紧固件机械性能说明之令狐文艳创作

1）紧固件的含义

令狐文艳

商品紧固件材料不用材料钢号，而用性能等级表达。

①碳钢：

a) 碳钢螺栓、螺柱和螺钉在GB/T3098.1-2000《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》中的性能等级的标代号由“·”隔开的两部分数字组成：

第一部分数字（“·”前）表示抗拉强度（σb）的

1/100；

第二部分数字（“·”后）表示公称屈服点（σs）或公称规定非比例伸长应力（σp0.2）与公称抗拉强度（σb）比值（屈强比）（σs/σb）的10倍。

这两部分数字的乘积为公称屈服点（σs）或公称规定非比例伸长应力（σp0.2）的10倍。

性能系列为：3.6，4.6，4.8，5.6，5.8，6.8，8.8，9.8，10.9，12.9。

例如：“8.8级”即为公称抗拉强度σb=800MPa，公称屈服点σs=640MPa。

b）螺母在GB/T3098.2-2000《紧固件机械性能螺

母粗牙螺纹》中性能等级的标记，当公称高度大于0.8D 时，用公称抗拉强度σb的1/100来表示性能等级，性能等级系列为：4，5，6，8，10，12；当公称高度大于或等于0.5D 且小于0.8D时（即扁螺母），用“0”及一个数字标记，其中数字表示用淬硬心棒测出的保证应力的1/100，而“0”表示这种螺母组合件的实际承载能力比数字表示的承载能力低，例如：0.4级即公称保证应力400MPa，实际保证应力380MPa。

c）紧定螺钉在GB/T3098.3-2000《紧固件机械性

能紧定螺钉》中的性能等级标记代号由数字和字母组成，数字部分表示最低维氏硬度值的1/10，字母H表示硬度，性能等级系列为：14H，22H，33H，45H。例如22H即维氏硬度220。

d）平垫圈的性能等级标记代号由数字和字母组成，数字部分表示最低的维氏硬度值，字母HV表示硬度，性能等级系列为：100HV，140HV，200HV，300HV。例如：140HV即维氏硬度140。

②不锈钢。不锈钢螺栓、螺柱、螺钉和螺母在GB/T3098.6-2000《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》中的性能等级的标记由材料组别和性能等级两部分组成：

第一部分由字母和数字组成在“-”前表示钢的组别，标记由字母和一个数字组成，字母表示钢的类别，数字表示该类钢的化学成分范围。

第二部分数字在“-”之后表示产品的性能等级，其数字为公称抗拉强度（σb）的1/10。

性能系列为：A1-50，A2-50，A3-50，A4-50，A5-50，A1-70，A2-70，A3-70，A4-70，A5-70，A1-80，A2-80，A3-80，A4-80，A5-80，C1-50，C1-70，C1-110，C3-80，C4-70，F1-45，F1-60。

例如：“A4”为00Cr17Ni14Mo2；“A2”为0Cr18Ni9。A2-50与A2-70虽然可以是同样的材料，但通过冷作硬化可使σb改变。

平垫圈性能等级的标记代号由字母和数字组成，字母表示材料类别，数字部分表示最低的维氏硬度值。性能等级系列为：A140，A200，A350。例如：A140即奥氏体不锈钢维氏硬度大于或等于140。

不锈钢材料的类别、组别、参考材料牌号

2）商品紧固件在管法兰中的使用限制条件。

高温、剧烈循环场合或PN≥16.0MPa的高压条件下应选用全螺纹螺柱。

a）商品级六角螺栓在下列情况限制使用：

PN＞1.6MPa；

剧烈循环场合；

半金属或金属垫片场合；

易燃、易爆及毒性危害程度较大。

b）商品级双头螺柱及螺母在下列情况下限制使用：

PN＞4.0MPa；

剧烈循环场合；

半金属或金属垫片场合。

3）螺栓（柱）的硬度（布氏硬度HB）应比螺母高20～30，相同强度级别的材料可以通过不同热处理状态实现。

4）高温下操作时连接用的螺栓，法兰应采用耐热钢或抗蠕变钢。

5）对于奥氏体钢法兰的连接螺栓（柱）、螺母材料，当工作温度t≤100℃时，一般允许采用碳钢制造，当工作温度100℃＜t＜300℃时，其材料由验算确定。当工作温度t≥300℃时，法兰连接螺栓（柱）、螺母必须采用与法兰线膨胀系数相近的材料。

6）低温压力容器用螺栓（柱）等紧固件不得采用一般的铁素体商品紧固件。符合低温低应力工况的压力容器，当其调整后的设计温度等于或高于-20℃时，可不受此限制。

7）紧固件用配套螺母允许使用一般的商品螺母，但使用温度应不低于-40℃。8）设计温度不低于-100℃的铁素体钢容器，应采用铁素体钢紧固件。设计温度低于-100℃的奥氏体钢容器，应采用奥氏体钢紧固件。

9）符合GB/T3098.6《紧固件机械性能—不锈钢螺栓、螺钉、螺柱和螺母》A2级的奥氏体钢商品紧固件可使用至不低于-40℃的低温压力容器。

10）商品级紧固件不宜使用于介质毒性程度为极度、高度危害及三类容器。

11）螺柱用钢材使用温度低于或等于-20℃时，应进行使用温度下的低温冲击试验。

12）用于使用温度低于或等于0℃至大于-20℃的螺栓及螺母材料40MnB、40MnVB应进行使用温度下的冲击试验，冲击功最低值A KV≥27J。

维氏硬度

代号：HV

单位：kgf/mm2

简介：维氏硬度英文词条名：Vickers-hardness 表示材料硬度的一种标准。由英国科学家维克斯首先提出。以49.03~980.7N的负荷,将相对面夹角为136°的方锥形金刚石压入器压材料表面,保持规定时间后，用测量压痕对角线长度，再按公式来计算硬度的大小。它适用于较大工件和较深表面层的硬度测定。维氏硬度尚有小负荷维氏硬度，试验负荷1.961~<49.03N，它适用于较薄工件、工具表面或镀层的硬度测定；显微维氏硬度，试验负荷<1.961N，适用于金属箔、极薄表面层的硬度测定。