鋼結構用大六角螺栓、螺母、墊圈的技術要求 GB /T 1231 - 2006
-
要求
3 要求
3.1 性能等級、材料及使用配合
3.1.1 螺栓、螺母、墊圈的性能等級和材料按表1的規定。表中35VB鋼的技術條件見附錄A。
表1
類別
性能等級
材料
標準編號
適用規格
螺栓
10.9S
20MnTiB
ML20MnTiB
GB/T 3077
CB/T 6478
≤M24
35VB
≤M30
8.8S
45、35
CB/T 699
≤M20
20MnTiB、40Cr
ML20MnTiB
CB/T 3077
CB/T 6478
≤M24
35CrMo
CB/T 3077
≤M30
35VB
螺母
10H
45、35
ML35
CB/T 699
CB/T 6478
8H
墊圈
35HRC～45HRC
45、35
CB/T 699
3.1.2 螺栓、螺母、墊圈的使用配合按表2的規定。
表2
類別
螺栓
螺母
墊圈
型式尺寸
按 GB/T 1228規定
按 GB/T 1229規定
按 GB/T 1230規定
性能等級
10.9S
10H
35HRC～45HRC
8.8S
8H
35HRC～45HRC
3.2 機械性能
3.2.1 螺栓機械性能
3.2.1.1 試件機械性能
制造廠應將制造螺栓的材料取樣，經與螺栓制造中相同的熱處理工藝處理后，制成試件進行拉伸試驗，其結果應符合表3的規定，當螺栓的材料直徑≥16mm時，根據用戶要求，制造廠還應增加常溫沖擊試驗，其結果應符合表3的規定。
表3
性能等級
抗拉強度
Rm/Mpa
規定非比例延伸強度
Rp0.2/Mpa
斷后伸長率
A/%
斷后收縮率
Z/%
沖擊吸收功
AkU2/J
不小于
10.9S
1040～1240
940
10
42
47
8.8S
830～1030
660
12
45
63
3.2.1.2 實物機械性能
進行螺栓實物楔負載試驗時，拉力載荷應在表4規定的范圍內，且斷裂應發生在螺紋部分或螺紋與螺桿交接處。
表4
螺紋規格d
M12
M16
M20
（M22）
M24
（M27）
M30
公稱應力截面積As/mm2
84.3
157
245
303
353
459
561
性能等級
10.9S
拉力
載荷/N87700～104500
163000～195000
255000～304000
315000～376000
367000～438000
477000～569000
583000～696000
8.8S
70000～86800
130000～162000
203000～252000
251000～312000
293000～364000
381000～473000
466000～578000
當螺栓l/d≤3時，如不能做楔負載試驗，允許做拉力載荷試驗或芯部硬度試驗。拉力載荷應符合表4的規定，芯部硬度應符合表5的規定。
表5
性能等級
維氏硬度
洛氏硬度
min
max
min
max
10.9S
312 HV30
367 HV30
33 HRC
39 HRC
8.8S
249 HV30
296 HV30
24 HRC
31 HRC
3.2.1.3 脫碳層
螺栓的脫碳層按GB/T 3098.1的有關規定。
3.2.2 螺母機械性能
3.2.2.1 保證載荷
螺母的保證載荷應符合表6的規定。
表6
螺紋規格D
M12
M16
M20
（M22）
M24
（M27）
M30
性能等級
10H
拉力載荷/N
87700
163000
255000
315000
367000
477000
583000
8H
70000
130000
203000
251000
293000
381000
466000
3.2.2.2 硬度
螺母硬度應符合表7的規定。
表7
性能等級
洛氏硬度
維氏硬度
min
max
min
max
10H
98 HRB
32 HRC
222 HV30
304 HV30
8H
95 HRB
30 HRC
206 HV30
289 HV30
3.2.3 墊圈的硬度
墊圈的硬度為329 HV30～436 HV30（35 HRC～45 HRC）。
3.3 連接副的扭矩系數
3.3.1高強度大六角頭螺栓連接副應按保證扭矩系數供貨，同批連接副的扭矩系數平均值為0.110～0.150，扭矩系數標準偏差應小于或等于0.0100。每一連接副包括1個螺栓、1個螺母、2個墊圈，并應分屬同批制造。
3.3.2扭矩系數保證期為自出廠之日起6個月，用戶如需延長保證期，可由供需雙方協議解決。
3.4 螺栓、螺母的螺紋
3.4.1螺紋的基本尺寸按GB/T 196粗牙普通螺紋的規定。螺栓螺紋公差帶按GB/T 197的6g，螺母螺紋公差帶按GB/T 197的6H。
3.4.2螺紋牙側表面粗糙度的最大參數值Ra應為12.5μm。
3.5 螺栓的螺紋末端
螺栓的螺紋末端按GB/T 1228和GB/T 2的規定。
3.6 表面缺陷
3.6.1螺栓、螺母的表面缺陷分別按GB/T 5779.1和GB/T 5779.2的規定。
3.6.2墊圈不允許有裂縫、毛刺、浮銹和影響使用的凹痕、劃傷。
3.7 其他尺寸及形位公差
螺栓、螺母和墊圈的其他尺寸及形位公差應符合GB/T 3103.1和GB/T 3103.3有關C級產品的規定。
3.8 表面處理
螺栓、螺母和墊圈均應進行保證連接副扭矩系數和防銹的表面處理，表面處理工藝由制造廠選擇。
-
試驗方法
4 試驗方法
4.1 螺栓試驗方法
4.1.1 試件的拉伸試驗和沖擊試驗
拉伸試件和沖擊試件應在同一根棒材上截取，并經同一熱處理工藝處理。
4.1.1.1 拉伸試驗
原材料經熱處理后，按GB/T 228的規定制成拉伸試件。加工試件時，其直徑減小量不應超過原材料直徑的25%（約為截面積的44%），并以此確定試件直徑。試驗方法按GB/T 228的規定。
4.1.1.2 沖擊試驗
原材料經熱處理后，按GB/T 229中關于缺口深度為2mm的標準夏比U型缺口沖擊試件的規定制成試件，并在常溫下進行沖擊試驗。試驗方法按GB/T 229的規定。
4.1.2 楔負載試驗
螺栓頭下置一10°楔墊（見圖1），在拉力試驗機上將螺栓擰在帶有內螺紋的專用夾具上（至少6扣），然后進行拉力試驗。10°楔墊的型式、尺寸及硬度按GB/T 3098.1的規定。
圖1
4.1.3 芯部硬度試驗
試驗在距螺桿末端等于螺紋直徑d的截面上進行，對該截面距離中心的四分之一螺紋直徑處，任測4點，取后3點平均值。試驗方法按GB/T 230.1或GB/T 4340.1的規定。驗收時，如有爭議，以維氏硬度（HV30）試驗為仲裁。
4.1.4 脫碳試驗
按GB/T 3098.1的規定。
4.2 螺母試驗方法
4.2.1 保證載荷試驗
將螺母擰入螺紋芯棒（見圖2），試驗時夾頭的移動速度不應超過3 mm/min，對螺母施加表6規定的保證載荷，持續15s螺母不應脫扣或斷裂。當去除載荷后，應可用手將螺母旋出，或者借助扳手松開螺母（但不應超過半扣）后用手旋出。在試驗中，如螺紋芯棒損壞，則試驗作廢。
D0按GB/T 5277對中等裝配的規定。
圖2
螺紋芯棒的硬度應≥45HRC，其螺紋公差帶為5h6g，但大徑應控制在6g公差帶靠近下限的四分之一的范圍內。
4.2.2 硬度試驗
試驗在螺母支承面上進行，任測4點，取后3點平均值。試驗方法按GB/T230.1或GB/T 4340.1的規定。驗收時，如有爭議，以維氏硬度（HV30）試驗為仲裁。
4.3 墊圈硬度試驗
在墊圈的表面上任測4點， 取后3點平均值。試驗方法按GB/T230.1或GB/T 4340.1的規定。驗收時，如有爭議，以維氏硬度（HV30）試驗為仲裁。
4.4 連接副扭矩系數試驗
4.4.1連接副的扭矩系數試驗在軸力計上進行，每一連接副只能試驗一次，不得重復使用。
扭矩系數計算公式如下：
式中：
K——扭矩系數；
T——施擰扭矩（峰值），單位為牛米（N·m）；
P——螺栓預拉力（峰值），單位為千牛（kN）；
d——螺栓的螺紋公稱直徑，單位為毫米（mm）。
4.4.2施擰扭矩T是施加于螺母上的扭矩，其誤差不得大于測試扭矩值的2%。使用的扭矩扳手準確度級別應不低于JJG 707-2003中規定的2級。
4.4.3螺栓預拉力P用軸力計測定，其誤差不得大于測定螺栓預拉力的2%。軸力計的最小示值應在1kN以下。
4.4.4進行連接副扭矩系數試驗時，螺栓預拉力值P應控制在表8所規定的范圍內，超出該范圍者，所測得扭矩系數無效。
表8（單位：千牛）
螺栓螺紋規格
M12
M16
M20
（M22）
M24
（M27）
M30
性能等級
10.9S
P
max
66
121
187
231
275
352
429
min
54
99
153
189
225
288
351
8.8S
max
55
99
154
182
215
281
341
min
45
81
126
149
176
230
279
4.4.5組裝連接副時，螺母下的墊圈有倒角的一側應朝向螺母支承面。試驗時，墊圈不得發生轉動，否則試驗無效。
4.4.6進行連接副扭矩系數試驗時，應同時記錄環境溫度。試驗所用的機具、儀表及連接副均應放置在該環境內至少2h以上。
-
檢驗規則、標志與包裝、附錄
5 檢驗規則
5.1 出廠檢驗按批進行。同一性能等級、材料、爐號、螺紋規格、長度（當螺栓長度≤100mm 時，長度相差≤15mm；螺栓長度＞100mm時，長度相差≤20mm，可視為同一長度）、機械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的螺栓為同批；同一性能等級、材料、爐號、螺紋規格、機械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的螺母為同批；同一性能等級、材料、爐號、規格、機械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的墊圈為同批。分別由同批螺栓、螺母、墊圈組成的連接副為同批連接副。
同批高強度螺栓連接副最大數量為3000套。
5.2 連接副扭矩系數的檢驗按批抽取8套，8套連接副的扭矩系數平均值及標準偏差均應符合3.3.1規定。
5.3 螺栓楔負載、螺母保證載荷、螺母硬度和墊圈硬度的檢驗按批抽取，樣本大小n＝8，合格判定數Ac＝O。
5.4 螺栓、螺母和墊圈的尺寸、外觀及表面缺陷的檢驗抽樣方案按GB/T 90.1的規定。
5.5 用戶對產品質量有異議時，在正常運輸和保管條件下，應在產品出廠之日起6個月之內向供貨方提出。如有爭議，雙方按本標準的要求進行復驗裁決。
6 標志與包裝
6.1 螺栓應在頭部頂面制出性能等級和制造廠凸型標志（見圖3），標志中“·”可以省略。標志中第一部分數字（“·”前）表示公稱抗拉強度的1/100，第二部分數字（“·”后）表示公稱屈服強度與公稱抗拉強度比值的10倍，字母S表示鋼結構用高強度大六角頭螺栓，××為制造廠標志。
6.2 螺母應在頂面上制出性能等級和制造廠標志（見圖4）。標志中數字表示螺母性能等級，字母H表示鋼結構用高強度大六角螺母，××為制造廠標志。
圖3
圖4
6.3 制造廠應以批為單位提供產品質量檢驗報告書，內容如下：
a）批號、規格和數量；
b）性能等級；
c）材料、爐號、化學成分；
d）試件拉力試驗和沖擊試驗數據；
e）實物機械性能試驗數據；
f）連接副扭矩系數測試值、平均值、標準偏差和測試環境溫度；
g）出廠日期。
6.4 包裝箱應牢固、防潮。箱內應按連接副的組合進行包裝，不同批號的連接副不得混裝。每箱質量不得超過40kg。包裝箱內分裝方法由制造廠選擇。
6.5 包裝箱外應有制造廠、產品名稱、標準編號、批號、規格、數量、毛重等明顯標記。
附錄A
（規范性附錄）
35VB 鋼技術條件
A.1 35VB鋼的化學成分應符合表A.1的規定。
表A.1
化學成分
C
Mn
Si
P
S
V
B
Cu
范圍/%
0.31～0.37
0.50～0.90
0.17～0.37
≤0.04
≤0.04
0.05～0.12
0.001～0.004
≤0.25
A.2 采用直徑為25mm的試樣毛還，經熱處理后的機械性能應符合表A.2的規定。
表A.2
試樣熱處理制度
抗拉強度
Rm/MPa規定非比例延伸強度
RP0.2/MPa
斷后伸長率
A/%
斷后收縮率
Z/%
沖擊吸收功
AkU2/J
不小于
淬火870℃水冷
回火550℃水冷
785
640
12
45
55
A.3 鋼材應進行冷頂鍛試驗，不允許有裂口或裂縫。
A.4 其余技術條件按GB/T 3077的規定。