螺钉的性能与等级划分国际标准
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1).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。
2).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,其余为普通螺栓。
3).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。
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。
螺栓是用"X.Y"的格式表示其强度,X*100=此螺栓的抗拉强度,X*100*(Y/10)=此螺栓的屈服强度
强度等级所谓8.8级和10.9级是指螺栓的抗剪切应力等级为8.8GPa和10.9Gpa,8.8的公称抗拉强度800N/MM^2 公称屈服强度640N/MM^2
例:
1).性能等级4.6级的螺栓,其含义是:该螺栓的材质公称抗拉强度达400MPa级别,螺栓材质的屈强比值为0.6,该螺栓材质的公称屈服强度达400×0.6=240MPa
2).性能等级10.9级高强度螺栓,其含义是:该螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa级别;螺栓材质的屈强比值为0.9,该螺栓材质的公称屈服强度达1000×0.9=900MPa
不锈钢螺栓通常标为A4-70,A2-70的样子,涵义另有解释,见后文,螺钉的材料。
尺寸度量
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、中国,日本及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),在美国、英国及其原殖民地国家使用较多。
1).公制计量:(10进制)
1m =100 cm=1000 mm
2).英制计量:(8进制)
1英寸=8英分 1英寸=25.4 mm 3/8¢¢×25.4 =9.52
3).1/4¢¢以下的产品用来表示其称呼径,如:4#, 5#, 6#, 7#, 8#, 10#, 12#
螺栓表面的螺纹及其分类
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:
1).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。
2).传动螺纹:牙形有梯形、矩形、锯形及三角形等。
3).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。
螺纹配合等级:
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。
对统一英制螺纹,外螺纹有三种螺纹等级:1A、2A和3A级,内螺纹对应也有三种等级:1B、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。等级数目越大公差越小。
具体应用如下:
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。
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。
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。
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%。
对统一的公制螺纹,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。
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。
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。
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6
H/6g的配合。
螺钉的材料
目前的标准件主要有碳钢、不锈钢、铜三种材料。
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。
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。)
2).中碳钢0.25%<C%≤0.45% 国内通常称为35号、45号钢,国外基本称为1035,CH38F,1039,40ACR等。主要用于8级螺母、8.8级螺栓及8.8级内六角产品。
3).高碳钢C%>0.45%。目前市场上基本没使用
4).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。
不锈钢
性能等级:45,50,60,70,80
奥氏体(18%Cr、8%Ni)耐热性好,耐腐蚀性好,可焊性好,主要是A1,A2,A4。
马氏体(13%C)r耐腐蚀性较差,强度高,耐磨性好,主要是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。目前市场上材料主要是日本产品。按级别主要分SUS302、SUS304、SUS316。
铜
常用材料为黄铜…锌铜合金。主要用H62、H65、H68铜做标准件。
碳钢产品所使用的材料例:
种类 可选用的材质
4.8级六角螺栓 1008K 1010 1015K
6.8级六角螺栓 1032 1035 1040 CH38F 1039
8.8级六角螺栓 1035ACR(M10以下)1040ACR(M12以上)CH38F 1045ACR 1039 10B21 10B33 10B38
8.8级内六角螺栓 CH38F 1039 10B21(M10-M12)10B33(M14)10B38(M12-M24)10B21
10.9级六角螺栓 1045ACR 10B38
8级螺帽 1015(M<16) CH38F (M≥16)
10级螺帽 CH38F 1039 10B21 10B33
12级螺帽 1039 10B21 10B33 10B38
六角缘凸螺栓 CH38F 1039 10B21 10B33 10B38
六角木螺丝 1008K 1010
自攻钉、墙板钉、钻尾钉、夹板钉 1018 1022 CH22A
机螺钉、家俱螺丝 1008 1010
材料中各类元素对钢的性质的影响:
1、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。
2、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。
3、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。
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。
5、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。
6、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。
7、矾(V):细化奥氏体晶粒,改善韧性。
316钢和304钢的区别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。
关于不锈钢材质之特性简介(304M、316、304HC)
1).三种材质均为300系列的奥氏体不锈钢,其化学成分如下:
名称 C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu
304M ≤0.06 ≤1.0 ≤2.0 ≤0.045 ≤0.03 8.91-10.0 18.0-20.0 0 0
316 ≤0.03-0.06 ≤1.0 ≤2.0 ≤0.045 ≤0.03 10.0-14.0 16.0-18.0 2.0-3.0 0
304HC ≤0.08 ≤1.0 ≤2.0 ≤0.045 ≤0.03 8.0-10.5 17.0-19.0 0 1.0-3.0
2).主要化学成分与不锈钢性能之关系。
1、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
2、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
3、镍Ni 可增加高温强度、耐蚀性,降低冷加工硬化之速率
4、钼Mo增加强度,对氧化物和海水的耐蚀性优良
5、铜Cu利于冷加工成型,降低磁性
3).材质之其它性能
1、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。
2、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)
4).注意事项
1、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316<304HC<304M。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。
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