GB/T3098.23-2020
紧固件机械性能M42～M72螺栓、螺钉和螺柱
Mechanicalpropertiesoffasteners—M42～M72bolts,screwsandstuds
- 中国标准分类号（CCS）J13
- 国际标准分类号（ICS）21.060.10
- 实施日期2020-10-01
- 文件格式PDF
- 文本页数30页
- 文件大小1.96M
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紧固件机械性能M42～M72螺栓、螺钉和螺柱
国家标准 GB/3098.23一2020 紧固件机械性能 M142M72螺栓、螺钉和螺柱 Mechaniealpropertiesoffasteners M42M72bolts,serewsandstuds 2020-03-31发布 2020-10-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花管理委员会国家标准
GB/T3098.23一2020 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 代号 性能等级的标记制度 材料 机械和物理性能 试验方法的适用性 试验方法 10标志 参考文献
GB;/T3098.23一2020 前 言 GB/T3098《紧固件机械性能》包括以下部分: GB/T3098.1紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 GB/T3098.2紧固件机械性能螺母; GB/T3098.3 紧定螺钉; GB 3098.5 自攻螺钉; GB/T3098.6 不锈钢螺栓、螺钉和螺柱; GB 3098. 自挤螺钉; GB 3098.8 200C+700C使用的螺栓连接零件; 3098,9 有效力矩型钢锁紧螺母; 有色金属制造的螺栓、螺钉、螺柱和螺母; 3098. 自钻自攻螺钉; 螺母锥形保证载荷试验; GB 3098.12 GB 3098.13 螺栓与螺钉的扭矩试验和破坏扭矩公称直径l10mm; 螺母扩孔试验; GB 3098.14 3098.15 不锈钢螺母; 不锈钢紧定螺钉; GB 3098.16 检查氢脆用预载荷试验平行支承面法; GB 3098.17 紧固件机械性能盲铆钉试验方法 GB 3098.18 紧固件机械性能抽芯铆钉 GB 3098.19 紧固件机械性能蝶形螺母保证扭矩; GB 3098.20 紧固件机械性能不锈钢自攻螺钉 GB/T3098.21 紧固件机械性能超细晶非调质钢螺栓、螺钉和螺柱; GB/T3098.22 GB/T3098.23 紧固件机械性能M42~M72螺栓,螺钉和螺柱; 紧固件机械性能高温用不锈钢和镍合金螺栓、螺钉、螺柱和螺母 GB/T3098.24 GB/T3098.25紧固件机械性能不锈钢和镍合金紧固件选用指南
本部分为GB/T3098的第23部分
本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本部分由机械工业联合会提出
本部分由全国紧固件标准化技术委员会(SAC/TC85)归口
本部分起草单位;中机生产力促进中心、上海申光高强度螺栓有限公司定西高强度紧固件股份有 限公司、北京金风科创风电设备有限公司,山东高强紧固件有限公司河北信德电力配件有限公司、浙江 海力股份有限公司、江苏中成紧固技术发展股份有限公司、浙江迪特高强度螺栓有限公司、晋亿实业股 份有限公司冷水江天宝实业有限公司、湖南飞沃新能源科技股份有限公司、宁波金鼎紧固件有限公司、 宁波坤远紧固件有限公司、上海群力紧固件制造有限公司、上海高强度螺栓厂有限公司、机械工业通用 零部件产品质量监督检测中心,浙江国检检测技术股份有限公司,湖南申亿机械应用研究院有限公司 眉山中车紧固件科技有限公司,浙江新东方汽车零部件有限公司
本部分由全国紧固件标准化技术委员会负责解释
GB;/T3098.23一2020 紧固件机械性能 M42M72螺栓、螺钉和螺柱 范围 GB/T3098的本部分规定了由合金钢制造的、在环境温度为10C一35C条件下进行测试时,螺 栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能
在该环境温度范围内符合本部分要求的紧固件,在超出该环境温度 范围时,也可能达不到规定的机械和物理性能
注1;按本部分生产的紧固件适用的使用温度为一50C~+150c
当使用温度超过一50C+150笔,甚至高达 十300C时,使用者需向有关方面咨询 注2:对低温和高温用钢的选择与应用，可参考GB/T150.2,EN10269.AsTMF2281和AsTMA320/A320M. 注3:本部分不适用于某些紧固件因头部几何尺寸造成头部剪切面积较小,可能达不到本部分的抗拉或扭矩要求的 紧固件
本部分适用的紧固件: 由合金钢制造的; aa 符合GB/T192规定的普通螺纹 b 性能等级8.8级、10.9级,粗牙螺纹M42~M68,细牙螺纹M45×3一M72x6; d 符合GB/T193规定的直径与螺距组合 符合GB/T197,GB/T9145规定的公差 本部分未规定以下性能要求 可焊接性; -耐腐蚀性; 耐剪切应力; 扭矩-夹紧力性能" 耐疲劳性
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
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GB/T90.3紧固件质量保证体系(GB/T90.32010,1SO16426;2002,IDT GB/T192普通螺纹基本牙型(GB/T1922003，ISo68-1:1998，MOD) GB/T196普通螺纹基本尺寸(GB/T1962003，Iso724;1993，MOD)y GB/T197普通螺纹公差(GB/T197一2018，IsO965-12013,MOD GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法(GB/T228.1一2010，IsO6892-1: 2009，MOD) GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法(GB/T229-2007，Iso148-1:2006，MoD GB:/T230.！金属材料洛氏硬度试验第1部分;试验方达(GB/T230.一 -2018,ISO6508-l 2016,MOD)
GB/T3098.23一2020 GB/T231.1金属材料布氏硬度试验第1部分;试验方法(GB/T231.1一2018,Iso65o6-1 2014,MOD) 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱(GB/T3098.1一2010,IsO898-1:2009 GB/T3098.1 MOD GB/T4340.1 金属材料维氏硬度试验第1部分;试验方法(GB/T4340.1一2009,ISsO6507-1: 2005.MOD GB/T5267.1紧固件电镀层(GB/T5267.12002,Is04042;1999,IT) GB/T5267.2紧固件非电解锌片涂层(GB/T5267.22017,ISO10683;2014,MOD) GB/T5267.3紧固件热浸镀锌层(GB/T5267.32008,ISO10684:2004，IT GB;T5276紧固件螺栓、螺钉、螺桂及螺母尺寸代号和标注(GB/T5276一2015，Is0225;201o MOD) GB/T5277紧固件螺栓和螺钉通孔(GB/T5277一1985,eqIsO273:1979) GB/T5779.1紧固件表面缺陷螺栓、螺钉和螺柱 -般要求(GB/T5779.12000,idt1SO6157-1: 1988 GB/T5779.3紧固件表面缺陷螺栓、螺钉和螺柱特殊要求(GB/T5779.3一2000,idtISO6157-3 1988 GB/T16825.1静力单轴试验机的检验第1部分拉力和(或)压力试验机测力系统的检验与校准 GB/T16825.12008，ISO7500-1:2004,IDT 术语和定义 GB/T3098.1界定的术语和定义适用于本文件
代号 GB/T5276,GB/T197给出的以及下列代号适用于本文件
机械加工试件的断后伸长率，% A A 紧固件实物的断后伸长率 .A螺纹公称应力截面积,mm 螺纹长度,mm 螺柱(拧人金属端)螺纹长度,mm b， 螺纹公称直径,mm 机械加工试件的直径,mm dd 外螺纹基本小径,mm dd d 外螺纹基本中径,mm 外螺纹小径,mm d 过渡圆直径(支承面的内径),mmm 楔垫或垫片的孔径,mm 无螺纹杆径,mm 机加工试件螺纹公称直径， mm 螺纹未脱碳的高度， mm 极限拉力载荷,N
GB;/T3098.23一2020 Fmmn最小拉力载荷,N 保证载荷,N 螺纹全脱碳层的深度,mm H 螺纹原始三角形高度， ,mm 最大实体条件下外螺纹的牙形高度， ,mm 头部高度,mm K V型缺口试样的冲击吸收能量， 公称长度,mm 施加载荷前紧固件的总长度， ,mm 卸除第一次载荷后紧固件的总长度， mm 卸除第二次载荷后紧固件的总长度， ,mm 无螺纹杆部长度， ,mm 螺柱的总长度， mm 试验夹具中紧固件未旋合螺纹的长度、 ad mm 机械加工试件直线段的长度 L
mm L
机械加工试件的初始测量长度， mm L 机械加工试件的总长度mm 机械加工试件的最终测量长度,mn A 螺距,mm" 圆角半径,mm 抗拉强度,MPa R R 机械加工试件的规定塑性延伸率为0.2%时的应力,MPa 对边宽度,mm 拉力试验前机械加工试件的横截面积,mm 保证应力,NMPa 机械加工试件的断后横截面积,mm z 机械加工试件的断面收缩率,% 楔负载拉力试验用楔垫角度,() 性能等级的标记制度 本部分性能等级的标记制度按GB/T3098.1的规定
材料 6 表1规定了各性能等级用钢的化学成分极限和最低回火温度
材料化学成分应符合有关材料标准的 规定
注，某些化学元素受一些国家的法规限制或禁止使用,当涉及有关国家或地区时需要注意
GB/T3098.23一2020 表1材料 化学成分极限/%熔炼分析)" 回火温度 性能等级 材料和热处理 min max mmax max max min 0.20 0.55 0.025 0.025 0.003 500 合金钢消火并回火" 8.85 10,.9 合金钢淖火并回火" 0.30 0.55 0.025 0.025 0.003 500 有争议时,实施成品分析
这些合金钢至少应含有下列的一种元素,其最小含量分别为;铬0.30%;镍0.30%;钼0.20%;钥0.10%
当含 有两种、三种或四种复合的合金成分时，合金元素的含量不能少于单个合金元素含量总和的70%
对这些性能等级用材料,应有足够的悴透性,以确保紧固件螺纹截面的芯部在“淖硬”状态、回火前获得约 90%的马氏体组织
机械和物理性能 规定性能等级的紧固件,在环境温度下,应符合表2表6规定的机械和物理性能
第8章为检验紧固件是否符合表2表6的规定,提供了可适用的试验方法
表2螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能 性能等级 No. 机械或物理性能 8.8 10.9 800 1000 公称 抗拉强度R/MPa 830 104o mmin 公称" 640 900 规定塑性延伸率为0.2%时的应力Ra/MPa min 660 940 保证应力Sp"/MPa 公称 600 830 保证应力比Sp会昨/Rp 0.91 0.88 12 机械加工试件的断后伸长率A/% main 52 48 机械加工试件的断面收缩率Z/% min 头部坚固性 不得断裂或出现裂缝 255 320 mmin 维氏硬度HvF>98N 335 380 maX min 250 316 布氏硬度HBw 厂 30D 375 331 max 32 min 23 洛氏硬度HRC 39 n1ax 34 d,e 10 表面硬度HV0.3 max
GB;/T3098.23一2020 表2(续》 性能等级 No. 机械或物理性能 8.8 l0.9 1/2H 2/3H 螺纹未脱碳层的高度E/" /mm min 1 螺纹全脱碳层的深度G/mm 0,015 maX 12 再回火后硬度的降低值Hv max 20 13 27 吸收能量K'J min 表面缺陷 14 GB/T5779 规定公称值,仅为性能等级标记制度的需要,见第5章
测量规定塑性延伸率为0.2%时的应力R， pa
表4和表6规定了保证载荷值
当采用Hv0.3测定表面硬度及芯部硬度时,紧固件的表面硬度不应比芯部硬度(1/2半径处测定)高出30Hv 单位
最高表面硬度不大于390HV
试验温度在一20下测定,见9.9
表3最小拉力载荷粗牙螺纹 性能等级 螺纹公称应力截面积 螺纹规格(d 8.8 10.9 A公称"/mm 最小拉力载荷Fm.mim(A,公称×Rm,mln/N M42 1120 929600 1164800 M45 1310 087300 1362400 1 470 1528800 M48 1220100 M52 1 760 460800 1830400 M56 2030 1684900 2111200 M6o 2360 1958800 2454400 M64 2680 2224400 2787200 3060 M68 2539800 3182400 A.公称的计算见9.1.6.1.
GB/T3098.23一2020 表4保证载荷粗牙螺纹 性能等级 螺纹公称应力截面积 螺纹规格(dD 8.8 10.9 A.公称*/mm 保证载荷Fp(A公称×Sp,公称/N M42 120 672000 929600 M45 1310 786000 1087300 M48 1470 882000 1220100 M52 1056000 1460800 760 ME 2030 1218000 1684900 M60 2360 1416000 1958800 608000 2224400 M64 2680 M68 3060 1836000 2539800 A.公教的计算见9.1.6.1
表5最小拉力载荷细牙螺纹 性能等级 螺纹公称应力截面积 螺纹规格(d×P 8.8 0.9 A.公称"/mm 最小拉力载荷Fm.miA,公称×Rm.mim)/N M45×3 1162000 1456000 l400 M52×4 】830 1518900 1903200 M56×4 2144 1779520 2229760 M60×4 2490 2066700 2589600 M64×4 2851 2366330 2965040 M72×6 346o 2871800 3598400 A.公教的计算见9.1.6.1
表6保证载荷细牙螺纹 性能等级 螺纹公称应力截面积 螺纹规格(d×P 8.8 10.9 A公称"/mm 保证载荷F,(A.会教xSp.公鞍)/N M45×3 1 400 840000 162000 M52×4 1830 1098000 1518900 M56×4 1779520 2144 1286400 M60×X4 2490 1494000 2066700 M64×4 2851 1710600 2366330 M72×6 3460 2076000 2871800 A,公的计算见9.l.6.1.
GB;/T3098.23一2020 试验方法的适用性 8.1通则 FF和MP两个试验系列(组),可对表2规定的紧固件机械和物理性能进行试验
FF组用于紧固 件成品试验而MP组用于紧固件材料性能试验
FF和MP组又分为;FF1,FF2和MP1
8.2紧固件的承载能力 全承载能力的紧固件(标准化的或非标准化的)应按FF1、,FF2对紧固件成品进行拉力试验: 断裂应发生在未旋合螺纹的长度内 a b)其最小拉力载荷(Fm,mm)应符合表3或表5的规定 8.3制造者的控制 按本部分生产的紧固件,当采用表7表9规定的“可实施的试验”时,应能符合表2一表6的技术 要求
本部分不要求制造者对每一生产批都要实施试验,但制造者的责任是;可以选择自己的方法,如工 序控制或检查,以确保每一生产批均符合所有的技术要求
有争议时,应按第9章规定的试验方法
8.4供方的控制 供方可选择自己的方法控制其提供的紧固件符合表2一表6规定的机械和物理性能
有争议时,应按第9章规定的试验方法
8.5需方的控制 需方可按第9章的试验方法,从8.6中选择适当的试验系列控制交付的紧固件质量
有争议时,应按第9章规定的试验方法
8.6对紧固件与机械加工试件可实施的试验 8.6.1通则 按第9章规定的试验方法,表7一表9规定了FF1FF2、MP1的适用性
表7和表8为紧固件成品试验,提供了FF1和FF2试验系列
FFl;用于测定标准头部和标准杆或细杆(全承载能力的)即d,>d或d,~d，的螺栓和螺钉成品 的性能,见表7
FF2;用于测定标准杆或细杆全承载能力的)即d.>d或d,>d的螺柱成品的性能,见表8 表9为紧固件材料性能试验和/或改进工艺的试验,提供了MP1试验系列
FF1和FF2也可用于 -目的
MPl;用于机械加工试件测定紧固件材料性能和/或改进工艺的试验,见表9
8.6.2适用性 各种试验方法对紧固件的适用性按表7表9的规定
GB/T3098.23一2020 8.6.3交付试验结果 当需方要求交付包括试验结果的报告(特殊订单)时.他们应按第9章的规定,并从表7一表9中选 取试验方法
由需方规定的特殊试验,应在订货时协议
表7FF1试验系列全承载能力的螺栓和螺钉成品 性能等级 No. 8,8、10,.9 性能 试验方法 条号 见表21 <2.5或 ！>2.5和 b<2.0d b>2.0d 楔负载拉力试验 9.l NF 最小抗拉强度R m,国n" 拉力试验 9.2 NF 公称保证应力Sp.公称 保证载荷试验 9.3 NF 头部坚固性 9.l 9.5 7或8或9 硬度 硬度试验 10 最高表面硬度 增碳试验 9.7 l1 脱碳试验 最大脱碳层 9.6 再回火后硬度降低值 再回火试验 12 9,8 4 9.10 表面缺陷 表面缺陷检查 可实施:能按第9章实施试验,但有争议时,应按第9章实施
仅在有明确规定时方可实施:能按第9章实施试验,有争议时,本试验是仲裁试验
不可实施;该试验不能实施,因紧固件的形状和/或尺寸影响如长度太短而不能试验、无头的),或因该试验仅 适用于特殊类型的紧固件(如高温处理紧固件的试验》 "/>2和b2d,见9,1.5和9,2.5
有争议时,本试验是伸裁试验
表8FF2试验系列全承载能力的螺柱成品 性能等级 No. 8,8、10,.9 性能 试验方法 条号 见表2 <3或 l>3d和 b<2.0d b>2.0d 最小抗拉强度R
9.2 NF 拉力试验 mmn" 公称保证应力Sp.公称 保证载荷试验 9.3 NF 9.5 了或8或9 硬度 硬度试验 10 最高表面硬度 增碳试验 9.7 脱碳试验 11 最大脱碳层 9.6
GB;/T3098.23一2020 表8(续》 性能等级 No
8,8、10.9 条号 性能 试验方法 见表2) >3和 或 3d b<2.0d b>2.0d 12 再回火后硬度降低值 再回火试验 9.8 14 表面缺陷 表面缺陷检查 9.10 可实施;能按第9章实施试验,但有争议时,应按第9章实施
仅在有明确规定时方可实施;能按第9章实施试验,有争议时,本试验是仲裁试验 不可实施:该试验不能实施,因紧固件的形状和/或尺寸影响如长度太短而不能试验、无头的),或因该试验仅 适用于特殊类型的紧固件(如高温处理紧因件的试验 如果螺柱断裂在拧人金属端的螺纹长度b内,可以最小硬度代替Rmmn,或也可以按9.4用机械加工试件测 定抗拉强度R 有争议时,本试验是仲裁试验
表9MP1试验系列用机械加工试件测定材料性能 性能等级 8,8、10,.9 No. 性能 试验方法 条号 bd d0,75l,和 l 见表2) 和bd 和l> b和 和/>6.5d d+26mm1>5.5d+8mm 最小抗拉强度R 规定塑性延伸率为0.2% 机械加工试 时的应力Rp.是mim 9.4 件的拉力试验 最小断后伸长率Am 最小断面收缩率Z 9.5 或8或9 硬度 硬度试验 l0 9.7 最高表面硬度 增碳试验 最大脱碳层 脱碳试验 9.6 冲击试验 13 最小吸收能量Kv.m 9.9 "或1>55 mm 可实施;能按第9章实施试验,但有争议时,应按第9章实施
仅在有明确规定时方可实施;能按第9章实施试验,有争议时,本试验是仲裁试验 不可实施;该试验不能实施,因紧固件的形状和/或尺寸影响(如长度太短而不能试验,无头的),或因该试验仅 适用于特殊类型的紧固件(如高温处理紧固件的试验 如测定螺柱,最小总长度应在长度公式中增加1d 对螺栓和螺钉,测定Zmi则/>5dl 对螺柱,测定Z则1,>6d. 对螺栓和螺钉,测定Z则>d十20mm. 对螺柱,测定Z则l,>2d+20mm 对螺栓和螺钉,测定Zm则/>4l十8mm 对螺柱,测定Z则5l十8mm
头部高度可以包括在内
GB/T3098.23一2020 9 试验方法 g.1螺栓和螺钉(不含螺柱)成品楔负载试验 g.1.1通则 本试验可同时测定 -螺栓和螺钉成品的抗拉强度Rm; 头与无螺纹杆部或螺纹部分交接处的牢固性 9.1.2适用范围 本试验适用于符合以下规定的螺栓和螺钉 -平支承表面或锯齿形表面; 头部承载能力强于螺纹杆部; 头部承载能力强于无螺纹杆部; 无螺纹杆径d.>d或d,da; 公称长度>2.5d; 螺纹长度bl1.5dl; 栓接结构的螺纹长度b<2d -42mmdl72mm
9.1.3设备 拉力试验机应符合GB/T16825.1的规定
不能使用自动定心装置,因其对图1和表12所规定的 楔垫角度有较大的影响
9.1.4试验装置 夹具、楔垫和螺纹夹具应按以下规定: 硬度;>45HRC 内螺纹夹具的螺纹;按表10的规定; 通孔直径d:;按表11的规定; -楔垫;按图1表11和表12的规定
表10内螺纹夹具的螺纹 螺纹公差 紧固件表面处理 表面处理前紧固件的螺纹 内螺纹夹具的螺纹 不经表面处理 6h或6g 6H 按GB/T5267.1电镀 6H 6g或6e或6f 按GB/T5267.2非电解锌片涂层 6g或6e或6f 6H 按GB/T5267.3热没镀锌,加大攻丝尺寸的螺母蝶纹 -6H 6H 6az -6AZ 6g或6h 6AZ 6AX 6g或6h 6AX 10
GB;/T3098.23一2020 d/2 倒圆或45"倒角,见表11
图1螺栓和螺钉成品楔负载试验用楔垫 表11楔垫孔径和圆角半径 单位为毫米 d 螺纹公称直径(d min max 42 45 45.39 2.7 45 48 48.39 3.2 48 52 52.39 3.2 52 56 56,46 3.5 56 62 64.46 3.7 60 66 66.46 3.9 64 70 70,46 4.2 72 78 78,46 4.8 按GB/T5277中等装配系列
圆角按下式计算 r=r十0.2 式中;rm=(dam一da,min7/2 表12楔负载试验用楔垫角度a 性能等级 螺栓或螺钉的无螺纹杆部长度 全螺纹螺钉、螺栓或螺钉无螺纹杆部长度 螺纹公称直径(d) 2 2d mmm 8.8、10.9 .8、,10.9 a士30 42
GB;/T3098.23一2020 螺柱的总长度,>3.0d; -42mm
GB/T3098.23一2020 未旋合螺纹的长度h>ld
对带短螺纹栓接结构用螺栓的拉力试验,未旋合螺纹的长度la
GB;/T3098.23一2020 51 D)螺栓 螺钉 b 螺杆 螺柱 说明 -载荷 测头与紧固件末端中心孔间应为“球-锥”接触,其他适当的方法也可使用
图3紧固件成品施加保证载荷安装示例 9.3.5试验程序 试件应为经尺寸等检验合格的紧固件
试件每端应进行适当加工,如图3所示
为渊量长度(施加载荷前、后》应将紧固件置于带球而剂 头(或其他适当的方去)的台架式测量仪器中
应使用手套或钳子，以使由温度影响的测量误差敲少到 测量施加载荷前紧固件的总长度(., 最小
按图3所示将紧固件试件拧 人螺纹夹具
对螺挂应使用两个螺技火具
螺纹有效旋合长度至少应 为ld
对未旋合螺纹的长度(l.)应为ld
注，为达到/i=1d的要求,建议先把螺纹夹具拧到螺纹收尾;然后,按相当于1d的扣数拧退火具
对紧固件轴向施加表4或表6规定的保证载荷
试验机夹头的分离速率不应超过31 应保持该保证载荷15s mm/min
卸载后，测量紧固件总长度(. 15
GB/T3098.23一2020 9.3.6试验结果 卸载后,紧固件的总长度应与加载前的相同(其公差士12.5Am为允许的测量误差)
某些不 确定因素，如直线度、螺纹对中性和测量误差，当初次施加保证载荷时,可能导致紧固件明显的伸长
在这种情况下，可使用比表4和表6规定值增大3%的载荷,按9.3.5再次进行试验
如果第二次卸载 后的长度()与其加载前的长度()相同(其公差士12.5m为允许的测量误差)，则应认为符合本试 验要求
g.4机械加工试件拉力试验 9.4.1通则 本试验可测定: 抗拉强度(R.); -0.2%非比例延伸应力(R似2); -机械加工试件的断后伸长率(A); -机械加工试件的断面收缩率(Z g.4.2适用范围 本试验适用于符合以下规定的紧固件 由螺栓和螺钉制取的机械加工试件 a 42mml一72mm; 螺纹长度b>ld 测定A:总长度>6d
+2r2b,见图4); 测定Z:总长度l4d
十2r十2b,见图4)
b)由螺柱制取的机械加工试件 42mm
GB;/T3098.23一2020 说明: d 机械加工试件的直径(d=3/8d) b 螺纹长度(bd.
机械加工试件的初始测量长度
用于测定机械加工试件的断后伸长率;L
=5d，或(5.65v/S) 用于测定机械加工试件的断面收缩率;L>3d
-机械加工试件直线段的长度(L 0十dl
机械加工试件的总长度(L.十2r十2b). ！ S 拉力试验前机械加工试件的横截面积
-圆角半径(r>4mm) 图4偏心取样拉力试验用机械加工试件 9.4.6试验程序 应按GB/T228.1的规定进行拉力试验
试验机夹头的分离速率:对0.2%非比例延伸应力(R朋2 不应超过10mm/min 而对其他的项目不应超过25mm/min
拉力试验应持续进行,直至断裂
测量极限拉力载荷(F.). g.4.7试验结果 9.4.7.1 方法 按GB/T228.1的规定测定下列性能 抗拉强度(Rm). a R前=Fm/S b 规定塑性延伸率为0.2%时的应力R间a)
机械加工试件的断后伸长率,其L
至少为5d
A=(L一lLo/L0×100 式中: 机械加工试件的最终测量长度(见GBT228.1). d)机械加工试件的断面收缩率，其L至少为3d
Z=(S
一S/Sa×100 17
GB/T3098.23一2020 式中 机械加工试件的断后横截面积
g.4.7.2技术要求 下列性能应符合表2的规定: 抗拉强度(Rm); -规定塑性延伸率为0.2%时的应力Rpa); -机械加工试件的断后伸长率(A); -机械加工试件的断面收缩率(Z).
9.5硬度试验 9.5.1通则 本试验可测定 对不能实施拉力试验的紧固件:测定紧固件的硬度 对能实施拉力试验的紧固件(见9.1.9.2和9.4)测定紧固件的最高硬度
注:硬度与抗拉强度可能没有直接的换算关系
最大硬度值的规定,除考虑理论的最大抗拉强度外,还有其他因素 如避免脆断
可以在适当表面,或螺纹横截面上测定硬度
9.5.2适用范围 本试验适用于符合以下规定的紧固件 所有规格 所有性能等级
9.5.3试验方法 可以采用维氏、布氏或洛氏硬度试验测定硬度 维氏硬度试验 a 维氏硬度试验应按GB/T4340.1的规定
布氏硬度试验 b 布氏硬度试验应按GB/T231.1的规定
洛氏硬度试验 洛氏硬度试验应按GB/T230.1的规定
g.5.4试验程序 g.5.4.1通则 应使用经尺寸等检验合格的紧固件进行硬度试验
9.5.4.2在螺纹横截面测定硬度 在距螺纹末端1处取一横截面,并应经适当处理
在1/2半径处测定硬度,见图5
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GB;/T3098.23一2020 说明: -紧固件轴心线; 2-1/2半径处
图51/2半径处测定硬度 9.5.4.3在表面测定硬度 去除表面镀层或涂层,并对试件适当处理后,在头部平面,末端或无螺纹杆部测定硬度 常规检查可使用本方法 g.5.4.4测定硬度用试验载荷 维氏硬度试验用最小载荷为98N
布氏硬度的试验载荷等于30D',单位为牛(N). g.5.5技术要求 对不能实施拉力试验的紧固件和短螺纹长度的栓接结构用螺栓(对拉力试验其螺纹长度知短的、未旋 合螺纹的长度/由<1d),其硬度应在表2规定的范围内
对能实施拉力试验的紧固件,未旋合螺纹的长度li>ld,腰状杆紧固件,以及机械加工试件,其硬 度均不应超过表3规定的最大值 如有争议,应按9.5.4.2的规定,并使用维氏硬度进行仲裁试验
g.6脱碳试验 9.6.1通则 本试验可测定淬火并回火紧固件的表面脱碳和脱碳层深度(见图6)
注:由热处理工艺造成的,超过表2规定的脱碳层,会降低螺纹强度并可能造成其失效
表面碳量的状态应用以下两个方法中的一个测定: 金相法; 硬度法
金相法可以测定螺纹全脱碳层的深度(G)和螺纹未脱碳层的高度(E)(见图6) 硬度法可以测定螺纹未脱碳层的高度(E)和用显微-硬度法测定不完全脱碳(见图6)
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GB/T3098.23一2020 说明 全脱碳; 不完全脱碳; 中径线; 基体金属; 螺纹未脱碳层的高度; G 螺纹全脱碳层的深度; H -最大实体条件下外螺纹的牙型高度
图6脱碳层 9.6.2金相法 9.6.2.1适用范围 本方法适用于符合以下规定的紧固件 所有规格; 8.8级和10.9级
9.6.2.2试件的制备 应从完成全部热处理工序的紧固件上,采用适当的方法制取试件,以确保材料表面原始特征的复现 与保持
在距螺纹末端约一个公称直径(ld)、沿螺纹轴心线截取一纵向截面的试件
试件应嵌人塑料中或 安装在夹具中
安装后,对表面进行研磨和抛光,直至可进行金相检查
注，通常,浸人3%的硝酸乙醉腐蚀液(浓硝酸与乙醇混合液),能显示由于脱碳而造成的金相结构的变化 g.6.2.3试验程序 将试件置于显微镜下,除非另有协议,否则应放大100倍进行检查
如果显微镜带有毛玻璃屏,则可借助刻度直接测量脱碳程序
如果用目镜测量,则应使用带十字准 线或刻度的显微镜
9.6.2.4技术要求 全脱碳层的最大深度,G应符合表2规定的技术要求
不完全脱碳层的高度,E应符合表13规定 的技术要求
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GB;/T3098.23一2020 表13最大实体条件下,外螺纹的牙型高度H和螺纹不完全脱碳层的最小高度值Emn 螺距！ 4.5 5.5 HI 1.840 2.454 2.760 3,067 3.374 3.681 227 1.534 1.687 8.8 0.920 l.380 1.84l 性能 E 等级 0.9 1.227 1.636 1.840 2.249 2.454 2.0447 按表2,No,11的规定计算 9.6.3硬度法(不完全脱碳的仲裁方法 9.6.3.1适用范围 本方法适用于符合以下规定的紧固件 所有规格; -8.8级和10.9级
9.6.3.2试件的制备 应按9.6.2.2制备试件,但不需要腐蚀和去除表面镀层
9.6.3.3试验程序 按图7所示测量第1点和第2点的维氏硬度
试验力为;2.942N(维氏硬度试验HV0.3)
O.4" 八 未脱碳HV(2)>HV(1)一30 未增碳HV3)
GB;/T3098.23一2020 9.7.3.3试验程序 按9.5.4.2的规定,在制备的表面测定维氏硬度
应在横截面上测定基体金属硬度
测定以上硬度中使用的试验力为;2.942N(维氏硬度试验HV0.3)
9.7.3.4技术要求 表面硬度值应等于或小于基体金属硬度值加上30个维氏单位.
表面硬度值超过1/2半径处硬度30个维氏单位,表示已增碳,见表2(No.l0和脚注d,e)对8.8级 和10.9级最大表面硬度的规定
9.8再回火试验 9.8.1通则 本试验适用于检验热处理工艺的最低回火温度 有争议时,本试验是仲裁试验
9.8.2适用范围 本方法适用于符合以下规定的紧固件 所有规格; 8.8级和10.9级
9.8.3试验程序 按9.5.4.2的规定测定维氏硬度,并在一个紧固件上读取三点数值
再回火本紧固件,零件温度应比表1规定的最低回火温度低10C,并保持30min
再回火后,在 同一紧固件上,并在与第一次测定相同的区域,测定新的三点维氏硬度值
9.8.4技术要求 对比再回火前、后三点硬度平均值
再回火后,(如果有时)硬度降低,应小于20个维氏单位
9.9机械加工试件冲击试验 9.9.1通则 本试验用于检验在规定的低温条件下紧固件材料的韧性
在供需双方协议中有要求时,实施本 试验 9.9.2适用范围 本试验适用于符合以下规定的紧固件: 由螺栓、螺钉和螺柱制取的机械加工试件; 所有规格; 螺栓和螺钉的总长(包括头部)>55mm; 螺柱的总长l55mm; 8.8级、10.9级
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GB/T3098.23一2020 9.9.3试验仪器与装置 试验仪器与装置应符合GB/T229的规定
g.9.4机械加工试件 应从尺寸等检验合格的紧固件成品上制取试件
机械加工试件应符合GB/T229夏比V型缺口试验)的规定
该试件应沿螺杆纵向,尽量靠近紧 固件表面,并尽可能远离螺纹部分
试件无刻槽的一边应靠近紧固件的表面
9.9.5试验程序 机械加工试件应置于恒温一20C的条件下,用2mm的摆锤刀刃半径,按GB/T229的规定进行 试验 9.9.6技术要求 试件在一20C温度下的吸收能量,应符合表2的规定
注其他试验温度与吸收能量值可在有关产品标准中或由供需双方协议规定
g.10表面缺陷检查 紧固件表面缺陷应控制在能够接收的范围内
对8.8级和10.9级紧固件表面缺陷的检查,应按 G;B/T5779.3的规定
10标志 0.1通则 只有全面符合本分部规定的技术要求,才能按第5章的标记制度进行标记,以及按10.2和10.3或 10.4提供标志
除非在产品标准中另有规定,否则在头部顶面凸起的标志高度,不应计人头部高度尺寸
10.2制造者识别标志 制造者识别标志应在生产过程中,在标志性能等级代号的所有紧固件产品上进行标志
也推荐在 不标志性能等级的紧固件上标志制造者识别标志
紧固件的销售者使用自己的识别标志,也应视为制造者识别标志
10.3全承载能力紧固件的标记与标志 10.3.1通则 按本部分技术要求生产的全承载能力的紧固件,应按10.3.2~10.3.3进行标志
在10.3.210.3.3中规定允许任意选择的标志,应由制造者确定
10.3.2性能等级的标志代号 性能等级的标志代号,应按表14的规定
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GB;/T3098.23一2020 表14全承载能力紧固件的标志代号 性能等级 8.8 0.9 标志代号 8.8 l0.9 标志代号中的".”可以省略
10.3.3识别标志 10.3.3.1六角头螺栓和螺钉 六角头螺栓和螺钉应标志制造者识别标志和表14规定的性能等级的标志代号
对所有性能等级的紧固件均要求制出标志
标志最好在头部顶面用凹字或凸字,或在头部侧面用凹字(见图8)
制造者识别标志
性能等级 图8六角头螺栓和螺钉标志示例 0.3.3.2内六角和内六角花形圆柱头螺钉 内六角和内六角花形圆柱头螺钉应标志制造者识别标志和表14规定的性能等级的标志代号
对所有性能等级和公称直径的紧固件均要求制出标志
标志最好在头部侧面用凹字或在头部顶面用凹字或凸字(见图9). 8.8 XYZ 8.8 图9内六角圆柱头螺钉标志示例 0.3.3.3螺柱 螺柱应标志制造者识别标志和表14规定的性能等级的标志代号，或表15规定的可选用的性能等 级标志符号
应在螺柱无螺纹杆部进行标志,如不可能时,应在螺柱的拧人螺母端标志性能等级,并可省略标志 制造者识别标志(见图10)
对过盈配合的螺柱应在拧人螺母端标志性能等级,并可省略标志制造者识别标志
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GB/T3098.23一2020 图10螺柱标志示例 表15可选用的螺柱标志符号 性能等级 8.8 10.9 标志符号 允许该符号仅显示轮廓或整个区域凹陷
0.4包装标志 对各类紧固件、所有规格的所有包装上,均应有标志(含贴或拴标签)
标志应包括制造者和/或经 销者商标(或识别标志)和性能等级标志代号,以及GB/T90.3规定的生产批号
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GB;/T3098.23一2020 参 考文献 [1]GB/T150.2一2011 压力容器第2部分:材料 [[2]GB/T193普通螺纹直径与螺距系列(GB/T1932003,IsO261:1998，MOD [[3]GB/T9145普通螺纹中等精度、优选系列的极限尺寸(GB/T9145一2003，IsO965-2 1998,MOD specifededleatedand/orlow [4]EN10269;2013Ssteelsandnickelalloysforfastenerswith temperatureproperties ASTMF2281:2004StandardSpecificationforStainlessSteelandNickkelAlloyBolts，Hex CapSerews，andStuds，forHeatResistaneeandHlighTemperatureApplieations [6” ASTMA320/A320M:2018StandardSpecificationforAlloy-SteelandStainlessSteel BoltingforLow-Temperat atureService
紧固件机械性能M42～M72螺栓、螺钉和螺柱GB/T3098.23-2020解读
《GB/T3098.23-2020 紧固件机械性能 M42～M72 螺栓、螺钉和螺柱》是我国新发布的一项国家标准，主要规定了M42～M72级别的紧固件的机械性能指标。这些紧固件广泛应用于各种领域，如航空、航天、交通、电力等重要行业。
该标准主要涉及的机械性能指标包括拉伸强度、屈服强度、延伸率、冲击功、硬度等。这些指标对紧固件的使用寿命、抗疲劳性、耐腐蚀性等方面有着重要的影响，是保证紧固件质量和可靠性的重要指标。
针对该标准中提到的各项机械性能指标，本文将逐一进行解读。首先是拉伸强度，这是材料在受力时最大的拉应力值。在GB/T3098.23-2020中规定了M42～M72级别的螺栓、螺钉和螺柱的拉伸强度应不小于695MPa。其次是屈服强度，这是材料在受力时开始发生塑性变形的应力值。标准规定M42～M72级别的紧固件的屈服强度应不小于525MPa。
紧固件的延伸率是指在拉伸过程中材料的伸长量与初始长度之比，也是衡量材料韧性的一个重要参数。标准中规定M42～M72级别的紧固件的延伸率应不小于14%。
冲击功是指材料在瞬间受到冲击载荷时能够吸收的能量。螺栓、螺钉和螺柱作为连接件，在受到外部冲击载荷时需要具备一定的抗冲击性能。标准中规定，M42～M72级别的紧固件的冲击功应不小于27J。
硬度是指材料抵抗局部变形或划痕的能力，通常用洛氏硬度（HRC）表示。在标准中，M42～M72级别的紧固件要求硬度不小于34HRC。
以上就是《GB/T3098.23-2020 紧固件机械性能 M42～M72 螺栓、螺钉和螺柱》所规定的基本机械性能指标。对于专业人士来说，掌握这些指标及其要求，有利于正确选择和使用紧固件，保证连接的牢固性和安全性。在实际应用中，不同场景需要选择不同级别的紧固件，而机械性能则是判定是否符合要求的关键指标之一。因此，严格按照GB/T3098.23-2020标准进行材料选择、生产制造和检测验收是非常必要的。 此外，在使用过程中还需注意以下几点：首先，要避免超载使用，以免引起失效；其次，要注意环境条件，防止腐蚀等影响；最后，要定期进行检测和维修，及时发现问题并处理。 总之，《GB/T3098.23-2020 紧固件机械性能 M42～M72 螺栓、螺钉和螺柱》为紧固件的制造、选择和使用提供了基本依据，同时也有利于提高国内紧固件行业的整体水平。希望本文对专业人士有所帮助。
