1、講義材料二 常用緊固件的強度等級和機械性能1. 螺拴、螺釘和螺柱的強度等級（性能等級）： 國標規定10個等級，標記為：3.6；4.6；4.8；5.6；5.8；6.8；8.8；9.8；10.9；12.9。上述的性能等級適用于粗牙m1.6m39；細牙m81m393。目的是標明緊固件具有的機械性能。1）性能等級的含義：標記中“.”前的數字表示公稱抗拉強度，以1/100表示（如：性能等級為8.8級：那未前面8的數字即表明抗拉強度b為800n/mm2）。標記中“.”后的數字表示屈強比。即公稱屈服點s或非比例伸長應力p0.2與公稱抗拉強度b之比。兩數相乘的10倍賢屈服強度或非比例伸長應力的公稱值。 2）屈

2、強比的物理意義： 表示了s或p0.2與b的接近程度。屈強比的大小，表示了鋼材所受強化的程度，同樣也反映了緊固件在加工時所受強化的程度。（如：性能等級為3.6級的螺栓，其屈強比為0.6，表明在加工中未受到強化。而屈強比為0.8或0.9的則表示緊固件產品在加工中受到強化）。屈強比越大，所受的強化程度也越大。 3）各性能等級適用的材料及熱處理要求因螺拴、螺釘和螺柱的強度等級（性能等級）與所用的鋼材有很大關系。對于8.8級以上（含8.8級）的產品必須進行熱處理后才能達到性能要求。性能等級為3.6級的可采用低碳鋼生產。性能等級為4.6；4.8；5.6；5.8；6.8級的可采用低碳鋼或中碳鋼生產。但必須注

3、意：屈強比為0.8的必須通過冷作硬化來實現。5.6級若用中碳鋼生產則必須經消除冷作硬化處理。國標中還規定：a）.對于8.8級的產品為保證良好的淬透性，螺紋直徑20mm的螺拴、螺釘和螺柱，必須采用10.9級規定的合金鋼。b）.對性能等級為10.9和12.9級時，應采用具有良好淬透性能的材料，以保證螺紋截面的芯部在淬火后、回火前得到約90%的馬氏體組織。2. 螺拴、螺釘和螺柱的機械性能指標序號性能指標性 能 項 目1強度指標1).抗拉強度b ：試驗拉斷時的拉伸載荷除以螺紋的應力面積所得的值。所有性能等級均規定了抗拉強度b的公稱值。2).屈服點s：拉伸試驗達到屈服點時不增力，變形還在增加，這時的應力

4、即為屈服點s。6.8級以下（含6.8級）規定了公稱屈服點和最小屈服點。3).非比例伸長應力p0.2：拉伸時，當試樣出現0.2的殘余變形時的應力。 8.8級（含8.8級）以上規定了公稱p0.2和最小p0.2值。 4).保證應力sp：在拉力試驗機上，施加規定的載荷（保證載荷），并保持15秒，與試驗前比較，其伸長量不得超過12.5m，規定保證應力為屈服點應力的90%左右。所有性能等級的產品都分別提出不同要求。2硬度指標采用hb、hr、hv；6.8級以下（含6.8級）用hrb；8.8級以上（含8.8級）用hrc；當有爭議時，以hv0.3為仲裁試驗。硬度與抗拉強度在一定范圍內是對應的，硬度試驗適合于難于

5、在拉力試驗機上試驗的短或小的規格的螺栓。3塑性、韌性指標 1).斷后伸長率5：將螺栓車削到比小徑小的園柱；標距長度是直徑的5倍，試驗時，使其斷裂，測量試驗前后的長度，根據公式計算出5。2) 2).斷面收縮率：試樣原橫截面積減拉斷后的斷口面積的差除原橫截面積的百分比。3).楔負荷：在拉力試驗機上用4、6、或10楔鐵放在螺栓支承面上進行拉伸，加載直到斷裂。但斷裂處不得在頭桿結合部。楔負荷試驗后不必再做頭部堅固度實驗。4).沖擊吸收功：對低溫作業機械上有重要意義，主要防止在低溫狀態下變脆而造成斷裂。（僅對螺紋直徑16的產品進行該項試驗）。6.8級以下只考核5.6級的最小沖擊吸收功，8.8級以上均按不

6、同等級規定了最小沖擊吸收功。4頭部堅固度將螺栓插入傾斜60或80的試驗孔內，錘擊頭部到水平，檢查頭桿結合處是否出現裂紋，適用于m10長度太短而不能進行楔負載的螺栓螺釘。性能等級：3.6、4.6、5.6為60，性能等級：4.8、5.8、.6.8、8.8、9.8、10.9、12.9的為80。5脫碳層試驗脫碳層分為全脫碳層和半脫碳層二種。緊固件脫碳層只檢查螺紋部分。6.8級以下產品不作要求，8.8級9.8級未脫碳層最小高度e=1/2h1、10.9級未脫碳層最小高度e=2/3h1、12.9級未脫碳層最小高度e=3/4h1；8.8級以上全脫碳層的最大深度g都為0.015mm。6最低回火溫度再回火試驗目的

7、是檢查回火的充分性和所用鋼材的正確性。再回火是性能等級為8.8級以上的螺栓、螺釘和螺柱的試驗項目。 試驗方法：在試件上取三點測定hv30硬度，取平均值。再將試件按規定的最低回火溫度低10c的溫度進行再回火。保溫30分鐘。回火后再次測定hv30硬度。注意：回火前后試件編號的一致性。在同一試件上試驗，回火前后三點平均硬度之差，不應超過20個維氏硬度值。性能等級材料和熱處理最低回火溫度（）性能等級材料和熱處理最低回火溫度（）8.8低碳合金鋼（如硼、錳、鉻） 淬火并回火42510.9低碳合金鋼（如硼、錳、鉻） 淬火并回火340中碳鋼，淬火并回火45010.9中碳鋼，淬火并回火或低、中碳合金鋼（如硼、錳

8、、鉻），淬火并回火或合金鋼淬火并回火4259.8低碳合金鋼（如硼、錳、鉻）淬火并回火410中碳鋼，淬火并回火41012.9合金鋼淬火并回火380注：1）9.8級僅適用于螺紋直徑d16mm。2）最小抗拉強度適用于公稱長度l2.5d的產品；最低硬度適用于長度l1616-53.6、4.6、4.81639-5.6、5.83966.83939-88.8393916；3999.816-161010.93939-1212.9391639 2）公稱高度0.5d而0.8d螺母高度的標記： 這類螺母標記為04、05二檔。其中數字4和5分別表示淬硬芯棒測得的螺母保證應力的1/100（n/mm2）；“0”表示這種螺紋

9、組合件的實際承載能力比標記數字表示的承載能力低。其公稱和實際保證載荷應力見下表：螺母的強度性能公稱保證載荷應力n/mm2實際保證載荷應力n/mm20440038005500500這類螺母的有效承載能力與相配的螺栓強度有關。當與低性能等級螺栓相配時，螺紋組合件失效主要是螺栓螺紋脫扣，當與高性能等級螺栓相配時，螺紋組合件失效主要是螺母螺紋脫扣，這一點應在設計時加以注意。 3）細牙螺母強度等級的標記： 國際規定只有7個，即：04、05、5、6、8、10、12級。螺母性能等級相配的螺栓、螺釘和螺柱螺 母型型性能等級螺紋規格范圍mm螺紋規格范圍mm細牙螺母53.6、4.6、4.8、5.6、5.83939

10、-66.83939-88.83939161010.93916391212.916-16 4.螺母的機械性能 螺母的機械性能主要有二個： 1）保證應力：保證載荷試驗對于m5的螺母是仲裁試驗，仲裁時以拉伸試驗為準，對于412級的螺母的保證應力都高于公稱值。表明即使在最不利的實體條件下，其失效載荷也比螺栓高出10%以上，使螺紋組合件失效形式總是螺桿斷裂。2）硬度：常規檢查（去除電鍍層或其它涂層和適當加工后進行）。 5.自攻螺釘機械性能和工作性能 自攻螺釘不區分性能等級，也沒有性能等級的標記和標志，直接用產品規格表示。其機械性能、工作性能見下表：規 格st2.2st2.6st2.9st3.3st3.5

11、st3.9st4.2st4.8st5.5st6.3st8螺紋大徑（max）mm2.242.572.903.303.533.914.224.805.466.258.00破壞力矩（min）（nm）0.450.91.52.02.73.44.46.310.013.630.5滲碳層深度min0.040.050.100.15max0.100.180.230.28表 面 硬 度 450 hv0.3芯 部 硬 度270390 hv5270390 hv10顯 微 組 織在滲碳層與芯部間的顯微組織不應呈現帶狀亞共折鐵素體板 厚min1.171.853.104.67max1.302.068.235.05孔 徑min

12、1.9052.1852.4152.682.923.243.434.0154.7355.4756.885max1.9552.2352.4652.732.973.293.484.0654.7855.5256.9356.不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱的性能等級和機械性能 1)不銹鋼螺栓、螺釘和螺柱的性能等級、機械性能： (1）組別和性能等級a）標記：由材料組別和性能等級二部分組成。性能等級材料組別 第一部分標記由字母和一個數字組成，字母表示不銹鋼類別，數字表示該類鋼化學成份范圍：（a為奧氏體不銹鋼、c為馬氏體不銹鋼，f為鐵素體不銹鋼），第二部分標記性能等級，由數字組成，其數值為抗拉強度的1/10。如：a27

13、0表示：奧氏體不銹鋼，最小抗拉強度為700 mpa。c470表示：馬氏體不銹鋼，最小抗拉強度為700 mpa。 其中：a2、c4中的數字2和4表示該鋼的化學成份范圍。b）組別和性能等級的標記：類別： 奧氏體 馬氏體 鐵素體 f1組別： a1 a2 a3 a4 a5 c1 c4 c3 45 60性能等級： 50 70 80 50 70 110 50 70 80 軟 冷加工 軟 冷加工 高強度 軟 淬火并 軟 淬火并 淬火并 回火 回火 回火2）機械性能： a）奧氏體不銹鋼緊固件的機械性能類 別組 別性能等級螺紋直徑抗拉強度bmin n/mm2規定非比例伸長應力0.2min n/mm2斷后伸長sm

14、in mm奧氏體a1、a2a3、a4a550m395002100.6d70m247004500.4d80m248006000.3d 注：斷后伸長量應在長度等于或大于2.5d的緊固件上進行測量。sl2l1 式中：l2-螺栓、螺釘和螺柱的原長； l1-拉斷層緊密吻合后的長度。b）馬氏體、鐵素體不銹鋼緊固件的機械性能類別組別性能等級抗 拉 強 度bmin n/mm2規定非比例伸長應力0.2 min n/mm2斷后伸長量s min mm硬 度hbhrchv馬氏體c1505002500.2d147209-155220707004100.2d209314203422033011011008200.2d-3

15、645350440c3808006400.2d2283232135240340c4505002500.2d147209-155220707004100.2d2093142034220330鐵素體f1454502500.2d128209-135220606004100.2d171271-180285 3）奧氏體不銹鋼螺拴、螺釘的破壞扭矩螺紋規格最小破壞力矩/（nm）（mm）螺紋規格破壞力矩/（nm）性能等級性能等級507080507080m1.60.150.20.24m69.31315m20.30.40.48m8233237m2.50.60.90.96m10466574m31.11.61.8m1

16、280110130m42.73.84.3m16210290330m55.57.88.8 注：馬氏體、鐵素體不銹鋼緊固件的破壞扭矩，由供需雙方協議。7.不銹鋼螺母的性能等級、機械性能：1） 組別和性能等級 a）性能等級對于螺母厚度m0.8d，性能等級由2個數字組成（標記同上），表示保證載荷的1/10。 對于螺母厚度0.5dm0.8d的薄型螺母由三位數字組成，第一位數字為0，表示降低承載能力的螺母，后二位數字表示保證載荷的1/10。 b)材料組別 第一部分標記由字母和一個數字組成，字母表示不銹鋼類別，數字表示該類鋼化學成份范圍：（a為奧氏體不銹鋼、c為馬氏體不銹鋼，f為鐵素體不銹鋼），第二部分標記

17、性能等級，由數字組成，其數值為保證載荷的1/10。類別： 奧氏體 馬氏體 鐵素體 f1組別： a1 a2 a3 a4 a5 c1 c4 c3 i型螺母 薄螺母 50 70 80 50 70 110 50 70 80 45 60 025 035 040 025 035 055 025 035 040 020 030 軟 冷加工 高強度 軟 淬火并 軟淬火并淬火并 軟 冷加工 回火 回火 回火2)機械性能 a) 奧氏體不銹鋼螺母的機械性能類別組別性能等級螺紋直徑保證應力/（nm-2）m0.8d0.5dm0.8dm0.8d0.5dm0.8d奧氏體a1、a2、a3a4、a550025m39500250

18、70035m2470035080040m24800400 b)馬氏體鋼和鐵素體鋼螺母的機械性能類別組別性能等級保證應力sp（n/m2）硬度m0.8d0.5dm0.8dm0.8d0.5dm0.8dhbhrchv馬氏體c150025500250147209-15522070-700-20931420342203301103）0551）1100550-3645350440c380408004002283232135240340c450-500-147209-155220700357003502093142034220330鐵素體f145020450200128209-1352206003060030

19、0171271-1802858. 平墊機械性能名稱標準產品等級鋼奧氏體不銹鋼平墊gb95c性能等級100hv-硬度hv100-大墊圈gb96a、c性能等級a級140hvc級100hv-a140-硬度hv140100-140-平墊gb97.1a性能等級140hv200hv300hva140a200a350硬度hv140200300300400140200300350400倒角平墊gb97.2a性能等級140hv200hv300hva140a200a350硬度hv140200300300400140200300350400小墊圈gb848a性能等級140hv200hv300hva140a200a3

20、50硬度hv140200300300400140200300350400注：300hv級墊圈應經淬火并回火處理。9. 抽芯鉚釘機械性能抽芯鉚釘的性能等級由二位數字組成，以此來表示不同釘體與釘芯材料組合和機械性能。特點：同一機械性能等級、不同的型式，其機械性能不同。抽芯鉚釘分開口型和封閉型二種，其機械性能項目如下：開口型：最小剪切載荷；最小拉力載荷；釘芯拆卸力(應10n)；釘頭保持能力；釘芯斷裂載荷。封閉型：最小剪切載荷；最小拉力載荷；釘芯斷裂載荷。10. 抽芯鉚釘有幾個性能等級？抽芯鉚釘的性能等級由二位數字組成，其與材料(推薦)組合如下：性能等級釘體材料釘芯材料種類材料牌號標準材料牌號標準06

21、鋁1035gb/t31907a035183gb/t319008鋁合金5005、5a0510、15、35、45gb/t 699gb/t3206105052、5a02115056、5a05125052、5a027a035183gb/t3190155056、5a050cr18ni91cr18ni9gb/t423220銅t1t2t3gb/t1495610、15、35、45gb/t 699gb/t320621青銅-220cr18ni91cr18ni9gb/t423230碳素鋼08f、10gb/t 699gb/t320610、15、35、45gb/t 699gb/t320640鎳銅合金28-2.5-1.5

22、鎳銅合金(nicu28-2.5-1.5)gb/t5235410cr18ni92cr13gb/t423250不銹鋼0cr18ni91cr18ni9gb/t122010、15、35、45gb/t 699gb/t3206510cr18ni92cr13gb/t423211. 彈簧墊圈的機械性能1.彈性要求：按規定載荷加載三次后，鋼制墊圈其自由高度1.67s公稱；不銹鋼彈簧墊圈其自由高度1.5s公稱2.韌性要求：鋼制彈簧墊圈扭至900，不銹鋼、銅墊圈扭至450不得斷裂；3.抗氫脆要求：壓平并保持48小時，不得斷裂。鉚螺母：名稱標準外形特征規格范圍材料表面處理平頭鉚螺母gb/t17880.1螺紋段(鉚接變

23、形處)為圓柱形m3m12；(m101，m121.5)鋼制鉚螺母：08f；ml10鋁合金鉚螺母：5056(原lf5-1)；6061(原ld30)注：其他材料由供需雙方協議鋼制鉚螺母應進行電鍍鋅；鋁制鉚螺母一般不進行表面處理；注：若需其他表面處理由供需雙方協議沉頭鉚螺母gb/t17880.2沉頭為900(普通型)小沉頭鉚螺母gb/t17880.3沉頭為900，小沉頭的沉頭厚和外徑比gb/t17880.2要小1200小沉頭鉚螺母gb/t17880.4沉頭為1200，沉頭厚與gb/t17880.3相同，外徑比gb/t17880.3要大平頭六角鉚螺母gb/t17880.5螺紋段(鉚接變形處)為六角形鉚螺母技術條件gb/t17880.6鉚螺母的機械性能：序號測試項目試 驗 方 法1保證載荷將鉚螺