螺帽之机械性质及材料.doc

螺帽之機械性質及材料1. 螺帽簡介：螺帽為一具有驅動系統及內螺紋的緊固件，被設計來與外螺紋緊固件相結合以固鎖配件，依其使用狀況及功能在對邊或形狀有不同設計而分類。一般常見的有六角螺帽(Hexagon Nuts)、六角輪緣螺帽(Hexagon Flange Nuts)、六角高強度螺帽 (Hexagon High-Strength Nuts)、四角螺帽(Square Head Nuts)、尼龍螺帽(Nylon Nuts)、袋帽螺帽(Domed Nuts)、組合華司螺帽(Assemble Washer Nuts)、城堡溝槽螺帽(Hexagon Slotted Castle Nuts)、輪胎螺帽(Wheel Nuts)、焊接螺帽(Weld Nuts)、連接螺帽(Coupling Nuts)等等。l 六角螺帽：為一般最常見之型式，依厚度區分可分為正常螺帽(0.8D 1.0D；D為稱呼直徑)，薄螺帽(0.8D以下)，厚螺帽(1.0D以上)，連接螺帽等。依承受面區分有雙面倒角及單面倒角兩種，承受面無倒角者其結合時接觸面積較大，緊固性較好。日本客戶常依JIS B1181指定。英制碳鋼螺帽的機械性質參閱SAE J995、ASTM A563、A194；不鏽鋼螺帽的機械性質參閱ASTM F594、A194(Heavy)。公制碳鋼螺帽的機械性質參閱ISO 898/2、898/6、DIN 267/4不鏽鋼螺帽的機械性質參閱ISO 3506/2等相關規定。l 四角螺帽：由於四角形對邊及對角與扳手的接觸面大於六角形,且與扳手的套合良好,適合使用於組裝周圍空間較大、須頻繁拆卸、易生銹或對角容易被括圓的場合，因此四角形螺帽較常使用於戶外且表面常施予熱浸鋅處理。l 六角溝槽螺帽：在螺帽上切割溝槽，使與螺栓組裝後以開口銷固定，可確實防止鬆脫。l 輪緣螺帽：輪緣可以在緊固作業時，避免工具與配件磨擦損傷，另外輪緣面可以加強螺帽與配件的接觸面積，增加緊固功能防止鬆脫。一般可分為平輪緣與花齒輪緣螺帽兩種，花齒輪緣螺帽在輪緣上刻花齒(Serration)，一般均作滲碳處理，藉鎖緊咬入固定件而防鬆，但鎖緊時容易損傷固定件表面。l 尼龍防鬆螺帽 : 在螺帽頂面上裝入尼龍圈(Insert Nylon Ring),使組裝後具有阻抗防止鬆脫,一般使用在震動或滾動的場合. 使用尼龍圈相較於其它防鬆方式之扭矩值較穩定,但不能使用在高溫的環境下(因尼龍圈僅能耐熱約100OC). 英制尼龍螺帽無國際規範可依循,一般都使用客戶規範(如ESNA等等)有NE , NTE(薄型) , NM(小規格#12以下) , NU(厚型)等種類,通常置入白色尼龍圈,頂面上壓六個點.公制尼龍螺帽通常依DIN標準製造,有985及982(厚型)兩種,通常置入藍色尼龍圈,頂面上無壓點. 尼龍螺帽除了一般要求之機械性質以外,最主要的是它的功能特性 預置扭矩,在5次的旋入旋出測試中必須保有一定值之扭矩。 根據經驗,尼龍螺帽必須配合較高強度之螺栓才能順利的裝配,雖然尼龍圈的厚度及孔徑是影響扭矩的最主要因素,但螺栓最好經熱處理且表面有適度潤滑處理,否則在與尼龍的組裝過程可能無法順利,甚至無法組裝,常見的是沃斯田鐵系列不銹鋼螺帽與螺栓的配合, 由於沃斯田鐵系列不銹鋼螺栓僅經加工硬化,旋入尼龍圈時可能會因摩擦等因素而無法順利組裝,以致扭矩值會增大.所以應建議客戶在不銹鋼螺栓表面需經適度潤滑,才能順利組裝.l 全金屬防鬆螺帽 : 在螺帽的對邊或承面上使用壓點或滾製的方法,使螺帽的螺紋變型或牙距縮減產生阻抗效果防止鬆脫.優點是可以使用在較高溫(視材料條件)的場合及成型的方便性,缺點是螺紋變型的方式,扭矩值較難控制,在製造上管制須較嚴格.常見的有一般六角型及六角錐型(Cone)兩種,英制規格參考IFI 100/107 但大都為客戶規格,公制有DIN 980等.l 華司防鬆螺帽 : 在螺帽頂面上裝入特殊華司彈片,使其在螺栓螺紋牙腹處產生干涉以達到防鬆的效果,此種螺帽可以兼具上述兩種之優點。l 組合華司螺帽 : 在螺帽上組合華司使成一體,在使用上較便利,裝配後因華司的彈性及適度的壓入軟配件中,所以兼具有防鬆功能.華司有兩種型態,一為 Kep Washer Nuts 另一為Conical Washer Nuts 兩種,華司材質一般碳含量為0.50 0.60% ,熱處理後硬度為40 50HRC ,但一般客戶規定之硬度大都為40 44 及44 48HRC 兩範圍間. 電鍍後的組合華司螺帽應特別注意氫脆化性的防止。l 輪胎螺帽 : 使用在車輛的輪軸上,固定輪胎用.一邊形狀大都為60O 圓錐型,具單向性,常需使用到左螺紋。l 袋帽螺帽 : 在螺帽上一體成型圓頂蓋子(參考DIN 1587俗稱 One Piece)或組合蓋子(俗稱 Two Piece )或裝入尼龍及組合蓋子(參考DIN986俗稱 Three Piece)等是袋帽螺帽的特徵。袋帽螺帽主要的功能是防止括傷、美觀及防止螺栓生銹不好拆卸。一體成型袋帽螺帽通常使用無屑攻牙，成型時孔徑稍大，滾制螺紋至適當尺寸。Two Piece袋帽螺帽由一六角螺帽與一蓋子經焊接而成。Three Piece袋帽螺帽如同尼龍螺帽的製造方式，將尼龍圈及蓋子渵卯合在螺帽上。l 焊接螺帽 : 在螺帽的一面上打製焊點，使用時將焊點溶接於鐵板上，有DIN928(四角形)及DIN929(六角形)兩種型式螺帽。四角形有4個焊點；六角形有3個焊點。焊接螺帽的焊點高度若有不同，焊接時會發生接觸不良應予注意(通常焊點高低差須控制在0.15mm以下)。為保有優良的焊接性，焊接螺帽一般使用0.20%以下的低碳鋼製造而成，保証荷重在規範(DIN928、929)中另有規定。2. 機械性質的表示單位：機械性質為緊固件之強度特徵及負荷能力。緊固件之強度級數由各種緊固件機械性能所定義，為大多數金屬材料的一種標準化數值，大部份之規定可在各規範中找到，如 ASTM、 SAE、ISO、IFI、DIN、JIS等。至於機械性能的測試方法可參考ASTM F606、DIN267、ISO898、SAE J995等規定。各種機械性能的表示單位，介紹如下：2.1強度(Strength)：強度為緊固件所能標示之荷重除以截斷面積所得之商。在英制單位是使用Psi (Pound per Square Inch) 或 Ksi (=1000Psi)意思為每平方英吋面積所承受的英磅重。公制單位則是使用Mpa(Mega Pascals) 或N/mm2 意思為每平方公厘面積所承受的牛頓重。1 Ksi約等於6.89 Mpa 。 2.2荷重(Load)：在英制單位是使用英磅(Pound)；公制單位則使用牛頓(N)或公斤(Kgf)荷重為使用拉力試驗設備依各標準方法實際所測出之值。1 Kgf約等於9.806N或 2.2046 Pound。2.3 保證荷重( Proof Load ) : 螺帽保證荷重係延軸方向所能負荷重力不致產生變化之能力， 為一絕對值而無極大極小之分。螺帽與螺絲不同，其荷重方式主要以壓縮為主而非拉伸， 因此螺帽的強度不只與材料相關，與本身之厚度比尤其密切。 測試時，結合螺栓或螺桿延軸方向施以負荷，並維持數秒(10或15秒)後放鬆，螺帽可以自由的用手自螺栓或螺桿中旋出才算合格(允許使用扳手不超過1/2轉)。上述要求之所以被重視乃是因為它證明了螺帽不因負荷產生螺紋變形以致螺紋無法配合。2.4 扭矩(Torque)：力矩為力與力臂的乘積，在緊固件來說為一種阻抗，如螺絲之扭斷強度或防鬆螺帽之預置扭矩(Prevailing Torque)。在英制單位是使用lb-in (Pound Inch)為施力(磅重)與力臂長(英吋)的乘積或 lb-ft (磅重英呎)，1 lb-ft =12 lb-in 。 公制單位則是使用N.m(牛頓米) 或Kg-cm(公斤公分)， 1 N.m 約等於10.2 Kg-cm。2.5預製扭矩(Prevailing Torque)：當螺帽因插入其它物質(尼龍或彈簧片)或將自身螺紋壓縮 變形致產生自鎖(Lock)功能時，必須依照規定來測試它的防鬆能力(參閱 IFI 100/107、 ISO 2320、DIN267/15)，以保證其在5次(IFI 100/107新版修改為3次)的旋出旋入後仍保有足夠的扭矩，防止鬆脫。至於使用何種自鎖方式，大體上來說，與其使用環境有關，例如尼龍的自鎖功能較穩定，但大約只能使用在100OC 以下之溫度範圍，超過時可能因軟化而喪失其功能，全金屬的螺帽，可以使用在較高溫度，但預製扭矩較不穩定，製造上須特別管制。2.6 硬度( Hardness )：硬度乃是螺帽機械性能相當重要的一項項目，不僅由於它快速且易測，更重要的是它是除了保證荷重外可以測試之項目。螺帽不像螺栓一樣有硬度及抗拉強度之相關表，這是因為其合金成份影響了螺帽之強度。一般而言，螺帽之保證荷重在120000磅內可以實施保證荷重試驗，但更高強度之螺帽就得依其硬度測試決定其允收與否。附帶一點，所有強度等級、尺寸之螺帽其硬度均不應超過規定上限，以免在使用中破裂。在緊固件上較常用的有三種硬度。分別為洛氏(Rockwell)稱呼為HR、維克氏(Vickers)稱呼為HV(HK-Knoop)和勃氏(Brinell)稱呼為HB。這三種硬度適用在不同的場合或地區，應儘量依規範要求之標稱硬度來測試，當因產品形狀或其它因素無法使用標稱硬度來測試時，可以使用較適當之標稱硬度來測試再依ASTM E140之硬度轉換表來作硬度轉換，敘述如下：l 洛氏硬度：參閱ASTM E18，較常在美國的規範上見到，常用的有：HRC：使用金鋼石測頭配合150Kgf的荷重測試，適用在已熱處理之材料上，一般在20HRC以上時使用，當材料硬度在20HRC以下時建議使用HRB測試。HRB：使用鋼珠測頭配合100Kgf的荷重測試，適用在無熱處理之材料上，一般在20HRC以下時使用，建議使用範圍不超過100HRB。HR15或30N：使用金鋼石測頭配合15或30Kgf的荷重測試，適用在已熱處理或滲碳之材料的表面硬度上。l 維克氏硬度：參閱ASTM E92、E384(微硬度)，較常在歐洲的規範上見到，可分為： HV：使用136O之金鋼石正方錐測頭配合1Kgf50Kgf的荷重測試，適用在已熱處理或無熱處理之材料上，當使用10Kgf荷重測試時其寫法為HV10。 MHV：微硬度，使用136O之金鋼石正方錐測頭配合1gf1000gf的荷重測試，適用在小、薄或界定材料之硬度分佈時測試，當使用300gf荷重測試時其寫法為HV0.3。 HK：微硬度，適用在美洲地區。使用172O之金鋼石測頭配合1gf1000gf的荷重測試，適用在小、薄或界定材料之硬度分佈時測試，當使用300gf荷重測試時其寫法為HK0.3。l 勃氏硬度：參閱ASTM E10，使用標準鋼珠或碳化鋼珠測頭配合3000Kgf的荷重測試，適用在大尺寸(1- 1/2”以上規格)之緊固件上測試。2.7截斷面積(Area)：為試件實際截斷面之面積，其單位在英制是使用平方英吋 (in2)，在公制是使用平方公厘 (mm2)。 1 in2 = 25.4mm 25.4mm = 645.16 mm2 。在緊固件上若無其它規定一般是使用螺紋部位做為面積之標稱(螺絲及螺帽均相同)。而螺紋部位由於有牙山的關係(非平面圓柱)所以其截斷面積在英制和公制規格中各有其一套公式計算(緊固件之應力面積可參考ASME B1.1、ISO898/1、SAE J429)，英制和公制兩者所算出之值並不相同，不能把公制規格的螺絲使用英制的公式計算，宜就各別體系分別計算。當所使用之特殊螺紋不在下列表中時，可以依據下列公式算出截斷面積。其公式如下： 英制螺絲(帽)螺紋面積 As = 0.7854 ( D - 0.9743 / n ) 2 式中 D 為產品公稱徑， n 為每寸牙數 公制螺絲(帽)螺紋面積 As = p / 4 ( d2 + d3 / 2 ) 2 式中 d2 為螺紋基本有效徑 = D 0.64951 P d3 為螺紋小徑 = d1 H / 6 d1 為螺紋基本小徑 H 為螺紋功能性三角高度 = 0.866025 P 表1 依據上列公式算出常用之螺絲(帽)螺紋截斷面積 英制螺絲(帽)螺紋面積 in 2公制螺絲(帽)螺紋面積 mm 2粗螺紋UNC細螺紋UNF粗螺紋細螺紋規格截面積規格截面積規格截面積規格截面積#6 - 320.00909#6 - 400.01015M30.55.03M8139.2# 8 - 320.0140#8 - 360.01474M3.50.66.78M10164.5#10 - 240.0175#10 - 320.0200M40.78.78M101.2561.2#12 - 240.0242#12 - 280.0258M50.814.2M121.2592.11/4 - 200.03181/4 - 280.0364M61.020.1M121.588.15/16 - 180.05245/16 - 240.0580M71.028.9M141.51253/8 - 160.07753/8 - 240.0878M81.2536.6M161.51677/16 - 140.10637/16 - 200.1187M101.558M181.52161/2 - 130.14191/2 - 200.1599M121.7584.3M201.52729/16 - 120.1829/16 - 180.203M142.0115M221.53335/8 - 110.2265/8 - 180.256M162.0157M2423843/4 - 100.3343/4 - 160.373M182.5192M2724967/8 - 90.4627/8 - 140.509M202.5245M3026211 - 80.6061 - 120.663M222.5303M3327611-1/8 - 70.7631 - 14 UNS0.679M243.0353M3638651-1/4 - 70.9691-1/8 - 120.856M273.0459M39310303 螺帽的機械性質(Mechanical Properties)規定：螺帽的機械性質大概只有硬度(Hardness)與保證荷重(Proof Load)兩項。機械性質的高低以等級數字來表示(等級在英制規範上稱為Grade；公制規範上稱為Class)，等級數字越大表示其強度越高，等級數字越小表示其強度越低。各等級的規定及使用材料可參照SAE J995、ASTM A563、ISO 898/2、DIN267/4等。3.1 公制碳鋼螺帽的強度及等級標示系統 : 螺帽與螺絲不同，因其為內螺紋之故，中間為空心，其荷重方式主要以螺紋和承受面來負荷整個力量，所以是以壓縮為主而非拉伸。當螺帽厚度較薄時，用來支撐荷重的螺紋有限，較容易產生扯裂的危險，因此螺帽的強度不只與材料相關，與本身之厚度比尤其密切。在規範中也考慮了這一現象而使用螺帽的厚度/直徑比來作為其等級標示的區分，可分為： l 公稱高度大於等於0.8D之螺帽(有效螺紋高度大於等於0.6D之螺帽) :公稱高度大於等 於0.8D之螺帽之級數標示是以其所配合之螺栓的機械性能級數來表示。 表2 螺帽公稱厚度大於等於0.8D之標示系統(ISO 898/2)螺帽級數配合的螺栓螺帽1 型2 型等級螺紋範圍螺紋範圍43.6, 4.6, 4.8M16M16-53.6, 4.6, 4.8M16M39-5.6, 5.8M3966.8M39M39-88.8M39M39M16M3999.8M16-M161010.9M39M39-1212.9M39M16M39註 : 一般而言,級數高的螺帽可以取代級數低的螺帽,尤其是那些螺栓及螺帽組合之後會造 成應力超過降伏應力或應力低於保證荷重的狀況.l 公稱高度大於等於0.5D 0.8 D之薄型螺帽( 有效螺紋高大於等於0.4D但小於0.6 D之螺帽 )：公稱高度大於等於0.5D但小於0.8 D之螺帽，其級數標示由兩個數字所組成，第2個數字表示在依硬化螺桿作保證荷重測試時之公稱應力負荷，第1個數字表示這個螺栓螺帽組合之可負荷應力比前段規定之硬化螺桿保證荷重測試時之負荷應力低。 表3 螺帽公稱厚度大於等於0.5D小於0.8D之保証荷重下應力標示系統螺帽級數保証荷重下公稱應力N/mm2保証荷重下實際應力N/mm20440038005500500表4 公制螺帽的化學成份限制 級數化學成份限制 (檢查分析) , %CmaxMnminPmaxSmax4 , 5 , 6 1-0.50-0.0600.1508 , 904 10.580.250.0600.15010 205 20.580.300.0480.05812 2-0.580.450.0480.058 1 這些等級螺帽在製造商和採購者同意下,可以使用快銷鋼製造,如此其最大硫,磷和鉛含 如下: 硫 0.34% , 磷 0.11% , 鉛 0.35% . 2 假如螺帽為了符合機械特性,可以添加合金含量.註. 05、8 ( 型式 1，M16以上)，10和12 等級螺帽，必須硬化和回火。表5 公制螺帽的機械性質(ISO 898/2)等級04054公稱徑保証荷重 Sp微克氏硬度HV螺帽保証荷重Sp微克氏硬度HV螺帽保証荷重Sp微克氏硬度HV螺帽大於小於或等於Mpaminmaxstate型式Mpaminmaxstate型式Mpaminmaxstate型式-M4380188302NQT1薄型500272353QT2薄型-M4M7M7M10M10M16M16M39510117302NQT11等級5 368公稱徑保証荷重 Sp微克氏硬度HV螺帽保証荷重Sp微克氏硬度HV螺帽保証荷重Sp微克氏硬度HV螺帽大於小於或等於Mpaminmaxstate型式Mpaminmaxstate型式MpaminMaxstate型式-M4520130302NQT11600150302NQT11800180302NQT11M4M7580670855200M7M10590680870M10M16610700880M16M39630146720170920233353QT2等級8910公稱徑保証荷重 Sp微克氏硬度HV螺帽保証荷重Sp微克氏硬度HV螺帽保証荷重Sp微克氏硬度HV螺帽大於小於或等於MpaMinmaxstate型式Mpaminmaxstate型式MpaminMaxstatestyle-M4-900170302NQT121040272353QT21M4M79151881040M7M109401040M10M169501050M16M39890180302NQT129201060等級12公稱徑保証荷重 Sp微克氏硬度HV螺帽保証荷重Sp微克氏硬度HV螺帽大於小於或等於MpaMinmaxstate型式Mpaminmaxstate型式-M41140295353QT211150272353QT22M4M711401150M7M1011401160M10M1611701190M16M39-1200NQT = 不用淬火或回火。 QT = 淬火和回火。註.最小硬度規定，只適用熱處理螺帽和較大螺帽的保証荷重測試。對其它所有螺帽，最小硬度沒有規定，但僅在需要時測試。對於螺帽沒有硬度和回火和要求保証荷重測試，不能因最小硬度而拒收。 表6 保証荷重值 粗螺紋螺紋螺紋牙數應力面積 AS0405456891012保証荷重 (AsxSp) Nmmmm21型1型1型1型2型2型1型1型2型M30.55.0319102500-260030004000-4500520057005800M3.50.66.7825803400-355040505400-6100705077007800M40.78.7833404400-455052507000-790091501000010100M50.814.254007100-8250950012140-13000148001620016300M6120.1764010000-117001350017200-18400209002290023100M7128.91100014500-168001940024700-26400301003290033200M81.2536.61390018300-216002490031800-34400381004170042500M101.5582200029000-342003940050500-54500603006610067300M121.7584.33200042200-514005900074200-801008850098600100300M1421154370057500-7020080500101200-109300120800134600136900M1621575970078500-95800109900138200-149200164900183700186800M182.5192730009600097900121000138200176600170900176600203500-230400M202.524593100122500125000154400176400225400218100225400259700-294000M222.5303115100151500154500190900218200278800269700278800321200-363600M243353134100176500180000222400254200324800314200324800374200-423600M273459174400229500234100289200330500422300408500422300486500-550800M303.5561213200280500286100353400403900516100499300516100594700-673200M333.5694263700347000353900437200499700638500617700638500735600-832800M364817310500408500416700514700588200751600727100751600866000-980400M3949763709004880004978006149007027008979008686008979001035000-1171000l 公制碳鋼螺帽的等級標示及印記：一般的公制螺帽印記符號如下圖所示： 六角螺帽螺紋5mm 和所有等級，應依標示系統規定在對邊或承面上標示等級印記。或在外倒角上打上凸印。如圖1和圖2，但凸出部份不能超出承面。 左牙螺紋螺帽公稱徑大於等於M5之螺帽應如圖3所示在承面上標示等級印記。左牙螺紋也可依圖4規定標示等級印記。 印記選用：規定之印記應由製造商自由選擇。 圖1 數字型印記 圖2 時鐘型印記 圖3 左牙螺紋印記 圖4 左牙螺紋印記之不同標示法3.2 公制不鏽鋼螺帽的機械性質及等級標示：l 標稱：不銹鋼種的螺栓、螺絲和牙條的機械性能和等級的稱呼系統顯示在圖1中。材料稱呼由2組組成，各自用字號連接，第1組稱呼為鋼的種類；第2組為性能等級。鋼的種類稱呼(第1組)如下列字母表示： A 為沃斯田鐵鋼；或 C 為麻田散鐵鋼；或 F 為肥粒鐵鋼 由鋼種和1個數字來代表那一鋼種的化學成份範圍。性能等級稱呼(第2組)由2個數字組成，用來代表緊固件抗拉強度值的 1/10 。 例如： 1) A2-70表示：沃斯田鐵鋼，冷鍛，保証荷重強度最小 700 N/mm2 (700 MPa)以上。 2) C4-70表示：麻田散鐵鋼，硬化和回火，保証荷重強度最小700 N/mm2 (700 MPa)以上。 3) A2-035表示：沃斯田鐵鋼，冷鍛，保証荷重強度最小350 N/mm2 (350 MPa)以上(薄螺帽)。 鋼種1沃斯田鐵麻田散鐵肥粒鐵鋼的等級A1A2A3A4A5C1C4C3F1型態1螺帽等級50708050701105070804560薄螺帽025035040025035055025035040020030軟的soft冷鍛高強度軟的soft硬化和回火軟的soft硬化和回火硬化和回火軟的soft冷鍛圖5 不銹鋼螺帽性能等級的稱呼系統1) 低碳不銹鋼其碳含量不可超過 0.03 %，可以在印記上加上L 字樣，例如：A4L - 80。l 印記：螺帽公稱尺寸d 5 mm 假如技術性可行的話，應強制性的依下圖打上鋼種和性能等級及廠商印記。印記允許只打在螺帽的一個面上，當打在螺帽承面上時僅限於凹陷型，另外也可以選擇打在螺帽對邊上。當性能級數印記使用溝槽製作是無法顯示出性能級數是50或025。 型態1螺帽 薄螺帽1. 廠商印記 2. 鋼種 3. 性能等級材料稱呼和廠商辨識印記 A2 A4 S 是指螺帽對邊寬度 溝槽印記(僅適用於A2和A4鋼種)備註 左螺紋的印記參閱 ISO 898-2. 圖6 - 不銹鋼螺帽的印記 l 化學成份：不銹鋼緊固件適當的化學成份依據表7之規定。除非採購者與製造商已取 得協議，製造者對鋼種化學成份的最後選擇應在規定範圍內。表7 不銹鋼種類 - 化學成份鋼種等級化學成份 % (m/m)1備註CSiMnPSCrMoNiCu沃斯田鐵A10.121.006.500.200.150.3516190.705101.752.252,3,4A20.101.002.000.050.0315208194.007,8A30.081.002.000.0450.0317199121.009A40.081.002.000.0450.031618.52310151.008,10A50.081.002.000.0450.031618.52310.5141.009,10麻田散鐵C10.090.151.001.000.050.0311.514-1.00-10C30.170.251.001.000.040.031618-1.52.5-C40.080.151.001.500.060.150.3512140.601.00-2,10肥粒鐵F10.121.001.000.040.031518註61.00-11,12表8 沃斯田鐵不銹鋼螺帽的機械性質鋼種等級性能級數螺紋直徑範圍dmm保証荷重 Sp minN/mm2型態1螺帽(m0.8d)薄螺帽(0.5dm0.8d)型態1螺帽(m0.8d)薄螺帽(0.5dm0.8d)沃斯田鐵A1，A2A3，A4A550025M3950025070035M24170035080040M241800400表9 麻田散鐵和肥粒鐵不銹鋼螺帽的機械性質 鋼種等級性能級數保証荷重Sp Min N/mm2硬度型態1螺帽(m0.8d)薄螺帽(0.5dm0.8d)型態1螺帽(m0.8d)薄螺帽(0.5dm0.8d)HBHRCHV麻田散鐵C150025500250147209-15522070-700-2093142034220330110105511100550-3645350440C3800408004002283232135240340C450-500-147209-155220700357003502093142034220330肥粒鐵F1245020450200128209-13522060030600300171271-1802853.3 英制碳鋼螺帽的強度及等級標示：英制碳鋼螺帽的強度等級依SAE J995之規定可分成三種級數，分別標示為2、5、8級。2級不需熱處理，5級須視情況而定來決定熱處理與否，8級必需熱處理。螺帽材料的化學成份要求如表10所示。若依ASTM A563之規定可分成O、A、B、C、C3、D、DH、DH3 等8種等級，其中A級相當於J995的2級(90,000Psi)、B級相當於5級(120,000Psi)、D級相當於8級(150,000Psi)、DH級相當於ASTM A194 2H級(175,000Psi)。C3及DH3具有耐候性及抗大氣腐蝕性。表10 SAE J995螺帽化學成份要求(1)螺帽級數C maxMn minP maxS max20.47-0.12(2)0.15(3)50.550.300.050.15(3)80.550.300.040.05註 : 1. 所有值是以鋼液分析( 重量百分比法 )及依SAE J409規定之標準程序實施.2. 重硫化或重磷化材料不可因分析硫含量而拒收.3. 經買賣雙方同意, 硫含量可為0.23 max.l 機械性能要求：依標準製造之螺帽其機械性能應符合表11所列之螺帽級數、尺寸及螺紋系列之規定。本表之特色在於依照螺帽的厚度、粗細螺紋及規格來區分其荷重強度，例如一般5級粗牙之保證強度要求為120 000 psi，但Jam(薄型)螺帽僅需要72000 psi (60%)就可達到要求，而Thick(厚型)螺帽則需要133000psi (110%)才能合乎規定。表11 SAE J995螺帽(1)的保證荷重要求螺帽等級258螺帽尺寸1/4 1-1/21/4 - 11/4 - 1超過1 1 -1/2超過1 1 -1/21/4 1-1/21/4 1-1/2螺紋系列UNC與 8NUUNC與 8NUUNF, 12UN以及更細UNC與 8NUUNF, 12UN以及更細UNC與 8NUUNF, 12UN以及更細螺帽種類保證荷重應力,psi(1)保證荷重應力,psi(1)保證荷重應力,psi(1)保證荷重應力,psi(1)保證荷重應力,psi(1)保證荷重應力,psi(1)保證荷重應力,psi(1)Hex-120 000109 000105 00094 000150 000150 000Hex Flange-120 000109 000105 00094 000150 000150 000Hex Jam(3)-72 00065 00063 00057 00090 00090 000Heavy Hex Jam(3)-72 00065 00063 00057 00090 00090 000Hex Slotted(3)-96 00087 00084 00075 000120 000120 000Heavy Hex(3)-133 000120 000116 000105 000165 000150 000Hex Thick (3)-133 000120 000116 000105 000165 000150 000Heavy Hex Slotted(3)-105 00096 00092 00084 000132 000120 000Hex Thick Slotted(3)-105 00096 00092 00084 000132 000120 000Square(2)90 000-註 : 1. 以磅重為單位之螺帽保證荷重係由上述保證荷重應力(psi，lb/in2)乘上應力面積(in2)。2. Grade 2一般只適用於四角螺帽，且四角螺帽通常只有Grade 2。3. 六角薄螺帽、重六角薄螺帽、六角溝槽、重六角螺帽、六角厚螺帽、重六角溝槽以及六角厚溝槽螺帽的保證荷重應力值是基於六角螺帽的要求。每一個值是由產品的最小厚度比率而導出，此比率包含了六角或四角機械螺絲螺帽以及相同尺寸的六角螺帽(參閱ASME B18.2.2 與ASME B18.6.3)之最小厚度，之後再調整以補償對邊、溝槽寬度與深度、以及導角深度的差異。l 硬度 : 螺帽硬度應不超過表12之規定值。表12 SAE J995英制螺帽硬度要求螺帽級數螺帽公稱尺寸硬度21/4到 1-1/232 HRC Max.51/4到 1-1/232 HRC Max.81/4到 5/824 - 32 HRC超過5/8到126 - 34 HRC超過1到1-1/226 - 36 HRCl 印記：2級螺帽除非購買者指定，否則不需打上級數或廠商印記。 5和8級六角與六角輪緣螺帽，尺寸由1/4” 到 1-1/2” 應依規定打上級數與廠商印記。 5和8級六角薄形、重六角薄形、六角溝槽、重六角溝槽、六角厚溝槽、六角厚型以及重六角螺帽除非購買者指定，否則不需打上級數或廠商印記。 凸出印記應不超過螺帽之高度或對邊寬度.級數及廠商印記之面積佔頂面之面積不可超過10%，如果是雙倒角之螺帽，則僅有一面可視為頂面，3種型式之等級印記均可接受。 A型適用於所有種類與尺寸的螺帽，印記應為凹陷於螺帽的頂面位於大約螺帽孔徑到對邊之中央位置，或者供應商可選擇六角輪緣螺帽之印記可凸出或凹陷於輪緣上方，且應包含：2級螺帽為一條弧線，5級螺帽為兩條弧線呈120o分開，8級螺帽為兩條弧線呈60o分開。 B型適用於六角螺帽5/8”及以上之螺帽，但只有在經由購買者同意時，較小尺寸與其他種類之螺帽才可打上B型印記。B型級數印記可凸出或凹陷於螺帽頂面倒角上，且應包含： 2級螺帽為在任一角之一條弧線，5級螺帽為在每隔一角之一條弧線呈120o分開，8級螺帽為在每一角之一條弧線呈60o 分開。 C型則僅適用於自六角棒鋼車製而成之螺帽。C型級數印記包含了在螺帽對角上作V型刻痕，5級螺帽每個角上都有一V型刻痕，8級螺帽在每個角上則有兩個V型刻痕。SAE J995 1999圖7 印記參考圖表13 ASTM A563 O、A、B、C、D、DH 級螺帽化學成份表螺帽級數分 析成 份 %碳錳 min磷 max硫 maxO、A、B、C原料0.5