ISO 898-2丨GB/T 3098.2-2005 緊固件的機(jī)械性能 螺母

話題     ISO 898-2       GB/T 3098.2    

標(biāo)準(zhǔn)適用范圍

ISO 898-2和GB/T 3098.2中規(guī)定了在環(huán)境溫度為10℃~35℃條件下進(jìn)行試驗時，由碳鋼或合金鋼制造的粗牙螺紋和細(xì)牙螺紋的螺母機(jī)械和物理性能。
注：按本部分生產(chǎn)的螺母適用的使用溫度為-50℃~+150℃。
這里說明測試溫度和使用溫度為兩個獨立的溫度，無實際關(guān)聯(lián)，需區(qū)分開來。

性能等級標(biāo)記與搭配

螺母根據(jù)其高度可分為薄型螺母（0型），標(biāo)準(zhǔn)螺母（1型）和高螺母（2型）。
1型和2型的螺母性能等級的代號由數(shù)字組成，它相當(dāng)于可與其搭配的使用螺栓、螺釘或螺柱的最高性能等級標(biāo)記中左邊的數(shù)字。
0型螺母由兩位數(shù)字組成：第一位數(shù)字為“0”，比同種規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)螺母和高螺母降低了承載能力。因此，當(dāng)超載時，可能會發(fā)生螺紋脫扣。

螺母型式的性能等級對應(yīng)的公稱直徑范圍見下圖：

標(biāo)準(zhǔn)螺母（1型）和高螺母（2型）應(yīng)按表2與外螺紋緊固件搭配使用，較高性能等級的螺母可以替代低性能等級的螺母。
薄螺母（0型）較標(biāo)準(zhǔn)螺母或高螺母降低了承載能力，故不應(yīng)設(shè)計使用于抗脫扣的場合。
薄螺母作為鎖緊螺母使用時，應(yīng)與一個標(biāo)準(zhǔn)螺母或者高螺母一同使用。安裝時，應(yīng)先將薄螺母擰緊到裝配零件上，然后再將標(biāo)準(zhǔn)螺母或高螺母擰緊到薄螺母上。

機(jī)械性能

1.1 保證載荷試驗
本試驗適用于公稱直徑為：M5≤D≤M39的所有性能等級的螺母。
保證載荷試驗主要有兩部分：
(1) 借助試驗芯棒實施規(guī)定的保證載荷。
(2) 檢查有無因保證載荷造成的螺母螺紋損傷。

1.1.1 試驗程序
將尺寸檢驗合格的螺母試件裝在試驗芯棒上，實施軸向拉力試驗或壓縮試驗。試驗機(jī)夾頭的分離速率，不應(yīng)超過3mm/min。施加并保持保證載荷15s，然后卸載將螺母旋出。

1.1.2 技術(shù)要求
螺母應(yīng)能承受規(guī)定的保證載荷，而無螺紋脫扣或螺母斷裂。
螺母經(jīng)保證載荷試驗后，應(yīng)能用手選出，或借助扳手松開螺母，但不得超過半扣。

1.2 硬度試驗
本試驗適用于所有規(guī)格的所有性能等級的螺母。
本試驗可分別依據(jù)GB/T 4340.1 ,GB/T 231.1 ,GB/T 230.1進(jìn)行測定維氏、布氏和洛氏硬度。

1.2.1 試驗程序
維氏硬度試驗用最小載荷為98N。
布氏硬度的試驗載荷等于30D2,單位為N。

■ 在表面測定硬度
常規(guī)檢查，去除表面鍍層或涂層，并對試件適當(dāng)處理后，在螺母的一個支撐面上實施硬度試驗。
取間隔為120°的三點硬度平均值作為螺母的硬度值。
■ 在縱截面測定硬度
應(yīng)在通過螺母軸心線的縱向截面上，實施硬度試驗。在大約1/2高度，并盡量靠近螺紋大徑處測定硬度。

1.2.2 技術(shù)要求
■ 淬火并回火的螺母
經(jīng)過規(guī)定測得的硬度，如有爭議：
(1) 在表面測定硬度，試驗載荷為98N（HV10）的維氏硬度試驗室仲裁實驗方法，其硬度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定；
(2) 在芯部測定硬度，維氏硬度試驗是仲裁實驗方法，，其硬度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。
■ 不淬火并回火的螺母
對不淬火并回火的螺母，不應(yīng)超過標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的最高硬度。如有爭議，維氏硬度試驗是仲裁方法。如果達(dá)不到最低的硬度要求，但可以達(dá)到規(guī)定的保證載荷，這種情況下，不應(yīng)拒收。

標(biāo)志標(biāo)識

1.1制造者識別標(biāo)志
在生產(chǎn)過程中，應(yīng)在標(biāo)志性能等級代號的所有螺母上標(biāo)志制造者識別標(biāo)志。，也推薦在不標(biāo)志性能等級的螺母上標(biāo)志制造者識別標(biāo)志。
螺母銷售者使用自己的識別標(biāo)志，也應(yīng)是為制造者識別標(biāo)識。

1.2 識別標(biāo)志
1.2.1 六角螺母
六角螺母應(yīng)按規(guī)定標(biāo)志制造者識別標(biāo)志和性能等級標(biāo)志代號，對所有性能等級的螺母產(chǎn)品，均要求制出標(biāo)志。
在支撐面或側(cè)面用凹字，或在倒角面用凸字標(biāo)志。凸字標(biāo)志不用超過螺母支撐面。

對法蘭面螺母，因生產(chǎn)工藝不允許在螺母頂面制出標(biāo)志，應(yīng)在法蘭上標(biāo)志。

1.2.2 其他型式螺母
六角螺母標(biāo)志制度也適用于其他型式的螺母。

1.3 左旋螺紋的標(biāo)志
左旋螺紋的螺母按圖規(guī)定，在螺母一個支撐面上用凹字標(biāo)志。 

可任選的左旋螺紋標(biāo)志也適用于六角螺母。

 圖  可任選的左旋螺紋標(biāo)志

1.4 包裝標(biāo)志
所有型式、所有規(guī)格的螺母的所有包裝，均應(yīng)有標(biāo)志（含栓標(biāo)簽）。標(biāo)志應(yīng)包括制造者和/或經(jīng)銷者識別標(biāo)志和規(guī)定的性能等級標(biāo)志代號，以及按GB/T 90.3規(guī)定的制造批號。

螺母設(shè)計準(zhǔn)則

一個螺栓連接副/接頭主要由兩個工件組成，并由一個外螺紋零件（螺栓、螺釘或螺柱）連接在一起。外螺紋零件在一邊，而帶內(nèi)螺紋的零件或螺母在另一邊。
一個優(yōu)化的螺栓連接副/接頭，應(yīng)由符合GB/T 3098.1規(guī)定性能等級的螺栓、螺釘或螺柱，與符合本部分規(guī)定的與其搭配使用的性能等級的標(biāo)準(zhǔn)螺母或高螺母裝配組成。該螺栓連接副/接頭能充分發(fā)揮螺栓的強(qiáng)度性能，并可提供一個最大的預(yù)緊力。在超擰的情況下，斷裂發(fā)生在螺栓承受載荷的螺紋部分。這樣，可以對發(fā)生擰緊失效提出明顯的警示。
在拉力載荷下，螺栓-螺母連接副的失效形式相當(dāng)于下列三種載荷的最小值：
a）    螺母的螺紋脫扣載荷；
b）    螺栓、螺釘或螺柱的螺紋脫扣載荷；
c）    螺栓、螺釘或螺柱的斷裂載荷（在超過載荷擰緊的情況下，螺栓-螺母連接副中，螺栓斷裂是預(yù)期的失效形式）。
這三種載荷主要取決于：
——螺母的硬度、高度、完整螺紋的有效長度、直徑、螺距和螺紋公差等級。
——螺栓的硬度、直徑、螺距和螺紋公差等級。
此外，這三種載荷是相互關(guān)聯(lián)/作用的。例如，提高螺栓的硬度，可能增加螺母螺紋脫扣的風(fēng)險。而且硬度也決定了螺母的韌性，是影響螺母脫扣載荷的最重要的機(jī)械性能，因此，每個性能等級都規(guī)定了螺母的韌性上限值。
對不同脫扣載荷的計算分析依據(jù)，Alexander發(fā)表的《螺紋連接副的分析與設(shè)計》中已對不同的脫扣載荷計算結(jié)果進(jìn)行了分析。大量試點試驗的實踐結(jié)果已證實了亞歷山大-理論（Alexander‘s theory），實際研究（包括基于有限元法的計算）也證實了亞歷山大的理論。
由螺母高度命名的三種螺母型式，為制造者提供了對某些性能等級選擇工藝的機(jī)遇。即可以選用較少的材料和淬火并回火工藝，或者用較多的材料，而無需增加熱處理工藝，都可以達(dá)到技術(shù)要求。