紧固件机械性能 螺母 细牙螺纹 GB /T 3098.4 - 2000
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标记制度、材料、机械性能
3 标记制度
3.1 公称高度≥0.8D（螺纹有效长度≥0.6D）的螺母
公称高度≥0.8D（螺纹有效长度≥0.6D）的螺母，用螺栓性能等级标记的第一部分数字标记；该螺栓应为可与该螺母相配螺栓中性能等级最高的（表2）。
表2 公称高度≥0.8D螺母的标记制度
螺母性能等级
相配的螺栓、螺钉和螺柱
螺母
1型
2型
性能等级
螺纹规格范围，mm
螺纹规格范围，mm
5
3.6、4.6、4.8
≤39
≤39
/
5.6、5.8
6
6.8
≤39
≤39
/
8
8.8
≤39
≤39
≤16
10
10.9
≤39
≤16
≤39
12
12.9
≤16
/
≤16
注：一般来说，性能等级较高的螺母，可以替换性能等级较低的螺母。螺栓-螺母组合件的应力高于螺栓的屈服强度或保证应力是可行的。
由于超拧，螺纹组合件可能产生下列失效形式：
a）螺轩断裂；
b）螺杆的螺纹脱扣；
c）螺母的螺纹脱扣：
d）螺母和螺杆的螺纹脱扣。
螺杆的断裂是突然发生的，比较容易发现，而脱扣是逐渐发生的，就很难发现并增加了因紧固件失效而造成事故的危险性。
所以，对螺纹连接的设计，总希望失效形式是螺杆断裂。但由于各种因素（螺母和螺栓的材料强度、螺纹间隙、对边宽度等）影响脱扣强度，故不能在所有情况下，都能保证获得这种失效形式。
螺纹直径为 8～39 mm 的螺栓或螺钉或螺柱，按表2规定选配适当性能等级的螺母，当拧紧到螺栓（螺钉或螺柱）保证载荷时，螺纹组合件不会发生螺纹脱扣。
然而，超过螺栓保证载荷的拧紧，时有发生，故对螺母的设计应至少保证在超拧10%时，螺纹组合件的失效是螺杆断裂，以警告使用者，装配操作不当。
注：有关螺纹组合件强度和螺母型式方面更详细的资料，见GB/T 3098.2附录A。
3.2 公称高度≥0.5D，而＜0.8D（螺纹有效长度≥0.4D，而＜0.6D）的螺母
公称高度≥0.5D，而＜0.8D（螺纹有效长度≥0.4D，而＜0.6D）的螺母，由两位数字标记：第2位数字表示用淬硬试验芯棒测出的公称保证应力的1/100（以N/mm2计）；而第一位数字“0”则表示这种螺栓-螺母组合件的承载能力比淬硬芯棒测出的承载能力要小，同时也比3.1条规定的螺栓-螺母组合件的承载能力小。有效承载能力不仅取决于螺母本身的硬度和两位有效长度，而且还与相配合的螺栓抗拉强度有关。表3给出了螺母的标记制度和保证应力。
表3 公称高度≥0.5D，而＜0.8D螺母的标记制度和保证应力 N/mm2
螺母性能等级
公称保证应力
实际保证应力
04
400
380
05
500
500
4 材料
表4规定了螺母各性能等级适用的材料。材料的化学成分应符合有关材料标准的规定。
表4 材料
性能等级
化学成分，%
C
max
Mn
Min
P
max
S
max
51)、6
/
0.50
/
0.060
0.150
82)
041)
0.58
0.25
0.060
0.150
102)
051)
0.58
0.30
0.048
0.058
122)
/
0.58
0.45
0.048
0.058
1）该性能等级可以用易切钢制造（供需双方另有协议除外），其硫、磷及铅的最大含量为：硫0.34%；磷0.11%；铅0.35%。
2）为改善螺母的机械性能，必要时可增添合金元素。
性能等级为05、8（1型螺母）、10和12级螺母应进行淬火并回火处理。
5 机械性能
按第8章规定的方法进行试验时，螺母的机械性能应符合表5的规定。
表面缺陷应符合GB/T 5779.2的规定。
表5 机械性能
螺纹直径
D
mm性能等级
04
05
5
保证
应力
Sp
N/mm2维氏硬度HV
螺母
保证
应力
Sp
N/mm2维氏硬度HV
螺母
保证
应力
Sp
N/mm2维氏硬度HV
螺母
Min
Max
热处理
型式
Min
Max
热处理
型式
Min
Max
热处理
型式
8≤d ≤10
380
188
302
不淬火
回火薄型
500
272
353
淬火并
回火薄型
690
175
302
不淬火
回火1
10＜d ≤16
16＜d ≤33
720
190
33＜d ≤39
螺纹直径
D
mm性能等级
6
8
保证
应力
Sp
N/mm2维氏硬度HV
螺母
保证
应力
Sp
N/mm2维氏硬度HV
螺母
保证
应力
Sp
N/mm2维氏硬度HV
螺母
Min
Max
热处理
型式
Min
Max
热处理
型式
Min
Max
热处理
型式
8≤d ≤10
770
188
302
不淬火1）
回火1
955
250
353
淬火
回火1
890
195
302
不淬火
回火2
10＜d ≤16
780
16＜d ≤33
870
233
1030
295
/
/
/
/
33＜d ≤39
930
1090
螺纹直径
D
mm性能等级
10
12
保证
应力
Sp
N/mm2维氏硬度HV
螺母
保证
应力
Sp
N/mm2维氏硬度HV
螺母
保证
应力
Sp
N/mm2维氏硬度HV
螺母
Min
Max
热处理
型式
Min
Max
热处理
型式
Min
Max
热处理
型式
8≤d ≤10
1100
295
353
淬火并
回火1
1055
250
353
淬火并
回火2
1200
295
353
淬火并
回火2
10＜d ≤16
1110
16＜d ≤33
/
/
/
/
/
1080
260
/
/
/
/
/
33＜d ≤39
注：最低硬度仅对经热处理的螺母或规格太大而不能进行保证载荷试验的螺母，才是强制性的；对其他螺母不是强制性的，是指导性的。对不淬火回火的，而又能满足保证载荷试验的螺母，最低硬度应不作为拒收依据。
1）D＞16 mm的螺母，可以淬火并回火，由制造者确定。
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保证载荷、失效载荷、试验方法
6 保证载荷
表6规定了细牙螺母的保证载荷值。其中，螺纹的应力截面积A按下式计算：
式中：d 2——外螺纹中径的基本尺寸，mm；
d 3——外螺纹小径的基本尺寸（d 1）减去螺纹原始三角形高度（H）的1/6值，即：
H —— 螺纹原始三角形高度（H = O.866 025P ）,mm；
P —— 螺距，mm；
π—— 圆周率，π= 3.1416。
表6 保证载荷值
螺纹规格 D×P
螺纹的应力截面积 AS
mm2性 能 等 级
04
05
5
6
8
10
12
保证载荷（AS×SP）,N
薄型
薄型
1型
1型
1型
2型
1型
2型
2型
M8×1
39.2
14900
19600
27000
30200
37400
34900
43100
41400
47000
M10×1
64.5
24500
32200
44500
49700
61600
57400
71000
68000
77400
M10×1.25
61.2
23300
30600
44200
47100
58400
54500
67300
64600
73400
M12×1.25
92.1
35000
46000
63500
71800
88000
82000
102200
97200
110500
M12×1.5
88.1
33500
44000
60800
68700
84100
78400
97800
92900
105700
M14×1.5
125
47500
62500
86300
97500
119400
111200
138800
131900
150000
M16×1.5
167
63500
83500
115200
130300
159500
148600
185400
176200
200400
M18×1.5
215
81700
107500
154800
187000
221500
/
/
232200
/
M18×2
204
77500
102000
146900
177500
210100
/
/
220300
/
M20×1.5
272
103400
136000
195800
236600
280200
/
/
293800
/
M20×2
258
98000
129000
185800
224500
265700
/
/
278600
/
M22×1.5
333
126500
166500
239800
289700
343000
/
/
359600
/
M22×2
318
120800
159000
229000
276700
327500
/
/
343400
/
M24×2
384
145900
192000
276500
334100
395500
/
/
414700
/
M27×2
496
188500
248000
351100
431500
510900
/
/
535700
/
M30×2
621
236000
310500
447100
540300
639600
/
/
670700
/
M33×2
761
289200
380500
547900
662100
783800
/
/
821900
/
M36×2
865
328700
432500
622800
804400
942800
/
/
934200
/
M39×3
1030
391400
515000
741600
957900
1123000
/
/
1112000
/
7 公称高度≥0.5D，而＜0.8D 螺母的失效载荷
表7指导性地给出了不同性能等级螺栓的失效载荷值。对性能等级较低的螺栓，预期的失效形式是螺栓螺纹脱扣，而对性能等级较高的螺栓，可预期为螺母螺纹脱扣。
表7 螺母最小脱扣强度对应的螺栓保证载荷的比率
螺母性能等级
螺母最小脱扣强度对应的螺栓保证载荷的比率，%
螺栓性能等级
6.8
8.8
10.9
12.9
04
85
65
45
40
05
100
85
60
50
8 试验方法
8.1 保证载荷试验
保证载荷试验是仲裁方法。
将螺母安装在如图1和图2所示的淬硬螺纹芯棒上。仲裁时，应以拉伸试验为准。
沿螺母轴线方向施加保证载荷，并持续15s。螺母应能承受该载荷而不得脱扣或断裂。当卸载后，应能用手将螺母旋出，或借助扳手松开螺母，但不得超过半扣。在试验中，如果螺纹芯棒损坏，则试验作废。
螺纹芯棒的硬度应≥45HRC。
螺纹芯棒的螺纹公差为5h6g，但大径应控制在6g公差带靠近下限四分之一的范围内。
8.2 硬度试验
常规检查，螺母硬度应在一个支承面上进行，并取间隔为120°的三点硬度平均值作为该螺母的硬度值。如有争议，应在通过螺母轴心线的纵向截面上，并尽量靠近螺纹大径处进行硬度试验。
维氏硬度试验为仲裁试验，应采用HV30的试验力。
如采用布氏和洛氏硬度试验时，应使用ISO 4964给出的换算表。
维氏硬度试验按GB/T 4340.1规定。
布氏硬度试验按GB/T 231规定。
洛氏硬度试验按GB/T 230规定。
8.3 表面缺陷检查
表面缺陷检查见GB/T 5779.2。
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标志
9 标志
9.1 代号
标志代号见表8和表9。
9.2 识别
所有性能等级的六角螺母，应按第3章规定的标记制度在螺母支承面或侧面打凹字，或在倒角面打凸字，或在支承面打凹的时钟面法标志，见图3和图4。凸字标志不应超过螺母支承面。
表8 按3.1条规定性能等级的螺母标志代号
性能等级
5
6
8
10
121）
可选择的标志
标志代号
5
6
8
10
12
标志符号
（时钟面法）
1) 不能用制造者的识别标志代替圆点。
表9 按3.2条规定性能等级的螺母标志
性能等级
04
05
标志
9.3 左旋螺纹的标志
左旋螺纹的螺母应按图5所示，在一个支承面上标志凹箭头。
也可选用图6所示的左旋螺纹标志。
1) s—对边宽度
图6 可选用的左旋螺纹的标志
9.4 标志的选择
在9.1~9.3条中规定可选择的标志，应由制造者选定。
9.5 商标（识别）标志
必须标志性能等级的产品，标志制造者的商标或识别标志是强制性的，只要技术上可行，应尽量提供。但在任何情况下，包装上均应标志。