緊固件機械性能 不銹鋼自攻螺釘 GB /T 3098.21 - 2014
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化學成分、機械性能
4 化學成分
按本部分生產的自攻螺釘適用的不銹鋼化學成分在表2中給出。
注：表2 給出的化學成分與GB/T3098.6-2014 表1有關組別的化學成分是一致的。
除非之前購買者與制造者另有協議，否則在規定的鋼的組別范圍內的化學成分由制造者選擇。
在有晶間腐蝕傾向的場合，推薦按GB/T 4334的規定進行試驗。在此情況下，推薦采用穩定型的A3和A5，或者采用含碳量不超過0.03%的A2和A4不銹鋼。
表2 不銹鋼組別化學成分
類別
組別
化學成分a(質量分數)/%
注
C
Si
Mn
P
S
Cr
Mo
Ni
Cu
奧氏體
A2
0.10
1
2
0.05
0.03
15~20
/b
8~19
4
cd
A3
0.08
1
2
0.045
0.03
17~19
/b
9~12
1
e
A4
0.08
1
2
0.045
0.03
16~18.5
2~3
10~15
4
df
A5
0.08
1
2
0.045
0.03
16~18.5
2~3
10.5~14
1
ef
馬氏體
C1
0.09~0.15
1
1
0.05
0.03
11.5~14
/
1
/
f
C3
0.17~0.25
1
1
0.04
0.03
16~18
/
1.5~2.5
/
/
鐵素體
F1
0.12
1
1
0.04
0.03
15~18
/g
1
/
hi
注1：不銹鋼的類別和組別，以及涉及其特性和應用的說明，在附錄A中給出。
注2：已由ISO 4954標準化了的不銹鋼材料示例，分別在附錄A和附錄B中給出。
注3：某些特殊用途的材料，在附錄C中給出。
a 除另有表示外，均為最大值。
b 由制造者決定可以有鉬含量，但對某些使用場合，如有必要限定鉬的極限含量時，則應在訂單中由用戶注明。
c 如鉻含量低于17%，則鎳的最小含量應為12%。
d 對最大含碳量達到0.03%的奧氏體不銹鋼，氮含量最高可達到0.22%。
e 為穩定組織，鈦含量應為≥（5×C%）～ 0.8%，并應按本表適當標志，或者鈮和／或鉭含量應為≥(10×C%）～ 1.0%，并應按本表規定適當標志。
f 對較大直徑的產品，為達到規定的機械性能，由制造者決定可以用較高的含碳量。但對奧氏體鋼不應超過0.12%。
g 由制造者決定可以有鉬含量。
h 鈦含量可能為≥（5×C%）～ 0.8%。
i 鈮和／或鉭含量應為≥(1O×C%）～ 1.0%。
5 機械性能
5.1 通則
5.2～5.5規定的機械性能與工作性能適用于驗收檢查，并應按6.1～6.4的規定進行試驗。
5.2 表面硬度
按6.1的規定進行試驗時，馬氏體鋼螺釘的表面硬度應符合表3的規定。
表3 表面硬度
類別
組別
性能等級
表面硬度 HV min
馬氏體
C1
30H
300
C3
40H
400
5.3 芯部硬度
按6.2的規定進行試驗時，奧氏體和鐵素體鋼自攻螺釘的芯部硬度應符合表4的規定。如有爭議，應按5.5條規定的工作性能進行產品的驗收檢查。
表4 芯部硬度
類別
組別
硬度等級
芯部硬度 HVa min
奧氏體
A2、A3、A4、A5
20H
200
25H
250
鐵素體
F1
25H
250
a 螺紋規格≤ST3.9，應使用5HV；螺紋規格＞ST3.9，應使用10HV。
5.4 抗扭強度
按6.3的規定進行試驗時，不銹鋼自攻螺釘的破壞扭矩應等于或大于表5對各硬度等級分別給出的最小扭矩值。
5.5 螺紋成形能力
按6.4的規定擰入試驗板時，不銹鋼自攻螺釘應能攻出與其匹配的內螺紋，而螺釘的螺紋不應損壞。
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試驗方法
6 試驗方法
6.1 表面硬度試驗
本試驗適用于馬氏體鋼自攻螺釘。
維氏硬度試驗應按GB/T 4340.1的規定進行。
棱錐壓痕應壓在平面上，并優先在螺釘頭部進行。
6.2 芯部硬度試驗
本試驗適用于奧氏體和鐵素體鋼自攻螺釘。
維氏芯部硬度試驗按GB/T 4340.1的規定，并應在距螺釘末端有足夠距離（應有完整的螺紋小徑）的橫截面的1/2 半徑處進行。
6.3 破壞扭矩試驗
使用圖2所示的裝置施加己確定的破壞扭矩 MB 。該扭矩測量儀器的誤差不應大于測量的最小扭矩值的±6%。
經尺寸等檢驗合格的自攻螺釘試件的螺紋部分（有鍍層或無鍍層的）應夾緊在螺釘螺紋相匹配的開合螺紋模具或其他裝置內；螺釘夾緊部分不應損傷，且至少有兩扣完整螺紋伸出夾緊裝置、除螺釘末端外至少有兩扣完整螺紋夾緊在夾具內。夾緊裝置應有帶內螺紋的盲孔夾具（圖2），孔的深度應保證斷裂發生在完整螺紋部分。
對螺釘施加扭矩，直至斷裂。螺釘試件應符合表5規定的最小破壞扭矩。
表5 最小破壞扭矩
螺紋
破壞扭矩 MB , min
硬度等級
20H
25H
30H
40H
ST2.2
0.38
0.48
0.54
0.6
ST2.6
0.64
0.8
0.9
1
ST2.9
1
1.2
1.4
1.5
ST3.3
1.3
1.6
1.8
2
ST3.5
1.7
2.2
2.4
2.7
ST3.9
2.3
2.9
3.3
3.6
ST4.2
2.8
3.5
3.9
4.4
ST4.8
4.4
5.5
6.2
6.9
ST5.5
6.9
8.7
9.7
10.8
ST6.3
11.4
14.2
15.9
17.7
ST8
23.5
29.4
32.9
36.5
說明：
1一一螺紋模或襯套；
2一一盲孔內螺紋；
3一一螺紋開合模。
圖2 破壞扭矩 M B的測試裝置
6.4 擰入性能試驗
經尺寸等檢驗合格的自攻螺釘試件（有鍍層或無鍍層的）應擰入試驗板內，直至有一扣完整螺紋完全通過試驗板。
奧氏體和鐵素體鋼自攻螺釘的擰入性能試驗，應使用由鋁合金制成的、硬度為80 HV30 ~ 120 HV30 的試驗板。
馬氏體鋼自攻螺釘的擰入性能試驗，應使用由含碳量≤0.23% 的低碳鋼制成的、硬度為130 HV30 ~ 170 HV30 （按GB/T 4340.l 測定）的試驗板。
試驗板的厚度應符合表6給出的數值。
試驗孔可由鉆孔或先沖孔再鉆孔，或先沖孔再鉸孔制成，其孔徑按表6規定。
表6 試驗板的厚度和孔徑
螺紋
試驗板的厚度/mm
孔徑/mm
Min.
Max.
Min.
Max.
ST2.2
1.17
1.30
1.905
1.955
ST 2.6
1.17
1.30
2.185
2.235
ST2.9
1.17
1.30
2.415
2.465
ST3.3
1.17
1.30
2.680
2.730
ST3.5
1.85
2.06
2.920
2.970
ST3.9
1.85
2.06
3.240
3.290
ST4.2
1.85
2.06
3.430
3.480
ST4.8
3.10
3.23
4.015
4.065
ST5.5
3.10
3.23
4.735
4.785
ST6.3
4.67
5.05
5.475
5.525
ST8
4.67
5.05
6.885
6.935
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附錄
表A.1 鐵素體-奧氏體組織鋼的成分示例
鋼的類別
化學成分（質量分數）/%
C，max
Si
Mn
Cr
Ni
Mo
N
鐵素體-奧氏體
0.03
1.7
1.5
18.5
5
2.7
0.07
0.03
＜1
＜2
22
5.5
3
0.14
表B.1 冷轍和冷擠壓用不銹鋼
類型標記a
化學成分（質量分數）/%
組別標記c
序號
名稱
ISO 4954:1979
C
Si max
Mn max
P max
S max
Cr
Mn
Ni
其他
鐵素體鋼
71
X3 Cr 17 E
≤0.04
1.00
1.00
0.040
0.030
16.0~18.0
0.90~13.0
≤1.0
F1
72
X6 Cr 17 E
D1
≤0.08
1.00
1.00
0.040
0.030
16.0~18.0
≤1.0
F1
73
X6 CrMo 17 1 E
D2
≤0.08
1.00
1.00
0.040
0.030
16.0~18.0
≤1.0
F1
74
X6 CrTi 12 E
/
≤0.08
1.00
1.00
0.040
0.030
10.5~12.5
≤0.50
Ti:6×%C≤1.0
F1
75
X6 CrNb 12 E
/
≤0.08
1.00
1.00
0.040
0.030
10.0~12.5
≤0.50
Nb:6×%C≤1.0
F1
馬氏體鋼
76
X12 Cr 13 E
D10
0.90~0.15
1.00
1.00
0.040
0.030
11.5~13.5
≤1.0
C1
77
X19 CrNi 16 2 E
D12
0.14~0.23
1.00
1.00
0.040
0.030
15.0~17.5
1.5~2.5
C3
奧氏體鋼
78
X2 CrNi 18 10 E
D20
≤0.030
1.00
2.00
0.045
0.030
17.0~19.0
9.0~12.0
A2d
79
X5 CrNi 18 9 E
D21
≤0.07
1.00
2.00
0.045
0.030
17.0~19.0
8.0~11.0
A2
80
X10 CrNi 18 9 E
D22
≤0.12
1.00
2.00
0.045
0.030
17.0~19.0
8.0~10.0
A2
81
X5 CrNi 18 12 E
D23
≤0.07
1.00
2.00
0.045
0.030
17.0~19.0
11.0~13.0
A2
82
X6 CrNi 18 16 E
D25
≤0.08
1.00
2.00
0.045
0.030
15.0~17.0
2.0~2.5
17.0~19.0
A2
83
X6 CrNiTi 18 10 E
D26
≤0.030
1.00
2.00
0.045
0.030
17.0~19.0
2.0~2.5
9.0~12.0
Ti:5×%C≤0.80
A3e
84
X5 CrNiMo 17 12 2 E
D29
≤0.037
1.00
2.00
0.045
0.030
16.5~18.5
2.5~3.0
10.5~13.5
A4
85
X6 CrNiMo Ti 17 12 2 E
D30
≤0.08
1.00
2.00
0.045
0.030
16.5~18.5
2.5~3.0
11.0~14.0
Ti:5×%C≤0.80
A5 e
86
X2 CrNiMo 17 13 3 E
/
≤0.030
1.00
2.00
0.045
0.030
16.5~18.5
11.5~14.5
A4d
87
X2 CrNiMoN 17 13 3 E
/
≤0.030
1.00
2.00
0.045
0.030
16.5~18.5
11.5~14.5
N:0.12×%C≤0.22
A4d
88
X3 CrNiCu 18 9 3 E
D32
≤0.04
1.00
2.00
0.045
0.030
17.0~19.0
8.5~10.5
Cu: 3.00~4.00
A2
a 第1列的標記是順序編號。第2列的標記是根據ISO/TC17/SC2建議的標記制度。第3列的標記是在 ISO 4954:1979（1993修訂）中使用并已作廢的編號。
b 本表未列出的元素，未經用戶同意，不能增加，除非要精煉。應采用合理的預防措施，以防止某些元素（來自制造過程中混入的廢料或其他金屬）的增加，因為這些元素會影響材料的淬透性、機械性能和使用性能。
c 不是 ISO 4954 的內容。
d 有極好的耐晶間腐蝕性。
e 穩定型鋼。
表C.1 耐氯化物導致應力腐蝕的奧氏體不銹鋼
奧氏體不銹鋼
（代號/材料牌號）化學成分（質量分數）/%
C
maxSi
maxMn
MaxP
MaxS
MaxN
Cr
Mo
Ni
Cu
X2CrNiMoN17-13-5
(1.4439)0.030
1.00
2.00
0.045
0.015
0.12~0.22
16.5~18.5
4.0~5.0
12.5~14.5
X1NiCrMoCu25-20-5
(1.4539)0.020
0.70
2.00
0.030
0.010
≤0.15
19.0~21.0
4.0~5.0
24.0~26.0
1.20~2.00
X1NiCrMoCu25-20-7
(1.4529)0.020
0.50
1.00
0.030
0.010
0.15~0.25
19.0~21.0
6.0~7.0
24.0~26.0
0.50~1.50
X2CrNiMoN22-5-3a
(1.4462)0.030
1.00
2.00
0.035
0.015
0.10~0.22
21.0~23.0
2.5~3.5
4.5~6.5
a 奧氏體-鐵素體不銹鋼