【GB国家标准】 紧固件机械性能M42~M72螺栓、螺钉和螺柱

ICS21.060.10
中华人民共和国国家标准
GB/T3098.23—2020
紧固件机械性能
M42～M72螺栓、螺钉和螺柱
Mechanical properties of fasteners-M42~M72bolts,screwsandstuds
2020-03-31发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2020-10-01实施
GB/T3098.23—2020
规范性引用文件
术语和定义
性能等级的标记制度
机械和物理性能
试验方法的适用性
试验方法
参考文献
iiKaeeikA
GB/T3098《紧固件机械性能》包括以下部分：GB/T 3098.1
GB/T3098.2
GB/T3098.3
GB/T3098.5
GB/T3098.6
GB/T3098.7
-GB/T3098.8
-GB/T3098.9
GB/T3098.10
GB/T3098.11
GB/T 3098.12
GB/T3098.13
GB/T3098.14
GB/T3098.15
GB/T 3098.16
GB/T3098.17
-GB/T3098.18
GB/T3098.19
GB/T3098.20
GB/T3098.21
GB/T3098.22
GB/T3098.23
GB/T3098.24
GB/T3098.25
紧固件机械性能
紧固件机械性能
紧固件机械性能
紧固件机械性能
紧固件机械性能
紧固件机械性能
紧固件机械性能
紧固件机械性能
紧固件机械性能
紧固件机械性能
紧固件机械性能
紧固件机械性能
紧固件机械性能
紧固件机械性能
紧固件机械性能
紧固件机械性能
螺栓、螺钉和螺柱：
螺母；
紧定螺钉；
自攻螺钉：
不锈钢螺栓、螺钉和螺柱；
自挤螺钉；
GB/T 3098.23—2020
200℃～+700℃使用的螺栓连接零件；有效力矩型钢锁紧螺母；
有色金属制造的螺栓、螺钉、螺柱和螺母；自钻自攻螺钉：
螺母锥形保证载荷试验；
螺栓与螺钉的扭矩试验和破坏扭矩公称直径1~10mm；螺母扩孔试验，
不锈钢螺母
不锈钢紧定螺钉：
检查氢脆用预载荷试验平行支承面法；紧固件机械性能人盲铆钉试验方法；紧固件机械性能抽芯铆钉；
紧固件机械性能
紧固件机械性能
紧固件机械性能
紧固件机械性能
紧固件机械性能
紧固件机械性能
本部分为GB/T3098的第23部分。蝶形螺母保证扭矩；
不锈钢自攻螺钉；
超细晶非调质钢螺栓、螺钉和螺柱；M42~M72螺栓、螺钉和螺柱；
高温用不锈钢和镍合金螺栓、螺钉、螺柱和螺母：不锈钢和镍合金紧固件选用指南。本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国紧固件标准化技术委员会（SAC/TC85)归口。本部分起草单位：中机生产力促进中心、上海申光高强度螺栓有限公司、定西高强度紧固件股份有限公司、北京金风科创风电设备有限公司、山东高强紧固件有限公司、河北信德电力配件有限公司、浙江海力股份有限公司、江苏中成紧固技术发展股份有限公司、浙江迪特高强度螺栓有限公司、晋亿实业股份有限公司、冷水江天宝实业有限公司、湖南飞沃新能源科技股份有限公司、宁波金鼎紧固件有限公司、宁波坤远紧固件有限公司、上海群力紧固件制造有限公司、上海高强度螺栓厂有限公司、机械工业通用零部件产品质量监督检测中心、浙江国检检测技术股份有限公司、湖南申亿机械应用研究院有限公司、眉山中车紧固件科技有限公司、浙江新东方汽车零部件有限公司本部分由全国紧固件标准化技术委员会负责解释。1
1范围
紧固件机械性能
M42～M72螺栓、螺钉和螺柱
GB/T3098.23-—2020
GB/T3098的本部分规定了由合金钢制造的、在环境温度为10℃～35℃条件下进行测试时，螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能。在该环境温度范围内符合本部分要求的紧固件，在超出该环境温度范围时，也可能达不到规定的机械和物理性能注1：按本部分生产的紧固件适用的使用温度为-50℃十150℃。当使用温度超过一50℃～十150℃，甚至高达十300℃时·使用者需向有关方面咨询注2：对低温和高温用钢的选择与应用，可参考GB/T150.2、EN10269、ASTMF2281和ASTMA320/A320M。注3：本部分不适用于某些紧固件因头部几何尺寸造成头部剪切面积较小，可能达不到本部分的抗拉或扭矩要求的紧固件。
本部分适用的紧固件：
由合金钢制造的；
符合GB/T192规定的普通螺纹；
c）性能等级8.8级、10.9级，粗牙螺纹M42~M68，细牙螺纹M45X3~M72X6；符合GB/T193规定的直径与螺距组合；d）
符合GB/T197、GB/T9145规定的公差iik
本部分未规定以下性能要求：
可焊接性；
一耐腐蚀性；
——耐剪切应力；
扭矩-夹紧力性能：
—耐疲劳性。
规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T90.3紧固件质量保证体系（GB/T90.3—2010，ISO16426:2002.IDT）GB/T192
GB/T196
GB/T197
基本牙型（GB/T192—2003，ISO68-1:1998MOD）普通螺纹
基本尺寸（GB/T196—2003，ISO724：1993，MOD）普通螺纹
普通螺纹公差（GB/T197—2018，ISO965-1:2013,MOD）GB/T228.1
金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法（GB/T228.12010，ISO6892-1：2009.MOD)
GB/T229
夏比摆锤冲击试验方法（GB/T229—2007，ISO148-1:2006，MOD）金属材料
GB/T230.1金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法（GB/T230.1—2018，ISO6508-1：2016.MOD
GB/T3098.23—2020
GB/T231.1
2014.MOD)
GB/T3098.1
GB/T4340.1
2005.MOD）
GB/T5267.1
GB/T5267.2
GB/T5267.3
GB/T5276
GB/T5277
GB/T5779.1
GB/T 5779.3
布氏硬度试验
金属材料
紧固件机械性能
金属材料
第1部分：试验方法（GB/T231.1—2018，ISO6506-1：螺栓、螺钉和螺柱（GB/T3098.1—2010，ISO898-1:2009，第1部分：试验方法（GB/T4340.1—2009.ISO6507-1：维氏硬度试验
紧固件电镀层（GB/T5267.1—2002.ISO4042：1999，IDT）紧固件非电解锌片涂层（GB/T5267.2—2017，ISO10683：2014.MOD）紧固件热浸镀锌层（GB/T5267.3—2008.ISO10684:2004，IDT）紧固件螺栓、螺钉、螺柱及螺母尺寸代号和标注（GB/T5276—2015，ISO225：2010，紧固件螺栓和螺钉通孔（GB/T52771985，eqvISO273：1979）紧固件表面缺陷螺栓、螺钉和螺柱一般要求（GB/T5779.1—2000,idtISO6157-1：紧固件表面缺陷螺栓、螺钉和螺柱特殊要求（GB/T5779.3—2000idtISO6157-3：GB/T16825.1静力单轴试验机的检验第1部分：拉力和（或）压力试验机测力系统的检验与校准(GB/T16825.1—2008，ISO7500-1:2004,IDT)3术语和定义
4代号nG
GB/T5276GB/T197给出的以及下列代号适用于本文件。A
机械加工试件的断后伸长率，%
紧固件实物的断后伸长率
螺纹公称应力截面积，mm
螺纹长度，mm
螺柱（拧人金属端）)螺纹长度，mm螺纹公称直径，mm
机械加工试件的直径，mm
外螺纹基本小径，mm
外螺纹基本中径，mm
外螺纹小径，mm
过渡圆直径（支承面的内径），mm楔垫或垫片的孔径，mm
无螺纹杆径，mm
机加工试件螺纹公称直径，mm
螺纹未脱碳的高度，mm
极限拉力载荷，N
最小拉力载荷，N
保证载荷.N
螺纹全脱碳层的深度，mm
螺纹原始三角形高度，mm
最大实体条件下外螺纹的牙形高度，mm头部高度，mm
V型缺口试样的冲击吸收能量，J公称长度，mm
施加载荷前紧固件的总长度，mm卸除第一次载荷后紧固件的总长度，mm卸除第二次载荷后紧固件的总长度，mm无螺纹杆部长度，mm
螺柱的总长度，mm
试验夹具中紧固件未旋合螺纹的长度，mm机械加工试件直线段的长度，mm机械加工试件的初始测量长度，mmseiKAca
机械加工试件的总长度，mm
机械加工试件的最终测量长度，mm螺距，mm
圆角半径，mm
抗拉强度，MPa
机械加工试件的规定塑性延伸率为0.2%时的应力，MPa对边宽度，mm
拉力试验前机械加工试件的横截面积，mm保证应力，MPa
机械加工试件的断后横截面积，mm机械加工试件的断面收缩率，%
楔负载拉力试验用楔垫角度，（°）性能等级的标记制度
本部分性能等级的标记制度按GB/T3098.1的规定。6材料
GB/T3098.23—2020
表1规定了各性能等级用钢的化学成分极限和最低回火温度。材料化学成分应符合有关材料标准的规定。
注：某些化学元素受一些国家的法规限制或禁止使用，当涉及有关国家或地区时需要注意，3
GB/T3098.23—2020
性能等级
材料和热处理bZxz.net
合金钢泽火并回火
合金钢淬火并回火
有争议时，实施成品分析
表1材料
化学成分极限/%（熔炼分析）
回火温度
一种元素，其最小含量分别为：铬0.30%；镍0.30%；钼0.20%；钒0.10%。当含这些合金钢至少应含有下列的
有两种、三种或四种复合的合金成分时，合金元素的含量不能少于单个合金元素含量总和的70%。对这些性能等级用材料，应有足够的淬透性，以确保紧固件螺纹截面的芯部在“淬硬”状态、回火前获得约90%的马氏体组织。
机械和物理性能
规定性能等级的紧固件，在环境温度下，应符合表2～表6规定的机械和物理性能。第8章为检验紧固件是否符合表2～表6的规定，提供了可适用的试验方法表2
螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能No.
抗拉强度R./MPa
机械或物理性能
规定塑性延伸率为0.2%时的应力Rpo.2/MPa保证应力S/MPa
保证应力比Sp.公称/R.o.2-mm
机械加工试件的断后伸长率A/%
机械加工试件的断面收缩率2/%
头部坚固性
维氏硬度HV
F≥98N
布氏硬度HBW
洛氏硬度HRC
表面硬度HV0.3
F=30D2
性能等级
不得断裂或出现裂缝
机械或物理性能
螺纹未脱碳层的高度E/mm
螺纹全脱碳层的深度G/mm
再回火后硬度的降低值HV
吸收能量K/
表面缺陷
表2（续）
规定公称值.仅为性能等级标记制度的需要，见第5章测量规定塑性延伸率为0.2%时的应力R.2。表4和表6规定了保证载荷值。
GB/T3098.23—2020
性能等级
GB/T5779.1
当采用HV0.3测定表面硬度及芯部硬度时，紧固件的表面硬度不应比芯部硬度（1/2半径处测定）高出30HV单位。
最高表面硬度不大于390HV
试验温度在一20℃下测定，见9.9。Aca
最小拉力载荷
螺纹公称应力截面积
螺纹规格(d)
\A公称的计算见9.1.6.1。
A..公\mm
粗牙螺纹
性能等级
最小拉力载荷F.m（A公称XR.m）/N929600
1087300
1220100
1460800
1684900
1958800
2224400
2539800
1164800
1362400
1528800
1830400
2111200
2454400
2787200
3182400
GB/T3098.23—2020
螺纹规格(d）
A，公称的计算见9.1.6.1。
螺纹规格(d×P）
M45×3
M52×4
M56×4
M60×4
M72×6
\A公称的计算见9.1.6.1。
螺纹规格(dXP)
M45×3
M52×4
M56×4
M60×4
M64×4
M72×6
A公称的计算见9.1.6.1。
保证载荷
螺纹公称应力截面积
A.公格\/mm
最小拉力载荷
螺纹公称应力截面积
A..公称“/mm
保证载荷
螺纹公称应力截面积
Ax公称\/mm
粗牙螺纹
性能等级
保证载荷Fp(Ag公称×Sp.公称）/N672000
786000
882000
1056000
1218000
1416000
1836000
细牙螺纹
性能等级
929600
1087300
1220100
1460800
1684900
1958800
2224400
2539800
最小拉力载荷F.mmin（A公称XR.mln）/N1162.000
1518900
1779520
2366330
2871800
细牙螺纹
性能等级
1456000
1903200
2229760
2589600
2965040
3598400
保证载荷Fp（A.公家XSp公案）/N840000
1098000
1286400
1494000
1710600
1162000
1518900
1779520
2066700
2366330
2871800
8试验方法的适用性
8.1通则
GB/T3098.23-—2020
FF和MP两个试验系列（组），可对表2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组文分为：FF1、FF2和MP1。8.2紧固件的承载能力
全承载能力的紧固件（标准化的或非标准化的）应按FF1、FF2对紧固件成品进行拉力试验：a）断裂应发生在未旋合螺纹的长度内；b）其最小拉力载荷（Fmmin）应符合表3或表5的规定。8.3制造者的控制
按本部分生产的紧固件，当采用表7～表9规定的“可实施的试验”时，应能符合表2～表6的技术要求。
本部分不要求制造者对每一生产批都要实施试验，但制造者的责任是：可以选择自己的方法，如工eeiKAc
序控制或检查，以确保每一生产批均符合所有的技术要求有争议时.应按第9章规定的试验方法。8.4供方的控制
供方可选择自己的方法控制其提供的紧固件符合表2～表6规定的机械和物理性能有争议时，应按第9章规定的试验方法。8.5需方的控制
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交付的紧固件质量。有争议时，应按第9章规定的试验方法。8.6对紧固件与机械加工试件可实施的试验8.6.1通则
按第9章规定的试验方法，表7～表9规定了FF1～FF2、MP1的适用性，表7和表8为紧固件成品试验，提供了FF1和FF2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d，>d或d,～d2的螺栓和螺钉成品的性能，见表7。
FF2：用于测定标准杆或细杆（全承载能力的）即d。d2或d.～d2的螺柱成品的性能，见表8。表9为紧固件材料性能试验和/或改进工艺的试验，提供了MP1试验系列。FF1和FF2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9。8.6.2适用性
各种试验方法对紧固件的适用性按表7～表9的规定GB/T3098.23—2020
8.6.3交付试验结果
当需方要求交付包括试验结果的报告（特殊订单）时，他们应按第9章的规定，并从表7～表9中选取试验方法。由需方规定的特殊试验，应在订货时协议。表7
（见表2）
7或8或9
最小抗拉强度R...mm
公称保证应力Sr-公称
头部坚固性
最高表面硬度
最大脱碳层
FF1试验系列全承载能力的螺栓和螺钉成品性能等级
试验方法
模负载拉力试验
拉力试验
保证载荷试验
硬度试验
增碳试验
脱碳试验
再回火后硬度降低值
表面缺陷
再回火试验
表面缺陷检查
可实施：能按第9章实施试验，但有争议时，应按第9章实施、条号
8.8、10.9
I<2.5d或
仅在有明确规定时方可实施：能按第9章实施试验，有争议时，本试验是仲裁试验。1≥2.5d和
NF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），或因该试验仅适用于特殊类型的紧固件（如高温处理紧固件的试验）。\1≥2d和b<2d，见9.1.5和9.2.5。b有争议时，本试验是仲裁试验。表8FF2试验系列全承载能力的螺柱成品性能等级
（见表2）
7或8或9
最小抗拉强度R.-min
公称保证应力Sp：公称
最高表面硬度
最大脱碳层
试验方法
拉力试验
保证载荷试验
硬度试验
增碳试验
脱碳试验
8.8、10.9
1,<3d或
l≥3d和
（见表2）
再回火后硬度降低值
表面缺陷
表8（续）
试验方法
再回火试验
表面缺陷检查
可实施：能按第9章实施试验，但有争议时应按第9章实施条号
GB/T3098.23-—2020
性能等级
.<3d或
仅在有明确规定时方可实施：能按第9章实施试验，有争议时，本试验是仲裁试验1.≥3d和
NF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），或因该试验仅适用于特殊类型的紧固件（如高温处理紧固件的试验）。如果螺柱断裂在拧入金属端的螺纹长度6.内，可以最小硬度代替R·或也可以按9.4用机械加工试件测定抗拉强度R.
有争议时，本试验是仲裁试验。表9
（见表2）
7或8或9
最小抗拉强度R...
MP1试验系列用机械加工试件测定材料性能性能等级
试验方法
规定塑性延伸率为0.2%
时的应力R,0.2m
最小断后伸长率Amm
最小断面收缩率Z.
最高表面硬度
最大脱碳层
最小吸收能量Kv.mim
机械加工试
件的拉力试验
硬度试验
增碳试验
脱碳试验
冲击试验
1或1≥55mm
可实施：能按第9章实施试验，但有争议时，应按第9章实施。d和≥d
和≥6.5d
d+26mm
仅在有明确规定时方可实施：能按第9章实施试验，有争议时，本试验是仲裁试验，d.≥0.75d,和
b≥d和
/≥5.5d+8mm
NF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），或因该试验仅适用于特殊类型的紧固件（如高温处理紧固件的试验）。如测定螺柱，最小总长度应在长度公式中增加1d。b对螺栓和螺钉.测定Z.m则1≥5d对螺柱，测定Zmm则l≥6d。
d对螺栓和螺钉，测定Zmm则1≥d+20mm。对螺柱，测定Zm则l≥2d+20mm。对螺栓和螺钉，测定Zmm则1≥4d+8mm。对螺柱，测定Zmm则1≥5d+8mm
上头部高度可以包括在内，
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