1、钢结构用高强度大六角头螺栓大六角螺母垫圈及连接副的技术_1 主题内容与适用范围 本标准规定了钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈及连接副的技术要求、试验方法、检验规则、标记及包装。 本标准适用于铁路和公路桥梁、锅炉钢结构、工业厂房、高层民用建筑、塔桅结构、起重机械及其他钢结构摩擦型高强度螺栓连接。2 引用标准GB 3077 合金结构钢技术条件 GB 699 优质碳素结构钢钢号和一般技术条件 GB 3098.1 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 GB 3098.2 紧固件机械性能螺母 GB 196 普通螺纹基本尺寸(直径l600 ram) GB 197 普通螺纹公差与配合(直径1355 m
2、m) GB 2 紧固件外螺纹零件的末端 GB 3103.1 紧固件公差螺栓、螺钉和螺母 GB 3103.3 紧固件公差平垫圈 GB 5779.1 紧固件表面缺陷螺栓、螺钉和螺柱一般要求 GB 5779.2 紧固件表面缺陷螺母一般要求 GB 228 金属拉伸试验法 GB 229 金属夏比(u型缺E1)冲击试验方法 GB 230 金属洛氏硬度试验方法 GB 4340 金属维氏硬度试验方法 GB 1237 紧固件的标记方法 GB 90 紧固件验收检查、标志与包装 GB/T 1228 钢结构用高强度大六角头螺栓 GB/T 1229 钢结构用高强度大六角螺母GB/T 1230 钢结构用高强度垫圈 3 技
3、术要求3.1 性能等级、材料及使用配合_国家技术监督局991-04-22批准 1992-01-01实施1GB/T 1231913.1.1 螺栓、螺母、垫圈的性能等级和推荐材料按表1的规定。表中35 VB钢的技术条件如附录A(补充件)。表1类别性能等级推荐材料标准编号适用规格螺栓10.9 S20MnTiBGB 3077M2435VBM308.8 S40BGB 3077M2445GB 699M2235GB 699M20螺母10 H45、35GB 69915MnVBGB 30778 H35GB 699垫圈HRC354545、35GB 6995.1.2螺栓、螺母、垫圈的使用配合按表2的规定。表2螺 栓
4、螺 母垫 圈lO.9 S10 HHRC 35458.8 S8 HHRC 35455.2 机械性能5.2.1 螺栓机械性能5.2.1.1 试件机械性能 制造厂须将制造螺栓的材料取样制成试件，进行拉力试验，其结果应符合表3的规定。当螺栓的材料直径16 mm时，根据用户要求，制造厂还须增加常温冲击韧性试验，其结果应符合表3的规定。表3性能等级抗拉强度bMPa屈服强度0.2MPa伸长率5%收缩率%冲击韧性J/cm2不小于lO.9 Sl040l2409401042598.8 S830l0306601245785.2.1.2实物机械性能 进行螺栓实物楔负载试验时，当拉力载荷在表4规定的范围内，断裂应发生在
5、螺纹部分或螺纹与螺杆交接处。2GB/T 123191表4螺纹规格dM12M16M20(M22)M24(M27)M30公称应力截面积A，mm284.3157245303353459561性能等级10.9S拉力载荷N87 700104 500163 000195 000255 000304 000315 000376 000367 000438 000477 000569 000583 000696 0008.8S70 00086 800130 000162 000203 000252 000251 000312 000293 000364 000381 000473 000466 000578
6、0003.2.1.3硬度 当螺栓l/d3时，如不能做楔负载试验，允许做芯部硬度试验。芯部硬度值应符合表5的规定。表5性能等级维氏硬度HV30洛氏硬度HRCminmaxminmax10.9 S31236733398.8 S249296243l3.2.1.4 脱碳层 螺栓的脱碳层按GB 3098.1表3的有关规定。3.2.2 螺母机械性能3.2.2.1 保证载荷 螺母的保证载荷应符合表6的规定。表6螺纹规格DM12M16M20(M22)M24(M27)M3010H保证载荷N87 700163 000255 000315 000367 000477 000583 0008H保证载荷N70 00013
7、0 000203 000251 000293 000381 000466 0003.2.2.2 硬度 螺母硬度应符合表7的规定。表7性能等级洛氏硬度维氏硬度minmaxminmax10 HHRB 98HRC 28HV30222HV302748 HHRB 95HRC 22HV30206HV302373.2.3 垫圈硬度 垫圈的硬度为HVs0329436(HRC 3545)。3.3 连接副的扭矩系数3.3.1 10.9s级高强度大六角头螺栓连接副必须按保证扭矩系数供货，同批连接副的扭矩系数平均值为0.1100.150，扭矩系数标准偏差应小于或等于0.010。每一连接副包括一个螺栓、一个螺母、二个3
8、GB/T 123191垫圈，并应分属同批制造。3.3.2 连接副扭矩系数保证期为自出厂之日起六个月，用户如需延长保证期，可由供需双方协议解决。3.4 螺栓、螺母的螺纹3.4.1 螺纹的基本尺寸按GB 196粗牙普通螺纹的规定。螺栓螺纹公差带按GB 197的6 g，螺母螺纹公差带按GB 197的6 H。3.4.2 螺纹牙侧表面粗糙度的最大参数值见应为12.5 gm。3.5 螺栓的螺纹末端 螺栓的螺纹末端按GB 2的规定。3.6 表面缺陷3.6.1 螺栓、螺母的表面缺陷分别按GB 5779.1、GB 5779.2规定。3.6.2 垫圈不允许有裂缝、毛刺、浮锈和影响使用的凹痕、划伤。3.7 其他尺寸
9、及形位公差 螺栓、螺母、垫圈的其他尺寸及形位公差应符合GB 3103.1、GB 3103.3 C级产品的规定。3.8 凹穴螺栓 经用户同意，螺栓头部允许制成凹穴形，其对角宽度emin1.12smin，凹穴底部可制成球面。3.9 表面处理 螺栓、螺母、垫圈均应进行表面防锈处理，表面处理工艺及配方由制造厂选择，但经处理后的10.9 s级高强度大六角头螺栓连接副扭矩系数还必须符合第3.3条规定。4 试验方法4.1 螺栓试验方法4.1.1 试件的拉力试验和冲击韧性试验 拉力试件和冲击韧性试件应在同一根棒材上截取，并经同一热处理工艺处理。4.1.1.1 拉力试验 原材料经热处理后，按GB 228的规定制
10、成拉力试件。加工试件时，其直径减小量不应超过原材料直径的25%(约为截面积的44%)，并以此确定试件直径。4.1.1.2 冲击韧性试验 原材料经热处理后，按GB 229图1的规定制成冲击韧性试件，并在常温下进行冲击韧性试验。4.1.2 楔负载试验 将螺栓拧在带有内螺纹的专用夹具上(至少六扣)，螺栓头下置一10楔垫，再装在拉力试验机上进行楔负载试验(图1)。 图l4GB/T 123191楔垫型式与尺寸如图2及表8规定；其硬度为HRC 4550。图2表8 mmdM12M16M20(M22)M24(M27)M30C0.81.61.63.23.23.23.2R1.21.41.41.61.61.61.6
11、4.1.3 芯部硬度试验 螺栓在距螺杆末端等于螺纹直径d的截面上进行，对该截面距离中心的四分之一螺纹直径处，任测四点，取后三点平均值。如有争议，以维氏硬度(HV3。)试验为仲裁。4.1.4 脱碳试验 按GB 3098.1中的第8.8节规定。4.2 螺母试验方法4.2.1 保证载荷试验 将螺母拧入螺纹芯棒(见图3)，进行试验时夹头的移动速度不应超过3 mmmin。对螺母施加表6规定的保证载荷，并持续15 s，螺母不应脱扣或断裂。当去除载荷后，应可用手将螺母旋出，或者借助扳手松开螺母(但不应超过半扣)后用手旋出。在试验中，如螺纹芯棒损坏，则试验作废。 螺纹芯棒的硬度应HRC 45，其螺纹公差带为5
12、 h 6 g，但大径应控制在6 g公差带靠近下限的四分之一的范围内。4.2.2 硬度试验 试验在螺母表面进行，任测四点，取后三点平均值。验收时，如有争议，以螺母支承面上的维氏硬度(HV30)试验为仲裁。4.5 垫圈硬度试验 在垫圈的表面上任测四点，取后三点平均值，如有争议，以维氏硬度(HV30)试验为仲裁。5GB/T 123191 图3D0按GB 5277对中等装配的规定4.4 连接副扭矩系数试验4.4.1 连接副的扭矩系数试验是在轴力计(或用测力环)上进行，每一连接副只能试验一次，不得重复使用。 扭矩系数计算公式如下： K=T/Pd式中： K - 扭矩系数； T - 施拧扭矩，Nm； D -
13、 螺栓的螺纹规格，mm； P - 螺栓预拉力，kN 。4.4.2 施拧扭矩T是施加于螺母上的扭矩，其误差不得大于测试扭矩值的1%。使用的扭矩扳手的示值应在9.8 Nm以下。4.4.3 螺栓预拉力P用轴力计(或用测力环)测定，其误差不得大于测定螺栓预拉力值的2%。轴力计的示值应在测定轴力值的1%以下。4.4.4 进行连接副扭矩系数试验时，螺栓预拉力值P应控制在表9所规定的范围，超出该范围者，所测得之扭矩系数无效。表9螺栓螺纹规格M12M16M20(M22)M24(M27)M30Pmax kN59113177216250324397min kN49931421772062653294.4.5组装连
14、接副时，螺母下的垫圈有倒角的一侧应朝向螺母支承面。试验时，垫圈不得发生转动，否则试验无效。6GB/T 1231-914.4.6 进行连接副扭矩系数试验时，应同时记录环境温度。试验所用的机具、仪表及连接副均应放置在该环境内至少2 h以上。5 检验规则5.1 出厂检验按批进行。同一性能等级、材料、炉号、螺纹规格、长度(当螺栓长度100 mm时、长度相差15 mm，螺栓长度100 mm时、长度相差20 mm，可视为同一长度)、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的螺栓为同批。同一性能等级、材料、炉号、螺纹规格、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的螺母为同批。同一性能等级、材料、炉号、规格、机械加工、热
15、处理工艺、表面处理工艺的垫圈为同批。分别由同批螺栓、螺母、垫圈组成的连接副为同批连接副。 对保证扭矩系数供货的螺栓连接副最大批量为3 000套。5.2 螺栓、螺母、垫圈的尺寸、外观、机械性能及表面缺陷的检验按GB 90规定。5.5连接副扭矩系数的检验按批抽取8套，8套连接副的扭矩系数平均值及标准偏差均应符合第3.3.1条规定。5.4制造厂应以批为单位提供产品质量检验报告书，内容如下： a. 规格、数量； b. 性能等级； c. 材料、炉号、化学成分； d. 试件拉力试验和冲击韧性试验数据； e. 机械性能试验数据； 1. 连接副扭矩系数平均值、标准偏差、测试环境温度； g. 出厂日期和批号。5
16、.5用户对产品质量有异议时，在正常运输和保管条件下，应在产品出厂之日起六个月之内向制造厂提出，并经双方按本标准之要求进行复验裁决。6 标志与包装6.1 螺栓应在头部顶面制出性能等级和制造厂凸型标志(图4)，标志中“”可以省略。标志中第一部分数字(“”前)表示公称抗拉强度的1100，第二部分数字(“”后)表示公称屈服强度与公称抗拉强度比值的10倍，字母s表示钢结构用高强度大六角头螺栓，为制造厂标志。6.2单倒角螺母应在顶面上制出性能等级和制造厂标志，双倒角螺母应在任一支承面上制出凹型性能等级和制造厂标志(图5)。标志中数字表示螺母性能等级，字母H表示大六角螺母，为制造厂标志。图47GB/T 12
17、3191 图56.5 包装箱应牢固、防潮。箱内应按连接副的组合包装，不同批号的连接副不得混装。每箱质量不得超过40蚝。包装箱内分装方法由制造厂选择。6.4 包装箱外应有制造厂、产品名称、标准号、批号、规格、数量、毛重等明显标记。8GB/T 123191 附录A35VB钢技术条件(补充件)A1 35VB钢的化学成分应符合表A1的规定。表A1化学成分CMnSiPSVBCu范围 %0.3l0.370.500.900.17O370.040.040.050.120.0010.00440.25A2 采用直径为25 mm的试样毛坯，经热处理后的机械性能应符合表A2的规定。表A2试样热处理制度抗拉强度bMPa屈服点sMPa伸长率5%收缩率%冲击韧性Jcm2不小于淬火870C水冷回火550C水冷784.5637.4124568.6A3 钢材应进行冷顶煅试验，不允许有裂口或裂缝。A4 其余技术条件按GB 3077的规定。_ 附加说明： 本标准由中华人民共和国铁道部提出，由铁道部标准计量研究所归口。 本标准由铁道部科学研究院、上海标准件公司、大冶钢厂、冶金工业部建筑研究总院共同起草。 本标准主要起草人程季青、沈家骅。 本标准委托铁道部科学研究院铁道建筑研究所负责解释。9
