緊固件機械性能 螺母 細牙螺紋 GB /T 3098.4 - 2000
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標記制度、材料、機械性能
3 標記制度
3.1 公稱高度≥0.8D（螺紋有效長度≥0.6D）的螺母
公稱高度≥0.8D（螺紋有效長度≥0.6D）的螺母，用螺栓性能等級標記的第一部分數字標記；該螺栓應為可與該螺母相配螺栓中性能等級最高的（表2）。
表2 公稱高度≥0.8D螺母的標記制度
螺母性能等級
相配的螺栓、螺釘和螺柱
螺母
1型
2型
性能等級
螺紋規格范圍，mm
螺紋規格范圍，mm
5
3.6、4.6、4.8
≤39
≤39
/
5.6、5.8
6
6.8
≤39
≤39
/
8
8.8
≤39
≤39
≤16
10
10.9
≤39
≤16
≤39
12
12.9
≤16
/
≤16
注：一般來說，性能等級較高的螺母，可以替換性能等級較低的螺母。螺栓-螺母組合件的應力高于螺栓的屈服強度或保證應力是可行的。
由于超擰，螺紋組合件可能產生下列失效形式：
a）螺軒斷裂；
b）螺桿的螺紋脫扣；
c）螺母的螺紋脫扣：
d）螺母和螺桿的螺紋脫扣。
螺桿的斷裂是突然發生的，比較容易發現，而脫扣是逐漸發生的，就很難發現并增加了因緊固件失效而造成事故的危險性。
所以，對螺紋連接的設計，總希望失效形式是螺桿斷裂。但由于各種因素（螺母和螺栓的材料強度、螺紋間隙、對邊寬度等）影響脫扣強度，故不能在所有情況下，都能保證獲得這種失效形式。
螺紋直徑為 8～39 mm 的螺栓或螺釘或螺柱，按表2規定選配適當性能等級的螺母，當擰緊到螺栓（螺釘或螺柱）保證載荷時，螺紋組合件不會發生螺紋脫扣。
然而，超過螺栓保證載荷的擰緊，時有發生，故對螺母的設計應至少保證在超擰10%時，螺紋組合件的失效是螺桿斷裂，以警告使用者，裝配操作不當。
注：有關螺紋組合件強度和螺母型式方面更詳細的資料，見GB/T 3098.2附錄A。
3.2 公稱高度≥0.5D，而＜0.8D（螺紋有效長度≥0.4D，而＜0.6D）的螺母
公稱高度≥0.5D，而＜0.8D（螺紋有效長度≥0.4D，而＜0.6D）的螺母，由兩位數字標記：第2位數字表示用淬硬試驗芯棒測出的公稱保證應力的1/100（以N/mm2計）；而第一位數字“0”則表示這種螺栓-螺母組合件的承載能力比淬硬芯棒測出的承載能力要小，同時也比3.1條規定的螺栓-螺母組合件的承載能力小。有效承載能力不僅取決于螺母本身的硬度和兩位有效長度，而且還與相配合的螺栓抗拉強度有關。表3給出了螺母的標記制度和保證應力。
表3 公稱高度≥0.5D，而＜0.8D螺母的標記制度和保證應力 N/mm2
螺母性能等級
公稱保證應力
實際保證應力
04
400
380
05
500
500
4 材料
表4規定了螺母各性能等級適用的材料。材料的化學成分應符合有關材料標準的規定。
表4 材料
性能等級
化學成分，%
C
max
Mn
Min
P
max
S
max
51)、6
/
0.50
/
0.060
0.150
82)
041)
0.58
0.25
0.060
0.150
102)
051)
0.58
0.30
0.048
0.058
122)
/
0.58
0.45
0.048
0.058
1）該性能等級可以用易切鋼制造（供需雙方另有協議除外），其硫、磷及鉛的最大含量為：硫0.34%；磷0.11%；鉛0.35%。
2）為改善螺母的機械性能，必要時可增添合金元素。
性能等級為05、8（1型螺母）、10和12級螺母應進行淬火并回火處理。
5 機械性能
按第8章規定的方法進行試驗時，螺母的機械性能應符合表5的規定。
表面缺陷應符合GB/T 5779.2的規定。
表5 機械性能
螺紋直徑
D
mm性能等級
04
05
5
保證
應力
Sp
N/mm2維氏硬度HV
螺母
保證
應力
Sp
N/mm2維氏硬度HV
螺母
保證
應力
Sp
N/mm2維氏硬度HV
螺母
Min
Max
熱處理
型式
Min
Max
熱處理
型式
Min
Max
熱處理
型式
8≤d ≤10
380
188
302
不淬火
回火薄型
500
272
353
淬火并
回火薄型
690
175
302
不淬火
回火1
10＜d ≤16
16＜d ≤33
720
190
33＜d ≤39
螺紋直徑
D
mm性能等級
6
8
保證
應力
Sp
N/mm2維氏硬度HV
螺母
保證
應力
Sp
N/mm2維氏硬度HV
螺母
保證
應力
Sp
N/mm2維氏硬度HV
螺母
Min
Max
熱處理
型式
Min
Max
熱處理
型式
Min
Max
熱處理
型式
8≤d ≤10
770
188
302
不淬火1）
回火1
955
250
353
淬火
回火1
890
195
302
不淬火
回火2
10＜d ≤16
780
16＜d ≤33
870
233
1030
295
/
/
/
/
33＜d ≤39
930
1090
螺紋直徑
D
mm性能等級
10
12
保證
應力
Sp
N/mm2維氏硬度HV
螺母
保證
應力
Sp
N/mm2維氏硬度HV
螺母
保證
應力
Sp
N/mm2維氏硬度HV
螺母
Min
Max
熱處理
型式
Min
Max
熱處理
型式
Min
Max
熱處理
型式
8≤d ≤10
1100
295
353
淬火并
回火1
1055
250
353
淬火并
回火2
1200
295
353
淬火并
回火2
10＜d ≤16
1110
16＜d ≤33
/
/
/
/
/
1080
260
/
/
/
/
/
33＜d ≤39
注：最低硬度僅對經熱處理的螺母或規格太大而不能進行保證載荷試驗的螺母，才是強制性的；對其他螺母不是強制性的，是指導性的。對不淬火回火的，而又能滿足保證載荷試驗的螺母，最低硬度應不作為拒收依據。
1）D＞16 mm的螺母，可以淬火并回火，由制造者確定。
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保證載荷、失效載荷、試驗方法
6 保證載荷
表6規定了細牙螺母的保證載荷值。其中，螺紋的應力截面積A按下式計算：
式中：d 2——外螺紋中徑的基本尺寸，mm；
d 3——外螺紋小徑的基本尺寸（d 1）減去螺紋原始三角形高度（H）的1/6值，即：
H —— 螺紋原始三角形高度（H = O.866 025P ）,mm；
P —— 螺距，mm；
π—— 圓周率，π= 3.1416。
表6 保證載荷值
螺紋規格 D×P
螺紋的應力截面積 AS
mm2性 能 等 級
04
05
5
6
8
10
12
保證載荷（AS×SP）,N
薄型
薄型
1型
1型
1型
2型
1型
2型
2型
M8×1
39.2
14900
19600
27000
30200
37400
34900
43100
41400
47000
M10×1
64.5
24500
32200
44500
49700
61600
57400
71000
68000
77400
M10×1.25
61.2
23300
30600
44200
47100
58400
54500
67300
64600
73400
M12×1.25
92.1
35000
46000
63500
71800
88000
82000
102200
97200
110500
M12×1.5
88.1
33500
44000
60800
68700
84100
78400
97800
92900
105700
M14×1.5
125
47500
62500
86300
97500
119400
111200
138800
131900
150000
M16×1.5
167
63500
83500
115200
130300
159500
148600
185400
176200
200400
M18×1.5
215
81700
107500
154800
187000
221500
/
/
232200
/
M18×2
204
77500
102000
146900
177500
210100
/
/
220300
/
M20×1.5
272
103400
136000
195800
236600
280200
/
/
293800
/
M20×2
258
98000
129000
185800
224500
265700
/
/
278600
/
M22×1.5
333
126500
166500
239800
289700
343000
/
/
359600
/
M22×2
318
120800
159000
229000
276700
327500
/
/
343400
/
M24×2
384
145900
192000
276500
334100
395500
/
/
414700
/
M27×2
496
188500
248000
351100
431500
510900
/
/
535700
/
M30×2
621
236000
310500
447100
540300
639600
/
/
670700
/
M33×2
761
289200
380500
547900
662100
783800
/
/
821900
/
M36×2
865
328700
432500
622800
804400
942800
/
/
934200
/
M39×3
1030
391400
515000
741600
957900
1123000
/
/
1112000
/
7 公稱高度≥0.5D，而＜0.8D 螺母的失效載荷
表7指導性地給出了不同性能等級螺栓的失效載荷值。對性能等級較低的螺栓，預期的失效形式是螺栓螺紋脫扣，而對性能等級較高的螺栓，可預期為螺母螺紋脫扣。
表7 螺母最小脫扣強度對應的螺栓保證載荷的比率
螺母性能等級
螺母最小脫扣強度對應的螺栓保證載荷的比率，%
螺栓性能等級
6.8
8.8
10.9
12.9
04
85
65
45
40
05
100
85
60
50