螺栓、螺母、垫片使用规范_百度文库
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螺栓、螺母、垫片使用规范
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你可能喜欢紧固件（螺栓螺母垫片）基本知识培训讲义作者：湖南 孙斌湖南孙斌，男，汉族，湖南双峰人，1989 年毕业于湘潭大学。机械 设计高级工程师、 压力容器设计 A2 级审批员、 焊工技能高级考评员、 机电工程二级建造师。 历任技术开发处长、 化工机械制造分厂副厂长、 设备动力部副部长、化工机械制造安装分厂副总工程师。已在中国机 械化工科技杂
志发表大量科技论文。 湖南孙斌网易实名博客--“湖南孙 斌-高级工程师-百科讲坛”http://sb5050./，点击流量已超 过 200 万。★原创作品，版权所有。禁止复制！转载必须注明：原文作者、文章 名称、转载地址★目录 1 定义与分类 1.1 定义 1.2 紧固件分类 2 基本知识2.1 紧固件的基本标识 2.2 涉及的标准与内容 2.3 螺纹 2.4 螺丝头型 2.5 紧固件材料 （不包括全部垫片） 2.6 螺栓性能等级的含义 2.7 热处理 2.8 紧固件表面处理 3 压力容器用紧固件 4 高压紧固件5 验收基本要求正文1定义与分类1.1 定义 紧固件是将两个或两个以上的零件（或构件）紧固连接成为一见整体 时所采用的一类机械零件的总称。在各种机械、设备、车辆、船舶、铁路、桥梁、建筑、结构、工具、 仪器、仪表和用品等上面，都可以看到各式各样的紧固件。 紧固件的特点：品种规格繁多，性能用途各异,而且标准化、系列化、 通用化的程度极高也有人把已有国家（行业）标准的一类紧固件称为标准紧固件，简称为标准件。 紧固件是应用最广泛的机械基础件。应用极为广泛，需求量很大。1.2 紧固件分类 它通常包括以下 12 类零件： 材料要求： 碳钢或低合金钢 螺栓、螺钉和螺柱的材料要求（GB/T0） 螺母（粗牙螺纹）的材料技术要求（GB/T0）不锈钢 螺栓、螺钉和螺柱（0） ， 螺母（0） ， 紧定螺钉（0）有色金属 紧固件的材料要求（GB）自攻类螺钉 1.自钻自攻螺钉的材料（GB/T0） 2.自挤螺钉（包括自攻锁紧螺钉） （GB0） 3.自攻螺钉由冷镦、渗碳钢制造（GB0）4.木螺钉的材料牌号（GB922-86） GB/T1231-91 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术 条件螺栓产品标准 使用最多的主要有 GB5780，为六角头粗杆半牙螺丝，其精度等级为 C 级产品，可用 GB5782 来代替 GB5781、为六角头全牙螺丝，精度等级为 C 级产品。可用 GB5783 来代替 GB5782，为六角头粗杆全牙螺丝，其精度等到级为 A 级和 B 级 GB5783，为六角头全牙螺丝，其精度等级为 A 级和 B 级 GB5784，GB5784 为细杆半牙的六角螺丝六角螺母产品标准 ，常用的标准有： GB52，薄，配 GB5780 GB/T，Ⅰ型螺母，较厚-0.8d，配 GB5782 GB6172，薄，配 GB5781 GB6175，Ⅱ型螺母。厚-1.0d，配 GB57821. 螺栓： 由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类紧固件，需 与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件。这种连接形式称螺 栓连接。如把螺母从螺栓上旋下，有可以使这两个零件分开，故螺栓 连接是属于可拆卸连接。2. 螺柱： 没有头部的，仅有两端均外带螺纹的一类紧固件。连接时，它的一端 必须旋入带有内螺纹孔的零件中，另一端穿过带有通孔的零件中，然 后旋上螺母，即使这两个零件紧固连接成一见整体。这种连接形式称 为螺柱连接，也是属于可拆卸连接。主要用于被连接零件之一厚度较 大、要求结构紧凑，或因拆卸频繁，不宜采用螺栓连接的场合。3. 螺钉： 也是由头部和螺杆两部分构成的一类紧固件，按用途可以分为三类： 机器螺钉、紧定螺钉和特殊用途螺钉。 机器螺钉主要用于一个紧定螺纹孔的零件， 与一个带有通孔的零件之 间的紧固连接，不需要螺母配合（这种连接形式称为螺钉连接，也属 于可拆卸连接；也可以与螺母配合，用于两个带有通孔的零件之间的 紧固连接。 ） 紧定螺钉主要用于固定两个零件之间的相对位置。特殊用途螺钉例如有吊环螺钉等供吊装零件用。4. 螺母： 带有内螺纹孔，形状一般呈显为扁六角柱形，也有呈扁方柱形或扁圆 柱形，配合螺栓、螺柱或机器螺钉，用于紧固连接两个零件，使之成 为一件整体。螺母的特殊类别 高强度自锁螺母 为自锁螺母的一个分类，具有强度高，可靠性强的一面。主要是 引进欧洲技术作为前提，用于用于筑路机械、矿山机械、振动机械设 备等，目前国内生产该类产品的厂家甚少。 尼龙自锁螺母 尼龙自锁螺母是一种新型高抗振防松紧固零件 , 能应用于温度 -50～100℃的各种机械、电器产品中。目前,宇航、航空、坦克、矿山 机械、汽车运输机械、农业机械、纺织机械、电器产品以及各类机械 对尼龙自锁螺母的需求量剧增,这是因为它的抗振防松性能大大高于 其他各种 防松装置,而且振动寿命要高几倍甚至几十倍。当前机械设备的 事故有 80%以上是由于紧固件的松动而造成的,特别在矿山机械中尤 为严重,而使用尼龙自锁螺母就可以杜绝由于紧固件松脱所造成的重大事 故。5. 自攻螺钉： 与机器螺钉相似，但螺杆上的螺纹为专用的自攻螺钉用螺纹。用于紧 固连接两个薄的金属构件，使之成为一件整体，构件上需要事先制出 小孔，由于这种螺钉具有较高的硬度，可以直接旋入构件的孔中，使 构件中形成响应的内螺纹。这种连接形式也是属于可拆卸连接。6. 木螺钉： 也是与机器螺钉相似，但螺杆上的螺纹为专用的木螺钉用罗纹，可以 直接旋入木质构件（或零件）中，用于把一个带通孔的金属（或非金 属）零件与一个木质构件紧固连接在一起。这种连接也是属于可以拆 卸连接。7. 垫圈： 形状呈扁圆环形的一类紧固件。置于螺栓、螺钉或螺母的支撑面与连 接零件表面之间，起着增大被连接零件接触表面面积，降低单位面积 压力和保护被连接零件表面不被损坏的作用； 另一类弹性垫圈，还能起着阻止螺母回松的作用。8. 挡圈： 供装在机器、设备的轴槽或孔槽中，起着阻止轴上或孔上的零件左右 移动的作用。9. 销： 主要供零件定位用，有的也可供零件连接、固定零件、传递动力或锁 定其他紧固件之用。10. 铆钉： 由头部和钉杆两部分构成的一类紧固件， 用于紧固连接两个带通孔的 零件（或构件） ，使之成为一件整体。这种连接形式称为铆钉连接， 简称铆接。 属与不可拆卸连接。 因为要使连接在一起的两个零件分开， 必须破坏零件上的铆钉。11. 组合件和连接副： 组合件是指组合供应的一类紧固件，如将某种机器螺钉（或螺栓、自 供螺钉）与平垫圈（或弹簧垫圈、锁紧垫圈）组合供应；连接副指将某种专用螺栓、螺母和垫圈组合供应的一类紧固件，如钢结构用高强 度大六角头螺栓连接副。12. 焊钉： 由于光能和钉头（或无钉头）构成的异类紧固件，用焊接方法把他固 定连接在一个零件（或构件）上面，以便再与其他零件进行连接。保 温钉2 基本知识2.1 紧固件的基本标识 每个具体紧固件产品的规格、尺寸、公差、重量、性能、表面情况、 标记方法，以及验收检查、标志和包装等项目的具体要求。产品的识别 （一） 、螺栓各部位图示：（二） 、螺栓的标识：如 M20-2.5X1505/16 -18 X 3”称 牙 长 呼 径 距 度 呼称牙 长径数 度粗牙普通螺纹规格用字母“M”及“公称直径”表示 细牙普通螺纹规格用字母“M”及“公称直径 X 螺距”表示，其中尺寸单 位“毫米”或： mm： 不需注明， 当螺纹为左旋时， 在规格后加注字母“LH”GB/T- GB/T-螺栓 M16 8.8 级 螺母 M16 8 级2.2 紧固件涉及标准与内容 每种紧固件产品都要涉及一些几个方面内容的标准：1) 紧固件产品尺寸方面的标准：具体规定产品基本尺寸方面的内容； 带螺纹的产品，还包括螺纹的基本尺寸、螺纹收尾、肩距、退刀槽和 倒角、外螺纹零件的末端尺寸等方面内容。 2) 紧固件产品技术条件方面的标准。具体又包括以下几个方面 内容的标准： a) 紧固件产品公差方面的标准：具体规定产品尺寸的公差和形 位公差方面的内容。 b) 紧固件产品机械性能方面的标准：具体规定产品机械性能等 级的标记方法以及机械性能项目和要求方面的内容； 有的紧固件产品 则将此项内容改为产品材料性能或工作性能方面的内容 。 c) 紧固件产品表面缺陷方面的标准：具体规定产品表面缺陷种类和具体要求等方面的内容。 d) 紧固件产品的表面处理方面标准：具体规定产品表面处理种 类和具体要求等方面的内容。 e) 紧固件产品试验方面的标准：具体规定上述各种性能要求试 验方面的内容。 3) 紧固件产品验收检查、标志与包装方面的标准：具体规定产 品出厂验收时抽查项目合格质量水平和抽样方案， 以及产品标志方法 和包装要求方面的内容。 4) 紧固件产品标记方法方面的标准：具体规定产品完整标记方 法和简化标记方法方面的内容。 5) 紧固件其他方面的标准：如紧固件术语方面的标准，紧固件 产品重量的标准等。2.3 螺纹2.3.1 螺纹 是一种在固体外表面或内表面的截面上，有均匀螺旋线凸起的形状。 根据其结构特点和用途可分为三大类： （一） 、普通螺纹：牙形为三角形，用于连接或紧固零件。普通螺 纹按螺距分为粗牙和细牙螺纹两种，细牙螺纹的连接强度较高。（二） 、传动螺纹：牙形有梯形、矩形、锯形及三角形等。（三） 、密封螺纹：用于密封连接，主要是管用螺纹、锥螺纹与锥管 螺纹。2.3.2 螺纹配合等级： 螺纹配合是旋合螺纹之间松或紧的大小，配合的等级是作用在内 外螺纹上偏差和公差的规定组合。 （一） 、英制螺纹，外螺纹有三种螺纹等级：1A、2A 和 3A 级，内 螺纹有三种等级： 1B、2B 和 3B 级，全部都是间隙配合。等级数字 越高，配合越紧。在英制螺纹中，偏差仅规定 1A 和 2A 级，3A 级的 偏差为零，而且 1A 和 2A 级的等级偏差是相等的。 等级数目越大公差越小。如图所示：1B2B3B内螺纹基本中径3A 2A 1A外螺纹1、 1A 和 1B 级， 非常松的公差等级， 其适用于内外螺纹的允差配合。 2、 2A 和 2B 级， 是英制系列机械紧固件规定最通用的螺纹公差等级。 3、3A 和 3B 级，旋合形成最紧的配合，适用于公差紧的紧固件，用 于安全性的关键设计。 4、对外螺纹来说，1A 和 2A 级有一个配合公差，3A 级没有。1A 级公 差比 2A 级公差大 50%，比 3A 级大 75%，对内螺纹来说，2B 级公差 比 2A 公差大 30%。1B 级比 2B 级大 50%，比 3B 级大 75%。 （二） 、公制螺纹， 外螺纹有三种螺纹等级：4h、6h 和 6g， 内螺纹有三种螺纹等级：5H、6 H、7H。 （日标螺纹精度等级分为 I、 II、III 三级，通常状况下为 II 级） 在公制螺纹中，H 和 h 的基本偏差为零。G 的基本偏差为正值，e、f 和 g 的基本偏差为负值。 如图所示：公差GH 偏差内螺纹 基本中径 外螺纹f egh1、H 是内螺纹常用的公差带位置，一般不用作表面镀层，或用极薄 的磷化层。G 位置基本偏差用于特殊场合，如较厚的镀层，一般很少 用。 2、g 常用来镀 6-9um 的薄镀层，如产品图纸要求是 6h 的螺栓，其镀 前螺纹采用 6g 的公差带。 3、螺纹配合最好组合成 H/g、H/h 或 G/h，对于螺栓、螺母等精制紧 固件螺纹，标准推荐采用 6H/6g 的配合。2.3.3 螺纹标记 M10×1C5g 6g 顶径公差代号 中径公差代号 M10×1C6H 中径和顶径公差代号 （相同）2.3.4 机械螺纹的主要几何参数： （一） 、大径/牙外径（D、d） ：为外螺纹牙顶或内螺纹牙底重合的假想圆柱直径。螺纹大径基本代表螺纹尺寸的公称直径。 （二） 、中径（D2、d2） ：D2=d2=D（d）－2x3H/8 ,式中 H 为原始三角 形高：H=（√3 /2）P=0.O 牙山角); H=0. O 牙山角) （三） 、小径/牙底径（D1、d1） ：为外螺纹牙顶或内螺纹牙顶相重合 的假想圆柱的直径。 （四） 、螺距（P） ：为相邻牙在中径线上对应两点的轴向距离或相邻 牙山或两相邻牙谷间的距离。在英制中以每一英寸（25.4 mm）内的 牙数来表明牙距（如下表） 。牙 规 格 粗牙 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M10 0.5 0.7 0.8 1.0 1.0 1.25 1.5距 细牙 0.35 0.5 0.5 0.75 0.75 1.0 1.25 0.75 1.0 极细牙称 规 格呼牙数 细 牙 韦氏牙 48 40 36 32 28 28 24 20 18粗 牙 径 4# 6# 8# 10# 12# 1/4 2.9 3.5 4.2 4.8 5.5 40 32 32 24 246.35 205/16 7.94 18M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M301.75 2.0 2.0 2.5 2.5 2.5 3.0 3.0 3.51.5 1.5 1.5 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 3.01.25 1.0 1.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 2.03/89.53 1624 20 20 18 18 16 14 1216 14 12 12 11 10 9 87/16 11.11 14 1/2 12.7 139/16 14.29 12 5/8 3/4 7/8 1 15.86 11 19.05 10 22.23 9 25.40 8（五） 、牙型半角（α/2） ：牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角，普通螺 纹牙型半角为 60O/2， 韦 氏牙 （BSW） 螺纹牙型半角为 55O/2 。一般木螺丝牙山角度为 60 O，尾尖角度 60O。 （六） 、螺纹旋合长度：为两相配合螺纹，沿螺纹轴方向相互旋合部 分的长度。2.3.5 自攻、自钻螺纹的主要几何参数： （一） 、大径/牙外径（d1） ，为螺纹牙顶重合的假想圆柱直径。螺纹大径基本代表螺纹尺寸的公 称直径。 （二） （三） 、小径/牙底径（d2） ：为螺纹牙底重合的假想圆柱直径。 、牙距（p） ：为相邻牙在中经线上对应两点的轴向距离。在英制中以每一英寸（25.4mm）内的牙数来表明牙距。 下表列举常用规格的牙距（公制）牙数（英制） 1、公制自攻牙： S TS T S T S T S T S T S T S T S T S T S T S T S T S T 规格 1.5 1.9 2.2 2.6 2.9 3.3 3.5 3.9 4.2 4.8 5.5 6.3 8.0 9.5 牙距 0.5 0.6 0.8 0.9 1.1 1.3 1.3 1.3 1.4 1.6 1.8 1.8 2.1 2.1 2、英制自攻牙： 规 格 4# 5# 20 20 6# 20 18 7# 19 16 8# 18 15 10# 16 12 12# 14 11 14# 14 10牙 AB 牙 24 数 A牙 243、日标墙板钉： 规 格 粗牙 牙距 2.82 牙数 18 细牙 牙距 1.41 1.59 1.69 2.11 4、机械螺丝（机械牙） ： 规 格 粗 0.45 0.5 0.6 牙 0.7 0.8 1.0 1.2 40 40 32 32 24 24 20 公制（牙距） 英制(牙数) 2.82 16 2.82 15 3.18 12 6# 7# 9 8# 9 10# 8牙数 9M2.5 M3 M3.5 M4 M5 M6 M8 4# 5# 6# 8# 10# 12# 1/4细 0.35 0.35 0.35 0.5 0.5 0.75 1.0 48 44 40 36 32 28 28 牙 5、钻尾螺丝：钻尾螺丝有 CSD（机械牙） ，BSD（自攻 AB 牙）两 种。其牙距或牙数可分别参考机械螺丝（CSD 牙）和自攻螺丝（BSD 牙） 。 （四） 、牙山角度和尾尖角度：牙山角为牙侧与牙侧间的夹角、尾尖 角为螺纹未端尖角。 1、自 攻 牙：牙山角度为 60O，尾尖角度为 45 O±5 O。 2、 墙 板 钉： 牙山角度为 60O， （也可依客户要求生产， 如 45 O±5 O）尾尖角度为 25 O±3O。3、夹 板 钉： （Chip board screws）牙山角度为 40 O±3 O，尾尖 角度为 25O±3 O 或 34O ±3O（客户特殊要求） 。4、钻尾螺丝：牙山角度为 60 O±5 O，尾部针对不同规格的产品 选用不同型号的夹 伸出量。 尾针，夹尾的主要几何参数为夹尾径和★原创作品，版权所有。禁止复制！转载必须注明：原文作者、文章 名称、转载地址★2.4 螺丝头型 IHH=ind hex head 锯 六角头 PH=phillips 十字槽 Pan 圆头(盘头) Oval 半沉头 H.W.H.. 六角小法兰 H.W.F. 六角大法兰 CSK 沙拉头(沉头) Large wafer 大扁平头 Bugle 喇叭头 Truss 盘头带垫 Pozi 米制槽 Serra-tion 垫下带花 Flower Head 开花头 6-bobes recess 内梅花 Cup head 杯头2.5 紧固件材料 （不包括全部垫片） 2.5.1 目前市场上标准件主要有碳钢、不锈钢、铜三种材料。 （一）碳钢。我们以碳钢料中碳的含量区分低碳钢，中碳钢和高碳钢 以及合金钢。 1、 低碳钢 C%≤0.25%国内通常称为 A3 钢。 国外基本称为 1008， 1015，
等。 主要用于 4.8 级螺栓及 4 级螺母、 小螺丝等无硬度要求的产品。 （注： 钻尾钉主要用 1022 材料。 ） 2、中碳钢 0.25%&C%≤0.45% 国内通常称为 35 号、45 号钢，国外基 本称为 1035，CH38F，1039，40ACR 等。 主要用于 8 级螺母、8.8 级螺栓及 8.8 级内六角产品。 3、高碳钢 C%&0.45%。目前市场上基本没使用 4、合金钢：在普碳钢中加入合金元素，增加钢材的一些特殊性能： 如 30CrMoA 35CrMoA、 40Mn、 40MnB、 40MnB、 40MnBV， SCM435， 10B38。芳生螺丝主要使用 SCM435 铬f合金钢，主要成分有 C、Si、 Mn、P、S、Cr、Mo。（二）不锈钢。性能等级：45，50，60，70，80 1、主要分奥氏体（18%Cr、8%Ni）耐热性好，耐腐蚀性好，可焊性 好。A1，A2，A3，A4，A5 2、马氏体、13%Cr 耐腐蚀性较差，强度高，耐磨性好。C1，C2，C4 3、铁素体不锈钢。18%Cr 镦锻性较好，耐腐蚀性强于马氏体。F1， F2 目前市场上进口材料主要是日本产品。 按级别主要分 SUS302、 SUS304、 SUS316。（三）铜。常用材料为黄铜…锌铜合金。市场上主要用 H62、H65、H68 铜做标准件。2.5.2 材料中各类元素对钢的性质的影响： 1、碳（C） ：提高钢件强度，尤其是其热处理性能，但随着含碳量的 增加，塑性和韧性下降，并会影响到钢件的冷镦性能及焊接性能。 2、锰（Mn） ：提高钢件强度，并在一定程度上提高可淬性。即在淬 火时增加了淬硬渗入的强度，锰还能改进表面质量，但是太多的锰对 延展性和可焊性不利。并会影响电镀时镀层的控制。 3、镍（Ni） ：提高钢件强度，改善低温下的韧性，提高耐大气腐蚀能 力，并可保证稳定的热处理效果，减小氢脆的作用。 4、铬（Cr） ：能提高可淬性，改善耐磨性，提高耐腐蚀能力，并有利 于高温下保持强度。 5、钼（Mo） ：能帮助控制可淬性，降低钢对回火脆性的敏感性，对 提高高温下的抗拉强度有很大影响。 6、硼（B） ：能提高可淬性，并且有助于使低碳钢对热处理产生预期 的反应。 7、矾（V） ：细化奥氏体晶粒，改善韧性。 8、 硅 （Si） ： 保证钢件的强度， 适当的含量可以改善钢件塑性和韧性。2.5.3 关于不锈钢材质之特性简介（304、316） （一） 下： 该三种材质均为 300 系列的奥氏体不锈钢，其化学成分如名称 304MCSiMn ≤1.0 0 0 ≤1.0P ≤2.0SNi ≤0.045Cr ≤0.03MoCu 8.91-10.0≤0.0618.0-20.0 316≤0.03-0.06≤2.0 2.0-3.0 ≤2.0 0≤0.045≤0.03 &nb 10.0-14.0 304HC ≤0.0816.0-18.0 ≤1.0 0≤0.045≤0.038.0-10.517.0-19.0 （二）1.0-3.0主要化学成分与不锈钢性能之关系。1、碳 C 可增加硬度和强度，含量过高会降低其延展性和耐蚀性 2、铬 Cr 可增加耐蚀性、抗氧化性，使品粒细化，增加强度，硬度 和耐磨性 3、镍 Ni 可增加高温强度、耐蚀性，降低冷加工硬化之速率 4、钼 Mo 增加强度，对氧化物和海水的耐蚀性优良 5、铜 Cu 利于冷加工成型，降低磁性 （三）材质之其它性能 1、以上材质正常状态无磁性。 304M 冷加工后略有磁性（1.6u-2.0u 左右） ；304HC 磁性为（1.01u-1.6u 左右） ；316 材质冷加工后磁性小 于 1.01u。 2、 各材质均有良好的延展性， 易冷加工成型， 抗拉强度、 屈服强度、 均 可 达到 要求。 （ Ts 抗 拉强 度 min700N/mm, Ys 屈 服 强度 450N/mm） （四）结论 min1、304M、304HC、316 三种材质是目前 300 系列奥氏体不锈钢使用 最广的材质之一。各材质明显差异为：冷加工后材质磁性为 316&304HC&304M。316 材质抗化学品腐蚀，抗孔蚀性及抗海水耐蚀 性能相对于 304M 及 304HC 要优良。 2、总之，不锈钢标准件特性为耐腐蚀、美观、卫生，但其强度、硬 度正常情况下相当于碳钢（6.8 级）故对不锈钢产品应不可撞击、敲 打、注意维护其表面光洁度、精度，且不能和使用碳钢产品一样随便 施加力量，亦不可施力过大，同时因不锈钢延展性好，在使用时产生 钢屑易粘于螺帽牙级处，增加摩檫力，易导致锁死，而使用碳钢即使 产生铁屑也会掉落，相对于不锈钢不易锁死。 2.5.4 常用紧固件材料要求 一、碳钢或低合金钢 （一）螺栓、螺钉和螺柱的材料要求（GB/T0）回 火 温 性能等级 材料和热处理 化学成分，% 度 ℃ min P C max max max S Bmin 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8max 碳钢 ―― ―― 0.20 0.05 0.06 0.003 ―― 0.55 0.05 0.06 0.003 ――0.13 ――0.55 0.05 0.06 0.003 ―― 0.55 0.05 0.06低碳合金钢（如硼、 锰或铬） ，淬火并回 align=center&8.8 火或中碳钢，淬火并 回火 0.25 0.55 低碳合金钢（如硼、 锰或铬） ，淬火并回 9.8 火或中碳钢，淬火并 回火 0.25 0.55 低碳合金钢（如硼、 10.9 锰或铬） ，淬火并回 0.15 0.35 0.035 0.035 0.003 340 火 10.9 中碳钢，淬火并回火 0.25 0.55 0.035 0.035 0.03 425 0.035 0.035 0.15 0.35 0.035 0.035 0.003 425 0.035 0.035 0.15 0.04 0.035 0.035 0.003 425或 低 、 中 碳 合 金 钢 0.20 0.55 0.035 0.035 （如硼、锰或铬） ， 淬火并回火或合金 钢淬火并回火 0.20 10.9 0.55 0.035 0.035 0.003合金钢，淬火并回火 0.28 0.50 0.035 0.035 0.003 3801）硼的含量可达 0.005%，其非有效硼可由添加钛和（或）铝控制。 2）这些性能等级允许采用易切制造，其硫，磷及铅的最大含量 为：硫 0.34%；磷 0.11%；铅 0.35%。 3）为了保证良好的淬透性，螺纹直径超过 20mm 的紧固件，需 采用对 10.9 级规定的钢。 4）含碳量低于 0.25%（桶样分析）的低碳合金钢的锰最低含量 为：8.8 级：0.6%；9.8、10.9 和 10.9 级：0.7%。 5）该产品应在性能等级代号下增加一横线标志。10.9 级应符合 对 10.9 级规定的所有性能，而较低的顺火温度对其在提讥温度的条 件下，将造成不同程度的应力削弱。 6）用于该性能等级的材料应具有良好的淬透性，以保证紧固件 螺纹截面的芯部在淬火后、回火前获得约 90%的马氏体组织。 7）合金钢至少应含有以下远素中的一种元素，其最小含量为： 铬 0.30%；镍 0.30%；钼 0.20%；钒 0.10% 8）考虑承受抗拉应力，12.9 级的表面不允许有金相能测出的白 色磷聚集层。9）该化学成分和回火温度尚在调查研究中。（二）螺母 1.螺母（粗牙螺纹）的材料技术要求（GB/T0）性能等级 C max 4、5、6 8、9 10 12 Mn min ―― 04 05 ――化学成分，% P max 0.50 0.58 0.58 0.58 S max ―― 0.25 0.30 0.45 0.060 0.060 0.048 0.048 0.150 0.150 0.058 0.0581)该性能等级可以用易切钢制造（供需双方另有协议除外） ，其硫、 磷及铅的最大含量为：硫 0.30%；磷 0.11%；铅 0.35%. 2）为改善螺母的机械性能，必要时可增添合金元素。 性能等级为 05、8（&M16 的 l 型螺母） 、10 和 12 级螺母应进行淬火 并回火处理。 2.螺母 （细牙螺纹） 的材料技术要求 （GB/T0）性能等级 Mn C min化学成分：% P max S max5、6 8 10 12―― 04 05 ――0.50 0.58 0.58 0.58―― 0.25 0.30 0.450.060 0.060 0.048 0.0480.150 0.150 0.058 0.0581)该性能等级可以用易切钢制造（供需双方另有协议除外） ，其硫、 磷及铅的最大含量为：硫 0.34%；磷 0.11%；铅 0.35%. 2）为改善螺母的机械性能，必要时可增添合金元素。 性能等级为 05、8（l 型螺母） 、10 和 12 级螺母应进行淬火并回火处 理。 3.铆螺母的材料（GB/T9）产品 钢平头、沉头、小沉头、120 小沉头及平头材料标准号08F 六角铆螺母 ML10 铝合金平头及沉头铆螺母 6061（原 LD30） GB/T6478GB/T699 ?GB/T （原 LF5-1） ? ?4.有效力矩型钢六角锁紧螺母的材料技术要求（GB） 制造螺母体的材料应与螺母（粗牙螺纹）的材料相同。 制造金属或非金属嵌件的材料由制造者确定。（三） 、紧定螺钉的材料技术要求（GB/T0）性能等级材料热处理 P化学成分，% S maxC max min 14H 22H 33H 45H max 碳钢 碳钢 碳钢 合金钢 ―― 淬火并回火 淬火并回火 淬火并回火 0.50 0.50 0.50 0.50 ―― ―― ―― 0.19 0.11 0.05 0.05 0.05 0.15 0.05 0.05 0.051）使用易切钢时，其铅、磷及硫的最大含量为：铅 0.35%；磷 0.11%； 硫 0.34% 2)方头紧定螺钉允许表面硬化。 性能等级为 05、8（l 型螺母） 、10 和 12 级螺母应进行淬火并回火处 理。 3.铆螺母的材料（GB/T9）产品 钢平头、沉头、小沉头、120 小沉头及平头材料标准号08F 六角铆螺母 ML10 铝合金平头及沉头铆螺母 GB/T6478GB/T699GB/T （原 LF5-1）6061（原 LD30） 4.有效力矩型钢六角锁紧螺母的材料技术要求（GB） 制造螺母体的材料应与螺母（粗牙螺纹）的材料相同。 制造金属或非金属嵌件的材料由制造者确定。★原创作品，版权所有。禁止复制！转载必须注明：原文作者、文章 名称、转载地址★二、不锈钢紧固件的材料技术要求 螺栓、螺钉和螺柱（0） ， 螺母（0） ， 紧定螺钉（0） 按有关国家标准生产的紧固件适用的不锈钢材料在表 1 中给出。 除非供需双方另有协议，化学成分应在钢组规定的范围内，由制 造者选择。 在有晶间腐蚀倾向的场合，推荐按 ISO3651-1 或 ISO3651-2 的规 定进行试验。在此情况下，推荐采用稳定型的 A3 和 A5，或者采用含 碳量不超过 0.03%的 A2 和 A4 不锈钢。 表 1 不锈钢组别与化学成分类 级别 别 C Su 奥 0.15-0. 氏 A1 体 A 0.1 2 A 0.08 3 A 0.08 4 A 0.08 5 马 氏 C1 体 15 0.09-0. 1 1 0.05 0.03 4 11.5-1 ? 1 ― ? 1 2 5 1 2 5 0.04 0.03 16-18.5 2-3 4 10.5-1 1 ? 1 2 5 0.04 0.03 16-18.5 2-3 10-15 1 ? 0.04 0.03 17-19 ? 9-12 1 ? 1 2 0.05 0.053 15-20 ― 8-19 4 ? 0.12 1 6.5 0.2 35 16-19 0.7 0 25 5-1 1.75-2. ? Mn P S Cr Mo Ni Cu 化学成分，% 注C 0.17-0. 1 3 25 C 0.08-0. 1 1. 0.06 0.15-0. 12-14 0.6 1 0.04 0.03 16-18& ―1.5-2. ― ? 5 1 ― ?4 15 铁 素 F1 体 0.125351 10.040.0315-18 ―1―?1）除已表明者外，均系最大值。 2）硫可用硒代替。 3）如镍含量低于 8%，则锰的最小含量必须为 5%。 4）镍含量大于 8%时，对铜的最小含量不予限制。 5）钼含量可能在制造者的说明书中出现，但对某些使用场合， 如有必要限定钼的极限含量，则必须在订单中由用户注明。 6）钼含量可能在制造者的说明书中出现。 7）如铬含量低于 17%，则镍的最小含量应为 12%。 8）对最大含碳量达到 0.03%的奥氏体不锈钢，氮含量最高可达 到 0.22%。 9）为了稳定组织，钛含量应≥5×C%-0.8%，并应按本表适当标志 或者铌和（或）钽含量应≥10×C%-1.0%。并应按本表适当标志。 10）对较大直径的产品。为达到规定的机械性能，在制造者的说 明书中，可能有较高的碳含量，但对奥氏体钢不应超过 0。12%。 11）钛含量可能为≥5×C%-0.8% 12）钛含量可能为≥10×C%-1.0%三、有色金属制造的螺栓、螺钉、螺柱和螺母适用于各性能等级有色金属紧固件的材料牌号： （GB）性能等级 材料牌号 CU1 CU2 CU3 CU4 CU5 CU6 CU7 T2 H63 HPb58-2标准编号 ? GB5231 GB5232 GB5232性能等级 材料牌号 标准编号 GB3190AL1 LF2AL2 LF11-LF5 GB3190 AL3 LF43 GB3190QSn6.5-0.4 GB5233 QSi1-3 ― GB5233 ―AL4 LY8、LD9 GB3190 AL5 ― AL6 LC9 ? ― ― GB3190 ?QA1-10-4-4 GB5233根据供需双方协议，当供方能够保证机械性能时，可以采用表以外的 材料。为保证紧固件符合有关机械性能的要求，由制造者确定是否进 行热处理。 附：适用的国际标准材料牌号性能等级 CU1 CU2 CU3 CU4 CU5材料编号 Cu-ETP 或 Cu-FRHC CuZn37 CuZn39Pb3 CuSn6 CuNiSi标准编号 ISO1337 ISO426/1 ISO426/2 ISO427 ISO1187CU6 CU7 AL1 AL2 AL3 AL4 AL5 AL6CuZn40Mn1Pb CuA110Ni5Fe4 AlMg3 AlMg5 AlSi1MgMn AlCu4MgSi AlZnMgCu0.5 AlZn5.5MgCu― ISO428 ISO209 ISO209 ISO209 ISO209 ― ISO209四、自攻类螺钉 1.自钻自攻螺钉的材料（GB/T0）化学成分，% C Mn P S材料牌号参考min max min max max max 0.13 0.27 0.64 1.71 0.04 0.04 20Mn、15MnB（GB699） 注：允许的硼的含量范围为：0.05-0.30%2.自挤螺钉（包括自攻锁紧螺钉） （GB0） 自挤螺钉应用渗碳冷镦制造。 表 1 给出的材料化学成分仅是指导性的。表 1 化学成分分析 碳 桶样 检验成分极限，% 锰 0.15-0.25 0.13-0.27 0.70-1.65 0.64-1.71注：如果通过添加钛和（或）铝使不起作用的硼受到控制，则硼含量 可达到 0.005% 3.自攻螺钉由冷镦、渗碳钢制造（GB0） 4.木螺钉的材料牌号（GB922-86）种类 碳素钢 铜及铜合金 注：材料牌号 Q215、Q235 H62、HPb59-1标准编号 GB700 GB4424、GB44251）不同冶炼和浇注方法制造的钢材材同样可以采用。 2）“牌号”栏内每一通栏中所列各种材料，可以互相通用。2.6 螺栓性能等级的含义 2.6.1 标志。 六角头螺栓和螺钉（螺纹直径≥5mm） ： 需在头部顶面用凸字或凹字标志，或在头部侧面用凹字标志。 包括性能等级、厂标。 2.6.2 碳钢： 螺栓性能等级标号代号由“?”隔开的两部分数字组成，分别表示螺栓材 料的公称抗拉强度值和屈强比值。 例如： 性能等级 4.6 级的螺栓，其含义是： 1、螺栓材质公称抗拉强度达 400MPa 级； 2、螺栓材质的屈强比值为 0.6； 3、螺栓材质的公称屈服强度达 400×0.6=240MPa 级 性能等级 8.8 级的螺栓，其含义是： 1、螺栓材质公称抗拉强度达 800MPa 级； 2、螺栓材质的屈强比值为 0.8； 3、螺栓材质的公称屈服强度达 800×0.8=640MPa 级 性能等级 10.9 级高强度螺栓，其材料经过热处理后，能达到： 1、螺栓材质公称抗拉强度达 1000MPa 级； 2、螺栓材质的屈强比值为 0.9； 3、螺栓材质的公称屈服强度达 =900MPa 级碳钢结构连接用螺栓性能等级分 3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、 10.9、12.9 等 10 余个等级。 其中 8.8 级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、 回火―调质） ，通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。 高强度螺栓常用的钢材牌号为 8.8 级螺栓用 35 钢、45 钢、ML35 钢； 10.9 级螺栓用 35CrMo;40Cr;12.9 级螺栓用 35CrMo,42CrMo、SCM435。螺栓性能等级的含义是国际通用的标准，相同性能等级的螺栓，不管 其材料和产地的区别，其性能是相同的，设计上只选用性能等级即可。2.6.3 不锈钢螺栓 不锈钢产品强度等级标志由“―”隔开的两部分组成。 标志代号中“―”前符号表示材料。如：A2，A4 等标志； “―”后表示强度，如：A2-70。不锈钢强度分为： 60,70,80( 奥氏体 A1-A5)； 50,70,80,110(马氏体 C1-C4)； 45,60（铁氏体 F1-F2）三类。2.7 热处理 调质 （8.8 级及以上螺栓材质） 调质热处理是为了提高紧固件的综合力学性能， 满足产品规定的抗拉 强度值和屈强比。调质热处理工艺对原材料、炉温控制、炉内气氛控 制、 淬火介质等都有严格的要求。 主要控制缺陷有材料的心部碳偏析、 材料及退火过程中的表面脱碳、 冷镦裂纹、 调质中的淬火开裂和变形。 热处理工艺：上料→清洗→加热→淬火→清洗→回火→着色→下 线。2.8 紧固件表面处理 紧固件产品流程 高强度螺纹紧固件生产的工艺过程为原材料改制 →冷镦成形 → 螺纹加工（滚丝或者搓丝）→热处理→表面处理→分选包装，10.9 级 以上一般采用热处理后滚丝工艺。对于一个特定的设计，选择何表面处理，是每一个设计者都面临的问 题。可选择的表面处理类型很多，从普通油到金。但设计者应该选择 可以经济的达到目的的表面处理。 由于几乎所有商业紧固件都是由碳钢、合金钢制成，一些种类的紧固件希望能防止腐蚀，即使使用防腐蚀材料的紧固件，仍然需要表面 处理来防止不同材料的腐蚀。此外，表面处理的镀层必须附着牢固， 不能在安装和卸下的过程中脱落，对螺纹紧固件，镀层还需足够薄， 使得镀后螺纹仍能旋合。一般镀层的温度限制比紧固件材料要低，因 此还需考虑紧固件所处的工作温度要求。对于表面处理，人们一般关 注的是美观和防腐，但紧固件的主要功能是紧固零部件，而表面处理 对紧固件的紧固性能也有很大的影响，所以，选择表面处理时，也应 考虑紧固性能的因素，即安装扭矩―预紧力的一致性。一名高水平的 设计者， 不仅应考虑设计， 还因注意到装配的工艺性， 甚至环保要求。 下面根据上述因素简要介绍一些紧固件常用的镀层， 以供设计人员和 紧固件从业人员参考。 氧化（发黑） 发黑+涂油是工业紧固件很流行的镀层，因为它最便宜，并且在油 耗尽之前看起来不错。由于发黑几乎无防锈能力，所以无油后它很快 就会生锈。 就是在有油状态下， 其中性盐雾试验也只能达到 3~5 小时。 发黑的紧固件扭矩―预紧力一致性也很差。如需提高，可以在装配时 在内处螺纹上涂抹油脂后再旋合。磷化 磷化相对镀锌便宜，耐腐蚀性能比镀锌差。磷化后应涂油，其耐 腐蚀性能的高低与所涂油的性能有很大的关系。例如，磷化后涂一般 的防锈油，中性盐雾试验也只有 10~20 小时。涂高档的防锈油，则可达 72~96 小时。但其价格是一般磷化涂油的 2~3 倍。 紧固件磷化常用的两种，锌系磷化和锰系磷化。锌系磷化润滑性 能比锰系磷化好，锰系磷化抗腐蚀性，耐磨性镀锌较好。它的使用温 度可达华氏 225 度到 400 度（107~204℃） 。 工业用紧固件很多用磷化涂油处理。 因为它扭矩―预紧力一致性很 好，装配时能保证达到设计所预期的紧固要求，所以在工业中使用较 多。特别是一些重要零部件的连接。如，钢结构连接副，发动机的连 杆螺栓、螺母，缸盖、主轴承、飞轮螺栓，车轮螺栓螺母等。 高强度螺栓采用磷化， 还可以避免氢脆问题， 所以在工业领域 10.9 级以上的螺栓一般采用磷化表面处理。电镀锌 电镀锌是商业紧固件最常用的镀层。 它比较便宜， 外观也较好看， 可以有黑色、军绿色。然而，它的防腐性能一般，其防腐性能是锌镀 （涂）层中最低的。一般电镀锌中性盐雾试验在 72 小时之内，也有 采用特殊封闭剂，使得中性盐雾试验达 200 小时以上，但价格贵，是 一般镀锌的 5~8 倍。 电镀锌加工过程易产生氢脆，所以 10.9 级以上的螺栓一般不采用镀 锌的处理.虽然镀后可以用烘箱去氢，但因钝化膜在 60℃以上时将遭 破坏，因此去氢必须在电镀后钝化前进行。如此可操作性差，加工成 本高。在现实中，一般生产厂不会主动去氢，除非特定客户的强制要 求。名词解释--氢脆： 紧固件在加工和处理过程中，尤其在镀前的酸洗和碱洗以及随后 的电镀过程中，表面吸收了氢原子，沉积的金属镀层然后俘获氢。当 紧固件拧紧时，氢朝着应力最集中的部分转够，引起压力增高到超过 基体金属的强度并产生微小的表面破裂。 氢特别活动并很快渗入到新 形成的裂隙中去。 这种压力-破裂-渗入的循环一直继续到紧固件断裂。 通常发生在第一次应力应用后的几个小时之内。 为了消除氢脆的威胁，紧固件要在镀后尽可能快地加热烘焙，以使 氢从镀层中渗出，烘焙通常在 375-4000F（176-190℃）进行 3-24 小 时。 由于机械镀锌是非电解质的，这实际上消除了氢脆的威胁。电镀锌的紧固件扭矩―预紧力一致性较差， 且不稳定， 一般不用于 于重要部位的连接。为了改善扭矩―预紧力一致性，也可采用镀后涂 覆润滑物质的方法改善和提高扭矩―预紧力一致性。电镀镉 镉镀层耐腐蚀性能很好，特别是在海洋性大气环境下的耐腐蚀性 较其他表面处理好。 电镀镉的加工过程中的废液处理费用大， 成本高， 其价格约是电镀锌的 15~20 倍。所以在一般行业不使用，只用于一些 特定的环境。如，用于石油钻井平台和海航飞机用紧固件。 电镀铬铬镀层在大气中很稳定， 不易变色和失去光泽， 硬度高耐磨性好。 在紧固件上用铬镀层一般是作为装饰作用。 在防腐性要求较高的工业 领域很少使用，因为好的铬电镀紧固件与不锈钢同样昂贵，只是使用 不锈钢强度不够时，才用镀铬紧固件代替。 为了防止腐蚀， 镀铬前应首先镀铜和镍。 铬镀层可以承受华氏 1200 度（650℃）的高温。但也与电镀锌一样存在氢脆问题。 镀银、镀镍 银镀层既可以防腐蚀，又可以作为紧固件的固体润滑剂。由于成 本原因，螺母使用镀银，螺栓不用，有时小螺栓也镀银。银在空气中 失去光泽，但可以在华氏 1600 度下作用。所以，人们利用其耐高温 和润滑的特性，用于在高温下工作的紧固件，以防止螺栓、螺母的氧 化咬死。 紧固件镀镍，主要用于既要防腐，又要导电性好的地方。如车辆 电瓶的引出端子等。 热浸锌 热浸锌为锌加热到液体下热扩散涂层。其镀层厚度在 15~10μm， 并且不易控制，但搞腐蚀性好，多用于工程中。热浸锌加工过程中污 染严重，有锌废料和锌蒸汽等。 由于镀层厚，在紧固件中引发了内外螺纹难以旋合的问题。解决 此问题有两种方法。一种是在镀后再攻内螺纹，虽然解决了螺纹旋合 的问题。但也降低了防腐性能。一种是在螺母攻丝时，使螺纹大于标 准纹约有 0.16~0.75mm(M5~M30)，然后再热浸锌这样虽然也可解决旋合难题，但付出了强度降低的代价。目前，有一种防松螺纹――美 国“施必牢”内螺纹可以解决此难题。因其内螺纹与外螺纹未紧固时容 隙大，可以用于容得下厚的涂层，所以不影响旋合性，同时防腐性能 和强度亦保持原样，不受影响。 因热浸锌加工的温度原因，它不能用于 10.9 级以上的紧固件。 渗锌 渗锌为锌粉固态冶金热扩散涂层。其均匀性好，螺纹、盲孔内都 能获得均匀层。镀层厚度为 10~110μm，并且误差可控制在 10%。它 与基体的结合强度和防腐性能在锌涂层中 （电镀锌、 热浸锌、 达克罗） 是最好的。其加工过程无污染，最环保。 达克罗 不存在氢脆问题， 并且扭矩―预紧力一致性能很好。 如不考虑六价 铬的环保问题，它实际上最适用于高防腐要求的高强度紧固件。 其他涂层 上述镀层之外，还有许多金属或非金属涂层。这些涂层由各公司 详细阐明。如美加力（ MAGNI ） 、拉斯派特（ RUSPERT ） 、耐美特 （NanoMate） 、美国 TIODIZE 公司的铝伏龙、钛伏龙。★原创作品，版权所有。禁止复制！转载必须注明：原文作者、文 章名称、转载地址★3 压力容器用紧固件（1）管法兰： 1、六角螺栓/螺母，PN16 以下，非有毒、易燃、循环，配非金属平 垫片 ，GB/T/ GB/T , 材料标注 8.8/8 级2、双头螺柱/螺母，PN40 以下，非有毒、易燃、循环，垫片不限， GB/T901-1988/ GB/T (PN16 以上 GB/T )， 材料标注 8.8/8 级（PN16 以上标材料牌号 30CrMo） 3 、 全 螺 纹 螺 柱 / 螺 母 ， PN160 以 下 ， 无 限 制 ，HG/T/GB/T, 材料标注 35CrMo /30CrMo 低温 冲击试验，螺栓、螺柱选用 35CrMoA,且按 GB150-1998 第 4.5.5，进 行低温（设计温度）冲击试验，冲击功不小于 27J 4、垫片，PN16-25 以下，可用非金属平垫片， HG/T20606，垫片 MFM500（B）-16 缠绕垫最通用（PN16 以下使用时，要选用 WN 等刚性较大的法兰） 。 WN 型法兰不配用非金属平垫片。注意温度使用范围。 HG/T20610，,缠绕垫 D100-40 1222（2）容器法兰，按 JB/T 表 2 配套选取 1、螺栓紧固件： 螺柱按 JB/T，注意 A。B 型。 2、螺母，容器法兰未具体规定，本人认为，比较参考管法兰，专用 材料采用 2 型螺母，故同样按 GB/T 、GB/T-材料 标注具体材料 低温工况， ， 螺 柱 / 螺 母 都 规 定 选 用 35CrMoA, 冲 击 试 验 且 按 GB150-1998 第 4.5.5，进行低温（设计温度）冲击试验，冲击功不小 于 27J 3、垫片：甲型选平垫片，其它可选多种，一般多用缠绕垫片。★原创作品，版权所有。禁止复制！转载必须注明：原文作者、文 章名称、转载地址★参考文献 1、 /articles/33176.html 紧固件表面处理的知识 2、 http://info./news/detail/v5-d5535924.html 坚固件 3、 /view/30076.htm 紧固件 4、 机械设计手册， （2） ，化学工业出版社，2008.4（END）★原创作品，版权所有。禁止复制！转载必须注明：原文作者、文章 名称、转载地址★
紧固件(螺栓螺母垫片)基本知识培训讲义-201404―汇集和整理大量word文档,专业文献,应用文书,考试资料,教学教材,办公文档,教程攻略,文档搜索下载下载,拥有海量中文文档库,关注高价值的实用信息,我们一直在努力,争取提供更多下载资源。