1 主题内容与适用范围
本标准规定了高强度紧固件(包括各类高强度螺栓、内六角圆柱头螺钉、等长双头螺柱、螺母、垫圈)(以下称紧固件)的技术要求、试验方法、检验规则、标志与包装。
本标准适用于建筑机械与设备用高强度紧固件。工业与民用建筑钢结构、工程机械、重型机械、港口机械、化工设备亦可参照使用。
2 引用标准
GB 2 紧固件 外螺纹零件的末端
GB 90 紧固件验收检查、标志与包装
GB 196 普通螺纹 基本尺寸(直径1~600 mm)
GB 197 普通螺纹 公差与配合(直径1~355 mm)
GB 228 金属拉伸试验法
GB 230 金属洛氏硬度试验方法
GB 231 金属布氏硬度试验方法
GB 1231 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件
GB 3098.1 紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱
GB 3098.2 紧固件机械性能 螺母
GB 3098.4 紧固件机械性能 细牙螺母
GB 3103.1 紧固件公差 螺栓、螺钉和螺母
GB 3103.3 紧固件公差 平垫圈
GB 4340 金属维氏硬度试验方法
GB 5267 螺纹紧固件电镀层
GB 5779.1~5779.3 紧固件表面缺陷
3 技术要求
3.1 性能等级
3.1.1 各类高强度螺栓、内六角圆柱头螺钉、等长双头螺柱的性能等级为8.8、9.8、10.9、12.9级。
3.1.2 各类高强度螺母的性能等级为8、9、10、12级。
3.1.3 各类高强度垫圈的性能等级为300 HV。
3.2 材料
高强度紧固件的推荐材料和适用规格应符合表1的规定。
根据供需双方协议,当供方能保证机械性能时,可以采用其它材料。
表 1 推荐材料和适用规格
| 类别 |
性能等级 |
推荐材料 |
材料标准号 |
适用规格 |
| 螺栓 |
12.9 |
35CrMo.
40Cr.
42CrMo |
GB 3077 |
所有规格 |
| 10.9 |
20MnTiB |
GB 3077 |
≤M24 |
| 35VB |
GB 1231 |
≤M30 |
| 40Cr |
GB 3077 |
所有规格 |
| 45 |
GB 699 |
≤M22 |
| 9.81)
8.8 |
45 |
GB 699 |
≤M22 |
| 35 |
GB 699 |
≤M16 |
| 40Cr、40B |
GB 30772) |
所有规格 |
| 螺母 |
12 |
35CrMo.
40Cr.
42CrMo |
GB 3077 |
|
| 10 |
45,35 |
GB 699 |
|
| 15MnVB |
GB 3077 |
|
| 40Cr |
GB 3077 |
|
| 9
8 |
35 |
GB 699 |
|
| 45 |
GB 699 |
|
| 40Cr |
GB 3077 |
|
| 垫圈 |
300HV |
45,35 |
GB 699 |
所有规格 |
注:1)9.8级仅适用于螺纹直径不大于16 mm的规格。
2)供货时,材料检验的回火温度应符合GB 3098.1的有关规定。
3.3 使用组合
高强度螺栓、螺母、垫圈的性能等级使用组合应按表2的规定执行,其使用要求见附录A(参考件)。
表 2 螺栓、螺母、垫圈的性能等级使用组合
| 螺栓性能等级 |
12.9 |
10.9 |
9.8 |
8.8 |
| 螺母性能等级 |
12 |
10 |
9 |
9 |
8 |
| 垫圈性能等级 |
300 HV |
| 适用规格范围 |
所有规格 |
≤M16 |
>M16
≤M39 |
所有规格 |
3.4 尺寸精度要求
3.4.1 本标准的螺栓、螺母的精度等级为B级,垫圈为C级。其它精度等级的尺寸公差和形位公差,由用户按GB 3103.1及GB 3103.3的规定选取,最低不应低于C级。
3.4.2 螺栓、螺母的螺纹及公差应符合下列要求:
a. 螺纹的基本尺寸按GB 196的规定。螺栓和螺母螺纹的公差按GB 197规定的6 g级和6 H级;
b. 螺纹牙侧的表面粗糙度不低于Ra12.5。
3.4.3 螺栓、螺母和垫圈的其它尺寸公差及形位公差应符合GB 3103.1和GB 3103.3的C级精度的规定。
3.4.4 螺栓的末端按GB 2的规定制造。
3.5 机械性能要求
3.5.1 螺栓
3.5.1.1 螺栓的机械性能,在常温下进行试验时应符合表3的规定。
其中,楔负载强度(不包括螺柱)的数值不得小于σbmin;头部坚固性能要求在头部及杆与头部交接处不应产生任何裂纹。
表 3 螺栓的机械性能
|
机械性能 |
性 能 等 级 |
| 8.8 |
9.8 |
10.9 |
12.9 |
| 抗拉强度σb
N/mm2 |
公称 |
800 |
900 |
1000 |
1200 |
| min |
830 |
900 |
1040 |
1220 |
| 维氏硬度HV30 |
min |
250 |
290 |
320 |
385 |
| max |
320 |
336 |
380 |
435 |
| 洛氏硬度HRC |
min |
22 |
28 |
32 |
39 |
| max |
34 |
37 |
39 |
44 |
| 屈服强度σ0.3
N/mm2 |
公称 |
640 |
720 |
900 |
1080 |
| min |
660 |
720 |
940 |
1100 |
| 保证应力Sp,N/mm2 |
600 |
660 |
830 |
970 |
| 伸长率δ |
min |
12% |
10% |
9% |
8% |
| 冲击吸收功Aku,J |
min |
30 |
25 |
20 |
15 |
| 螺方未脱碳层的最小高度E |

|

|

|
| 全脱碳层的最小深度G,mm |
0.015 |
注:① 9.8级仅适用于螺纹直径不大于16
mm的规格。
② 冲击吸收功Aku试验试样按GB 229中图A1的试样制作。
③ H1为螺纹实际牙高。
3.5.1.2 当按表4及表5的最小拉力载荷进行楔负载试验时,断裂应发生在螺纹部分或螺纹与杆部交接处。
表 4 粗牙螺栓的最小拉力载荷
| d |
P |
As |
性能等级 |
| 8.8 |
9.8 |
10.9 |
12.9 |
| mm |
mm2 |
最小拉力载荷(As×σb) |
| 12 |
1.75 |
84.3 |
70000 |
75900 |
87700 |
102000 |
| 14 |
2 |
115 |
95500 |
104000 |
12000 |
14000 |
| 16 |
2 |
157 |
130000 |
141000 |
163000 |
192000 |
| 18 |
2.5 |
192 |
159000 |
— |
200000 |
234000 |
| 20 |
2.5 |
245 |
203000 |
— |
255000 |
299000 |
| 22 |
2.5 |
303 |
251000 |
— |
315000 |
370000 |
| 24 |
3 |
353 |
293000 |
— |
367000 |
431000 |
| 27 |
3 |
459 |
381000 |
— |
477000 |
560000 |
| 30 |
3.5 |
561 |
466000 |
— |
583000 |
684000 |
| 33 |
3.5 |
694 |
576000 |
— |
722000 |
847000 |
| 36 |
4 |
817 |
678000 |
— |
850000 |
997000 |
| 39 |
4 |
976 |
810000 |
— |
1020000 |
1190000 |
| 42 |
4.5 |
1120 |
— |
— |
— |
— |
注:① d为螺纹规格(公称直径)。
② P为螺距。
③ As为公称应力截面积。
④ 螺纹规格d为42 mm的最小拉力载荷,由供需双方协商。
⑤ 以下各表同。
表 5 细牙螺栓的最小拉力载荷
| d |
P |
As |
性能等级 |
| 8.8 |
9.8 |
10.9 |
12.9 |
| mm |
mm2 |
最小拉力载荷(As×σb),N |
| 12 |
1.25 |
92.1 |
73700 |
82900 |
95800 |
112000 |
| 12 |
1.5 |
88.1 |
70500 |
79300 |
91600 |
107000 |
| 14 |
1.5 |
125 |
100000 |
112000 |
130000 |
152000 |
| 16 |
1.5 |
167 |
134000 |
150000 |
174000 |
204000 |
| 18 |
1.5 |
216 |
179000 |
— |
225000 |
264000 |
| 20 |
1.5 |
272 |
226000 |
— |
283000 |
332000 |
| 20 |
2 |
258 |
214000 |
— |
269000 |
315000 |
| 22 |
1.5 |
333 |
276000 |
— |
346000 |
406000 |
| 22 |
2 |
318 |
263000 |
— |
330000 |
388000 |
| 24 |
2 |
364 |
319000 |
— |
399000 |
468000 |
| 27 |
2 |
496 |
412000 |
— |
516000 |
605000 |
| 30 |
2 |
621 |
515000 |
— |
646000 |
758000 |
| 33 |
2 |
761 |
632000 |
— |
791000 |
928000 |
| 36 |
3 |
865 |
718000 |
— |
900000 |
1060000 |
| 39 |
3 |
1030 |
855000 |
— |
1070000 |
1260000 |
| 42 |
3 |
1194 |
— |
— |
— |
— |
3.5.1.3 当按表6及表7的保证载荷进行螺栓试验时,施加载荷后的永久伸长量(包括测量误差)不应大于12.5μm。
表 6 粗牙螺栓的保证载荷
| d |
P |
As |
性能等级 |
| 8.8 |
9.8 |
10.9 |
12.9 |
| mm |
mm2 |
最小拉力载荷(As×Sp),N |
| 12 |
1.75 |
84.3 |
50700 |
55600 |
70000 |
81800 |
| 14 |
2 |
115 |
68800 |
75900 |
95400 |
112000 |
| 16 |
2 |
157 |
94500 |
104000 |
130000 |
152000 |
| 18 |
2.5 |
192 |
115000 |
— |
159000 |
186000 |
| 20 |
2.5 |
245 |
147000 |
— |
203000 |
238000 |
| 22 |
2.5 |
303 |
182000 |
— |
251000 |
294000 |
| 24 |
3 |
353 |
212000 |
— |
293000 |
342000 |
| 27 |
3 |
459 |
275000 |
— |
381000 |
445000 |
| 30 |
3.5 |
561 |
337000 |
— |
466000 |
544000 |
| 33 |
3.5 |
694 |
416000 |
— |
576000 |
673000 |
| 35 |
4 |
817 |
490000 |
— |
678000 |
792000 |
| 39 |
4 |
976 |
586000 |
— |
810000 |
947000 |
| 42 |
4.5 |
1120 |
— |
— |
— |
— |
|