钢结构连接用螺栓性能等级分3.doc

钢结构连接用螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。螺栓性能等级标号有两部分数字组成，分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。例如，性能等级4.6级的螺栓，其含义是：6 & I D h1 * / k4 j1、螺栓材质公称抗拉强度达400MPa级；! s5 z9 * P j# v% S2、螺栓材质的屈强比值为0.6；7 S5 v- m G- ? R3、螺栓材质的公称屈服强度达4000.6=240MPa级性能等级10.9级高强度螺栓，其材料经过热处理后，能达到：1 j9 r5 e( P& e- E b; 1、螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa级；$ m3 b% b4 5 v/ c2、螺栓材质的屈强比值为0.9；! S+ ) y0 Z& M1 X. G& A3、螺栓材质的公称屈服强度达10000.9=900MPa级4 p7 N2 m2 z# E% j n3 C: W螺栓性能等级的含义是国际通用的标准，相同性能等级的螺栓，不管其材料和产地的区别，其性能是相同的，设计上只选用性能等级即可。8 k7 A1 p# w4 g强度等级所谓8.8级和10.9级1 O, y3 $ $ t p. p( T( y8 & Y是指螺栓的抗剪切应力等级为8.8GPa和10.9Gpa z8 I0 M + L4 H V+ A% E8.8公称抗拉强度800N/MM2公称屈服强度640N/MM2 5 v1 U T& f- T. + p% v) Y7 O$ y一般的螺栓是用X.Y表示强度的，% 9 8 S Q W1 - H# n4 x, sX*100=此螺栓的抗拉强度，% a9 B P! P0 T% uX*100*（Y/10）=此螺栓的屈服强度5 M! |1 8 p, M; 5 H: G9 ) O（因为按标识规定：屈服强度/抗拉强度=Y/10）3 k c5 N9 |* M! d& I= * B+ W y7 $ r: U) M1 i如4.8级% _6 r( i- u: u0 P- - a9 b, L2 b则此螺栓的5 p. a0 y2 F# U: _9 : z o抗拉强度为：400MPa % 3 ; b$ e& n屈服强度为：400*8/10=320MPa ; q r5 - J7 S3 e, f7 F5 m= 9 E d: C: v- A另：不锈钢螺栓通常标为A4-70，A2-70的样子，意义另有解释9 A0 v$ W, M1 m/ e, ?$ 5 y度量9 _! q- F9 y4 f E( w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。4 w$ S) u( R) x6 f3 |* C$ 1、公制计量：（10进制）& J, u8 f! u2 b/ 7 $ t; f# i/ 1m =100 cm=1000 mm f A1 U R$ 2、英制计量：（8进制）, b* A. w/ M; I: j1英寸=8英分1英寸=25.4 mm 3/8¢¢25.4 =9.52! W& H1 Y- B) 6 D4 * _3、1/4¢¢以下的产品用番号来表示其称呼径，如：( u1 - O+ Z g U4#，5#，6#，7#，8#，10#，12# s8 M& G) p1 & g) p螺纹- N8 q0 X7 O$ v+ x* l, a一、螺纹是一种在固体外表面或内表面的截面上，有均匀螺旋线凸起的形状。根据其结构特点和用途可分为三大类：$ H2 K; & U: x9 g3 g, c/ X（一）、普通螺纹：牙形为三角形，用于连接或紧固零件。普通螺纹按螺距分为粗牙和细牙螺纹两种，细牙螺纹的连接强度较高。 z+ m- _9 . u5 h: Q（二）、传动螺纹：牙形有梯形、矩形、锯形及三角形等。. w8 Y. F7 ( c! K. D（三）、密封螺纹：用于密封连接，主要是管用螺纹、锥螺纹与锥管螺纹。6 S1 R! B1 y7 Z2 F4 H( U5 M二、螺纹配合等级：% h+ S/ c d8 m k4 G5 ?螺纹配合是旋合螺纹之间松或紧的大小，配合的等级是作用在内外螺纹上偏差和公差的规定组合。1 B; g6 M- E$ y6 ) z- m9 P（一）、对统一英制螺纹，外螺纹有三种螺纹等级：1A、2A和3A级，内螺纹有三种等级：9 n6 # J % q1B、2B和3B级，全部都是间隙配合。等级数字越高，配合越紧。在英制螺纹中，偏差仅规定1A和2A级，3A级的偏差为零，而且1A和2A级的等级偏差是相等的。/ f4 m+ P. u: |3 N3 e等级数目越大公差越小。4 c- D3 g9 H7 1、1A和1B级，非常松的公差等级，其适用于内外螺纹的允差配合。/ N D: R% Y A7 A3 p6 z2、2A和2B级，是英制系列机械紧固件规定最通用的螺纹公差等级。9 m3 D- B3 K) A$ d& B3、3A和3B级，旋合形成最紧的配合，适用于公差紧的紧固件，用于安全性的关键设计。7 F! f- F, t& p% m4、对外螺纹来说，1A和2A级有一个配合公差，3A级没有。1A级公差比2A级公差大50%，比3A级大75%，对内螺纹来说，2B级公差比2A公差大30%。1B级比2B级大50%，比3B级大75%。1 X R( O3 L* Z& |7 B（二）、公制螺纹，外螺纹有三种螺纹等级：4h、6h和6g，内螺纹有三种螺纹等级：5H、6 H、7H。（日标螺纹精度等级分为I、II、III三级，通常状况下为II级）在公制螺纹中，H和h的基本偏差为零。G的基本偏差为正值，e、f和g的基本偏差为负值。如图所示：, Y, m3 A; t V8 H1、H是内螺纹常用的公差带位置，一般不用作表面镀层，或用极薄的磷化层。G位置基本偏差用于特殊场合，如较厚的镀层，一般很少用。! * k1 . 6 v# 2、g常用来镀6-9um的薄镀层，如产品图纸要求是6h的螺栓，其镀前螺纹采用6g的公差带。 r) N$ q3 f( ( N3、螺纹配合最好组合成H/g、H/h或G/h，对于螺栓、螺母等精制紧固件螺纹，标准推荐采用6H/6g的配合8 Y# _7 d2 # _, o（三）、螺纹标记0 S s% z* R5 F1 e9 _3 ?四、自攻、自钻螺纹的主要几何参数：6 S3 k7 _4 I1 i, L L: g A/ e5 k（一）、大径/牙外径（d1），为螺纹牙顶重合的假想圆柱直径。螺纹大径基本代表螺纹尺寸的公3 7 z& v) z6 B, + a称直径。& F- j- B& d5 Q& . q& B3 ? o7 A Z+ e（二）、小径/牙底径（d2）：为螺纹牙底重合的假想圆柱直径。! B% - y4 M$ ( m. |: l# v( y（三）、牙距（p）：为相邻牙在中经线上对应两点的轴向距离。在英制中以每一英寸（25.4 5 s6 Q2 E: V& T- s$ P0 3 f5 U7 Omm）内的牙数来表明牙距。下表列举常用规格的牙距（公制）牙数（英制）3 N 5 y2 j& g3 R p( E, b8 Q% I1、公制自攻牙：. j: s q& |1 _$ m& Y; b规格S T 1.5 S T8 M, U0 v. Z( z- c7 5 i1.9 S T R6 p- A / q+ # o2.2 S T8 o# G l& w4 ?2.6 S T8 i/ C: g* i# 9 R. ?4 Y9 |2.9 S T* C, 8 v 0 B _. / k8 J* q- e3.3 S T6 u% Y7 N; i! M+ 3.5 S T# C; ?7 L3 X1 l1 3.9 S T/ s& w; n! B! m; E2 P z4.2 S T6 , Z3 x9 Z6 * + 4.8 S T, J; P6 e: O0 8 I% f/ |7 c! h5.5 S T P3 I# v v- O, P5 N6 Z6.3 S T# I( a4 d W3 I# X - u+ |9 8.0 S T# h! B7 K: 1 m* $ C* m9.5% W, x( p( p; B% r牙距0.5 0.6 0.8 0.9 1.1 1.3 1.3 1.3 1.4 1.6 1.8 1.8 2.1 2.1. Z0 w- B4 M) ) K+ s2、英制自攻牙：) b% - G M$ L + 8 I o H* f规格4# 5# 6# 7# 8# 10# 12# 14#; J: C G9 Q- c& v, l牙数AB牙24 20 20 19 18 16 14 149 v! c/ A J8 V. P+ M2 f, A牙24 20 18 16 15 12 11 10$ d& _8 V0 g- w) ( B; 0 d材料2 i # ( q7 S- R/ C一、目前市场上标准件主要有碳钢、不锈钢、铜三种材料。- a# u2 ! d7 P3 （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。6 D5 u 4 f% t: Y4 a. 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。）9 I# e+ y7 ) v2、中碳钢0.25%0.45%。目前市场上基本没使用7 H % L5 L T: . Y0 H4、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。芳生螺丝主要使用SCM435铬鉬合金钢，主要成分有C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo。1 P& c; a8 D/ j% m1 （二）不锈钢。性能等级：45，50，60，70，80( S& C0 d/ O$ l3 ! b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，A49 e5 Z5 : T/ Q; $ C4 3 A7 c C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。* H, Q w+ e: E- L( 5 l（三）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 w4 8 x m1 v8 碳钢产品所使用的盘元：+ I8 v( j+ a0 J; y0 ?/ K* E6 S序号种类可选用的材质- l! C3 f% m2 m& G8 N1 4.8级六角螺栓1008K 1010 1015K( f0 G0 G J* H* ) _# n2 6.8级六角螺栓1032 1035 1040 CH38F 1039 V8 n) L( S L7 3 8.8级六角螺栓1035ACR(M10以下)1040ACR（M12以上）CH38F 1045ACR 1039 10B21 10B33 10B38* N k! C6 , Y6 4 8.8级内六角螺栓CH38F 1039 10B21（M10-M12）10B33（M14）10B38（M12-M24）10B21+ ?7 L: M, ?. |2 K7 O# n3 V5 10.9级六角螺栓1045ACR 10B386 d/ ?0 l, E3 t8 |$ 7 m6 8级螺帽1008K 1010- 5 j- F. U$ O# h( i7 8级螺帽1015(M16) CH38F (M16)& C B$ w/ b5 - x0 f* j9 N1 n8 10级螺帽CH38F 1039 10B21 10B33* M2 i8 D9 3 J: |# X# m9 12级螺帽1039 10B21 10B33 10B38* v, D; Q$ W- l10马车螺丝1008 1010 1015, T- e+ Q% Z# K( b1 K11六角缘凸螺栓CH38F 1039 10B21 10B33 10B38; S( # G J, E c8 P n12六角木螺丝1008K 1010- t% c* r: z9 g5 i g t w& h( y13自攻钉、墙板钉9 O5 j5 E, b3 W( d0 h H2 A& L钻尾钉、夹板钉1018 1022 CH22A- x/ v4 o2 d6 T6 a14机螺钉家俱螺丝1008 10105 2 n# D, r$ | k三、材料中各类元素对钢的性质的影响：6 d8 N4 A4 g( g( / d1、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。. U3 y x0 M; f+ l2、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。 Q 8 _3 c1 R, ( U- t3 G3、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。 O. k. Z# h2 B0 I0 _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。% - f q- W( B+ W9 B& n5、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。- t# R1 h0 a. 6 K, C6、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。3 R* S/ 3 G4 M e0 |0 L7、矾（V）：细化奥氏体晶粒，改善韧性。) W0 |/ r; i; 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。+ c6 q0 ) e# h: Q3 P) a X1 W. k四、关于不锈钢材质之特性简介（304、316）. P X+ h5 . v2 J7 K M% o（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：7 7 O1 t( K N. ) h名称C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu s5 L$ i* Y! y7 l$ . 304M 0.06 1.0 2.0 0.045 0.03 8.91-10.0 18.0-20.0 0 07 S I1 ? p% x& t# X m316 0.03-0.06 1.0 2.0 0.045 0.03 10.0-14.0 16.0-18.0 2.0-3.0 06 w$ M. Y+ Z; v6 z ( m- R: U5 F, w304HC 0.08 1.0 2.0 0.045 0.03 8.0-10.5 17.0-19.0 0 1.0-3.00 F/ o% / N. d) M4 n& L u（二）主要化学成分与不锈钢性能之关系。3 c9 A( v d0 s8 o0 k# J& M1、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, L( V. e1 d1 _# d0 X2、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+ X; F4 U7 ?% h! E& V H+ G/ 3、镍Ni可增加高温强度、耐蚀性，降低冷加工硬化之速率7 U f4 w9 n0 p4 A4、钼Mo增加强度，对氧化物和海水的耐蚀性优良2 $ G f& E+ X+ n+ c$ n, 2 x5、铜Cu利于冷加工成型，降低磁性6 U! v3 j( c4 % g5 V t; u1 U（三）材质之其它性能& Y W1 u2 H6 X5 & r3 o0 y1、以上材质正常状态无磁性。304M冷加工后略有磁性（1.6u-2.0u左右）；304HC磁性为（1.01u-1.6u左右）；316材质冷加工后磁性小于1.01u。& G F+ e F) A. M# z2、各材质均有良好的延展性，易冷加工成型，抗拉强度、屈服强度、均可达到要求。（Ts抗拉强度min700N/mm, Ys屈服强度min 450N/mm）3 G0 M0 ( w0 p（四）结论* p4 o& j1 / R: e& t1、304M、304HC、316三种材质是目前300系列奥氏体不锈钢使用最广的材质之一。各材质明显差异为：冷加工后材质磁性为316304HC304M。316材质抗化学品腐蚀，抗孔蚀性及抗海水耐蚀性能相对于304M及304HC要优良。; f9 f, # h, C0 i e ?: p, k/ h3 P- n! A2、总之，不锈钢标准件特性为耐腐蚀、美观、卫生，但其强度、硬度正常情况下相当于碳钢（6.8级）故对不锈钢产品应不可撞击、敲打、注意维护其表面光洁度、精度，且不能和使用碳钢产品一样随便施加力量，亦不可施力过大，同时因不锈钢延展性好，在使用时产生钢屑易粘于螺帽牙级处，增加摩檫力，易导致锁死，而使用碳钢即使产生铁屑也会掉落，相对于不锈钢不易锁死。$ h( w2 S+ U% U& j q3 Z, Z产品大类- k& h. K3 K1 b, i7 d（一）、六角螺栓（HEXAGON HEAD BOLTS）# e G8 o) 3 |. * X5 ?1、英制螺栓参照标准为ANSI/ASME B18.2.1，日标参照JIS B1180（韦氏牙）。英制参照BSW916（韦氏牙）。; C: k- i+ R, X P（1）、HEX MACHINE BOLT：无华司、有束尾、半牙六角螺栓，$ v0 Q& ! 6 |9 d9 L. r* Q（2）、HEX TAP BOLT：无华司、无束尾、全牙六角螺栓，) a# I) D- |( Y9 ; + Q N（3）、HEX CAP SCREWS：有华司、有束尾、半牙六角螺栓，8 j0 0 d0 f, K2、公制螺栓参照标准如下，其相互区别如表所示：! B0 I4 j8 T5 O老国标新国标ISO标准DIN(德标)/ Y2 r5 L6 9 G5 QGB303 _0 s( B9 g. w& ?. eGB5780(半牙)8 w) 2 d& r, P& x gGB5781(全牙)& R2 Y. i0 x( P8 v( I$ b1 YGB5782(半牙)$ |. r2 t4 Z b( dGB5783(全牙) ISO4016 - q7 y- J, I9 g/ T0 K IISO4018# C% q4 K, E8 T( O# p6 UISO4014& O% $ x s9 c+ u3 G+ qISO4017 DIN601 Z5 b4 N+ n/ tDIN558& O5 S) c% U7 A& Z. CDIN931. N5 . c! ?( X9 _DIN933 Q T, n) I C z+ C G(二）、马车螺丝/圆头方颈螺栓（Carriage Bolts）：% w ( Z S% Y* l1 w; , X- IANSI