GBT3098 [GB/T3098.1-2010,紧固件机械性能,螺栓、螺钉和螺柱]
前 言
本标准等同采用国际标准ISO 898—1:1999《碳钢和合金钢制造的紧固件机械性能第 1 部分:螺栓、螺钉和螺柱》。
GB/T 3098 总的标题为“紧固件机械性能”，包括以下部分:
——GB/T 3098.1—2000 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱
——GB/T 3098.2—2000 紧固件机械性能螺母粗牙螺纹
——GB/T 3098.3—2000 紧固件机械性能 紧定螺钉
——GB/T 3098.4—2000 紧固件机械性能螺母细牙螺纹
——GB/T 3098.5—2000 紧固件机械性能 自攻螺钉
——GB/T 3098.6—2000 紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱
——GB/T 3098.7—2000 紧固件机械性能 自挤螺钉
——GB/T 3098.8—1992 紧固件机械性能耐热用螺纹连接副
——GB/T 3098.9—1993 紧固件机械性能有效力矩型钢六角锁紧螺母
——GB/T 3098.10—1993 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 3098.11—1995 紧固件机械性能 自钻自攻螺钉
——GB/T 3098.12—1996 紧固件机械性能螺母锥形保证载荷试验
——GB/T 3098.13—1996 紧固件机械性能 螺栓与螺钉的扭矩试验和破坏扭矩 公称直径
1～10 mm
——GB/T 3098.14—2000 紧固件机械性能螺母扩孔试验
——GB/T 3098.15—2000 紧固件机械性能不锈钢螺母
——GB/T 3098.16—2000 紧固件机械性能 不锈钢紧定螺钉
——GB/T 3098.17—2000 紧固件机械性能检查氢脆用预载荷试验平行支承面法
ISO 898—1 对螺柱的实物拉力试验与保证载荷试验未规定拧入机体端的装卡位置，本标准予以规定(8.2 条和 8.5 条)。
ISO 898—1 未规定方颈及带榫螺栓头部坚固性试验模，本标准予以规定(图 4)。
ISO 898—1 未规定左旋螺纹的螺柱标志，本标准予以规定(9.4 条)。
本标准是 GB/T 3098.1—1982 的修订本，主要修改如下:
a)仅规定在环境温度为 10～35℃条件下试验的机械性能。紧固件在较高或较低温度下，机械和物理性能可能不同(第 1 章)；
b)明确指出因头部几何尺寸造成头部剪切面积小于螺纹的应力截面积的紧固件，可能达不到抗拉和扭矩的要求，如沉头、半沉头和圆柱头(第 1 章)；
c)明确本标准未规定耐剪切应力和耐疲劳性(第 1 章)；
d)增加硼(B)含量的规定，并对低碳硼合金钢规定了锰的最低含量[表 2 中角注 1)、4)]；
e)对用于 10.9 级和 12.9 级的合金钢规定了合金元素的含量[表 2 中角注 7)]；
f)规定 12.9 级的表面不允许有白色磷聚集层[表 2 中角注 8)]；
g)用于 12.9 级的合金钢给出的化学成分和回火温度，尚在调查研究中[表 2 中角注 9)]；
h)增加“破坏扭矩”、“收缩率”和“表面缺陷”等性能指标,并调整部分硬度指标(表 3 中 5.3～
5.5、 5.10、5.12、5.18 条)；
GB/T 3098.1—2000
i) 验收用试验调整为:“O”适用于“螺纹直径 d≤3 mm 或长度 l<2.5 d”；
“●”适用于“螺纹直径 d>3 mm 和长度 z≥2.5 d”(表 4)；
j) 取消了“对螺纹直径 d>4 mm 并且长度≥3 d 的紧固件，亦可采用最低硬度试验代替拉力试验。” 的规定；
调整了进行头部坚固性试验的规格范围[表 5 中角注 7)、9)]；
k) 规定“再回火试验”不是必须进行的，仅适用于有争议时的仲裁试验[表 5 中角注 10)]；
1) 对螺栓、螺钉和螺柱实物进行拉力试验与保证载荷试验时，承受拉力载荷又未旋合的螺纹长度改为:一倍螺纹直径(1d)(8.2 条)；
m) 规定“硬度与理论的抗拉强度，可能没有直接的换算关系”；
“楔负载试验不适用于沉头螺钉”；
(8.4 条和 8.6 条)；
n) 明确规定“开槽和十字槽螺钉，不使用标志”(第 9 章)；
o) 规定经销者使用了自己的识别标志的紧固件，应视为制造者的识别标志(9.1 条)；
p) 对小螺栓、螺钉或受头部形状限制的产品，规定可采用“时钟面法”符号标志性能等级(表 15)；
q) 对d≥5 mm、六角头和六角花形头螺栓和螺钉(包括法兰面产品)所有性能等级的产品，标志是强制性的(9.3.1 条)；
r) 规定螺柱应在无螺纹杆部标志(9.3.4 条、图 10)；
s) 规定: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(9.6 条)；
t) 附录 A 中增加了指导使用的文字说明。
本标准自实施之日起，代替 GB/T 3098.1—1982。
本标准的附录A 是提示的附录。
本标准由国家机械工业局提出。
本标准由全国紧固件标准化技术委员会归口。
本标准由机械科学研究院负责，西安标准件总厂、上海高强度螺栓厂、上海市紧固件和焊接材料技术研究所、北京标准件工业集团公司、武汉汽车标准件研究所、上海金马高强紧固件有限公司和深圳航空标准件有限公司参加起草。
本标准由全国紧固件标准化技术委员会秘书处负责解释。
GB/T 3098.1—2000
ISO 前言
ISO(国际标准化组织)是一个世界性的各国国家标准团体(ISO 成员团体)的联合组织。国际标准的制定工作通常是通过 ISO 各个技术委员会进行的。每个成员团体如对某一技术委员会所进行的项目感兴趣时，也可参加该委员会。与I 有关的政府的和非政府的国际组织也可参加此项工作。ISO 与国际电工委员会(IEC)在电工标准化方面有着密切的联系。
经技术委员会采纳的国际标准草案，分发给所有成员团体进行投票表决。国际标准的正式出版需要至少 75%的成员团体投票赞成。
国际标准 ISO 898—1 由 ISO／TC 2 紧固件技术委员会 SCI 紧固件机械性能分委员会制定。
第三版对第二版(ISO 898—1：1988)进行了删改与补充，是技术性修订。
ISO 898 总名称为“碳钢和合金钢紧固件机械性能”，包括以下部分：
——第 1 部分：螺栓、螺钉和螺柱
——第 2 部分：规定保证载荷值的螺母粗牙螺纹
——第 5 部分：紧定螺钉及类似的不受拉应力的螺纹紧固件
——第 6 部分：规定保证载荷值的螺母细牙螺纹
——第 7 部分：螺栓与螺钉的扭矩试验和最小扭矩公称直径 1～10 mm
本标准的附录A 是提示的附录。
1范围
本标准规定了由碳钢或合金钢制造的、在环境温度为 10～35℃条件下进行试验时，螺栓、螺钉和螺
柱的机械性能。
该环境温度条件下判定为符合本标准的产品，在较高或较低温度下，机械和物理性能可能不同。附录A(提示的附录)提供了高温条件下，屈服点(σs )或规定非比例伸长应力(σp0.2 )的示例。
在低于该环境温度下，产品性能，尤其是冲击韧性可能发生变化，使用者应予注意。
某些紧固件，因其头部几何尺寸造成头部剪切面积小于螺纹应力截面积，可能达不到本标准关于抗拉或扭矩的要求，如沉头、半沉头和圆柱头(第 6 章)。
本标准适用的螺栓、螺钉和螺柱：
粗牙螺纹 M1.6～M39；
细牙螺纹 M8×1～M39×3；
符合 GB/T 192 规定的普通螺纹；
符合 GB/T 193 规定的直径与螺距组合；
符合 GB/T 196 规定的基本尺寸；
符合 GB/T 197 规定的公差与配合；
由碳钢或合金钢制造的。
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。本标准未规定以下性能要求：
可焊接性；
I
耐腐蚀性(GB/T 3098.6)；
工作温度高于+300℃(对10.9级为 250℃)或低于－50℃的性能要求；
耐剪切应力；
耐疲劳性。
注：大于本章规定的极限规格，如d>39 mm，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。
2 引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB/T 192—1981 普通螺纹基本牙型
GB/T 193—1981 普通螺纹直径与螺距系列(直径 1～600 mm)
GB/T 196—1981 普通螺纹基本尺寸(直径 1～600 mm)
国家质量技术监督局 2000-09-26 批准2001-02-01 实施
6B/T 3098.1—2000
—————————————————————————————————————--------
GB/T 197—1981 普通螺纹公差与配合(直径 1～355 mm)
GB/T 228—1987 金属拉伸试验方法(neq ISO 6892:1984)
GB/T 229—1 994 金属夏比缺口冲击试验方法(eqv ISO 148:1983 和 ISO 83:1976)
GB/T 230—1991 金属洛氏硬度试验方法
GB/T 231—1984 金属布氏硬度试验方法
GB/T 3098.2—2000 紧固件机械性能螺母粗牙螺纹(idt ISO 898—2:1992)
GB/T 3098.3～2000 紧固件机械性能紧定螺钉(idt ISO 898—5:1998)
GB/T 3098.6—2000 紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱(idt ISO 3506—1:1997)
GB/T 3098.13—1996 紧固件机械性能 螺栓与螺钉的扭矩试验和破坏扭矩 公称直径
1～10 mm(idt ISO 898—7:1992)
GB/T 4340.1—1999 金属维氏硬度试验第 1 部分:试验方法(eqv ISO 6507—1:1997)
GB/T 5277—1985 紧固件螺栓和螺钉通孔(eqv ISO 273:1979)
GB/T 5779.1—2000 紧固件表面缺陷螺栓、螺钉和螺柱一般要求(idt ISO 6157—1:1988) GB/T 5779.3—2000 紧固件表面缺陷螺栓、螺钉和螺柱特殊要求(idt ISO 6157—3:1988)
3标记制度
螺栓、螺钉和螺柱性能等级的标记制度如表 1 所示。横坐标表示公称抗拉强度值σb(以N/mm2 计)，而纵坐标表示最小断后伸长率δ5(以%计)。
性能等级的标记代号，由两部分数字组成:
第一部分数字表示公称抗拉强度的 1/100(表 3 和 5.1 条)；
第二部分数字表示公称屈服点(σs )或公称规定非比例伸长应力(σp0.2 )与公称抗拉强度(σb )比值(屈强比)的 10 倍。
这两部分数字的乘积为公称屈服点的 l/10。
最小屈服点(σs min )或最小规定非比例伸长应力(σp0.2 min )和最小抗拉强度(σb min )等于或大于其公称值(表 3)。
4材料
表 2 规定了螺栓、螺钉和螺柱各性能等级的钢种和回火温度。材料的化学成分应符合有关材料标准的规定。
5机械或物理性能
在环境温度下按第 8 章规定的方法进行试验时，螺栓、螺钉和螺柱应符合表 3 规定的机械或物理性能。
6机械和物理性能的试验项目
用第 8 章规定的方法，对螺栓、螺钉和螺柱按表 4 和表 5 规定的A 类或B 类项目进行机械和物理性能试验。无论选择哪类试验，均应符合表 3 规定的全部要求。
B 类项目应尽量采用，但对拉力载荷小于 500 kN 或不适用 A 类项目的产品必须采用。
+
A 类项目适用于机械加工试件和螺杆上无螺纹部分的截面积小于螺纹的应力截面积的螺栓、螺钉和螺柱。
GB/T 3098.1—2000
表 1 坐标表示的标记制度
公称抗拉强度 σb公称
N／mm2 300 400 500 600 700 800 900 1000 1200 1400
7
8
9 6.8 12.9
10 10.9
12 5.8 9.8
14 8.8
最小断后伸长率δ % 16 4.8
18
20
22 5.6
25 4.6
30 3.6
屈服点与抗拉强度的关系
第二部分数字代号 .6 .8 .9
公称屈服点(σs ) 2)
×100% 或公称抗拉强度(σb )
公称规定非比例伸长应力 (σp 0.2 ) 2)
×100% 公称抗拉强度(σb ) 60 80 90
注：虽然本表给出了高级别的性能等级，但并不意味着这些等级适用于所有的产品。适用的性能等级应按产品标准的规定。对非标准紧固件，尽量参照类似的标准紧固件选用。
1) 仅适用于d≤16 mm。
2) 公称数值按表 3 规定。
6
GB/T3098.1--2000
表 2 材料
性能等级
材料和热处理 化学成分 % 回火温度
C P max S max B 1 ) max ℃ min
minmax
3.6 2 )
碳钢 -- O.20O.05O.06 O.003--
4.6 2 )
--
0.55
0.05
O.06
O.003
--
4.8 2 )
5.6 O.13O.55O.05O.06
O.003
--
5.8 2 )
O.55
O.05
0.06
6.8 2 )
8.8 3)低碳合金钢(如硼、锰或铬)，淬火并回火或中碳钢，淬火并回火 0.154)O.04O.035O.035
O.003
425
O.250.55O.035O.035
9.8
低碳合金钢(如硼、锰或铬)，淬火并回火或中碳钢，淬火并回火 0.154)O.35O.035O.035
O.003
425
O.25O.55O.035O.035
10.9 5) 6)低碳合金钢(如硼、锰或铬)，淬火并回火 O.154)O.35O.035O.035 O.003340
10.9 6)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 7)O.25 O.204)O.55 0.55O.035 O.035O.035 O.035
O.003
425
O.20O.55O.035O.035 O.003
12.9 6) 8) 9)合金钢，淬火并回火 7)0.28O.50O.035O.035 O.003380
1) 硼的含量可达O.005%，其非有效硼可由添加钛和(或)铝控制。
2) 这些性能等级允许采用易切钢制造，其硫、磷及铅的最大含量为:硫O.34%;磷O.11%;铅O.35%。
3) 为保证良好的淬透性，螺纹直径超过 20 mm 的紧固件，需采用对 10.9 级规定的钢。
4) 含碳量低于O.25%(桶样分析)的低碳硼合金钢的锰最低含量为:8.8 级:O.6%;9.8、10.9 和10.9级:O.7%。
5) 该产品应在性能等级代号下增加一横线标志(第 9 章)10.9 级应符合表 3 对 10.9 级规定的所有性能，而较低的回火温度对其在提高温度的条件下，将造成不同程度的应力削弱(附录A)。
6) 用于该性能等级的材料应具有良好的淬透性，以保证紧固件螺纹截面的芯部在淬火后、回火前获得约 90%的马氏体组织。
7) 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O.30%;镍 0.30%;钼 0.20%;钒O.10%。
8) 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。
9 )该化学成分和回火温度尚在调查研究中。
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GB/T 3098.1—2000
表 3 螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能
分项条号
机械性能和物理性能性能等级
3.64.64.85.65.86.88.8 1）9.8 2）10.912.9
d≤163）
mmd>163）
mm
5.1公称抗拉强度σb公称，N／mm。3004005006008008009001 0001 200
5.24）5）2
最小抗拉强度σb minN/mm3304004205005206008008309001 0401 220
5.3维氏硬度HV
F≥98 Nmin95120130155160190250255290320385
max220 6)250320335360380435
5.4布氏硬度HB
F=30 D2min90114124147152181238242276304366
max209 6)238304318342361414
5.5
洛氏硬度HR
minHRB526771798289----------
HRC----------9002223283239
maxHRB95.O 6)99.5----------
HRC----3234373944
5.6表面硬度HV O．3 max7)
5.7
屈服点σ 8)，N／mm。
s公称180240320300400480----------
min190240340300420480----------
5.8规定非比例伸长应力
9)
σp 0.2 ，N／mm 。公称----6406407209001 080
min----6406607209401 100
5.9
保证应力S p/σs或S p/ σp 0.20.940.940.91O.93O.90O.92O.91O.910.900.88O.88
S p ，N／mm。180225310280380440580600650830970
5.10破坏扭矩MB，N·m min按GB／T 3098.13 规定
5.11断后伸长率δ，％min2522--20--12121098
5.12断面收缩率ψ，％min--52484844
5.13楔负载对螺栓和螺钉(不包括螺柱)实物进行测试，应符合表 6 或表 8 的规定
5.14冲击吸收功A ku ，Jmin--25--3030252015
5.15头部坚固性不得断裂
5.16螺纹未脱碳层的最小高度E--1/2 H12/3 H13/4 H1
全脱碳层的最大深度G，mm--O．015
5.17再回火后的硬度回火前后硬度均值之差不大于 20 HV
5.18表面缺陷按GB／T 5779.1 或GB／T 5779.3 规定
1)因超拧造成载荷超出保证载荷时，对螺纹直径d≤16 mm 的 8.8 级螺栓，则增加了螺母脱扣的危险。推荐参考GB／T 3098.2。
2)仅适用于螺纹直径d≤16 mm。
3)对钢结构用螺栓为 12 mm。
4)最小抗拉强度适用于公称长度z≥2.5 d 的产品；
最低硬度适用于长度l<2.5d 以及其他不能进行拉力试验
(如头部结构的影响)的产品。
5)对螺栓、螺钉和螺柱的实物进行楔负载试验时，应按σb min计算。
6)在螺栓、螺钉和螺柱末端测试的硬度的最大值为: 250 HV、238 HB 或 99.5 HRB。
7)表面硬度不应比芯部硬度高出 30 个维氏硬度值。10.9 级的表面硬度不应大于 390 HV O.3。
8)当不能测定屈服点σs时，允许以测量规定非比例伸长应力σp 0.2代替。4.8、5.8 和 6.8 级的σs值仅为计算用，不是试验数值。
9)按性能等级标记的屈强比和规定非比例伸长应力σp 0.2适用于机械加工试件。因受试件加工方法和尺寸的影响，这些数值与螺栓和螺钉实物测出的数值是不相同的。
表 4 试验项目1)索引
尺 寸 螺纹直径d≤3mm 或长度l< 2.5 d。’ 螺纹直径d＞3mm 和长度z≥2.5 d
验收用试验 ○ ●
1)见表 5。
2)亦包括特殊头型或杆部结构比螺纹截面强度更弱的螺栓和螺钉。
表 5 验收用A 类和B 类试验项目 (本程序适用于机械性能而不适用于化学性能)
7最小拉力载荷和保证载荷
最小拉力载荷和保证载荷按表 6～表 9 规定。
螺纹规格 d
螺纹的应 力截面积As1)
表 6 最小拉力载荷——粗牙螺纹
性能等级
3.64.64.85.65.86.88.89.810.912.9
mm2最小拉力载荷(As×σb min )，N
M3 M3.5
M4
5.03
6.78
8.78
1 660 2 010 2 110 2 510 2 620 3 020 4 020 4 530 5 230 6 140
2 240 2 710 2 850 3 390 3 530 4 070 5 420 6 100 7 050 8 270
2 900 3 510 3 690 4 390 4 570 5 270 7 020 7 900 9 130 10 700
M5 M6 M7
14.2
20.1
28.9
4 690 5 680 5 960 7 100 7 380 8 520 11 350 12 800 14 800 17 300
6 630 8 040 8 440 10 000 10 400 12 100 16 100 18 100 20 900 24 500
9 540 11 600 12 100 14 400 15 000 17 300 23 100 26 000 30 100 35 300
M8
36.6
12 100 14 600 15 400 18 300 19 000 22 000 29 200
32 900 38 100 44 600
MIO M12
58
84.3
19 100 23 200 24 400 29 000 30 200 34 800 46 400 52 200 60 300 70 800
27 800 33 700 35 400 42 200 43 800 50 600 67 4002) 75 900 87 700 103 000
M14
115
38 000 46 000 48 300 57 500 59 800 69 000 92 0002) 104 000 120 000 140 000
M16
157
51 800 62 800 65 900 78 500 81 600 94 000
125 0002) 141 000 163 000 192 000
M18
192
63 400 76 800 80 600 96 000 99 800 115 000 159 000
--
200 000 234 000
M20 M22 M24
245
303
353
80 800 98 000 103 000 122 000 127 000 147 000 203 000 100 000 121 000 127 000 152 000 158 000 182 000 252 000
116 000 141 000 148 000 176 000 184 000 212 000 293 000
--
--
--
255 000 299 000
315 000 370 000
367 000 431 000
M27 M30 M33
459
561
694
152 000 184 000 193 000 230 000 239 000 275 000 381 000
185 000 224 000 236 000 280 000 292 000 337 000 466 000
229 000 278 000 292 000 347 000 361 000 416 000 576 000
--
--
--
477 000 560 000
583 000 684 000
722 000 847 000
M36 M39
817
976
270 000 327 000 343 000 408 000 425 000 490 000 678 000
322 000 390 000 410 000 488 000 508 000 586 000 810 000
--
--
850 000 997 000 1020000 1200000
1) As 的计算见 8.2 条。
2) 对钢结构用螺栓，分别以 70 000 N、95 500 N 和 130 000 N 代替。
10
螺 纹 规格d×P 1）
螺纹的应力截面积
1） s
表 7 保证载荷——粗牙螺纹
性能等级
3.64.64.85.65.86.88.89.810.912.9
Mm2保证载荷(A。×S)，N
M3 M3.5
M4
5.03
6.78
8.78
910 1 130 1 560
1 220 1 530 2 100
1 580 1 980 2 720
1 410
1 900
2 460
1 910
2 580
3 340
2 210 2 920 3 270 4 180 4 880
2 980 3 940 4 410 5 630 6 580
3 860 5 100 5 710 7 290 8 520
M5 M6 M7
14.2
20.1
28.9
2 560 3 200 4 400
3 620 4 520 6 230
5 200 6 500 8 960
3 980
5 630
8 090
5 400
7 640
11 000
6 250 8 230 9 230 11 800 13 800
8 840 11 600 13 100 16 700 19 500
12 700 16 800 18 800 24 000 28 000
M8
36.6
6 590 8 240 11 400
10 200
13 900
16 100 21 200
23 800 30 400 35 500
M10
58
10 400 13 000 18 000
16 200
22 000
25 500 33 700 37 700 48 100 56 300
M12
84.3
15 200 19 000 26 100
23 600
32 000
37 100
48 9002)
54 800 70 000 81 800
M14
115
20 700 25 900 35 600
32 200
43 700
50 600
66 7002) 74 800 95 500 112 000
M16
157
28 300 35 300 48 700
44 000
59 700
69 t00
91 0002)
102 000 130 000 152 000
M18
192
34 600 43 200 59 500
53 800
73 000
84 500 115 000
--
159 000 186 000
M20
245
44 100 55 100 76 000
68 600
93 100 1 08 000 147 000
--
203 000 238 000
M22 M24
303
353
54 500 68 200 93 900
63 500 79 400 109 000
84 800
98 800
115 000
134 000
133 000 182 000
155 000 212 000
--
--
252 000 294 000
293 000 342 000
M27 M30 M33
459
561
694
82 600 103 000 142 000 101 000 126 000 174 000
125 000 156 000 215 000
128 000
157 000
194 000
174 000
213 000
264 000
202 000 275 000
247 000 337 000
305 000 416 000
--
--
--
381 000 445 000
466 000 544 000
576 000 673 000
M36 M39
817
976
147 000 184 000 253 000
176 000 220 000 303 000
229 000
273 000
310 000
371 000
359 000 490 000
429 000 586 000
--
--
678 000 792 000
810 000 947 000
1) A。的计算见 8.2 条。
2) 对钢结构用螺栓，分别以 50 700 N、68 800 N 和 94 500 N 代替。
11
表 8 最小拉力载荷——细牙螺纹
螺 纹 规格d×P 1）螺纹的应
力截面积 A 1）
s
Mm2性能等级
3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9
最小拉力载荷(As×σb min)，N
M8×1
M10×1 M10×1.25 39.2
64.5
61.2 12 900
21 300
20 200 15 700
25 800
24 500 16 500
27 100
25 700 19 600
32 300
30 600 20 400
33 500
31 800 23 500
38 700
36 700 31 360
51 600
49 000 35 300
58 100
55 100 40 800
67 100
63 600 47 800
78 700
74 700
M12×1.25 M12×1.5
M14×1.5 2.1
8.1
125 30 400
29 100
41 200 36 800
35 200
50 000 38 700
37 000
52 500 46 100
44 100 62 500 47 900
45 800
65 000 55 300
52 900
75 000 73 700
70 500
100 000 82 900
79 300
112 000 95 800
91 600
130 000 12 400
7 500
2 000
M16×1.5 M18×1.5
M20×1.5 167
216
272 55 100
71 300
89 800 66 800
86 400
109 OOO 70 100
90 700
114 000 83 500
108 000
136 000 86 800
112 000
141 000 100 000
130 000
163 000 134 000
179 000
226 000150 000
―
― 174 000 225 000
283 000 204 000
264 000
332 000
M22×1.5 M24×2
M27×2 333
384
496 110 000
127 000
164 000 133 000
154 000
198 000 140 000
161 000
208 000 166 000
192 000
248 000 173 000
200 000
258 000 200 000
230 000
298 000 276 000
319 000
412 000―
―
― 346 000
399 000
516 000 406 000
469 000
605 000
M30×2 M33×2
M36×3 621
761
865 205 000
251 000
285 000 248 000
304 000
346 000 261 000
320 000
363 000 310 000
380 000
432 000 323 000
396 OOO
450 000 373 000
457 000
519 000 515 000
632 OOO
718 000－
－
－ 646 000
791 OOO
900 000 758 000
928 000 1055000
M39×3 1 030 340 OOO 412 OOO 433 000 515 OOO 536 000 618 000 855 OOO－ 10700001260000
1) P——螺距。
2) A 的计算见 8.2 条。
表 9 保证载荷细牙螺纹
螺 纹 规格d×P 1）螺纹的应
力截面积A 1）
s
Mm2性能等级
3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9
保证载荷(A。×5。)，N
M8×1 9.2 7 060 8 820 12 200 11 000 14 900 17 200 22 700 25 500 32 500 38 000
M10×1 4.5 11 600 14 500 20 000 18 100 24 500 28 400 37 400 41 900 53 500 62 700
M10×1.251.2 11 000 13 800 19 000 17 100 23 300 26 900 35 500 39 800 50 800 59 400
M12×1.252.1 16 600 20 700 28 600 25 800 35 000 40 500 53 400 59 900 76 400 89 300
M12×1.5 8.1 15 900 19 800 27 300 24 700 33 500 38 800 51 100 57 300 73 100 85 500
M14×1.5 125 22 500 28 100 38 800 35 000 47 500 55 000 72 500 81 200 104 000 121 000
M16×1.5 167 30 100 37 600 51 800 46 800 63 500 73 500 96 900 109 OOO 139 000 162 000
M18×1.5 216 38 900 48 600 67 000 60 500 82 100 95 000 130 000 ― 179 000 210 000
M20×1.5 272 49 000 61 200 84 300 76 200 103 000 120 000 163 OOO ― 226 000 264 OOO
12
表 9(完)
螺纹规格d×Pl)螺纹的应力截面积A 1)
s
Mm2性能等级
3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9
保证载荷(As×Sp)，N
M22X1.5
M24~2 M27×2 333
384
496 59 900
69 100
89 300 74 900
86 400
112 000 103 000
119 000
154 000 93 200
108 000
139 000 126 000
146 000
188 000 146 000
169 000
218 000 200 000
230 000
298 000--
--
-- 276 000
319 000
412 000 323 000
372 000
481 000
M30~2
M33×2 M36×3 621
761
865 112 000
137 000
156 000 140 000
171 000
195 000 192 000
236 000
268 000 174 000
213 000
242 000 236 000
289 000
329 000 273 000
335 000
381 000 373 000
457 000
519 000--
--
-- 515 000
632 000
718 000 602 000
738 000
839 000
M39×3 1 030 185 000 232 000 319 000 288 000 391 000 453 000 618 000-- 855 000 999 000
1) P -- 螺距。
2) A 的计算见 8.2 条。
8试验方法
8.1机械加工试件的拉力试验
按图 1 及 GB/T 228 对机械加工试件进行拉力试验，检验以下性能：
a)抗拉强度σb ；
b)屈服点σs 或规定非比例伸长应力σp0.2 ；
c)断后伸长率δ5 : δ5 =(LU-LO)/LO×100%
d)断面收缩率ψ：
ψ=(SU-SO)/SO×100%
如果由于螺栓长度较短而不能确定断后伸长率时，则断面收缩率应按LO≥3d。进行测量。
对 d>16 mm，并经热处理的螺栓、螺钉和螺柱，当加工试件时，其杆部直径的减小量不应超过试件原有直径的 25%(截面积约为 44%)。
对 4.8、5.8 和 6.8 级(冷成型)的产品，应进行实物拉力试验(8.2 条)。
d--螺纹公称直径；
do --试件直径(do <螺纹小径)；
b--螺纹长度(6≥d)；
LO--5 do 或(5.65√SO )，初始测量长度用于确定断后伸长率；
LO≥3 do 用于确定断面收缩率；
LC--直线部分的长度(LO+ do )；
Lt --试件的总长度(LC+2r+b)；
Lu--最终测量长度；
So--拉力试验前的横截面积；
Su --断裂后的横截面积；
r--圆角半径(r≥4 mm)；
α≥O
图 1 拉力试验的机械加工试件
8.2螺栓、螺钉和螺柱的实物拉力试验
对螺栓、螺钉和螺柱的实物应进行与机械加工试件(8.1 条)类同的拉力试验，以确定其抗拉强度。应按螺纹的应力截面积AS计算抗拉强度σb ，AS为：
AS=π/4×{(d2+ d3)／2}2 式中：d2 -- 螺纹中径的基本尺寸，mm；
d3 -- 螺纹小径的基本尺寸(d。)减去螺纹原始三角形高度(H)的 1／6 值，即：
d3 ＝d1-H/6 mm
H -- 螺纹原始三角形高度 ( H—O.866025 P )，mm；
P -- 螺距，mm；
π -- 圆周率，π=3.1416
螺栓、螺钉和螺柱实物拉力试验的载荷在表 6～表 9 中给出。
对螺栓、螺钉和螺柱实物进行试验时，承受拉力载荷又未旋合的螺纹长度应大于等于一倍螺纹直径(1 d)；
对螺柱的拧入机体端应拧紧在专用夹具中。当试验拉力达到表 6 或表 8 规定的拉力载荷时，不得断裂；
载荷大于该值，直至拉断，断裂应发生在杆部或未旋合的螺纹长度内，而不应发生在头与杆的交接处。
为避免试件承受横向载荷，试验机的夹头应能自动定心。试验时，夹头的移动速度不应超过25 mm／min。
8.3扭矩试验
扭矩试验见 GB／T 3098.13。
该试验适用于螺纹公称直径：3 mm≤d≤10 mm，且由于长度太短而不能实施拉力试验的螺栓和螺钉产品。
8.4硬度试验
常规检查在去除试件的镀层或其他涂层并经适当处理后进行。螺栓、螺钉和螺柱的硬度应在头部、末端或杆部进行测定。
对所有性能等级，如果超出最高硬度，则应在距末端一个螺纹直径的截面上、1／2 半径处再次进行试验，其硬度值不得超过最高硬度。验收时如有争议，应以维氏硬度为仲裁试验。
表面硬度应在末端或六角平面上测定。为保证测定的准确性，以及保持材料表层的原始性能，被测部位应经过研磨或抛光。表面硬度应以 HVO.3 维氏硬度试验为仲裁试验。
HVO.3 的表面硬度值应与同样试件的芯部硬度值进行比较，以确定其实际的对照值。允许表面硬度高于芯部硬度，其差值最大为 30 个维氏硬度值；
否则，表示已渗碳。
为判断螺栓、螺钉或螺柱表面渗碳情况，应以 8.8～12.9 级芯部硬度与表面硬度的差值为依据 。
l
硬度与理论的抗拉强度可能没有直接的换算关系。最大硬度值的确定，除考虑理论的最大抗拉强度外，还需考虑其他因素(如脆断)
注：应当注意区分，硬度的增加是由于渗碳，还是热处理或表面冷作硬化而引起的。
8.4.1维氏硬度试验
维氏硬度试验按 GB／T 4340.1 规定。
8.4.2布氏硬度试验
布氏硬度试验按 GB／T 231 规定。
8.4.3洛氏硬度试验
洛氏硬度试验按 GB／T 230 规定。
8.5螺栓、螺钉和螺柱实物的保证载荷试验
保证载荷试验由两个主要程序组成：
a) 施加一个规定的保证载荷(图 2)；
b) 测量由保证载荷引起的永久伸长量。
按表 7 或表 9 给出的保证载荷，在拉力试验机上对试件施加轴向载荷，并保持 15 s。承受载荷又未旋合的螺纹长度应为一倍螺纹直径(1d)。
对全螺纹试件，承受载荷又未旋合的螺纹长度应接近实际的一倍螺纹直径(1d)。对螺柱进行试验时， 应将拧入机体端(或等长双头螺柱的任一端)拧紧在专用夹具中。
为测量永久伸长量，试件每端应进行适当加工，见图 2。施加保证载荷前、后，应将试件装入带球面测头的台架式测量装置中。应使用手套或钳子，使测量误差减少到最小。
为符合保证载荷试验要求，施加载荷后的螺栓、螺钉或螺柱的长度应与加载前的相同，其误差
±12.5μm 为允许的测量误差。
为避免试件承受横向载荷，试验机的夹头应能自动定心。试验时，夹头的移动速度不应超过 3 mm／min 。
受某些不确定因素，如直线度和螺纹对中性(加大测量误差)的影响，第一次施加保证载荷时，可能导致紧固件产生明显的伸长。在这种情况下，可使用比规定值增大 3%的载荷进行第二次保证载荷试验。如果施加这种载荷后与加载前的长度相同(误差在±12.5μm 以内)，则应认为符合要求。
测头与紧固件末端的中心孔应为“球一锥”接触。
1)dn接GB／T 5277 对中等装配系列的规定。
图 2 对紧固件实物施加保证载荷试验8.6 螺栓和螺钉(不包括螺柱)实物的楔负载试验
楔负载试验不适用于沉头螺钉。
使用图 3 的楔垫按 GB／T 228 的规定进行拉力试验。
从螺栓和螺钉的螺纹收尾到夹具的螺母支承面的最小距离为一倍螺纹直径(≥ld)。符合表 10 和表 11，并经淬硬的楔垫应置于螺栓或螺钉头下。拉力试验应持续到发生断裂。
断裂应在杆部或未旋合的螺纹长度内，而不应发生在头部和头杆交接处。在进行楔负载试验的过程中，螺栓或螺钉试件断裂前，应能达到相应性能等级规定的最小拉力载荷。
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。
C级产品，楔垫圆角r1 ，按下式计算：
r1 =rmax+0.2 式中：rmax --头下圆角半径的最大值；
rmax =(damax-dsmin)/2
da --过渡圆直径；
ds --无螺纹杆径。
1)d。按GB／T 5277 对中等装配系列(表 10)的规定。
2)硬度 45 HRC min
3)圆角或 45°倒角。
图 3 螺栓、螺钉实物楔负载试验
表 10 楔 负 载 试 验 用 孔 径 mm
螺纹直径 d dh1r1螺纹直径 d dh1r1
3 3.4 O．7 16 17.5 1.3
3.5 3.9 O．7 18 20 1.3
4 4.5 O．7 20 22 1.3
5 5.5 O．7 22 24 1.6
6 6.6 O．7 24 26 1.6
7 7.6 O．8 27 30 1.6
8 9 O．8 30 33 1.6
10 11 O．8 33 36 1.6
12 13.5 O．8 36 39 1.6
14 15.5 1.3 39 42 1.6
1)对方颈螺栓，该孔应能与方颈相配。
表 11 楔垫尺寸
螺纹直径 d mm 性能等级
无螺纹杆部长度 lS≥2d 全螺纹或无螺纹杆部长度 lS＜2d
3.6、4.6、4.8、5.6、
5.8、8.8、9.8、10.9、6.8、12.93.6、4.6、4.8、5.6、
5.8、8.8、9.8、10.9 6.8、12.9
α±0°30′
d≤20 10° 6° 6° 4°
20 头部支承面直径超过 1.7d、未通过楔负载试验要求的产品，可将头部加工到 1.7d，并按表 11 规定的楔垫再次进行试验。 此外，对头部支承面直径超过 1.9d 的产品，可将楔垫角 10°减小为 6°。 8.7机械加工试件的冲击试验 冲击试验按 GB／T 229 规定。试件应沿螺杆纵向，尽量靠近螺栓、螺钉或螺柱的表面并按 GB／T 229 图 3 规定的缺口深度为 5 mm 的标准夏比 U 型缺口冲击试样截取。试件无刻槽的一边，应靠近螺杆表 面。仅对螺纹直径 d≥16 mm 的产品进行该项试验。 8.8对d≤10 mm、且长度太短而不能进行楔负载试验的螺栓和螺钉实物的头部坚固性试验 头部坚固性试验按图 4 和表 12 的规定。 用锤打击数次使螺栓或螺钉的头部弯曲 90。- p 角，在头部、支承面与杆部过渡圆处，放大 8～10 倍，用目测检查，不得发现任何裂缝。 全螺纹的螺栓或螺钉，即使在第一扣螺纹上出现裂缝，只要头部未完全断掉，仍应视为符合本试验要求。 注 1 dh 和r2(r2 一r1)见表 10。 2 试验板厚度应>2 矗。 图 4 头部紧固性试验表 12 β角数值 性能等级 3.6 4.6 5.6 4.8 5.8 6.8 8.8 9.8 10.912.9 p 60° 80° 8.9脱碳试验：表面碳势评定 用适当的测量方法(8.9.2.1 条或 8.9.2.2 条)在螺纹纵向截面上进行试验，以确定基体金属区的高度(E)和全脱碳层的深度(G)是否在规定的极限内(图 5)。 G 的最大值和 E 的最小值均应符合表 3 规定。 B/T 3098.1--2000 8.9.1 定 义 8.9.1.1 基体金属硬度 1--全脱碳层； 图 5 脱碳层分布图 恰好在显示渗碳或脱碳造成的硬度增加或减少之前最接近表面的硬度(测试时，沿芯部向外径横切)。 8.9.1.2 脱 碳 通常指黑色金属材料(钢)表面碳的损耗。8.9.1.3 不完全脱碳。 由于碳的损耗已使回火马氏体轻度变色，且硬度明显地比相邻基体硬度低的脱碳。8.9.1.4 全脱碳 由于碳全部损耗，在金相检查中只能看到铁素体组织的脱碳。8.9.1.5 增 碳 使基体金属表面增加碳含量的结果。8.9.2 测量方法 8.9.2.1金相法 本方法可同时测定E 值和G 值。 对已完成热处理工序的螺栓、螺钉或螺柱，从距离末端约半个螺纹直径(1／2 d)的部位，沿螺纹中心线截取一纵向截面的试件。为进行研磨和抛光，可将试件安装在夹具中或最好嵌入塑料中。 安装后，对表面进行研磨和抛光，直到可进行金相检查。 通常，浸入 3%的硝酸乙醇腐蚀液(浓缩硝酸与乙醇混合液)，能显示由于脱碳而造成的金相结构的变化。 除非与用户另有协议，否则应放大 100 倍进行检查。 如果显微镜带有毛玻璃屏，则可藉助刻度直接测量脱碳的程度。如用目镜测量，则应使用带十字准线或刻度的。 8.9.2.2硬度法(不完全脱碳的仲裁方法) 硬度测量方法仅适用于螺距 P≥1.25 mm 的螺纹。 在图 6 所示的 3 个点上，测定维氏硬度。E 值按表 13 规定。采用载荷应为 300g。 1，2，3--测量点； 图 6 脱碳层试验的硬度测量法 表 13 H1 和 E 的 数 值 mm 螺距P1)O.5 O.6 O.7O.81 1.251.51.752 2.5 3 3.54 H1O.307 O.368 O.429O.491O.613O.767O.9201.0741.227 1.534 1.840 2.1472.454 E2) min 性能等级 8.8、9.80.154 O.184 O.215O.245O.3070.384O.460O.537O.614 O.767 O.920 1.0741.227 10.9 O.205 O.245 O.286O.327O.409O.5110.613O.716O.818 1.023 1.227 1.4311.636 12.9 0.230 O.276 O.322O.368O.460O.575O.690O.806O.920 1.151 1.380 1.6101.841 1)P≤1 mm 时，仅用金相法。 2)按表 3 中 5.16 项的规定计算。 第 3 点的硬度应在螺纹中径线上，并在测定第 1 点和第 2 点硬度相邻的牙上进行测量。 第 2 点的维氏硬度值应等于或大于第 1 点硬度值减去 30 个维氏硬度单位。此时，未脱碳层的高度 E 应符合表 13 的规定。 第 3 点的维氏硬度值应等于或小于第 1 点硬度值加上 30 个维氏硬度单位。高于 30 个维氏硬度单位，表示已渗碳，是不允许的。 全脱碳层达到表 3 规定的最大值，则不能采用硬度法。 注：应当注意区分，硬度的增加是由于渗碳还是热处理或表面冷作硬化而引起的。8.10 再回火试验 测定同一螺栓、螺钉或螺柱试件上再回火试验前、后三点硬度，其平均值之差不应大于 20 个维氏硬 度值。再回火温度应比表 2 规定的最低回火温度低 10℃，并保温 30 min。8.11 表面缺陷检查 表面缺陷检查见 GB／T 5779.1 或 GB／T 5779.3。 进行A 类试验项目的试件，应在机械加工前进行表面缺陷检查。 9标志 按本标准要求制造的紧固件，应根据 9.1～9.5 条的规定进行标志。 只有符合本标准的所有技术要求，紧固件产品才能按第 3 章的标记制度进行标志和(或)标记。 除非在产品标准中另有规定，否则头部顶面的凸字标志高度不应包括在头部高度尺寸范围内。 开槽和十字槽螺钉，不使用标志。9.1 制造者的识别标志 在要求标志性能等级的所有产品上，制造者的识别标志应在整个制造过程中显示。在不要求标志性 能等级的产品上，也推荐标志制造者的识别标志。 经销者使用了自己的识别标志的紧固件，应视为制造者的识别标志。9.2 性能等级的标志 性能等级的标志代号见表 14。 表 14 标志代号 性能等级 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 10.912.9 标志代号1)3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 10.92)12.9 1)标志代号中的“.”可以省略。 2)当采用低碳马氏体钢制造 10.9 级时使用，见表 2。 对小螺栓、螺钉或头部形状不允许按表 14 的规定标志时，可按表 15 给出的“时钟面法”符号标志性能等级。 表 15 螺栓和螺钉的“时钟面法”符号 9.3 识 别 9.3.1六角头和六角花形头螺栓和螺钉 六角头和六角花形头螺栓和螺钉(包括法兰面产品)应标志制造者的识别标志和表 14 给出的性能等级标志代号。 对所有性能等级的产品，标志是强制性的，并最好在头部顶面用凸字或凹字标志，或在头部侧面用凹字标志(图 7)。对带法兰面的螺栓或螺钉，应在法兰上标志(因其制造工艺不允许在头部顶面标志)。 对公称直径 d≥5 mm 的六角和六角花形头螺栓和螺钉要求标志。 1)制造者的识别标志。 2)性能等级。 图 7 六角和六角花形头螺栓和螺钉标志示例9.3.2 内六角和内六角花形圆柱头螺钉 内六角和内六角花形圆柱头螺钉应标志制造者的识别标志和表 14 给出的性能等级的标志代号。 对性能等级为 8.8 及其以上的产品，标志是强制性的，并最好在头部顶面用凸字或凹字标志，或在头部侧面用凹字标志(图 8)。 对公称直径 d≥5 mm 的内六角和内六角花形圆柱头螺钉要求标志。 1) 制造者的识别标志。 2) 性能等级。 图 8 内六角圆柱头螺钉标志示例 9.3.3圆头方颈螺栓 圆头方颈螺栓应标志制造者的识别标志和表 14 给出的性能等级的标志代号。 对性能等级为 8.8 及其以上的产品，标志是强制性的，并在头部顶面用凸字或凹字标志(图 9)。 对公称直径 d≥5 mm 的圆头方颈螺栓要求标志。 1) 制造者的识别标志。 2) 性能等级。 图 9 圆头方颈螺栓标志示例 9.3.4 螺 柱 螺柱应标志制造者的识别标志和表 14 给出的性能等级的标志代号。 对公称直径 d≥5 mm、性能等级为 5.6、8.8 及其以上的产品要求标志，并在螺柱无螺纹杆部用凹字标志(图l0)。 如在无螺纹杆部不可能标志，则在螺柱拧入螺母端允许仅标志性能等级(图lO)。对过盈配合的螺柱，应在拧入螺母端只标志制造者的识别标志(如有可能时)。 1)制造者的识别标志。 图 10 螺柱标志示例 允许采用表 16 给出的性能等级的标志代号。 表 16 可选用的螺柱标志代号 9.3.5 其他类型的螺栓和螺钉 根据有关协议，本章以上规定的标志制度也可用于其他类型的螺栓和螺钉以及专用件。 9.4左旋螺纹的标志 左旋螺纹的螺栓、螺钉和螺柱，应按图 11 规定的符号进行标志：螺栓和螺钉在头部顶面或末端标志； 图 ll 可选用的左旋螺纹的标志对公称直径 d≥5 mm 的螺栓、螺钉和螺柱要求标志。 六角头螺栓和螺钉亦可选用图 12 规定的左旋螺纹的标志。 图 12 可选用的左旋螺纹的标志 22 9.5标志的选择 在 9.2～9.4 条中规定允许选用的或非强制性的标志，应由制造者选定。9.6 包装标识 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。 附录 A (提示的附录) 高温下的屈服点或规定非比例伸长应力 表A1 仅是指导性的，是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表述。这些数据，不能作为试验技术要求。 表 A1 高温下的屈服点或规定非比例伸长应力 性能等级 温度，℃ +20 +100 +200 +250 +300 屈服点σb 或规定非比例伸长应力σp0.2 ，N／mm 5.6 300 270 230 215 195 8.8 640 590 540 510 480 10.9 940 875 790 745 705 10.9940 -- -- -- -- 12.9 1 100 1 020 925 875 825 在持续高温服役条件下，可能造成明显的应力松弛。在 300℃服役 100 h 的典型条件下，由于屈服应力的降低将使初始夹紧载荷的减少超过其 25 9／5 以上。
2--不完全脱碳层；
3--中径线；
4--基体金属H1--最大实体条件下外螺纹的牙型高度
4--中径线HV2≥HVl-30 HV3≤HV2+30
螺柱应在拧入螺母端标志。