SAEJ公制外螺纹钢制紧固件机械性能和材料要求中文版.docx

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SAEJ公制外螺纹钢制紧固件机械性能和材料要求中文版

MechanicalandMaterialRequirementsforMetric ExternallyThreadedSteelFasteners

公制外螺纹钢制紧固件机械性能与材料要求

1.Scope范围

1.1ThisSAEStandardcoversthemechanicalandmaterialrequirementsforeightpropertyclassesofsteel,externallythreadedmetricfastenersinsizesM1.6throughM36,inclusive,andsuitableforuseinautomotiveandrelatedapplications.

本SAE标准涵盖汽车及相关工业使用，尺寸在M1.6到M36钢铁外螺纹紧固件的八个性能等级的机械性能与材料要求。

1.2Productsincludedarebolts,screws,studs,U-bolts,preassembledscrewandwasherassemblies（sems）,andproductsmanufacturedthesameassemsexceptwithoutwasher.

产品包括：

螺栓、螺钉、螺柱、U型螺栓、预装配的螺钉和垫片组件以及与预装配组件一样加工的无垫圈产品。

1.3Productsnotcoveredaretappingscrews,thread-rollingscrews,andself-drillingscrews. MechanicalandmaterialrequirementsfortheseproductsarecoveredinotherSAEdocuments.

产品不包括自攻螺钉、自挤螺钉、钻尾螺钉。

这些产品的机械性能与材料要求包含在SAE另外的标准中。

1.4Thetermstudasreferredtoherein,appliestoacylindricalrodofmoderatelength,threadedoneitheroneor bothendsorthroughoutitsentirelength. Itdoesnotapplytoheaded,collared,orsimilarproductswhichare morecloselycharacterizedbyrequirementsshownhereinforbolts.

螺柱这里是指适用于中等长度圆柱杆，螺纹在一端有或两端都有，或全螺纹的产品。

它并不适用于有头的、带定位的或类似于本文中所要求的螺栓特性近似的产品。

1.5Forspecificationpurposes,thisdocumenttreatsU-boltsasstuds. Thus,whereverthewordstudsappears,U-boltsisalsoimplied. U-boltscoveredbythisdocumentarethoseusedprimarilyinthesuspensionandrelatedareasofvehicles. （DesignersshouldrecognizethattheUconfigurationmaynotsustainaloadequivalenttotwoboltsorstudsofthesamesizeandgrade。

thusactualload-carryingcapacityofU-boltsshouldbedeterminedbysaddleloadtests.）

为了规范，本标准将U型螺栓是为螺柱。

因此，本文中涉及到的螺柱要求，U型螺栓同样适用。

本文所提及的U型螺栓是使用于车辆悬挂位置或相关位置的产品。

（设计者应了解到同样尺寸、等级的U型螺栓与两个螺栓或螺柱的载荷是不相等的，因此，U型螺栓的实际承载应以鞍型荷重测试方法来判定。

2References参考资料

2.1ApplicablePublications—Thefollowingpublicationsformapartofthisspecificationtotheextentspecifiedherein. Unlessotherwiseindicated,thelatestissueofSAEpublicationsshallapply.

适用版本-下列出版物作为本标准的一部分。

除非另有规定，应采用SAE最新版本标准。

2.1.1SAEPUBLICATIONS—AvailablefromSAE,400CommonwealthDrive,Warrendale,PA15096-0001.

SAE美国汽车工程协会出版物

SAEJ121M—DecarburizationinHardenedandTemperedMetricThreadedFasteners

公制螺纹紧固件淬硬和回火的脱碳要求

SAEJ123—SurfaceDiscontinuitiesonBolts,Screws,andStudsinFatigueApplications

用于疲劳载荷的螺栓、螺钉及螺柱的表面不连续性

SAEJ429—MechanicalandMaterialRequirementsforExternallyThreadedFasteners

外螺纹紧固件的机械性能及材料要求

SAEJ1061—SurfaceDiscontinuitiesonGeneralApplicationBolts,Screws,andStuds

通用螺栓、螺钉及螺柱的表面不连续性

2.1.2ASTMPUBLICATIONS—AvailablefromASTM,100BarrHarborDrive,WestConshohocken,PA19428-2959.

ASTM美国材料与实验协会出版物

ASTMA307—SpecificationforCarbonSteelBoltsandStuds,60000psiTensile

抗拉强度60kpsi碳钢螺栓、螺柱的相关规范要求

ASTMA354—SpecificationforQuenchedandTemperedAlloySteelBolts,Studs,andOtherExternallyThreadedFasteners

淬火和回火合金钢螺栓、螺柱和其他外螺纹紧固件的标准规范

ASTMA449—SpecificationforQuenchedandTemperedSteelBoltsandStuds

淬火和回火钢制螺栓及螺柱的标准规范

ASTMF606M—StandardTestMethodsforDeterminingtheMechanicalPropertiesofExternallyandInternallyThreadedFasteners,Washers,andRivets

测定外螺纹及内螺纹紧固件、垫圈及铆钉的机械特性的实验方法（M制）

2.1.3ASMEPUBLICATION—AvailablefromASME,345East47Street,NewYork,NY10017-2330.

ASME美国机械工程师协会出版物

ASMEB18.2.1

3.Designations标示

3.1Propertyclassesaredesignatedbynumberswhereincreasingnumbersgenerallyrepresentincreasingtensile strengths.Thedesignationsymbolconsistsoftwoparts:

性能等级由数字标示，数字越大通常代表抗拉强度越大。

标示符号由两部分组成：

a.Thefirstnumeralofatwo-digitsymbolorthefirsttwonumeralsofathree-digitsymbolapproximates1/100oftheminimumtensilestrengthinMPa.

二个数字符号的第一个数或三个数字符号的前两位数接近最小抗拉强度（MPa）的1/100。

b.Thelastnumeralapproximates1/10oftheratioexpressedasapercentagebetweenminimumyieldstressandminimumtensilestress.

最后一个数字约1/10的比率表示为最小屈服强度与最小抗拉强度指间的百分比。

3.2Forspecificationpurposes（onengineeringdrawings,purchaseorders,etc.）allpropertyclassdesignationsare usedincombinationwithasinglebasicspecificationnumberasfollows:

为了规范（在工程图、采购订单等文件中），所有性能等级标示使用由单个基本规范的数字组合，如下所示：

SAEJ1199（4.6）

SAEJ1199（4.8）

SAEJ1199（5.8）

SAEJ1199（8.8）

SAEJ1199（9.8）

SAEJ1199（10.9）

3.3PropertyClasses性能等级

3.3.1Machinescrewsarenormallyavailableonlyinclasses4.8and9.8。

otherbolts,screws,andstudsareavailableinallclasseswithinthespecifiedproductsizelimitationsgiveninTables1Aand1B.

机械螺钉通常仅适用于4.8级和9.8级；其他螺栓、螺钉和螺柱适用于表1A和表1B所规定所有等级。

3.3.2Screwandwasherassemblies（sems）arecoveredbyclasses4.8and9.8andallowabledeviationsfromnormal9.8requirementsarestatedinfootnotesthroughoutthedocument.

螺钉和垫片组件涵盖在4.8级和9.8级中，偏离正常9.8级的允差要求在整篇文档有脚注。

3.3.3Attheoptionofthemanufacturer,class5.8maybesuppliedwitheitherclass4.6or4.8isordered,andclass 4.8maybesuppliedwhenclass4.6isordered.

供应商可自行选择：

4.6级或4.8级订单产品可按5.8级提供；4.6级订单产品可按4.8级提供。

3.4ConversionGuidance转换指导

3.4.1Forguidancepurposesonly,toassistdesignersinselectingapropertyclass:

仅为引导目的，以协助设计者选着性能等级：

a.Class4.6isapproximatelyequivalenttoSAEJ429,Grade1andASTMA307,GradeA.

4.6级性能强度近似于SAEJ429等级1和ASTMA307等级A的性能强度。

b.Class5.8isapproximatelyequivalenttoSAEJ429,Grade2.

5.8级性能强度近似于SAEJ4292级的性能强度。

c.Class8.8isapproximatelyequivalenttoSAEJ429,Grade5,andASTMA449.

8.8级性能强度近似于SAEJ4295级和ASTMA499的性能强度。

d.Class9.8haspropertiesapproximately9%strongerthanSAEJ429,Grade5,andASTMA449.

9.8级机械性能强度比SAEJ4295级和ASTMA499的强度高约9%。

e.Class10.9isapproximatelyequivalenttoSAEJ429,Grade8,andASTMA354,GradeBD.

10.9级性能近似于SAEJ4298级和ASTMA354BD级的性能强度。

表1A—螺栓、螺钉和螺柱的机械性能要求

性能等级

公称直径

全尺寸产品保证载荷Mpa

（1）

全尺寸产品最小抗拉强度Mpa

（1）

加工试样产品（尺寸大于M24）最小屈服强度Mpa

加工试样产品（尺寸＞M24）最小抗拉强度Mpa

（2）

加工试样产品（尺寸＞M24）最小伸长率%

加工试样产品（尺寸＞M24）最小端面收缩率%

4.6

M5到M36

225

400

240（3）

400

22

35

4.8

M1.6到M16

310

420

-

-

-

-

5.8

M5到M24（4）

380

520

-

-

-

-

8.8

M17到M36

600

830

660

830

12

35

9.8

M1.6到M16（5）

650

900

-

-

-

-

10.9

M6到M36

830

1040

940

1040

9

35

1.全尺寸产品每一性能等级的保证载荷及抗拉强度值见表5。

2.屈服强度是应力发生在0.2%的永久变形的量具长度计算所得的应力。

3.屈服点适用于替代屈服强度在0.2%偏移量的4.6级产品。

4.5.8级适用于产品长度≤150mm的螺栓及螺钉，以及所有长度的螺柱。

5.对于9.8级的螺钉与垫片组件产品，基材硬度可在25-40HRC（270-390HV）之间，表面硬度不能超过60HR30N. 此要求同样适用于和组件一样加工的无垫片，尺寸在M1.6到M12的产品。

表1B—螺栓、螺钉和螺柱的机械性能要求

性能等级

公称直径

最大表面洛氏硬度30N

产品洛氏硬度最小

（1）

产品洛氏硬度最大

产品维氏硬度最小

（1）

产品维氏硬度最大

4.6

M5到M36

-

B67

B87

120

180

4.8

M1.6到M16

-

B71

B87

130

180

5.8

M5到M24

（2）

-

B82

B95

160

220

8.8

M17到M36

（3）

C23

C34

254

336

9.8

M1.6到M16（4）

（3）

C27

C36

279

354

10.9

M6到M36

（3）

C33

C39

327

382

1.如果最小抗拉强度满足要求，最小硬度值不予要求。

2.5.8级适用于产品长度≤150mm的螺栓及螺钉，以及所有长度的螺柱。

3.表面硬度不得超过多于两点测得的基材硬度（洛氏C相当），10.9级情况下也不得超过59HR30N.

4.对于9.8级的螺钉与垫片组件产品，基材硬度可在25-40HRC（270-390HV）之间，表面硬度不能超过60HR30N. 此要求同样适用于和组件一样加工的无垫片，尺寸在M1.6到M12的产品。

3.4.2Notethatclass8.8isapplicabletosizesabove16mm,andclass9.8isapplicabletosizes16mmandsmaller.

8.8级适用于尺寸大于16mm的产品，9.8适用于尺寸≤16mm的产品。

4MaterialsandProcesses材料及流程

4.1SteelCharacteristics—Bolts,screws,andstudsshallbemadeofsteelconformingtothedescriptionandchemicalcompositionrequirementsspecifiedinTable2fortheapplicablepropertyclass.

钢材特性-螺栓、螺钉和螺柱材料应符合表2中各相应等级的相关说明及化学成分要求。

性能等级

说明与化学成分

4.6和4.8

供应商自选-低、中碳钢（所有尺寸），成分要求：

C:

≤0.55、P:

≤0.048，S:

≤0.058

5.8

供应商自选-低、中碳钢（所有尺寸），成分要求：

C:

0.13-0.55、P:

≤0.048，S:

≤0.058。

仅对螺柱:

S:

≤0.33

8.8

供应商自选-

中碳钢（所有尺寸），成分要求：

C:

0.28-0.55、P:

≤0.048，S:

≤0.058，仅对螺柱:

S:

≤0.13；

中碳合金钢（尺寸＞M24），成分要求：

C:

0.28-0.55、P:

≤0.040，S:

≤0.045；

客户指定材料-

低碳马氏体钢（尺寸≤M20）,成分要求：

C:

0.15-0.27,Mn:

0.74-1.46,P:

≤0.038,S:

≤0.048,B:

0.0005-0.003

（1）。

中碳硼钢（尺寸≤M24）,成分要求：

C:

0.25-0.40,Mn:

≥0.74P:

≤0.048,S:

≤0.058,B:

0.0005-0.003

（1）。

9.8

供应商自选-

中碳钢（所有尺寸），成分要求：

C:

0.28-0.55,P:

≤0.048,S:

≤0.058。

仅对螺柱:

S:

≤0.13；

对螺钉与垫片组件产品以及和组件一样加工的无垫片产品，尺寸≤M12，碳含量可0.15-0.40，见表6注2；

客户指定材料-

低碳马氏体钢（尺寸≤M20）,成分要求：

C:

0.15-0.27,Mn:

0.74-1.46,P:

≤0.038,S:

≤0.048,B:

0.0005-0.003

（1）。

中碳硼钢（尺寸≤M24）,成分要求：

C:

0.25-0.40,Mn:

≥0.74P:

≤0.048,S:

≤0.058,B:

0.0005-0.003

（1）。

10.9

供应商自选-

中碳合金钢（所有尺寸），成分要求：

C:

0.28-0.55,P:

≤0.040,S:

≤0.045,细晶粒。

淬硬性≥47HRC

（2）

SAE1541或SAE1541H（尺寸≤M12）,细晶粒；

客户指定材料-

碳钢（尺寸≤M20）,细晶粒；

低碳马氏体钢（尺寸≤M20）,成分要求：

C:

0.15-0.27,Mn:

0.74-1.46,P:

≤0.038,S:

≤0.048,B:

0.0005-0.003

（1）,淬硬性≤40HRC

（2）。

中碳硼钢（尺寸≤M24）,成分要求：

C:

0.25-0.40,Mn:

≥0.74P:

≤0.048,S:

≤0.058,B:

0.0005-0.003

（1）,淬硬性≤40HCR

（2）。

1.由低碳马氏体钢和中碳硼钢制造的产品须按照表6注1的要求进行标识识别。

2.钢材须有淬硬性，淬硬性能产生最小硬度值（洛氏硬度C）,此硬度测与螺栓、螺钉或螺柱（淬火后）螺纹端一个公称直径横切面的中心位置。

4.2Headingpractice头部成型

4.2.1Methodsotherthanupsettingand/orextrusionarepermittedonlybyspecialagreementbetweenpurchaserandmanufacturer.

有别于一般镦锻成型或挤压成型以外的成型方式需经过买卖双方同意方可执行。

4.2.2Class4.6maybehotorcoldheadedatoptionofthemanufacturer.

4.6级的产品用热锻或冷锻，由制造方决定。

4.2.3Class4.8,5.8,8.8,9.8,and10.9boltsandscrewsinsizesuptoM20inclusive,andlengthsupto10timesthenominalproductsizeor150mm,whicheverisshorter,shallbecoldheaded,exceptthattheymaybehotheadedbyspecialagreementofthepurchaser.Largersizesandlongerlengthsmaybecoldorhotheadedatoptionofthemanufacturer.

4.8、5.8、8.8、9.8和10.9级螺栓、螺钉，尺寸≤M20、长度是小于等于产品公称尺寸10倍或≤150mm须冷镦成型，客户特别要求热锻成型的除外。

大尺寸或较长尺寸的产品则可由制造者自行决定使用冷锻或热锻成型。

4.3ThreadingPractice—Class4.8,5.8,8.8,9.8,and10.9boltsandscrewsinsizesuptoM20inclusive,andlengthsupto150mminclusive,shallberollthreaded,exceptbyspecialagreement.Threadsofallsizesofclass4.6boltsandscrewsandclass4.8,5.8,8.8,9.8,and10.9boltsandscrewsinsizesoverM20and/orlengthslongerthan150mm,mayberolled,cut,orground,atoptionofthemanufacturer.Threadsofallclassesandsizesofstudsmayberolled,cut,orgroundatoptionofthema