6.4螺栓和螺母连接副设计

表5螺栓、螺钉和螺柱与螺母使用组合

螺母应与相同代号的螺栓、螺钉和螺柱（和垫圈）配合（如CHO螺栓与CHO螺母）。不同材料的紧 固件匹配组合是可能的，但应满足下列条件： 应咨询有经验的紧固件材料专家； 考虑连接副的最低耐蚀性： 磨损风险。 注：在螺栓连接中，当被夹紧部分材料与所使用不锈钢和镍合金紧固件材料不同时，建议考虑使用隔离部件，以避 免电化学腐蚀

第7草给出仕环境温度范围为1U ℃条件下进行测试时紧固件的机械性能。当在高 用时建设工程标准规范范本，紧固件的机械性能会降低。与紧固件材料相关的建议最高使用温度见表6，但根据使用条 用温度可能会低于最高使用温度

表6建议的紧固件最高使用温度

当紧固件性能需要针对特定应用进行评估时，应在预期的使用温度下，对紧固件进行高温条件下拉 申试验和/或变试验和/或松弛试验，试验方法按第10章规定。试验应在尽可能接近最终组装条件下 进行（夹紧部件、夹紧力、使用温度等）。如确有必要按第10章进行试验，双方应在签订合同前就所有试 验条件达成一致

7.1螺栓、螺钉和螺柱机械性能

按第9章规定的方法进行试验时，指负 柱在环境温度条件下，所有 能要求应符合表7～表11规定，无论试验在 行或对最终成品进行

表7环境温度下螺栓、螺钉和螺柱机械性能

表8环境温度下最小拉力载荷粗牙螺纹

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按第9章规定的方法进行试验时 母在环境温度条件下，保证载荷和硬度要 对最终成品进行

表12环境温度下螺母硬度

表13环境温度下螺母保证载荷——粗牙螺纹

9.1螺栓、螺钉和螺柱实物拉力试验

GB/T3098.242020

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表8或表10给出了圆整到3位有效数字的公称应力截面积数值。 当达到极限拉力载荷时，断裂应发生在未旋合螺纹的长度内或无螺纹杆部。对于CHO、CH1、 CH2、V、VH和VW紧固件（d.>d2），断裂应发生在未旋合螺纹长度上；对于SD、SB和718紧固件，断 裂也可发生在无螺纹杆部 断裂不应发生在头部： 一对于带无螺纹杆部螺栓，断裂不应发生在头部与杆部交接处； 对于全螺纹螺钉，如断裂始于未旋合螺纹的长度内，允许在拉断前已延伸或扩展到头部与螺纹 交接处，或进入头部

1.6规定塑性延伸率为0.2%时的应力R试验

紧固件实物规定塑性延伸率为0.2%时的应力R是基于公称应力截面积AsBom和试验过程中的规 定塑性延伸率为0.2%时的载荷F，按式（5）计算：

表9或表11给出了3位有效数字的公称应力截面积数值 Rp应符合表7的规定。最小载荷Fp应符合表9或表11的规定 如有争议，应按9.1.3规定的带引伸计的试验方法进行试验

断后伸长量A应符合表7的规定， 如有争议，应按9.1.3规定的试验方法进行试验

9.2螺栓、螺钉和螺柱硬度试验

该试验适用于符合以下条件的螺栓、螺钉和螺柱： 所有不锈钢和镍合金类别； 所有规格； 任何形状。

应使用经尺寸等检验合格的紧固件进行硬度试验。 硬度试验应按GB/T4340.1、GB/T230.1或GB/T231.1的规定。维氏硬度试验用最小载荷为 98N。布氏硬度试验的载荷应等于30D，单位为牛顿（N）。 硬度试验应在距末端1d、表面经适当制备的螺纹横截面上进行，不能因过度加热或冷加工/冷作硬 化而改变试样硬度。 注：“芯部硬度”一般按本试验方法进行。 在1/2半径与轴心线间的区域内测定硬度，见图6。当尺寸允许时，取间隔为120°的三点硬度平均 值作为硬度值。

"d=D,公差为D11(见GB/T1800.2)

应使用经尺寸等检验合格的螺母进行保证载荷试验。 每次试验前应检查试验芯棒螺纹。如果试验芯棒螺纹损坏，则不应在损坏的螺纹长度内使用，或更 换为合格的试验芯棒。 按图7或图8将螺母装在试验芯棒上。 按GB/T228.1实施轴向拉伸试验或轴向压缩试验。试验机夹头的分离速度，不应超过 3mm/min。 施加表13或表14中规定的保证载荷，并保持15S，然后卸载。试验时，加载超过保证载荷值应限 制在最低程度。 螺母应能用手旋出试验芯棒。可能需要借助扳手旋动螺母，但借助扳手旋出只能在半圈内。也应 注意到螺母破裂或螺纹脱扣的发生

9.3.6试验结果和要求

螺母应能承受表13或表14中规 紧纹脱扣或螺母破裂 卸除保证载荷后，螺母应能用手旋出（如有需要，借助扳手最多不超过半圈）。 有争议时，图7规定的轴向拉伸试验应作为验收的仲裁方法

本试验适用于符合以下规定的螺母： 所有不锈钢和镍合金类别； 一所有尺寸； 任何形状。

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试验前，供需双方至少应达成以下协议： 对应于预期使用温度的试验温度； 夹紧长度L2（螺栓、螺钉或螺母支承面与夹具之间的距离）。 此外，供需双方还应达成以下协议： 在试验温度下的最小抗拉强度Rmf,T； 高温下规定塑性延伸率为0.2%时的应力Rpf.T； 高温下断裂后最小伸长量AT： 螺母高温极限脱扣载荷F.T和/或相应的极限脱扣强度R.T。 试验应按如下进行： a）热电偶应按照ISO7961的规定安装。应根据旋合长度选择热电偶的数量，以确保整个紧固件 的温度均匀（通常使用三个热电偶，但对于螺母和短螺栓/螺钉，可减少到两个）。 b）按10.1.2的规定将待测紧固件装人试验夹具，并记录实际旋合长度和夹紧长度。 c）应将试验夹具加热至规定的试验温度，达到此温度的时间应为每25mm紧固件直径最少 60min d）在施加载荷之前，试验温度应保持30min，以确保试验夹具在加载前加热均匀，温度平衡。 e）然后应连续施加载荷；加载速率应符合ISO7961的规定，但运行夹头的速度不宜超过 3mm/min 试验应至少进行到超过极限拉力载荷；或者在应确定伸长量时，在断裂发生之前停止试验（以 免损坏热电偶）。

试验前，供需双方至少应达成以下协议： 对应于预期使用温度的试验温度； 夹紧长度L2（螺栓、螺钉或螺母支承面与夹具之间的距离）。 此外，供需双方还应达成以下协议： 在试验温度下的最小抗拉强度Rmf,T； 高温下规定塑性延伸率为0.2%时的应力Rpf.T； 高温下断裂后最小伸长量AT： 螺母高温极限脱扣载荷F.T和/或相应的极限脱扣强度R.T。 试验应按如下进行： a）热电偶应按照ISO7961的规定安装。应根据旋合长度选择热电偶的数量，以确保整个紧固件 的温度均匀（通常使用三个热电偶，但对于螺母和短螺栓/螺钉，可减少到两个）。 b）按10.1.2的规定将待测紧固件装人试验夹具，并记录实际旋合长度和夹紧长度。 应将试验夹具加热至规定的试验温度，达到此温度的时间应为每25mm紧固件直径最少 60min d）在施加载荷之前，试验温度应保持30min，以确保试验夹具在加载前加热均匀，温度平衡。 然后应连续施加载荷；加载速率应符合1SO7961的规定，但运行夹头的速度不宜超过 3mm/min 试验应至少进行到超过极限拉力载荷；或者在应确定伸长量时，在断裂发生之前停止试验（以 免损坏热电偶）。

报告至少应包含以下信息： 紧固件的标记和/或零件号。 制造批号。 制造者识别标志。 材料和热处理标记。 旋合长度和夹紧长度。 高温拉伸试验的相关标准或技术条件标准。 试验温度。 试验结果： ·外螺纹紧固件：极限拉力载荷Fmf.T、极限拉伸强度Rmf.T、规定塑性延伸率为0.2%时的载 荷Fpf.和应力R时.T，以及紧固件断裂后伸长量AT； ·螺母：极限脱扣载荷F..T和相应的极限脱扣强度R..T； 螺栓/螺母连接副：试验结果应表示为螺栓或螺母（取决于失效部件），但规定塑性延伸率 为0.2%时的载荷或应力与此无关。 失效形式和位置。 试验的任何特定条件或说明。 试验结论

10.2螺栓、螺钉、螺柱和螺母的应力破坏试验

[10.2. 1 通则

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10.2.2试验装置和试验设备

试验前，供需双方至少应达成以下协议： 与预期使用荷载相关的试验荷载：该试验荷载不应超过表9或表11中规定塑性延伸率为 0.2%时的荷载的65%； 旋合长度； 夹紧长度L（螺栓、螺钉或螺母支承面与夹具之间的距离）； 与对应于预期使用温度的试验温度； 试验应在规定的最短时间后停止，或继续进行直到发生断裂。 此外，供需双方还应达成以下协议：试验持续时间（断裂前的预期持续时间，通常至少24h）。 试验应按如下进行： a）热电偶应按照ISO7961的规定安装。应根据旋合长度选择热电偶的数量，以确保整个紧固件 的温度均匀（通常使用三个热电偶，但对于螺母和短螺栓，可减少到两个）。 b）将要试验的紧固件装入10.2.2规定的试验夹具中，并记录实际夹紧长度和夹紧长度 c）应将试验夹具加热至规定的试验温度，达到此温度的时间应为每25mm紧固件直径最少 60min

a）热电偶应按照ISO7961的规定安装。应根据旋合长度选择热电偶的数量，以确保整个紧 的温度均匀（通常使用三个热电偶，但对于螺母和短螺栓，可减少到两个）。 b）将要试验的紧固件装入10.2.2规定的试验夹具中，并记录实际夹紧长度和夹紧长度 ）应将试验夹具加热至规定的试验温度，达到此温度的时间应为每25mm紧固件直径量 60min

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d）在施加荷载前，应将试验温度保持30min，以确保试验夹具在加载前加热均匀，温度平衡。 e 然后应在不超过1min的时间内施加试验荷载（如果未规定其他荷载速率），并应避免超载和 中击。试验持续时间从达到指定载荷的时间开始计算。 试验载荷和试验温度应在规定的持续时间（如24h）内保持或直到发生断裂 g 试验螺栓、螺钉或螺柱应再次自然冷却至环境温度，并在未断裂或断裂的紧固件上测定伸 长量。 作为一种选择，当在规定的持续时间内未发生失效时，可施加阶梯载荷，直到发生断裂载荷增 加以及每一步之间的时间(以h为单位）应事先商定

报告至少应包含以下信息： 紧固件的标记和/或零件号。 制造批号。 制造者识别标志。 材料和热处理标记， 旋合长度和夹紧长度 参考文件和/或其他有关高温下应力破坏试验的其他标准或技术条件 试验温度和到达该温度时间。 试验载荷和加载速度（或加载时间）。 试验结果： ·如果在规定的试验时间之前发生断裂，则断裂时间以及（仅适用于外螺纹紧固件）断裂后 的总伸长量AT； ·如果在规定的试验时间之前没有发生断裂，并且仅对于外螺纹紧固件，则在冷却至环境温 度后的伸长量； ·当施加了增加的阶跃载荷，破坏载荷、达到试验温度的总时间以及（仅适用于外螺纹紧固 件）断裂后的伸长量AT； ·对于螺栓/螺母连接副，试验结果应描述螺栓或螺母（取决于失效部件）。 试验的任何特定条件或说明。 试验结论

10.3螺栓、螺钉、螺柱和螺母的应力松弛试验

10.3.2螺栓连接型式

就紧固件而言，应特别选择相匹配紧固件和夹具的性能，使其能够承受测试温度和持续时间，其松

10.3.3试验装置和测量设备

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试验温度和试验时间； 试验载荷确定（例如扭矩/载荷曲线）和记录的扭矩； 记录的螺栓、螺钉和螺柱试验长度； 记录的螺母试验载荷； 符合10.3.5的试验结果； 测试的任何特定条件或说明； 测试结论。

ISO204或ASTME139规定的端变试验可用于不锈钢和镍合金材料。对于紧固件，推荐用 坏试验和/或应力松弛试验乳制品标准，见10.2或10.3

标志包括以下内容： 紧固件代号，按7.1或7.2规定； 11.2中规定的制造者识别标志。 7.1或7.2规定的紧固件代号，只有在符合本部分所有适用要求的情况下，才能按照本章的规定进 行标志。 一化学成分规定见6.1； 热处理规定见6.2； 第7章规定的机械特性，按第8章和第9章的规定进行试验。 紧固件标志（凸字或凹字）应在生产过程中制出： 对于螺栓和螺钉，头部顶面凸字标志的高度不应包括在头部高度尺寸范围内； 对于螺母，标志应该在非支承面上，凸字标志的高度不应包括在螺母高度尺寸范围内

11.2制造者识别标志

制造者识别标志应在生产过程中，在标志紧固件代号的所有紧固件产品上进行标志 制造者识别标志也推荐在不标志紧固件代号的紧固件产品上进行标志。 紧固件销售者使用自已的识别标志行业分类标准，应视为制造者识别标志

11.3.1六角头螺栓、螺钉和六角螺母

公称直径d≥5mm的六角头螺栓和螺钉，公称直径D≥5mm的六角螺母应按7.1或7.2标志紧 固件代号，按11.2标志制造者识别标志， 六角头螺栓和螺钉应首选在头部顶面用凹字或凸字标志，或在头部侧面用凹字标志见图12a）」。 对法兰面螺栓和螺钉，当制造工艺不允许在头部顶面进行标记时，应在法兰上进行标记。 六角螺母应首选非支承面用凹字或凸字标志，或在螺母侧面用凹字标志［见图12b)。对法兰面螺 母，当制造工艺不允许在螺母顶面进行标记时，应在法兰上进行标记