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:: J8 ], k R w. E3 t
1、螺栓材质公称抗拉强度达400MPa级;
1 c& M( f' p" ^& Y7 V; U( t2、螺栓材质的屈强比值为0.6;
6 o# f8 F7 x2 }3、螺栓材质的公称屈服强度达400×0.6=240MPa
& ^# B; L7 K' `2 G5 j @/ x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:
$ D2 f1 O4 G6 j: c1、螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa级;
5 n6 S9 l6 l7 c. u; ?2、螺栓材质的屈强比值为0.9;0 n9 a6 G0 m( W" o% `( ~6 w: v
3、螺栓材质的公称屈服强度达1000×0.9=900MPa级2 B" z( c; F2 u' s4 f c# `4 } K
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。
+ w6 O* M3 B/ H e强度等级所谓8.8级和10.9级! C& p9 z' Y7 T% S8 e3 r; A
是指螺栓的抗剪切应力等级为8.8GPa和10.9Gpa - O, o# ~" j; j1 v* c: W
8.8 公称抗拉强度800N/MM2 公称屈服强度640N/MM2 ! @4 j7 w4 q2 X$ A. G, x, J
一般的螺栓是用"X.Y"表示强度的, & G# g; L, D0 |8 c3 I% N
X*100=此螺栓的抗拉强度, , e5 V# }7 c: X( @# s0 X
X*100*(Y/10)=此螺栓的屈服强度 U& M* M4 c0 l8 v3 Q- b1 N" H
(因为按标识规定:屈服强度/抗拉强度=Y/10)
/ a/ G$ g$ d. U===============
. U$ Y7 \) j; {* S) E! X d如4.8级 & o& u% f7 Q4 c6 N& p
则此螺栓的 . T' |4 J! G3 @6 `
抗拉强度为:400MPa ) d5 l8 l' O* x9 @. m) v+ ~
屈服强度为:400*8/10=320MPa
/ `# Y/ p& M8 D0 L. C=================
/ h+ P) d/ H! \1 G另:不锈钢螺栓通常标为A4-70,A2-70的样子,意义另有解释9 u3 R- g7 `2 w" L. f) x# Q
度量
# }+ s2 y! W1 u& o1 b. u 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。
( }9 ]; h0 l# Z8 ^) d- O( ~. P 1、公制计量:(10进制)/ b3 I+ u- Z# |/ d- X' n* N
1m =100 cm=1000 mm
$ F8 V/ w N7 B$ {. x [# F9 } 2、英制计量:(8进制)
2 r& p5 r! o6 ^5 ] 1英寸=8英分 1英寸=25.4 mm 3/8¢¢×25.4 =9.52
$ v, q$ g) a/ c5 K' O 3、1/4¢¢以下的产品用番号来表示其称呼径,如:/ V. o$ a- z& V D
4#, 5#, 6#, 7#, 8#, 10#, 12#2 T. ^ C% o8 m% g1 N7 r7 k
螺 纹 / e h4 q# W6 G2 d
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:
4 t% I0 D/ {5 V1 F6 Q (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。
: s$ q* s. q6 ?+ ~% f/ t3 J (二)、传动螺纹:牙形有梯形、矩形、锯形及三角形等。 {- ~$ n$ y- ]1 h
(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。, v7 ?7 t4 _) T) F. b7 D
二、螺纹配合等级:' f2 g0 [/ }. ^+ g
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。+ q; S/ ~: `- R9 \* D4 o( ]0 g
(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 ]3 e$ k$ ~* m9 M" A0 }/ j) n 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。 . X, h- ~! I$ x- e
等级数目越大公差越小。) `8 r' t+ n- n8 A* j1 K) k4 Z
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。
$ X l* F' d5 w! B' |% g* F0 X 2、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。1 e5 S- v+ ?3 p) d+ F
3、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。
. o, K$ a6 Z8 @9 Y) J+ ^# h4、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%。2 w9 _5 f9 K8 u4 K- `3 P7 P
(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:
3 m0 _% T8 q% [1、 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。9 }- m6 y% q. R
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。. A8 v6 ]- Z( Q# R! i
3、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
% F! { O( W% L v& ]. Z: q(三)、螺纹标记 ; t9 J1 Z& k& r$ }8 v
四、自攻、自钻螺纹的主要几何参数:. ^. q, _ m$ j$ l. h4 ~4 o
(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
5 Y8 n4 v( q" e: o1 ?称直径。
}) w1 ]" p* @& E2 m(二)、小径/牙底径(d2):为螺纹牙底重合的假想圆柱直径。2 O" K" P7 h: A- @* s
(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
0 Q% S2 Q' w" u0 Gmm)内的牙数来表明牙距。1 V) E, i" G8 a6 k" C. B
' d' |+ I$ X( d下表列举常用规格的牙距(公制)牙数(英制)
7 `5 r2 P; y) o0 c5 _# ~; A; H1、公制自攻牙:
; X, }; ]6 c# P* P* ]6 q+ J8 ?3 q规格 S T 1.5 S T7 e7 p" Y1 R! R6 c: i
1.9 S T7 f% U& I ?$ B# Q5 P
2.2 S T
+ k# `9 \+ |/ U* V2.6 S T5 I( I* L% Z7 y. ]( @- C, n
2.9 S T
# ?" L; K4 b H( }# k3.3 S T, s+ `" B# D. W
3.5 S T6 |# z) }1 b2 P$ \& e) v
3.9 S T+ h+ J* [% O2 N2 O
4.2 S T
, d ^4 C; ?, b4.8 S T
4 m3 K2 @9 u ]1 S" I+ p5.5 S T
3 b, o, F1 r% b3 u* H7 i6.3 S T
$ q8 b; i, D! d$ ]8.0 S T
s! E2 S1 \! H& b9.5$ y& \3 D$ p( ?7 z& F& a* N
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
; t' f# u) r, ^0 ~ 2、英制自攻牙:
; X. w y; n* l规格 4# 5# 6# 7# 8# 10# 12# 14#
4 x4 r0 Z4 _$ q, c牙5 m# W( W4 L$ |" j* f
数 AB牙 24 20 20 19 18 16 14 14
, W! r4 e/ i7 V A牙 24 20 18 16 15 12 11 10# L1 G: @+ W4 s b# ]- z5 b
材料
" Y8 Z) t! Q0 V" s- @' U一、目前市场上标准件主要有碳钢、不锈钢、铜三种材料。/ E9 J, b8 U2 U$ Q% W' |
(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。3 e& L! j# q+ v( q3 @9 F& [4 N1 z# d
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。)8 H- n0 u' M/ E- V! `) k Q0 ^
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。5 ^0 t9 w2 m) e2 x
3、高碳钢C%>0.45%。目前市场上基本没使用: d- q# `3 T- Z
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。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。
3 l% |$ \' \$ L4 ^' S(二)不锈钢。性能等级:45,50,60,70,804 a2 \) @/ C) |" o
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,A4
6 o2 G5 k* E9 q4 ~3 T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。6 k" ~) F2 K i* ~5 i
(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。8 `) K5 t* B' W; N
碳钢产品所使用的盘元: 7 K2 U; P. Z" ~3 q! M7 |# z
序号 种类 可选用的材质5 [& D/ p( f% m
1 4.8级六角螺栓 1008K 1010 1015K
9 E/ P! w: N9 S( ~# t6 H2 6.8级六角螺栓 1032 1035 1040 CH38F 1039
" _! K3 x0 o, [/ U3 8.8级六角螺栓 1035ACR(M10以下)1040ACR(M12以上)CH38F 1045ACR 1039 10B21 10B33 10B38
& ]9 Q% o9 ]% b) {+ y4 8.8级内六角螺栓 CH38F 1039 10B21(M10-M12)10B33(M14)10B38(M12-M24)10B21
( @( Y$ C2 F0 X$ P5 n- U3 u5 10.9级六角螺栓 1045ACR 10B38
: s" w: _& T& Z, A( H2 I6 │8│级螺帽 1008K 1010
- I+ [; E, e3 W$ l& X4 [7 8级螺帽 1015(M<16) CH38F (M≥16)
1 m0 k' W& W, j# ?/ V! H8 10级螺帽 CH38F 1039 10B21 10B334 m" r2 j" E7 g1 R* k9 Y
9 12级螺帽 1039 10B21 10B33 10B38
, D# D8 D1 l" H( ~9 F# G10 马车螺丝 1008 1010 1015
* o: Z& k0 I1 d; h. c' u11 六角缘凸螺栓 CH38F 1039 10B21 10B33 10B38; t/ M( @* E$ F8 j" U
12 六角木螺丝 1008K 1010/ ~5 y2 S0 S1 O0 o$ x
13 自攻钉、墙板钉9 w4 h" n1 N' y8 ]2 S/ \
钻尾钉、夹板钉 1018 1022 CH22A
6 Y( g& n" ^) C9 u# Y* N2 L14 机螺钉家俱螺丝 1008 1010
, V" g5 z+ I7 K3 }0 {三、材料中各类元素对钢的性质的影响:
; m$ F( N2 U6 e& O8 w8 n/ t1、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。
% z7 I/ m S5 y, }; ]% k( {% L4 ?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。: D. z0 \. @3 _6 u$ c3 H' B
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。& z2 V6 {0 C) @8 C8 W% V3 O3 ^" i6 G3 m
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。: i. @( s: R1 A: i' `- \+ F$ ?+ @+ Q4 ~
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。
' k0 ^$ n1 n8 Z6 d6、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。+ g3 n8 l8 ~ L, D5 j! f6 o% o
7、矾(V):细化奥氏体晶粒,改善韧性。$ R9 J; [1 V# s/ P! V' [
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。. y z/ b6 O; Z
四、关于不锈钢材质之特性简介(304、316)
$ \3 c0 F1 C4 N! w/ n0 p+ L(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:# m* P6 t5 g& K! R
名称 C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu
+ f2 e! a, U7 z# k& L- | a- f- O0 l304M ≤0.06 ≤1.0 ≤2.0 ≤0.045 ≤0.03 8.91-10.0 18.0-20.0 0 0
# I- s2 d3 `2 d9 J9 }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
4 Y- u& j) z. [5 ?304HC ≤0.08 ≤1.0 ≤2.0 ≤0.045 ≤0.03 8.0-10.5 17.0-19.0 0 1.0-3.09 L( y) e* p) k7 d% ^8 p: e
(二) 主要化学成分与不锈钢性能之关系。; L- H. ]) |; S/ O
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( M3 E# s$ h" m- G% t. f
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
0 g& O1 [% R/ e1 X* l8 d0 i7 } 3、镍Ni 可增加高温强度、耐蚀性,降低冷加工硬化之速率. r( m, Y; m) O; K
4、钼Mo增加强度,对氧化物和海水的耐蚀性优良
, C- X" Y |3 h6 I2 Y 5、铜Cu利于冷加工成型,降低磁性 |