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紧固件机械性能

为了将德制DIN934螺母的I8I保证载荷Sp与ISO 898的保 证载荷Sp有所区别,特意在DIN934的强度上加“I I”有所区 分。并不是假8级。

2、决定螺母强度有那几个因素?

螺母的保证载荷强度主要决定于外形尺寸、螺纹啮合长度、材料及热 处理。除螺母的材料和热处理之外,螺母的高度和壁的厚度尺寸直接关系 到它的保证载荷强度。螺母的高度确定了螺纹啮合长度,螺母的壁厚大就 增加了对外膨胀的抗力――当螺母轴向受力时,螺母整体向外扩胀的抵抗 力就大。
1.1、ASTM
A307-2000年《碳钢外螺纹标准紧固件》
2000年的版本标准较1984年的版本规定有了一定变化,增加了一个强度 等级。有三种不同强度的等级。 1)、A级适用于一般商品用途的普通六角螺栓; A级螺栓规定最低抗拉强度412 N/mm2,伸长率不低18%。 2)、B级适有于管道和法兰连接的大(重型)六角螺栓; B级螺栓规定最低拉强度412 N/mm2~~699 N/mm2之间,伸长 率不低于18%。 3)、 C级适用于有一定塑性要求埸合的地脚螺栓和弯钩栓,规定选用美国 标 准A36材料。 C级螺栓规定最低抗拉强度399 N/mm2 ~551 N/mm2范围之间, 还要求伸长率不低于23%,相当于ISO的4.6级,对材料要求较高, 加工有一定难度。
1.2、SAE J429《外螺纹紧固件机械性能和材料》
3)、1级、2级的螺栓、螺钉、螺柱不用热处理,但该 级别的马车螺栓和其它头部较薄的螺栓必须采用消除应 力回火,不低于468º C;2级的冷镦螺栓、螺钉必须采 用消除应力回火,不低于468º ;5级、5.2级的螺栓、螺 钉、螺柱要在水或油中淬火,回火温度不低于427º ;8 级螺栓、螺钉、螺柱要在油中淬火,回火温度不低于 427º 。 4)、5级、5.2级螺栓的脱碳按SAE J121执行。表面 缺陷按SAE J1061执行,如用户有更高要求则按SAE J123执行。 5)、机械性能试验方法参照ASTM F606标准执行.
产,要热处理。
美制碳钢紧固件有100多种不同的强度等级,每一个强度等级都有它对应的机械性能指 标、适用范围和自已的标志。 现出囗主要标准有: ASTM SAE A307-2000 《碳钢外螺纹标准紧固件》 《外螺纹紧固件机械性能和材料要求》 J429-1999
ASTM A193/193M-2001《高温下的合金钢和不锈钢螺栓材料》
4、机械性能标准介绍
(一)、概述
1)、紧固件由于使用在不同环境Байду номын сангаас件下、要承受不同的强
度,因此国际上不同标准的机械性能等级规定了不同的性能 技术参数。
A:决定螺栓机械性能是: 材料、加工工艺、产品型式、热处理方式、螺纹 配合精度。 B:决定螺母机械性能是: 材料、加工工艺、六角头部厚度、热处理方式、 螺纹配合精度。

公式:120000×0.45359 ×9.8 ÷25.4 ÷25.4=826N/mm2
标准规定8.8级最小抗拉强度δb Min800 N/mm2 ,原标准没 有规定最高强度δb Max是多少?新标准明确 推荐最高强度是 965N/mm2,大约是1.16~1.20倍强度δb Min 。由此可见强度不是 越高越好,要控制最高硬度,并保证屈服强度在640~772 N/mm2 之间。也就是说屈强比是0.8% 。 抗拉强度试验有实物和机加工二项。 2.2)、楔负载强度 螺栓在拉力试验机上用楔铁放在螺栓头下拉伸,达到规定强 度,再加载使其断裂,但断裂不发生在头杆交接处。 ISO 4.6 、8.8级 全螺纹规定采用6°楔铁 ISO 4.6 、8.8级 全螺纹规定采用10°楔铁 SAE 2级规定采用10°楔铁 SAE 5级规定采用10°楔铁
. 2.5)、保证载荷 Sp 保证载荷是螺母螺纹必须承受一定的轴向载荷,而不发生螺纹脱扣或螺母壁裂 开的迹象。螺母保证应力试验时,将螺母拧入试棒,加载保证载荷,并保持15秒, 而不能发生螺纹变形和损坏。 ISO 标准所规定的螺母保证载荷不是一个恒定,随规格而变化。如: ISO 8级 M4~M7 Sp=855 N/mm2 ISO 8级 M7~M10 Sp=887 N/mm2 ISO 8级 M10~M16 Sp=880 N/mm2 ISO 8级 M16~M39 Sp=920 N/mm2 A563 A级 Sp=620 N/mm2 ASTM-A194 2H级 Sp= 1205 N/mm2 ***新标准规定了螺母不同的保证载荷Sp的目的,是在最不利的情况下,其失效 也是螺母的强度高出螺栓10%,不是螺母失效,一旦断裂是先螺栓断。
1.2、SAE J429《外螺纹紧固件机械性能和材料》
该标准,涉及低、中、高强度原有10个等到级,现调正为9个 等级。标准规定螺栓、螺钉选用的强度等级有1、2、5、5.2、8 和8.2级共计6个,螺柱选用的强度等级有1、2、4、5、8和8.1级 共计6个,组合螺钉选用的强度等级是5.1级仅1个。
注意:1)、其中2级化学成份含碳量 最低是0.15. 2)、工艺:1级的螺栓、螺钉头部成型可以采用冷镦或热 镦加工; 2、5、5.2、8和8.2级的螺栓、螺钉,在直径小于3/4英 寸、长度小于6英寸头部成型必须是冷镦加工,其次规格、长度 可以选用热镦加工。螺纹必须采用滚轧碾制,其次规格、长度的 螺纹加工可以选用车、磨、滚轧碾制加工。
4、机械性能标准介绍
2)、机械性能指标有:强度、硬度、塑性、脱碳等。
2.1)、强度指标主要有:抗拉强度δb 、屈服点 δs、和保证应力 Sp 。
抗拉强度δb 是螺栓在破坏之前,或破坏同时能承受最大的 力。螺栓机械性能试验时,拉伸载荷除以螺纹有效面积所得的 值为抗拉强度δb。
ISO 8.8级标记含义中 “8”表示抗拉强度δb =830N/mm2 ( ≥M16) “.8”表示屈服强度/抗拉强度之比=0.8% SAE 5级的抗拉强度δb 是120000 psi(英磅/英吋2)
因此,螺母强度等级体系中不仅要规定材料和热处理,而且还必须规 定螺母等级所匹配的螺母型式,是标准六角螺母,还是重型六角螺母?美 制标准六角螺母相对国际标准与德国1型六角螺母厚度要略厚些,其螺纹啮 合长度就大,保证载荷强度相对容易达到。这就是美制冷镦标准六角螺母 不经热处理就有足够的强度可达到5级(826.80 N/mm2)保证载荷的原 因,反之德国1型六角螺母则较困难。在相同的材料和热处理条件下,重型 六角螺母比标准六角螺母承载强度要高。 ISO 898-2规定1型和2型螺母≦M16生产工艺采用冷加工可不热处理。
2、德制紧固件机械性能标准的变迁:
A、螺栓部份: 70年代紧固件机械性能采用的是DIN267-3;80年代采 用ISO898/1-88年;90年代采用DIN ISO 898/1-92年; 2000年采用EN ISO 898/1《国际和欧州共同体紧固件 螺 栓、螺钉机械性能》标准。 B、螺母:(分二部份) 第一部份:DIN934螺母70年代开始到90后代末一直采 用DIN267-4《德制螺母机械性能》。截止2002年作废。 第二部份:螺母(德制和新德制标准)从90年代开始 采用DIN ISO 898/2-92年《德制螺母机械性能》;2000 年采用DIN EN 20898/2《德制和欧州共同体紧固件 螺母 机械性能》标准。
欧美紧固件机械性能与材料 第三部份.…………
1、概述…………………………………………….. 2、德制紧固件机械性能标准的变 迁…………….. 3、美制紧固件机械性能标准的现 状…………….. 4、机械性能标准介 绍…………………………….. (一)、概述…………………………………… (二)、美制、国际紧固件机械性能….……..

(二)、美制、国际紧固件机械性能标准介绍
1、美制外螺纹紧固件机械性能等级一般按强度和使用条件分为四 类: 低强度、中等强度、高强度和特殊强度(适用于耐腐蚀、耐高温、耐低温环境等) a、低强度紧固件规定的最小抗拉强度为413 N/mm² ;采用低碳钢生产,不热处理。 b、中等强度紧固件最小抗拉强度为826 N/mm² ;采用中碳钢生产,要热处理。 c、 高强度紧固件最小抗拉强度为1033 N/mm2,甚至更高。采用低、中合金钢生
1、概述:
A、国际上紧固件已形成二大流派的机械性能标准体系:
——米制紧固件机械性能标准体系,以国际标准为主。 ——英制紧固件机械性能标准体系,以美国标准为主。
目前国际上大多数的米制紧固件机械性能标准,都已等 效或等同采用了国际标准和欧州共同体ISO EN系列标准。
美国有自己的系列标准,所有的机械性能内容和等级标 志、测试方法都与ISO标准不一样。分别以ASTM、ASME、 SAE和IFI的标准颁布。各协会标准内容相对独立、自成体 系,又相互包容。
3、美制紧固件机械性能标准的现状:







美国IFI-第七版已颁布了螺栓、螺母机械性能新标准。我国 紧固出囗标准主要如下: A、螺栓 ASTM A307-2000《碳钢外螺纹标准紧固件》 SAE J429-1999《外螺纹紧固件机械性能和材料要求》 ASTM A193/193M-2001《高温下的合金钢和不锈 钢螺栓材料》 B、螺母 ASTM A563-2000 《碳钢和合金钢螺母》 SAE J 995 《内螺纹紧固件机械性能和材料要求》 ASTM A194/194M-2000a《用于高温和高压条件下 的碳钢和合金钢螺母 》
螺母强度的几个问题?

1、为什么德制DIN934六角螺母标181级?大家习惯叫假 级呢? DIN934 M16螺母采用DIN267-4 《德制螺母机械性能》
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DIN267-4 I8I级保证应力800 N/mm2,是恒定值。 ISO898.2—88年版 8级 保证应力840 N/mm2 ISO898.2—94年版 8级 保证应力880 N/mm2 ISO的保证载荷是随规格而变化,二者相比保证应力是不 一样的。
(同时要说明的是美国也在贯ISO标准,但流行不广)
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