紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱 GB /T 3098.6 - 2023

替代列表

GB /T 3098.6 - 2000 GB /T 3098.6 - 2014 GB /T 3098.6 - 2023

采用标准

ISO 3506-1 - 2020

紧固件 - 耐腐蚀不锈钢紧固件的机械性能 Part 1: 螺栓、螺钉和螺柱

适用范围

　　本标准规定了由耐腐蚀不锈钢制造的粗牙螺纹和细牙螺纹螺栓、螺钉和螺柱，在环境温度为10℃~35℃条件下测试时的机械和物理性能。规定了与奥氏体、马氏体、铁素体和双相（奥氏体 - 铁素体）不锈钢紧固件组别对应的性能等级。GB/T 3098.25提供了适用的不锈钢及其性能的一般规则和附加技术信息。

　　符合本标准要求的紧固件在环境温度10℃~35℃条件下进行测试。在较高温度和/或较低温度下，紧固件可能无法保持规定的机械和物理性能。（注1：符合本标准要求的紧固件使用温度为 -20℃~+150℃，但也可使用到低温 -196℃和高温+300℃）。

　　在 -20℃~+150℃ 温度范围外使用时，使用者有责任咨询有经验的紧固件材料专家，并考虑不锈钢成分、高温或低温下暴露时间、温度对紧固件机械性能和被夹紧件的影响，以及螺栓连接的腐蚀性使用环境，以确定对特定应用的适当选择。（注2：使用温度高达 +800℃时，GB/T 3098.24给出了适当的不锈钢组别和性能等级的选择）。

　　本文件适用的紧固件:

　　———符合 GB/T 192规定的普通螺纹；

　　———符合 GB/T 193和GB/T 9144规定的直径与螺距组合；

　　———粗牙螺纹 M1.6~M39 ，细牙螺纹 M8×1~M39×3；

　　———螺纹公差符合 GB/T 197和GB/T 9145规定；

　　———规定性能等级；

　　———任何形状。

　　在满足所有适用的化学成分、机械和物理性能技术要求时，不锈钢组别和性能等级可用于超出本标准规定的规格范围（即 d<1.6mm 或 d>39mm）。

　　由于头部或无螺纹杆部几何尺寸的原因，某些螺栓、螺钉和螺柱不能完全满足本标准的拉力或扭矩　　要求，导致承载能力降低。

　　本标准不适用于紧定螺钉及类似的不受拉力的螺纹紧固件（见 GB/T 3098.16）。

　　本标准未规定以下性能要求:

　　———扭矩 - 夹紧力性能；

　　———剪切强度；

　　———耐疲劳性；

　　———可焊接性。

紧固件不锈钢组别和性能等级标记制度

表1 不锈钢组别和化学成分

　　表1规定了紧固件用不锈钢组别的化学成分限值。该化学成分应按相关标准的规定。除非供需双方另有协议，否则在规定的不锈钢组别范围内，化学成分由制造者选择。

　　表1 不锈钢组别与化学成分

不锈钢组别		化学成分^a（熔炼分析，质量分数，%）^b										其他元素
不锈钢组别		C	Si	Mn	P	S	Cr	Mo	Ni	Cu	N	其他元素
奥氏体	A1	0.12	1.00	6.5	0.020	0.15~0.35	16.0~19.0	0.70	5.0~10.0	1.75~2.25	/	c, d, e
	A2	0.10	1.00	2.00	0.050	0.030	15.0~20.0	f	8.0~19.0	4.0	/	g, h
	A3	0..08	1.00	2.00	0.045	0.030	17.0~19.0	f	9.0~12.0	1.00	/	5C≤Ti≤0.80 和/或 10C≤Nb≤1.00
	A4	0.08	1.00	2.00	0.045	0.030	16.0~18.5	2.00~3.00	10.0~15.0	4.0	/	h, i
	A5	0.08	1.00	2.00	0.045	0.030	16.0~18.5	2.00~3.00	10.5~14.0	1.00	/	5C≤Ti≤0.80 和/或 10C≤Nb≤1.00ⁱ
	A8	0.030	1.00	2.00	0.040	0.030	19.0~22.0	6.0~7.0	17.5~26.0	1.50	/	/
马氏体	C1	0.09~0.15	1.00	1.00	0.050	0.030	11.5~14.0	/	1.00	/	/	i
	C3	0.17~0.25	1.00	1.00	0.040	0.030	16.0~18.0	/	1.50~2.50	/	/	/
	C4	0.08~0.15	1.00	1.50	0.060	0.150~0.350	12.0~14.0	0.60	1.00	/	/	c, i
铁素体	F1	0.08	1.00	1.00	0.040	0.030	15.0~18.0	f	1.00	/	/	j
双相钢	D2	0.040	1.00	6.0	0.040	0.030	19.0~24.0	0.10~1.00	1.50~5.50	3.00	0.05~0.20	Cr+3.3Mo+16N ≤24.0^k
	D4	0.040	1.00	6.0	0.040	0.030	21.0~25.0	0.10~2.00	1.00~5.50	3.00	0.05~0.30	24.0＜Cr+3.3Mo +16N^k
	D6	0.030	1.00	2.00	0.040	0.015	21.0~23.0	2.50~3.5	4.5~6.5	/	0.08~0.35	/
	D8	0.030	1.00	2.00	0.035	0.015	24.0~26.0	3.00~4.5	6.0~8.0	2.50	0.20~0.35	W≤1.00
a. 根据材料标准，除非另有说明 , 否则数值均为最大值，所显示的位数应符合一般规则，例如：见EN 10088（所有部分）。 b. 如有争议，实施成品分析。 c. 可以用硒代替硫，但其使用可能受到限制。 d. 如果镍含量低于8.0%，则锰的最小含量应为5.0%。 e. 如果镍含量大于8.0%，对铜的最小含量不予限制。 f. 钼含量由制造者确定，但对某些使用场合，如有必要限定钼的极限含量，则应在订单中由用户注明。 g. 如果铬含量低于17.0%，则镍的最小含量宜为12.0%。 h. 对最大碳含量为 0.030%的奥氏体不锈钢，氮含量最高不应超过0.22%。 i. 对较大直径的产品，为达到规定的机械性能，可由制造者确定采用较高的含碳量，但对奥氏体钢含碳量不应超过0.12%。 j. 可含钛和/或铌以提高耐腐蚀性。 k. 此公式仅用于根据本文件对双相钢进行分组（不用于耐腐蚀性的选择标准）。

表2 螺栓、螺钉和螺柱机械性能 - 奥氏体和双相钢组别

表2 螺栓、螺钉和螺柱机械性能——奥氏体和双相钢组别

不锈钢类别	组别	性能等级	抗拉强度 R_m^a min MPa	规定塑性延伸率为0.2%时的应力R_pf^b min MPa	断后伸长率量A min mm
奥氏体	A1、A2、A3	50	500	210	0.6d
		70	700	450	0.4d
		80	800	600	0.3d
	A4、A5	50	500	210	0.6d
		70	700	450	0.4d
		80	800	600	0.3d
		100	1000	800	0.2d
	A8	70	700	450	0.4d
		80	800	600	0.3d
		100	1000	800	0.2d
双相钢	D2、D4、D6、D8	70	700	450	0.4d
		80	800	600	0.3d
		100	1000	800	0.2d
a. 最小拉力载荷（F_mf），粗牙螺纹按表4，细牙螺纹按表6。　　b. 在R_pf的最小载荷（F_mf），粗牙螺纹按表5，细牙螺纹按表7。

表3 螺栓、螺钉和螺柱机械性能 - 马氏体和铁素体钢组别

表3 螺栓、螺钉和螺柱机械性能——马氏体和铁素体钢组别

不锈钢组别		性能等级	抗拉强度 R_m^a min MPa	规定塑性延伸率为0.2%时的应力R_pf^b min MPa	断后伸长率量A min mm	硬度
不锈钢组别		性能等级	抗拉强度 R_m^a min MPa	规定塑性延伸率为0.2%时的应力R_pf^b min MPa	断后伸长率量A min mm	HV	HRC	HBW
马氏体	C1	50	500	250	0.2d	155～220	/	147～209
		70	700	410	0.2d	220～330	20～34	209～314
		110	1100	820	0.2d	350～440	36～45	/
	C3	80	800	640	0.2d	240～340	21～35	228～323
	C4	50	500	250	0.2d	155～220	/	147～209
	C4	70	700	410	0.2d	220～330	20～34	209～314
铁素体	F1^d	45	450	250	0.2d	135～220	/	128～209
铁素体	F1^d	60	600	410	0.2d	180～285	/	171～271
a. 最小拉力载荷（F_mf），粗牙螺纹按表4，细牙螺纹按表6。 b. 在R_pf的最小载荷（F_mf），粗牙螺纹按表5，细牙螺纹按表7。 c. 淬火并回火，最低回火温度为 275℃ 。 d. 仅对螺纹公称直径 d≤24mm。

表4 最小拉力载荷 - 粗牙螺纹

螺纹规格 d	公称应力截面积 A_s,nommm²	最小拉力载荷，F_mf^a N
		奥氏体钢和双相钢				马氏体钢				铁素体钢
		50^b	70	80	100	50	70	80	110	45	60
M3	5.03	2520	3530	4030	5040	2520	3530	4030	5540	2270	3020
M3.5	6.78	3390	4750	5430	6780	3390	4750	5430	7460	3050	4070
M4	8.78	4390	6150	7030	8780	4390	6150	7030	9660	3960	5270
M5	14.2	7100	9930	11350	14190	7100	9930	11350	15610	6390	8510
M6	20.1	10070	14090	16100	20130	10070	14090	16100	22140	9060	12080
M7	28.9	14430	20210	23090	28860	14430	20210	23090	31750	12990	17320
M8	36.6	18310	25630	29290	36610	18310	25630	29290	40270	16480	21970
M10	58	29000	40600	46400	57990	29000	40600	46400	63790	26100	34800
M12	84.3	42140	58990	67420	84270	42140	58990	67420	92700	37920	50560
M14	115	57720	80810	92360	115500	57720	80810	92360	127000	51950	69270
M16	157	78340	109700	125400	156700	78340	109700	125400	172400	70510	94010
M18	192	96240	134800	154000	192500	96240	134800	154000	211800	86620	115500
M20	245	122400	171400	195900	244800	122400	171400	195900	269300	110200	146900
M22	303	151700	212400	242800	303400	151700	212400	242800	333800	136600	182100
M24	353	176300	246800	282100	352600	176300	246800	282100	387800	158700	211600
M27	459	229800	321600	367600	459500	229800	321600	367600	505400	/	/
M30	561	280300	392500	448500	560600	280300	392500	448500	616700	/	/
M33	694	346800	485500	554900	693600	346800	485500	554900	763000	/	/
M36	817	408400	571800	653400	816800	408400	571800	653400	898400	/	/
M39	976	487900	683100	780700	975800	487900	683100	780700	1073400	/	/
a. F_mf值根据 9.1.5 中规定的A_s,nom的精确数字计算得出，100000 N以内圆整到上一个 10 N，100000 N以上圆整到上一个100 N。　　b. 性能等级 50 仅指奥氏体A1～A5组别。

表5 规定塑性延伸率为0.2%时（Rpf）的最小拉力载荷 - 粗牙螺纹

表5 规定塑性延伸率为0.2%时（R_pf）的最小拉力载荷——粗牙螺纹

螺纹规格 d	公称应力截面积 A_s,nommm²	规定塑性延伸率为0.2%时的最小拉力载荷，F_mf^a N
		奥氏体钢和双相钢				马氏体钢				铁素体钢
		50^b	70	80	100	50	70	80	110	45	60
M3	5.03	1060	2270	3020	4030	1260	2070	3220	4130	1260	2070
M3.5	6.78	1430	3050	4070	5430	1700	2780	4340	5560	1700	2780
M4	8.78	1850	3960	5270	7030	2200	3600	5620	7200	2200	3600
M5	14.2	2980	6390	8510	11350	3550	5820	9080	11630	3550	5820
M6	20.1	4230	9060	12080	16100	5040	8260	12880	16510	5040	8260
M7	28.9	6070	12990	17320	23090	7220	11840	18480	23670	7220	11840
M8	36.6	7690	16480	21970	29290	9160	15010	23430	30020	9160	15010
M10	58	12180	26100	34800	46400	14500	23780	37120	47560	14500	23780
M12	84.3	17700	37920	50560	67420	21070	34550	53940	69100	21070	34550
M14	115	24250	51950	69270	92360	28860	47340	73890	94670	28860	47340
M16	157	32910	70510	94010	125400	39170	64240	100300	128500	39170	64240
M18	192	40420	86620	115500	154000	48120	78920	123200	157900	48120	78920
M20	245	51410	110200	146900	195900	61200	100400	156700	200800	61200	100400
M22	303	63720	136600	182100	242800	75850	124400	194200	248800	75850	124400
M24	353	74030	158700	211600	282100	88130	144600	225700	289100	88130	144600
M27	459	96480	206800	275700	367600	114900	188400	294100	376800	/	/
M30	561	117800	252300	336400	448500	140200	229900	358800	459700	/	/
M33	694	145700	312100	416200	554900	173400	284400	443900	568800	/	/
M36	817	171600	367600	490100	653400	204200	334900	522800	669800	/	/
M39	976	205000	439100	585500	780700	244000	400100	624500	800200	/	/
a. F_mf值根据 9.1.5 中规定的A_s,nom的精确数字计算得出，100000 N以内圆整到上一个 10 N，100000 N以上圆整到上一个100 N。　　b. 性能等级 50 仅指奥氏体A1～A5组别。

表6 最小拉力载荷 - 细牙螺纹

表6 最小拉力载荷——细牙螺纹

螺纹规格 d	公称应力截面积 A_s,nommm²	最小拉力载荷，F_mf^a N
		奥氏体钢和双相钢				马氏体钢				铁素体钢
		50^b	70	80	100	50	70	80	110	45	60
M8×1	39.2	19590	27420	31340	39170	19590	27420	31340	43090	17630	23510
M10×1.25	61.2	30600	42840	48960	61200	30600	42840	48960	67320	27540	36720
M10×1	64.5	32250	45150	51600	64500	32250	45150	51600	70950	29030	38700
M12×1.5	88.1	44070	61690	70510	88130	44070	61690	70510	96940	39660	52880
M12×1.25	92.1	46040	64460	73660	92080	46040	64460	73660	101300	41440	55250
M14×1.5	125	62280	87190	99640	124600	62280	87190	99640	137100	56050	74730
M16×1.5	167	83630	117100	133800	167300	83630	117100	133800	184000	75270	100400
M18×1.5	216	108200	151400	173000	216300	108200	151400	173000	237900	97310	129800
M20×2	258	129000	180600	206400	258000	129000	180600	206400	283800	116100	154800
M20×1.5	272	135800	190100	217300	271600	135800	190100	217300	298700	122200	163000
M22×1.5	333	166600	233200	266500	333100	166600	233200	266500	366400	149900	199900
M24×2	384	192300	269100	307600	384500	192300	269100	307600	422900	173000	230700
M27×2	496	247900	347100	396600	495800	247900	347100	396600	545400	/	/
M30×2	621	310700	434900	497000	621300	310700	434900	497000	683400	/	/
M33×2	761	380400	532600	608700	760800	380400	532600	608700	836900	/	/
M36×3	865	432500	605500	692000	865000	432500	605500	692000	951500	/	/
M39×3	1030	514200	719900	822800	1028400	514200	719900	822800	1131300	/	/
a. F_mf值根据 9.1.5 中规定的A_s,nom的精确数字计算得出，100000 N以内圆整到上一个 10 N，100000 N以上圆整到上一个100 N。　　b. 性能等级 50 仅指奥氏体A1～A5组别。

表7 规定塑性延伸率为 0.2%时（Rpf）的最小拉力载荷 - 细牙螺纹

表7 规定塑性延伸率为 0.2%时（R_pf）的最小拉力载荷——细牙螺纹

螺纹规格 d	公称应力截面积 A_s,nommm²	规定塑性延伸率为0.2%时的最小拉力载荷，F_mf^a N
		奥氏体钢和双相钢				马氏体钢				铁素体钢
		50^b	70	80	100	50	70	80	110	45	60
M8×1	39.2	8230	17630	23510	31340	9800	16060	25070	32120	9800	16060
M10×1.25	61.2	12860	27540	36720	48960	15300	25100	39170	50190	15300	25100
M10×1	64.5	13550	29030	38700	51600	16130	26450	41280	52890	16130	26450
M12×1.5	88.1	18510	39660	52880	70510	22040	36140	56410	72270	22040	36140
M12×1.25	92.1	19340	41440	55250	73660	23020	37750	58930	75500	23020	37750
M14×1.5	125	26160	56050	74730	99640	31140	51070	79710	102200	31140	51070
M16×1.5	167	35130	75270	100400	133800	41820	68580	107100	137200	41820	68580
M18×1.5	216	45410	97310	129800	173000	54060	88660	138400	177400	54060	88660
M20×2	258	54180	116100	154800	206400	54180	116100	154800	211600	54180	116100
M20×1.5	272	57020	122200	163000	217300	67880	111400	173800	222700	67880	111400
M22×1.5	333	69950	149900	199900	266500	83270	136600	213200	273200	83270	136600
M24×2	384	80730	173000	230700	307600	96110	157700	246100	315300	96110	157700
M27×2	496	104200	223100	297500	396600	124000	203300	317300	406600	/	/
M30×2	621	130500	279600	372800	497000	155400	254700	397600	509400	/	/
M33×2	761	159800	342400	456500	608700	190200	312000	487000	623900	/	/
M36×3	865	181700	389300	519000	692000	216300	354700	553600	709300	/	/
M39×3	1030	216000	462800	617100	822800	257100	421700	658200	843300	/	/
a. F_mf值根据 9.1.5 中规定的A_s,nom的精确数字计算得出，100000 N以内圆整到上一个 10 N，100000 N以上圆整到上一个100 N。　　b. 性能等级 50 仅指奥氏体A1～A5组别。

表8 最小破坏扭矩——奥氏体钢类别

螺纹规格 d	破坏扭矩 M_B^a min N·m
	性能等级
	50	70	80
M1.6	0.15	0.2	0.24
M2	0.3	0.4	0.48
M2.5	0.6	0.9	0.96
M3	1.1	1.6	1.8
M4	2.7	3.8	4.3
M5	5.5	7.8	8.8
M6	9.3	13	15
M8	23	32	37
M10	46	65	74
M12	80	110	130
M16	210	290	330
a. 紧固件的扳拧部分和/或槽型不一定能够施加本表中规定的最小破坏扭矩, 这不应成为拒收的原因。

表9 全承载能力紧固件适用性试验

不锈钢组别	最小抗拉强度 R_mf		规定塑性延伸率为 0.2%时的应力R_pf^b	断后伸长量 A	最小破坏扭矩 M_B	硬度
	拉力试验^a,b	楔负载试验^b,c	拉力试验^a,b	拉力试验^a,b	扭矩试验^c	硬度试验
	9.1	9.4	9.1	9.1	9.5	9.6
A1 A2 A3 A4 A5 A8	d≥3mm L≥2.5d b≥2d	无关	d≥3mm L≥2.5d b≥2d	d≥3mm L≥2.5d b≥2d	当d＜3mm时，对所有长度；当d≥3mm、b≥1d+2P时，仅对L＜2.5d；对性能等级100或细牙螺纹，无数值	不适用
C1 C3 C4	d≥3mm L≥2.5d b≥2d	d≥3mm L≥2.5d b≥2d	d≥3mm L≥2.5d b≥2d	d≥3mm L≥2.5d b≥2d	无数值	适用
F1	d≥3mm L≥2.5d b≥2d	无关	d≥3mm L≥2.5d b≥2d	d≥3mm L≥2.5d b≥2d	无数值	适用
D2 D4 D6 D8	d≥3mm L≥2.5d b≥2d	无关	d≥3mm L≥2.5d b≥2d	d≥3mm L≥2.5d b≥2d	无数值	适用
a. 对全螺纹螺柱，总长L_t≥3.5d。 b. 对L＜2.5d（或全螺纹螺柱L_t＜3.5d），试验和试验条件应由供需协议确定。 c. 仅对螺栓和螺钉（不适用于螺柱）适用。

表10 降低承载能力紧固件试验适用性

不锈钢组别	最小抗拉强度 R_mf	规定塑性延伸率为 0.2%时的应力R_pf	断后伸长量 A	最小拉力载荷 F_mf	硬度
	拉力试验	拉力试验	拉力试验	拉力试验	硬度试验
	9.1、9.3	9.1	9.1	9.2	9.6
A1 A2 A3 A4 A5 A8	d≥3mm，当b≥3d^a时的所有长度			d≥3mm 所有长度	不适用
C1 C3 C4					适用
F1					适用
D2 D4 D6 D8					不适用
a.按照图2 d)进行拉力试验, 螺纹长度至少要3d，即1d 的未旋合螺纹长度和两端各1d 的螺纹旋合长度。