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1、检测实验室检测实验室/品保培训教材品保培训教材 2004年年9月月 第二版第二版 紧固件产品等级和机械性能 一、 紧固件的分类：B 大螺丝 S 小螺丝 N 螺帽 E 其它扣件 二、 紧固件参照的标准：ISO、ASTM、DIN、JIS、ANSI/ASME、GB。 三、 碳钢中各类元素对钢性质的影响： 1、碳（C） 、提高钢件强度，尤其热处理性能；但随含碳量的增加 塑性和韧性下降，会影响到钢件的冷镦性能和焊接性能。 2、锰（Mn） 、提高钢件强度，并在一定程度上提高可淬性，即在 淬火时增加了淬硬渗入的强度，锰还能改进表面质量，但是太多的锰对 延展性和可焊性不利同时会影响电镀时对镀层的控制。 3、镍
2、（Ni） 、提高钢件强度，改善低温下的韧性，提高耐大气腐蚀 能力，并可保证稳定的热处理效果，减小氢脆的作用。 4、铬（Cr） 、提高可淬性，改善耐磨性，提高耐腐蚀能力，并有利 于高温下保持强度。 5、钼（Mo） 、能帮助控制可淬性，降低钢对回火脆性的敏感性， 提高高温下的抗拉强度有很大影响。 6、硼（B） 、能提高可淬性，并且有助于使低碳钢对热处理产生预 期的反应。 7、矾（V） 、细化奥氏体晶粒，改善韧性。 8、硅（Si） 、保证钢件强度，适当的含量可以改善钢件塑性和韧性。 四、 钢的种类和在紧固件行业的运用： 普通钢： 含磷量不大于 0.045%，含硫量不大于 0.055%。 优质钢： 含
3、磷量不大于 0.04%，含硫量不大于 0.045%。 第 1 页 共 36 页 检测实验室检测实验室/品保培训教材品保培训教材 2004年年9月月 第二版第二版 工具钢： 磷、硫含量不大于 0.04%。 高优质钢：磷、硫含量不大于 0.03%。 含碳量小于 0.25%的低碳钢，强度低、塑性、可焊性较好；含碳量 在 0.25-0.45%间叫做中碳钢，较高强度、塑性、可焊性较差，若经过热 处理，则强度和硬度有显著提高，含碳量大于 0.45%的钢叫高碳钢，塑 性和可焊较差，热处理后有很高的强度和硬度。 08、10、15、20、25 等号钢含碳量较低，强度小而塑性好。可用于 制造各种容器，或用来制造冲
4、压件，焊接结构件及螺钉、螺母、垫圈和 需要渗碳的零件。 30、35、40、45、50 等号钢含碳量中等，强度较高、韧性和加工性 较好，通常要经过淬火，回火等处理，可用来制造轴类、齿轮、丝杆、 连杆、套筒等。 55、 60、 70 等号钢含量较高， 淬火后有较高弹性， 可用于制造弹簧、 轧辊和钢丝绳等。 钢材中材质中的英文字母表示：A 表示是铝（Al）脱氧钢；K 表示 是硅（Si）脱氧钢；CH 表示冷打；F 表示细晶粒；B 表达加入含合金元 素硼。 合金钢：合金钢： 规定的最大含锰量超过 1.65%，或者 规定的最大含硅量超过 1.65%，或者 规定的最大含铜量超过 1.65%，或者 含铬量低于
5、 4.0%， （超过 4.0%将列为不锈钢） ，或钢中含有 规定最小含量的铝、硼、钴、钶、钼、镍、钛、钒或锆或任何其 它加入钢内达到特殊效果的元素。 第 2 页 共 36 页 检测实验室检测实验室/品保培训教材品保培训教材 2004年年9月月 第二版第二版 紧固件机械性能介绍：紧固件机械性能介绍： 大螺丝机械性能采用的标准： 大螺丝机械性能采用的标准： ISO 898ISO 898. .1/GB 30981/GB 3098. .1、1、JIS B1051、JIS B1051、SAE J429、ASTM A354、ASTM A307、ASTM A449、ASTM A193、 SAE J429、A
6、STM A354、ASTM A307、ASTM A449、ASTM A193、DIN 267.11、DIN 267.11、ASTM5074 公制普通螺栓所用之材料： ASTM5074 公制普通螺栓所用之材料： JISB1051/GB3098.1 化学成份，% C 性能等级 材料和热处理 min max P max S max B max 回火温 度 min 3.6 - 0.200.050.06 0.003 - 4.6 4.8 - 0.550.050.06 0.003 - 5.6 0.13/0.150.550.05 0.06 5.8 6.8 碳钢 - 0.550.050.06 0.003 - 0
7、.15 0.400.0350.035 8.8 低碳合金钢(如硼锰或铬),淬火 并回火或中碳钢,淬火并回火 0.25 0.550.0350.035 0.003 425 0.15 0.350.0350.035 9.8 低碳合金钢(如硼锰或铬),淬火 并回火或中碳钢,淬火并回火 0.25 0.550.0350.035 0.003 425 10.9 低碳合金钢(如硼锰或铬),淬火 并回火 0.15 0.350.0350.035 0.003 340 0.25 0.20 0.55 0.55 0.035 0.035 0.035 0.035 0.003 10.9 中碳钢淬火并回火, 或中低碳合金钢(如硼锰或铬
8、),淬 火并回火或合金钢淬火并回火 0.20 0.550.0350.035 0.003 425 12.9 或合金钢淬火并回火 0.28 0.500.0350.035 0.003 380 1. 硼的含量可达 0.005%,其非有效硼可由添加钛和(或)铝控制. 2. 这些性能等级允许采用易切钢制造,其硫,磷,铅的最大含量为:硫 0.34%;磷 0.11%;铅 0.35%. 3. 为保证良好的淬透性,螺纹直径超过 20mm 的紧固件,需采用对 10.9 级规定的钢. 4. 含碳量低于 0.25%(桶样分析)的低碳硼合金钢的锰最低含量为:8.8 级 0.6%;9.8、10.9、10.9 级 0.7%.
9、 5. 该产品应在性能等级代号下增加一横线标志,其应符合 10.9 级规定的所有性能,而较低的回火温度对 其在提高温度条件下,将造成不同程度的应力削弱. 6. 用于该性能等级的材料应具有良好的淬透性,以保征紧固件螺纹截面的芯部在淬火后,回火前获得约 90%的马氏体组织. 7. 合金钢应至少含有以下元素的一种元素,其最小含量为:铬 0.30%,镍 0.30%,钼 0.20%,钒 0.10%. 8. 12.9 级的表面不允许有金相能测出的白色磷聚集层. 公制螺栓机械性能： 公制螺栓机械性能： 第 3 页 共 36 页 检测实验室检测实验室/品保培训教材品保培训教材 2004年年9月月 第二版第二版
10、 JIS B1051JIS B1051/ISO 898.1/ISO 898.1/GB 3098.1GB 3098.1 螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能 性能等级 8.8 机械和物理性能 3.6 4.6 4.8 5.6 5.86.8 d16 mm d16 mm 9.8 10.912.9 公称抗拉强度b公称 N/mm2 300 400 500 600 800 800 900 10001200 最小抗拉强度bmin N/mm2 330 400 420500 520600 800 830 900 10401220 min 95 120 130155 160190 250 255 290 320 385
11、 维氏硬度 HV F90N max 220/250 250 320 335 360 380 435 min 90 114 124147 152181 238 242 276 304 366 布氏硬度 HB F=90D2 max 209/238 238 304 318 342 361 414 HRB 52 67 71 79 82 89 - - - - - min HRC - - - - - - 22 23 28 32 39 HRB 95.0/99.5 99.5 - - - - - 洛氏硬度 HR max HRC - - 32 34 37 39 44 表面硬度 HV0.3 max - 10.9 级
12、表面硬度不超出 390HV 公称 180 240 320300 400480 - - - - - 屈服点s, N/mm2 min 190 240 340300 420480 - - - - - 公称 - - 640 640 720 900 1080规定非比例伸应 力 p0.2,N/mm2 min - - 640 660 720 940 1100 Sp/s 或 Sp/P0.2 0.94 0.94 0.910.930.900.92 0.91 0.91 0.90 0.88 0.88 保证 应力 SP, N/mm2 180 225 310 280380 440 580 600 650 830 970
13、破坏扭矩 MB, NM Min - 按国标 GB3098.13 执行 断后伸长率 q,% Min 25 22 14 20 10 8 12 12 10 9 8 断面收缩率 x,% Min - 52 48 48 44 楔负载 对螺栓螺钉实物进行测试应符合其最小抗拉强度 冲击吸收功 Aku，J - 25 - 30 30 25 20 15 头部坚固性 不得断裂 螺纹未脱碳层的最小高度E - H/2 2H/33H/4 全脱碳层的最大深度 G mm - 0.015 再回火后的硬度 - 回火前后硬度均值之差不大于 20HV 表面缺陷 按国标 GB/T5779.1 或 GB/T5779.3 规定 1. 因超拧
14、造成载荷超出保证载荷时，对螺纹直径 d16mm 的 8.8 级螺栓则推荐参考 GB/T3098.2 2. 9.8 级螺栓仅适用于螺纹直径 d16mm. 3. 对钢结构螺栓 8.8 级为 12mm. 4. 最小抗拉强度适用于公称长度L2.5d 的产品;最低硬度适用于长度小于 2.5d 和其它不能进行拉力试验产品. 5. 对螺栓螺钉和螺柱的实物进行楔负载试验时,应按最小抗拉强度计算. 6. 对于 5.8 级以下螺栓螺钉和螺柱末端测试的硬度的最大值为:250HV/238HB 或 99.5HRB. 7. 最小屈服点仅适用于 L6d 的螺栓螺钉和螺栓. 8.表面硬度不比心部硬度高出 30 个维氏硬度 第
15、 4 页 共 36 页 检测实验室检测实验室/品保培训教材品保培训教材 2004年年9月月 第二版第二版 英制（英制（SAE J429）螺栓所用材料）螺栓所用材料： Grade 1 2 4 5 5.15.27 8 8.1 8.2 Material and Treatment Low or medium carbon steel Medium Carbon cold drawn steel Medium Carbon steel quenched and tempered Low or medium carbon steel Medium Carbon alloy steel quenched and tempered SAE 1541 Low or medium carbon steel Min - - - 0.28 0.15 0.150.28 0.28 0.28 0.15 C Max 0.55 0.55 0.55 0.55 0.30 0.250.55 0.55 0.55 0.25 Mn Min - - - - -0.74- - - 0.74 P Max 0.048 0.048 0.048 0.048 0.048 0.0480.0400
