常用紧固件材料与用途
常用紧固件材料与用途
一、紧固件常用材料分类：
目前市场上标准件主要有碳钢、不锈钢、黄铜、铝合金四种材料。
1.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。
1.1低碳钢C%≤0.25% 国内通常称为A3钢。国外基本称为1008，1015，1018，1022 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。）
1.2中碳钢0.25% 1.3高碳钢C%>0.60%。目前市场上基本没使用 1.4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35、40铬钼、SCM435，10B38。芳生1 2.9级螺丝主要使用SCM435铬鉬合金钢，主要成分有C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo。 2.不锈钢。性能等级：45，50，60，70，80 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，A4马氏体（13%Cr）耐腐蚀性较差，强度高，耐磨性好。C1，C2，C4铁素体不锈钢。18%Cr镦锻性较好，耐腐蚀性强于马氏体。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。 3.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。 4.铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。 5.合金钢（也狭义指铬钼合金钢，如SCM435等） 二、紧固件常用的材料 合金钢30CrMnSiA,淬火并回火HRC35-41；特种钢1Cr13/2Cr13、Cr17.i2、1Cr18.I9Ti 三、材料中各类元素对钢的性质的影响： 性下降，并会影响到钢件的冷镦性能及焊接性能。 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。 稳定的热处理效果，减小氢脆的作用。 强度。 强度有很大影响。 1、紧固件六角头螺栓、等长双头螺栓、全螺纹及螺栓螺母、螺柱螺纹未端采用GB两倒角端型式。 2、紧固件规格 管法兰用紧固件规格采用：M10、M14、M16、M20、M22、M24、M27、M30、M33、M36*3、M39*3、M45*3、M48*3、M56*3、M64*3、M70*3、M76*3、M90*3。 常用紧固件用规格符合GB5782要求及GB901-B级规定。 ３、机械性能 采用GB3098.1 螺栓8.8级；螺母8级。 采用中国石油化工行业标准： 螺栓、螺柱采用：35#、40CR、30CRMO、35CRMOA、25CR2MOVA材料牌号。 螺母采用：25#、40CR、35CRMOA、25CR2MOVA等材料牌号。 其它机械性能指标： 指标强度在800MPa-900MPa以上。 屈服强度在640MPa-720MPa以上。 伸长率在12-15%以上。 硬度HRC25-35%。 2008-4-22 9:46:17 标准紧固件网 紧固件材料 一、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1008，1015，1018，1022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% 标准紧固件概述 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT 紧固件指能够起紧固作用的零件。 螺纹紧固件是指带有螺纹的紧固件，是根据一定的尺寸制造的，它通过外螺纹和内螺纹的相互配合来发挥其基本功能，我们正是利用螺纹紧固件具备的这种功能，使螺纹紧固件在物体与物体的连接和紧固上，以及物体的移动等方面起到很大作用。 紧固件不仅包括螺纹紧固件，还有垫圈、铆钉、销等。 1、螺纹的分类 根据用途可把螺纹分成四类 ①紧固螺纹,包括普通螺纹；过渡配合螺纹；过盈配合螺纹；小螺纹；MJ螺纹 ②传动螺纹，包括梯形螺纹；锯齿形螺纹；方形螺纹。 ③管螺纹，55°牙型角的管螺纹；60°牙型角的管螺纹；米制锥螺纹；干密封管螺纹。 ④专用螺纹，包括光学仪器用螺纹；锻钢阀门用短牙梯形螺纹；机床梯形螺纹丝杠；石油螺纹；气瓶螺纹等等。 2、螺纹的加工方法：滚压、磨削、切削三种方式。 3、螺纹的标注方法： 例如：M 10×1 LH –7H-L M表示普通螺纹特征代号；10×1表示公称直径×螺距，粗牙不注螺距；LH表示左旋螺纹代号，右旋螺纹不注出旋向代号；7H表示公差带代号；L表示旋合长度组别代号。中等长度不注出组别代号，特殊需要时注出具体长度值。 一、紧固件的种类 紧固件一般包括： 螺钉、螺栓、螺母等螺纹紧固件 垫圈、铆钉、销等非螺纹紧固件 1、编号规则 标准件的编号应依照标准CACBW-7，主要有以下7个部分组成。 1汽车标准件的代号 2类别代号、组别代号 3尺寸规格代号 4材料、机械性能等级和热处理代号 5覆盖层代号 6全螺纹代号 7涂胶代号 具体内容如下： 1、汽车标准件的代号。标准件特征代号有Q或CQ、T三种形式 2、类别代号、组别代号。 第一位数字： 1—螺栓类 2—螺钉类 3—螺母类 4—垫圈、挡圈、铆钉 5—开口销、销、键 6—螺塞、管接件、环箍夹片 7—润滑件、密封件、连接件 8—空号 9—其他。 第二位数字为标准件的组别代号。 第三位数字为标准件的分组号，对于螺纹件其偶数表示粗牙，奇数表示细牙；管螺纹例外。 3、尺寸规格代号。 螺栓、螺钉、铆钉、销及销钉等以“螺纹直径”或“杆径”和“长度”表示。直径为一位时，应在左边加“0”定位，长度是几位就写几位。 螺母以螺纹直径表示，并以两位数定位，若螺纹直径为一位数字时，应在左边加“0”定位。 垫圈、挡圈等均以相应联接的螺纹或轴孔直径表示，当直径为一位数字时在左边加“0”定位。两位以上照实书写。 高强度紧固件的材料选择与热处理一．12.9级高强度螺栓 1．12.9级高强度螺栓的国家标准： 我国12.9级高强度螺栓生产量很少，因为我国的材料牌号及钢铁冶炼体系发展滞后，没有相匹配的材料牌号，只有比较接近的材料品种。在GB/T 3098.1—2000标准中的表2，可以看出端倪。认真解读12.9级螺栓的注解（6）、（8）、（9）可以得出一些信息。 注解：（6）材料要有良好的淬透性，保证紧固件截面在淬火后，回火前获得90%的马氏体组织。注意是在淬火后获得90%马氏体组织。 （8）12.9级金相组织不能检出白色磷聚焦层（冷脆）。 （9）该等级的回火温度及化学成份尚在调研中（热处理和材料在讨论研究中）。 从中可以看出我国对12.9级高强度螺栓生产没有充分把握，不提倡积极地生产。 据了解：我国工程上采用的12.9级的螺栓，以进口居多。 2．42CrMo类型的几种材料分析对比： 普通42CrMo能够达到12.9级的强度要求，在机械性能四项指标的测量中，强度类指标容易达标，断后伸长率8%，断面收缩率44%达到标准，有一定难度，主要是强度与韧性的配合问题；如果12.9级有冲击韧性要求，更难达到要求，12.9级产品对材料要求很高，普通的42CrMo的材料难以达到。一般可采用42CrMo（B7），42CrMoA的材料。我们认真对着照分析了42CrMo几种公司采用的不同的材料，其中的化学成分的组成（见图表一）。 图表一：42CrMo类型化学成分的组成 （1）42CrMo与B7的对比分析 B7是美国牌号的钢材，与我国的42CrMo的化学组成相类似，但是存在着微小差别，这些微小的差别，却影响了产品的性能。 钼的含量 我国钢材42CrMo与B7材料，标准规定的含Mo量都是在0.15~0.25%范围内，但美国B7 标准件速查手册 标准件速查手册 （第一版） 2006年5月11日 标准分享网 https://www.sodocs.net/doc/eb8762709.html, 免费下载 标准件速查手册 紧固件的常用规格目录 一 螺纹紧固件综合 1.GB/T2-2001 紧固件 外螺纹零件未端------------------------------------1 2.GB/T152．2-1988 紧固件 沉头用沉孔----------------------------------------2 3.GB/T152．3-1988 紧固件 圆柱头用沉孔-------------------------------------- 4.GB/T152．4-1988 紧固件 六角头螺栓和六角螺母用沉孔------------------------ 5.GB/T5277-1985 紧固件 螺栓和螺钉通孔------------------------------------ 二 螺栓 6.GB/T8-1988 方头螺栓C级--------------------------------------------- 7.GB/T37-1988 T形槽用螺栓---------------------------------------------- 8.GB/T799-1988 地脚螺栓-------------------------------------------------- 9.GB/T5780-2000 六角头螺栓 C级------------------------------------------- 10.GB/T5781-2000 六角头螺栓 全螺纹 C级----------------------------------- 11.GB/T5782-2000 六角头螺栓----------------------------------------------- 12.GB/T5783-2000 六角头螺栓 全螺纹---------------------------------------- 三 螺柱 13.GB/T897-1988 双头螺柱 bm=1d------------------------------------------ 14.GB/T898-1988 双头螺柱 bm=1.25d---------------------------------------- 15.GB/T899-1988 双头螺柱 bm=15d------------------------------------------ 16.GB/T900-1988 双头螺柱 bm=2d------------------------------------------- 17.GB/T901-1988 等长双头螺柱正B级--------------------------------------- 18.GB/T9953-1988 等长双头螺柱C级----------------------------------------- 四 螺母 19.GB/T41-2000 六角螺母C级--------------------------------------------- 20.GB/T56-1988 六角厚螺母----------------------------------------------- 21.GB/T810-1988 小圆螺母------------------------------------------------- 22.GB/T812-1988 圆螺母--------------------------------------------------- 23.GB/T6170-2000 Ⅰ型六角螺母--------------------------------------------- 24.GB/T6172．1-2000 六角薄螺母----------------------------------------------- 25.JB/T7382-1994 吊环螺母------------------------------------------------- 五 螺钉 紧固件国家标准汇编 目录 一紧固件基础 GB 152.1-88 紧固件铆钉用通孔(代替GB 152-76有关部分) GB 152.2-88 紧固件沉头用沉孔(代替GB152-76有关部分) GB 152.3-88 紧固件圆柱头用沉孔（代替GB152-76有关部分） GB 152.4-88 紧固件六角头螺栓和六角螺母用沉孔(代替GB152-76有关部分) GB 1237-88 紧固件的标记方法(代替G有关部分) GB 3098.1-82 紧固件机械性能螺栓螺钉和螺柱(1988年确认) GB 3098.2-82 紧固件机械性能螺母(1988年确认) GB 3098.3-82 紧固件机械性能紧定螺钉(1988年确认) GB 3099-82 螺栓螺钉螺母及附件名词术语(1988年确认) GB 3103.1-82 紧固件公差螺栓螺钉和螺母(1988年确认) GB 3103.2-82 紧固件公差用二精密机械的螺栓螺钉和螺母(1988年确认) GB 3103.3-82 紧固件公差平垫圈(1988年确认) GB 3104-82 紧固件六我产品的对边宽度(1988年确认) GB 3105-82 螺栓和螺钉的头下圆角半径(1988年确认) GB 3106-82 螺栓螺钉和螺柱的公称长度和普通螺栓的螺纹长度(1988年确认) GB 5267-85 螺纹昆固件电镀层 GB 9144-88 商品紧固件的普通螺纹选用系列 GB 9145-88 商品紧固件的中等精度普通螺纹极限尺寸 GB 9146-88 商品紧固件的粗糙级精度普通螺纹极限尺寸 二螺栓 GB 8-88* 方头螺栓C级(代替GB8-76) GB 10-88*pp沉头方颈螺栓(代替GB10-76) GB 11-88 沉头带榫螺栓(代替GB11-76) GB 12-88* 半圆头方颈螺栓(代替GB12-76) GB 13-88* 半圆头带榫螺栓(代替GB13-76) GB 14-88* 大半圆头方颈螺栓(代替GB14-76) GB 15-88* 大半圆头带榫螺栓(代替GB15-76) GB 27-88 六角头铰制孔用螺栓A和B级(代替GB27-76) GB 28-88 六角头螺杆带孔铰制孔用螺栓A和B级(代替GB28-76) GB 29.1-88 六角头头部带槽螺栓A和B级(代替GB29-76) GB 29.2-88 十字槽凹[穴六角头螺栓(代替GB29-76) GB 31.1-88 六角头螺杆带孔螺栓A和B级(代替GB31-76) GB 31.2-88 六角头螺杆带孔螺栓细牙B级(代替GB31-76) GB 31.3-88 六角头螺杆带孔螺栓细牙A和B级(代替GB31-76) GB 32.1-88 六角头头部带孔螺栓A和B级(代替GB32-76) 标准件常用的材料 现在我们常用的材料标准件有：ISO(国际性的)GB(中国)DIN(德 国)AISI/SAE(美国)JIS(日本) 螺栓等外螺纹用材料 一些没有机械性能要求的或是ISOClass4.8SAEGrade1-2等低碳钢紧固件，用Q235ASAE1015DINC15足以，根本不要什么热处理，直接冷加工制成，而级别稍高一点的紧固件如：ISOClass6.8SAEGrade3-4则要用含碳量在0.2%以上的钢，如C1020C1022Ml20ML35等，此类螺丝也不需要什么热处理的，冷加工强度完全可以满足要求。实际上含碳量越高，冷成型就越困难，也没有必要为6.8级的螺丝大材小用，特殊情况另当别论了。 我们最常用的就是ISOClass8.8SAEGrade5的螺丝，一般使用中碳钢， ML35SAE1035DIN35JISSWRCH35K经过热处理(淬火+回火)，也可以使用 SAE514040Cr等，合金元素的增加对热处理的淬透性有很大的帮助，所以规格大的螺丝可以选择使用合金钢，不致于用中碳钢导致我们常说的中心部位“淬不透”现象的存在。 ISOClass9.810.9SAEGrade8则要用低到中合金钢材料，经过热处理(淬火+回火)，用合金材料在材料机械性能方面有一个很好的结合，常用的材料为 40Cr35CrMSAE5140SCM435SAE4135SAE4137JISSCr440(H)DIN41Cr4等，实际上45#也可以达到要求的机械性能，不过在综合机械性能方面要比合金钢稍有逊色。 ISOClass12.9SATMA574是一个对机械性能要求很高的高强度螺栓，则要用中碳合金钢经过热处理(淬火+回火)，如 SCM43535CrMoSAE4137SAE4135DIN34CrMo4，此种高强度螺栓如果表面处理要经过酸洗这一工序时，会产生氢脆现象，所以一定要有去氢这一工序(特别是存在尖角的紧固件)，要不然会死的很惨。 螺母等内螺纹用材料没有机械性能要求的或是ISOClass5-6SAEGrade3-4一 紧固件国家标准手册 丝规格M2 M2.5 M3 M4 M5 标准扭力 1.6～2 3～4 6～7.5 14.5～18 28～35 （kgf?cm） ○自攻牙螺丝 螺丝规格 1.7 2 2.3 2.6 3 3.5 标准扭力 1.5 3 3 3 4 4 Min. Max. Min. Max. ! [ X" m. r9 X2 }; k: V 1 M1.0 0.15 0.20 0.08 0.10 2 M1.1 0.22 0.29 0.11 0.14 / Y; W) D2 P4 s+ ^9 E 3 M1.2 0.32 0.42 0.16 0.21 4 M1.4 0.48 0.62 0.24 0.31 5 M1. 6 0.70 0.91 0.35 0.46 6 E0 R8 S5 Q 7 o1 M/ l 6 M1.8 1.10 1.43 0.55 0.72 7 M2.0 1.50 1.95 0.75 0.98 8 M2.2 2.00 2.60 1.00 1.30 9 M2.5 3.20 4.16 1.60 2.08 10 M3.0 5.00 6.50 2.50 3.25 11 M3.5 6.50 8.45 3.25 4.23 9 `- d3 R ?) s, L+ z5 t( T 12 M4.0 14.00 18.20 7.00 9.10 13 M4.5 20.50 26.65 10.25 13.33 14 M5.0 29.00 37.70 14.50 18.85 15 M6.0 49.00 63.70 24.00 31.20 第一部分基础知识 第一章度量 当今世界上长度计量单位主要有两种，一种为公制，计量单位为米（m）、厘米（cm）、毫米（mm）等，在欧州、我国及日本等东南亚地区使用较多，另一种为英制，计量单位主要为英寸（inch），相当于我国旧制的市寸，在美国、英国等欧美国家使用较多。 1、公制计量：（10进制） 1m =100 cm=1000 mm 1 cm 第四章常用紧固件材料与机械性能标准 一、紧固件常用材料分类： 目前市场上标准件主要有碳钢、不锈钢、黄铜、铝合金四种材料。 1.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。 1.1低碳钢C%≤0.25% 国内通常称为A3钢。国外基本称为1008，1015，1018，1022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。） 1.2中碳钢0.25% 紧固件材料的选择(螺栓、螺母） 1、紧固件六角头螺栓、等长双头螺栓、全螺纹及螺栓螺母、螺柱螺纹未端采用GB两倒角端型式。 2、紧固件规格 管法兰用紧固件规格采用：M10、M14、M16、M20、M22、M24、M27、M30、M33、M36*3、M39*3、M45*3、M48*3、M56*3、M64*3、M70*3、M76*3、M90*3。 常用紧固件用规格符合GB5782要求及GB901-B级规定。 ３、机械性能 采用GB3098.1 螺栓8.8级；螺母8级。 采用中国石油化工行业标准： 螺栓、螺柱采用：35#、40CR、30CRMO、35CRMOA、25CR2MOV A材料牌号。 螺母采用：25#、40CR、35CRMOA、25CR2MOV A等材料牌号。 其它机械性能指标： 指标强度在800MPa-900MPa以上。 屈服强度在640MPa-720MPa以上。 伸长率在12-15%以上。 硬度HRC25-35%。 一、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1008，1015，1018，1022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% 紧固件 幕墙构件是由面板、铝合金建筑型材拼合连接成基本构件后，运到工地通过安装形成幕墙体系。因此，在幕墙制作、安装过程中连接占有重要地位，任何幕墙结构都会遇到连接问题。 幕墙构件连接，除隐框幕墙结构装配组件玻璃与铝框的连接采用硅酮密封胶胶接外，通常用紧固件连接。紧固件把两个以上的金属或非金属构件连接在一起，连接方法分不可拆卸连接和可拆卸连接两类。铆合属于不可拆卸连接，螺纹连接属于可拆卸连接，使用这类连接的构件可以自由拆卸，使用方便。 紧固件有普通螺栓、螺钉、螺柱和螺母，不锈钢螺栓、螺钉、螺柱和螺母以及抽芯铆钉。 (一) GB/T3098.1—2000《紧固件机械性能、螺栓、螺钉和螺柱》规定了碳钢或合金钢制造的螺栓、螺钉和螺柱的机械性能 1螺栓、螺钉和螺柱各性能等级的钢种和回火温度见表2-57。 表2-57 2.螺栓、螺钉和螺柱的机械物理性能见表2-58。 表2-58 螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能 1．螺纹紧固件应力截面积值 GB/T16823.1—1997《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》对螺纹紧固件应力截面积值作了规定见表2-59。 表2-59 注：应力截面积A s 用于螺栓抗拉、抗剪强度验算；内径d1 用于拉杆抗拉强度验算。 GB/T3098.2—2000《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》规定了螺母的材料和机械性能。1．材料的化学成分应符合表2-60的规定。 表2-60 2．螺母的机械性能应符合表2-61的规定。 表2-61 机械性能 GB/T3098.4—2000《紧固件机械性能螺母细牙螺纹》规定了螺母的机械性能。1．材料见表2-57。 2．螺母的机械性能应符合表2-62的规定 表2-62 机械性能 表单编号：**** 图1 六角头螺栓基本尺寸标记代号常见螺母基本尺寸标注代号（如下图2）及其含义： 图中：e:对角宽度； D:螺纹基本大径（公称直径）； m:螺母高度； m':扳拧高度； s:对边宽度。 图2 六角螺母尺寸标记代号常见螺纹标记示例及其含义（如下图3）： 图3 普通螺纹标记示例及其含义 各标准关于产品尺寸标注有不同要求，以国标GB/T 1237-2000为例，规定如下： 完整标记： 紧固件的完整标记形式如下图4： 图4 紧固件完整标记 标记简化原则： .1类别（名称）标准年代号及其前面的“-”允许全部或部分省略。年代号的标准应以现行标准为准。 .2标记中的“-”允许全部或部分省略；标记中“其他直径或特性”前面的“×”允许省略。但省略后不应导致对标记的误解，一般以空格代替。 .3当产品标准中只规定一种产品型式、性能等级或硬度或材料、产品等级、扳拧型式及表面处理时，允许全部或部分省略。 .4当产品标准中规定两种及其以上的产品型式、性能等级或硬度或材料、产品等级、扳拧型式及表面处理时，应规定可以省略其中的一种，并在产品标准的标记示例中给出 省略后的简化标记。 标记示例： 外螺纹件： .1螺纹规格d=M12、公称长度l=80mm、性能等级为级、表面氧化、产品等级为A级的六角头螺栓的标记： 螺栓 GB/T 5782—2000-M12× (完整标记) .2螺纹规格d=M12、公称长度l=80mm、性能等级为级、表面氧化、产品等级为A级、的六角头螺栓的标记： 螺栓 GB/T 5782 M12×80 (简化标记) .3螺纹规格d=M6、公称长度l=6mm、长度z=4mm、性能等级为33H级、表面氧化的开槽盘头定位螺钉的标记： 螺钉 GB/T 828—1988-M6×6×4-33H-O (完整标记) .4螺纹规格D=M6、公称长度l=6mm、长度z=4mm、性能等级为14H级不经表面处理的开槽盘头定位螺钉的标记： 螺钉 GB/T 828 M6×6×4 (简化标记) 内螺纹件： 紧固件常用国内外材料的分析及应用 2007-03-07 07:34 [正文] 绝大多数紧固件材料为钢材，作为一名在紧固件行业工作的人员，有必要了解其中的变化、区分及应用，如果是技术人员，则应有更深刻的了解。 笔者就本人所了解的材料应用，参照相关资料，和大家分享一下这方面的知识，对于刚从事本行业的可以作为一个指导，对于资深人土，我们可以进一步的探讨。 现在我们常用的材料标准件有： ISO(国际性的) GB(中国) DIN(德国) AISI/SAE(美国) JIS(日本) 螺栓等外螺纹用材料 一些没有机械性能要求的或是ISO Class 4.8 SAE Grade 1-2 等低碳钢紧固件，用Q235A SAE 1015 DIN C15 足以，根本不要什么热处理，直接冷加工制成，而级别稍高一点的紧固件如： ISO Class 6.8 SAE Grade 3-4 则要用含碳量在0.2%以上的钢，如 C1020 C1 022 Ml20 ML35 等，此类螺丝也不需要什么热处理的，冷加工强度完全可以满足要求。实际上含碳量越高，冷成型就越困难，也没有必要为6.8级的螺丝大材小用，特殊情况另当别论了。 我们最常用的就是ISO Class 8.8 SAE Grade 5 的螺丝，一般使用中碳钢，ML35 SAE 1035 DIN 35 JIS SWRCH35K 经过热处理(淬火+回火)，也可以使用SAE5140 40Cr等，合金元素的增加对热处理的淬透性有很大的帮助，所以规格大的螺丝可以选择使用合金钢，不致于用中碳钢导致我们常说的中心部位“淬不透”现象的存在。 ISO Class 9.8 10.9 SAE Grade 8 则要用低到中合金钢材料，经过热处理(淬火+回火)，用合金材料在材料机械性能方面有一个很好的结合，常用的材料为40Cr 35CrMo SAE5140 SCM435 SAE4135 SAE4137 JIS SCr440(H) DIN 41Cr4等，实际上45#也可以达到要求的机械性能，不过在综合机械性能方面要比合金钢稍有逊色。 ISO Class12.9 SATM A574 是一个对机械性能要求很高的高强度螺栓，则要用中碳合金钢经过热处理(淬火+回火)，如SCM435 35Cr Mo SAE 4137 SAE4135 DIN 34CrMo4，此种高强度螺栓如果表面处理要经过酸洗这一工序时，会产生氢脆现象，所以一定要有去氢这一工序(特别是存在尖角的紧固件)，要不然会死的很惨。 螺母等内螺纹用材料 螺纹紧固件设计手册 1.螺纹紧固件设计概述 螺纹紧固件依据头部、杆部、尾部及螺纹形式的不同，有非常多的种类；同时，螺栓/螺母的强度等级及表面处理也是多种多样的，工程师将依据需求来选择、设计紧固件。 一个完整的设计，需要进行如下设计校核： 1）螺纹连接轴向预紧力设计计算 2）螺栓规格及强度等级选择 3）配合螺母的等级及内螺纹啮合长度确定 4）螺栓长度确定 5）表面处理选择 6）头部形式及装配空间确认 7）装配工艺试验验证 2.螺纹连接预紧力设计计算 螺栓/螺母连接是通过完成装配后，产生一定的轴向预紧力，来保证被连接件的固定，或传递载荷或密封等功能。在设计选择螺栓/螺母时，对于关键的联结部位，首先必须确认需要螺栓提供的轴向预紧力的范围。 在确定预紧力时，应考虑下列因素： ——最小预紧力满足功能要求 ——最大等效应力不超过螺栓的破坏应力 ——螺栓的应力幅不超过疲劳极限 ——联接体装配后的变形 下面是一些常见的连接形式中，最小轴向预紧力的计算： （1）螺栓的轴向力F KQ通过配合面产生的静摩擦力，用以传递切向载荷F Q或扭矩M Y，q 为配合面数量。 μΤ：配合面的摩擦系数 ra：摩擦半径，对于车轮螺栓为PCD/2 （2）螺栓的轴向力F Kp用于提供保证密封所需的压力 F kp =A D ?P i Pi：密封介质的压强 A D：密封面积 （3）防止张开所需的轴向力F V，在有轴向外力FA作用时，被联接件仍留有一压力F KR。 图1 通过配合面间的摩擦力传递载荷 图2 轴向外力在螺纹联结体上的分布图 同时还要考虑工作中预紧力的变化ΔF： * 材料压陷或松弛,预紧力减小FZ * 由于温度变化,在螺栓和被连接件间产生热膨胀差,导致预紧力发生变化ΔFvth 综合考虑上述所有因素，所需的螺栓最小轴向力 F min=F KQ+F KP+F V+ΔF （1） 3. 螺栓规格及强度等级确定 螺栓在装配拧紧时，处于拉扭符合的应力状态，其屈服轴力和破坏轴力都小于单纯拉伸时螺栓的载荷。 对于采用扭矩法拧紧的连接，螺栓的等效应力最大可到屈服点90%，螺栓能承受的最大轴向预紧力F Mzul与螺纹副的摩擦系数μG有关，表1为常用螺栓的保证载荷、最小拉力载荷及允许的最大装配轴力（等粗杆螺栓）。 （2） D2—螺纹中径 D0—螺杆部最小截面直径 μG——螺纹副摩擦系数 表1 螺栓强度等级、保证载荷、最小拉力载荷及允许的最大装配轴力（等粗杆螺栓） 螺纹规格强度等级保证载荷 （kN） 最小拉力载荷 （kN） 允许的最大装配轴力（kN） μG=0.12 μG=0.20 M6 8.8 11.6 16.1 10.2 9.0 M8 8.8 21.2 29.2 18.6 16.5 10.9 30.4 38.1 27.3 24.3 F V=F PA+F KR 一、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1008，1015，1018，1022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% 三、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。 四、关于不锈钢材质之特性简介（304、316） （一）该三种材质均为300系列的奥氏体不锈钢，其化学成分如下： （二）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 紧固件材料的选择 ——2003年美国紧固件研究所 目录 简介 (2) 基本思路 (3) 紧固件的特性 (6) 螺母的机械性能 (9) 碳钢紧固件 (10) 外螺纹紧固件的等级系统 (12) 内螺纹紧固件的强度等级系统 (13) 不锈钢紧固件 (14) 铜合金紧固件 (18) 铝合金紧固件 (19) 镍合金紧固件 (21) 钛合金紧固件 (22) 超耐热不锈钢 (22) 非金属紧固件 (24) 附表 (25) 简介 在众多的铁制材料、合金或者塑料中选择正确的材料去制造紧固件通常看来也许是个令人头痛的工作。但在实践中却并非如此。任何一个对材料的基本特性、功能以及局限性有着适当认知的工程师都不应当觉得寻找适合工作环境的材料是一件极为困难的事。 比方说，如果紧固件的主要功能是提供强度，那么就应当考虑选取钢。 如果紧固件需要在腐蚀性的环境中工作，那么工程师也许首先要考虑的是采用有涂层的钢；如果环境对紧固件的要求极为苛刻，那么就应该考虑不锈钢或者某种非铁合金。 如果透磁性很重要，那么应当考虑奥氏体不锈钢、铝合金、铜合金，或者塑料。 如果要求有较高的导电性能，则转用铝和铜。反之，如果主要考虑的是紧固件的绝缘性，那就要采用非金属材料。 如果要减轻紧固件的重量，铝制材料是首选。如果在减轻重量的同时还要求紧固件有较高的强度，那就要考虑采用钛金属了。 如果紧固件是在高温或者低温的环境下工作，就需要考虑采用不锈钢，或者超耐热不锈钢。 设计者并不需要是一个老练的冶金师，他的责任是评估出紧固件的预定工作环境，然后确定满足要求的紧固件应有的设计参数。在此种情况下，基本材料的选择范围就变得很狭小了。 每一种基本材料，例如碳素钢，通常都含有大量的由多种化学成份构成的混合物。这些混合物可以被选作紧固件特有的原料。对这些原料进行制造技术和工艺上的适当调整，就有可能生产出满足所有要求的紧固件。 工程师不必精通所有细节方面的选择，但紧固件的制造者们却应当如此。这使得那些紧固件的制造者们成了对材料进行优化选择的最佳人选。如果设计工程师定义了必要的执行步骤并给出了基本材料，那么剩下的材料的最终选取则应当由制造者去完成。工程师所要尽到的责任是实现最大的经济效益。生产者的权限越宽泛，他就越能有效地利用手中的设备和加工技术。紧固件的成本与制造者所允许采用的材料息息相关。过多的限定会遏止创新的产生从而减少竞争，但得到的后果却是成本的增加。 标准件选用手册 目次 1紧固件产品分类 (1) 1.1按大类分 (1) 1.2螺栓连接的分类 (1) 1.2.1按受力形式分类 (1) 1.2.2根据安装状态分类 (1) 1.2.3按产品等级分类 (2) 1.3按采用产品的螺纹分类 (2) 1.4按螺栓材料与性能等级分类 (2) 1.5高强度螺栓简单分类 (2) 2紧固件常用螺纹 (2) 2.1基本尺寸 (2) 2.2普通螺纹公差与配合的选用 (2) 2.3普通螺纹的标记 (5) 2.4自攻（含锁紧）螺钉用螺纹、螺杆螺纹 (5) 2.4.1自攻螺钉用螺纹 (5) 2.4.2自攻锁紧螺钉的螺杆粗牙普通螺纹系列 (6) 3紧固件的机械性能 (6) 3.1螺栓、螺钉、螺柱的机械性能 (6) 3.1.1适用范围 (6) 3.1.2 螺栓、螺钉、螺柱的性能等级 (6) 3.1.3 材料和热处理、回火温度 (6) 3.1.4 螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能 (7) 3.1.5 粗牙螺纹最小拉力载荷 (8) 3.1.6 粗牙螺纹保证载荷 (9) 3.1.7 细牙螺纹最小拉力载荷 (10) 3.1.8 细牙螺纹保证载荷 (11) 3.2螺母（粗牙、细牙）的机械性能 (12) 3.2.1 适用范围 (12) 3.2.2 螺母粗牙螺纹的性能等级 (12) 3.2.3 螺母细牙螺纹的性能等级 (17) 3.3 自攻螺钉 (20) 3.3.1金相与硬度 (20) 3.3.2机械性能 (21) 3.4抽芯铆钉 (21) 3.4.1机械性能等级 (21) 3.4.2机械性能 (22) 3.5 蝶形螺母保证扭矩 (22) 4 紧固件的连接方式选用 (22) 4.1紧固件的连接特性及基本要求 (22) 4.1.1紧固件连接的受力和传力方式 (22) 4.1.2紧固件连接的失效形式 (23) 4.1.3紧固件连接设计的基本要求 (23) 4.2螺栓连接的预紧 (23) 4.2.1预紧的目的 (23) 4.2.2预紧力的确定 (23) 4.2.3拧紧力矩 (24) 4.2.3.1拧紧力矩的计算 (24) 4.2.3.2紧固件的拧紧扭矩 (24) 4.2.4预紧力的控制方法 (27) 4.3螺纹连接的防松 (27) 5紧固件的选用原则 (27) 5.1正确选择紧固件的外形 (27) 5.2选用适合的精度等级 (28) 5.3选择适用的紧固件材料 (28) 5.4选用合适的表面处理方法 (29) 6标准件选用范围及标注 (29) 6.1标准件分类 (29) 6.2标准件明细 (29) 6.3标准件的选用范围 (29) 常见标准代号一览表 中国标准: CB- 中国船舶行业标准CH- 中国测绘行业标准CJ- 中国城镇建设行业标准CY- 中国新闻出版行业标准 DA- 中国档案工作行业标 准 DB- 中国农机工业标准DJ- 中国电力工业标准 DL- 中国电力建设行业标准DZ- 中国地质矿产行业标准 EJ- 中国核工业行业标准 FZ- 中国纺织行业标准 GB- 中国国家强制性标准GB/T-中国推荐性国家标准GJB-中国国家军用标准 GY- 中国广播电影电视行业标准GA- 中国公共安全行业标准 HB- 中国航空工业行业标 准 HG- 中国化工行业标准HJ- 中国环境保护行业标准HY- 中国海洋工作行业标 准 JB- 中国机械行业（含机械、电工、仪器仪表等）强制性 行业标准 JC- 中国建筑材料行业标准JB/T-中国机械行业（含机械、电工、仪器仪表等）推荐 性行业标准 JG- 中国建筑工业行业标准 JR- 中国金融系统行业标准JT- 中国公路、水路运输行 业标准 JY- 中国教育行业标准 JZ- 中国建筑工程标准 LD- 中国劳动和劳动安全 行业标准 LY- 中国林业行业标准 MH- 中国民用航空行业标 准 MT- 中国煤炭行业标准MZ- 中国民政工作行业标准NY- 中国农业行业标准 QB- 中国轻工行业标准QC- 中国汽车行业标准QJ- 中国航天工业行业标准SB- 中国商业行业标准SC- 中国水产行业标准SH- 中国石油化工行业标准 SJ- 中国电子行业标准SL- 中国水利行业标准SN- 中国进出口商品检验行业标准 SY- 中国石油天然气行业标准 TB- 中国铁路运输行业标准TD- 中国土地管理行业标 准 TY- 中国体育行业标准 WB- 中国卫生标准WH- 中国文化行业标准WJ- 中国兵器工业标准XB- 中国稀土行业标准 常用紧固件材料 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——0.200.050.060.003—— 4.62) ——0.550.050.060.003—— 4.82) 5.60.130.550.050.06 0.003——5.82) ——0.550.050.06 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)0.040.0350.035 0.003425 0.250.550.0350.035 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)0.350.0350.035 0.003425 0.250.550.0350.035 10.95)、6) 低碳合金钢（如 硼、锰或铬），淬火并 0.154）0.350.0350.0350.003340 回火 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 0.200.550.0350.0350.003 10.96)、8）、9） 合金钢，淬火并 回火7） 0.280.500.0350.0350.003380 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。 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，%紧固件材料的选择(螺栓、螺母)
标准紧固件概述
高强度紧固件的材料选择与热处理
标准件速查手册
紧固件标大全准
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紧固件国家标准手册
常用紧固件材料与机械性能标准
紧固件材料的选择
螺栓紧固件材料性能表
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常见标准代号一览表
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