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紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉和螺柱 GB /T 3098.6 - 2023

替代列表

适用范围

  本标准规定了由耐腐蚀不锈钢制造的粗牙螺纹和细牙螺纹螺栓、螺钉和螺柱,在环境温度为10℃~35℃条件下测试时的机械和物理性能。 规定了与奥氏体、马氏体、铁素体和双相(奥氏体 - 铁素体)不锈钢紧固件组别对应的性能等级。GB/T 3098.25提供了适用的不锈钢及其性能的一般规则和附加技术信息。

  符合本标准要求的紧固件在环境温度10℃~35℃条件下进行测试。在较高温度和/或较低温度下,紧固件可能无法保持规定的机械和物理性能。(注1:符合本标准要求的紧固件使用温度为 -20℃~+150℃,但也可使用到低温 -196℃和高温+300℃)。

  在 -20℃~+150℃ 温度范围外使用时,使用者有责任咨询有经验的紧固件材料专家,并考虑不锈钢成分、高温或低温下暴露时间、温度对紧固件机械性能和被夹紧件的影响,以及螺栓连接的腐蚀性使用环境,以确定对特定应用的适当选择。(注2:使用温度高达 +800℃时,GB/T 3098.24给出了适当的不锈钢组别和性能等级的选择)。

  本文件适用的紧固件:

  ———符合 GB/T 192规定的普通螺纹;

  ———符合 GB/T 193和GB/T 9144规定的直径与螺距组合;

  ———粗牙螺纹 M1.6~M39 ,细牙螺纹 M8×1~M39×3;

  ———螺纹公差符合 GB/T 197和GB/T 9145规定;

  ———规定性能等级;

  ———任何形状。

  在满足所有适用的化学成分、机械和物理性能技术要求时,不锈钢组别和性能等级可用于超出本标准规定的规格范围(即 d<1.6mm 或 d>39mm)。

  由于头部或无螺纹杆部几何尺寸的原因,某些螺栓、螺钉和螺柱不能完全满足本标准的拉力或扭矩  要求,导致承载能力降低。

  本标准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 3098.16)。

  本标准未规定以下性能要求:

  ———扭矩 - 夹紧力性能;

  ———剪切强度;

  ———耐疲劳性;

  ———可焊接性。

紧固件不锈钢组别和性能等级标记制度

表1 不锈钢组别和化学成分

  表1规定了紧固件用不锈钢组别的化学成分限值。该化学成分应按相关标准的规定。除非供需双方另有协议,否则在规定的不锈钢组别范围内,化学成分由制造者选择。


  表1  不锈钢组别与化学成分


不锈钢组别

化学成分a(熔炼分析,质量分数,%b

其他元素

C

Si

Mn

P

S

Cr

Mo

Ni

Cu

N



A1

0.12

1.00

6.5

0.020

0.15~0.35

16.0~19.0

0.70

5.0~10.0

1.75~2.25

/

c, d, e

A2

0.10

1.00

2.00

0.050

0.030

15.0~20.0

f

8.0~19.0

4.0

/

g, h

A3

0..08

1.00

2.00

0.045

0.030

17.0~19.0

f

9.0~12.0

1.00

/

5CTi0.80
/
10C
Nb1.00

A4

0.08

1.00

2.00

0.045

0.030

16.0~18.5

2.00~3.00

10.0~15.0

4.0

/

h, i

A5

0.08

1.00

2.00

0.045

0.030

16.0~18.5

2.00~3.00

10.5~14.0

1.00

/

5CTi0.80
/
10C
Nb1.00 i

A8

0.030

1.00

2.00

0.040

0.030

19.0~22.0

6.0~7.0

17.5~26.0

1.50

/

/



C1

0.09~0.15

1.00

1.00

0.050

0.030

11.5~14.0

/

1.00

/

/

i

C3

0.17~0.25

1.00

1.00

0.040

0.030

16.0~18.0

/

1.50~2.50

/

/

/

C4

0.08~0.15

1.00

1.50

0.060

0.150~0.350

12.0~14.0

0.60

1.00

/

/

c, i

铁素体

F1

0.08

1.00

1.00

0.040

0.030

15.0~18.0

f

1.00

/

/

j

D2

0.040

1.00

6.0

0.040

0.030

19.0~24.0

0.10~1.00

1.50~5.50

3.00

0.05~0.20

Cr+3.3Mo+16N
24.0k

D4

0.040

1.00

6.0

0.040

0.030

21.0~25.0

0.10~2.00

1.00~5.50

3.00

0.05~0.30

24.0Cr+3.3Mo
+16Nk

D6

0.030

1.00

2.00

0.040

0.015

21.0~23.0

2.50~3.5

4.5~6.5

/

0.08~0.35

/

D8

0.030

1.00

2.00

0.035

0.015

24.0~26.0

3.00~4.5

6.0~8.0

2.50

0.20~0.35

W1.00

  a. 根据材料标准,除非另有说明 , 否则数值均为最大值,所显示的位数应符合一般规则,例如:见EN 10088 所有部分)。
  b. 如有争议,实施成品分析。
  c. 可以用硒代替硫,但其使用可能受到限制。
  d. 如果镍含量低于8.0%,则锰的最小含量应为5.0%
  e. 如果镍含量大于8.0%,对铜的最小含量不予限制。
  f. 钼含量由制造者确定,但对某些使用场合,如有必要限定钼的极限含量,则应在订单中由用户注明。
  g. 如果铬含量低于17.0%,则镍的最小含量宜为12.0%
  h. 对最大碳含量为 0.030%的奥氏体不锈钢,氮含量最高不应超过0.22%
  i. 对较大直径的产品,为达到规定的机械性能,可由制造者确定采用较高的含碳量,但对奥氏体钢含碳量不应超过0.12%

  j. 可含钛和/或铌以提高耐腐蚀性。
  k. 此公式仅用于根据本文件对双相钢进行分组(不用于耐腐蚀性的选择标准)。


表2 螺栓、螺钉和螺柱机械性能 - 奥氏体和双相钢组别

表2  螺栓、螺钉和螺柱机械性能——奥氏体和双相钢组别


不锈钢类别

组别

性能等级

抗拉强度 Rma
min
MPa

规定塑性延伸率为0.2%时的应力Rpfb
min
MPa

断后伸长率量A
min
mm

奥氏体

A1、A2、A3

50

500

210

0.6d

70

700

450

0.4d

80

800

600

0.3d

A4、A5

50

500

210

0.6d

70

700

450

0.4d

80

800

600

0.3d

100

1000

800

0.2d

A8

70

700

450

0.4d

80

800

600

0.3d

100

1000

800

0.2d

双相钢

D2、D4、D6、D8

70

700

450

0.4d

80

800

600

0.3d

100

1000

800

0.2d

  a. 最小拉力载荷(Fmf),粗牙螺纹按表4,细牙螺纹按表6。

  b. 在Rpf的最小载荷(Fmf),粗牙螺纹按表5,细牙螺纹按表7。


表3 螺栓、螺钉和螺柱机械性能 - 马氏体和铁素体钢组别

表3 螺栓、螺钉和螺柱机械性能——马氏体和铁素体钢组别


不锈钢组别

性能等级

抗拉强度 Rma
min
MPa

规定塑性延伸率为0.2%时的应力Rpfb
min
MPa

断后伸长率量A
min
mm

硬度

HV

HRC

HBW



C1

50

500

250

0.2d

155~220

/

147~209

70

700

410

0.2d

220~330

20~34

209~314

110

1100

820

0.2d

350~440

36~45

/

C3

80

800

640

0.2d

240~340

21~35

228~323

C4

50

500

250

0.2d

155~220

/

147~209

70

700

410

0.2d

220~330

20~34

209~314



F1d

45

450

250

0.2d

135~220

/

128~209

60

600

410

0.2d

180~285

/

171~271

 a. 最小拉力载荷(Fmf),粗牙螺纹按表4,细牙螺纹按表6。

 b. Rpf的最小载荷(Fmf),粗牙螺纹按表5,细牙螺纹按表7。

 c. 淬火并回火,最低回火温度为 275

 d. 仅对螺纹公称直径 d≤24mm。


表4 最小拉力载荷 - 粗牙螺纹

表4  最小拉力载荷 - 粗牙螺纹


螺纹规格
d

公称应力
截面积
As,nom
mm2

最小拉力载荷,Fmfa
N

奥氏体钢和双相钢

马氏体钢

铁素体钢

50b

70

80

100

50

70

80

110

45

60

M3

5.03

2520

3530

4030

5040

2520

3530

4030

5540

2270

3020

M3.5

6.78

3390

4750

5430

6780

3390

4750

5430

7460

3050

4070

M4

8.78

4390

6150

7030

8780

4390

6150

7030

9660

3960

5270

M5

14.2

7100

9930

11350

14190

7100

9930

11350

15610

6390

8510

M6

20.1

10070

14090

16100

20130

10070

14090

16100

22140

9060

12080

M7

28.9

14430

20210

23090

28860

14430

20210

23090

31750

12990

17320

M8

36.6

18310

25630

29290

36610

18310

25630

29290

40270

16480

21970

M10

58

29000

40600

46400

57990

29000

40600

46400

63790

26100

34800

M12

84.3

42140

58990

67420

84270

42140

58990

67420

92700

37920

50560

M14

115

57720

80810

92360

115500

57720

80810

92360

127000

51950

69270

M16

157

78340

109700

125400

156700

78340

109700

125400

172400

70510

94010

M18

192

96240

134800

154000

192500

96240

134800

154000

211800

86620

115500

M20

245

122400

171400

195900

244800

122400

171400

195900

269300

110200

146900

M22

303

151700

212400

242800

303400

151700

212400

242800

333800

136600

182100

M24

353

176300

246800

282100

352600

176300

246800

282100

387800

158700

211600

M27

459

229800

321600

367600

459500

229800

321600

367600

505400

/

/

M30

561

280300

392500

448500

560600

280300

392500

448500

616700

/

/

M33

694

346800

485500

554900

693600

346800

485500

554900

763000

/

/

M36

817

408400

571800

653400

816800

408400

571800

653400

898400

/

/

M39

976

487900

683100

780700

975800

487900

683100

780700

1073400

/

/

  a. Fmf值根据 9.1.5 中规定的As,nom的精确数字计算得出,100000 N以内圆整到上一个 10 N,100000 N以上圆整到上一个100 N。

  b. 性能等级 50 仅指奥氏体A1~A5组别。


表5 规定塑性延伸率为0.2%时(Rpf)的最小拉力载荷 - 粗牙螺纹

规定塑性延伸率为0.2%时(Rpf)的最小拉力载荷——粗牙螺纹


螺纹规格
d

公称应力
截面积
As,nom
mm2

规定塑性延伸率为0.2%时的最小拉力载荷,Fmfa
N

奥氏体钢和双相钢

马氏体钢

铁素体钢

50b

70

80

100

50

70

80

110

45

60

M3

5.03

1060

2270

3020

4030

1260

2070

3220

4130

1260

2070

M3.5

6.78

1430

3050

4070

5430

1700

2780

4340

5560

1700

2780

M4

8.78

1850

3960

5270

7030

2200

3600

5620

7200

2200

3600

M5

14.2

2980

6390

8510

11350

3550

5820

9080

11630

3550

5820

M6

20.1

4230

9060

12080

16100

5040

8260

12880

16510

5040

8260

M7

28.9

6070

12990

17320

23090

7220

11840

18480

23670

7220

11840

M8

36.6

7690

16480

21970

29290

9160

15010

23430

30020

9160

15010

M10

58

12180

26100

34800

46400

14500

23780

37120

47560

14500

23780

M12

84.3

17700

37920

50560

67420

21070

34550

53940

69100

21070

34550

M14

115

24250

51950

69270

92360

28860

47340

73890

94670

28860

47340

M16

157

32910

70510

94010

125400

39170

64240

100300

128500

39170

64240

M18

192

40420

86620

115500

154000

48120

78920

123200

157900

48120

78920

M20

245

51410

110200

146900

195900

61200

100400

156700

200800

61200

100400

M22

303

63720

136600

182100

242800

75850

124400

194200

248800

75850

124400

M24

353

74030

158700

211600

282100

88130

144600

225700

289100

88130

144600

M27

459

96480

206800

275700

367600

114900

188400

294100

376800

/

/

M30

561

117800

252300

336400

448500

140200

229900

358800

459700

/

/

M33

694

145700

312100

416200

554900

173400

284400

443900

568800

/

/

M36

817

171600

367600

490100

653400

204200

334900

522800

669800

/

/

M39

976

205000

439100

585500

780700

244000

400100

624500

800200

/

/

  a. Fmf值根据 9.1.5 中规定的As,nom的精确数字计算得出,100000 N以内圆整到上一个 10 N,100000 N以上圆整到上一个100 N。

  b. 性能等级 50 仅指奥氏体A1~A5组别。


表6 最小拉力载荷 - 细牙螺纹

表6 最小拉力载荷——细牙螺纹


螺纹规格
d

公称应力
截面积
As,nom
mm2

最小拉力载荷,Fmfa
N

奥氏体钢和双相钢

马氏体钢

铁素体钢

50b

70

80

100

50

70

80

110

45

60

M8×1

39.2

19590

27420

31340

39170

19590

27420

31340

43090

17630

23510

M10×1.25

61.2

30600

42840

48960

61200

30600

42840

48960

67320

27540

36720

M10×1

64.5

32250

45150

51600

64500

32250

45150

51600

70950

29030

38700

M12×1.5

88.1

44070

61690

70510

88130

44070

61690

70510

96940

39660

52880

M12×1.25

92.1

46040

64460

73660

92080

46040

64460

73660

101300

41440

55250

M14×1.5

125

62280

87190

99640

124600

62280

87190

99640

137100

56050

74730

M16×1.5

167

83630

117100

133800

167300

83630

117100

133800

184000

75270

100400

M18×1.5

216

108200

151400

173000

216300

108200

151400

173000

237900

97310

129800

M20×2

258

129000

180600

206400

258000

129000

180600

206400

283800

116100

154800

M20×1.5

272

135800

190100

217300

271600

135800

190100

217300

298700

122200

163000

M22×1.5

333

166600

233200

266500

333100

166600

233200

266500

366400

149900

199900

M24×2

384

192300

269100

307600

384500

192300

269100

307600

422900

173000

230700

M27×2

496

247900

347100

396600

495800

247900

347100

396600

545400

/

/

M30×2

621

310700

434900

497000

621300

310700

434900

497000

683400

/

/

M33×2

761

380400

532600

608700

760800

380400

532600

608700

836900

/

/

M36×3

865

432500

605500

692000

865000

432500

605500

692000

951500

/

/

M39×3

1030

514200

719900

822800

1028400

514200

719900

822800

1131300

/

/

  a. Fmf值根据 9.1.5 中规定的As,nom的精确数字计算得出,100000 N以内圆整到上一个 10 N,100000 N以上圆整到上一个100 N。

  b. 性能等级 50 仅指奥氏体A1~A5组别。


表7 规定塑性延伸率为 0.2%时(Rpf)的最小拉力载荷 - 细牙螺纹

7  规定塑性延伸率为 0.2%时(Rpf)的最小拉力载荷——细牙螺纹


螺纹规格
d

公称应力
截面积
As,nom
mm2

规定塑性延伸率为0.2%时的最小拉力载荷,Fmfa
N

奥氏体钢和双相钢

马氏体钢

铁素体钢

50b

70

80

100

50

70

80

110

45

60

M8×1

39.2

8230

17630

23510

31340

9800

16060

25070

32120

9800

16060

M10×1.25

61.2

12860

27540

36720

48960

15300

25100

39170

50190

15300

25100

M10×1

64.5

13550

29030

38700

51600

16130

26450

41280

52890

16130

26450

M12×1.5

88.1

18510

39660

52880

70510

22040

36140

56410

72270

22040

36140

M12×1.25

92.1

19340

41440

55250

73660

23020

37750

58930

75500

23020

37750

M14×1.5

125

26160

56050

74730

99640

31140

51070

79710

102200

31140

51070

M16×1.5

167

35130

75270

100400

133800

41820

68580

107100

137200

41820

68580

M18×1.5

216

45410

97310

129800

173000

54060

88660

138400

177400

54060

88660

M20×2

258

54180

116100

154800

206400

54180

116100

154800

211600

54180

116100

M20×1.5

272

57020

122200

163000

217300

67880

111400

173800

222700

67880

111400

M22×1.5

333

69950

149900

199900

266500

83270

136600

213200

273200

83270

136600

M24×2

384

80730

173000

230700

307600

96110

157700

246100

315300

96110

157700

M27×2

496

104200

223100

297500

396600

124000

203300

317300

406600

/

/

M30×2

621

130500

279600

372800

497000

155400

254700

397600

509400

/

/

M33×2

761

159800

342400

456500

608700

190200

312000

487000

623900

/

/

M36×3

865

181700

389300

519000

692000

216300

354700

553600

709300

/

/

M39×3

1030

216000

462800

617100

822800

257100

421700

658200

843300

/

/

  a. Fmf值根据 9.1.5 中规定的As,nom的精确数字计算得出,100000 N以内圆整到上一个 10 N,100000 N以上圆整到上一个100 N。

  b. 性能等级 50 仅指奥氏体A1~A5组别。


表8 最小破坏扭矩——奥氏体钢类别

表8  最小破坏扭矩——奥氏体钢类别


螺纹规格
d

破坏扭矩 MBa
min
N·m

性能等级

50

70

80

M1.6

0.15

0.2

0.24

M2

0.3

0.4

0.48

M2.5

0.6

0.9

0.96

M3

1.1

1.6

1.8

M4

2.7

3.8

4.3

M5

5.5

7.8

8.8

M6

9.3

13

15

M8

23

32

37

M10

46

65

74

M12

80

110

130

M16

210

290

330

 a. 紧固件的扳拧部分和/或槽型不一定能够施加本表中规定的最小破坏扭矩, 这不应成为拒收的原因。


表9 全承载能力紧固件适用性试验

表9  全承载能力紧固件适用性试验


不锈钢组别

最小抗拉强度
Rmf

规定塑性延伸率为
0.2%时的应力Rpfb

断后伸长量
A

最小破坏扭矩
MB

硬度

拉力试验a,b

楔负载试验b,c

拉力试验a,b

拉力试验a,b

扭矩试验c

硬度试验

9.1

9.4

9.1

9.1

9.5

9.6

A1 A2 A3
A4 A5 A8

d≥3mm
L≥2.5d
b≥2d

无关

d≥3mm
L≥2.5d
b≥2d

d≥3mm
L≥2.5d
b≥2d

当d<3mm时,对所有长度;
当d≥3mm、b≥1d+2P时,仅对L<2.5d;
对性能等级100或细牙螺纹,无数值

不适用

C1 C3 C4

d≥3mm
L≥2.5d
b≥2d

d≥3mm
L≥2.5d
b≥2d

d≥3mm
L≥2.5d
b≥2d

d≥3mm
L≥2.5d
b≥2d

无数值

适用

F1

d≥3mm
L≥2.5d
b≥2d

无关

d≥3mm
L≥2.5d
b≥2d

d≥3mm
L≥2.5d
b≥2d

无数值

适用

D2 D4
D6 D8

d≥3mm
L≥2.5d
b≥2d

无关

d≥3mm
L≥2.5d
b≥2d

d≥3mm
L≥2.5d
b≥2d

无数值

适用

   a. 对全螺纹螺柱,总长Lt3.5d

   b. 对L<2.5d(或全螺纹螺柱Lt<3.5d),试验和试验条件应由供需协议确定。

   c. 仅对螺栓和螺钉(不适用于螺柱)适用。



表10 降低承载能力紧固件试验适用性


表10  降低承载能力紧固件试验适用性


不锈钢组别

最小抗拉强度
Rmf

规定塑性延伸率为
0.2%时的应力Rpf

断后伸长量
A

最小拉力载荷
Fmf

硬度

拉力试验

拉力试验

拉力试验

拉力试验

硬度试验

9.1、9.3

9.1

9.1

9.2

9.6

A1 A2 A3
A4 A5 A8

d≥3mm,当b≥3da时的所有长度

d≥3mm
所有长度

不适用

C1 C3 C4

适用

F1

适用

D2 D4
D6 D8

不适用

 a.按照图2 d)进行拉力试验, 螺纹长度至少要3d,即1d 的未旋合螺纹长度和两端各1d 的螺纹旋合长度。

注:技术数据仅供参考,请以官方原件为准!
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