7. 机械和物理性能
规定性能等级的紧固件,在环境温度(在 -20 °C 的温度下测试冲击强度)下,应符合表3~表7 规定的机械和物理性能。
第8条规定了测试方法的适用性,以验证不同类型和尺寸的紧固件是否符合表3和表4至表7的性能。
注1:即使紧固件的材料性能符合表2和表3的规定,但由于尺寸原因,某些型式的紧固件也会降低承载能力。
注2:虽然,本部分规定了高级别的性能等级,但这并不意味着所有等级均适用于所有紧固件。产品标准中规定的性能等级,可供非标准紧固件参考。
表3 螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能
No. | 机械或物理性能 | 性能等级 |
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 | 抗拉强度, Rm, MPa | nom.c | 400 | 500 | 600 | 800 | 900 | 1000 | 1200 |
min. | 400 | 420 | 500 | 520 | 600 | 800 | 830 | 900 | 1040 | 1220 |
2 | 下屈服强度, ReLd, MPa | nom.c | 240 | — | 300 | — | — | — | — | — | — | — |
min. | 240 | — | 300 | — | — | — | — | — | — | — |
3 | 规定非比例延伸 0.2% 的应力, Rp0.2, MPa | nom.c | — | — | — | — | — | 640 | 640 | 720 | 900 | 1080 |
min. | — | — | — | — | — | 640 | 660 | 720 | 940 | 1100 |
4 | 紧固件实物的规定非比例延伸 0.0048d 的应力, Rpf, MPa | nom.c | — | 320 | — | 400 | 480 | — | — | — | — | — |
min. | — | 340e | — | 420e | 480e | — | — | — | — | — |
5 | 保证应力, Spf, Mpa nom. | 225 | 310 | 280 | 380 | 440 | 580 | 600 | 650 | 830 | 970 |
保证应力比 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 | 机械加工试件的断后伸长率, A, % | min. | 22 | — | 20 | — | — | 12 | 12 | 10 | 9 | 8 |
7 | 机械加工试件的断面收缩率, Z, % | min. | — | 52 | 48 | 48 | 44 |
8 | 紧固件实物的断后伸长率, Af (see also Annex C) | min. | — | 0.24 | — | 0.22 | 0.20 | — | — | — | — | — |
9 | 头部坚固性 | 不得断裂或出现裂缝 |
10 | 维氏硬度, 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 | 非渗碳, HV 0.3 | max. | — | h | h | h |
15 | 螺纹未脱碳层的高度, E, mm | min. | — | ½ H1 | 2/3 H1 | ¾ H1 |
螺纹全脱碳层的深度, G, mm | max. | — | 0.015 |
16 | 再回火后硬度的降低值, HV | max. | — | 20 |
17 | 破坏扭矩, 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 数值不适用于栓接结构。 b 用于栓接结构 d ≥ M12。 c 规定公称值,仅为性能等级标记制度的需要,见第5章。 d 在不能测定下屈服强度, ReL, 的情况下,允许测量规定非比例延伸0.2%的应力 Rp0,2 。 e 对性能等级4.8、5.8和6.8的 Rpf,min 数值尚在调查研究中。表中数值是按保证荷载比计算给出的,而不是实测值。 f 表5和表7规定了保证载荷值。 g 在紧固件的末端测定硬度时,应分别为:250HV、238HB 或 HRBmax 99.5。 h 当采用HV0.3测定表面硬度及芯部硬度时,紧固件的表面硬度不应比芯部强度高出30HV单位。 i 试验温度在-20℃下测定,见9.14。 j 适用于d≥16 mm。 k KV 数值尚在调查研究中。 l 由供需双方协议,可用 ISO 6157-3 代替 ISO 6157-1。 |
表4 最小拉力载荷 - 粗牙螺纹
螺纹规格 a d | 螺纹公称 应力截面积 As, nomb mm2 | 性能等级 |
4.6 | 4.8 | 5.6 | 5.8 | 6.8 | 8.8 | 9.8 | 10.9 | 12.9/12.9 |
最小拉力载荷, 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 如果螺纹代号中未标明螺距,则指定粗牙距。 b As,nom 的计算见9.1.6.1。. c 对于按照 ISO 965-4 进行热浸镀锌的螺纹公差为 6az 的紧固件,适用 ISO 10684:2004 附录 A 中的缩减值。 d 对栓接结构为:70000N(M12)、95500N(M14)和130000 N(M16)。 |
表5 保证载荷- 粗牙螺纹
螺纹规格 a d | 螺纹公称 应力截面积As,nomb mm2 | 性能等级 |
4.6 | 4.8 | 5.6 | 5.8 | 6.8 | 8.8 | 9.8 | 10.9 | 12.9/12.9 |
保证载荷, 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 如果螺纹名称中未标明螺距,则指定粗牙距。 b As,nom 的计算见 9 . 1. 6. 1 c 对于按照 ISO 965-4 进行热浸镀锌的螺纹公差 6az 的紧固件,应按 ISO 10684:2004 中的规定。 d 对栓接结构为:50 700 N(M12 )、68 800 N(M14)和 94 500 N(M16)。 |
表6 最小拉力载荷 - 细牙螺纹
螺纹规格 d x P | 螺纹公称 应力截面积 As,noma mm2 | 性能等级 |
4.6 | 4.8 | 5.6 | 5.8 | 6.8 | 8.8 | 9.8 | 10.9 | 12.9/12.9 |
最小拉力载荷, 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 保证载荷 - 细牙螺纹
螺纹规格 d x P | 螺纹公称 应力截面积As,noma mm2 | 性能等级 |
4.6 | 4.8 | 5.6 | 5.8 | 6.8 | 8.8 | 9.8 | 10.9 | 12.9/12.9 |
保证载荷, 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 |