7第二章第三节.docx
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7第二章第三节
第三节紧固件
铝合金构件连接通常用紧固件连接，紧固件把两个（两个以上）铝合金构件连接在一起，连接方法分不可拆卸连接和可拆卸连接两类。
铆合属于不可拆卸连接，螺纹连接属于可拆卸连接，使用这类连接的构件可以自由拆卸，使用方便。
紧固件有普通螺栓、螺钉、螺柱和螺母，不锈钢螺栓、螺钉、螺柱和螺母以及抽芯铆钉。
一.《紧固件螺栓、螺钉、螺柱和螺母通用技术条件》GB/T16938-2008/ISO8992：
2005（代替GB/T16938-1997）3技术条件和引用标准
技术条件和引用标准见表1和表2。
表1螺纹紧固件
材料
碳钢\合金钢
不锈钢
有色金属
公差
GB/T3103.1
机械和功能特性
GB/T3098.1
GB/T3098.2
GB/T3098.3
GB/T3098.4
GB/T3098.7
GB/T3098.9
GB/T3098.13
GB/T3098.6
GB/T3098.15
GB/T3098.16
GB/T3098.10
几何特征
——螺纹
——扳拧特征
——零件末端
——沉头
——其他
GB/T197、GB/T2516、GB/T9145、GB/T22028、GB/T22029
GB/T3104、GB/T944.1、GB/T6188
GB/T2
GB/T5279
GB/T3、GB/T3105、GB/T3106、GB/T5278
表面缺陷
GB/T5779.1
GB/T5779.2
GB/T5779.3
——
——
表面处理
GB/T5267.1
GB/T5267.2
GB/T5267.3
ISO16048
GB/T5267.1
质量状况
GB/T90.1、GB/T90.2、ISO16426
表2自攻螺纹紧固件
材料
钢
不锈钢
公差
GB/T3103.1
机械和功能特性
GB/T3098.5
GB/T3098.11
GB/T3098.21
几何特征
——螺纹
——扳拧特征
——零件末端
——沉头
GB/T5280
GB/T944.1、GB/T6188
GB/T5280
GB/T5279
表面处理
GB/T5267.1
GB/T5267.2
GB/T5267.3
ISO16048
质量状况
GB/T90.1、GB/T90.2、ISO16426
4通用技术要求
标准的螺栓、螺钉、螺柱和螺母应规定下列部分：
A）机械性能（性能等级、材料）；
B）产品等级（公差）；
C）标准化的几何特征（如需要时）；
D）表面覆盖层（如要求时）；特殊技术要求（如同意时）。
所有数据与制成品有关。
除另有专用标准或供需之间的协议，否则不应规定制造过程。
采用的制造方法，应能保证产品有完整的的表面和棱边，而没有毛刺。
通常，不要求去除诸如开槽或
锻压、冲压或切边等工艺造成的小毛刺。
然而，任何影响产品性能或者触摸时有安全危险的毛刺，均应去除。
超出螺栓和螺钉支承面的切边毛刺是不允许的。
除非别有规定，否则允许螺栓和螺钉留有中心孔。
除非已规定了一种表面覆盖层，产品的表面处理应为：
——不经处理，用于钢制产品，或
——简单处理，用于不锈钢或有色金属产品。
如无其他协议，交付的螺栓、螺钉、螺柱和螺母应是清洁的，并涂有防锈油。
二.《紧固件机械性能、螺栓、螺钉和螺柱》GB/T3098.1—2000规定了碳钢或合金钢制造的螺栓、螺钉和螺柱的机械性能
1．螺栓、螺钉和螺柱各性能等级的钢种和回火温度见表2
表2
等级性能
材料和热处理
化学成份,%
回火温度
0C
min
C
P
max
S
max
B
Max
min
max
3.6
碳钢
—
0.20
0.05
0.06
0.003
—
4.6
—
0.55
0.05
0.06
0.003
—
4.8
5.6
0.13
0.55
0.05
0.06
0.003
—
5.8
—
0.55
0.05
0.06
6.8
8.8
低碳合金钢（如硼、锰或铬），淬火或中碳钢、淬火并回火
0.15
0.04
0.035
0.035
0.003
425
0.25
0.55
0.035
0.035
9.8
低碳合金钢（如硼、锰或铬），淬火或中碳钢、淬火并回火
0.15
0.35
0.035
0.035
0.003
425
0.25
0.55
0.035
0.035
10.9
低碳合金钢（如硼、锰或铬），淬火并回火
0.15
0.35
0.035
0.035
0.003
340
10.9
中碳钢，淬火并回火或低中碳合金钢（如硼、锰或铬），淬火并回火或合金钢淬火并回火
0.25
0.20
0.55
0.55
0.035
0.035
0.035
0.035
0.003
425
0.20
0.55
0.035
0.035
0.003
12.9
合金钢,淬火并回火
0.28
0.50
0.035
0.035
0.003
380
2．螺栓、螺钉和螺柱的机械物理性能见表3。
表3螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能
分项
条号
机械性能和物理性能
性能等级
3.6
4.6
4.8
5.6
5.8
6.8
8.8
9.8
10.9
12.9
d≤
16mm
d＞
16mm
1
公称抗拉强度σb公称,N/mm2
300
400
500
600
800
800
900
1000
1200
2
最小抗拉强度σbmin,N/mm2
330
400
420
500
520
600
800
830-
900
1040
1220
3
维氏硬度HV
F≥98N
min
95
120
130
155
160
190
250
255
290
320
385
max
220
250
320
335
360
380
435
4
布氏硬度HB
F=30D2
min
90
114
124
147
152
181
238
242
276
304
366
max
209
238
304
318
342
361
414
5
洛氏硬度HR
min
HRB
52
67
71
79
82
89
—
—
—
—
—
HRC
一
一
一
一
一
一
22
23
28
32
39
max
HRB
95.0
99.5
一
一
一
一
一
HRC
—
—
32
34
37
39
44
6
表面硬度HV0.3max
—
7）
7
屈服点σ，
N/mm2
公称
180
240
320
300
400
480
—
—
—
—
—
min
190
240
340
300
420
480
—
—
—
—
—
8
规定非比例伸长应力σp0.2,N/mm2
公称
—
—
640
640
720
900
1080
min
—
—
640
660
720
940
1100
9
保证应力
Sp/σs或Sp/σp0.2
0.94
0.94
0.91
0.93
0.90
0.92
0.91
0.91
0.90
0.88
0.88
Sp,N/mm2
180
225
310
280
380
440
580
600
650
830
970
10
破坏扭矩MB,N·mmin
—
按GB/T309813规定
11
断后伸长率δ，%min
25
22
—
20
—
—
12
12
10
9
8
12
断面收缩率φ，%min
—
52
48
48
44
13
楔负载
对螺栓和螺钉（不包括螺柱）实物进行测试，应符合表6或表8的规定
14
冲击吸收功Aku，Jmin
—
25
—
30
30
25
20
15
15
头部坚固性
不得断裂
16
螺纹未脱碳层的最小高度E
—
1/2H1
2/3H1
3/4H1
全脱碳层的最大深度G，mm
—
0．015
17
再回火后的硬度
—
回火前后硬度均值之差不大于20HV
18
表面缺陷
按GB/T5779。
1或GB/T5779。
3规定
三.《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》GB/T3098.2—2000规定了螺母的材料和机械性能。
1．材料的化学成分应符合表4的规定。
表4
性能
化学成分，%
C
max
Mn
mix
P
max
S
max
4、5、6
一
0．50
—
0．060
0．150
8、9
04
0．58
0．25。
0．060
0．150
10
05
0．58
0．30
0．048
0．058
12
—
0．58
0．45
0．048
0．058
2．螺母的机械性能应符合表5的规定。
表5机械性能
螺纹规格
性能等级
04
05
4
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
HV
螺母
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
HV
螺母
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
HV
螺母
＞
≤
min
max
热理
型式
min
max
热处理
型式
min
max
热处理
型式
－
M4
380
188
302
不淬火
回火
薄型
500
272
353
淬火并回火
薄型
－
－
－
－
－
M4
M7
M7
M10
M10
M16
M16
M39
510
117
302
不淬火
回火
1
螺纹规格
性能等级
5
6
8
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
HV
螺母
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
HV
螺母
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
HV
螺母
＞
≤
min
max
热理
型式
min
max
热处理
型式
min
max
热处理
型式
－
M4
520
130
320
不淬
火回
火
1
600
150
302
不淬火回火
1
800
180
302
不淬火
回火
1
M4
M7
580
670
855
200
M7
M10
590
680
870
M10
M16
610
700
880
M16
M39
630
146
720
170
920
233
353
淬火并
回火
螺纹规格
性能等级
8
9
10
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
HV
螺母
保证
应力
Sp
N/m
m2
维氏硬度
HV
螺母
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
HV
螺母
＞
≤
min
max
热处
理
型式
min
max
热处理
型式
min
max
热处理
型式
－
M4
－
－
－
－
－
900
170
302
不淬火
回火
2
1040
272
353
淬火并
回火
1
M4
M7
915
188
1040
M7
M10
940
1040
M10
M16
950
1050
M16
M39
890
180
302
不淬
火回
火
2
920
1060
螺纹规格
性能等级
12
保证应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
HV
螺母
保证应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
HV
螺母
＞
≤
min
max
热处理
型式
min
max
热处理
型式
－
M4
1140
295
353
淬火并
回火
1
1150
270
353
淬火并
回火
2
M4
M7
1140
1150
M7
M10
1140
1160
M10
M16
1170
1190
M16
M39
－
－
－
－
－
1200
四.《紧固件机械性能螺母细牙螺纹》GB/T3098.4—2000规定了螺母的机械性能。
3．螺母的机械性能应符合表5的规定
表5机械性能
螺纹直径
D
mm
性能等级
04
05
5
保证
应力
SP
N/mm2
维氏硬度
HV
螺母
保证
应力
SP
N/mm2
维氏硬度
HV
螺母
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
HV
螺母
min
max
热
处理
型式
min
max
热
处理
型式
min
max
热
处理
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
螺纹直径
D
mm
性能等级
6
8
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
螺母
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
螺母
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
螺母
min
max
热处理
型式
min
max
热处理
型式
min
max
热处理
型式
8＜d≤10
770
188
320
不淬火回火
1
955
250
353
淬火
并
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
螺纹直径D
mm
性能等级
10
12
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
螺母
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
螺母
保证
应力
Sp
N/mm2
维氏硬度
螺母
min
max
热处理
型式
min
max
热处理
型式
min
max
热处理
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：
最低硬度仅对经热处理的螺母或规格太大而不能进行保证载荷试验的螺母，才是强制性的；对其它螺母不是强制性的，是指导性的。
对不淬火回火的，而又能满足保证载荷试验的螺母，最低硬度应不作为拒收依据
1）D＞16mm的螺母，可以淬火并回火，由制造者确定。
五.《紧固件机械性能不锈钢螺栓螺钉和螺柱》GB/T3098.6—2000规定了由奥氏体、马氏体和铁索体耐腐蚀不锈钢制造的螺栓、螺钉和螺柱的机械性能。
1．不锈钢组别与化学成份见表1
表1不锈钢的组别与化学成份
类别
组别
化学成份1），%
C
Si
Mn
P
S
Cr
Mo
Ni
Cu
奥氏体
A1
0.12
6.5
0.2
0.15~0.35
16~19
0.7
5~10
1.75~2.25
A2
0.1
1
2
0.05
0.03
15~20
—
8~19
4
A3
0.08
1
2
0.045
0.03
17~19
—
9~12
1
A4
0.08
1
2
0.045
0.03
16~18.5
2~3
10~15
1
A5
0.08
1
2
0.045
0.03
16~18.5
2~3
10.5~14
1
马氏体
C1
0.09~
0.15
1
1
0.05
0.03
11.5~14
—
1
—
C3
0.17~
0.25
1
1
0.04
0.03
16~18
—
1.5~2.5
—
C4
0.08~
0.15
1
1.5
0.06
0.15~0.35
12~14
0.6
1
—
铁素体
F1
0.12
1
1
0.04
0.03
15~18
—
1
—
注：
不锈钢的类别和组别，以及涉及其特性和应用的说明，在附录B中给出。
2．螺栓、螺钉和螺柱的不锈钢组别和性能标记。
材料标记由短划隔开的两部份组成。
第一部份标记钢的组别，第二部份标记性能等级。
钢的组别（第一部份）标记由字母和一个数字组成，字母表示钢的类别，数字表示该钢的化学成份范围。
其中A—奥氏体钢；C—马氏体钢；F—铁素体钢。
性能等级（第二部份）标记由两个数字组成，并表示紧固件抗拉强度的1/10。
示例：
1）A2-70表示：
奥氏体钢、冷加工、最小抗拉强度为700N/mm2（700MPa）；
2）C4-70表示：
马氏体钢、淬火并回火、最小抗拉强度为700N/mm2（700MPa）。
3．奥氏体钢螺栓、螺钉和螺柱机械性能见表2。
表2奥氏体钢螺栓、螺钉和螺柱机械性能
类别
组别
性能等级
螺纹直径
抗拉强度σb
min
N/mm2
规定非比例伸长应力σpo.2
min
N/mm2
断后伸长量δ
min
mm
奥氏体
A1、A2
A3、A4
A5
50
≤M39
500
210
0.6d
70
≤M24
700
450
0.4d
80
≤M24
800
600
0.3d
4．马氏体和铁素体钢螺栓、螺钉和螺柱机械性能见表2
表3马氏体和铁素体钢螺栓、螺钉和螺柱机械性能
类别
组别
性能等级
抗拉强度σb
min
N/mm2
规定非比例伸长应力
σpo.2
min
N/mm2
断后伸长量δ
min
mm
硬度
HB
HRC
HV
马氏体
C1
50
500
250
0.2d
147~209
—
155~220
70
700
410
0.2d
209~314
20~34
220~330
110
1100
820
0.2d
—
36~45
350~440
C3
80
800
640
0.2d
228~323
21~35
240~340
C4
50
500
250
0.2d
147~209
—
155~220
70
700
410
0.2d
209~314
20~34
220~330
铁素体
F1
45
4500
250
0.2d
128~209
—
135~220
60
600
410
0.2d
171~271
—
180~285
5．奥氏体钢螺栓和螺钉的破坏扭矩M1.6~M16（粗牙螺纹）
表4奥氏体钢螺栓和螺钉的破坏扭矩M1.6~M16（粗牙螺纹）
螺纹
破坏扭矩MBmin，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
对马氏体和铁素体钢紧固件的破坏扭矩值,应由供需双方协议。
6．不锈钢类别与组别的说明
1）总则
在GB/T3098.6，GB/T3098.15和GB/T3098.16中采用的钢，涉及以下钢类：
奥氏体钢：
A1~A5马氏体钢：
C1~C4铁素体钢：
F1
本说明是对上述钢的性能说明。
本说明还给出非标准化FA组钢的某些资料。
这类钢具有马氏体-奥氏体组织。
2）A类钢（奥氏体组织）
在GB/T3098.6GB/T3098.15和GB/T3098.16中规定了A1~A5五个基本组。
它们不能淬火，通常是无磁的。
为了减少对加工硬化的敏感性，对A1~A5钢可添加铜的成分，如表1的规定。
对亚稳定型的A2和A4组钢，适用于以下情况：
氧化铬能提高钢的抗腐蚀性，低的含碳量对亚稳定型的钢极为重要。
因为铬对碳有高的亲和力，碳化铬能够替代高温下更容易生成的氧化铬。
对稳定型的A3和A5组钢，适用于以下情况：
Ti、Nb或Ta元素影响碳的存在，导致氧化铬达到其最大含量。
对海洋或类似的使用环境，要求Cr和Ni含量各约20%，Mo的含量为4.5~6.5%。
2.1）A1组钢
A1组钢是为机械加工专门设计的。
该组钢具有高的硫含量，故比相应标准硫含量钢的耐腐蚀能力低。
2.2）A2组钢
A2组钢是最广泛使用的不锈钢，用于厨房设备和化工装置。
该组钢不适用于非氧化酸类和带氯成分的介质，如游泳池和海水。
2.3）A3组钢
A3组钢是稳定型的“不锈钢”，钢的性能与A2组钢相同
2.4）A4组钢
A4组钢是”耐酸钢”，含有Mo元素，能提供相当好的耐腐蚀性。
A4通常用于化纤工
业。
本组钢是为沸腾硫酸而开发的（因此取名“耐酸”），并在一定的程度上也适合于含氯化物的场合。
A4还常用于食品工业和造船工业。
2.5）A5组钢
A5组钢是稳定型的“耐酸钢”，钢的性能与A4组相同。
3）F类
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