4 材料和机械性能等级

4.1 机械性能

  表1给出了最低工作温度可达-200℃的奥氏体钢紧固件。该材料的性能应符合GB/T 3098.6和GB/T 3098.15的规定。

表1  符合GB/T3098.6和GB/T 3098.15奥氏体钢紧固件的最低工作温度

持续工作的最低

（近似值）

钢的组别a

性能等级

螺栓

螺母

-60℃b

-200℃c

A2L

A2

A3

A4L

A4

A5

50

70

50

70

80

注：高于这些温度，对使用没有影响。低于这些温度，应按使用条件，进行相应的性能试验．

a 铜含量≤1% （按GB/T 3098.6和GB/T 3098.15的规定）。

b 有头螺栓。

c 螺柱。

  适用于高温达+700℃的钢和镍合金钢，见表2。该材料性能应符合DIN EN 10269的表4对热处理状态的规定。

  通常，对紧固件可按DINEN 10269的表5、表C.1和表D.1确定高温规定非比例延伸0.2%的应力、抗蠕变强度，以及松弛性能的参考数据。

  对有附加条件的情况，则应按有关约定。这些要求与AD2000—说明书W2、W7和W10 有关，涉及VdTUV材料分册WB113/2、WB 435/3和WB 490或蒸汽锅炉的规范TRD 106，或对于一些奥氏体材料的限制。

表2 DIN EN10269 钢和镍合金钢适用的工作温度

DIN EN 10269规定的

工作温度范围

材料

螺栓和/或

螺母硬度/HV

min

短时间a

max

长时间b

max

缩写

编号

牌号

状态

min

max

-120℃

/

/

KB

1.5680

X12Ni5

+NT

157

203

+QT

173

235

/

400℃

500℃

Yd

1.1181

C35E

+N

150

200

/

400℃

500℃

YK

1.1181

C35E

+QT

165

210

/

400℃

/

YB

1.5511

35B2g

+QT

165

210

-60℃

500℃

550℃

KG

1.7218

25CrMo4

+QT

195

240

-100℃

500℃

/

GC

1.7225

42CrMo4

+QT

275

337

/

500℃

550℃

GA

1.7709

21CrMoV5-7

+QT

225

272

/

600℃

550℃

GB

1.7711

40CrMoV46

+QT

272

320

/

550℃

600℃

Ve

1.4923

X22CrMoV12-1

+QT 1e

256

303

/

550℃

600℃

VHf

1.4923

X22CrMoV12-1

+QT 2f

287

367

/

600℃

600℃

VW

1.4913

X19CrMoNbVN11-1

+QT

287

367

/

650℃

670℃

S

1.4986

X7CrNiMoBNb16-16

+WW+P

210

272

-196℃

650℃

650℃

SD

1.4980

X6NiCrTiMoVB25-15-2

+AT+P

287

367

-196℃

650℃

800℃

SB

2.4952

NiCr20TiAl

+AT+P

320

417

a 给出屈服强度和抗拉强度的温度上限。

b 给出蠕变极限和持久强度极限的温度上限。

c DIN EN 10269的表4中的各种状态：

+N ：正火；

+NT：正火和回火；

+QT：淬火并回火；

+WW：热加工硬化；

+AT：固溶；

+ P：时效硬化。

d 仅对螺母。

e 缩写V按DIN EN 10269，材料X22CrMoV12-1机械加工试件的规定非比例延伸0.2%的应力Rp0.2 ≥ 600 N/mm2 （+QT1）。

f 缩写VH按DIN EN 10269，材料X22CrMoV12-1机械加工试件的规定非比例延伸0.2%的应力Rp0.2 ≥ 600 N/mm2 （+QT2）。

g 也可参阅VdTUV材料分册WB 490。

4.2 螺栓连接副的承载能力

4.2.1 通则

  由螺栓和螺母组成的一个连接副，必须符合以下要求，方可认为是全承载能力的：

  ——相配的螺栓和螺母分别是全承载能力的，螺母还应符合：对粗牙螺母，不低于1型螺母高度，或对细牙螺母，不低于2型螺母高度；

  ——螺纹公差相配适当，如6H/6g3）；

  ——螺母材料的抗拉强度应高于螺栓材料抗拉强度的70%；

  ——螺栓与螺母材料的合理匹配见表3。

注：如果按表3选取螺栓材料，并采用了受力套管时，则该受力套管应优先选择与螺栓相同的材料。

——————————

3) 杆部降低承载能力的腰状杆螺柱，见GB/T 13807.2和GB/T 13807.3。其螺纹公差GB/T 3103.4规定。

4.2.2 全承载能力的的螺栓

  断裂时，满足以下要求的螺栓，方可认为是全承载能力的：

    ——对螺栓实物进行拉力试验时，能够达到表4a或表5a的最小拉力载荷（Rm,min×As,公称）；

    ——对表2由钢和镍铬钢制造的螺栓按GB/T 3098.1进行试验时，断裂应发生在未旋合螺纹的长度内；

    ——对表1由奥氏体钢制造的螺栓按GB/T 3098.6进行试验时，断裂应发生在未旋合螺纹的长度内或无螺纹杆部。

4.2.3 全承载能力的螺母

    断裂时，满足以下要求的螺母，方可认为是全承载能力的：

    ——螺母能够承受表4a或表5a给出的螺栓最小拉力载荷（Rm,min×As,公称）；

    ——圆螺母的外径或六角螺母对边宽度最小值符合GB/T 3104的规定；

    ——粗牙螺母高度最小值符合1型，细牙螺母高度最小值符合2型的规定。

表3 螺栓与螺母材料的合理匹配

螺栓

螺母

奥氏体不锈钢性能等级

钢和镍合金钢

保证应力a

S p /（N/mm2）

50

70

KB

YK

YB

KG

GA

GB

GC

V

VH

VW

S

SD

SB

粗牙

细牙

1型

2型

螺

母

奥氏体不锈钢性能等级

50

○

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

629b

725b

70

○

○

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

800b

875b

80

●

●

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

886b

950b

钢和镍合金钢

KB

-

-

●

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

654

748

Y

-

-

-

○

○

○

-

-

-

-

-

-

-

-

-

714

800

YK

-

-

-

●

●

●

-

-

-

-

-

-

-

-

-

714

800

YB

-

-

-

○

○

○

-

-

-

-

-

-

-

-

-

714

800

KG

-

-

-

-

-

○

●

-

-

-

-

-

-

-

-

800

875

GA

-

-

-

-

-

●

●

●

●

-

-

-

-

-

-

937

995

GB

-

-

-

-

-

-

○

○

○

-

-

-

-

-

-

937

995

GC

-

-

-

-

-

-

○

○

○

-

-

-

-

-

-

937

995

V

-

-

-

-

-

-

-

-

-

○

○

○

-

-

-

971

1025

VH

-

-

-

-

-

-

-

-

-

○

○

○

-

-

-

971

1025

VW

-

-

-

-

-

-

-

-

-

○

○

○

-

-

-

971

1025

S

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

○

-

-

775

838

SD

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

○

-

971

1025

SB

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

○

1057

1100

螺

栓

抗拉强度Rm/（N/mm2）

max

-

-

710

650

650

750

850

1000

1060

950

1050

1050

850

1150

1300

min

500

700

530

500

500

600

700

850

860

800

900

900

650

900

1000

注： “●”优先匹配的；“○”允许匹配的；“-”不推荐的。

a 在确定保证应力时，考虑试验芯棒的硬度应高于与螺母匹配的螺栓的硬度。但螺母的保证应力应当高于匹配的螺栓中最高性能等级的最小抗拉强度值。

b 为了在检测中识别全承载能力的螺母，必须施加比GB/T 3098.15提高了的保证应力。按GB/T 3098.15对70级和80级的要求，大批量生产较小规格的螺母时，通常采用冷加工；只对50级的大规格螺母采用热加工。若按本标准对特殊螺母的要求，小批量生产大多数采用棒料经切削加工而成。这些棒料由于冷作硬化（拉拔）变形的不均匀性，在其横截面内各点的机械性能也不均匀。因此，这样制造的螺母存在着风险，即在检验保证载荷时，虽然采用了淬硬试棒，但测定的保证应力只能达到GB/T 3098.15规定的较低的保证应力值。所以，与一个较软的螺栓匹配时，不能达到最小拉力载荷。因此，这里要求采用较高的保证应力。

表4a 粗牙螺纹螺栓的最小拉力载荷（As,公称×R m, min /kN）

螺纹规格 d

螺纹应力截面积As,公称/mm2

奥氏体不锈钢性能等级

钢和镍合金钢

50

70

KB

YK

YB

KG

GA

GB

GC

V

VH

VW

S

SD

SB

M3

5.03

2.52

3.52

2.67

2.52

3.02

3.52

4.28

4.33

4.02

4.53

3.27

4.53

5.03

M3.5

6.78

3.39

4.75

3.59

3.39

4.07

4.75

5.76

5.83

5.42

6.10

4.41

6.10

6.78

M4

8.78

4.39

6.15

4.65

4.39

5.27

6.15

7.46

7.55

7.02

7.90

5.71

7.90

8.78

M5

14.2

7.10

9.94

7.53

7.1

8.52

9.94

12.1

12.2

11.4

12.8

9.23

12.8

14.2

M6

20.1

10.1

14.1

10.7

10.1

12.1

14.1

17.1

17.3

16.1

18.1

13.1

18.1

20.1

M7

28.9

14.5

20.2

15.3

14.5

17.3

20.2

24.6

24.9

23.1

26.0

18.8

26.0

28.9

M8

36.6

18.3

25.6

19.4

18.3

22.0

25.6

31.1

31.5

29.3

32.9

23.8

32.9

36.6

M10

58.0

29.0

40.6

30.7

29.0

34.8

40.6

49.3

49.9

46.4

52.2

37.7

52.2

58.0

M12

84.3

42.2

59.0

44.7

42.2

50.6

59.0

71.7

72.5

67.4

75.9

54.8

75.9

84.3

M14

115

57.5

80.5

61

57.5

69.0

80.5

97.8

98.9

92.0

104

74.8

104

115

M16

157

78.5

110

83.2

78.5

94.2

110

133

135

126

141

102

141

157

M18

192

96.0

134

102

96.0

115

134

163

165

154

173

125

173

192

M20

245

123

172

130

123

147

172

208

211

196

221

159

221

245

M22

303

152

212

161

152

182

212

258

261

242

273

197

273

303

M24

353

177

247

187

177

212

247

300

304

282

318

229

318

353

M27

459

230

/

243

230

275

321

390

395

367

413

298

413

459

M30

561

281

/

297

281

337

393

477

482

449

505

365

505

561

M33

694

347

/

368

347

416

486

590

597

555

625

451

625

694

M36

817

409

/

433

409

490

572

694

703

654

735

531

735

817

M39

976

488

/

517

488

586

683

830

839

781

878

634

878

976

表4b 粗牙螺纹螺母的保证载荷（As,公称×Sp/kN）

螺纹

规格

d

螺纹应力截面积

AS,公称/mm2

奥氏体不锈钢性能等级

钢和镍合金钢

50a

70a

80a

KB

Y

YK

YB

KG

GA

GB

GC

V

VH

VW

S

SD

SB

M3

5.03

3.16

4.02

4.46

3.29

3.59

4.02

4.71

4.88

3.81

4.88

5.32

M3.5

6.78

4.26

5.42

6.01

4.43

4.84

5.42

6.35

6.58

5.13

6.58

7.17

M4

8.78

5.52

7.02

7.78

5.74

6.27

7.02

8.23

8.53

6.65

8.53

9.28

M5

14.2

8.93

11.4

12.6

9.29

10.1

11.4

13.3

13.8

10.7

13.8

15.0

M6

20.1

12.6

16.1

17.8

13.1

14.4

16.1

18.8

19.5

15.2

19.5

21.2

M7

28.9

18.2

23.1

25.6

18.9

20.6

23.1

27.1

28.1

21.9

28.1

30.5

M8

36.6

23.0

29.3

32.4

23.9

26.1

29.3

34.3

35.5

27.7

35.5

38.7

M10

58.0

36.5

46.4

51.4

37.9

41.4

46.4

54.3

56.3

43.9

56.3

61.3

M12

84.3

53.0

67.4

74.7

55.1

60.2

67.4

79.0

81.9

63.8

81.9

89.1

M14

115

72.3

92.0

102

75.2

82.1

92.0

108

112

87.1

112

122

M16

157

99

126

139

103

112

126

147

152

119

152

166

M18

192

121

154

170

126

137

154

180

186

145

186

203

M20

245

154

196

217

160

175

196

230

238

185

238

259

M22

303

191

242

268

198

216

242

284

294

229

294

320

M24

353

222

282

313

231

252

282

331

343

267

343

373

M27

459

289

/

/

300

328

367

430

446

347

446

485

M30

561

353

/

/

367

401

449

526

545

425

545

593

M33

694

437

/

/

454

496

555

650

674

525

674

734

M36

817

514

/

/

534

583

654

766

793

618

793

864

M39

976

614

/

/

638

697

781

915

948

739

948

1032

a 保证载荷高于GB/T 3098.15规定的数值，见表3注b。

表5a 细牙螺纹螺栓的最小拉力载荷（As,公称×R m,min /kN）

螺纹

规格

d× P

螺纹应力截面积

As,公称/mm2

奥氏体不锈钢性能等级

钢和镍合金钢

50

70

KB

YK

YB

KG

GA

GB

GC

V

VH

VW

S

SD

SB

M8×1

39.2

19.6

27.4

20.8

19.6

23.5

27.4

33.3

33.7

31.4

35.3

25.5

35.3

39.2

M10×1

64.5

32.3

45.2

34.2

32.3

38.7

45.2

54.8

55.7

51.6

58.1

41.9

58.1

64.5

M10×1.25

61.2

30.6

42.8

32.4

30.6

36.7

42.8

52.0

52.6

49.0

55.1

39.8

55.1

61.2

M12×1.25

92.1

46.1

64.5

48.8

46.1

55.3

64.5

78.3

79.2

73.7

82.9

59.9

82.9

92.1

M12×1.5

88.1

44.1

61.7

46.7

44.1

52.9

61.7

74.9

75.8

70.5

79.3

57.3

79.3

88.1

M14×1.5

125

62.5

88

66.3

62.5

75.0

87.5

106

108

100

113

81.3

113

125

M16×1.5

167

83.5

117

88.5

83.5

100

117

142

144

134

150

109

150

167

M18×1.5

215

108

151

114

108

129

151

183

185

172

194

140

194

215

M18×2

204

102

143

108

102

122

143

173

175

163

184

133

184

204

M20×1.5

272

136

190

144

136

163

190

231

234

218

245

177

245

272

M20×2

258

129

181

137

129

155

181

219

222

206

232

168

232

258

M22×1.5

333

167

233

176

165

200

233

283

286

266

300

216

300

333

M22×2

318

159

223

169

159

191

223

270

273

254

286

207

286

318

M24×2

384

192

269

204

192

230

269

326

330

307

346

250

346

384

M27×2

496

248

/

263

248

298

347

422

427

397

446

322

446

496

M30×2

621

311

/

329

311

373

435

528

534

497

559

404

559

621

M33×2

761

381

/

403

381

457

533

647

654

609

685

495

685

761

M36×3

865

433

/

458

433

519

606

735

744

692

779

562

779

865

M39×3

1030

515

/

546

515

618

721

876

886

824

927

670

927

1030

表5b 细牙螺纹螺母的最小拉力载荷（As,公称×S p/kN）

螺纹规格

d × P

螺纹应力截面积

As,公称/mm2

奥氏体不锈钢性能等级

钢和镍合金钢

50a

70a

80a

KB

Y

YK

YB

KG

GA

GB

GC

V

VH

VW

S

SD

SB

M8×1

39.2

28.4

34.3

37.2

29.3

31.4

34.3

39.0

40.2

32.8

40.2

43.1

M10×1

64.5

46.8

56.4

61.3

48.2

51.6

56.4

64.2

66.1

54.1

66.1

71.0

M10×1.25

61.2

44.4

53.6

58.2

45.8

49.0

53.6

60.9

62.7

51.3

62.7

67.3

M12×1.25

92.1

66.8

80.6

87.5

68.9

73.7

80.6

91.6

94.4

77.2

94.4

101.3

M12×1.5

88.1

63.9

77.1

83.7

65.9

70.5

77.1

87.7

90.3

73.8

90.3

96.9

M14×1.5

125

90.6

109

119

93.5

100

109

124

128

105

128

138

M16×1.5

167

121

146

159

125

134

146

166

171

140

171

184

M18×1.5

215

156

188

204

161

172

188

214

220

180

220

237

M18×2

204

148

179

194

153

163

179

203

209

171

209

224

M20×1.5

272

197

238

258

203

218

238

271

279

228

279

299

M20×2

258

187

226

245

193

206

226

257

264

216

264

284

M22×1.5

333

241

291

316

249

266

291

331

341

279

341

366

M22×2

318

231

278

302

238

254

278

316

326

266

326

350

M24×2

384

278

336

365

287

307

336

382

394

322

394

422

M27×2

496

360

/

/

371

397

434

494

508

416

508

546

M30×2

621

450

/

/

465

497

543

618

637

520

637

683

M33×2

761

552

/

/

569

609

666

757

780

638

780

837

M36×3

865

627

/

/

647

692

757

861

887

725

887

952

M39×3

1030

747

/

/

770

824

901

1025

1056

863

1056

1133

a 保证载荷高于GB/T 3098.15规定的数值，见表3注b。

5 检验

5.1 通则

    对冷成型或热成型连接件的要求见表2，但材料缩写字母Y（C35E+N）的热成型螺母，应按DIN EN 10269表4进行热处理。

    按表1～表3及有关标准的机械性能试验，必须作为制造这些零件的基本要求。

    对表2给出的材料或表1中50级，并且不进行热处理的连接件，只有按EN 10269的表4提供了钢棒供应状态的机械性能质保单，才能采用切削加工工艺。此时，可以采用滚压螺纹工艺。

    在工厂产品检验时，制造者可按表2对连接件进行维氏硬度测试。而对表1奥氏体连接件不进行硬度测试。

5.2 全承载能力的螺栓

    仲裁试验：

    对全承载能力并符合表1材料的螺栓，按GB/T 3098.6对螺栓实物进行拉力试验，测定RP0.2，Rm及A。

    对全承载能力并符合表2材料的螺栓，按GB/T 3098.1对螺栓实物进行拉力试验，测定Rm（表3）。

5.3 全承载能力的螺母

    仲裁试验：

    对全承载能力并符合表1或表2材料的螺母，按GB/T 3098.2或GB/T3098.4测定保证载荷（表4b或表5b）。

5.4 降低承载能力的螺栓

    仲裁试验：

    对降低承载能力并符合表1材料的腰状杆螺栓，按GB/T 228对螺栓实物进行拉力试验测定：RP0.2，Rm， A和Z（按DIN EN 10269）。

    对降低承载能力并符合表1材料、头部承载能力较低，且性能均匀的螺栓（如50级，状态按DIN EN 10269为+AT），按GB/T 228对机械加工试件进行拉力试验测定：RP0.2 ，Rm ，A和Z（按DIN EN 10269）。

    对降低承载能力并符合表1材料、头部承载能力较低、70 级（状态按DIN EN 10269为+C700）、并经冷作硬化的螺栓，按GB/T 3098.6对螺栓实物进行拉力试验测定最小拉力载荷。

    对于降低承载能力并符合表2材料的螺栓，按GB/T 228对机械加工试件进行拉力试验浏定：RP0.2 ，Rm ，A和Z（按DIN EN 10269）。只有当螺栓长度不能进行拉力试验时，才按GB/T 4340.1测试其维氏硬度值（按GB/T 3098.1）。

5.5 降低承载能力的螺母

    对降低承载能力并符合表1材料的螺母，按GB/T 3098.2或GB/T 3098.4测定保证载荷。

    对降低承载能力并符合表2材料的螺母，按表2及GB/T 4340.1测定维氏硬度。

6 识别标志

    符合本部分规定的连接件产品，必须有制造者识别标志，并按表1制出钢的组别和性能等级，或按表2制出制造者识别标志和材料的缩写。如无其他约定，应从GB/T 3098.6、GB/T 3098.15或GB/T 3098.4，或GB/T 13807.2和GB/T 13807.3中选择标志的规定。

    对奥氏体螺栓或螺母设计要求一定的材料时，应以材料编号替代按GB/T 3098.6或GB/T 3098.15选择钢的组别。

7 标记

    由具有冷韧性或高温强度材料制造的紧固件，应按表1标记钢的组别和性能等级，或表2标记材料的缩写，例如：

      螺纹规格d =M30、公称长度L=200mm、L型、材料为A4-70、产品等级为TB级、经表面氧化处理的等长双头螺柱的标记：

        螺柱GB/T13807.2  LM30×200-TB-A4-70-氧化

      螺纹规格d=M30、公称长度L=200mm、L型、材料为GA、产品等级为TB级、经表面氧化处理的等长双头螺柱的标记：

        螺柱GB/T13807.2  LM30×200-TB-GA-氧化

      对奥氏体螺栓或螺母设计要求一定的材料时，应以材料编号替代按GB/T 3098.6或GB/T 3098.15选择钢的组别的标记：

        螺柱GB/T13807.2  LM30×200-TB-1.4541-70-氧化