路径: 主页 > GB/T > 第369页 > GB/T 3098.1-2010 | 标准编号 | GB/T 3098.1-2010 (GB/T3098.1-2010) | | 中文名称 | 紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱 | | 英文名称 | Mechanical properties of fasteners -- Bolts, screws and studs | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J13 | | 国际标准分类 | 21.060.10 | | 字数估计 | 50,532 | | 发布日期 | 1/10/2011 | | 实施日期 | 10/1/2011 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 3098.1-2000 | | 引用标准 | GB/T 90.3; GB/T 192; GB/T 193; GB/T 196; GB/T 197; GB/T 228.1; GB/T 229; GB/T 230.1; GB/T 231.1; GB/T 3098.2; GB/T 3098.3; GB/T 3098.13; GB/T 4340.1; GB/T 5267.1; GB/T 5267.2; GB/T 5267.3; GB/T 5276; GB/T 5277; GB/T 5779.1; GB/T 5779.3; GB/T 9144; GB/T 9145; GB/T 16825.1-2002; | | 采用标准 | ISO 898-1-2009, MOD | | 标准依据 | 国家标准批准发布公告2011年第1号(总第166号) | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | | 范围 | GB/T 3098的本部分规定了由碳钢或合金钢制造的, 在环境温度为10℃-35℃条件下进行侧试时, 螺栓, 螺钉和级柱的机械和物理性能.在该环境温度范围内, 符合本部分技术要求的紧固件(含螺栓, 螺钉和螺柱, 下同)在较离(见附录B)和/或较低温度下, 也可能达不到规定的机械和物理性能.某些紧固件因头部几何尺寸造成头部剪切面积较小, 可能达不到本部分的抗拉或扭矩要求.这些紧固件如, 头部高度低的, 带或不带外扳拧部分的, 带内扳拧部分的扁圆头或低圈柱头或沉头紧固件(见8.2).本部分适用的紧固件:a)由碳钥或合金钢制造的, b | GB/T 3098.1-2010
Mechanical properties of fasteners.Blots, screws and studs
ICS 21.060.10
J13
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 3098.1-2000
紧固件机械性能
螺栓、螺钉和螺柱
2011-01-10发布
2011-10-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
前言
GB/T 3098的本部分(以下简称本部分)是国家标准“紧固件机械性能”系列标准之一。
该系列包括:
---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 3098.7-2000 紧固件机械性能 自挤螺钉;
---GB/T 3098.8-2010 紧固件机械性能-200℃~+700℃使用的螺栓连接;
---GB/T 3098.9-2010 紧固件机械性能 有效力矩型钢锁紧螺母;
---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 3098.11-2002 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1~
10mm;
---GB/T 3098.14-2000 紧固件机械性能 螺母扩孔试验;
---GB/T 3098.15-2000 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 3098.17-1996 紧固件机械性能 检查氢脆用预载荷试验 平行支承面法;
---GB/T 3098.18-2004 紧固件机械性能 盲铆钉试验方法;
---GB/T 3098.19-2004 紧固件机械性能 抽芯铆钉;
---GB/T 3098.20-2004 紧固件机械性能 蝶形螺母 保证扭矩;
---GB/T 3098.21-2008 紧固件机械性能 不锈钢自攻螺钉;
---GB/T 3098.22-2009 紧固件机械性能 细晶非调质钢螺栓、螺钉和螺柱。
本部分是GB/T 3098的第1部分。
本部分修改采用ISO 898-1:2009《碳钢和合金钢制造的紧固件机械性能 第1部分:规定性能等级
的螺栓、螺钉和螺柱 粗牙螺纹和细牙螺纹》(英文版), 主要修改如下:
---修改了标准名称;
---在引用文件中, 用我国标准代替国际标准(第2章);
---ISO 898-1对“降低承载能力的紧固件”性能等级的标记不符合第5章的规定, 本部分予以改正
(见表10、表11及表22);
---ISO 898-1规定ds >d2 的紧固件断裂应发生在未旋合螺纹的长度内, 本部分改为:“断裂应发
生在未旋合螺纹的长度内或无螺纹杆部”(见8.2.1、9.1.6.1.2及9.2.6.2);
---ISO 898-1未规定冲击试验时使用的摆锤刀刃半径, 本部分规定:“用2mm的摆锤刀刃半径”
(见9.14.5)。
本部分代替GB/T 3098.1-2000《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》。
本部分与GB/T 3098.1-2000相比主要变化如下:
---新增术语与定义(第3章);
---全面更新了机械与物理性能用代号与术语(第4章~第9章);
---新增降低承载能力的紧固件的性能等级的标记、标志、基本类型及适用的试验方法(第5章、
10.4、8.2.2、8.6.1及8.6.2);
---制造紧固件用材料中:对4.6级~6.8级规定“碳钢或添加元素的碳钢”;对8.8级~12.9级增
加“添加元素的碳钢”, 并代替旧标准规定的“低碳合金钢”(见表2);
---第6章有关紧固件用材料的注:“某些化学元素受一些国家的法规限制或禁止使用, 当涉及有
关国家或地区时应当注意。”;
---第6章增加:“GB/T 5267.3对紧固件材料的要求, 适用于热浸镀锌紧固件”;
---取消了3.6级、10.9级, 新增12.9级, 修改12.9级(第6章、第7章);
---对4.6级~6.8级未规定硼的最大含量;
---对8.8级~12.9级的磷(P)和硫(S)的最大含量规定为0.025%;
---新增对使用12.9/12.9级时应谨慎从事等要求(表2角注i);
---修改吸收能量指标及冲击试验方法(表3及9.14);
---取消了旧标准的表4和表5, 而规定了两个试验系列(组)(第8章);
---新增制造者、供方及需方可以选择自己的方法控制产品质量的规定(见8.3、8.4及8.5);
---新增对试验机的要求(见9.2.3等);
---新增拉力试验装置示例(见图2);
---新增楔负载试验及拉力试验用内螺纹夹具的螺纹(见表14);
---新增用实物拉力试验测定断后伸长率(Af)及0.0048d非比例延伸应力(Rpf)等指标及试验方
法(见第9章、附录C);
---取消了旧标准的附录A《高温下的屈服点或规定的非比例伸长应力》;
---新增资料性附录《抗拉强度与断后伸长率的关系》及《高温对紧固件机械性能的影响》(见附
录A、附录B)。
本部分的附录A~附录C为资料性附录。
本部分由中国机械工业联合会提出。
本部分由全国紧固件标准化技术委员会(SAC/TC85)归口。
本部分负责起草单位:中机生产力促进中心。
本部分参加起草单位:机械工业通用零部件产品质量监督检测中心、上海申光高强度螺栓有限公
司、上海金马高强紧固件有限公司、河北信德电力配件有限公司、宁波九龙紧固件制造有限公司、宁波东
港紧固件制造有限公司、晋亿实业股份有限公司、国家标准件产品质量监督检验中心、瑞安市瑞强标准
件有限公司、山东高强紧固件有限公司、马鞍山钢铁股份有限公司、东风汽车紧固件有限公司、富奥汽车
零部件有限公司标准件分公司、上海标五高强度紧固件有限公司、宁波中机机械零部件检测有限公司。
本部分由全国紧固件标准化技术委员会秘书处负责解释。
本部分所代替标准的历次版本发布情况为:
---GB 3098.1-1982、GB/T 3098.1-2000。
紧固件机械性能
螺栓、螺钉和螺柱
1 范围
GB/T 3098的本部分规定了由碳钢或合金钢制造的、在环境温度为10℃~35℃条件下进行测试
时, 螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能。在该环境温度范围内, 符合本部分技术要求的紧固件(含螺
栓、螺钉和螺柱, 下同)在较高(见附录B)和/或较低温度下, 也可能达不到规定的机械和物理性能。
注1:按本部分生产的紧固件适用的使用温度为-50℃~+150℃。当使用温度超过-50℃~+150℃, 甚至高达
+300℃时, 使用者应向有关方面咨询。
注2:对低温和高温用钢的选择与应用, 可参考EN10269[1]、ASTMF2281[3]和ASTM A320/A320M[4]。
某些紧固件因头部几何尺寸造成头部剪切面积较小, 可能达不到本部分的抗拉或扭矩要求。这些
紧固件如, 头部高度低的、带或不带外扳拧部分的、带内扳拧部分的扁圆头或低圆柱头或沉头紧固件(见
8.2)。
本部分适用的紧固件:
a) 由碳钢或合金钢制造的;
b) 符合GB/T 192规定的普通螺纹;
c) 粗牙螺纹 M1.6~M39;细牙螺纹 M8×1~M39×3;
d) 符合GB/T 193规定的直径与螺距组合;
e) 符合GB/T 197、GB/T 9145和GB/T 22029规定的公差。
本部分不适用于紧定螺钉及类似的不受拉力的螺纹紧固件(见GB/T 3098.3)。
本部分未规定以下性能要求:
---可焊接性;
---耐腐蚀性;
---耐剪切应力;
---扭矩-夹紧力性能;
---耐疲劳性。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件, 仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件, 其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 90.3 紧固件 质量保证体系(GB/T 90.3-2010, ISO 16426:2002, IDT)
GB/T 192 普通螺纹 基本牙型
GB/T 193 普通螺纹 直径与螺距系列
GB/T 196 普通螺纹 基本尺寸
GB/T 197 普通螺纹 公差
GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法
GB/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法(GB/T 229-2007, ISO 148-1:2006, MOD)
GB/T 230.1 金属材料 洛氏硬度试验 第1部分:试验方法(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺) (GB/T 230.1-2009, ISO 6508-1:2005, MOD)
GB/T 231.1 金属材料 布氏硬度试验 第1部分:试验方法(GB/T 231.1-2009, ISO 6506-1:2005, MOD)
GB/T 3098.2 紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹(GB/T 3098.2-2000, idtISO 898-2:1992)
GB/T 3098.3 紧固件机械性能 紧定螺钉(GB/T 3098.3-2000, idtISO 898-5:1998)
GB/T 3098.13 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1~10mm (GB/T 3098.13-1996, idtISO 898-7:1992)
GB/T 4340.1 金属材料 维氏硬度试验 第1部分:试验方法(GB/T 4340.1-2009, ISO 6507-1:2005, MOD)
GB/T 5267.1 紧固件 电镀层(GB/T 5267.1-2002, ISO 4042:1999, IDT)
GB/T 5267.2 紧固件 非电解锌片涂层(GB/T 5267.2-2002, ISO 10683:2000, IDT)
GB/T 5267.3 紧固件 热浸镀锌层(GB/T 5267.3-2008, ISO 10684:2004, IDT)
GB/T 5276 紧固件 螺栓、螺钉、螺柱及螺母尺寸代号和标注 (GB/T 5276-1985, eqv ISO 225:1983)
GB/T 5277 紧固件 螺栓和螺钉通孔(GB/T 5277-1985, eqvISO 273:1979)
GB/T 5779.1 紧固件表面缺陷 螺栓、螺钉和螺柱 一般要求(GB/T 5779.1-2000, idtISO 6157-1:1988)
GB/T 5779.3 紧固件表面缺陷 螺栓、螺钉和螺柱 特殊要求(GB/T 5779.3-2000, idtISO 6157-3:1988)
GB/T 9144 普通螺纹 优选系列
GB/T 9145 普通螺纹 中等精度、优选系列的极限尺寸
GB/T 16825.1-2002 静力单轴试验机的检验 第1部分:拉力和(或)压力试验机测力系统的检验与校准(ISO 7500-1:2004, IDT)
GB/T 22029 热浸镀锌螺纹 在外螺纹上容纳镀锌层
ISO 4885:1996 铁制品 热处理 词汇表
3 术语与定义
下列术语和定义适用于本部分。
3.1
紧固件成品 finishedfastener
已完成所有加工工序的, 且未加工成机械加工试件的紧固件, 它可以有或无表面处理, 也可以具有
全承载能力或降低承载能力。
3.2
机械加工试件 machinedtestpiece
为评定材料性能由紧固件成品机械加工的试件。
3.3
紧固件实物 ful-sizefastener
杆径为ds≈d或ds >d, 或全螺纹螺钉(螺栓), 或全螺纹螺柱(螺杆)的紧固件成品。
3.4
杆径ds< d2的紧固件成品。
3.5
基体金属硬度 basemetalhardness
恰好在显示增碳或脱碳造成的硬度增加或减少之前最接近表面的硬度(测试时, 沿芯部向外径
横切)。
3.6
脱碳 decarburization
通常指黑色金属材料(钢)表面碳的损耗(见ISO 4885:1996)。
3.7
由于碳的损耗已使回火后金相组织轻度变色, 且硬度明显地比相邻基体硬度低的脱碳。
3.8
由于碳全部损耗, 在金相检查中只能看到铁素体组织的脱碳。
3.9
增碳 carburization
使基体金属表面增加碳含量的结果。
4 代号与术语
GB/T 5276、GB/T 197和以下给出的代号与术语都适用于本部分。
A 机械加工试件的断后伸长率, %
Af 紧固件实物的断后伸长率
As, nom 螺纹公称应力截面积, mm2
Ads 腰状杆横截面积, mm2
b 螺纹长度, mm
bm 螺柱(拧入金属端)螺纹长度, mm
d 螺纹公称直径, mm
d0 机械加工试件的直径, mm
d1 外螺纹基本小径, mm
d2 外螺纹基本中径, mm
d3 外螺纹小径, mm
da 过渡圆直径(支承面的内径), mm
dh 楔垫或垫片的孔径, mm
ds 无螺纹杆径, mm
E 螺纹未脱碳层的高度, mm
Fm 极限拉力载荷, N
Fm, min 最小拉力载荷, N
FP 保证载荷, N
FPf 紧固件实物的0.0048d规定非比例伸长载荷, N
G 螺纹全脱碳层的深度, mm
H 螺纹原始三角形高度, mm
H1 最大实体条件下外螺纹的牙形高度, mm
k 头部高度, mm
KV V型缺口试样的冲击吸收能量, J
l 公称长度, mm
l0 施加载荷前紧固件的总长度, mm
l1 卸除第一次载荷后紧固件的总长度, mm
l2 卸除第二次载荷后紧固件的总长度, mm
ls 无螺纹杆部长度, mm
lt 螺柱的总长度, mm
lth 试验夹具中紧固件未旋合螺纹的长度(或未旋合螺纹的长度), mm
Lc 机械加工试件直线段的长度, mm
L0 机械加工试件的初始测量长度, mm
Lt 机械加工试件的总长度, mm
Lu 机械加工试件的最终测量长度, mm
ΔLP 塑性变形量, mm
MB 破坏扭矩, Nm
P 螺距, mm
r 圆角半径, mm
ReL 机械加工试件的下屈服强度, MPa
Rm 抗拉强度, MPa
RP0.2 机械加工试件的规定非比例延伸0.2%的应力, MPa
RPf 紧固件实物的规定非比例延伸0.0048d的应力, MPa
s 对边宽度, mm
S0 拉力试验前机械加工试件的横截面积, mm2
SP 保证应力, MPa
Su 机械加工试件的断后横截面积, mm2
Z 机械加工试件的断面收缩率, %
α 楔负载拉力试验用楔垫角度, °
β 头部坚固性试验用试验模的角度, °
5 性能等级的标记制度
螺栓、螺钉和螺柱性能等级的代号, 由点隔开的两部分数字组成(见表1~表3):
---点左边的一或二位数字表示公称抗拉强度(Rm, 公称)的1/100, 以 MPa计(见表3, No.1);
---点右边的数字表示公称屈服强度(下屈服强度)(ReL, 公称)或规定非比例延伸0.2%的公称应力
(RP0.2, 公称)或规定非比例延伸0.0048d的公称应力(RPf, 公称)(见表3, No.2~No.4)与公称抗
拉强度(Rm, 公称)比值的10倍(见表1)。
表1 屈强比
点右边的数字.6.8.9
ReL, 公称
Rm, 公称
或RP0.2, 公称
Rm, 公称
或RPf, 公称
Rm, 公称 0.6 0.8 0.9
示例:紧固件的公称抗拉强度Rm, 公称=800MPa和屈强比为0.8, 其性能等级标记为“8.8”。
若材料性能与8.8级相同, 但其实际承载能力又低于8.8级的紧固件(降低承载能力的)产品, 其性
能等级应标记为“08.8”(见10.4)。
公称抗拉强度和屈强比的乘积为公称屈服强度, 以 MPa计。附录A给出了表示各性能等级公称
抗拉强度与断后伸长率关系的资料。
紧固件性能等级的标志和标签, 应按10.3的规定, 对降低承载能力的则应按10.4的规定。
如能符合表2及表3的规定, 则本部分规定的性能等级标记制度也可用于超出标准范围(d >39mm)
的规格。
6 材料
表2规定了紧固件各性能等级用钢的化学成分极限和最低回火温度。该化学成分应按相关的国家
标准的规定。
注:某些化学元素受一些国家的法规限制或禁止使用, 当涉及有关国家或地区时应当注意。
GB/T 5267.3的第4章对紧固件材料的要求, 适用于热浸镀锌紧固件。
表2 材料
性能
等级
材料和热处理
化学成分极限(熔炼分析%)a
C P S Bb
min max max max max
回火温度
min
4.6c, d
4.8d
5.6c
5.8d
6.8d
碳钢或添加元素的碳钢
- 0.55 0.050 0.060
0.13 0.55 0.050 0.060
- 0.55 0.050 0.060
0.15 0.55 0.050 0.060
未规定 -
8.8f
添加元素的碳钢(如硼或锰或铬)淬火并
回火 或 0.15
e 0.40 0.025 0.025
碳钢淬火并回火 或 0.25 0.55 0.025 0.025
合金钢淬火并回火g 0.20 0.55 0.025 0.025
0.003 425
9.8f
添加元素的碳钢(如硼或锰或铬)淬火并
回火 或 0.15
e 0.40 0.025 0.025
碳钢淬火并回火 或 0.25 0.55 0.025 0.025
合金钢淬火并回火g 0.20 0.55 0.025 0.025
0.003 425
10.9f
添加元素的碳钢(如硼或锰或铬)淬火并
回火 或 0.20
e 0.55 0.025 0.025
碳钢淬火并回火 或 0.25 0.55 0.025 0.025
合金钢淬火并回火g 0.20 0.55 0.025 0.025
0.003 425
表2(续)
性能
等级
材料和热处理
化学成分极限(熔炼分析%)a
C P S Bb
min max max max max
回火温度
min
12.9f, h, i 合金钢淬火并回火g 0.30 0.50 0.025 0.025 0.003 425
12.9f, h, i
添加元素的碳钢(如硼或锰或铬或钼)淬
火并回火 0.28 0.50 0.025 0.025 0.003 380
a 有争议时, 实施成品分析。
b 硼的含量可达0.005%, 非有效硼由添加钛和/或铝控制。
c 对4.6和5.6级冷镦紧固件, 为保证达到要求的塑性和韧性, 可能需要对其冷镦用线材或冷镦紧固件产品进行
热处理。
d 这些性能等级允许采用易切钢制造, 其硫、磷和铅的最大含量为:硫0.34%;磷0.11%;铅0.35%。
e 对含碳量低于0.25%的添加硼的碳钢, 其锰的最低含量分别为:8.8级为0.6%;9.8级和10.9级为0.7%。
f 对这些性能等级用的材料, ......
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