緊固件機械性能 螺母 細牙螺紋 GB /T 3098.4 - 2000

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  標記制度、材料、機械性能

  
  

  3 標記制度

  3.1  公稱高度≥0.8D（螺紋有效長度≥0.6D）的螺母

      公稱高度≥0.8D（螺紋有效長度≥0.6D）的螺母，用螺栓性能等級標記的第一部分數字標記；該螺栓應為可與該螺母相配螺栓中性能等級最高的（表2）。

  表2  公稱高度≥0.8D螺母的標記制度

  螺母性能等級	相配的螺栓、螺釘和螺柱		螺母
  			1型	2型
  	性能等級	螺紋規格范圍，mm	螺紋規格范圍，mm
  5	3.6、4.6、4.8	≤39	≤39	/
  	5.6、5.8
  6	6.8	≤39	≤39	/
  8	8.8	≤39	≤39	≤16
  10	10.9	≤39	≤16	≤39
  12	12.9	≤16	/	≤16
  注：一般來說，性能等級較高的螺母，可以替換性能等級較低的螺母。螺栓-螺母組合件的應力高于螺栓的屈服強度或保證應力是可行的。

  由于超擰，螺紋組合件可能產生下列失效形式：

  a）螺軒斷裂；

  b）螺桿的螺紋脫扣；

  c）螺母的螺紋脫扣：

  d）螺母和螺桿的螺紋脫扣。

  螺桿的斷裂是突然發生的，比較容易發現，而脫扣是逐漸發生的，就很難發現并增加了因緊固件失效而造成事故的危險性。

  所以，對螺紋連接的設計，總希望失效形式是螺桿斷裂。但由于各種因素（螺母和螺栓的材料強度、螺紋間隙、對邊寬度等）影響脫扣強度，故不能在所有情況下，都能保證獲得這種失效形式。

  螺紋直徑為 8～39 mm 的螺栓或螺釘或螺柱，按表2規定選配適當性能等級的螺母，當擰緊到螺栓（螺釘或螺柱）保證載荷時，螺紋組合件不會發生螺紋脫扣。

  然而，超過螺栓保證載荷的擰緊，時有發生，故對螺母的設計應至少保證在超擰10%時，螺紋組合件的失效是螺桿斷裂，以警告使用者，裝配操作不當。

  注：有關螺紋組合件強度和螺母型式方面更詳細的資料，見GB/T 3098.2附錄A。

  3.2 公稱高度≥0.5D，而＜0.8D（螺紋有效長度≥0.4D，而＜0.6D）的螺母

      公稱高度≥0.5D，而＜0.8D（螺紋有效長度≥0.4D，而＜0.6D）的螺母，由兩位數字標記：第2位數字表示用淬硬試驗芯棒測出的公稱保證應力的1/100（以N/mm²計）；而第一位數字“0”則表示這種螺栓-螺母組合件的承載能力比淬硬芯棒測出的承載能力要小，同時也比3.1條規定的螺栓-螺母組合件的承載能力小。有效承載能力不僅取決于螺母本身的硬度和兩位有效長度，而且還與相配合的螺栓抗拉強度有關。表3給出了螺母的標記制度和保證應力。

  表3  公稱高度≥0.5D，而＜0.8D螺母的標記制度和保證應力        N/mm²

  螺母性能等級	公稱保證應力	實際保證應力
  04	400	380
  05	500	500

  4 材料

      表4規定了螺母各性能等級適用的材料。材料的化學成分應符合有關材料標準的規定。

  表4  材料

  性能等級		化學成分，%
  		C max	Mn Min	P max	S max
  51)、6	/	0.50	/	0.060	0.150
  82)	041)	0.58	0.25	0.060	0.150
  102)	051)	0.58	0.30	0.048	0.058
  122)	/	0.58	0.45	0.048	0.058
  1）該性能等級可以用易切鋼制造（供需雙方另有協議除外），其硫、磷及鉛的最大含量為：硫0.34%；磷0.11%；鉛0.35%。  2）為改善螺母的機械性能，必要時可增添合金元素。

          性能等級為05、8（1型螺母）、10和12級螺母應進行淬火并回火處理。

  5  機械性能

      按第8章規定的方法進行試驗時，螺母的機械性能應符合表5的規定。

      表面缺陷應符合GB/T 5779.2的規定。

  表5  機械性能

  螺紋直徑 D mm

  性能等級

  04

  05

  5

  保證 應力 Sp  N/mm2

  維氏硬度HV

  螺母

  保證 應力 Sp  N/mm2

  維氏硬度HV

  螺母

  保證 應力 Sp  N/mm2

  維氏硬度HV

  螺母

  Min

  Max

  熱處理

  型式

  Min

  Max

  熱處理

  型式

  Min

  Max

  熱處理

  型式

  8≤d ≤10

  380

  188

  302

  不淬火 回火

  薄型

  500

  272

  353

  淬火并 回火

  薄型

  690

  175

  302

  不淬火 回火

  1

  10＜d ≤16

  16＜d ≤33

  720

  190

  33＜d ≤39

  螺紋直徑 D mm

  性能等級

  6

  8

  保證 應力 Sp  N/mm2

  維氏硬度HV

  螺母

  保證 應力 Sp  N/mm2

  維氏硬度HV

  螺母

  保證 應力 Sp  N/mm2

  維氏硬度HV

  螺母

  Min

  Max

  熱處理

  型式

  Min

  Max

  熱處理

  型式

  Min

  Max

  熱處理

  型式

  8≤d ≤10

  770

  188

  302

  不淬火1） 回火

  1

  955

  250

  353

  淬火 回火

  1

  890

  195

  302

  不淬火 回火

  2

  10＜d ≤16

  780

  16＜d ≤33

  870

  233

  1030

  295

  /

  /

  /

  /

  33＜d ≤39

  930

  1090

  螺紋直徑 D mm

  性能等級

  10

  12

  保證 應力 Sp  N/mm2

  維氏硬度HV

  螺母

  保證 應力 Sp  N/mm2

  維氏硬度HV

  螺母

  保證 應力 Sp  N/mm2

  維氏硬度HV

  螺母

  Min

  Max

  熱處理

  型式

  Min

  Max

  熱處理

  型式

  Min

  Max

  熱處理

  型式

  8≤d ≤10

  1100

  295

  353

  淬火并 回火

  1

  1055

  250

  353

  淬火并 回火

  2

  1200

  295

  353

  淬火并 回火

  2

  10＜d ≤16

  1110

  16＜d ≤33

  /

  /

  /

  /

  /

  1080

  260

  /

  /

  /

  /

  /

  33＜d ≤39

  注：最低硬度僅對經熱處理的螺母或規格太大而不能進行保證載荷試驗的螺母，才是強制性的；對其他螺母不是強制性的，是指導性的。對不淬火回火的，而又能滿足保證載荷試驗的螺母，最低硬度應不作為拒收依據。  1）D＞16 mm的螺母，可以淬火并回火，由制造者確定。

  
  
  
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  保證載荷、失效載荷、試驗方法

  
  

  6  保證載荷

      表6規定了細牙螺母的保證載荷值。其中，螺紋的應力截面積A按下式計算：

  

          式中：d ₂——外螺紋中徑的基本尺寸，mm；

                d ₃——外螺紋小徑的基本尺寸（d ₁）減去螺紋原始三角形高度（H）的1/6值，即：

  

                H —— 螺紋原始三角形高度（H = O.866 025P ）,mm；

                P —— 螺距，mm；

                π—— 圓周率，π= 3.1416。

  表6  保證載荷值

  螺紋規格 D×P	螺紋的應力截面積 AS mm2	性      能      等      級
  		04	05	5	6	8		10		12
  		保證載荷（AS×SP）,N
  		薄型	薄型	1型	1型	1型	2型	1型	2型	2型
  M8×1	39.2	14900	19600	27000	30200	37400	34900	43100	41400	47000
  M10×1	64.5	24500	32200	44500	49700	61600	57400	71000	68000	77400
  M10×1.25	61.2	23300	30600	44200	47100	58400	54500	67300	64600	73400
  M12×1.25	92.1	35000	46000	63500	71800	88000	82000	102200	97200	110500
  M12×1.5	88.1	33500	44000	60800	68700	84100	78400	97800	92900	105700
  M14×1.5	125	47500	62500	86300	97500	119400	111200	138800	131900	150000
  M16×1.5	167	63500	83500	115200	130300	159500	148600	185400	176200	200400
  M18×1.5	215	81700	107500	154800	187000	221500	/	/	232200	/
  M18×2	204	77500	102000	146900	177500	210100	/	/	220300	/
  M20×1.5	272	103400	136000	195800	236600	280200	/	/	293800	/
  M20×2	258	98000	129000	185800	224500	265700	/	/	278600	/
  M22×1.5	333	126500	166500	239800	289700	343000	/	/	359600	/
  M22×2	318	120800	159000	229000	276700	327500	/	/	343400	/
  M24×2	384	145900	192000	276500	334100	395500	/	/	414700	/
  M27×2	496	188500	248000	351100	431500	510900	/	/	535700	/
  M30×2	621	236000	310500	447100	540300	639600	/	/	670700	/
  M33×2	761	289200	380500	547900	662100	783800	/	/	821900	/
  M36×2	865	328700	432500	622800	804400	942800	/	/	934200	/
  M39×3	1030	391400	515000	741600	957900	1123000	/	/	1112000	/

  7 公稱高度≥0.5D，而＜0.8D 螺母的失效載荷

      表7指導性地給出了不同性能等級螺栓的失效載荷值。對性能等級較低的螺栓，預期的失效形式是螺栓螺紋脫扣，而對性能等級較高的螺栓，可預期為螺母螺紋脫扣。

  表7  螺母最小脫扣強度對應的螺栓保證載荷的比率

  螺母性能等級	螺母最小脫扣強度對應的螺栓保證載荷的比率，%
  	螺栓性能等級
  	6.8	8.8	10.9	12.9
  04	85	65	45	40
  05	100	85	60	50