钢结构用大六角螺栓、螺母、垫圈的技术要求 GB /T 1231 - 2006
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要求
3 要求
3.1 性能等级、材料及使用配合
3.1.1 螺栓、螺母、垫圈的性能等级和材料按表1的规定。表中35VB钢的技术条件见附录A。
表1
类别
性能等级
材料
标准编号
适用规格
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
垫圈
35HRC～45HRC
45、35
CB/T 699
3.1.2 螺栓、螺母、垫圈的使用配合按表2的规定。
表2
类别
螺栓
螺母
垫圈
型式尺寸
按 GB/T 1228规定
按 GB/T 1229规定
按 GB/T 1230规定
性能等级
10.9S
10H
35HRC～45HRC
8.8S
8H
35HRC～45HRC
3.2 机械性能
3.2.1 螺栓机械性能
3.2.1.1 试件机械性能
制造厂应将制造螺栓的材料取样，经与螺栓制造中相同的热处理工艺处理后，制成试件进行拉伸试验，其结果应符合表3的规定，当螺栓的材料直径≥16mm时，根据用户要求，制造厂还应增加常温冲击试验，其结果应符合表3的规定。
表3
性能等级
抗拉强度
Rm/Mpa
规定非比例延伸强度
Rp0.2/Mpa
断后伸长率
A/%
断后收缩率
Z/%
冲击吸收功
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 实物机械性能
进行螺栓实物楔负载试验时，拉力载荷应在表4规定的范围内，且断裂应发生在螺纹部分或螺纹与螺杆交接处。
表4
螺纹规格d
M12
M16
M20
（M22）
M24
（M27）
M30
公称应力截面积As/mm2
84.3
157
245
303
353
459
561
性能等级
10.9S
拉力
载荷/N87700～104500
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
当螺栓l/d≤3时，如不能做楔负载试验，允许做拉力载荷试验或芯部硬度试验。拉力载荷应符合表4的规定，芯部硬度应符合表5的规定。
表5
性能等级
维氏硬度
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 脱碳层
螺栓的脱碳层按GB/T 3098.1的有关规定。
3.2.2 螺母机械性能
3.2.2.1 保证载荷
螺母的保证载荷应符合表6的规定。
表6
螺纹规格D
M12
M16
M20
（M22）
M24
（M27）
M30
性能等级
10H
拉力载荷/N
87700
163000
255000
315000
367000
477000
583000
8H
70000
130000
203000
251000
293000
381000
466000
3.2.2.2 硬度
螺母硬度应符合表7的规定。
表7
性能等级
洛氏硬度
维氏硬度
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 垫圈的硬度
垫圈的硬度为329 HV30～436 HV30（35 HRC～45 HRC）。
3.3 连接副的扭矩系数
3.3.1高强度大六角头螺栓连接副应按保证扭矩系数供货，同批连接副的扭矩系数平均值为0.110～0.150，扭矩系数标准偏差应小于或等于0.0100。每一连接副包括1个螺栓、1个螺母、2个垫圈，并应分属同批制造。
3.3.2扭矩系数保证期为自出厂之日起6个月，用户如需延长保证期，可由供需双方协议解决。
3.4 螺栓、螺母的螺纹
3.4.1螺纹的基本尺寸按GB/T 196粗牙普通螺纹的规定。螺栓螺纹公差带按GB/T 197的6g，螺母螺纹公差带按GB/T 197的6H。
3.4.2螺纹牙侧表面粗糙度的最大参数值Ra应为12.5μm。
3.5 螺栓的螺纹末端
螺栓的螺纹末端按GB/T 1228和GB/T 2的规定。
3.6 表面缺陷
3.6.1螺栓、螺母的表面缺陷分别按GB/T 5779.1和GB/T 5779.2的规定。
3.6.2垫圈不允许有裂缝、毛刺、浮锈和影响使用的凹痕、划伤。
3.7 其他尺寸及形位公差
螺栓、螺母和垫圈的其他尺寸及形位公差应符合GB/T 3103.1和GB/T 3103.3有关C级产品的规定。
3.8 表面处理
螺栓、螺母和垫圈均应进行保证连接副扭矩系数和防锈的表面处理，表面处理工艺由制造厂选择。
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试验方法
4 试验方法
4.1 螺栓试验方法
4.1.1 试件的拉伸试验和冲击试验
拉伸试件和冲击试件应在同一根棒材上截取，并经同一热处理工艺处理。
4.1.1.1 拉伸试验
原材料经热处理后，按GB/T 228的规定制成拉伸试件。加工试件时，其直径减小量不应超过原材料直径的25%（约为截面积的44%），并以此确定试件直径。试验方法按GB/T 228的规定。
4.1.1.2 冲击试验
原材料经热处理后，按GB/T 229中关于缺口深度为2mm的标准夏比U型缺口冲击试件的规定制成试件，并在常温下进行冲击试验。试验方法按GB/T 229的规定。
4.1.2 楔负载试验
螺栓头下置一10°楔垫（见图1），在拉力试验机上将螺栓拧在带有内螺纹的专用夹具上（至少6扣），然后进行拉力试验。10°楔垫的型式、尺寸及硬度按GB/T 3098.1的规定。
图1
4.1.3 芯部硬度试验
试验在距螺杆末端等于螺纹直径d的截面上进行，对该截面距离中心的四分之一螺纹直径处，任测4点，取后3点平均值。试验方法按GB/T 230.1或GB/T 4340.1的规定。验收时，如有争议，以维氏硬度（HV30）试验为仲裁。
4.1.4 脱碳试验
按GB/T 3098.1的规定。
4.2 螺母试验方法
4.2.1 保证载荷试验
将螺母拧入螺纹芯棒（见图2），试验时夹头的移动速度不应超过3 mm/min，对螺母施加表6规定的保证载荷，持续15s螺母不应脱扣或断裂。当去除载荷后，应可用手将螺母旋出，或者借助扳手松开螺母（但不应超过半扣）后用手旋出。在试验中，如螺纹芯棒损坏，则试验作废。
D0按GB/T 5277对中等装配的规定。
图2
螺纹芯棒的硬度应≥45HRC，其螺纹公差带为5h6g，但大径应控制在6g公差带靠近下限的四分之一的范围内。
4.2.2 硬度试验
试验在螺母支承面上进行，任测4点，取后3点平均值。试验方法按GB/T230.1或GB/T 4340.1的规定。验收时，如有争议，以维氏硬度（HV30）试验为仲裁。
4.3 垫圈硬度试验
在垫圈的表面上任测4点， 取后3点平均值。试验方法按GB/T230.1或GB/T 4340.1的规定。验收时，如有争议，以维氏硬度（HV30）试验为仲裁。
4.4 连接副扭矩系数试验
4.4.1连接副的扭矩系数试验在轴力计上进行，每一连接副只能试验一次，不得重复使用。
扭矩系数计算公式如下：
式中：
K——扭矩系数；
T——施拧扭矩（峰值），单位为牛米（N·m）；
P——螺栓预拉力（峰值），单位为千牛（kN）；
d——螺栓的螺纹公称直径，单位为毫米（mm）。
4.4.2施拧扭矩T是施加于螺母上的扭矩，其误差不得大于测试扭矩值的2%。使用的扭矩扳手准确度级别应不低于JJG 707-2003中规定的2级。
4.4.3螺栓预拉力P用轴力计测定，其误差不得大于测定螺栓预拉力的2%。轴力计的最小示值应在1kN以下。
4.4.4进行连接副扭矩系数试验时，螺栓预拉力值P应控制在表8所规定的范围内，超出该范围者，所测得扭矩系数无效。
表8（单位：千牛）
螺栓螺纹规格
M12
M16
M20
（M22）
M24
（M27）
M30
性能等级
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组装连接副时，螺母下的垫圈有倒角的一侧应朝向螺母支承面。试验时，垫圈不得发生转动，否则试验无效。
4.4.6进行连接副扭矩系数试验时，应同时记录环境温度。试验所用的机具、仪表及连接副均应放置在该环境内至少2h以上。
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检验规则、标志与包装、附录
5 检验规则
5.1 出厂检验按批进行。同一性能等级、材料、炉号、螺纹规格、长度（当螺栓长度≤100mm 时，长度相差≤15mm；螺栓长度＞100mm时，长度相差≤20mm，可视为同一长度）、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的螺栓为同批；同一性能等级、材料、炉号、螺纹规格、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的螺母为同批；同一性能等级、材料、炉号、规格、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的垫圈为同批。分别由同批螺栓、螺母、垫圈组成的连接副为同批连接副。
同批高强度螺栓连接副最大数量为3000套。
5.2 连接副扭矩系数的检验按批抽取8套，8套连接副的扭矩系数平均值及标准偏差均应符合3.3.1规定。
5.3 螺栓楔负载、螺母保证载荷、螺母硬度和垫圈硬度的检验按批抽取，样本大小n＝8，合格判定数Ac＝O。
5.4 螺栓、螺母和垫圈的尺寸、外观及表面缺陷的检验抽样方案按GB/T 90.1的规定。
5.5 用户对产品质量有异议时，在正常运输和保管条件下，应在产品出厂之日起6个月之内向供货方提出。如有争议，双方按本标准的要求进行复验裁决。
6 标志与包装
6.1 螺栓应在头部顶面制出性能等级和制造厂凸型标志（见图3），标志中“·”可以省略。标志中第一部分数字（“·”前）表示公称抗拉强度的1/100，第二部分数字（“·”后）表示公称屈服强度与公称抗拉强度比值的10倍，字母S表示钢结构用高强度大六角头螺栓，××为制造厂标志。
6.2 螺母应在顶面上制出性能等级和制造厂标志（见图4）。标志中数字表示螺母性能等级，字母H表示钢结构用高强度大六角螺母，××为制造厂标志。
图3
图4
6.3 制造厂应以批为单位提供产品质量检验报告书，内容如下：
a）批号、规格和数量；
b）性能等级；
c）材料、炉号、化学成分；
d）试件拉力试验和冲击试验数据；
e）实物机械性能试验数据；
f）连接副扭矩系数测试值、平均值、标准偏差和测试环境温度；
g）出厂日期。
6.4 包装箱应牢固、防潮。箱内应按连接副的组合进行包装，不同批号的连接副不得混装。每箱质量不得超过40kg。包装箱内分装方法由制造厂选择。
6.5 包装箱外应有制造厂、产品名称、标准编号、批号、规格、数量、毛重等明显标记。
附录A
（规范性附录）
35VB 钢技术条件
A.1 35VB钢的化学成分应符合表A.1的规定。
表A.1
化学成分
C
Mn
Si
P
S
V
B
Cu
范围/%
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 采用直径为25mm的试样毛还，经热处理后的机械性能应符合表A.2的规定。
表A.2
试样热处理制度
抗拉强度
Rm/MPa规定非比例延伸强度
RP0.2/MPa
断后伸长率
A/%
断后收缩率
Z/%
冲击吸收功
AkU2/J
不小于
淬火870℃水冷
回火550℃水冷
785
640
12
45
55
A.3 钢材应进行冷顶锻试验，不允许有裂口或裂缝。
A.4 其余技术条件按GB/T 3077的规定。