——用于測定機械加工試件的斷後伸長率：L₀＝5d₀ 或（5.65√( S₀ )）；

        ——用于測定機械加工試件的斷面收縮率：L₀ ≥ 3d₀ 。

  Lc  ——機械加工試件直線段的長度（ L₀＋d₀ ）。

  Lt  ——機械加工試件的總長度（Lc＋2r＋b）。

  S0 ——拉力試驗前機械加工試件的橫截面積。

  r   ——圓角半徑（r ≥ 4 mm）。

  圖6 拉力試驗用機械加工試件

  9.7.7 試驗結果

  9.7.7.1  方法

  按 ISO 6892-1 的規定測定下列性能：

  a） 抗拉強度 Rm，Rm ＝ Fm / S₀ 

  b） 下屈服強度 ReL 或 0.2% 非比例延伸應力 Rp0.2 

  c） 機械加工試件的斷後伸長率，其 L₀ 至少為 5d₀ 

  A＝(Lu－L₀) / L₀ × 100

  式中：Lu 是機械加工試件的最終測量長度（見 ISO 6892-1）

  d） 機械加工試件的斷面收縮率，其 L₀ 至少為 3d₀

  Z＝(S₀－Su) / S₀ × 100

  式中：Su是機械加工試件的斷後橫截面積。

  9.7.7.2  技術要求

  下列性能應符合表3的規定：

  ——最小抗拉強度 Rm ；
  

  ——下屈服強度 ReL 或 0.2% 非比例延伸應力 Rp0.2 ；

  ——機械加工試件的斷後伸長率 A ；

  ——機械加工試件的斷面收縮率 Z 。
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  9.8 頭部堅固性試驗

  
  

  9.8.1 通則

  本試驗用于檢查頭部與無螺紋杆部或螺紋過渡圓處的牢固性。檢查時，錘擊置于有規定角度試驗模中的緊固件頭部。
  注：通常，本試驗用于因緊固件太短，而不能實施楔負載試驗的場合。

  9.8.2 适用範圍

  本試驗适用于符合以下規定的螺栓和螺釘：

  ——頭部承載能力強于螺紋杆部；

  ——公稱長度 l ≥ 1.5d；

  ——d ≤ 10 mm；

  ——所有性能等級。

  9.8.3 試驗裝置

  試驗模如圖 7 所示，并應符合以下規定：

  ——硬度：≥ 45 HRC；

  ——通孔直徑 dh 和圓角 r1，按表 15 的規定;

  ——最小厚度：≥ 2d；

  ——β 角：按表 17 的規定。
  

  
  

  a  l ≥ 1.5d。

  b  試驗模厚度 ≥ 2d 。

  圖7 頭部堅固性試驗用試驗模

  
  

  表17 頭部堅固性試驗用試驗模β角
  

  性能等級	4.6	5.6	4.8	5.8	6.8	8.8	9.8	10.9	12.9/12.9
  β	60°		80°

  
  

  9.8.4 試驗程序

  試件應為經尺寸等檢驗合格的緊固件。

  頭部堅固性試驗應使用圖 7 所示的試驗模。

  試驗模應固定牢固。用手錘擊打螺栓或螺釘頭部數次，使頭彎曲 90°- β 角。β 角按表 17 的規定。

  應放大8～10倍進行檢查。

  9.8.5 試驗結果 - 技術要求

  在頭部與無螺紋杆部或螺紋過渡圓處，不應發現裂縫。

  全螺紋的螺釘，即使在第一扣螺紋上出現裂縫，隻要頭部未斷掉，仍應視為符合本試驗要求。

  
  
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  9.9 硬度試驗

  
  

  9.9.1 通則

  本試驗可測定：
  

  ——對不能實施拉力試驗的緊固件：測定緊固件的硬度；

  ——對能實施拉力試驗的緊固件（ 見 9.1、9.2、9.5 和 9.7 ）：測定緊固件的最高硬度。
  

  注：硬度與抗拉強度可能沒有直接的換算關系。最大硬度值的規定，除考慮理論的最大抗拉強度外，還有其他因素（如，避免脆斷）。

  可以在适當表面（見 9.9.4.3），或者螺紋橫截面（見 9.9.4.2 ）上測定硬度。

  9.9.2 适用範圍

  本試驗适用于符合以下規定的緊固件：
  

  ——所有規格；

  ——所有性能等級。

  9.9.3 試驗方法

  可以采用維氏、布氏或洛氏硬度試驗測定硬度。
  

  a） 維氏硬度試驗

  維氏硬度試驗應按 ISO 6507-1 的規定。
  

  b） 布氏硬度試驗

  布氏硬度試驗應按 ISO 6506-1 的規定。
  

  c） 洛氏硬度試驗

  洛氏硬度試驗應按 ISO 6508-1 的規定。

  9.9.4 試驗程序

  9.9.4.1  通則
  

  應使用經尺寸等檢驗合格的緊固件進行硬度試驗。

  9.9.4.2 在螺紋橫截面測定硬度
  

  在距螺紋末端 1d 處取一橫截面，并應經适當處理。

  在 1/2 半徑與軸心線間的區域内測定硬度，見圖8。

  
  

  說明：

  1——緊固件軸心線；

  2——1/2半徑區域。

  圖8 1/2半徑區域内測定硬度

  
  

  9.9.4.3  在表面測定硬度

  去除表面鍍層或塗層，并對試件适當處理後，在頭部平面、末端或無螺紋杆部測定硬度。

  常規檢查，可使用本方法。

  
  9.9.4.4  測定硬度用試驗載荷
  維氏硬度試驗用最小載荷為 98N 。
  布氏硬度的試驗載荷等于 30D²，單位為 N 。

  
  9.9.5  技術要求
  對不能實施拉力試驗的緊固件和短螺紋長度的栓接結構用螺栓（ 對拉力試驗其螺紋長度短的、未旋合螺紋的長度 lth＜1d ），其硬度應在表 3 規定的範圍内。

  對能實施拉力試驗的緊固件、未旋合螺紋的長度 lth≥1d、腰狀杆緊固件，以及機械加工試件，其硬度均不應超過表 3 規定的最大值。

  4.6 級、4.8 級、5.6 級、5.8 級和 6.8 級緊固件，應接 9.9.4.3 的規定在緊固件的末端測定硬度，并且不應超過表3規定的最大值。
  對熱處理緊固件，在 1/2 半徑區域内（見圖8）測定的硬度值之差，若不大于 30 HV，則證實材料中馬氏體已達到 90% 的要求（見表2）。
  4.8 級、5.8 級和 6.8 級冷作硬化緊固件，應按 9.9.4.2 的規定測定硬度，并且應在表 3 規定的硬度範圍内。
  如有争議，應按 9.9.4.2 的規定，并使用維氏硬度進行仲裁試驗。
  

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  9.10 脫碳試驗

  
  

  9.10.1 通則

  本試驗可測定淬火并回火緊固件的表面脫碳和脫碳層深度（見圖 9 ）。
  

  注：由熱處理工藝造成的，超過表 3 規定的脫碳層，會降低螺紋強度并可能造成其失效。

  表面碳量的狀态應用以下兩個方法中的一個測定：
  

  ——金相法（見 9.10.2 ）

  ——硬度法（見 9.10.3 ）
  

  金相法可以測定螺紋全脫碳層的深度 G 和螺紋未脫碳層的高度 E（見圖 9 ）。

  硬度法可以測定螺紋未脫碳層的高度 E 和用顯微-硬度法測定不完全脫碳（見圖 9 ）。

  
  

  說明：
  1——全脫碳；
  2——不完全脫碳；
  3——中徑線；
  4——基體金屬；
  E——螺紋未脫碳層的高度；
  G——螺紋全脫碳層的深度；
  H1——最大實體條件下外螺紋的牙型高度。
  

  圖9 脫碳層

  9.10.2 金相法

  9.10.2.1  适用範圍
  

  本方法适用于符合以下規定的緊固件：

  ——所有規格；
  

  ——8.8級～12.9/12.9級。

  9.10.2.2 試件的制備

  應從完成全部熱處理工序，并應去除鍍層或其他塗層後的緊固件上制取試件。
  

  在距螺紋末端約一個公稱直徑（1d）、沿螺紋軸心線截取一縱向截面的試件。試件應嵌入塑料中或安裝在夾具中。安裝後，對表面進行研磨和抛光，直至可進行金相檢查。

  注：通常，浸入3%的硝酸乙醇腐蝕液（濃硝酸與乙醇混合液），能顯示由于脫碳而造成的金相結構的變化。

  9.10.2.3 試驗程序
  

  将試件置于顯微鏡下，除非另有協議，否則應放大100倍進行檢查。

  如果顯微鏡帶有毛玻璃屏，則可藉助刻度直接測量脫碳程度。如果用目鏡測量，則應使用帶十字準線或刻度的顯微鏡。

  9.10.2.4 技術要求

  全脫碳層的最大深度 G 應符合表 3 規定的技術要求。不完全脫碳層的高度 E 應符合表 18 規定的技術要求，且母材（4 區）中不應存在脫碳（圖 9 ）。

  應避免在圖 9 的 2 區進行鐵素體脫碳；但是，如果滿足 9.10.3.4 的硬度要求，則不應成為拒收的原因。

  表18 最大實體條件下，外螺紋的牙型高度H₁和螺紋不完全脫碳層的最小高度值E_min

  _{單位為毫米}                         

  螺距Pa			0.5	0.6	0.7	0.8	1	1.25	1.5	1.75	2	2.5	3	3.5	4
  H1			0.307	0.368	0.429	0.491	0.613	0.767	0.920	1.074	1.227	1.534	1.840	2.147	2.454
  性能等級	8.8、9.8	Eminb	0.154	0.184	0.215	0.245	0.307	0.384	0.460	0.537	0.614	0.767	0.920	1.074	1.227
  	10.9		0.205	0.245	0.286	0.327	0.409	0.511	0.613	0.716	0.818	1.023	1.227	1.431	1.636
  	12.9/12.9		0.230	0.276	0.322	0.368	0.460	0.575	0.690	0.806	0.920	1.151	1.380	1.610	1.841
  a P＜1.25mm，僅用金相法。 b 按表3中No.14的規定計算。

  
  

  9.10.3 硬度法

  9.10.3.1  适用範圍
  

  本方法适用于符合以下規定的緊固件：

  ——螺距 P ≥ 1.25 mm；
  

  ——8.8～12.9 級 / 12.9 級。

  9.10.3.2  試件的制備
  

  應按 9.10.2.2 制備試件，但不需要腐蝕和去除表面鍍層。

  9.10.3.3  試驗程序

  按圖 10 所示測量第 1 點和第 2 點的維氏硬度，試驗力為 2.942N（維氏硬度試驗 HV0.3 ）。

  
  

  
  

  未脫碳：HV(2) ≥ HV(1) - 30          
  

  未增碳：HV(3) ≥ HV(1) - 30          
  

  說明：
            E   —— 螺紋未脫碳層的高度，mm；                             
           H1 —— 最大實體條件下外螺紋的牙型高度，mm；         
  1、2、3  —— 測量點（第1點）；
             4  —— 螺距線。
  a 給出 0.14mm 值僅表明在螺距線上該點的位置。
  

  圖10 脫碳試驗和增碳試驗的硬度測量

  9.10.3.4  技術要求
  第 2 點的維氏硬度值，HV(2) 應等于或大于第1點維氏硬度，HV(1) 減去 30 個維氏單位。螺紋未脫碳層的高度 E 應符合表 18 規定的技術要求。

  注：全脫碳達到表 3 規定的最大值時，不能采用硬度測量法。
  

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  9.11 增碳試驗

  
  

  9.11.1 通則

  本試驗适用于測定淬火并回火緊固件的表面在熱處理工藝中是否形成增碳。對于表層增碳狀态的評定，基體金屬硬度和表面硬度的差值是決定性指标。

  此外，表面硬度不應超過 10.9 和 12.9 / 12.9 級的最大表面硬度。

  注：由于增加表面硬度能造成脆斷或降低抗疲勞性，所以增碳是有害的。應仔細區分硬度的增加：是由于增碳還是熱處理或表面冷作硬化而引起的，例如熱處理後輾制螺紋。

  可采用以下方法之一進行增碳試驗：
  

  ——在縱向截面上測定硬度；

  ——在表面測定硬度。

  如有争議，以及當 P ≥1.25mm 時，按 9.11.2 規定的硬度試驗，是仲裁試驗方法。

  9.11.2 在縱向截面測定硬度

  9.11.2.1  适用範圍
  

  本方法适用于符合以下規定的緊固件：

  —— 螺距 P ≥ 1.25 mm；

  —— 8.8～12.9 級 / 12.9 級。
  

  9.11.2.2  試件的制備

  應按 9.10.2.2 制備試件，但不需要腐蝕和去除表面鍍層。
  

  9.11.2.3  試驗程序

  按圖 10 所示測量第 1 點和第 3 點的維氏硬度。試驗力為：2.942N（維氏硬度試驗 HV0.3 ）。
  

  如果在按 9.10.3.3 的試驗中已使用過的試件，則第 3 點的硬度應在螺紋螺距線上，并在測定第 1 點和第 2 點硬度相鄰的牙上進行測定。

  9.11.2.4  技術要求
  

  第 3 點的維氏硬度值，HV(3) 應等于或小于第 1 點維氏硬度，HV(1) 加上 30 個維氏單位。

  超過 30 個維氏單位，表示已增碳，除此要求外，表 3 中規定 10.9 級的表面硬度不得超過 390 HV0.3，12.9 / 12.9 級的表面硬度不得超過 435 HV0.3。

  9.11.3 在表面測定硬度

  9.11.3.1  适用範圍
  

  本方法适用于符合以下規定的緊固件：

  —— 所有規格；
  

  —— 8.8～12.9級 / 12.9 級。

  9.11.3.2  試件的制備
  

  在緊固件的頭部或末端用研磨或抛光準備一個适當的平面，以确保材料表面原始特征的複現與保持。

  從距螺紋末端 1d 處截取一個橫截面，并經适當地制備。
  

  9.11.3.3  試驗程序

  表面硬度應在制備的表面進行測定。
  

  應在橫截面上測定基體金屬硬度（橫截面的位置和制備應符合 9.9.4.2）。

  測定以上硬度中使用的試驗力為：2.942N（維氏硬度試驗 HV0.3）。
  

  9.11.3.4  技術要求

  表面硬度值應等于或小于基體金屬硬度值加上 30 個維氏單位。增加超過 30 個維氏單位表示滲碳。

  除此要求外，表 3 中規定的 10.9 級的表面硬度不得超過 390 HV0.3，12.9 / 12.9 級的表面硬度不得超過 435 HV0.3。
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  9.12 再回火試驗

  
  

  9.12.1 通則

  本試驗适用于檢驗熱處理工藝的最低回火溫度。

  有争議時，本試驗是仲裁試驗。

  9.12.2 适用範圍

  本方法适用于符合以下規定的緊固件：
  

  ——所有規格；

  ——8.8 級～12.9 / 12.9 級。

  9.12.3 試驗程序

  按 9.9.4.2 的規定測定維氏硬度，并在一個緊固件上讀取三點數值。
  再回火本緊固件，零件溫度應比表 2 規定的最低回火溫度低 10℃，并保持 30 分鍾。再回火後，在同一緊固件上并在與第一次測定相同的區域，測定新的三點維氏硬度值。

  9.12.4 技術要求

  對比再回火前、後三點硬度平均值，再回火後，（如果有時）硬度降低，應小于20個維氏硬度。
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  9.13 扭矩試驗

  
  

  9.13.1 通則

  本扭矩試驗可以測定破壞扭矩 MB，适用于不能進行拉力試驗的螺栓和螺釘。

  9.13.2 适用範圍

  本試驗适用于符合以下規定的緊固件：
  —— 頭部承載能力強于螺紋杆部的螺栓和螺釘；
  —— 無螺紋杆部直徑 ds ＞ d₂ 或 ds ＝ d₂ ；
  —— 螺紋長度 b ≥ 1d＋2P ；
  —— 1.6 mm ≤ d ≤ 10 mm；
  —— 4.6～12.9級 /12.9級。
  注： ISO 898-7 中未對 4.6 級～6.8 級規定數值。

  9.13.3 試驗儀器與裝置

  儀器和測試設備在 ISO 898-7 中規定。

  9.13.4 試驗程序

  試件應為經尺寸等檢驗合格的緊固件。

  按 ISO 898-7 規定将螺栓或螺釘裝入試驗夾具，應至少有 1d 螺紋長度。從頭部到螺紋收尾，或無螺紋杆部到螺紋收尾的未旋合螺紋的長度 lth 至少有 2P。應連續施加扭矩。

  9.13.5 試驗結果

  9.13.5.1  方法
  

  見 ISO 898-7 。

  9.13.5.2  技術要求
  

  見 ISO 898-7 。

  有争議時，以下列試驗為準：
  

  ——對不能進行拉力試驗的螺栓和螺釘：按 9.9 規定的硬度試驗為仲裁試驗；

  ——對能進行拉力試驗的螺栓和螺釘：拉力試驗為仲裁試驗。
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  9.14 機械加工試件沖擊試驗

  
  

  9.14.1 通則

  本試驗用于檢驗在規定的低溫條件下，緊固件材料的韌性。如在產品标準或供需雙方協議中有要求時，方可實施本試驗。
  

  9.14.2 适用範圍

  本試驗适用于符合以下規定的緊固件：
  —— 由螺栓、螺釘和螺柱制取的機械加工試件；
  —— d ≥16 mm；
  —— 螺栓和螺釘的總長（包括頭部）≥ 55 mm；
  —— 螺柱的總長，l t ≥ 55 mm；
  —— 5.6 級、8.8 級、9.8 級、10.9 級和 12.9/12.9 級。

  9.14.3 試驗儀器與裝置

  試驗儀器與裝置應符合 ISO 148-1 的規定。

  9.14.4 機械加工試件

  應從尺寸等檢驗合格的緊固件成品上制取試件。

  機械加工試件應符合 ISO 148-1（夏比V型缺口試驗）的規定，該試件應沿螺杆縱向，盡量靠近緊固件表面，并盡可能遠離螺紋部分。試件無刻槽的一邊應靠近緊固件的表面。

  9.14.5 試驗程序

  機械加工試件應置于恒溫 -20℃ 的條件下，用 2mm 的擺錘刀刃半徑，按 ISO 148-1 的規定進行試驗。

  9.14.6 技術要求

  試件在 -20℃ 溫度下的吸收能量，應符合表 3 的規定。

  注：其他試驗溫度與吸收能量值，可在有關產品标準中或由供需雙方協議規定。
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  9.15 表面缺陷檢查

  
  緊固件表面缺陷應控制在能夠接收的範圍内。對 4.6 級～10.9 級緊固件表面缺陷的檢查，應按 ISO 6157-1 的規定。由供需雙方協議也可按 ISO 6157-3 進行檢查。
  對 12.9/12.9 級緊固件表面缺陷的檢查，應按 ISO 6157-3 的規定。
  在 MP1 系列試驗（見第8章）的情況下，表面缺陷的檢查應在機械加工前實施。

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  10.1 通則

  
  

  隻有全面符合本部分規定的技術要求，才能按第 5 章的标記制度進行标記，以及按 10.2 和 10.3 或 10.4 提供标志。

  除非在產品标準中另有規定，否則在頭部頂面凸起的标志高度，不應計入頭部高度尺寸。
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  10.2 制造者識别标志

  
  制造者識别标志應在生產過程中，在标志性能等級代号的所有緊固件產品上進行标志。也推薦在不标志性能等級的緊固件上标志制造者識别标志。
  緊固件的銷售者使用自己的識别标志，也應視為制造者識别标志。
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  10.3 全承載能力緊固件的标記與标志

  
  

  10.3.1 通則

  按本部分技術要求生產的全承載能力的緊固件，應按 10.3.2～10.3.4 進行标志。

  在 10.3.2～10.3.4 中規定允許任意選擇的标志，應由制造者确定。

  10.3.2 性能等級的标志代号

  性能等級的标志代号，應按表19的規定。

  表19 全承載能力緊固件的标志代号

  性能等級	4.6	4.8	5.6	5.8	6.8	8.8	9.8	10.9	12.9	12.9
  标志代号a	4.6	4.8	5.6	5.8	6.8	8.8	9.8	10.9	12.9	12.9
  a 标志代号中的“.”可以省略。

  在小螺釘的情況下，或當頭部形狀不允許按表 19 标志時，可以使用表 20 給出的時鍾面标志符号。

  
  

  表20 全承載能力螺栓和螺釘的時鍾面标志符号
  

  
  

  a 12點的位置（參照标志）應标志制造者識别标志，或标志一個圓點。

  b 用一長劃或兩個長劃線标志性能等級，對12.9級用一個圓點。

  10.3.3 識别标志

  10.3.3.1  六角和六角花形頭螺栓和螺釘
  

  六角和六角花形頭螺栓和螺釘（包括法蘭面緊固件）應标志制造者識别标志和表 19 規定的性能等級的标志代号。

  對所有性能等級的和公稱直徑 ≥ 5mm 的緊固件均要求制出标志。

  标志最好在頭部頂面用凹字或凸字，或在頭部側面用凹字（見圖 11 ）。對法蘭面螺栓或螺釘，當制造工藝不允許在頭部頂面标志時，可在法蘭上标志。

  

  a 制造者識别标志。

  b 性能等級。

  圖11 六角和六角花形頭螺栓和螺釘标志示例

  
  

  10.3.3.2  内六角和内六角花形圓柱頭螺釘

  内六角和内六角花形圓柱頭螺釘應标志制造者識别标志和表 19 規定的性能等級的标志代号。

  對所有性能等級和公稱直徑 ≥ 5mm 的緊固件均要求制出标志。

  标志最好在頭部側面用凹字或在頭部頂面用凹字或凸字（見圖 12 ）。

  
  

  圈12 内六角圓柱頭螺釘标志示例

  
  

  10.3.3.3 圓頭方頸螺栓
  圓頭方頸螺栓應标志制造者識别标志和表 19 中規定的性能等級的标志代号。
  對所有性能等級和公稱直徑 ≥ 5mm 的緊固件均要求制出标志。
  在頭部用凹字或凸字标志（ 見圖 13 ）。
  

  
  

  圖13 圓頭方頸螺栓标志示例
  

  10.3.3.4 螺柱
  螺柱應标志制造者識别标志和表 19 規定的性能等級的标志代号，或表 21 規定的可選用的性能等級标志符号。

  對 5.6 級、8.8 級、9.8 級、10.9 級和 12.9/12.9 級，及公稱直徑 ≥ 5mm 的螺柱要求制出标志。
  應在螺柱無螺紋杆部進行标志，如不可能時，應在螺柱的擰入螺母端标志性能等級，并可省略标志制造者識别标志（ 見圖 14 ）。
  對過盈配合的螺柱應在擰入螺母端标志性能等級，并可省略标志制造者識别标志。
  

  
  

  圖14 螺柱标志示例
  

  表21 可選用的螺柱标志符号

  性能等級	5.6	8.8	9.8	10.9	12.9
  标志符号	___	◯ a	＋	□ a	△ a
  a 允許該符号僅顯示輪廓或整個區域凹陷

  10.3.3.5  其他類型的螺栓和螺釘

  根據用戶要求，10.3 規定的标志代号，也可以用于其他類型的螺栓和螺釘，以及專用緊固件。

  通常，對沉頭、半沉頭、圓柱頭及盤頭螺釘，或類似開槽、十字槽形狀的，或有内凹槽，或者其他内扳擰結構的，均不進行标志。

  10.3.4 左旋螺紋的螺栓和螺釘的标志

  對公稱直徑 ≥ 5mm 的左旋螺紋的螺栓和螺釘應按圖 15 規定的符号，在頭部頂面或末端進行标志。

  

   圖15 左旋螺紋的螺栓和螺釘的标志

  
  

  對六角頭螺栓和螺釘亦可選用圖 16 規定的左旋螺紋的标志。
  

  
  

  s —— 對邊寬度；

  k —— 頭部高度。

  圖16 左旋螺紋的螺栓和螺釘可選用的标志

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  10.4 降低承載能力緊固件的标記與标志

  
  

  10.4.1 通則

  按本部分生產的降低承載能力的緊固件，應按表 22 的規定進行标志，其餘則應參照 10.3.3 和 10.3.4 的規定進行标志。

  對降低承載能力的緊固件不應使用表 19、表 20 和表 21 規定的标志代号。

  產品标準為降低承載能力的緊固件，即使某些規格能夠達到全承載能力的技術要求，但對該產品的所有規格還應按表 22 的規定進行标志。

  10.4.2 降低承載能力的緊固件的标志代号

  降低承載能力的緊固件的标志代号應按表 22 的規定。

  表22 降低承載能力的緊固件的标志代号

  性能等級	4.6	4.8	5.6	5.8	6.8	8.8	9.8	10.9	12.9	12.9
  标志代号a	04.6	04.8	05.6	05.8	06.8	08.8	09.8	010.9	012.9	012.9
  a 标志代号中的“.”可以省略。

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  10.5 包裝标志

  
  對各類緊固件、所有規格的所有包裝上，均應有标志（含貼或栓标簽）。标志應包括制造者和/或經銷者商标（或識别标志）和符合表 19 或表 22 性能等級标志代号，以及 ISO 16426 規定的生產批号。