常用緊固件材料之詳細要求

2022/9/27

一、螺栓、螺釘和螺柱的材料要求（GB/T3098.1-2000）

 

性能等級	材料和熱處理	化學成分，%					回火溫度 ℃ min
		C		P max	S max	B1) max
		min	max
3.62)	碳鋼	——	0.20	0.05	0.06	0.003	——
4.62)		——	0.55	0.05	0.06	0.003	——
4.82)
5.6		0.13	0.55	0.05	0.06	0.003	——
5.82)		——	0.55	0.05	0.06
6.82)
8.83)	低碳合金鋼（如硼、錳或鉻），淬火并回火或中碳鋼，淬火并回火	0.154)	0.04	0.035	0.035	0.003	425
		0.25	0.55	0.035	0.035
9.8	低碳合金鋼（如硼、錳或鉻），淬火并回火或中碳鋼，淬火并回火	0.154)	0.35	0.035	0.035	0.003	425
		0.25	0.55	0.035	0.035
10.95)、6)	低碳合金鋼（如硼、錳或鉻），淬火并回火	0.154）	0.35	0.035	0.035	0.003	340
10.96)	中碳鋼，淬火并回火或低、中碳合金鋼（如硼、錳或鉻），淬火并回火或合金鋼淬火并回火7）	0.25 0.204)	0.55 0.55	0.035 0.035	0.035 0.035	0.03	425
		0.20	0.55	0.035	0.035	0.003
10.96)、8）、9）	合金鋼，淬火并回火7）	0.28	0.50	0.035	0.035	0.003	380

 

1）硼的含量可達0.005%，其非有效硼可由添加鈦和（或）鋁控制。

2）這些性能等級允許采用易切制造，其硫，磷及鉛的最大含量為：硫0.34%；磷0.11%；鉛0.35%。

3）為了保證良好的淬透性，螺紋直徑超過20mm的緊固件，需采用對10.9級規定的鋼。

4）含碳量低于0.25%（桶樣分析）的低碳合金鋼的錳最低含量為：8.8級：0.6%；9.8、10.9和10.9級：0.7%。

5）該產品應在性能等級代號下增加一橫線標志。10.9級應符合對10.9級規定的所有性能，而較低的順火溫度對其在提譏溫度的條件下，將造成不同程度的應力削弱。

6）用于該性能等級的材料應具有良好的淬透性，以保證緊固件螺紋截面的芯部在淬火后、回火前獲得約90%的馬氏體組織。

7）合金鋼至少應含有以下遠素中的一種元素，其最小含量為：鉻0.30%；鎳0.30%；鉬0.20%；釩0.10%

8）考慮承受抗拉應力，12.9級的表面不允許有金相能測出的白色磷聚集層。

9）該化學成分和回火溫度尚在調查研究中。

 

二、螺母

 

1.螺母（精牙螺紋）的材料技術要求（GB/T3098.2-2000）

性能等級		化學成分，%
		C max	Mn min	P max	S max
41）、51）、61）	——	0.50	——	0.060	0.150
8、9	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0.30%；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（>M16的l型螺母）、10和12級螺母應進行淬火并回火處理。

 

2.螺母（細牙螺紋）的材料技術要求（GB/T3098.4-2000）

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)	052)	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（l 型螺母）、10和12級螺母應進行淬火并回火處理。

 

3.鉚螺母的材料（GB/T17880.6-1999）

 

產品	材料	標準號
鋼平頭、沉頭、小沉頭、1200小沉頭及平頭六角鉚螺母	08F	GB/T699
	ML10	GB/T6478
鋁合金平頭及沉頭鉚螺母	5056（原LF5-1）	GB/T3190
	6061（原LD30）

 

 

4.有效力矩型鋼六角鎖緊螺母的材料技術要求（GB3098.9-93）

   制造螺母體的材料應與螺母（粗牙螺紋）的材料相同。
   制造金屬或非金屬嵌件的材料由制造者確定。

 

三、緊定螺釘的材料技術要求（GB/T3098.3-2000）

性能等級	材料	熱處理	化學成分,%
			C		P max	S max
			min	max
14H	碳鋼1）、2）	——	0.50	——	0.11	0.15
22H	碳鋼3）	淬火并回火	0.50	——	0.05	0.05
33H	碳鋼3）	淬火并回火	0.50	——	0.05	0.05
45H	合金鋼3）、4）	淬火并回火	0.50	0.19	0.05	0.05
1）使用易切鋼時，其鉛、磷及硫的最大含量為：鉛0.35%；磷0.11%；硫0.34% 2)方頭緊定螺釘允許表面硬化。 3）可以采用最大含鉛量為0.35%的鋼材。 4）應含有一種或多種鉻、鎳、鉬、釩或硼合金元素。

 

注：性能等級45H的緊定螺釘在能滿足GB/T3098.3-2000標準中第6.3條規定的保證扭矩要求時，亦可采用其他材料制造。

四、耐熱用螺紋連接副（3098.8-92）
      適用于既能隨高溫、交變載荷，又要在相當大的程度上保持預緊力和耐疲勞強度的工況條件下使用的緊固件材料要求。
1.用于大于+300℃的材料，見表。

 

持續工作的極限溫度（參考） ℃	螺栓、螺柱		螺母
	材料牌號	標準牌號	材料牌號	標準牌號
400	35A 45	GB699	35	GB699
500	30CrMo 35CrMo 35CrMoA	GB3077	35、45	GB699
			20CrMoA	GB3077
510	21CrMoV		20CrMoA 35CrMoA	GB3077
550	20CrMoV 21CrMoV		30CrMo 35CrMo	GB3077
570	20CrMoVTiB 20CrMoVnBTiB		20CrMoV 21CrMoV
600	2Cr12WMoVNbB	(YB/Z8)	20CrMoV
650	GH2132	GBn177	21CrMoV

 

1）螺栓、螺柱應比累母的硬度高（如高30-50HB）。
2）受力套管的材料，推薦采用與螺柱相同的材料。

2.材料料應經低倍組織的檢查。其中，一般疏松、中心疏松和方框形偏析均不得超過GB1979規定的二級。

五、不銹鋼緊固件的材料技術要求
    螺栓、螺釘和螺柱（3098.3-2000），螺母（3098.15-2000），緊定螺釘（3098.16-2000）
    按有關國家標準生產的緊固件適用的不銹鋼材料在表1中給出。
    除非供需雙方另有協議，化學成分應在鋼組規定的范圍內，由制造者選擇。
    在有晶間腐蝕傾向的場合，推薦按ISO3651-1或ISO3651-2的規定進行試驗。在此情況下，推薦采用穩定型的A3和A5，或者采用含碳量不超過0.03%的A2和A4不銹鋼。

表1 不銹鋼組別與化學成分

類別	級別	化學成分1），%									注
		C	Su	Mn	P	S	Cr	Mo	Ni	Cu
奧氏體	A1	0.12	1	6.5	0.2	0.15-0.35	16-19	0.7	5-10	1.75-2.25	2)、3）、4）
	A2	0.1	1	2	0.05	0.053	15-20	—5）	8-19	4	7）、8）
	A3	0.08	1	2	0.045	0.03	17-19	—5）	9-12	1	9）
	A4	0.08	1	2	0.045	0.03	16-18.5	2-3	10-15	1	8）、10）
	A5	0.08	1	2	0.045	0.03	16-18.5	2-3	10.5-14	1	9）、10）
馬氏體	C1	0.09-0.15	1	1	0.05	0.03	11.5-14	—	1	—	10）
	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	—	2）、10）
鐵素體	F1	0.12	1	1	0.04	0.03	15-18	—6）	1	—	11）、12）

 

1）除已表明者外，均系最大值。
2）硫可用硒代替。
3）如鎳含量低于8%，則錳的最小含量必須為5%。
4）鎳含量大于8%時，對銅的最小含量不予限制。
5）鉬含量可能在制造者的說明書中出現，但對某些使用場合，如有必要限定鉬的極限含量，則必須在訂單中由用戶注明。
6）鉬含量可能在制造者的說明書中出現。
7）如鉻含量低于17%，則鎳的最小含量應為12%。
8）對最大含碳量達到0.03%的奧氏體不銹鋼，氮含量最高可達到0.22%。
9）為了穩定組織，鈦含量應≥5×C%-0.8%，并應按本表適當標志或者鈮和（或）鉭含量應≥10×C%-1.0%。并應按本表適當標志。
10）對較大直徑的產品。為達到規定的機械性能，在制造者的說明書中，可能有較高的碳含量，但對奧氏體鋼不應超過0。12%。
11）鈦含量可能為≥5×C%-0.8%
12）鈦含量可能為≥10×C%-1.0%

六、有色金屬制造的螺栓、螺釘、螺柱和螺母
      適用于各性能等級有色金屬緊固件的材料牌號：（GB3098.10-93）

性能等級	材料牌號	標準編號		性能等級	材料牌號	標準編號
CU1	T2	GB5231		AL1	LF2	GB3190
CU2	H63	GB5232		AL2	LF11-LF5	GB3190
CU3	HPb58-2	GB5232		AL3	LF43	GB3190
CU4	QSn6.5-0.4	GB5233		AL4	LY8、LD9	GB3190
CU5	QSi1-3	GB5233		AL5	—	—
CU6	—	—		AL6	LC9	GB3190
CU7	QA1-10-4-4	GB5233			—

根據供需雙方協議，當供方能夠保證機械性能時，可以采用表以外的材料。
為保證緊固件符合有關機械性能的要求，由制造者確定是否進行熱處理。

附：適用的國際標準材料牌號

性能等級	材料編號	標準編號
CU1	Cu-ETP或Cu-FRHC	ISO1337
CU2	CuZn37	ISO426/1
CU3	CuZn39Pb3	ISO426/2
CU4	CuSn6	ISO427
CU5	CuNiSi	ISO1187
CU6	CuZn40Mn1Pb	—
CU7	CuA110Ni5Fe4	ISO428
AL1	AlMg3	ISO209
AL2	AlMg5	ISO209
AL3	AlSi1MgMn	ISO209
AL4	AlCu4MgSi	ISO209
AL5	AlZnMgCu0.5	—
AL6	AlZn5.5MgCu	ISO209

七、自攻類螺釘
1.自鉆自攻螺釘的材料（GB/T3098.11-1995）

化學成分，%						材料牌號參考
C		Mn		P	S
min	max	min	max	max	max
0.13	0.27	0.64	1.71	0.04	0.04	20Mn、15MnB（GB699）

注：允許的硼的含量范圍為：0.05-0.30%

2.自擠螺釘（包括自攻鎖緊螺釘）（GB3098.7-2000）
自擠螺釘應用滲碳冷鐓制造。表1給出的材料化學成分僅是指導性的。

表1 化學成分

分析	成分極限，%
	碳	錳
桶樣	0.15-0.25	0.70-1.65
檢驗	0.13-0.27	0.64-1.71
注：如果通過添加鈦和（或）鋁使不起作用的硼受到控制，則硼含量可達到0.005%

3.自攻螺釘由冷鐓、滲碳鋼制造（GB3098.5-2000）

4.木螺釘的材料牌號（GB922-86）

種類	材料牌號	標準編號
碳素鋼	Q215、Q235	GB700
銅及銅合金	H62、HPb59-1	GB4424、GB4425

注：
1）不同冶煉和澆注方法制造的鋼材材同樣可以采用。
2）“牌號”欄內每一通欄中所列各種材料，可以互相通用。

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