緊固件機(jī)械性能說(shuō)明.doc

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1）緊固件的含義 商品緊固件材料不用材料鋼號(hào)，而用性能等級(jí)表達(dá)。 ①碳鋼： a)碳鋼螺栓、螺柱和螺釘在GB/T3098.1-2000《緊固件機(jī)械性能 螺栓、螺釘和螺柱》中的性能等級(jí)的標(biāo)代號(hào)由“”隔開(kāi)的兩部分?jǐn)?shù)字組成： 第一部分?jǐn)?shù)字（“”前）表示抗拉強(qiáng)度（σb）的1/100； 第二部分?jǐn)?shù)字（“”后）表示公稱(chēng)屈服點(diǎn)（σs）或公稱(chēng)規(guī)定非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力（σp0.2）與公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度（σb）比值（屈強(qiáng)比）（σs/σb）的10倍。 這兩部分?jǐn)?shù)字的乘積為公稱(chēng)屈服點(diǎn)（σs）或公稱(chēng)規(guī)定非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力（σp0.2）的10倍。 性能系列為：3.6，4.6，4.8，5.6，5.8，6.8，8.8，9.8，10.9，12.9。 例如：“8.8級(jí)”即為公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度σb=800MPa，公稱(chēng)屈服點(diǎn)σs=640MPa。 b）螺母在GB/T3098.2-2000《緊固件機(jī)械性能 螺母 粗牙螺紋》中性能等級(jí)的標(biāo)記，當(dāng)公稱(chēng)高度大于0.8D時(shí)，用公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度σb的1/100來(lái)表示性能等級(jí)，性能等級(jí)系列為：4，5，6，8，10，12；當(dāng)公稱(chēng)高度大于或等于0.5D且小于0.8D時(shí)（即扁螺母），用“0”及一個(gè)數(shù)字標(biāo)記，其中數(shù)字表示用淬硬心棒測(cè)出的保證應(yīng)力的1/100，而“0”表示這種螺母組合件的實(shí)際承載能力比數(shù)字表示的承載能力低，例如：0.4級(jí)即公稱(chēng)保證應(yīng)力400MPa，實(shí)際保證應(yīng)力380MPa。 c）緊定螺釘在GB/T3098.3-2000《緊固件機(jī)械性能 緊定螺釘》中的性能等級(jí)標(biāo)記代號(hào)由數(shù)字和字母組成，數(shù)字部分表示最低維氏硬度值的1/10，字母H表示硬度，性能等級(jí)系列為：14H，22H，33H，45H。例如22H即維氏硬度220。 d）平墊圈的性能等級(jí)標(biāo)記代號(hào)由數(shù)字和字母組成，數(shù)字部分表示最低的維氏硬度值，字母HV表示硬度，性能等級(jí)系列為：100HV，140HV，200HV，300HV。例如：140HV即維氏硬度140。 ②不銹鋼。不銹鋼螺栓、螺柱、螺釘和螺母在GB/T3098.6-2000《緊固件機(jī)械性能 不銹鋼螺栓、螺釘和螺柱》中的性能等級(jí)的標(biāo)記由材料組別和性能等級(jí)兩部分組成： 第一部分由字母和數(shù)字組成在“-”前表示鋼的組別，標(biāo)記由字母和一個(gè)數(shù)字組成，字母表示鋼的類(lèi)別，數(shù)字表示該類(lèi)鋼的化學(xué)成分范圍。 第二部分?jǐn)?shù)字在“-”之后表示產(chǎn)品的性能等級(jí)，其數(shù)字為公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度（σb）的1/10。 性能系列為：A1-50，A2-50，A3-50，A4-50，A5-50，A1-70，A2-70，A3-70，A4-70，A5-70，A1-80，A2-80，A3-80，A4-80，A5-80，C1-50，C1-70，C1-110，C3-80，C4-70，F(xiàn)1-45，F(xiàn)1-60。 例如：“A4”為00Cr17Ni14Mo2；“A2”為0Cr18Ni9。A2-50與A2-70雖然可以是同樣的材料，但通過(guò)冷作硬化可使σb改變。 平墊圈性能等級(jí)的標(biāo)記代號(hào)由字母和數(shù)字組成，字母表示材料類(lèi)別，數(shù)字部分表示最低的維氏硬度值。性能等級(jí)系列為：A140，A200，A350。例如：A140即奧氏體不銹鋼維氏硬度大于或等于140。 不銹鋼材料的類(lèi)別、組別、參考材料牌號(hào) 類(lèi)別 組別 參考材料牌號(hào) 奧氏體不銹鋼 A1 1Cr18Ni9 A2 0Cr18Ni9，00Cr18Ni10 A3 C≤0.08；Si≤1；Mn≤2；P≤0.045；S≤0.03；Cr≤16～19；Ni≤9～12；Cu≤1；Ti≥5C%～0.8 A4 0Cr18Ni12Mo2Ti，00Cr17Ni14Mo2，00Cr18Ni12Mo2Ti，00Cr17Ni14Mo3 A5 C≤0.08；Si≤1；Mn≤2；P≤0.045；S≤0.03；Cr≤16～18.5；Ni≤10.5～14；Cu≤1；Ti≥5C%～0.8或Ta≥10C%～1.0； 馬氏體不銹鋼 C1 1Cr13 C3 1Cr17Ni2 C4 2Cr13 鐵素體不銹鋼 F1 1Cr17 2）商品緊固件在管法蘭中的使用限制條件。 高溫、劇烈循環(huán)場(chǎng)合或PN≥16.0MPa的高壓條件下應(yīng)選用全螺紋螺柱。 a） 商品級(jí)六角螺栓在下列情況限制使用： PN＞1.6MPa； 劇烈循環(huán)場(chǎng)合； 半金屬或金屬墊片場(chǎng)合； 易燃、易爆及毒性危害程度較大。 b）商品級(jí)雙頭螺柱及螺母在下列情況下限制使用： PN＞4.0MPa； 劇烈循環(huán)場(chǎng)合； 半金屬或金屬墊片場(chǎng)合。 3）螺栓（柱）的硬度（布氏硬度HB）應(yīng)比螺母高20～30，相同強(qiáng)度級(jí)別的材料可以通過(guò)不同熱處理狀態(tài)實(shí)現(xiàn)。 4）高溫下操作時(shí)連接用的螺栓，法蘭應(yīng)采用耐熱鋼或抗蠕變鋼。 5）對(duì)于奧氏體鋼法蘭的連接螺栓（柱）、螺母材料，當(dāng)工作溫度t≤100℃時(shí)，一般允許采用碳鋼制造，當(dāng)工作溫度100℃＜t＜300℃時(shí)，其材料由驗(yàn)算確定。當(dāng)工作溫度t≥300℃時(shí)，法蘭連接螺栓（柱）、螺母必須采用與法蘭線(xiàn)膨脹系數(shù)相近的材料。 6）低溫壓力容器用螺栓（柱）等緊固件不得采用一般的鐵素體商品緊固件。符合低溫低應(yīng)力工況的壓力容器，當(dāng)其調(diào)整后的設(shè)計(jì)溫度等于或高于-20℃時(shí)，可不受此限制。 7）緊固件用配套螺母允許使用一般的商品螺母，但使用溫度應(yīng)不低于-40℃。8）設(shè)計(jì)溫度不低于-100℃的鐵素體鋼容器，應(yīng)采用鐵素體鋼緊固件。設(shè)計(jì)溫度低于-100℃的奧氏體鋼容器，應(yīng)采用奧氏體鋼緊固件。 9）符合GB/T3098.6《緊固件機(jī)械性能—不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱和螺母》A2級(jí)的奧氏體鋼商品緊固件可使用至不低于-40℃的低溫壓力容器。 10）商品級(jí)緊固件不宜使用于介質(zhì)毒性程度為極度、高度危害及三類(lèi)容器。 11）螺柱用鋼材使用溫度低于或等于-20℃時(shí)，應(yīng)進(jìn)行使用溫度下的低溫沖擊試驗(yàn)。 12）用于使用溫度低于或等于0℃至大于-20℃的螺栓及螺母材料40MnB、40MnVB應(yīng)進(jìn)行使用溫度下的沖擊試驗(yàn)，沖擊功最低值A(chǔ)KV≥27J。 維氏硬度 　　代號(hào)：HV 　　單位：kgf/mm2 　　簡(jiǎn)介：維氏硬度 英文詞條名：Vickers-hardness 表示材料硬度的一種標(biāo)準(zhǔn)。由英國(guó)科學(xué)家維克斯首先提出。以49.03~980.7N的負(fù)荷,將相對(duì)面夾角為136的方錐形金剛石壓入器壓材料表面,保持規(guī)定時(shí)間后，用測(cè)量壓痕對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度，再按公式來(lái)計(jì)算硬度的大小。它適用于較大工件和較深表面層的硬度測(cè)定。維氏硬度尚有小負(fù)荷維氏硬度，試驗(yàn)負(fù)荷1.961~<49.03N，它適用于較薄工件、工具表面或鍍層的硬度測(cè)定；顯微維氏硬度，試驗(yàn)負(fù)荷<1.961N，適用于金屬箔、極薄表面層的硬度測(cè)定。 　　HV-適用于顯微鏡分析。維氏硬度(HV) 以120kg以?xún)?nèi)的載荷和頂角為136的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值(HV)。 　　計(jì)算公式為： 　　 維氏硬度計(jì)算公式 P為載荷，如10kg。 d為壓痕對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度(mm)。 HV10 　　維氏硬度計(jì)測(cè)量范圍寬廣，可以測(cè)量目前工業(yè)上所用到的幾乎全部金屬材料，從很軟的材料（幾個(gè)維氏硬度單位）到很硬的材料（3000個(gè)維氏硬度單位）都可測(cè)量。 　　測(cè)試樣圖： 陶瓷拋光樣品壓痕光學(xué)顯微鏡照片(對(duì)角線(xiàn)d) 布氏硬度 　?。˙rinell Hardness） 　　布氏硬度范圍: 　　范圍為8~650HBW 　　布氏硬度的測(cè)定原理是用一定大小的試驗(yàn)力F(N),把直徑為D（mm）的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球壓入被測(cè)金屬的表面（圖1），保持規(guī)定時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，用讀數(shù)顯微鏡測(cè)出壓痕平均直徑d(mm)，然后按公式求出布氏硬度HB值，或者根據(jù)d從已備好的布氏硬度表中查出HB值。 　　 這里公式錯(cuò)誤，應(yīng)該再乘以2，h=括號(hào)內(nèi)的1/2。 　　由于金屬材料有硬有軟，被測(cè)工件有厚有薄，有大有小，如果只采用一種標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)力F和壓頭直徑D，就會(huì)出現(xiàn)對(duì)某些工件和材料的不適應(yīng)的現(xiàn)象。因此，在生產(chǎn)中進(jìn)行布氏硬度試驗(yàn)時(shí)，要求能使用不同大小的試驗(yàn)力和壓頭直徑，對(duì)于同一種材料采用不同的F和D進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，能否得到同一的布氏硬度值，關(guān)鍵在于壓痕幾何形狀的相似，即可建立F和D的某種選配關(guān)系，以保證布氏硬度的不變性。 　　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB231-84)規(guī)定布氏硬度試驗(yàn)時(shí)，常用的0.102F/D的比例為30、10、2.5三種，根據(jù)金屬材料的種類(lèi)、試樣硬度范圍和厚度的不同，按下表（布氏硬度試驗(yàn)規(guī)范）選擇試驗(yàn)壓頭（鋼頭）的直徑D、試驗(yàn)力F及保持時(shí)間。 　　 布氏硬度試驗(yàn)規(guī)范 GB/T95-2002平墊圈C級(jí) 硬度等級(jí)為100HV 適用于性能等級(jí)至6.8級(jí)、產(chǎn)品等級(jí)為C級(jí)的六角頭螺栓和螺釘；性能等級(jí)至6級(jí)、產(chǎn)品等級(jí)為C級(jí)的六角螺母；表面淬硬的自擠螺釘。當(dāng)用于夾緊軟材料零件或者工件上大的螺栓通孔時(shí)，使用者應(yīng)校驗(yàn)本類(lèi)型墊圈的適用性。 GB/T96.1-2002大墊圈A級(jí) 硬度等級(jí)為200HV和300HV 符合本標(biāo)準(zhǔn)的墊圈適用于夾緊軟材料零件或者工件上大的螺栓通孔。 硬度等級(jí)為200HV級(jí)的墊圈適用于性能等級(jí)至8.8級(jí)、產(chǎn)品等級(jí)為A級(jí)和B級(jí)的六角頭螺栓和螺釘；性能等級(jí)至8級(jí)、產(chǎn)品等級(jí)為A和B級(jí)的六角螺母；不銹鋼及類(lèi)似化學(xué)成分的六角頭螺栓、螺釘和六角螺母；表面淬硬的自擠螺釘。硬度等級(jí)為300HV級(jí)的墊圈適用于：性能等級(jí)至10.9級(jí)、產(chǎn)品等級(jí)為A和B級(jí)的六角頭螺栓和螺釘；性能等級(jí)至10級(jí)、產(chǎn)品等級(jí)為A和B級(jí)的六角螺母。 GB/T96.2-2002大墊圈C級(jí) 硬度等級(jí)為100HV產(chǎn)品等級(jí)為C級(jí) 符合本標(biāo)準(zhǔn)的點(diǎn)群適用于夾緊軟材料零件或者工件上大的螺栓通孔。但對(duì)后者應(yīng)校驗(yàn)墊圈厚度的適用性。 硬度等級(jí)為100HV的墊圈適用于性能等級(jí)至6.8級(jí)、產(chǎn)品等級(jí)為C級(jí)的六角頭螺栓和螺釘；性能等級(jí)至6級(jí)、產(chǎn)品等級(jí)為C級(jí)的六角螺母；表面淬硬的自擠螺釘。 GB/T97.1-2002平墊圈A級(jí) 硬度等級(jí)為200HV和300HV級(jí)、產(chǎn)品等級(jí)為A級(jí) 當(dāng)用于夾緊軟材料零件或者工件上大的螺栓通孔時(shí)，使用者應(yīng)校驗(yàn)這類(lèi)墊圈的適用性。 硬度等級(jí)為200HV級(jí)的墊圈適用于：性能等級(jí)至8.8級(jí)、產(chǎn)品等級(jí)為A和B級(jí)的六角頭螺栓和螺釘；性能等級(jí)至8級(jí)、產(chǎn)品等級(jí)為A和B級(jí)的六角螺母；不銹鋼及類(lèi)似化學(xué)成分的六角頭螺栓、螺釘和六角螺母；表面淬硬的自擠螺釘。 硬度等級(jí)為300HV級(jí)的墊圈適用于：性能等級(jí)至10.9級(jí)、產(chǎn)品等級(jí)為A和B級(jí)的六角頭螺栓和螺釘；性能等級(jí)至10級(jí)、產(chǎn)品等級(jí)為A和B級(jí)的六角螺母。