铰制孔螺栓厂

紧固件的材料等级对硬度的影响

硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
1.布氏硬度(HB)
以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
2.洛氏硬度(HR)
当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：
HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。
HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。
HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。
3 维氏硬度(HV)
以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)。
从上面介绍可知，维氏硬度是表面硬度的其中一种。它和其它硬度单位之间有换算关系。
硬度指的就是表面硬度，材料内部是没有硬度要求的。只有机械性能要求（抗拉强度，屈服强度和冲击韧性）。
GB/T 3098.1-2000中怎么没有表面硬度呢?5.6不是说明表面硬度了吗？
表面硬度不应比芯部硬度高出30个维氏硬度(约3个HRC).10.9级的表面硬度不应大于390HV0.3.至于没有表面硬度要求的那是低性能等级的,如3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8,因为没有热处理,所以没有要求,因为他表面的硬度主要是冷镦或烘打\车削后的应力所产生的硬度.
在检测螺栓硬度时,没有热处理的螺栓,只需要做表面硬度在合格范围内就行了.如果是热处理螺栓就要在未部切一个直径的面上大硬度,硬度测试在面上的1/2R处,硬度符合标准.
它有一个表面一个芯部，表面是指在去除表面浮锈等之后用用维氏或表面洛氏打硬度，芯部要在去除部部1/2直径长部后在表面与芯部1/2的地方打硬度，两个硬度之差不能超过30个HV，表面高出30HV说明表面渗碳了，是不允许的，如果表面低了30HV以上说明表面脱碳了，也是不允许的。要细心地看这个3098。
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，磷及铅的较大含量为：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）的低碳合金钢的锰较低含量为：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，其较小含量为：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，%
		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、磷及铅的较大含量为：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、磷及铅的较大含量为：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。
三、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、磷及硫的较大含量为：铅0.35%；磷0.11%；硫0.34% 2)方头紧定螺钉允许表面硬化。 3）可以采用较大含铅量为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。
四、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。
五、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），%									注
		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，均系较大值。
2）硫可用硒代替。
3）如镍含量低于8%，则锰的较小含量必须为5%。
4）镍含量大于8%时，对铜的较小含量不予限制。
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%，则镍的较小含量应为12%。
8）对较大含碳量达到0.03%的奥氏体不锈钢，氮含量较高可达到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%
六、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

七、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，%
	碳	锰
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。