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[技术]

细晶非调质钢螺栓、螺钉和螺柱机械性能等级 GB /T 3098.22 - 2009

紧固件机械性能细晶非调质钢螺栓、螺钉和螺柱

材料

6 材料
6.1 材料技术条件
材料牌号、化学成分、铁素体晶粒度和力学性能等材料技术条件，应符合附录A的规定。
6.2 适用的紧固件
细晶非调质钢线材适用的紧固件产品、规格和性能等级应符合表2的规定。
表2 适用的紧固件产品、规格和性能等级
材料牌号
螺纹公称直径
性能等级
适用的产品
MFT8
5～16
8.8F、08.8F
螺栓、螺钉、螺柱和螺杆
MFT9
5～16
9.8F、09.8F
MFT10
5～16
10.9F、010.9F
螺柱和螺杆
6.3 推荐的工艺
为保证冷加工成形的螺栓、螺钉、螺柱和螺杆的性能，应进行稳定化处理。推荐的细晶非调质钢热轧盘条加工紧固件的使用准则，见附录B。

机械和物理性能、试验方法的适用性

7 机械和物理性能

在环境温度为10℃～35℃（夏比摆锤冲击试验为-20℃）的条件下，按第9章规定的试验方法进行试验时，紧固件产品应符合表3的规定。

第8章规定了各种型式尺寸紧固件可适用的试验方法。

注：即使紧固件的材料性能符合表2和表3的规定，但由于尺寸原因，某些型式的紧固件也会降低承载能力（见8.2和9.3）。

表3 螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能

分项条号	机械和物理性能		性能等级
分项条号	机械和物理性能		8.8F	9.8F	10.9F
1	抗拉强度Rm/MPa	公称^a	800	900	1000
1	抗拉强度Rm/MPa	min	800	900	1040
2	规定非比例伸长0.2%的应力，R_P0.2/MPa	公称^a	640	720	900
2	规定非比例伸长0.2%的应力，R_P0.2/MPa	min	640	720	940
3	保证应力S_P^b/MPa	公称	580	650	830
3	保证应力比S_P,公称/R_{P0.2 min}		0.91	0.90	0.88
4	机械加工试件的断后伸长率A/%	min	12	10	9
5	机械加工试件的断面收缩率Z/%	min	52	48	48
6	头部坚固性		不得断裂
7	维氏硬度 HV F≥98N	min	250	290	320
7	维氏硬度 HV F≥98N	max	320	360	380
8	布氏硬度 HBW F=30D²	min	238	276	304
8	布氏硬度 HBW F=30D²	max	304	342	361
9	洛氏硬度 HRC	min	22	28	32
9	洛氏硬度 HRC	max	32	37	39
10	破坏扭矩M_B/Nm	min	见GB/T 3098.13
11	吸收能量KV^c,d/J	min	27
12	表面缺陷		GB/T 5779.1^e
a 性能等级的标记制度仅要求规定公称值，见第5章。 b 表5和表7规定了保证载荷。 C 在-20℃试验温度下测定的数值。 d 适用于d=l6mm。 e 如用GB/T 5779.3 代替，应由供需双方协议。

表4～表7规定了最小拉力载荷和保证载荷。

表4 最小拉力载荷——粗牙螺纹

螺纹规格^a d	公称应力截面积 A_S,公称^b/mm²	性能等级
		8.8F	9.8F	10.9F
		最小拉力载荷，F_m,min（A_S,公称×R_m,min）/N
M5	14.2	11350	12800	14800
M6	20.1	16100	18100	20900
M7	28.9	23100	26000	30100
M8	36.6	29200^c	32900	38100^c
M10	58	46400^c	52200	60300^c
M12	84.3	67400	75900	87700
M14	115	92000	104000	120000
M16	157	125000	141000	163000
a 在螺纹标记中不标记螺距者，应为粗牙螺距。 b A_S,公称的计算见9.1.6.1。 C 用于热浸镀锌的6az螺纹紧固件，可按GB/T 5267.3附录A降低数值。

表5 保证载荷——粗牙螺纹

螺纹规格^a d	公称应力截面积 A_S,公称^b/mm²	性能等级
		8.8F	9.8F	10.9F
		最小拉力载荷，F_m,min（A_S,公称×R_m,min）/N
M5	14.2	8230	9230	11800
M6	20.1	11600	13100	16700
M7	28.9	16800	18800	24000
M8	36.6	21200^c	23800	30400^c
M10	58	33700^c	37700	48100^c
M12	84.3	48900	54800	70000
M14	115	66700	74800	95500
M16	157	91000	102000	130000
a 在螺纹标记中不标记螺距者，应为粗牙螺距。 b A_S,公称的计算见9.1.6.1。 c 用于热浸镀锌的6az螺纹紧固件，可按GB/T 5267.3附录A降低数值。

表6 最小拉力载荷——细牙螺纹

螺纹规格 d×P	公称应力截面积 A_S,公称^a/mm²	性能等级
		8.8F	9.8F	10.9F
		最小拉力载荷，F_m,min（A_S,公称×R_m,min）/N
M8×1	39.2	31360	35300	40800
M10×1	64.5	51600	58100	67100
M10×1.25	61.2	49000	55100	63600
M12×1.25	92.1	73700	82900	95800
M12×1.5	88.1	70500	79300	91600
M14×1.5	125	100000	112000	130000
M16×1.5	167	134000	150000	174000
a A_S,公称的计算见9.1.6.1。

表7 保证载荷一细牙螺纹

螺纹规格 d×P	公称应力截面积 A_S,公称^a/mm²	性能等级
		8.8F	9.8F	10.9F
		保证载荷，F_P（A_S,公称×S_P）/N
M8×1	39.2	22700	25500	32500
M10×1	64.5	37400	41900	53500
M10×1.25	61.2	35500	39800	50800
M12×1.25	92.1	53400	59900	76400
M12×1.5	88.1	51100	57300	73100
M14×1.5	125	72500	81200	104000
M16×1.5	167	96900	109000	139000
a A_S,公称的计算见9.1.6.1。

8 试验方法的适用性

8.1 通则

有两个试验系列组合，可对表3规定的紧固件机械和物理性能进行试验。FF组用于紧固件成品试验。而MP组用于紧固件材料性能试验。FF和MP组又分为：FF1、FF2、FF3、FF4、MP1和MP2，适用于各种类型的紧固件。然而，由于规格大小和/或承载能力的影响，对所有型式或规格的紧固件，不可能都能按表3规定的全部项目进行试验。

8.2 紧固件的承载能力

8.2.1 全承载能力的紧固件

全承载能力的紧固件（标准化的或非标准化的）应按FF1、FF2或MP2试验系列对紧固件实物进行拉力试验：

a) 对ds＞d₂的紧固件，断裂应发生在螺纹部分；
对ds≈d₂的紧固件，断裂应发生在螺纹部分或无螺纹杆部；
b) 其最小拉力载荷F_m,min应符合表4或表6的规定。

8.2.2 降低承载能力的紧固件

降低承载能力的紧固件（标准或非标准的），虽然材料性能符合GB/T 3098本部分的规定，但因几何尺寸的原因，如按FF1、FF2或MP2对其成品进行拉力试验时，则达不到承载能力的要求。

当按FF3或FF4进行拉力试验时，降低承载能力的紧固件通常不断在螺纹部分。

与螺纹的最小拉力载荷相比，因几何尺寸原因降低承载能力的紧固件有两种类型：

a) 螺栓或螺钉的头部设计：带或不带外扳拧的降低头部高度的螺栓，或带内扳拧的扁圆头、低圆柱头或某些沉头螺钉（见表10）。FF3试验系列适用于这些紧固件。

b) 杆部设计：适用于不要求，或不按GB/T 3098本部分规定的承载能力，如腰状杆螺栓。FF4试验系列适用于这些紧固件（GB/T 3098的本部分不适用于此类产品）。

8.3 制造者的选择

制造者可选择自己的工序控制和检验方法，使其生产的紧固件符合表3的规定。

有争议时，应采用第9章规定的试验方法。

8.4 供方的选择

供方可选择自己的试验方法，使其提供的紧固件符合表3的规定。

有争议时，应采用第9章规定的试验方法。

8.5 需方的选择

需方可按第9章的试验方法，从8.6中选择适当的试验系列控制接收的紧固件质量。

8.6 对紧固件或机械加工试件可实施的试验

8.6.1 通则

按第9章的试验方法，表8～表12规定了FF1～FF3、MP1和MP2的适用性。

表8～表10为紧固件成品的试验，提供了FF1～FF3试验系列。

——FF1用于测定标准头部和标准杆或细杆（全承载能力的）即ds＞d₂或ds≈d₂的螺栓和螺钉成品性能，见表8；

——FF2用于测定标准杆或细杆（全承载能力的）即ds＞d₂或ds≈d₂的螺柱和螺杆成品性能，见表9；

——FF3用于测定ds＞d₂或ds≈d₂，并且降低承载能力的螺栓和螺钉成品性能，见表10, 其降低承载能力的原因为：

a) 低的头部高度或带或不带外扳拧结构；

b) 带内扳拧结构的扁圆头或低圆柱头；

c) 带内扳拧结构的某些沉头。

表11、表12紧固件材料性能试验和/或改进工艺的试验，提供了MP1和MP2试验系列。FF1～FF3也可用于这一目的。

——MP1用于机械加工试件测定紧固件材料性能和/或改进工艺的试验，见表11；

——MP2用于紧固件成品测定全承载能力紧固件实物（ds＞d₂或ds≈d₂）的材料性能和/或改进工艺的试验，见表12。

8.6.2 可适用的试验方法

表8～表12给出了适用于紧固件试件的试验方法，方格中内容的含义：

可实施，可按第9章实施试验

但有争议时，必须按第9章实施。

可实施，但仅在有明确规定时
能按第9章实施试验：

——对指定的某一性能，作为可替换的试验（如，当拉力试验可实施时，而采用扭矩试验），或

——在产品标准或需方在订货时，如有要求，作为特殊试验（如冲击试验）。

不可实施
该试验不能实施：
——因紧固件的形状和/或尺寸影响（如，长度太短而不能试验、无头的）；
——因其仅适用于特殊类型的紧固件（如，高温螺纹紧固件）。

8.6.3 交付试验结果

当需方要求交付试验结果的专门订单时，他们应按第9章的规定，并从表8～表12中选取试验方法。需方如有特殊试验要求，应在订货时由双方协议。

表8 FF1试验系列全承载能力的螺栓和螺钉成品

性能（见表3）		试验方法			性能等级
					8.8F、9.8F、10.9F
					d＜5mm或 l＜2.5d或 b＜2d	d≥5mm或 l≥2.5d或 b≥2d
1	最小抗拉强度R_m,min	楔负载拉力试验		9.1	NF	a
		拉力试验（Rm）		9.2	NF	a
3	保证应力S_P,公称	保证载荷试验		9.4	NF
6	头部坚固性	头部坚固性试验 d≤10mm	1.5d≤l＜3d	9.6
			l≥3d
7或8或9	硬度	硬度试验		9.7
10	破坏扭矩M_B,min	扭矩试验 1.6mm≤d≤10mm b≥1d+2P		9.8		^b
12	表面缺陷	表面缺陷检查		9.10
a 对d≥5mm、l≥2d和b＜2d的紧固件，还应满足9.1.5 或9.2.5的要求。 b 可以代替拉力试验，有争议时应使用拉力试验。

表9 FF2试验系列全承载能力的螺柱和螺杆成品

性能（见表3）		试验方法		性能等级
				8.8F、9.8F、10.9F
				d＜5mm或 l＜3d或 b＜2d	d≥5mm或 l≥3d或 b≥2d
1	最小抗拉强度R_m,min	拉力试验（R_m）	9.2	NF	a
3	保证应力S_P,min	保证载荷试验	9.4	NF
7或8或9	硬度	硬度试验	9.7
12	表面缺陷	表面缺陷检查	9.10
a 如螺柱断裂在拧入金属端的螺纹长度bm内，可以最小硬度代替R_m,min，或者按9.5用机械加工试件测定抗拉强度Rm。

表10 FF3试验系列降低承载能力的螺栓和螺钉成品

性能（见表3）		试验方法		性能等级
				8.8F、9.8F、10.9F
				d＜5mm或 l＜2.5d或 b＜2d	d≥5mm或 l≥2.5d或 b≥2d
1	最小拉力载荷	因头部设计原因，拉力试验不断在未旋合螺纹的长度内	9.2	NF	a
7或8或9	硬度	硬度试验	9.7
12	表面缺陷	表面缺陷检查	9.10
a 最小拉力载荷，见相关产品标准。

表11 MP1试验系列用机械加工试件测定材料性能

性能（见表3）		试验方法		性能等级
				8.8F、9.8F、10.9F
				5≤d≤16mm和 d₀≥3mm和b≥d和l≥d+26mm a,b,c
1	最小抗拉强度R_m,min	机械加工试件的拉力试验	9.2
2	规定非比例伸长0.2%的最小应力R_P0.2,min
4	机械加工试件的最小断后伸长率A_min
5	机械加工试件的最小断面收缩率Z_min
7或8或9	硬度	硬度试验	9.7
11	最小吸收能量KV_min	冲击试验d=16mm和l^d或l_t≥55mm	9.9
12	表面缺陷^e	表面缺陷检查	9.10
a 如测定螺柱和螺杆，最小总长度应在公式中增加1d。 b 对螺栓和螺钉，测定Z_min则l≥d+20mm。 c 对螺柱和螺杆，浏定Z_min则l≥2d+20mm。 d 头的实心部分可包括在内。 e 在机械加工之前实施。

表12 MP2试验系列用全承载能力的螺栓、螺钉、螺柱和螺杆实物测定材料性能

性能（见表3）		试验方法		性能等级
				8.8F、9.8F、10.9F
				d≥5mm和b≥2.2d和l≥2.7d^a
1	最小抗拉强度R_m,min	紧固件实物拉力试验（R_m）	9.2	b
3	保证应力载荷S_P	紧固件实物保证载荷试验	9.4	b
7或8或9	硬度	硬度试验	9.7
12	表面缺陷	表面缺陷检查	9.10
a 螺杆为：l_t≥3.2d。 b l≥2.5d和b≥2d。

引用参考

GB /T 1172 - 1999

黑色金属硬度及强度换算值

GB /T 5267.1 - 2002

镀锌、镀镍、镀镉、复合镀等层镀层盐雾腐蚀的防护性能

GB /T 193 - 2003

普通螺纹（一般用途米制螺纹）- 直径与螺距系列 (ISO 261: 1998, MOD)

注：技术数据仅供参考，以官方原件为准！

材料牌号	螺纹公称直径	性能等级	适用的产品
MFT8	5～16	8.8F、08.8F	螺栓、螺钉、螺柱和螺杆
MFT9	5～16	9.8F、09.8F	螺栓、螺钉、螺柱和螺杆
MFT10	5～16	10.9F、010.9F	螺柱和螺杆