螺帽之机械性质及材料

螺帽之机械性质及材料螺帽之机械性质及材料 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 FlangeNuts 六角高強度螺帽 Hexagon High Strength Nuts 四角螺帽 Square HeadNuts 尼龍螺帽 Nylon Nuts 袋帽螺帽 Domed Nuts 組合華司螺帽 Assemble WasherNuts 城堡溝槽螺帽 Hexagon SlottedCastle Nuts 輪胎螺帽 Wheel Nuts 焊接螺帽 Weld Nuts 連接螺帽 Coupling Nuts 等等 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 J 995 ASTM A 563 A194 不鏽鋼螺帽的機械性質參閱ASTM F 594 A194 Heavy 公制碳鋼螺帽的機械性質參閱ISO898 2 898 6 DIN267 4不鏽鋼螺帽的機械性質參閱ISO3506 2等相關規定 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 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 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 尼龍防鬆螺帽 在螺帽頂面上裝入尼龍圈 Insert NylonRing 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 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IFI100 107但大都為客戶規格 公制有DIN980等 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 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 WasherNuts另一為Conical WasherNuts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 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 袋帽螺帽 在螺帽上一體成型圓頂蓋子 參考DIN1587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 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 DIN 928 929 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 S AE ISO IFI DIN JIS等 至於機械性能的測試方法可參考ASTM F 606 DIN 267 ISO 898 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 perSquare 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 1Ksi約等於6 89Mpa 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 1Kgf約等於9 806N或2 2046Pound 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 1lb ft 12lb in 公制單位則是使用N m 牛頓 米 或Kg cm 公斤 公分 1N m約等於10 2Kg 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IFI100 107 ISO 2320 DIN267 15 以保證其在5次 IFI100 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 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1 50Kgf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 維克氏硬度參閱ASTM E 92 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1Kgf 50Kgf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1gf 1000gf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1gf 1000gf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HK 0 3 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 1in2 25 4mm 25 4mm 645 16mm2 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 4 d2 d3 2 2式中d2為螺紋基本有效徑 D 0 64951P d3為螺紋小徑 d1 H 6d1為螺紋基本小徑H為螺紋功能性三角高度 0 866025P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i n2公制螺絲 帽 螺紋面積mm2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 01015M3 0 55 03M8 139 2 8 320 0140 8 360 01474M3 5 0 66 78M10 164 5 10 240 0175 10 320 0200M4 0 78 78M10 1 2561 2 12 240 0242 12 280 0258M5 0 814 2M12 1 2592 11 4 200 03181 4 280 0364M6 1 020 1M12 1 588 15 16 180 05245 16 240 0580M7 1 028 9M14 1 51253 8 160 07753 8 240 0878M8 1 2536 6M16 1 51677 16 140 10637 16 200 1187M10 1 558M18 1 52161 2 130 14191 2 200 1599M12 1 7584 3M20 1 52729 16 120 1829 16 180 203M14 2 0115M22 1 53335 8 110 2265 8 180 256M16 2 0157M24 23843 4 100 3343 4 160 373M18 2 5192M27 24967 8 90 4627 8 140 509M20 2 5245M30 26211 80 6061 120 663M22 2 5303M33 27611 1 8 70 7631 14UNS0 679M24 3 0353M36 38651 1 4 70 9691 1 8 120 856M27 3 0459M39 310303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 J 995 ASTM A 563 ISO898 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 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 ISO898 2 螺帽級數配合 的螺栓螺帽1型2型等級螺紋範圍 M16 M16 M39 M39螺紋範圍43 6 4 6 4 83 6 4 6 4 85 6 5 86 8 M16 5 M39 6 M39 88 8 M39 M39 M16 M39 M16 M39910129 810 912 9 M16 M39 M39 M39 M16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 公稱高度大於等於0 5D 0 8D之薄型螺帽 有效螺紋 高大於等於0 4D但小於0 6D之螺帽 公稱高度大於等於0 5D但小於0 8D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 保証荷重下公稱應力N mm20440005500表4公制螺帽的化學成份限制 級數C max4 5 6 0 508 9040 5810050 5812 0 581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 螺帽級數保証荷重下實際應力N mm2380500化學成份限制 檢查分析 Mn min 0 250 300 45P max0 0600 0600 0480 048S max0 1500 1500 0580 05811222表5公制螺帽的機械性質 ISO898 2 05保証荷重Sp等級044公稱徑保証荷重Sp微克氏硬度HV螺帽微克氏硬 度HV螺帽保証荷重Sp微克氏硬度HV螺帽大於小於或等於Mpa minmax state型式Mpaminmaxstate型式Mpamin max state型式 M4M4M7M7M10M10M16M16M39等級380188302NQT1薄型500272353QT2薄 型 510117302NQT181536公稱徑保証荷重Sp微克氏硬度HV螺帽保証荷重S p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Mp a minmax state型式Mpaminmaxstate型式Mpamin Maxstate型式 M4520M4M7580M7M10590M10M16610M16M39630146等級130302NQT11600 6706807007xx0302NQT11800855870880920180302NQT11xx70233353QT 21089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Mpa Minmax state型式Mpaminmaxstate型式Mpamin Maxstatestyle M4M4M7M7M10M10M16M16M39890180302NQT12920等級保証荷重Sp小於 或等於 M41140M4M71140M7M101140M10M161170M16M39 NQT 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 900915940950170302NQT1210401040104010501060272353QT2118812 保証荷重Sp公稱徑微克氏硬度HV螺帽微克氏硬度HV螺帽大於Mpa Minmaxstate型式Mpaminmaxstate型式295353QT211150115011601190 272353QT22 1200最小硬度而拒收 表6保証荷重值 粗螺紋螺紋螺紋牙數mm mm2應力面積AS0405456891012保証荷重 AsxSp N1型 1型26003550455082501型30004050525095001型400054007000121402 型 130001480016xx6300 18400209002290023100 26400301003290033200 34400381004170042500 54500603006610067300 801008850098600100302型1型1型45005xx70061007050770079009150 10000101002型58007800M3M3 50 66 7825803400M40 78 7833404400 M50 814 254007100M6120 1764010000 117001350017200M7128 91100014500 168001940024700M81 2536 61390018300 216002490031800M101 5582200029000 34xx940050500M121 7584 33200042200 5140059000742000 55 03191025000M1421154370057500 70 xx0500101200 109300120800164900203500259700321xx74xx86500594700735600866 0001035000 1171000134600183700 23040136900186800M1621575970078500 95800109900138xx7660022540027880032480042230051610063850075 1600897900 149200M182 5192730009600097900121000138xx76400218xx54xx3050 0403900499700588xx02700170900218100269700314xx0850049930061 77007271008686001766002254002788003248004223005161006385007 516008979000M202 524593100122500125000154500180000234100286 100353900416700497800154400190900222400289xx53400437xx14700 614900 294000M222 530311510015150017650022950028050034700040850048 8000 363600M243353134100 423600M273459174400 550800M303 5561213200 673200M333 5694263700 832800M364817310500 980400M394976370900 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 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700N mm2 700MPa 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700N mm2 700M Pa 以上 3 A2 035表示沃斯田鐵鋼 冷鍛 保証荷重強度最小350N mm2 350MPa 以 上 薄螺帽 鋼種1沃斯田鐵麻田散鐵肥粒鐵鋼的等級型態1A1A2A3A4A5C1C4C3F1 螺帽等級薄螺帽025507080507011050708045600350550350400 xx0025 035025030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 0 3 可以在印記上加上L字樣 例如A4L 80 印記螺帽公稱尺寸d 5mm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A2A4S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ISO898 2 圖6 不銹鋼螺帽的印記 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 1S備註C0 121 006 500 200 15 0 3516 190 101 002 000 050 081 002 000 0450 081 002 000 045S i MnP CrMo0 70Ni5 101 75 2 252 3 48 194 009 121 0010 151 0010 5 1 41 00 1 5 2 50 601 00Cu沃斯田鐵A1A2A3A40 030 030 0316 18 52 315 x x 197 898 10A50 081 002 000 0450 0316 18 52 31 009 10麻田散 鐵C10 09 0 151 001 000 05C30 17 0 251 001 000 04C40 08 0 15 1 001 500 060 15 0 3512 140 0311 5 140 03 102 1016 18 肥粒鐵F10 121 001 000 040 0315 18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d mm保証荷重Sp minN mm2型態1螺帽 m 0 8d 薄螺帽 0 5d m 0 8d 型態1螺帽 m 0 8d 薄螺帽 0 5d m 0 8d 沃斯田鐵A1 A2A3 A4A550025 M3 9 M241 M2415002507003570035080040800400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 MinN mm2硬度型態1螺帽 m 0 8d 薄螺帽 0 5d m 0 8d 型態1螺 帽 m 0 8d 薄螺帽 0 5d m 0 8d HB HRCHV麻田散鐵C150025500250147 209 155 220701101 0551700 209 31420 34220 3301100550 36 45350 440C380040800400228 32321 35240 340C450 500 147 209 155 22070035700350209 31420 34220 330肥粒鐵F1245020450 xx28 209 135 22060030600300171 271 180 2853 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 C 3 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 A1942H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 max0 470 550 55Mn min 0 300 30P max0 12 2 0 050 04S max0 15 3 0 15 3 0 05258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 23max 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120000psi 但Jam 薄型 螺 帽僅需要72000psi 60 就可達到要求 而Thick 厚型 螺帽則需要1 33000psi 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8NU UNC與8NU UNF 12UN以及更細UNC與8NU UNF 12UN以及更細UNC與8NU UNF 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 HexFlange HexJam 3 Heavy HexJam 3 Hex Slotted 3 Heavy Hex 3 Hex Thick 3 Heavy HexSlotted 3 Hex ThickSlotted 3 Square 2 12000010900012000010900072000105000105000630009400015000015 00009400015000015000057000900006500090000 720006500063000570009000090000 96000870008400075000120000120000 13300012000013300012000011600011600010500010500016500015000 0165000150000 105000960009200084000132000120000 10500096000920008400013200012000090000 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 Grade2一般只適用於四角螺帽 且四角螺帽通常只有Grade2 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 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 232HRC Max 51 4到1 1 232HRC Max 81 4到5 824 32HRC超過5 8到126 34HRC超過1到1 1 226 36HRC 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 A563O A B C D DH級螺帽化學成份表螺帽級數分析成份 碳錳m in磷max硫max O A B C原料0 55max 0 1200 15A產品0 58max 0 13B D C原料0 55max0 300 0400 050產品0 58max0 270 0480 058DH C原料0 20 0 550 600 0400 050產品0 18 0 580 570 0480 058A 0 A和B級螺帽如買賣雙方同意的話 硫含量可為0 23max B 只適用於俾思麥酸性法冶煉鋼 C D DH螺帽硫含量可為0 05 0 15 但此時錳含量最低為1 35 表14 ASTM A563C B 可以含鎳或鉬 表15 ASTM A563機械性能要求 螺紋系列UNC 8UN 6UN及粗牙螺紋螺帽級數公 稱徑類型保證荷重應力KSI A硬度無鍍鋅螺帽B699069901xx51351501501001331161441441501751 75鋅披覆螺帽5268526890791351501507510087144144150150150B勃 氏硬度HB min洛氏硬度HR minmax maxO1 4 1 1 2A1 4 1 1 2O1 4 1 1 2A1 4 1 1 2B1 4 1B D DH DH3A B B CC3D DH DH3四角1031161031161211211592482481161211211431431592482483 02302302302302302352352352302302302352352352352352B55B68B55 B68B69B69B84C24C24B68B69B69B78B78B84C24C24C32C32C32C32C32C3 2C38C38C38C32C32C32C38C38C38C38C38六角1 1 8 1 1 2C1 4 1 1 2C1 4 1 1 21 4 11 4 41 4 11 1 8 1 1 2重型六角C1 4 41 4 41 4 4C D1 4 41 4 4A1 4 1 1 2B1 4 1B1 4 1 1 2DDH六角厚型100133116150175751008715017511612112115924830 2302302352352B68B69B69B84C24C32C32C32C38C38C1 4 1 1 2D1 4 1 1 2螺紋系列 UNF 12UN及細牙螺紋螺帽65498060109829470135135 1501509068120901057915015017515090681209010579150150175175O 1 4 1 1 2A1 4 1 1 2B1 4 1B D C1 4 1 1 2DH C1 4 1 1 2A BBDC DHD1 4 4A1 4 1 1 2BB1 4 1 1 2DC1 4 1 1 2DHD1 4 1 1 2六角1031161211211592481161211211592481161211211592483023 02302302352352302302302352352302302302352352B55B68B69B69B84 C24B68B69B69B84C24B68B69B69B84C24C32C32C32C38C38C38C32C32C3 2C38C38C32C32C32C38C381 1 8 1 1 21 4 41 4 11 1 8 1 1 2重型六角1 4 4六角厚型1 4 1A 螺帽保證荷重之計算 係以上述之保證荷重應力乘上螺紋抗拉應 力面積 B 本色 無鍍鋅 螺帽係用於本色或鍍層未達一定厚度足以影響螺帽 應加大攻牙之陽螺紋扣件組合之用 鋅披覆螺帽係用於熱浸鋅 機械 鍍鋅或鍍層已達一定厚度足以影響螺帽應加大攻牙之陽螺紋扣件組 合之用 C 螺帽若依A194 A194M2 2H級規定製造 則這些螺帽打上本 規範C D級之印記是可以的 因為其級數相當 當使用A194鋅披覆之英 制螺帽 則其鍍鋅法 加大攻牙 潤滑及旋轉能力測試應依本規範規定 D 螺帽若依A194 A194M2H級規定製造 則這些螺帽打上本規範DH級 之印記是可以的 因為其級數相當 當使用A194鋅披覆之英制螺帽 則 其鍍鋅法 加大攻牙 潤滑及旋轉能力測試應依本規範規定 3 4英制 不鏽鋼螺帽機械性質要求英制不鏽鋼螺帽機械性質參照ASTM F594的規定 F594將不鏽鋼分成七種鋼群 再依不鏽鋼分成七種製造狀況 分別 去定義其機械特性要求 這七種製造狀況的說明如下A 以退火或固溶化退火之材料車製以保 持原材料之強度等級 或熱作並固溶化退火 AF 螺紋滾製後再予退火 AH 固溶化退火 成型後時效硬化 CW 以退火之材料在常溫製造 0 75 含 以上者可以熱作 H 硬化及回火溫度1050OF 565OC 以上 HT 硬化及回火溫度525OF 274OC 以上 SH 自加工硬化後之材料車製 表16 ASTM F594不鏽鋼機械性能要求組別製造狀況B強度印記尺寸保證荷重Ksi min洛氏硬度沃斯田鐵系不鏽鋼F594A1 4 1 1 2F594B1 4 1 1 2F594C1 4 5 8F594D3 4 1 1 2F594A1 4 5 8F594B F594C1 1 8 1 1 4F594D1 3 8 1 1 2F594E1 4 1 1 2F594F1 4 1 1 2F594G1 4 5 8F594H3 4 1 1 2F594E1 4 5 8F594F F594G1 1 8 1 1 4F594H1 3 8 1 1 2F594J1 4 1 1 21 303 304 304L 305 384XM 1 XM7303Se AF A CW1CW2SH1SH2SH3SH4AF A CW1CW2SH1SH2SH3SH4AF7075100851xx0100857075100851xx01008570B 85max B65 B95B95 C32B80 C32C24 C36C20 C32B95 C30B90 C28B85max B65 B95B95 C32B80 C32C24 C36C20 C32B95 C30B90 C28B85max3 4 12 316 316L 3 4 13 321 347 ACW1CW2SH1SH2SH3SH4F594K F594L F594M F594J F594K F594L F594M1 4 1 1 21 4 5 83 4 1 1 21 4 5 83 4 11 1 8 1 1 41 3 8 1 1 275100851xx010085B65 B95B95 C32B80 C32C24 C3