紧固件常用材料

紧固件主要有碳钢、不锈钢、铜三种材料,最常用的是碳钢。   碳钢按碳的含量不同分为:低碳钢,中碳钢和高碳钢以及合金钢。

紧固件在机械制造业或是高新技术行业的应用越来越多,因此紧固件的种类也在不断地增加。对于不同的经固件要求或是要求紧固件具有其特殊的性能的话那就要从选择材料方面考虑选择合适的材料,对于紧固件的材料基本上可以分为两个大类。

第一大类是实用性的紧固件材料。这一类紧固件材料主要依照铁质来分成非铁质金属紧固件材料和铁质金属材料。

对于非铁质金属是指除了跟铁质材料有关的其他紧固件材料,比如锌、铜等等,在生产紧固件的时候一般都是根据紧固件的特性或者是使用的地方来选择的。当然在选择紧固件材料还有一个重要的标准就是根据客户提供的数据。

对于铁质金属就是跟铁有关的紧固件材料,这类材料在紧固件中使用非常的广泛,毕竟不仅仅在价格上比较合算,而且市场的需求也是比较大的。

第二大类就是可以按照紧固件材料的组成成分划分。一种是纯金属的紧固件材料,对于这类紧固件材料使用的比较少,因为很多的金属如果直接生产的话性能是达不到要求的。

还有一种就是合金紧固件材料,在我们科学发达的时代,合金使用率也是呈现出迅猛增长的趋势,因为很多的合金能够满足紧固件的各种各样的特性,在特殊环境下的作业能力也是非常的强悍。比如很多的不锈钢紧固件能够抗高温,能够抗腐蚀,能够在各种恶劣的 环境下长时间作业,这些都是合金紧固件材料能够带来的优势,所以合金的紧固件材料在使用上也是比较多。

紧固件种类的越来越多对于材料的要求也越来越高,随着需求性能的增加和技术的不断提高相信紧固件材料也会越来越广泛,

2.螺栓、螺钉和螺柱的材料要求

一、螺栓、螺钉和螺柱的材料要求(GB T3098 1-2000)性能等级材料和热处理化学成分,%回火温度℃minCPmaxSmaxB1)maxminmax3 62)碳钢——0 2

一、螺栓、螺钉和螺柱的材料要求(GB/T3098.1-2000)

性能等级
材料和热处理
化学成分,%
回火温度

min
C
P
max
S
max
B1)
max
min max
3.62)
碳钢
——
0.20
0.05
0.06
0.003
——
4.62)
——
0.55
0.05
0.06
0.003
——
4.82)
5.6
0.13
0.55
0.05
0.06
0.003
——
5.82)
——
0.55
0.05
0.06
6.82)
8.83)
低碳合金钢(如硼、锰或铬),淬火并回火或中碳钢,淬火并回火
0.154)
0.04
0.035
0.035
0.003
425
0.25
0.55
0.035
0.035
9.8
低碳合金钢(如硼、锰或铬),淬火并回火或中碳钢,淬火并回火
0.154)
0.35
0.035
0.035
0.003
425
0.25
0.55
0.035
0.035
10.95)、6)
低碳合金钢(如硼、锰或铬),淬火并回火
0.154)
0.35
0.035
0.035
0.003
340
10.96)
中碳钢,淬火并回火或低、中碳合金钢(如硼、锰或铬),淬火并回火或合金钢淬火并回火7)
0.25
0.204)
0.55
0.55
0.035
0.035
0.035
0.035
0.03
425
0.20
0.55
0.035
0.035
0.003
10.96)、8)、9)
合金钢,淬火并回火7)
0.28
0.50
0.035
0.035
0.003
380

1)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。


3.螺母的材料

二、螺母1 螺母(精牙螺纹)的材料技术要求(GB T3098 2-2000)性能等级化学成分,%CmaxMnminPmaxSmax41)、51)、61)——0 50——0 0600

二、螺母

1.螺母(精牙螺纹)的材料技术要求(GB/T3098.2-2000)

 

性能等级
化学成分,%
C
max
Mn
min
P
max
S
max
41)、51)、61)
——
0.50
——
0.060
0.150
8、9
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)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/T3098.4-2000)

 

性能等级
化学成分:%
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)
052)
0.58
0.30
0.048
0.058
122)
——
0.58
0.45
0.048
0.058
1)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/T17880.6-1999)

 

产品
材料
标准号
钢平头、沉头、小沉头、1200小沉头及平头六角铆螺母
08F
GB/T699
ML10
GB/T6478
铝合金平头及沉头铆螺母
5056(原LF5-1)
GB/T3190
6061(原LD30)


4.有效力矩型钢六角锁紧螺母的材料技术要求(GB3098.9-93)

   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。lu


4.紧定螺钉的材料技术要求

紧定螺钉的材料技术要求(GB T3098 3-2000)性能等级材料热处理化学成分,%CPmaxSmaxminmax14H碳钢1)、2)——0 50——0 110 1522H碳钢3)

紧定螺钉的材料技术要求(GB/T3098.3-2000)

 

性能等级

材料

热处理

化学成分,%

C
P
max
S
max
min max

14H

碳钢1)、2)

——

0.50

——

0.11

0.15

22H

碳钢3)

淬火并回火

0.50

——

0.05

0.05

33H

碳钢3)

淬火并回火

0.50

——

0.05

0.05

45H

合金钢3)、4)

淬火并回火

0.50

0.19

0.05

0.05

1)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。
3)可以采用最大含铅量为0.35%的钢材。
4)应含有一种或多种铬、镍、钼、钒或硼合金元素。

注:性能等级45H的紧定螺钉在能满足GB/T3098.3-2000标准中第6.3条规定的保证扭矩要求时,亦可采用其他材料制造。


5.耐热用螺纹连接副(3098.8-92)

耐热用螺纹连接副(3098 8-92) 适用于既能随高温、交变载荷,又要在相当大的程度上保持预紧力和耐疲劳强度的工况条件下使用的紧固件材料

耐热用螺纹连接副(3098.8-92)
      适用于既能随高温、交变载荷,又要在相当大的程度上保持预紧力和耐疲劳强度的工况条件下使用的紧固件材料要求。
1.用于大于+300℃的材料,见表。

 

持续工作的极限温度(参考)

螺栓、螺柱

螺母

材料牌号

标准牌号

材料牌号

标准牌号

400

35A
45

GB699

35

GB699

500

30CrMo
35CrMo
35CrMoA

GB3077

35、45

GB699

20CrMoA

GB3077

510

21CrMoV

 

20CrMoA
35CrMoA

GB3077

550

20CrMoV
21CrMoV

 

30CrMo
35CrMo

GB3077

570

20CrMoVTiB
20CrMoVnBTiB

 

20CrMoV
21CrMoV

 

600

2Cr12WMoVNbB

(YB/Z8)

20CrMoV

 

650

GH2132

GBn177

21CrMoV

 

1)螺栓、螺柱应比累母的硬度高(如高30-50HB)。
2)受力套管的材料,推荐采用与螺柱相同的材料。

2.材料料应经低倍组织的检查。其中,一般疏松、中心疏松和方框形偏析均不得超过GB1979规定的二级。


6.不锈钢紧固件的材料技术要求

不锈钢紧固件的材料技术要求螺栓、螺钉和螺柱(3098 3-2000),螺母(3098 15-2000),紧定螺钉(3098 16-2000)按有关国家标准生产的紧固

不锈钢紧固件的材料技术要求
螺栓、螺钉和螺柱(3098.3-2000),螺母(3098.15-2000),紧定螺钉(3098.16-2000)
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

 

类别
级别
化学成分1),%
C
Su
Mn
P
S
Cr
Mo
Ni
Cu
奥氏体
A1
0.12
1
6.5
0.2
0.15-0.35
16-19
0.7
5-10
1.75-2.25
2)、3)、4)
A2
0.1
1
2
0.05
0.053
15-20
5)
8-19
4
7)、8)
A3
0.08
1
2
0.045
0.03
17-19
5)
9-12
1
9)
A4
0.08
1
2
0.045
0.03
16-18.5
2-3
10-15
1
8)、10)
A5
0.08
1
2
0.045
0.03
16-18.5
2-3
10.5-14
1
9)、10)
马氏体
C1
0.09-0.15
1
1
0.05
0.03
11.5-14
1
10)
C3
0.17-0.25
1
1
0.04
0.03
16-18
1.5-2.5
 
C4
0.08-0.15
1
1.5
0.06
0.15-0.35
12-14
0.6
1
2)、10)
铁素体
F1
0.12
1
1
0.04
0.03
15-18
6)
1
11)、12)

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%


7.有色金属制造的螺栓、螺钉、螺柱和螺母

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:(GB3098 10-93)性能等级材料牌号标准编号性能等级材

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:(GB3098.10-93)

 

性能等级

材料牌号

标准编号

 

性能等级

材料牌号

标准编号

CU1

T2

GB5231

AL1

LF2

GB3190

CU2

H63

GB5232

AL2

LF11-LF5

GB3190

CU3

HPb58-2

GB5232

AL3

LF43

GB3190

CU4

QSn6.5-0.4

GB5233

AL4

LY8、LD9

GB3190

CU5

QSi1-3

GB5233

AL5

CU6

AL6

LC9

GB3190

CU7

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

材料编号

标准编号

CU1

Cu-ETP或Cu-FRHC

ISO1337

CU2

CuZn37

ISO426/1

CU3

CuZn39Pb3

ISO426/2

CU4

CuSn6

ISO427

CU5

CuNiSi

ISO1187

CU6

CuZn40Mn1Pb

CU7

CuA110Ni5Fe4

ISO428

AL1

AlMg3

ISO209

AL2

AlMg5

ISO209

AL3

AlSi1MgMn

ISO209

AL4

AlCu4MgSi

ISO209

AL5

AlZnMgCu0.5

AL6

AlZn5.5MgCu

ISO209


8.自攻类螺钉

自攻类螺钉1 自钻自攻螺钉的材料(GB T3098 11-1995)化学成分,%材料牌号参考CMnPSminmaxminmaxmaxmax0 130 270 641 710 040 0420Mn、15Mn

自攻类螺钉
1.自钻自攻螺钉的材料(GB/T3098.11-1995)

 

化学成分,%
材料牌号参考
C
Mn
P
S
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)(GB3098.7-2000)
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

成分极限,%

桶样

0.15-0.25

0.70-1.65

检验

0.13-0.27

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(GB3098.5-2000)

4.木螺钉的材料牌号(GB922-86)

 

种类

材料牌号

标准编号

碳素钢

Q215、Q235

GB700

铜及铜合金

H62、HPb59-1

GB4424、GB4425

注:
1)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。