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GBT 3098.24-2020 紧固件机械性能 高温用不锈钢和镍合金螺栓、螺钉、螺柱和螺母.pdf

表1～表3规定了紧固件用不锈钢和镍合金的化学成分极限。化学成分应按相关的国家标准进 i。国内相应类别材料信息参见附录A。 除非需方和制造者另有协议，否则在规定的紧固件钢的组别范围内的化学成分由制造者最终选择 GB/T3098.25中规定了选择适用于应用的 金的通用指南和信息

GB/T3098.24—2020~59"0"90002000022~8"118'[~0'1"{V22~8"8'~0'1V80~20"1V20~0'1V0'z00ono0'[00s'l余量0'S9INOW%/）0'12~0'8101~0'81S1O'OS10'OS1O'OS1O'OSSIO'OSIO'OP“69***，**，00'00'1紧3500'100'1表GAG.80*0~20*0.80°0s010V08382零号...899z金参OSI符参对

GB/T3098.242020

按本部分制造的紧固件应进行热处理，机械性能应符合第7章规定。 热处理工艺见表4，马氏体不锈钢的最低回火温度应根据表4的规定选择，未规定的保温时间由制 造者选择。并考虑表7所要求的机械性能及紧固件的实际使用温度。 热处理工艺流程如下： SD、SB和718：应进行固溶处理（AT），建议在紧固件成型后进行。当外螺纹紧固件抗拉强度 Rmf≥1100MPa时，经供需协议，固溶处理（AT)可以针对原材料进行（在紧固件成型前）。 对于冷镦和热锻紧固件JC／T 2069-2011 中空玻璃间隔条 第1部分：铝间隔条，热处理应在紧固件成型后进行 对于由棒材机械加工成型紧固件，热处理可以针对原材料进行或在紧固件加工成型后进行， 对外螺纹紧固件，可以在热处理前或后或在固溶处理（AT)和沉淀硬化(P)之间镶制螺纹

表4推荐的紧固件热处理制度

6.4螺栓和螺母连接副设计

表5螺栓、螺钉和螺柱与螺母使用组合

螺母应与相同代号的螺栓、螺钉和螺柱（和垫圈）配合（如CHO螺栓与CHO螺母）。不同材料的紧 固件匹配组合是可能的，但应满足下列条件： 应咨询有经验的紧固件材料专家； 考虑连接副的最低耐蚀性： 磨损风险。 注：在螺栓连接中，当被夹紧部分材料与所使用不锈钢和镍合金紧固件材料不同时，建议考虑使用隔离部件，以避 免电化学腐蚀

第7草给出仕环境温度范围为1U ℃条件下进行测试时紧固件的机械性能。当在高 用时，紧固件的机械性能会降低。与紧固件材料相关的建议最高使用温度见表6，但根据使用条 用温度可能会低于最高使用温度

表6建议的紧固件最高使用温度

当紧固件性能需要针对特定应用进行评估时，应在预期的使用温度下，对紧固件进行高温条件下拉 申试验和/或变试验和/或松弛试验，试验方法按第10章规定。试验应在尽可能接近最终组装条件下 进行（夹紧部件、夹紧力、使用温度等）。如确有必要按第10章进行试验，双方应在签订合同前就所有试 验条件达成一致

7.1螺栓、螺钉和螺柱机械性能

按第9章规定的方法进行试验时，指负 柱在环境温度条件下，所有 能要求应符合表7～表11规定，无论试验在 行或对最终成品进行

表7环境温度下螺栓、螺钉和螺柱机械性能

表8环境温度下最小拉力载荷粗牙螺纹

GB/T3098.242020

按第9章规定的方法进行试验时 母在环境温度条件下，保证载荷和硬度要 对最终成品进行

表12环境温度下螺母硬度

表13环境温度下螺母保证载荷——粗牙螺纹

GB/T3098.24—2020表13（续）螺纹公称应力保证载荷F。规格截面积AmmNDmmCHOCH1CH2VVHVWSDSB718M27459367 600390 500395 100367 600413 500413 500413 500459 500565 100M30561448500476 500482 200448 500504 600504 600504 600560 600689 600M33694554 900589 600596 500554 900624 200624 200624 200693 600853 100M36817653 400694 300702 400653 400735 100735 100735 100816 8001 004 600M39976780 700829 400839 200780 700878 200878 200878 200975 8001 200 200F,=A.nomXS,。Am计算见9.1.5，载荷值是根据Anm进行计算，100000N内圆整到10N，>100000N圆整到100N。表14环境温度下螺母保证载荷细牙螺纹螺纹公称应力保证载荷F，规格截面积As.nND×Pmm2CHOCH1CH2VVHVWSDSB718M8×139.231 34033 30033 69031 34035 26035 26035 26039 17048 180M10×1.2561.248 96052 02052 6404896055 08055 08055 08061 20075 280M10×164.551 60054 82055 47051 60058 05058 05058 05064 50079 330M12×1.588.170 51074 91075 79070 51079 32079 32079 32088130108 400M12X1.2592.173 66078 27079 10073 66082 87082 87082 87092 080113 300M14×1.512599 640105 900107 20099 640112100112 100112 100124 600153 200M16×1.5167133 800142 200143 900133 800150 600150 600150 600167 300205 800M18×1.5216173 000183 800186 000173 000194 700194 700194 700216300266 000M20×1.5272217 300230 800233 500217 300244 400244 400244 400271 600334 000M22×1.5333266 500283 100286 500266 500299 800299 800299 800333 100409 700M24×2384307 600326800330 600307 600346 000346 000346 000384 500472 900M27×2496396600421 400426 400396 600446 200446 200446 200495 800609 800M30 ×2621497 000528 100534 300497 000559100559 100559100621 300764 100M33×2761608 700646 700654 300608 700684 800684 800684 800760 800935 800M36×3865692 000735 200743 900692 000778 500778 500778 500865 000063 900M39 ×31 030822 800874 200884 500822800925 600925 600925 6001 028 400265 000F,=AmmXS,Am计算见9.1.5，载荷值是根据Acm进行计算，100000N内圆整到10N，>100000N圆整到100N。15

GB/T 3098.24—20208试验方法和检验的适用性8.11试验方法适用性试验方法适用性见表15。表15环境温度下紧固件试验方法适用性性能和试验方法螺栓、螺钉和螺柱"b螺母紧固件实物规定紧固件代号最小抗拉强度断后伸长量塑性延伸率为硬度保证载荷硬度R mf0.2%时的应力R,A拉力试验硬度试验保证载荷试验硬度试验9.19.2 9.39.4d≥3 mmSD、SB、718l≥2.5d适用适用适用b≥2.0dCHO、CH1、CH2、d≥3 mm1≥2.5d适用适用适用V.VH.VWb≥2.0d”全螺纹螺柱1≥3.5d。b当[<2.5d（或全螺纹螺柱l，<3.5d)时，试验和试验方法由供需协议最小抗拉强度Rmr也可以通过楔负载试验进行测试（试验方法见GB/T3098.6）。8.22制造者的检验按本部分生产的紧固件，当按8.1和第9章规定的适用性试验测试时，应符合第6章和第7章规定的所有适用要求。本部分不要求制造者对每一制造批次都实施试验。但制造者有责任选择合适的方法，如过程控制或最终检查，以确保每一制造批均符合所有规定的要求。更多的信息见GB/T90.3。如有争议，应按8.1和第9章规定的试验方法。8.3供应商的检验如果符合第6章和第7章规定的化学成分、机械性能要求，供方可选择自已的方法来控制和/或检验紧固件（对制造者的定期评估、校核制造者提供的测试结果、紧固件实物检测等）。如有争议，应按8.1和第9章规定的试验方法。8.4需方的检验需方可按第9章规定的试验方法来控制和/或检验交付的紧固件。如有争议，应按8.1和第9章规定的试验方法。8.55试验结果交付当需方要求供应商的测试结果时，应该在订购时达成一致。试验报告应按照GB/T39310的规定编制，试验报告的类型（F2.2、F3.1或F3.2)和任何附加的或特定的测试也应由需方规定，并在订购时达16

9.1螺栓、螺钉和螺柱实物拉力试验

GB/T3098.242020

表8或表10给出了圆整到3位有效数字的公称应力截面积数值。 当达到极限拉力载荷时，断裂应发生在未旋合螺纹的长度内或无螺纹杆部。对于CHO、CH1、 CH2、V、VH和VW紧固件（d.>d2），断裂应发生在未旋合螺纹长度上；对于SD、SB和718紧固件，断 裂也可发生在无螺纹杆部 断裂不应发生在头部： 一对于带无螺纹杆部螺栓，断裂不应发生在头部与杆部交接处； 对于全螺纹螺钉，如断裂始于未旋合螺纹的长度内，允许在拉断前已延伸或扩展到头部与螺纹 交接处，或进入头部

1.6规定塑性延伸率为0.2%时的应力R试验

紧固件实物规定塑性延伸率为0.2%时的应力R是基于公称应力截面积AsBom和试验过程中的规 定塑性延伸率为0.2%时的载荷F，按式（5）计算：

表9或表11给出了3位有效数字的公称应力截面积数值 Rp应符合表7的规定。最小载荷Fp应符合表9或表11的规定 如有争议，应按9.1.3规定的带引伸计的试验方法进行试验

断后伸长量A应符合表7的规定， 如有争议，应按9.1.3规定的试验方法进行试验

9.2螺栓、螺钉和螺柱硬度试验

该试验适用于符合以下条件的螺栓、螺钉和螺柱： 所有不锈钢和镍合金类别； 所有规格； 任何形状。

应使用经尺寸等检验合格的紧固件进行硬度试验。 硬度试验应按GB/T4340.1、GB/T230.1或GB/T231.1的规定。维氏硬度试验用最小载荷为 98N。布氏硬度试验的载荷应等于30D，单位为牛顿（N）。 硬度试验应在距末端1d、表面经适当制备的螺纹横截面上进行，不能因过度加热或冷加工/冷作硬 化而改变试样硬度。 注：“芯部硬度”一般按本试验方法进行。 在1/2半径与轴心线间的区域内测定硬度，见图6。当尺寸允许时，取间隔为120°的三点硬度平均 值作为硬度值。

GB/T3098.24—2020倒锐边。图8轴向压缩试验9.3.2适用范围本试验适用于符合以下规定的螺母：所有不锈钢和镍合金类别；所有性能等级；5mm≤D39mm;任何形状。9.3.3试验设备拉伸试验机应符合GB/T16825.1中1级或更高。对紧固件的侧向推力应避免，比如：可使用自动定心装置。9.3.4试验装置夹具和试验芯棒应符合以下规定：夹具硬度：≥45HRC；夹具厚度：h≥1D；夹具孔径：dh按表17规定；芯棒淬硬并回火：45HRC~50HRC；试验芯棒外螺纹精度5h6g，但大径公差应控制在6g公差带靠近下限1/4的范围内，试验芯棒螺纹尺寸在GB/T3098.2一2015附录B中给出。24

"d=D,公差为D11(见GB/T1800.2)

应使用经尺寸等检验合格的螺母进行保证载荷试验。 每次试验前应检查试验芯棒螺纹。如果试验芯棒螺纹损坏，则不应在损坏的螺纹长度内使用，或更 唤为合格的试验芯棒。 按图7或图8将螺母装在试验芯棒上。 按GB/T228.1实施轴向拉伸试验或轴向压缩试验。试验机夹头的分离速度，不应超过 3mm/min 施加表13或表14中规定的保证载荷，并保持15S，然后卸载。试验时，加载超过保证载荷值应限 制在最低程度。 螺母应能用手旋出试验芯棒。可能需要借助扳手旋动螺母，但借助扳手旋出只能在半圈内。也应 注意到螺母破裂或螺纹脱扣的发生

9.3.6试验结果和要求

螺母应能承受表13或表14中规 紧纹脱扣或螺母破裂 卸除保证载荷后，螺母应能用手旋出（如有需要，借助扳手最多不超过半圈）。 有争议时，图7规定的轴向拉伸试验应作为验收的仲裁方法

本试验适用于符合以下规定的螺母： 所有不锈钢和镍合金类别； 所有尺寸； 任何形状。

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试验前，供需双方至少应达成以下协议： 对应于预期使用温度的试验温度； 夹紧长度L2（螺栓、螺钉或螺母支承面与夹具之间的距离）。 此外，供需双方还应达成以下协议： 在试验温度下的最小抗拉强度Rmf,T； 高温下规定塑性延伸率为0.2%时的应力Rpf.T； 高温下断裂后最小伸长量AT： 螺母高温极限脱扣载荷F.T和/或相应的极限脱扣强度R.T。 试验应按如下进行： a）热电偶应按照ISO7961的规定安装。应根据旋合长度选择热电偶的数量，以确保整个紧固件 的温度均匀（通常使用三个热电偶，但对于螺母和短螺栓/螺钉，可减少到两个）。 b）按10.1.2的规定将待测紧固件装人试验夹具，并记录实际旋合长度和夹紧长度。 c）应将试验夹具加热至规定的试验温度，达到此温度的时间应为每25mm紧固件直径最少 60min d）在施加载荷之前，试验温度应保持30min，以确保试验夹具在加载前加热均匀，温度平衡。 e）然后应连续施加载荷；加载速率应符合ISO7961的规定，但运行夹头的速度不宜超过 3mm/min 试验应至少进行到超过极限拉力载荷；或者在应确定伸长量时，在断裂发生之前停止试验（以 免损坏热电偶）。

试验前，供需双方至少应达成以下协议： 对应于预期使用温度的试验温度； 夹紧长度L2（螺栓、螺钉或螺母支承面与夹具之间的距离）。 此外，供需双方还应达成以下协议： 在试验温度下的最小抗拉强度Rmf,T； 高温下规定塑性延伸率为0.2%时的应力Rpf.T； 高温下断裂后最小伸长量AT： 螺母高温极限脱扣载荷F.T和/或相应的极限脱扣强度R.T。 试验应按如下进行： a）热电偶应按照ISO7961的规定安装。应根据旋合长度选择热电偶的数量，以确保整个紧固件 的温度均匀（通常使用三个热电偶，但对于螺母和短螺栓/螺钉，可减少到两个）。 b）按10.1.2的规定将待测紧固件装人试验夹具，并记录实际旋合长度和夹紧长度。 应将试验夹具加热至规定的试验温度，达到此温度的时间应为每25mm紧固件直径最少 60min d）在施加载荷之前，试验温度应保持30min，以确保试验夹具在加载前加热均匀，温度平衡。 然后应连续施加载荷；加载速率应符合1SO7961的规定，但运行夹头的速度不宜超过 3mm/min 试验应至少进行到超过极限拉力载荷；或者在应确定伸长量时，在断裂发生之前停止试验（以 免损坏热电偶）。

告至少应包含以下信息： 紧固件的标记和/或零件号。 制造批号。 制造者识别标志。 材料和热处理标记。 旋合长度和夹紧长度。 高温拉伸试验的相关标准或技术条件标准。 试验温度。 试验结果： ·外螺纹紧固件：极限拉力载荷Fmf.T、极限拉伸强度Rmf.T、规定塑性延伸率为0.2%时的载 荷Fpf.和应力R时.T，以及紧固件断裂后伸长量AT； · 螺母：极限脱扣载荷F。.T和相应的极限脱扣强度Rn.T； 螺栓/螺母连接副：试验结果应表示为螺栓或螺母（取决于失效部件），但规定塑性延伸率 为0.2%时的载荷或应力与此无关。 失效形式和位置。 试验的任何特定条件或说明。 试验结论

报告至少应包含以下信息： 紧固件的标记和/或零件号。 制造批号。 制造者识别标志。 材料和热处理标记。 旋合长度和夹紧长度。 高温拉伸试验的相关标准或技术条件标准。 试验温度。 试验结果： ·外螺纹紧固件：极限拉力载荷Fmf.T、极限拉伸强度Rmf.T、规定塑性延伸率为0.2%时的载 荷Fpf.和应力R时.T，以及紧固件断裂后伸长量AT； ·螺母：极限脱扣载荷F..T和相应的极限脱扣强度R..T； 螺栓/螺母连接副：试验结果应表示为螺栓或螺母（取决于失效部件），但规定塑性延伸率 为0.2%时的载荷或应力与此无关。 失效形式和位置。 试验的任何特定条件或说明。 试验结论

10.2螺栓、螺钉、螺柱和螺母的应力破坏试验

[10.2. 1 通则

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10.2.2试验装置和试验设备

试验前，供需双方至少应达成以下协议： 与预期使用荷载相关的试验荷载：该试验荷载不应超过表9或表11中规定塑性延伸率为 0.2%时的荷载的65%； 旋合长度； 夹紧长度L（螺栓、螺钉或螺母支承面与夹具之间的距离）； 与对应于预期使用温度的试验温度； 试验应在规定的最短时间后停止，或继续进行直到发生断裂。 此外，供需双方还应达成以下协议：试验持续时间（断裂前的预期持续时间，通常至少24h）。 试验应按如下进行： a）热电偶应按照ISO7961的规定安装。应根据旋合长度选择热电偶的数量，以确保整个紧固件 的温度均匀（通常使用三个热电偶，但对于螺母和短螺栓，可减少到两个）。 b）将要试验的紧固件装入10.2.2规定的试验夹具中，并记录实际夹紧长度和夹紧长度 ）应将试验夹具加热至规定的试验温度，达到此温度的时间应为每25mm紧固件直径最少 60min

a）热电偶应按照ISO7961的规定安装。应根据旋合长度选择热电偶的数量，以确保整个紧 的温度均匀（通常使用三个热电偶，但对于螺母和短螺栓，可减少到两个）。 b）将要试验的紧固件装入10.2.2规定的试验夹具中，并记录实际夹紧长度和夹紧长度 c）应将试验夹具加热至规定的试验温度，达到此温度的时间应为每25mm紧固件直径量 60min

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d）在施加荷载前，应将试验温度保持30min，以确保试验夹具在加载前加热均匀，温度平衡。 e 然后应在不超过1min的时间内施加试验荷载（如果未规定其他荷载速率），并应避免超载和 中击。试验持续时间从达到指定载荷的时间开始计算。 试验载荷和试验温度应在规定的持续时间（如24h）内保持或直到发生断裂 g 试验螺栓、螺钉或螺柱应再次自然冷却至环境温度，并在未断裂或断裂的紧固件上测定伸 长量。 作为一种选择，当在规定的持续时间内未发生失效时，可施加阶梯载荷，直到发生断裂载荷增 加以及每一步之间的时间(以h为单位）应事先商定

报告至少应包含以下信息： 紧固件的标记和/或零件号。 制造批号。 制造者识别标志。 材料和热处理标记， 旋合长度和夹紧长度 参考文件和/或其他有关高温下应力破坏试验的其他标准或技术条件 试验温度和到达该温度时间。 试验载荷和加载速度（或加载时间）。 试验结果： ·如果在规定的试验时间之前发生断裂，则断裂时间以及（仅适用于外螺纹紧固件）断裂后 的总伸长量AT； ·如果在规定的试验时间之前没有发生断裂，并且仅对于外螺纹紧固件，则在冷却至环境温 度后的伸长量； ·当施加了增加的阶跃载荷，破坏载荷、达到试验温度的总时间以及（仅适用于外螺纹紧固 件）断裂后的伸长量AT； ·对于螺栓/螺母连接副，试验结果应描述螺栓或螺母（取决于失效部件）。 试验的任何特定条件或说明。 试验结论

10.3螺栓、螺钉、螺柱和螺母的应力松弛试验

10.3.2螺栓连接型式

就紧固件而言，应特别选择相匹配紧固件和夹具的性能，使其能够承受测试温度和持续时间，其松 3

10.3.3试验装置和测量设备

GB/T3098.242020

试验温度和试验时间； 试验载荷确定（例如扭矩/载荷曲线）和记录的扭矩； 记录的螺栓、螺钉和螺柱试验长度； 记录的螺母试验载荷； 符合10.3.5的试验结果； 测试的任何特定条件或说明； 测试结论。

ISO204或ASTME139规定的端变试验可用于不锈钢和镍合金材料。对于紧固件，推荐用 坏试验和/或应力松弛试验，见10.2或10.3

标志包括以下内容： 紧固件代号，按7.1或7.2规定； 11.2中规定的制造者识别标志。 7.1或7.2规定的紧固件代号，只有在符合本部分所有适用要求的情况下，才能按照本章的规定进 行标志。 一化学成分规定见6.1； 热处理规定见6.2； 第7章规定的机械特性，按第8章和第9章的规定进行试验。 紧固件标志（凸字或凹字）应在生产过程中制出： 对于螺栓和螺钉，头部顶面凸字标志的高度不应包括在头部高度尺寸范围内； 对于螺母，标志应该在非支承面上，凸字标志的高度不应包括在螺母高度尺寸范围内

DB1310／T 257-2021 隧道锚杆台车通用技术规范.pdf11.2制造者识别标志

制造者识别标志应在生产过程中，在标志紧固件代号的所有紧固件产品上进行标志 制造者识别标志也推荐在不标志紧固件代号的紧固件产品上进行标志。 紧固件销售者使用自已的识别标志，应视为制造者识别标志

11.3.1六角头螺栓、螺钉和六角螺母

公称直径d≥5mm的六角头螺栓和螺钉，公称直径D≥5mm的六角螺母应按7.1或7.2标志紧 固件代号，按11.2标志制造者识别标志， 六角头螺栓和螺钉应首选在头部顶面用凹字或凸字标志，或在头部侧面用凹字标志见图12a）」。 对法兰面螺栓和螺钉，当制造工艺不允许在头部顶面进行标记时，应在法兰上进行标记。 六角螺母应首选非支承面用凹字或凸字标志，或在螺母侧面用凹字标志［见图12b)。对法兰面螺 母，当制造工艺不允许在螺母顶面进行标记时，应在法兰上进行标记

GB/T3098.24—2020XIYZ六角头螺栓和螺钉b）六角螺母说明：1——制造者识别标志；一紧固件代号。图12六角紧固件标志示例11.3.2内六角和内六角花形圆柱头螺钉公称直径d≥5mm的内六角头和内六角花形圆柱头或低圆柱头螺钉应按7.1标志紧固件代号，按11.2标志制造者识别标志。对于圆柱头和低圆柱头螺钉，应在头部顶面用凹字或凸字标志，或在侧面用凹字标志（见图13）。SB说明：制造者识别标志；紧固件代号GTCC-017-2018 高速铁路用钢轨-铁路专用产品质量监督抽查检验实施细则，图13内六角和内六角花形圆柱头螺钉标志示例34

GB/T3098.24—2020080~510A0~00r0~010A>>>010~500z08009008000~0511090~000000000050~080(0"0)09°0~08000t1~05109°0~0f0020~050001~000109°0~0f00521~00ll02[~08°006"0~080008~0001OW00'1~00s"1~0s'100~00200~00200°9~000521~00'109°0~08"0/（）A(09°0)(09'0(09°0)（09°0）（09"0）（09°0）09°0(09°0)2附表9~I000'00000000'0S马000080~080050~01000000~050PUW00'100'100'100'108009°000'109°00S'000'100'100'108°000'10S'00S'009°00S'0050520~910580~92021'0~[1'0sr0~oro81'0~80°0810~11020~810SI'O统序号12345689=2336

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