鋼結(jié)構(gòu)用大六角螺栓、螺母、墊圈的技術(shù)要求 GB /T 1231 - 2006

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  要求

  
  

  3 要求

  3.1 性能等級(jí)、材料及使用配合

  3.1.1 螺栓、螺母、墊圈的性能等級(jí)和材料按表1的規(guī)定。表中35VB鋼的技術(shù)條件見(jiàn)附錄A。

  表1

  類別	性能等級(jí)	材料	標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)	適用規(guī)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
  墊圈	35HRC～45HRC	45、35	CB/T 699

  3.1.2 螺栓、螺母、墊圈的使用配合按表2的規(guī)定。

  表2

  類別	螺栓	螺母	墊圈
  型式尺寸	按 GB/T 1228規(guī)定	按 GB/T 1229規(guī)定	按 GB/T 1230規(guī)定
  性能等級(jí)	10.9S	10H	35HRC～45HRC
  	8.8S	8H	35HRC～45HRC

  3.2 機(jī)械性能

  3.2.1 螺栓機(jī)械性能

  3.2.1.1 試件機(jī)械性能

      制造廠應(yīng)將制造螺栓的材料取樣，經(jīng)與螺栓制造中相同的熱處理工藝處理后，制成試件進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，其結(jié)果應(yīng)符合表3的規(guī)定，當(dāng)螺栓的材料直徑≥16mm時(shí)，根據(jù)用戶要求，制造廠還應(yīng)增加常溫沖擊試驗(yàn)，其結(jié)果應(yīng)符合表3的規(guī)定。

  表3

  性能等級(jí)	抗拉強(qiáng)度 Rm/Mpa	規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度 Rp0.2/Mpa	斷后伸長(zhǎng)率 A/%	斷后收縮率 Z/%	沖擊吸收功 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 實(shí)物機(jī)械性能

      進(jìn)行螺栓實(shí)物楔負(fù)載試驗(yàn)時(shí)，拉力載荷應(yīng)在表4規(guī)定的范圍內(nèi)，且斷裂應(yīng)發(fā)生在螺紋部分或螺紋與螺桿交接處。

  表4

  螺紋規(guī)格d			M12	M16	M20	（M22）	M24	（M27）	M30
  公稱應(yīng)力截面積As/mm2			84.3	157	245	303	353	459	561
  性能等級(jí)	10.9S	拉力 載荷/N	87700～104500	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

      當(dāng)螺栓l/d≤3時(shí)，如不能做楔負(fù)載試驗(yàn)，允許做拉力載荷試驗(yàn)或芯部硬度試驗(yàn)。拉力載荷應(yīng)符合表4的規(guī)定，芯部硬度應(yīng)符合表5的規(guī)定。

  表5

  性能等級(jí)	維氏硬度		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 脫碳層

      螺栓的脫碳層按GB/T 3098.1的有關(guān)規(guī)定。

  3.2.2 螺母機(jī)械性能

  3.2.2.1 保證載荷

      螺母的保證載荷應(yīng)符合表6的規(guī)定。

  表6

  螺紋規(guī)格D			M12	M16	M20	（M22）	M24	（M27）	M30
  性能等級(jí)	10H	拉力載荷/N	87700	163000	255000	315000	367000	477000	583000
  	8H		70000	130000	203000	251000	293000	381000	466000

  3.2.2.2 硬度

      螺母硬度應(yīng)符合表7的規(guī)定。

  表7

  性能等級(jí)	洛氏硬度		維氏硬度
  	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 墊圈的硬度

      墊圈的硬度為329 HV30～436 HV30（35 HRC～45 HRC）。

  3.3 連接副的扭矩系數(shù)

  3.3.1高強(qiáng)度大六角頭螺栓連接副應(yīng)按保證扭矩系數(shù)供貨，同批連接副的扭矩系數(shù)平均值為0.110～0.150，扭矩系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)小于或等于0.0100。每一連接副包括1個(gè)螺栓、1個(gè)螺母、2個(gè)墊圈，并應(yīng)分屬同批制造。

  3.3.2扭矩系數(shù)保證期為自出廠之日起6個(gè)月，用戶如需延長(zhǎng)保證期，可由供需雙方協(xié)議解決。

  3.4 螺栓、螺母的螺紋

  3.4.1螺紋的基本尺寸按GB/T 196粗牙普通螺紋的規(guī)定。螺栓螺紋公差帶按GB/T 197的6g，螺母螺紋公差帶按GB/T 197的6H。

  3.4.2螺紋牙側(cè)表面粗糙度的最大參數(shù)值Ra應(yīng)為12.5μm。

  3.5 螺栓的螺紋末端

      螺栓的螺紋末端按GB/T 1228和GB/T 2的規(guī)定。

  3.6 表面缺陷

  3.6.1螺栓、螺母的表面缺陷分別按GB/T 5779.1和GB/T 5779.2的規(guī)定。

  3.6.2墊圈不允許有裂縫、毛刺、浮銹和影響使用的凹痕、劃傷。

  3.7 其他尺寸及形位公差

      螺栓、螺母和墊圈的其他尺寸及形位公差應(yīng)符合GB/T 3103.1和GB/T 3103.3有關(guān)C級(jí)產(chǎn)品的規(guī)定。

  3.8 表面處理

      螺栓、螺母和墊圈均應(yīng)進(jìn)行保證連接副扭矩系數(shù)和防銹的表面處理，表面處理工藝由制造廠選擇。

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  試驗(yàn)方法

  
  

  4 試驗(yàn)方法

  4.1 螺栓試驗(yàn)方法

  4.1.1 試件的拉伸試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)

      拉伸試件和沖擊試件應(yīng)在同一根棒材上截取，并經(jīng)同一熱處理工藝處理。

  4.1.1.1 拉伸試驗(yàn)

      原材料經(jīng)熱處理后，按GB/T 228的規(guī)定制成拉伸試件。加工試件時(shí)，其直徑減小量不應(yīng)超過(guò)原材料直徑的25%（約為截面積的44%），并以此確定試件直徑。試驗(yàn)方法按GB/T 228的規(guī)定。

  4.1.1.2 沖擊試驗(yàn)

      原材料經(jīng)熱處理后，按GB/T 229中關(guān)于缺口深度為2mm的標(biāo)準(zhǔn)夏比U型缺口沖擊試件的規(guī)定制成試件，并在常溫下進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。試驗(yàn)方法按GB/T 229的規(guī)定。

  4.1.2 楔負(fù)載試驗(yàn)

      螺栓頭下置一10°楔墊（見(jiàn)圖1），在拉力試驗(yàn)機(jī)上將螺栓擰在帶有內(nèi)螺紋的專用夾具上（至少6扣），然后進(jìn)行拉力試驗(yàn)。10°楔墊的型式、尺寸及硬度按GB/T 3098.1的規(guī)定。

  

  圖1

  4.1.3 芯部硬度試驗(yàn)

      試驗(yàn)在距螺桿末端等于螺紋直徑d的截面上進(jìn)行，對(duì)該截面距離中心的四分之一螺紋直徑處，任測(cè)4點(diǎn)，取后3點(diǎn)平均值。試驗(yàn)方法按GB/T 230.1或GB/T 4340.1的規(guī)定。驗(yàn)收時(shí)，如有爭(zhēng)議，以維氏硬度（HV30）試驗(yàn)為仲裁。

  4.1.4 脫碳試驗(yàn)

      按GB/T 3098.1的規(guī)定。

  4.2 螺母試驗(yàn)方法

  4.2.1 保證載荷試驗(yàn)

      將螺母擰入螺紋芯棒（見(jiàn)圖2），試驗(yàn)時(shí)夾頭的移動(dòng)速度不應(yīng)超過(guò)3 mm/min，對(duì)螺母施加表6規(guī)定的保證載荷，持續(xù)15s螺母不應(yīng)脫扣或斷裂。當(dāng)去除載荷后，應(yīng)可用手將螺母旋出，或者借助扳手松開螺母（但不應(yīng)超過(guò)半扣）后用手旋出。在試驗(yàn)中，如螺紋芯棒損壞，則試驗(yàn)作廢。

  

  D₀按GB/T 5277對(duì)中等裝配的規(guī)定。

  圖2

      螺紋芯棒的硬度應(yīng)≥45HRC，其螺紋公差帶為5h6g，但大徑應(yīng)控制在6g公差帶靠近下限的四分之一的范圍內(nèi)。

  4.2.2 硬度試驗(yàn)

      試驗(yàn)在螺母支承面上進(jìn)行，任測(cè)4點(diǎn)，取后3點(diǎn)平均值。試驗(yàn)方法按GB/T230.1或GB/T 4340.1的規(guī)定。驗(yàn)收時(shí)，如有爭(zhēng)議，以維氏硬度（HV30）試驗(yàn)為仲裁。

  4.3 墊圈硬度試驗(yàn)

      在墊圈的表面上任測(cè)4點(diǎn)， 取后3點(diǎn)平均值。試驗(yàn)方法按GB/T230.1或GB/T 4340.1的規(guī)定。驗(yàn)收時(shí)，如有爭(zhēng)議，以維氏硬度（HV30）試驗(yàn)為仲裁。

  4.4 連接副扭矩系數(shù)試驗(yàn)

  4.4.1連接副的扭矩系數(shù)試驗(yàn)在軸力計(jì)上進(jìn)行，每一連接副只能試驗(yàn)一次，不得重復(fù)使用。

  扭矩系數(shù)計(jì)算公式如下：

  

  式中：

  K——扭矩系數(shù)；

  T——施擰扭矩（峰值），單位為牛米（N·m）；

  P——螺栓預(yù)拉力（峰值），單位為千牛（kN）；

  d——螺栓的螺紋公稱直徑，單位為毫米（mm）。

  4.4.2施擰扭矩T是施加于螺母上的扭矩，其誤差不得大于測(cè)試扭矩值的2%。使用的扭矩扳手準(zhǔn)確度級(jí)別應(yīng)不低于JJG 707-2003中規(guī)定的2級(jí)。

  4.4.3螺栓預(yù)拉力P用軸力計(jì)測(cè)定，其誤差不得大于測(cè)定螺栓預(yù)拉力的2%。軸力計(jì)的最小示值應(yīng)在1kN以下。

  4.4.4進(jìn)行連接副扭矩系數(shù)試驗(yàn)時(shí)，螺栓預(yù)拉力值P應(yīng)控制在表8所規(guī)定的范圍內(nèi)，超出該范圍者，所測(cè)得扭矩系數(shù)無(wú)效。

  表8（單位：千牛）

  螺栓螺紋規(guī)格				M12	M16	M20	（M22）	M24	（M27）	M30
  性能等級(jí)	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組裝連接副時(shí)，螺母下的墊圈有倒角的一側(cè)應(yīng)朝向螺母支承面。試驗(yàn)時(shí)，墊圈不得發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，否則試驗(yàn)無(wú)效。

  4.4.6進(jìn)行連接副扭矩系數(shù)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)同時(shí)記錄環(huán)境溫度。試驗(yàn)所用的機(jī)具、儀表及連接副均應(yīng)放置在該環(huán)境內(nèi)至少2h以上。

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  檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志與包裝、附錄

  
  

  5 檢驗(yàn)規(guī)則

  5.1 出廠檢驗(yàn)按批進(jìn)行。同一性能等級(jí)、材料、爐號(hào)、螺紋規(guī)格、長(zhǎng)度（當(dāng)螺栓長(zhǎng)度≤100mm 時(shí)，長(zhǎng)度相差≤15mm；螺栓長(zhǎng)度＞100mm時(shí)，長(zhǎng)度相差≤20mm，可視為同一長(zhǎng)度）、機(jī)械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的螺栓為同批；同一性能等級(jí)、材料、爐號(hào)、螺紋規(guī)格、機(jī)械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的螺母為同批；同一性能等級(jí)、材料、爐號(hào)、規(guī)格、機(jī)械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的墊圈為同批。分別由同批螺栓、螺母、墊圈組成的連接副為同批連接副。

  同批高強(qiáng)度螺栓連接副最大數(shù)量為3000套。

  5.2 連接副扭矩系數(shù)的檢驗(yàn)按批抽取8套，8套連接副的扭矩系數(shù)平均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差均應(yīng)符合3.3.1規(guī)定。

  5.3 螺栓楔負(fù)載、螺母保證載荷、螺母硬度和墊圈硬度的檢驗(yàn)按批抽取，樣本大小n＝8，合格判定數(shù)Ac＝O。

  5.4 螺栓、螺母和墊圈的尺寸、外觀及表面缺陷的檢驗(yàn)抽樣方案按GB/T 90.1的規(guī)定。

  5.5 用戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有異議時(shí)，在正常運(yùn)輸和保管條件下，應(yīng)在產(chǎn)品出廠之日起6個(gè)月之內(nèi)向供貨方提出。如有爭(zhēng)議，雙方按本標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行復(fù)驗(yàn)裁決。

  6 標(biāo)志與包裝

  6.1 螺栓應(yīng)在頭部頂面制出性能等級(jí)和制造廠凸型標(biāo)志（見(jiàn)圖3），標(biāo)志中“·”可以省略。標(biāo)志中第一部分?jǐn)?shù)字（“·”前）表示公稱抗拉強(qiáng)度的1/100，第二部分?jǐn)?shù)字（“·”后）表示公稱屈服強(qiáng)度與公稱抗拉強(qiáng)度比值的10倍，字母S表示鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓，××為制造廠標(biāo)志。

  6.2 螺母應(yīng)在頂面上制出性能等級(jí)和制造廠標(biāo)志（見(jiàn)圖4）。標(biāo)志中數(shù)字表示螺母性能等級(jí)，字母H表示鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角螺母，××為制造廠標(biāo)志。

  

  圖3

  

  圖4

  6.3 制造廠應(yīng)以批為單位提供產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告書，內(nèi)容如下：

      a）批號(hào)、規(guī)格和數(shù)量；

      b）性能等級(jí)；

      c）材料、爐號(hào)、化學(xué)成分；

      d）試件拉力試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)數(shù)據(jù)；

      e）實(shí)物機(jī)械性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)；

      f）連接副扭矩系數(shù)測(cè)試值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和測(cè)試環(huán)境溫度；

      g）出廠日期。

  6.4 包裝箱應(yīng)牢固、防潮。箱內(nèi)應(yīng)按連接副的組合進(jìn)行包裝，不同批號(hào)的連接副不得混裝。每箱質(zhì)量不得超過(guò)40kg。包裝箱內(nèi)分裝方法由制造廠選擇。

  6.5 包裝箱外應(yīng)有制造廠、產(chǎn)品名稱、標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)、批號(hào)、規(guī)格、數(shù)量、毛重等明顯標(biāo)記。

  附錄A

  （規(guī)范性附錄）

  35VB 鋼技術(shù)條件

  A.1 35VB鋼的化學(xué)成分應(yīng)符合表A.1的規(guī)定。

  表A.1

  化學(xué)成分	C	Mn	Si	P	S	V	B	Cu
  范圍/%	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 采用直徑為25mm的試樣毛還，經(jīng)熱處理后的機(jī)械性能應(yīng)符合表A.2的規(guī)定。

  表A.2

  試樣熱處理制度	抗拉強(qiáng)度 Rm/MPa	規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度 RP0.2/MPa	斷后伸長(zhǎng)率 A/%	斷后收縮率 Z/%	沖擊吸收功 AkU2/J
  	不小于
  淬火870℃水冷 回火550℃水冷	785	640	12	45	55

  A.3 鋼材應(yīng)進(jìn)行冷頂鍛試驗(yàn)，不允許有裂口或裂縫。

  A.4 其余技術(shù)條件按GB/T 3077的規(guī)定。