3 要求
3.1 性能等级、材料及使用配合
3.1.1 螺栓、螺母、垫圈的性能等级和材料按表1的规定。表中35VB钢的技术条件见附录A。
表1
类别 | 性能等级 | 材料 | 标准编号 | 适用规格 |
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 | ||||
垫圈 | 35HRC~45HRC | 45、35 | CB/T 699 |
3.1.2 螺栓、螺母、垫圈的使用配合按表2的规定。
表2
类别 | 螺栓 | 螺母 | 垫圈 |
型式尺寸 | 按 GB/T 1228规定 | 按 GB/T 1229规定 | 按 GB/T 1230规定 |
性能等级 | 10.9S | 10H | 35HRC~45HRC |
8.8S | 8H | 35HRC~45HRC |
3.2 机械性能
3.2.1 螺栓机械性能
3.2.1.1 试件机械性能
制造厂应将制造螺栓的材料取样,经与螺栓制造中相同的热处理工艺处理后,制成试件进行拉伸试验,其结果应符合表3的规定,当螺栓的材料直径≥16mm时,根据用户要求,制造厂还应增加常温冲击试验,其结果应符合表3的规定。
表3
性能等级 | 抗拉强度 Rm/Mpa | 规定非比例延伸强度 Rp0.2/Mpa | 断后伸长率 A/% | 断后收缩率 Z/% | 冲击吸收功 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 实物机械性能
进行螺栓实物楔负载试验时,拉力载荷应在表4规定的范围内,且断裂应发生在螺纹部分或螺纹与螺杆交接处。
表4
螺纹规格d | M12 | M16 | M20 | (M22) | M24 | (M27) | M30 | ||
公称应力截面积As/mm2 | 84.3 | 157 | 245 | 303 | 353 | 459 | 561 | ||
性能等级 | 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 |
当螺栓l/d≤3时,如不能做楔负载试验,允许做拉力载荷试验或芯部硬度试验。拉力载荷应符合表4的规定,芯部硬度应符合表5的规定。
表5
性能等级 | 维氏硬度 | 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 脱碳层
螺栓的脱碳层按GB/T 3098.1的有关规定。
3.2.2 螺母机械性能
3.2.2.1 保证载荷
螺母的保证载荷应符合表6的规定。
表6
螺纹规格D | M12 | M16 | M20 | (M22) | M24 | (M27) | M30 | ||
性能等级 | 10H | 拉力载荷/N | 87700 | 163000 | 255000 | 315000 | 367000 | 477000 | 583000 |
8H | 70000 | 130000 | 203000 | 251000 | 293000 | 381000 | 466000 |
3.2.2.2 硬度
螺母硬度应符合表7的规定。
表7
性能等级 | 洛氏硬度 | 维氏硬度 | ||
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 垫圈的硬度
垫圈的硬度为329 HV30~436 HV30(35 HRC~45 HRC)。
3.3 连接副的扭矩系数
3.3.1高强度大六角头螺栓连接副应按保证扭矩系数供货,同批连接副的扭矩系数平均值为0.110~0.150,扭矩系数标准偏差应小于或等于0.0100。每一连接副包括1个螺栓、1个螺母、2个垫圈,并应分属同批制造。
3.3.2扭矩系数保证期为自出厂之日起6个月,用户如需延长保证期,可由供需双方协议解决。
3.4 螺栓、螺母的螺纹
3.4.1螺纹的基本尺寸按GB/T 196粗牙普通螺纹的规定。螺栓螺纹公差带按GB/T 197的6g,螺母螺纹公差带按GB/T 197的6H。
3.4.2螺纹牙侧表面粗糙度的最大参数值Ra应为12.5μm。
3.5 螺栓的螺纹末端
螺栓的螺纹末端按GB/T 1228和GB/T 2的规定。
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的规定。
3.6.2垫圈不允许有裂缝、毛刺、浮锈和影响使用的凹痕、划伤。
3.7 其他尺寸及形位公差
螺栓、螺母和垫圈的其他尺寸及形位公差应符合GB/T 3103.1和GB/T 3103.3有关C级产品的规定。
3.8 表面处理
螺栓、螺母和垫圈均应进行保证连接副扭矩系数和防锈的表面处理,表面处理工艺由制造厂选择。
4 试验方法
4.1 螺栓试验方法
4.1.1 试件的拉伸试验和冲击试验
拉伸试件和冲击试件应在同一根棒材上截取,并经同一热处理工艺处理。
4.1.1.1 拉伸试验
原材料经热处理后,按GB/T 228的规定制成拉伸试件。加工试件时,其直径减小量不应超过原材料直径的25%(约为截面积的44%),并以此确定试件直径。试验方法按GB/T 228的规定。
4.1.1.2 冲击试验
原材料经热处理后,按GB/T 229中关于缺口深度为2mm的标准夏比U型缺口冲击试件的规定制成试件,并在常温下进行冲击试验。试验方法按GB/T 229的规定。
4.1.2 楔负载试验
螺栓头下置一10°楔垫(见图1),在拉力试验机上将螺栓拧在带有内螺纹的专用夹具上(至少6扣),然后进行拉力试验。10°楔垫的型式、尺寸及硬度按GB/T 3098.1的规定。
图1
4.1.3 芯部硬度试验
试验在距螺杆末端等于螺纹直径d的截面上进行,对该截面距离中心的四分之一螺纹直径处,任测4点,取后3点平均值。试验方法按GB/T 230.1或GB/T 4340.1的规定。验收时,如有争议,以维氏硬度(HV30)试验为仲裁。
4.1.4 脱碳试验
按GB/T 3098.1的规定。
4.2 螺母试验方法
4.2.1 保证载荷试验
将螺母拧入螺纹芯棒(见图2),试验时夹头的移动速度不应超过3 mm/min,对螺母施加表6规定的保证载荷,持续15s螺母不应脱扣或断裂。当去除载荷后,应可用手将螺母旋出,或者借助扳手松开螺母(但不应超过半扣)后用手旋出。在试验中,如螺纹芯棒损坏,则试验作废。
D0按GB/T 5277对中等装配的规定。
图2
螺纹芯棒的硬度应≥45HRC,其螺纹公差带为5h6g,但大径应控制在6g公差带靠近下限的四分之一的范围内。
4.2.2 硬度试验
试验在螺母支承面上进行,任测4点,取后3点平均值。试验方法按GB/T230.1或GB/T 4340.1的规定。验收时,如有争议,以维氏硬度(HV30)试验为仲裁。
4.3 垫圈硬度试验
在垫圈的表面上任测4点, 取后3点平均值。试验方法按GB/T230.1或GB/T 4340.1的规定。验收时,如有争议,以维氏硬度(HV30)试验为仲裁。
4.4 连接副扭矩系数试验
4.4.1连接副的扭矩系数试验在轴力计上进行,每一连接副只能试验一次,不得重复使用。
扭矩系数计算公式如下:
式中:
K——扭矩系数;
T——施拧扭矩(峰值),单位为牛米(N·m);
P——螺栓预拉力(峰值),单位为千牛(kN);
d——螺栓的螺纹公称直径,单位为毫米(mm)。
4.4.2施拧扭矩T是施加于螺母上的扭矩,其误差不得大于测试扭矩值的2%。使用的扭矩扳手准确度级别应不低于JJG 707-2003中规定的2级。
4.4.3螺栓预拉力P用轴力计测定,其误差不得大于测定螺栓预拉力的2%。轴力计的最小示值应在1kN以下。
4.4.4进行连接副扭矩系数试验时,螺栓预拉力值P应控制在表8所规定的范围内,超出该范围者,所测得扭矩系数无效。
表8(单位:千牛)
螺栓螺纹规格 | M12 | M16 | M20 | (M22) | M24 | (M27) | M30 | |||
性能等级 | 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组装连接副时,螺母下的垫圈有倒角的一侧应朝向螺母支承面。试验时,垫圈不得发生转动,否则试验无效。
4.4.6进行连接副扭矩系数试验时,应同时记录环境温度。试验所用的机具、仪表及连接副均应放置在该环境内至少2h以上。
5 检验规则
5.1 出厂检验按批进行。同一性能等级、材料、炉号、螺纹规格、长度(当螺栓长度≤100mm 时,长度相差≤15mm;螺栓长度>100mm时,长度相差≤20mm,可视为同一长度)、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的螺栓为同批;同一性能等级、材料、炉号、螺纹规格、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的螺母为同批;同一性能等级、材料、炉号、规格、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的垫圈为同批。分别由同批螺栓、螺母、垫圈组成的连接副为同批连接副。
同批高强度螺栓连接副最大数量为3000套。
5.2 连接副扭矩系数的检验按批抽取8套,8套连接副的扭矩系数平均值及标准偏差均应符合3.3.1规定。
5.3 螺栓楔负载、螺母保证载荷、螺母硬度和垫圈硬度的检验按批抽取,样本大小n=8,合格判定数Ac=O。
5.4 螺栓、螺母和垫圈的尺寸、外观及表面缺陷的检验抽样方案按GB/T 90.1的规定。
5.5 用户对产品质量有异议时,在正常运输和保管条件下,应在产品出厂之日起6个月之内向供货方提出。如有争议,双方按本标准的要求进行复验裁决。
6 标志与包装
6.1 螺栓应在头部顶面制出性能等级和制造厂凸型标志(见图3),标志中“·”可以省略。标志中第一部分数字(“·”前)表示公称抗拉强度的1/100,第二部分数字(“·”后)表示公称屈服强度与公称抗拉强度比值的10倍,字母S表示钢结构用高强度大六角头螺栓,××为制造厂标志。
6.2 螺母应在顶面上制出性能等级和制造厂标志(见图4)。标志中数字表示螺母性能等级,字母H表示钢结构用高强度大六角螺母,××为制造厂标志。
图3
图4
6.3 制造厂应以批为单位提供产品质量检验报告书,内容如下:
a)批号、规格和数量;
b)性能等级;
c)材料、炉号、化学成分;
d)试件拉力试验和冲击试验数据;
e)实物机械性能试验数据;
f)连接副扭矩系数测试值、平均值、标准偏差和测试环境温度;
g)出厂日期。
6.4 包装箱应牢固、防潮。箱内应按连接副的组合进行包装,不同批号的连接副不得混装。每箱质量不得超过40kg。包装箱内分装方法由制造厂选择。
6.5 包装箱外应有制造厂、产品名称、标准编号、批号、规格、数量、毛重等明显标记。
附录A
(规范性附录)
35VB 钢技术条件
A.1 35VB钢的化学成分应符合表A.1的规定。
表A.1
化学成分 | C | Mn | Si | P | S | V | B | Cu |
范围/% | 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 采用直径为25mm的试样毛还,经热处理后的机械性能应符合表A.2的规定。
表A.2
试样热处理制度 | 抗拉强度 | 规定非比例延伸强度 RP0.2/MPa | 断后伸长率 A/% | 断后收缩率 Z/% | 冲击吸收功 AkU2/J |
不小于 | |||||
淬火870℃水冷 回火550℃水冷 | 785 | 640 | 12 | 45 | 55 |
A.3 钢材应进行冷顶锻试验,不允许有裂口或裂缝。
A.4 其余技术条件按GB/T 3077的规定。
钢结构用高强度大六角头螺栓、 大六角螺母、垫圈技术条件
复合型密封垫片材料
钢丝绳通用技术条件
弹性垫圈技术条件 锥形弹性垫圈
挡圈技术条件 - 弹性挡圈
热卷圆柱螺旋压缩弹簧 技术条件
预载荷高强度栓接结构连接副 第1部分:通用要求
冷卷圆柱螺旋弹簧技术条件 第1部分:拉伸弹簧
冷卷圆柱螺旋弹簧技术条件 第2部分:压缩弹簧
钢丝螺套技术条件
机电产品包装通用技术条件
键的技术要求
紧固件 螺栓、螺钉、螺柱和螺母通用技术条件
卡套式管接头技术条件
扩口式管接头技术条件
钢制管法兰用金属环垫 技术条件
普通螺纹量规 技术条件
紧固件 标志与包装
螺栓、螺钉和螺母用平垫圈 总方案
紧固件表面缺陷 - 螺栓、螺钉和螺柱 - 一般要求
紧固件表面缺陷 - 螺母
紧固件表面缺陷 - 螺栓、螺钉和螺柱 - 特殊要求
铆螺母技术条件
锚技术条件
击芯铆钉技术条件
钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件
机床夹具零件及部件技术要求
油杯技术条件
油标技术条件
圆柱头用沉孔
自锁螺母技术条件
止动垫圈技术条件
销的技术条件
挡圈技术条件 - 弹性挡圈
挡圈技术条件 切制挡圈
可锻铸铁管路连接件技术条件
螺栓技术条件
垫圈. 交货技术条件
厚度 3 ~ 150mm 热轧钢板的尺寸、重量及形状允许偏差
钢制板材、冷轧钢板 尺寸、允许的尺寸和形状偏差
商用车辆 轮毂安装尺寸
冲压工具 弹性体压缩弹簧 第2部分:附件规范
液压传动 二通、三通和四通螺纹式插装阀 插装孔
紧固件冷镦模 技术条件
冲模零件技术条件
机床夹具零件及部件技术要求
内燃机 气缸盖螺母及飞轮螺母 技术条件
木结构 销钉型紧固件 要求
镍基合金NI-PH2601(铬镍铁合金718)耐热MJ螺纹螺栓 等级-1275MPa(环境温度)/650°C 技术规范
预加负荷用高强度结构螺栓组件 第1部分:一般要求
法兰及其接头 螺栓连接 第3部分:指定等级钢法兰螺栓材料的分类
金属制品检验文件的类型
法兰及其接头 螺栓连接 第2部分:PN指定钢法兰螺栓材料分类
法兰及其接头 螺栓连接 第1部分:螺栓连接的选择
航空航天系列 自锁螺旋线圈螺纹式插件技术规范
航空航天系列 螺旋形线圈自锁螺纹插件组装程序
钢制管法兰、垫片、紧固件选配规定(PN系列)
用于石油和天然气工业的合金和碳钢螺栓规范
淬硬钢制平垫圈技术要求
米制系列淬硬钢平垫圈技术要求
有镀层和无镀层的钢制输电塔螺栓标准规范
防水卷材屋面用机械固定件
建筑机械与设备高强度紧固件技术条件
紧固件标准 带帽螺钉、六角螺栓和六角螺母
钻尾自攻钉的技术要求
螺纹紧固件预涂粘附层技术条件 第1部分:微胶囊锁固层
螺纹紧固件预涂粘附层技术条件 第2部分:聚酰胺锁紧层
螺纹钢紧固件的技术供应条件:第1部分 - 螺栓、螺钉和双头螺栓的一般要求
机械螺钉和自攻螺钉的通用要求
普通螺母和开槽螺母 第1部分:通用规范
普通型钢丝螺套技术条件