新紧固件产品等级和机械性能.docx
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新紧固件产品等级和机械性能
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（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：
含磷量不大于0.04%，含硫量不大于0.045%。
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：
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。
紧固件机械性能介绍：
大螺丝机械性能采用的标准：
ISO898.1/GB3098.1、JISB1051、SAEJ429、ASTMA354、ASTMA307、ASTMA449、ASTMA193、DIN267.11、ASTM5074
公制普通螺栓所用之材料：
JISB1051/GB3098.1
性能等级
材料和热处理
化学成份，%
回火温度℃
min
C
P
max
S
max
B①
max
min
max
3.6②
碳钢
-
0.20
0.05
0.06
0.003
-
4.6②
-
0.55
0.05
0.06
0.003
-
4.8②
5.6
0.13/0.15
0.55
0.05
0.06
0.003
-
5.8②
-
0.55
0.05
0.06
6.8②
8.8③
低碳合金钢（如硼锰或铬）,淬火并回火或中碳钢,淬火并回火
0.15④
0.40
0.035
0.035
0.003
425
0.25
0.55
0.035
0.035
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
0.15④
0.35
0.035
0.035
0.003
425
0.25
0.55
0.035
0.035
10.9⑤⑥
低碳合金钢（如硼锰或铬）,淬火并回火
0.15④
0.35
0.035
0.035
0.003
340
10.9⑥
中碳钢淬火并回火,
或中低碳合金钢（如硼锰或铬）,淬火并回火或合金钢淬火并回火⑦
0.25
0.20④
0.55
0.55
0.035
0.035
0.035
0.035
0.003
425
0.20
0.55
0.035
0.035
0.003
12.9⑥⑧⑨
或合金钢淬火并回火⑦
0.28
0.50
0.035
0.035
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%.
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：
JISB1051/ISO898.1/GB3098.1螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能
机械和物理性能
性能等级
3.6
4.6
4.8
5.6
5.8
6.8
8.8
9.8
10.9
12.9
d≤16
mm
d＞16
mm
公称抗拉强度ób公称N/mm2
300
400
500
600
800
800
900
1000
1200
最小抗拉强度óbminN/mm2
330
400
420
500
520
600
800
830
900
1040
1220
维氏硬度HV
F≥90N
min
95
120
130
155
160
190
250
255
290
320
385
max
220/250
250
320
335
360
380
435
布氏硬度HB
F=90D2
min
90
114
124
147
152
181
238
242
276
304
366
max
209/238
238
304
318
342
361
414
洛氏硬度HR
min
HRB
52
67
71
79
82
89
---
---
---
---
---
HRC
---
---
---
---
---
---
22
23
28
32
39
max
HRB
95.0/99.5
99.5
---
---
---
---
---
HRC
---
--
32
34
37
39
44
表面硬度HV0.3max
------
10.9级表面硬度不超出390HV
屈服点ós,N/mm2
公称
180
240
320
300
400
480
---
---
---
---
---
min
190
240
340
300
420
480
---
---
---
---
---
规定非比例伸应力
óp0.2,N/mm2
公称
---
---
640
640
720
900
1080
min
---
---
640
660
720
940
1100
保证应力
Sp/ós或Sp/óP0.2
0.94
0.94
0.91
0.93
0.90
0.92
0.91
0.91
0.90
0.88
0.88
SP,N/mm2
180
225
310
280
380
440
580
600
650
830
970
破坏扭矩MB,N●MMin
------
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/3
3H/4
全脱碳层的最大深度Gmm
--------
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.因超拧造成载荷超出保证载荷时，对螺纹直径d≤16mm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d≤16mm.
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L≥2.5d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L≥6d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
英制（SAEJ429）螺栓所用材料：
Grade
1
2
4
5
5.1
5.2
7
8
8.1
8.2
MaterialandTreatment
Lowormediumcarbonsteel
Medium
Carboncolddrawnsteel
MediumCarbonsteelquenchedandtempered
Lowormedium
carbonsteel
MediumCarbonalloysteelquenchedandtempered
SAE
1541
Lowormediumcarbonsteel
Element%
C
Min
--
---
---
0.28
0.15
0.15
0.28
0.28
0.28
0.15
Max
0.55
0.55
0.55
0.55
0.30
0.25
0.55
0.55
0.55
0.25
MnMin
---
---
---
---
---
0.74
---
---
---
0.74
PMax
0.048
0.048
0.048
0.048
0.048
0.048
0.040
0.040
0.048
0.048
SMax
0.058
0.058
0.13
0.058
0.058
0.058
0.045
0.045
0.058
0.058
BMin
---
---
---
---
---
0.0005
----
---
---
0.0005
英制螺栓（SAEJ429）的机械性质：
强度等级
GradeDesignation
产品Products
规格NominalSizeDiaIn
FullSizeBolts，
Screws，Studs，Sems
机械性能MachineTestSpecimenOf
Bolts，Screws，andStuds
Surface
Hardness
Core
Hardness
Proof
Load
Tensile
Strength
Yield
Strength
Tensile
Strength
Elongation伸长率
ReductionOf
Area断面收缩
Rockwell
30NMax
Rockwell
Min
Max
1
Bolts螺栓
Screws螺钉
Studs螺柱
1/4thru1-1/4
33000
60000
36000
60000
18
35
---
B70
B100
2
Bolts螺栓
Screws螺钉
Studs螺柱
1/4thru3/4
55000
74000
57000
74000
18
35
---
B80
B100
Over3/4thru1-1/2
33000
60000
36000
60000
18
35
---
B70
B100
4
Studs螺柱
1/4thru1-1/2
65000
115000
100000
115000
10
35
---
C22
C32
5
Bolts螺栓
Screws螺钉
Studs螺柱
1/4thru1
85000
120000
92000
120000
14
35
54
C25
C34
Over1thru1-1/2
74000
105000
81000
10500
14
35
50
C19
C30
5.1d此螺丝有垫片
Bolts螺栓
Screws螺钉
Studs螺柱
No.6thru5/8
85000
120000
---
---
---
---
59.5
C25
C40
No.6thru1/2
/
/
/
/
/
/
/
/
/
5.2
Bolts螺栓
Screws螺钉
1/4thru1
85000
120000
92000
120000
14
35
56
C26
C36
7e此螺丝热处理后辗牙
Bolts螺栓
Screws螺钉
1/4thru1-1/2
105000
13300
115000
133000
12
35
54
C28
C34
8
Bolts螺栓Screws螺钉
Studs螺柱
1/4thru1-1/2
120000
150000
130000
15000
12
35
58.6
C33
C39
8.1
Studs螺柱
1/4thru1-1/2
120000
150000
130000
150000
10
35
---
C32
C38
8.2
Bolts螺栓
Screws螺钉
1/4thru1
120000
150000
130000
150000
10
35
58.6
C33
C39
Chemical化学成份
Carbon:
碳
Manganesemin锰
Phosphorusmax磷
Sulfur,max硫
Boron,min硼
Type1
Heatanalysis
Productanalysis
0.28-0.55
0.25-0.58
0.60
0.57
0.040
0.048
0.050
0.058
---
---
Type2
Heatanalysis
Productanalysis
0.15-0.38
0.13-0.41
0.70
0.67
0.040
0.048
0.050
0.058
0.0005
0.0005
强度等级
GradeDesignation
产品Products
规格
NominalSizeDia.In
FullSizeBolts，
Screws，Studs，
SurfaceHardness
Hardness硬度
Proof
Load
Tensile
Strength
Yield
Strength
Elongationin
4Dmin%
ReductionofArea,min%
Rockwell
30NMax
Brinell
HB布氏
Rockwell
HRC洛氏
TYPE2
Bolts螺栓
Studs螺柱
1/4thru1
85ksi
120ksi
92ksi
14
35
/
255to321
25to34
TYPE1
over1thru1-1/2
over1-1/2thru3
74ksi
55ksi
105ksi
90ksi
81ksi
58ksi
14
14
35
35
/
223to285
183t235
19to30
---
英制螺栓（ASTMA449）的化学成份和机械性质：
配合的螺帽为ASTMA563中的产品：
Thesevaluesaretheastheover-tappingrequiredforzinccoatednutsinSpecificationASTMA563
1/4至1-1/2英寸普通产品配合的螺帽为ASTMA563的B普通螺帽（hex）；1-1/2至3英寸普通产品配合的螺帽为ASTMA563的A重型螺帽（heavyhex）；1/4至3英寸镀锌产品配合的螺帽为ASTMA563的DH重型螺帽（heavyhex）
英制螺栓（ASTMA307）的化学成份和机械性质：
Chemical
化学成份
Carbon:
碳
Manganesemin锰
Phosphorusmax磷
Sulfurmax硫
Boronmin硼
GradeA
Heatanalysis
Productanalysis
max0.29
max0.33
max0.90
max0.93
max0.04
max0.041
max0.15
---
①
---
GradeB
Heatanalysis
Productanalysis
max0.29
max0.33
max0.90
max0.93
max0.04
max0.041
max0.05
max0.051
---
备注:
1lbf=4.448N1ksi=6.9Mpa1lbf=0.4593kgf
强度等级
GradeDesignation
产品Products
规格Nominal
SizeDiaIn
FullSizeBolts，
Screws，Studs，
SurfaceHardness
Hardness硬度
Proof
Load
Tensile
Strength
Yield
Strength
Elongationin
2inmin%
ReductionofAreamin%
Rockwell
30NMax
Brinell
HB
Rockwell
HRB
GradeA
Bolts螺栓
Studs螺柱
Lessthan3xdia
3xdiaandlonger
/
Min
60ksi
---
18
/
/
121-241
max241
69-100
max100
GradeB
Lessthan3xdia
3xdiaandlonger
/
60-100ksi
---
18
/
/
121-212
max212
69-95max95
GradeC
All
/
58-80ksi
36（50）ksi
23
/
/
Nohardnessrequired
①Resulfurizedsteelisnotsubjecttorejectionbasedonproductanalysisforsulfur
配合的螺帽为ASTMA563中的产品：
1/4至1-1/2英寸普通产品配合的螺帽为ASTMA563的A普通螺帽（hex）；1-1/2至4英寸普通产品配合的螺帽为ASTMA563的A重型螺帽（heavyhex）；1/4至4英寸镀锌产品配合的螺帽为ASTMA563的A重型螺帽（heavyhex）
英制螺栓（ASTMA354）的化学成份和机械性质：
Chemical
化学成份
Carbon:
碳
Manganesemin锰
Phosphorusmax磷
Sulfurmax硫
Boronmin硼
Forsizethrough1-1/2in
Heatanalysis
Productanalysis
0.30-0.53
0.28-0.55
/
max0.035
max0.040
max0.040
max0.045
/
ForsizeLargethan1-1/2in
Heatanalysis
Productanalysis
0.35-0.53
0.33-0.55
/
max0.035
max0.040
max0.040
max0.045
/
强度等级
GradeDesignation
产品Products
规格Nominal
SizeDiaIn
FullSizeBolts，
Screws，Studs，
SurfaceHardness
Hardness硬度
Proof
Load
Tensile
Strength
Yield
Strength
Elongationin
2inmin%
ReductionofAreamin%
Rockwell
30NMax
Brinell
HB
Rockwell
HRC
GradeBC
Bolts螺栓
Studs螺柱
1/4to2-1/2
Over2-1/2
105ksi
95ksi
125ksi
115ksi
109ksi
99ksi
16
16
50
45
/
255-331
235-311
26-36
22-33
GradeBD
1/4to2-1/2
Over2-1/2
120ksi
105ksi
150ksi
140ksii
130ksi
115ksi
14
14
40
40
/
311-363
293-363
33-39
31-39
Thesevaluesarethea
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