浅析螺母国家新标准机械性能与材料20170225

浅析螺母国家新标准机械性能与材料

张先鸣

国家质量监督检验检疫局和国家标准化管理委员会于2015年12月10日发布了GB/T3098.2-2015《紧固件机械性能螺母》国家标准，并于2017年1月1日开始实施。GB/T3098.2-2015《紧固件机械性能螺母》是对GB/T3098.2 -2000《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》和GB/T3098.4 -2000《紧固件机械性能螺母细牙螺纹》的修订。新标准等同采用IS0898-2:2012《碳钢和合金钢制造的紧固件机械性能—第2部分：规定保证载荷值的螺母—粗牙螺纹和细牙螺纹》（英文版）,标准是GB/T 3098‚紧固件机械性能系列标准‛的第2部分,相应的ISO898是第2部分和第6部分。其主要变化的浅析如下。

1、主要修改内容

GB/T 3098.2－2015（以下简称新标准）代替 GB/T 3098.2－2000和GB/T 3098.4－2000（以下简称旧标准）主要修改内容,即差异对照见表1。

表 1 新标准与旧标准差异对照

序号GB/T3098.2－2015（新标准）GB/T3098.2－2000和GB/T3098.4

－2000（旧标准）

1 合并两个标准，修改了标准名称分为两个标准

2 增加对低温和高温用钢的选择与应用实

例,可参考 EN 10269、ASTM F2281和

ASTM A 320/A 320M的内容

无

3 按螺母高度规定了三种型式的螺母及其

标记

无

4 新增对螺栓-螺母连接副的设计要求无

5 新增：‚薄螺母作为锁紧螺母使用时，应

与一个标准螺母或高螺母一同使用。安

装时，应先将薄螺母拧紧到装配零件上，

然后再将标准螺母或高螺母拧紧到薄螺

母上。‛

无

6 未规定保证应力、螺纹的应力截面积值，

和薄螺母的失效载荷

有规定

7 取消了1型的4级粗牙螺纹螺母对规格＞M16的螺母规定4级粗牙

螺纹螺母

8 对粗牙螺纹的04、5、6、8（2型）和

（1型、D≤M16）8级，细牙螺纹的04、

5、6（D≤M16）和8级螺母规定：‚由制

造者选择，可以淬火并回火‛

无

9 对需经‚淬火并回火‛的产品用材料增

加‚应有足够的淬透性‛的要求

无

10 新增布氏硬度和洛氏硬度指标无

11 新增制造者、供方及需方可以选择自己

的方法检验产品质量的规定

无

12 新增对试验机及夹具的要求无

13 新增：试件应为经尺寸等检验合格的螺

母，引用GB/T 228.1,试验机夹头的分

无

离速率,不应超过3mm/min, 以及试验时，超过保证载荷值的情况，应限制在最低程度的规定

14 维氏硬度试验用最小载荷规定为98N

（即HV10），并增加了布氏硬度的试验

载荷等于30D2，单位为N 维氏硬度规定为HV30（即30kg）,未规定布氏硬度的试验载荷

15 ‚附录A螺母的设计准则‛，替代

GB/T3098.2－2000‚附录A螺栓连接的

承载能力‛，并全面调整了有关内容规定‚附录 A 螺栓连接的承载能力‛

16 ‚螺栓-螺母连接副的失效方式‛中，未

列入‚螺母和螺杆的螺纹脱扣‛对‚螺栓-螺母连接副的断裂方式‛中列入‚螺母和螺杆的螺纹脱扣‛

17 新增‚附录B试验芯棒的螺纹的尺寸‛无

2、修改内容的说明

2.1 实质性修改的内容

2.1.1 新增‚连接副‛的设计要求

新标准新增第5章‚螺栓-螺母连接副的设计要求‛：

a. 附录A‚给出了有关螺母的设计准则和螺栓连接副承载能力的说明‛，与旧标准附录A依据的理论基本一致，但文章侧重点不同，有待逐步认真领会；

b. 新标准表2‚标准螺母（1型）和高螺母（2型）与外螺纹紧固件性能等级的搭配使用‛与旧标准的规定基本一致；

c. 新标准规定：螺母螺纹公差为6H的基本偏差大于零（如热浸镀锌螺母：6AZ、6AX），则可能降低其螺纹脱扣强度。薄螺母（0型）较标准螺母或高螺母降低了承载能力，故不应设计用于抗脱扣的场合。

d. 新标准规定：薄螺母作为锁紧螺母使用时，应与一个标准螺母或高螺母一同使用。安装时，应先将薄螺母拧紧到装配零件上，然后再将标准螺母或高螺母拧紧到薄螺母上。

e. 新标准规定：新标准未规定保证应力、螺纹的应力截面积值和薄螺母的失效载荷，即取消了旧标准的规定。对这些‚规定的‛变化比较大，还有待在实施标准中提高认识。

2.1.2 取消 4级螺母

新标准取消了1型、性能等级为4级的粗牙螺纹螺母。且均规定有5级的螺母产品，所以从专业化生产的角度看，尤其对冷镦螺母不存在任何技术难点。但对使用与销售而言，由于取消了4级螺母，而减少了性能等级的个数，有利于简化产品的技术要求，有利于集中生产批量，有利于提高社会综合经济效益。

2.1.3 增加‚可选择热处理‛的规定

新标准对粗牙螺纹的 04、5、6、8（2 型）和（1 型、D≤M16）8级，细牙螺纹的 04、5、6（D≤M16）和 8 级螺母规定：‚由制造者选择，可以淬火并回火‛，而旧标准并无此规定。这样有利于制造者根据自身的经验与条件，采用更符合其经济效益的方法，提供各种性能等级的螺母，这样更体现了‚仅规定性能等级，而不限定材料牌号及制造工艺‛的先进制造理念。

2.1.4 新增螺母用材料的要求

新标准对‚需经‘淬火并回火’的产品用材料‛，增加‚应有足够的淬透性，以确保紧固间基体金属在‘淬硬’状态，回火前，在螺母螺纹载面中，获得约90%马氏体组织‛要求，此保证高强度螺母产品内在质量的要求，对大规格产品