3 要求
3.1 性能等級、材料及使用配合
3.1.1 螺栓、螺母、墊圈的性能等級和材料按表1的規(guī)定。表中35VB鋼的技術(shù)條件見附錄A。
表1
類別 | 性能等級 | 材料 | 標準編號 | 適用規(guī)格 |
螺栓 | 10.9S | 20MnTiB ML20MnTiB | GB/T 3077 CB/T 6478 | ≤M24 |
35VB |
| ≤M30 | ||
8.8S | 45、35 | CB/T 699 | ≤M20 | |
20MnTiB、40Cr ML20MnTiB | CB/T 3077 CB/T 6478 | ≤M24 | ||
35CrMo | CB/T 3077 | ≤M30 | ||
35VB |
| |||
螺母 | 10H | 45、35 ML35 | CB/T 699 CB/T 6478 |
|
8H | ||||
墊圈 | 35HRC~45HRC | 45、35 | CB/T 699 |
3.1.2 螺栓、螺母、墊圈的使用配合按表2的規(guī)定。
表2
類別 | 螺栓 | 螺母 | 墊圈 |
型式尺寸 | 按 GB/T 1228規(guī)定 | 按 GB/T 1229規(guī)定 | 按 GB/T 1230規(guī)定 |
性能等級 | 10.9S | 10H | 35HRC~45HRC |
8.8S | 8H | 35HRC~45HRC |
3.2 機械性能
3.2.1 螺栓機械性能
3.2.1.1 試件機械性能
制造廠應(yīng)將制造螺栓的材料取樣,經(jīng)與螺栓制造中相同的熱處理工藝處理后,制成試件進行拉伸試驗,其結(jié)果應(yīng)符合表3的規(guī)定,當螺栓的材料直徑≥16mm時,根據(jù)用戶要求,制造廠還應(yīng)增加常溫沖擊試驗,其結(jié)果應(yīng)符合表3的規(guī)定。
表3
性能等級 | 抗拉強度 Rm/Mpa | 規(guī)定非比例延伸強度 Rp0.2/Mpa | 斷后伸長率 A/% | 斷后收縮率 Z/% | 沖擊吸收功 AkU2/J |
不小于 | |||||
10.9S | 1040~1240 | 940 | 10 | 42 | 47 |
8.8S | 830~1030 | 660 | 12 | 45 | 63 |
3.2.1.2 實物機械性能
進行螺栓實物楔負載試驗時,拉力載荷應(yīng)在表4規(guī)定的范圍內(nèi),且斷裂應(yīng)發(fā)生在螺紋部分或螺紋與螺桿交接處。
表4
螺紋規(guī)格d | M12 | M16 | M20 | (M22) | M24 | (M27) | M30 | ||
公稱應(yīng)力截面積As/mm2 | 84.3 | 157 | 245 | 303 | 353 | 459 | 561 | ||
性能等級 | 10.9S | 拉力 | 87700~104500 | 163000~195000 | 255000~304000 | 315000~376000 | 367000~438000 | 477000~569000 | 583000~696000 |
8.8S | 70000~86800 | 130000~162000 | 203000~252000 | 251000~312000 | 293000~364000 | 381000~473000 | 466000~578000 |
當螺栓l/d≤3時,如不能做楔負載試驗,允許做拉力載荷試驗或芯部硬度試驗。拉力載荷應(yīng)符合表4的規(guī)定,芯部硬度應(yīng)符合表5的規(guī)定。
表5
性能等級 | 維氏硬度 | 洛氏硬度 | ||
min | max | min | max | |
10.9S | 312 HV30 | 367 HV30 | 33 HRC | 39 HRC |
8.8S | 249 HV30 | 296 HV30 | 24 HRC | 31 HRC |
3.2.1.3 脫碳層
螺栓的脫碳層按GB/T 3098.1的有關(guān)規(guī)定。
3.2.2 螺母機械性能
3.2.2.1 保證載荷
螺母的保證載荷應(yīng)符合表6的規(guī)定。
表6
螺紋規(guī)格D | M12 | M16 | M20 | (M22) | M24 | (M27) | M30 | ||
性能等級 | 10H | 拉力載荷/N | 87700 | 163000 | 255000 | 315000 | 367000 | 477000 | 583000 |
8H | 70000 | 130000 | 203000 | 251000 | 293000 | 381000 | 466000 |
3.2.2.2 硬度
螺母硬度應(yīng)符合表7的規(guī)定。
表7
性能等級 | 洛氏硬度 | 維氏硬度 | ||
min | max | min | max | |
10H | 98 HRB | 32 HRC | 222 HV30 | 304 HV30 |
8H | 95 HRB | 30 HRC | 206 HV30 | 289 HV30 |
3.2.3 墊圈的硬度
墊圈的硬度為329 HV30~436 HV30(35 HRC~45 HRC)。
3.3 連接副的扭矩系數(shù)
3.3.1高強度大六角頭螺栓連接副應(yīng)按保證扭矩系數(shù)供貨,同批連接副的扭矩系數(shù)平均值為0.110~0.150,扭矩系數(shù)標準偏差應(yīng)小于或等于0.0100。每一連接副包括1個螺栓、1個螺母、2個墊圈,并應(yīng)分屬同批制造。
3.3.2扭矩系數(shù)保證期為自出廠之日起6個月,用戶如需延長保證期,可由供需雙方協(xié)議解決。
3.4 螺栓、螺母的螺紋
3.4.1螺紋的基本尺寸按GB/T 196粗牙普通螺紋的規(guī)定。螺栓螺紋公差帶按GB/T 197的6g,螺母螺紋公差帶按GB/T 197的6H。
3.4.2螺紋牙側(cè)表面粗糙度的最大參數(shù)值Ra應(yīng)為12.5μm。
3.5 螺栓的螺紋末端
螺栓的螺紋末端按GB/T 1228和GB/T 2的規(guī)定。
3.6 表面缺陷
3.6.1螺栓、螺母的表面缺陷分別按GB/T 5779.1和GB/T 5779.2的規(guī)定。
3.6.2墊圈不允許有裂縫、毛刺、浮銹和影響使用的凹痕、劃傷。
3.7 其他尺寸及形位公差
螺栓、螺母和墊圈的其他尺寸及形位公差應(yīng)符合GB/T 3103.1和GB/T 3103.3有關(guān)C級產(chǎn)品的規(guī)定。
3.8 表面處理
螺栓、螺母和墊圈均應(yīng)進行保證連接副扭矩系數(shù)和防銹的表面處理,表面處理工藝由制造廠選擇。
4 試驗方法
4.1 螺栓試驗方法
4.1.1 試件的拉伸試驗和沖擊試驗
拉伸試件和沖擊試件應(yīng)在同一根棒材上截取,并經(jīng)同一熱處理工藝處理。
4.1.1.1 拉伸試驗
原材料經(jīng)熱處理后,按GB/T 228的規(guī)定制成拉伸試件。加工試件時,其直徑減小量不應(yīng)超過原材料直徑的25%(約為截面積的44%),并以此確定試件直徑。試驗方法按GB/T 228的規(guī)定。
4.1.1.2 沖擊試驗
原材料經(jīng)熱處理后,按GB/T 229中關(guān)于缺口深度為2mm的標準夏比U型缺口沖擊試件的規(guī)定制成試件,并在常溫下進行沖擊試驗。試驗方法按GB/T 229的規(guī)定。
4.1.2 楔負載試驗
螺栓頭下置一10°楔墊(見圖1),在拉力試驗機上將螺栓擰在帶有內(nèi)螺紋的專用夾具上(至少6扣),然后進行拉力試驗。10°楔墊的型式、尺寸及硬度按GB/T 3098.1的規(guī)定。
圖1
4.1.3 芯部硬度試驗
試驗在距螺桿末端等于螺紋直徑d的截面上進行,對該截面距離中心的四分之一螺紋直徑處,任測4點,取后3點平均值。試驗方法按GB/T 230.1或GB/T 4340.1的規(guī)定。驗收時,如有爭議,以維氏硬度(HV30)試驗為仲裁。
4.1.4 脫碳試驗
按GB/T 3098.1的規(guī)定。
4.2 螺母試驗方法
4.2.1 保證載荷試驗
將螺母擰入螺紋芯棒(見圖2),試驗時夾頭的移動速度不應(yīng)超過3 mm/min,對螺母施加表6規(guī)定的保證載荷,持續(xù)15s螺母不應(yīng)脫扣或斷裂。當去除載荷后,應(yīng)可用手將螺母旋出,或者借助扳手松開螺母(但不應(yīng)超過半扣)后用手旋出。在試驗中,如螺紋芯棒損壞,則試驗作廢。
D0按GB/T 5277對中等裝配的規(guī)定。
圖2
螺紋芯棒的硬度應(yīng)≥45HRC,其螺紋公差帶為5h6g,但大徑應(yīng)控制在6g公差帶靠近下限的四分之一的范圍內(nèi)。
4.2.2 硬度試驗
試驗在螺母支承面上進行,任測4點,取后3點平均值。試驗方法按GB/T230.1或GB/T 4340.1的規(guī)定。驗收時,如有爭議,以維氏硬度(HV30)試驗為仲裁。
4.3 墊圈硬度試驗
在墊圈的表面上任測4點, 取后3點平均值。試驗方法按GB/T230.1或GB/T 4340.1的規(guī)定。驗收時,如有爭議,以維氏硬度(HV30)試驗為仲裁。
4.4 連接副扭矩系數(shù)試驗
4.4.1連接副的扭矩系數(shù)試驗在軸力計上進行,每一連接副只能試驗一次,不得重復(fù)使用。
扭矩系數(shù)計算公式如下:
式中:
K——扭矩系數(shù);
T——施擰扭矩(峰值),單位為牛米(N·m);
P——螺栓預(yù)拉力(峰值),單位為千牛(kN);
d——螺栓的螺紋公稱直徑,單位為毫米(mm)。
4.4.2施擰扭矩T是施加于螺母上的扭矩,其誤差不得大于測試扭矩值的2%。使用的扭矩扳手準確度級別應(yīng)不低于JJG 707-2003中規(guī)定的2級。
4.4.3螺栓預(yù)拉力P用軸力計測定,其誤差不得大于測定螺栓預(yù)拉力的2%。軸力計的最小示值應(yīng)在1kN以下。
4.4.4進行連接副扭矩系數(shù)試驗時,螺栓預(yù)拉力值P應(yīng)控制在表8所規(guī)定的范圍內(nèi),超出該范圍者,所測得扭矩系數(shù)無效。
表8(單位:千牛)
螺栓螺紋規(guī)格 | M12 | M16 | M20 | (M22) | M24 | (M27) | M30 | |||
性能等級 | 10.9S | P | max | 66 | 121 | 187 | 231 | 275 | 352 | 429 |
min | 54 | 99 | 153 | 189 | 225 | 288 | 351 | |||
8.8S | max | 55 | 99 | 154 | 182 | 215 | 281 | 341 | ||
min | 45 | 81 | 126 | 149 | 176 | 230 | 279 |
4.4.5組裝連接副時,螺母下的墊圈有倒角的一側(cè)應(yīng)朝向螺母支承面。試驗時,墊圈不得發(fā)生轉(zhuǎn)動,否則試驗無效。
4.4.6進行連接副扭矩系數(shù)試驗時,應(yīng)同時記錄環(huán)境溫度。試驗所用的機具、儀表及連接副均應(yīng)放置在該環(huán)境內(nèi)至少2h以上。
5 檢驗規(guī)則
5.1 出廠檢驗按批進行。同一性能等級、材料、爐號、螺紋規(guī)格、長度(當螺栓長度≤100mm 時,長度相差≤15mm;螺栓長度>100mm時,長度相差≤20mm,可視為同一長度)、機械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的螺栓為同批;同一性能等級、材料、爐號、螺紋規(guī)格、機械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的螺母為同批;同一性能等級、材料、爐號、規(guī)格、機械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的墊圈為同批。分別由同批螺栓、螺母、墊圈組成的連接副為同批連接副。
同批高強度螺栓連接副最大數(shù)量為3000套。
5.2 連接副扭矩系數(shù)的檢驗按批抽取8套,8套連接副的扭矩系數(shù)平均值及標準偏差均應(yīng)符合3.3.1規(guī)定。
5.3 螺栓楔負載、螺母保證載荷、螺母硬度和墊圈硬度的檢驗按批抽取,樣本大小n=8,合格判定數(shù)Ac=O。
5.4 螺栓、螺母和墊圈的尺寸、外觀及表面缺陷的檢驗抽樣方案按GB/T 90.1的規(guī)定。
5.5 用戶對產(chǎn)品質(zhì)量有異議時,在正常運輸和保管條件下,應(yīng)在產(chǎn)品出廠之日起6個月之內(nèi)向供貨方提出。如有爭議,雙方按本標準的要求進行復(fù)驗裁決。
6 標志與包裝
6.1 螺栓應(yīng)在頭部頂面制出性能等級和制造廠凸型標志(見圖3),標志中“·”可以省略。標志中第一部分數(shù)字(“·”前)表示公稱抗拉強度的1/100,第二部分數(shù)字(“·”后)表示公稱屈服強度與公稱抗拉強度比值的10倍,字母S表示鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角頭螺栓,××為制造廠標志。
6.2 螺母應(yīng)在頂面上制出性能等級和制造廠標志(見圖4)。標志中數(shù)字表示螺母性能等級,字母H表示鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角螺母,××為制造廠標志。
圖3
圖4
6.3 制造廠應(yīng)以批為單位提供產(chǎn)品質(zhì)量檢驗報告書,內(nèi)容如下:
a)批號、規(guī)格和數(shù)量;
b)性能等級;
c)材料、爐號、化學(xué)成分;
d)試件拉力試驗和沖擊試驗數(shù)據(jù);
e)實物機械性能試驗數(shù)據(jù);
f)連接副扭矩系數(shù)測試值、平均值、標準偏差和測試環(huán)境溫度;
g)出廠日期。
6.4 包裝箱應(yīng)牢固、防潮。箱內(nèi)應(yīng)按連接副的組合進行包裝,不同批號的連接副不得混裝。每箱質(zhì)量不得超過40kg。包裝箱內(nèi)分裝方法由制造廠選擇。
6.5 包裝箱外應(yīng)有制造廠、產(chǎn)品名稱、標準編號、批號、規(guī)格、數(shù)量、毛重等明顯標記。
附錄A
(規(guī)范性附錄)
35VB 鋼技術(shù)條件
A.1 35VB鋼的化學(xué)成分應(yīng)符合表A.1的規(guī)定。
表A.1
化學(xué)成分 | C | Mn | Si | P | S | V | B | Cu |
范圍/% | 0.31~0.37 | 0.50~0.90 | 0.17~0.37 | ≤0.04 | ≤0.04 | 0.05~0.12 | 0.001~0.004 | ≤0.25 |
A.2 采用直徑為25mm的試樣毛還,經(jīng)熱處理后的機械性能應(yīng)符合表A.2的規(guī)定。
表A.2
試樣熱處理制度 | 抗拉強度 | 規(guī)定非比例延伸強度 RP0.2/MPa | 斷后伸長率 A/% | 斷后收縮率 Z/% | 沖擊吸收功 AkU2/J |
不小于 | |||||
淬火870℃水冷 回火550℃水冷 | 785 | 640 | 12 | 45 | 55 |
A.3 鋼材應(yīng)進行冷頂鍛試驗,不允許有裂口或裂縫。
A.4 其余技術(shù)條件按GB/T 3077的規(guī)定。