米制紧固件机械性能.doc

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1、2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作第四章米制紧固件机械性能国际标准化组织早在上世纪70年代即着手螺栓、螺母及紧定螺钉“机械性能标准”的研究制定工作 ，现行标准有：ISO 898系列（碳钢和合金钢制造的螺栓、螺钉、螺柱、螺母和紧定螺钉机械性能）、ISO 3506系列（不绣钢制造的螺栓、螺钉、螺柱、螺母、紧定螺钉和自攻螺钉机械性能）和ISO 8839（有色金属制造的螺栓、螺钉、螺柱和螺母）等紧固件机械性能标准（详见附录一）。这些标准覆盖面较广，并能满足大部分米制紧固件产品的性能需要，因而得到各国的广泛采用。4.1碳钢和合金钢螺栓、螺钉和螺柱的机械性能4.1.1适用范围ISO 8

2、98-1规定了由碳钢或合金钢制造的螺栓、螺钉和螺柱的机械性能。适用的螺纹规格范围为：粗牙螺纹M1.6M39；细牙螺纹M81M393。规定试验环境温度为1035，即本标准给出的机械性能，是在室温条件下试验测出的，而在较高或较低温度下试验测得的机械和物理性能会有所变化。在标准的附录A中列出了+20、+100、+200、+250和+300的条件下，从经验得到的屈服点或规定非比例伸长应力降低情况的近似情况的近似表述，但这些数据不能作为试验技术要求，即不应作为验收检查的依据。ISO 898-1指出某些头部几何尺寸造成头部剪切面积小于螺纹应力截面积的产品，可能达不到本标准关于抗拉或扭矩的要求，例如：沉头、

3、半沉头和圆柱头，对于这部分产品，标准明确规定不进行楔负载试验。ISO 898-1明确规定了本标准未规定剪切应力和耐疲劳性。如有使用要求，应由供需双方协议有关性能指标与试验方法。ISO 898-1规定：螺纹规格大于M39的外螺纹紧固件，只要能符合性能等级的所有要求，则可以使用本标准的标记制度。ISO 898-1还规定“本标准不适用于紧定螺钉及类似的不受拉力的螺纹紧固件”。4.1.2机械性能等级的标记制度ISO 898-1对螺栓、螺钉和螺柱的机械性能分为10个等级，并分别标记为3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9和12.9。机械性能等级标记用两组数字表示，两组数

4、字中间用符号“.”隔开。标记中第一部分数字（“.”前）表示这一等级的公称抗拉强度的百分之一，第二部分数字（“.”后）代表这一性能等级的“屈强比”的10倍。螺栓机械性能主要取决于材料、加工工艺和热处理状态等。4.1.3材料ISO 898-1规定了螺栓、螺钉和螺柱各性能等级的钢种和最低回火温度，见表13。表13 材料性能等级材料和热处理化学成分 / %回火温度/min CPmaxSmaxBmaxminmax3.6碳钢0.200.050.060.0034.60.550.050.060.0034.85.60.130.550.050.060.0035.86.88.8低碳合金钢（如硼、锰或铬），淬火并回火

5、或中碳钢，淬火并回火0.150.400.0350.0350.0034250.250.550.0350.0359.8低碳合金钢（如硼、锰或铬），淬火并回火或中碳钢，火并回火0.150.350.0350.0350.0034250.250.550.0350.03510.9低碳合金钢（如硼、锰或铬），淬火并回火0.150.350.0350.0350.00334010.9中碳钢，淬火并回火或低、中碳合金钢（如硼、锰或铬），淬火并回火或合金钢，淬火并回火0.250.550.0350.0350.0034250.200.550.0350.200.550.0350.0350.00312.9合金钢，淬火并回火0.

6、280.500.0350.0350.003380标准对材料化学成分规定了一个较大的范围，如无特殊规定，应由紧固件生产企业选用材料牌号，但仍应对照钢材的化学成分。例如，生产3.6级的方头螺栓，可采用含碳量上限为0.20%的材料，而Q235含碳量的上限超出了对3.6级规定的，用以制造3.6级螺栓是不合适的。8.8级、9.8级和10.9级都允许用低碳合金钢制造，其性能也能达到相应性能等级的要求，在某些方面还具有优越性，如良好的冷成型性，淬火时脱碳及开裂倾向小，低的缺口敏感性及低的延迟断裂倾向等。由于淬火后获得的低碳马氏体硬度比较低（3545HRC左右），需采用较低的回火温度，在金相组织中仍是回火马氏

7、体组织，故称为“低马钢”，为与中碳钢制造的螺栓有所区别，故低马钢制造的10.9级产品在性能等级标记下加下划线“ ”。常用低马钢有15MnVB、15MnB、20MnTiB等，其中主要合金元素为锰和硼。对硼的看法各国尚有分歧，美国认为含硼的锰钢有潜在的危险，曾经要求贸易部门禁止亚洲含硼锰钢制造的紧固件进口。但是随着使用量的加大及实际使用效果的验证，对含硼钢制造的8.8级和9.8级螺栓，已经得到了ISO标准的认可。ISO 898-1表2中规定硼（B）最大含量为0.003%（老标准为0.006%），并在表2的注1）中又说明最大硼含量可达0.005%，其非有效成分可用添加剂钛和铝控制。硼钢是一种比较经济

8、的钢种，微量的硼就能大大地提高钢的淬透性（如0.003%）。但硼含量高了对钢也是有害的。因为硼化物是一种极硬及极脆的夹杂，量多了会增加脆性。应当指出，我国冶金标准中规定含硼量的上限为0.007%，用国产的硼钢生产出口的紧固件，含硼是有可能超标的。ISO 898-1表2的注7）中规定：“合金钢至少应含有以下元素中的一种元素，其最小含量为：铬0.30%；镍0.30%；钼0.20%；钒0.10%”。由文字本身理解10.9级分出了三个层次：第一层次是中碳钢；第二层次含硼、锰或铬的低中碳合金钢，这种材料是作为调质钢来使用的，如40MnB、45MnB等；第三层次才是有最低合金含量要求的合金钢。对10.9和

9、12.9级的材料，应具有良好的淬透性，以保证螺纹截面的芯部在淬火后获得90%的马氏体ISO 898-1表2的注6）。ISO 898-1表2中增加了注9）：“该（指12.9级）化学成分和回火温度尚在调查研究中”。其含碳量的下限也从原来的0.20%提高到0.28%。国内、外生产12.9级的螺栓量较少，对12.9级的材料还在研究中。ISO 898-1表2注8）指出：考虑承受抗拉应力，12.9级的表面不允许有金相能测出的白色磷聚集层。生产中，对高性能等级的材料，为便于成型，在冷镦成型前，原材料进行磷化处理，在完成成型后，表面留有残余的磷化层。如不进行清理，在后序的淬火加热时残余的磷就会渗入金属表面形成

10、磷化物，这种磷化物对12.9级螺栓是有害的，故应避免，即在热处理前应对残留的磷化层进行清理。4.1.4机械性能指标ISO 898-1：1999中对螺栓、螺钉和螺柱机械和物理性能做了详细规定和说明，对于不同品种、不同尺寸和不同交货要求的产品，并不是要求所有的项目，而是有所取舍。另外，在实践中应根据自身质量保证能力、经济性和自已的实践经验，注意各性能指标间的内在联系，确定内控指标。4.1.5机械性能的试验项目ISO 898-1第6章对机械和物理性能的试验项目分为“A”、“B”两类。“A”类项目适用于机加工试样或杆上无螺纹部分小于螺纹应力截面积的产品。“B”类项目用于螺栓实物的拉伸试验，试验应尽量采

11、用“B”类项目，但对拉力载荷小于500kN或不适用A类项目的产品，则必须采用“B”类项目。在ISO 898-1表4试验项目索引中，又将螺栓分成d3mm或13mm和l2.5d两种情况。对d3mm或13mm和l2.5d的情况，可以进行拉力试验，用“”表示。4.1.6试验方法a） 螺栓实物拉力试验进行试验时，从螺栓或螺钉的螺纹收尾到夹具的螺母支承面（承受拉力载荷而未旋合的螺纹长度）的最小距离应大于或等于1倍的螺纹直径（1d）。当试验力达到ISO 898-1表6或表8规定的拉力载荷时，螺栓不得断裂。拉力试验应持续到发生断裂。当载荷持续增加直到螺栓拉断，断裂应发生在螺栓杆部或未旋合的螺纹长度内，而不应发

12、生在头部和头杆交接处。实际操作中，如果当拉力载荷超过规定的最小值，并在杆部产生明显缩颈时，也可以停止试验，但如有争议，则应将螺栓拉断。全螺纹的螺栓或螺钉，如断裂自未旋合的螺纹部分起始，即使在拉断前已延伸或扩展到头下圆角或头部，仍应视为符合本试验要求。ISO 898-1规定“楔负载试验不适用于沉头螺钉”，并增加了楔负载试验用孔径（见标准表10）。b） 脱碳试验表面脱碳层可能是在原材料或拉拔后再结晶退火时形成的，也可能在成品热处理时形成。脱碳层应在螺纹的纵向截面上测量。脱碳层的深度用全脱碳层的最大深度G和螺纹未脱碳层的最小高度（或金属基体组织的高度）Emin两个指标来考核。对8.8、9.8级Emi

13、n= H1（H1指螺纹牙型实际高度）；10.9级Emin为 ；12.9级为 。所有级别的全脱碳层G应小于0.015mm（全脱碳层指在这一层中碳全部损耗，只能看到铁素体组织）。4.1.7产品标志ISO 898-1明确规定：“只有符合本标准的所有技术要求，紧固件产品才能按标准第3章的标记制度进行标志和（或）标记”。即无论在签订的订货合同中使用了本标准规定的“标记”或者在紧固件产品上使用了本标准规定的“标志”， 紧固件产品的制造者或供应方都应保证所提供的紧固件产品符合ISO 898-1的所有技术要求。“开槽和十字槽螺钉，不使用标志”。ISO 898-1：1999版首次规定：“在不要求标志性能等级的产

14、品上，也推荐标志制造者的识别标志”，以及“经销者在紧固件产品上使用了自己的识别标志，应视为制造者的识别标志”。对内销紧固件的产品标志，目前由全国紧固件标准化技术委员会负责登记、协调、确认与发布工作；对出口紧固件的产品标志，在国际上目前尚无任何机构负责，一般应由用户确定。ISO 898-1规定：“对小螺栓、螺钉或头部形状不允许按ISO 898-1表14的规定标志时，可按表15给出的时钟面符号标志性能等级”，但实际上，目前使用很少，应慎用。ISO 898-1：1999版首次规定：对所有性能等级的“六角头和六角花形头螺栓和螺钉（包括法兰面产品）”和性能等级为8.8及其以上的“内六角和内六角花形圆柱头

15、螺钉”，以及性能等级为8.8及其以上的“圆头方颈螺栓”产品，均应标志制造者的识别标志和性能等级标志代号，并且对公称直径d5mm的产品，标志是强制性的。4.1.8附录ISO 898-1附录A新增了文字的说明，它告诉我们，温度会对s或p0.2产生影响，随着温度的升高，s（p0.2）会有所降低，表A1是从经验得到的近似表述，而不能作为试验的技术要求。ISO 898-1规定的温度适用范围为 -50，并 +300，但标准给出的机械性能指标是在1035试验环境温度条件下测得的，故在高于35时，性能会有所下降。例如8.8级螺栓在+300时，p0.2会从640 N/mm2降至480N/mm2；对低马钢的10.

16、9级螺栓，由于提高温度后b会受到削弱4，建议不要在较高温度下使用。总之， ISO 898-1表A1提供的数据是指导性的，可供设计和使用时参照4.2不锈钢螺栓、螺钉和螺柱的机械性能ISO 3506-1：1997“耐腐蚀不锈钢紧固件机械性能 第1部分：螺栓、螺钉和螺柱”（GB/T 3098.6-2000等同采用），由于不锈钢机械性能与碳钢不同，特别是大多数不锈钢都不能进行淬火回火，因此不锈钢外螺纹紧固件机械性能标记制度、性能指标与碳钢有很大差异，并引入了材料组别的概念4.2.1标记制度不锈钢螺栓、螺钉和螺柱机械性能等级的标记由“-”短划隔开的两部分组成。第一部分标记钢的组别，第二部分标记性能等级。

17、钢的组别（第一部分）的标记由字母和一个数字组成。字母表示钢的类别，数字表示该类钢的化学成分范围。其中A-奥氏体不锈钢；C-马氏体不锈钢；F-铁素体不锈钢。性能等级（标记的第二部分）的标记由两位数字组成，表示紧固件抗拉强度的1/10，如A2-50表示该抗拉强度为500N/mm2；A2-70表示抗拉强度为700 N/mm2等。4.2.2奥氏体不锈钢性能等级奥氏体不锈钢按成分分成A1、A2、A3、A4及A5等五组。由于奥氏体钢不能进行淬火回火，它的强度只能通过冷作硬化及合金元素强化成沉淀硬化等方法获得，故其性能等级只有三个等级。其中，A1-50是所谓软的，即未经受加工硬化（采用切削或热镦工艺生产），

18、最小抗拉强度为500 N/mm2；A2-70和A2-80是采用冷变形方法加工的，经过形变强化后，最小抗拉强度可达700 N/mm2和800 N/mm2（加入某些元素后可强化奥氏体， 如Nb可使b提高到800 N/mm2），不锈钢的断后伸长率（强化容量很高）可以超过50%，形变强化的指数高。因此不锈钢的抗拉强度可以从不到400 N/mm2强化到800 N/mm2。奥氏体是没有磁性的，经过变形后诱发的马氏体使奥氏体不锈钢产生剩磁，在某些电子产品，如彩电中固定显像（电子）管的偏转线圈螺钉要求不带磁性，国内参照日本的XMT研制了一种无磁不锈钢ML 843（0Cr17Ni10Si1Mn3Cu4），生产偏

19、转线圈的固定螺钉效果很好。所谓沉淀硬化就是在不锈钢中加入少量的合金元素，如Al、N等，这种材料经过高温固溶处理，并进行长时间的低温时效后，在不锈钢组织中分析出一种游散的金属化合物，从而使不锈钢的抗拉强度提高。ISO 3506-1还没有列入沉淀硬化型不锈钢钢种牌号。4.2.3马氏体不锈钢性能等级的标记马氏体不锈钢用字母“C”表示，C后的数字1、3、4表示材料的组别，如C1、C3、C4。性能等级分别标记为50、70、80和110，共四个等级。马氏体不锈钢主要成分为铬，即含铬不锈钢，相当于我国的Cr13系列钢种，如0Cr13、1Cr13、2Cr13、4Cr13等。由于含有大量的合金元素，影响了钢的共

20、析点，Cr13系列的不锈钢含碳为0.4%时就相当于钢的共析点，超过0.4%组织中就会出现渗碳体（高碳钢）。因此4Cr13是作为工具钢使用的，最典型的用途就是外科手术刀等器具。0Cr13因含碳量太低属铁素体不锈钢。因此，用于制造紧固件的马氏体不锈钢的含碳量应该在0.1%0.25%的范围之内。马氏体不锈钢的强度可以选择不同成分的材料淬火后用不同的回火温度获得。C1-110级，用低温回火；C1-70或C3-80，用450以上的高温回火；C1-50，应该是淬火并采用更高的回火温度后获得，但这一类别中祗写了软的，而没有注明要不要淬火回火（调质），也就是说只要最小抗拉强度达到500 N/mm2，则可以省去

21、淬火回火。但从组织上看，不淬火回火的这种钢属铁素体加朱光体组织，不属马氏体型。4.2.4铁素体不锈钢性能等级的标记铁素体不锈钢用字母“F”表示，铁素体材料组别只有一组，F1。F1-45为软的，即未经过加工硬化，F1-60是经过冷加工硬化的。铁素体不锈钢因含碳量低，不进行淬火回火。4.2.5表面精饰ISO 3506-1第3.3条规定：“除非另有规定，否则符合本标准的紧固件应进行清洗和光亮处理。推荐最大限度地采用耐腐蚀钝化处理”。不论是用何种工艺生产的不锈钢紧固件，生产完工后表面上都带有油污，而使用不锈钢产品的场合往往对清洗度要求又很高。因此，不锈钢紧固件出厂前必须进行除油。如果紧固件表面没有光泽

22、，应进行化学抛光。化学抛光在盐酸和硝酸溶液中进行，为了加快化学抛光的速度，还需加入少量氢氟酸。注意化学抛光时不能造成过酸性，否则反而使表面发灰。化学抛光后，再进行钝化处理。表面没有油膜，会给装配带来一些难题。由于内外螺纹表面都没有润滑膜，大规格的螺栓与螺母在旋合时会产生咬死现象，也可能因为螺纹精度不太好，在旋合时使表面的摩擦力过大，可以通过涂润滑剂解决。4.2.6材料ISO 3506-1规定的不锈钢化学成分范围，见表14。表14 不锈钢化学成分类别组别化学成分%CSiMnPSCrMoNiCu奥氏体A10.1216.50.20.150.3516170.75101.752.25A20.1120.0

23、50.0315208194A30.08120.0450.0317199121A40.08120.0450.031618.52310251A50.08120.0450.031618.52310.5141马氏体C10.090.15110.050.0311.5141C30.170.25110.040.0316181.52.5C40.080.1511.50.060.150.3512140.61铁素体F10.12110.040.0315181A1组钢中，有较高的硫含量加磷含量，是专门为切削加工设计的一组钢，我国的老钢种如1Cr18Ni9Ti属A1组。由于含有较多的硫，所以耐腐蚀能力要差一些。A2组钢是推

24、荐的用作冷镦的不锈钢，含镍量达到8%19%，像美国302、304、308、316等都在这一组。为了改善冷镦性能，在不锈钢中添加了钼元素（最大为4%），加入铜和锰可以减少镍的加入量，如XM-7。A2组钢比A1组钢的含碳量低，故比A1组的耐腐蚀性要好，不锈钢耐腐蚀的主要原因就是不锈钢中的铬氧化后会形成一层非常致密的三氧化二铬保护层。如果不锈钢中碳含量高了，由于铬与碳的作用比铁与碳的结合力强，故铬先与铁与碳形成铬与碳的化合物（Cr23CT），并沿着晶界析出，在析出的化合物周围形成盆铬区，降低了这一区域的耐腐蚀性能。不锈钢的这一沿晶界腐蚀现象称作“晶间腐蚀”。马氏体不锈钢是以Cr13系列为主的不锈钢，

25、最高含铬量可达18%。C1组钢，有较低的含碳量，调质后最小抗拉强度为700N/mm2。C1-70、C1-110是经275的低温回火后的马氏体钢。C3组钢含碳量较C1组高，调质后最小抗拉强度为800N/mm2（C3-80）。以上两种钢不进行冷镦及冷挤加工，C4组钢是专门设计的适合于机械加工的马氏体不锈钢，其成分中有较高的硫含量（0.15%0.35%）。马氏体类不锈钢的防锈能力是有限的，一般只用于抗大气腐蚀的紧固件，如泵阀等零件。铁素体不锈钢为含铬量为15%18%的铬不锈钢，用于一般的防锈场合。对于超低碳量（C0.025%）和含氮的铁素体钢，并适当提高含铬量（1719%）的铁素体不锈钢，某些场合能

26、代替A2、A3钢组使用（见ISO 3506-1附录C中的表C1中的F1类型）。铁素体类不锈钢F1-45为不经冷作硬化的性能等级，F1-60为经过冷加工强化的性能等级。对铁素体类不锈钢，即使某些钢中C%已达到可调质的成分，也不应经过热处理，否则就与马氏体类不锈钢相混淆了。4.2.7机械性能不同类别的紧固件机械性能指标不同，奥氏体不锈钢规定了抗拉强度b、规定非比例伸长应力p0.2和断后伸长量，当dM1.6M16，l2.5d的奥氏体不锈钢产品不能作实物拉伸试验时，应进行破坏扭矩试验。马氏体不锈钢规定了楔负载强度b、规定非比例伸长应力p0.2和断后伸长量。铁素体不锈钢规定了抗拉强度b、规定非比例伸长应

27、力p0.2和断后伸长量。马氏体和铁素体不锈钢的破坏扭矩值，应由供需双方协议。4.2.8试验项目ISO 3506-1表5按材料组别和螺栓、螺钉或螺柱的长度规定了试验项目。4.2.9试验方法不锈用实物试样测量规定非比例伸长应力p0.2，是采用了在加载的同时测出载荷-伸长的方法。即按载荷及伸长作出载荷-伸长曲线；根据夹紧长度的0.2%，在横坐标上取一线段OP，从P点作一平行于拉伸曲线直线段pQ的平行线，这一平行线OR与拉伸曲线的相交点S，即相当于垂直轴线上的T点，该点的载荷除以应力截面积就是p0.2（ISO 3506-1图4）4.3碳钢和合金钢紧定螺钉的机械性能ISO 898-5：1998“碳钢和合

28、金钢制造的紧固件机械性能 第5部分：紧定螺钉及类似的不受拉应力的螺纹紧固件”（GB/T 3098.3-2000等同采用）。4.3.1适用范围ISO 898-5适用于由碳钢或合金钢制造的紧定螺钉及类似的不受拉应力的紧固件，即不规定抗拉强度的螺纹紧固件。其适用的螺纹公称直径范围为：1.624mm。ISO 898-5规定的试验环境温度为1035。即标准给出的机械性能，是在室温条件下试验测出的，而在较高或较低温度下，试验测得的机械和物理性能会有所变化。ISO 898-5不适用于特殊性能要求的紧定螺钉，如：规定拉应力（ISO 898-1）；可焊接性；耐腐蚀性（ISO 3506-3）；工作温度高于+300

29、（用易切钢制造的不能用于+250以上）或低于-50的性能要求。4.3.2标记制度紧定螺钉的性能等级用代号标记：代号的数字部分表示最低维氏硬度的1/10；代号中的H字母表示硬度，见表15。表15 紧定螺钉性能等级的标记性能等级14H22H33H45H维氏硬度 HV min140220330450 4.3.3材料ISO 898-5表2中给出了适用于各性能等级材料的最高含碳量C：0.50%，并对用于45H级的材料要求：应含有一种或多种铬、镍、钼、钒或硼合金元素，其最低含碳量C为0.19%。4.3.4机械性能ISO 898-5表3规定了紧定螺钉的机械性能：维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度、保证扭矩、螺纹未

30、脱碳层的最小高度、全脱碳层的最大深度和最高表面硬度等共七项指标。其中保证扭矩仅适用于45H级内六角紧定螺钉。4.3.5产品标志ISO 898-5规定：通常，不要求对紧定螺钉进行性能等级与制造者的识别标志，如有特殊要求，应经供需双方协议。4.4不锈钢紧定螺钉的机械性能ISO 3506-3：1997“耐腐蚀不锈钢紧固件机械性能 第3部分：紧定螺钉及类似的不受拉应力的螺纹紧固件”（GB/T 3098.16-2000等同采用）。4.4.1标记制度不锈钢紧定螺钉的机械性能标记，也是由“-”短划隔开的两部分组成。第一部分表示不锈钢的组别，即A1、A2、A3、A4、A5等共五个材料组别。第二部分标记性能等级

31、，其标记由表示最小维氏硬度1/10的两个数字和表示硬度的字母H组成，即12H、21H共两级。完整的性能等级标记如：A1-12H、A2-21H。12H级是没有经过冷变形强化工艺制成的，21H是经过冷变形（冷拔、滚丝）工艺制成的。目前ISO 3506-3还没有规定用马氏体不锈钢（C组）和铁素体不锈钢（F组）制造紧定螺钉的材料化学成分。奥氏体不锈钢不能热处理，故不如碳钢紧定螺钉有33H以上级别的紧定螺钉。4.4.2机械性能不锈钢紧定螺钉的机械性能规定了硬度和内六角紧定螺钉的保证扭矩两个指标。不锈钢紧定螺钉的硬度应符合表16的规定。表16 不锈钢紧定螺钉硬度试验方法性能等级12 H21 H硬度维氏硬度

32、 HV125209210min布氏硬度 HB123213214min洛氏硬度 HRB709596min不锈钢内六角紧定螺钉的破坏扭矩在ISO 3506-3表3中给出。该表对各种末端型式的紧定螺钉还规定了“试件的最小长度”。即产品标准中“阶梯虚线下方的长度”，如ISO 4026“内六角平端紧定螺钉”，M5的试件最小长度为6mm，M8的为8mm。如果试件长度小于这一尺寸就不进行保证扭矩试验4.5有色金属螺栓、螺钉、螺柱和螺母的机械性能ISO 8839：1986“紧固件机械性能有色金属制造的螺栓、螺钉、螺柱和螺母”（GB/T 3098.101993等效采用）。4.5.1适用范围ISO 8839适用于

33、铜及铜合金或铝及铝合金制造的、螺纹直径为1.639mm的粗牙螺纹，其螺纹尺寸及公差符合ISO 724和ISO 965-1的螺栓、螺钉、螺柱和螺母等商品紧固件产品。ISO 8839不适用于紧定螺钉及类似的未规定抗拉强度或螺母保证载荷的螺纹紧固件，标准也未规定抗腐蚀性、导电性的性能要求。4.5.2标记制度与材料ISO 8839规定的有色金属制造的螺栓、螺钉、螺柱和螺母性能等级的标记代号包括CU1、CU2、CU3、CU4、CU5、CU6、CU7、AL1、AL2、AL3、AL4、AL5、AL6。有色金属制造的螺栓、螺钉、螺柱和螺母性能等级的标记代号由字母及数字两部分组成，字母与有色金属材料化学元素符号

34、的字母相同；数字表示性能等级序号。ISO 8839表2给出了各性能等级适用的材料牌号。4.5.3机械性能ISO 8839表3规定了螺栓、螺钉和螺柱的机械性能，包括：抗拉强度、屈服强度及伸长率；ISO 8839表4规定了螺栓、螺钉和螺柱的最小拉力载荷值及螺母的保证载荷值，是相同的数据。值得注意：这一规定与碳钢或不锈钢紧固件的规定方法是不同的；ISO 8839表5还规定了d=1.65mm小规格螺栓、螺钉的最小破坏力矩值。4.5.4试验项目与方法ISO 8839第5章对由铜及铜合金或铝及铝合金制造的螺母仅规定了保证载荷试验，即1个试验项目；而对螺栓、螺钉和螺柱则规定为：（a）d=35mm时，应进行拉

35、力试验；（b）d5mm时，应进行扭矩试验（不包括螺柱），即d=35mm的螺栓与螺钉应进行拉力及扭矩2项试验； d=1.62.5mm的螺栓与螺钉应进行扭矩1项试验；（c）d 5mm时，应进行拉力试验，如果需要，经双方协议，还可进行屈服强度及伸长率试验。ISO 8839第6章对由铜及铜合金或铝及铝合金制造的螺栓、螺钉、螺柱和螺母的试验方法分别引用了：拉力试验按ISO 898-1；螺母保证载荷试验按ISO 898-2及扭矩试验按ISO ISO 898-7“紧固件机械性能 第7部分：螺栓与螺钉的扭矩试验和最办扭矩 公称直径110mm”的规定。4.5.5标志ISO 8839第7章对由铜及铜合金或铝及铝合

36、金制造的螺栓、螺钉、螺柱和螺母产品上的性能等级和制造者的商标或识别标志的规定与ISO 898-1与GB/T ISO 898-2一致4.6螺栓与螺钉的扭矩试验和破坏扭矩ISO 898-7：1992“紧固件机械性能 第7部分：螺栓与螺钉的扭矩试验和最小扭矩 公称直径110mm”（GB/T 3098.131996等同采用）。4.6.1适用范围ISO 898-7适用于螺纹规格小于M3，在ISO 898-1中未规定最小拉力载荷与保证载荷的螺栓与螺钉，以及公称直径310mm，但长度太短而不能实施拉力试验的螺栓与螺钉。本标准仅规定了8.812.9级螺栓与螺钉的破坏扭矩值。破坏扭矩（数值）不适用于内六角紧定螺

37、钉。正如ISO 898-7附录A所指出的：对于较小规格的螺栓与螺钉，因受螺纹精度和试验装置精度的影响，准确判定断裂载荷与保证载荷是不可能的。同时对M3M10的螺栓与螺钉，经常由于长度太短而不能实施拉力或保证载荷试验，因此对M1M10（包括细牙螺纹M81、M101和M101.25）的螺栓与螺钉规定最小破坏扭矩，为评定其使用性能提供了依据。4.6.2试验原理与装置ISO 898-7第3.1条规定试验的原理为：“将试验的螺栓与螺钉夹紧在试验装置中，测定其破坏扭矩”，其关键在于夹紧与测量。ISO 898-7第3.2.1条规定的典型的扭力试验装置是可以任意选择的。但第3.2.2条规定的“扭力计的示值不应

38、超过对试件规定的最小破坏扭矩的五倍；扭力计的最大误差为试件最小破坏扭矩的7%”是必须遵循的。ISO 898-7第3.3条规定：在试验时，螺栓或螺钉应只承受扭力；螺栓或螺钉头部和螺纹部分不应有摩擦而影响试验结果；在达到最小破坏扭矩之前，试件不得断裂。ISO 898-7第3.4条规定：将螺栓或螺钉试件插入夹具内，至少有两扣完整螺纹，同时夹具和螺栓或螺钉头之间应至少留出一个螺纹直径的长度，然后夹紧；连续、平稳施加扭矩。4.6.3计算与数据ISO 898-7给出了最小破坏扭矩的计算公式；表2还给出M1M10（含细牙）、8.812.9级，适用于6g、6f和6e螺纹的最小破坏扭矩值。4.7螺母机械性能IS

39、O 898-2：1992“紧固件机械性能 第2部分：规定保证载荷值的螺母 粗牙螺纹”（GB/T 3098.2-2000等同采用）；ISO 898-6-1994“紧固件机械性能 第6部分：规定保证载荷值的螺母细牙螺纹”（GB/T 3098.4-2000等同采用）。4.7.1适用范围标准第1章中与ISO 898-1一致的内容，不再重复。标准规定适用于螺纹公称直径D39mm、公称高度0.5D的螺母。但没有给出螺纹公称直径的下限，按理应该给出个下限值。所以，在产品标准中应予明确规定，如ISO 4032“1型六角螺母”的螺纹规格最小为M1.6，在技术条件中则规定DM3的机械性能等级与引用标准由供需双方协

40、议。4.7.2标记制度标准对不同公称高度的螺母规定了不同的标记制度。公称高度m0.8D（螺纹有效长度0.6D）的螺母，用螺栓性能等级标记的第一部分数字标记；该螺栓就是可与这一（标记的）螺母相配的最高性能等级的螺栓。根据螺栓性能等级标记的第一部分，粗牙螺母的性能等级包括4、5、6、8、9、10、12，细牙螺母的性能等级包括5、6、8、9、10、12。公称高度m0.5D，而M16时为720N/mm2。8级、1型六角螺母，因规格DM16应进行淬火并回火处理，而DM16的不经淬火并回火处理，故螺母的保证应力值变化更大（M7M39，从最低855N/mm2到920N/mm2）。由于粗牙螺纹和细牙螺纹承载能

41、力不同，二者同性能等级的保证应力不同。4.7.5试验方法保证载荷试验，将试验螺母安装在淬硬的螺纹芯棒上，沿螺母的轴线施加保证载荷（可拉或压），保持15s。螺母在该载荷下不得脱扣或断裂，当卸载后，应能用手将螺母旋出，或借助扳手松开螺母，但不得超过半扣。螺纹芯棒的硬度应45 HRC，螺纹公差为5h6g，即中径公差为5h，大径公差为6g，但大径应控制在6g公差带靠近下限四分之一的范围内。常规检查螺母硬度应在一个支承面上进行，并取间隔为120的三点硬度平均值作为该螺母的硬度值。如有争议，则应在通过螺母轴心线的纵向截面上，并尽量靠近螺纹大径处进行硬度试验。ISO 898-2：1992仅规定了维氏硬度，并

42、在第8.2条中规定：“维氏硬度试验为仲裁试验，应采用HV30的试验力”，以及“如采用布氏硬度试验时，应使用ISO 4964给出的换算表”，同时给出了进行维氏、布氏和洛氏硬度试验时，应相应遵循的试验方法标准。即在紧固件专业化生产中，常规检查可以采用相对简便、习惯使用的方法进行硬度试验，但在验收检查中，如有争议还应以维氏硬度试验为仲裁试验。ISO 898-2表5注：最低硬度仅对经热处理的螺母或规格太大而不能进行保证载荷试验的螺母，才是强制性的；对其他螺母不是强制性的。对不淬火回火，而又能满足保证载荷试验的螺母，最低硬度应不作为拒收（考核）依据。4.7.6标志对螺纹规格M5的、所有性能等级的六角螺母

43、，应按第3章规定的标记制度代号或符号标志性能等级。必须标志性能等级的产品，标志制造者的商标或识别标志是强制性的，只要技术上可行，应尽量提供。这里应当说明两点：所有规格的所有包装上，标志制造者的商标或识别标志和性能等级是强制性的。很明确，这只是针对包装的规定，即“在任何情况下，包装上均应标志”。4.7.7附录AISO 898-2附录A“螺栓连接的承载能力”是国际标准化组织第二技术委员会“紧固件”（ISO/TC2）有关螺母强度和螺母设计的注释，介绍了螺栓、螺钉、螺柱和螺母的机械性能等级标记制度与标志的技术要求，也涉及到屈服点拧紧法与六角对边宽度的改变等多项内容，建议全面理解4.8有效力矩型钢六角锁紧螺母ISO 2320：1997“有效力矩型钢六角锁紧螺母 机械和工作性能”（GB/T 3098.9-2002等同采用）。4.8.1适用范围ISO 2320适用于螺纹直径最大到39mm的有效力矩型锁紧螺母。所谓“有效力矩型螺母”系指：“该螺母借助自身的有效力矩特性使其不能在相