SAEJ1199公制外螺纹钢制紧固件机械性能与材料要求中文版全解.docx
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SAEJ1199公制外螺纹钢制紧固件机械性能与材料要求中文版全解
SAEJ1199公制外螺纹钢制紧固件机械性能与材料要求中文版全解
LT
固件的标准规范
ASTMA449—SpecificationforQuenchedandTemperedSteelBoltsandStuds
淬火和回火钢制螺栓及螺柱的标准规范
ASTMF606M—StandardTestMethodsforDeterminingtheMechanicalPropertiesofExternallyand
InternallyThreadedFasteners,Washers,andRivets
测定外螺纹及内螺纹紧固件、垫圈及铆钉的机械特性的试验方法(米制)
2.1.3ASMEPUBLICATION—AvailablefromASME,345East47Street,NewYork,NY10017-2330.
ASME美国机械工程师协会出版物
ASMEB18.2.1
3.Designations标示
3.1Propertyclassesaredesignatedbynumberswhereincreasingnumbersgenerallyrepresentincreasingtensile strengths.Thedesignationsymbolconsistsoftwoparts:
性能等级由数字标示,数字越大通常代表抗拉强度越大。
标示符号由两部分组成:
a.Thefirstnumeralofatwo-digitsymbolorthefirsttwonumeralsofathree-digitsymbolapproximates1/100oftheminimumtensilestrengthinMPa.
二个数字符号的第一个数或三个数字符号的前两位数接近最小抗拉强度(MPa)的1/100。
b.Thelastnumeralapproximates1/10oftheratioexpressedasapercentagebetweenminimumyieldstressandminimumtensilestress.
最后一个数字约1/10的比率表示为最小屈服强度与最小抗拉强度指间的百分比。
3.2Forspecificationpurposes(onengineeringdrawings,purchaseorders,etc.)allpropertyclassdesignationsare usedincombinationwithasinglebasicspecificationnumberasfollows:
为了规范(在工程图、采购订单等文件中),所有性能等级标示使用由单个基本规范的数字组合,如下所示:
SAEJ1199(4.6)
SAEJ1199(4.8)
SAEJ1199(5.8)
SAEJ1199(8.8)
SAEJ1199(9.8)
SAEJ1199(10.9)
3.3PropertyClasses性能等级
3.3.1Machinescrewsarenormallyavailableonlyinclasses4.8and9.8;otherbolts,screws,andstudsareavailableinallclasseswithinthespecifiedproductsizelimitationsgiveninTables1Aand1B.
机械螺钉通常仅适用于4.8级和9.8级;其他螺栓、螺钉和螺柱适用于表1A和表1B所规定所有等级。
3.3.2Screwandwasherassemblies(sems)arecoveredbyclasses4.8and9.8andallowabledeviationsfromnormal9.8requirementsarestatedinfootnotesthroughoutthedocument.
螺钉和垫片组件涵盖在4.8级和9.8级中,偏离正常9.8级的允差要求在整篇文档有脚注。
3.3.3Attheoptionofthemanufacturer,class5.8maybesuppliedwitheitherclass4.6or4.8isordered,andclass 4.8maybesuppliedwhenclass4.6isordered.
供应商可自行选择:
4.6级或4.8级订单产品可按5.8级提供;4.6级订单产品可按4.8级提供。
3.4ConversionGuidance转换指导
3.4.1Forguidancepurposesonly,toassistdesignersinselectingapropertyclass:
仅为引导目的,以协助设计者选着性能等级:
a.Class4.6isapproximatelyequivalenttoSAEJ429,Grade1andASTMA307,GradeA.
4.6级性能强度近似于SAEJ429等级1和ASTMA307等级A的性能强度。
b.Class5.8isapproximatelyequivalenttoSAEJ429,Grade2.
5.8级性能强度近似于SAEJ4292级的性能强度。
c.Class8.8isapproximatelyequivalenttoSAEJ429,Grade5,andASTMA449.
8.8级性能强度近似于SAEJ4295级和ASTMA499的性能强度。
d.Class9.8haspropertiesapproximately9%strongerthanSAEJ429,Grade5,andASTMA449.
9.8级机械性能强度比SAEJ4295级和ASTMA499的强度高约9%。
e.Class10.9isapproximatelyequivalenttoSAEJ429,Grade8,andASTMA354,GradeBD.
10.9级性能近似于SAEJ4298级和ASTMA354BD级的性能强度。
表1A—螺栓、螺钉和螺柱的机械性能要求
性能等级
公称直径
全尺寸产品保证载荷Mpa
(1)
全尺寸产品最小抗拉强度Mpa
(1)
加工试样产品(尺寸大于M24)最小屈服强度Mpa
加工试样产品(尺寸>M24)最小抗拉强度Mpa
(2)
加工试样产品(尺寸>M24)最小伸长率%
加工试样产品(尺寸>M24)最小端面收缩率%
4.6
M5到M36
225
400
240(3)
400
22
35
4.8
M1.6到M16
310
420
-
-
-
-
5.8
M5到M24(4)
380
520
-
-
-
-
8.8
M17到M36
600
830
660
830
12
35
9.8
M1.6到M16(5)
650
900
-
-
-
-
10.9
M6到M36
830
1040
940
1040
9
35
1.全尺寸产品每一性能等级的保证载荷及抗拉强度值见表5。
2.屈服强度是应力发生在0.2%的永久变形的量具长度计算所得的应力。
3.屈服点适用于替代屈服强度在0.2%偏移量的4.6级产品。
4.5.8级适用于产品长度≤150mm的螺栓及螺钉,以及所有长度的螺柱。
5.对于9.8级的螺钉与垫片组件产品,基材硬度可在25-40HRC(270-390HV)之间,表面硬度不能超过60HR30N. 此要求同样适用于和组件一样加工的无垫片,尺寸在M1.6到M12的产品。
表1B—螺栓、螺钉和螺柱的机械性能要求
性能等级
公称直径
最大表面洛氏硬度30N
产品洛氏硬度最小
(1)
产品洛氏硬度最大
产品维氏硬度最小
(1)
产品维氏硬度最大
4.6
M5到M36
-
B67
B87
120
180
4.8
M1.6到M16
-
B71
B87
130
180
5.8
M5到M24
(2)
-
B82
B95
160
220
8.8
M17到M36
(3)
C23
C34
254
336
9.8
M1.6到M16(4)
(3)
C27
C36
279
354
10.9
M6到M36
(3)
C33
C39
327
382
1.如果最小抗拉强度满足要求,最小硬度值不予要求。
2.5.8级适用于产品长度≤150mm的螺栓及螺钉,以及所有长度的螺柱。
3.表面硬度不得超过多于两点测得的基材硬度(洛氏C相当),10.9级情况下也不得超过59HR30N.
4.对于9.8级的螺钉与垫片组件产品,基材硬度可在25-40HRC(270-390HV)之间,表面硬度不能超过60HR30N. 此要求同样适用于和组件一样加工的无垫片,尺寸在M1.6到M12的产品。
3.4.2Notethatclass8.8isapplicabletosizesabove16mm,andclass9.8isapplicabletosizes16mmandsmaller.
8.8级适用于尺寸大于16mm的产品,9.8适用于尺寸≤16mm的产品。
4MaterialsandProcesses材料及流程
4.1SteelCharacteristics—Bolts,screws,andstudsshallbemadeofsteelconformingtothedescriptionandchemicalcompositionrequirementsspecifiedinTable2fortheapplicablepropertyclass.
钢材特性-螺栓、螺钉和螺柱材料应符合表2中各相应等级的相关说明及化学成分要求。
性能等级
说明与化学成分
4.6和4.8
供应商自选-低、中碳钢(所有尺寸),成分要求:
C:
≤0.55、P:
≤0.048,S:
≤0.058
5.8
供应商自选-低、中碳钢(所有尺寸),成分要求:
C:
0.13-0.55、P:
≤0.048,S:
≤0.058;
仅对螺柱:
S:
≤0.33
8.8
供应商自选-
中碳钢(所有尺寸),成分要求:
C:
0.28-0.55、P:
≤0.048,S:
≤0.058,仅对螺柱:
S:
≤0.13;
中碳合金钢(尺寸>M24),成分要求:
C:
0.28-0.55、P:
≤0.040,S:
≤0.045;
客户指定材料-
低碳马氏体钢(尺寸≤M20),成分要求:
C:
0.15-0.27,Mn:
0.74-1.46,P:
≤0.038,S:
≤0.048,B:
0.0005-0.003
(1);
中碳硼钢(尺寸≤M24),成分要求:
C:
0.25-0.40,Mn:
≥0.74P:
≤0.048,S:
≤0.058,B:
0.0005-0.003
(1);
9.8
供应商自选-
中碳钢(所有尺寸),成分要求:
C:
0.28-0.55,P:
≤0.048,S:
≤0.058;
仅对螺柱:
S:
≤0.13;
对螺钉与垫片组件产品以及和组件一样加工的无垫片产品,尺寸≤M12,碳含量可0.15-0.40,见表6注2;
客户指定材料-
低碳马氏体钢(尺寸≤M20),成分要求:
C:
0.15-0.27,Mn:
0.74-1.46,P:
≤0.038,S:
≤0.048,B:
0.0005-0.003
(1);
中碳硼钢(尺寸≤M24),成分要求:
C:
0.25-0.40,Mn:
≥0.74P:
≤0.048,S:
≤0.058,B:
0.0005-0.003
(1);
10.9
供应商自选-
中碳合金钢(所有尺寸),成分要求:
C:
0.28-0.55,P:
≤0.040,S:
≤0.045,细晶粒;
淬硬性≥47HRC
(2)
SAE1541或SAE1541H(尺寸≤M12),细晶粒;
客户指定材料-
碳钢(尺寸≤M20),细晶粒;
低碳马氏体钢(尺寸≤M20),成分要求:
C:
0.15-0.27,Mn:
0.74-1.46,P:
≤0.038,S:
≤0.048,B:
0.0005-0.003
(1),淬硬性≤40HRC
(2);
中碳硼钢(尺寸≤M24),成分要求:
C:
0.25-0.40,Mn:
≥0.74P:
≤0.048,S:
≤0.058,B:
0.0005-0.003
(1),淬硬性≤40HCR
(2)。
1.由低碳马氏体钢和中碳硼钢制造的产品须按照表6注1的要求进行标识识别。
2.钢材须有淬硬性,淬硬性能产生最小硬度值(洛氏硬度C),此硬度测与螺栓、螺钉或螺柱(淬火后)螺纹端一个公称直径横切面的中心位置。
4.2Headingpractice头部成型
4.2.1Methodsotherthanupsettingand/orextrusionarepermittedonlybyspecialagreementbetweenpurchaserandmanufacturer.
有别于一般镦锻成型或挤压成型以外的成型方式需经过买卖双方同意方可执行。
4.2.2Class4.6maybehotorcoldheadedatoptionofthemanufacturer.
4.6级的产品用热锻或冷锻,由制造方决定。
4.2.3Class4.8,5.8,8.8,9.8,and10.9boltsandscrewsinsizesuptoM20inclusive,andlengthsupto10timesthenominalproductsizeor150mm,whicheverisshorter,shallbecoldheaded,exceptthattheymaybehotheadedbyspecialagreementofthepurchaser.Largersizesandlongerlengthsmaybecoldorhotheadedatoptionofthemanufacturer.
4.8、5.8、8.8、9.8和10.9级螺栓、螺钉,尺寸≤M20、长度是小于等于产品公称尺寸10倍或≤150mm须冷镦成型,客户特别要求热锻成型的除外。
大尺寸或较长尺寸的产品则可由制造者自行决定使用冷锻或热锻成型。
4.3ThreadingPractice—Class4.8,5.8,8.8,9.8,and10.9boltsandscrewsinsizesuptoM20inclusive,andlengthsupto150mminclusive,shallberollthreaded,exceptbyspecialagreement.Threadsofallsizesofclass4.6boltsandscrewsandclass4.8,5.8,8.8,9.8,and10.9boltsandscrewsinsizesoverM20and/orlengthslongerthan150mm,mayberolled,cut,orground,atoptionofthemanufacturer.Threadsofallclassesandsizesofstudsmayberolled,cut,orgroundatoptionofthemanufacturer.
螺纹成型–4.8、5.8、8.8、9.8和10.9级螺栓、螺钉,尺寸≤M20,长度≤150mm,l螺纹须滚制成型,客户特殊要求除外。
4.6级螺栓、螺钉所有尺寸的螺纹,4.8、5.8、8.8、9.8和10.9级的螺栓、螺钉的螺纹,尺寸>M20级及/或长度>150mm,可采用滚制、切削或磨削方式进行制造,由制造商自行决定。
所有等级及所有尺寸的螺柱的螺纹可采用滚制、切削或磨削方式进行制造,由制造商自行决定。
4.4HeatTreatmentPractice热处理
4.4.1Class4.6boltsandscrewsandclass4.6,4.8,and5.8studsneednotbeheattreated.Class4.8and5.8boltsandscrewsshallbestressrelievedifnecessarytoassurethesoundnessoftheheadtoshankjunction.Whenspecifiedbythepurchaser,class5.8boltsandscrewsshallbestressrelievedataminimumstressrelieftemperatureof470°C.Wherehighertemperaturesarenecessarytorelievestressesinseverelyupsetheads,mechanicalrequirementsshallbeagreeduponbymanufacturerandpurchaser.
等级4.6的螺栓、螺钉以及等级4.6、4.8和5.8级的螺柱不需要热处理。
4.8和5.8级的螺栓、螺钉如必要的话须消除应力,以保证头杆连接处的稳固性。
如买方特别指定,5.8级螺栓、螺钉应在最小470℃温度下消除应力。
当需要更高的温度来消除应力时,机械性能要求须买卖双方达成一致。
4.4.2Class8.8and9.8bolts,screws,andstudsshallbeheattreated,quenchedinoilorwater-basequenchantattheoptionofthemanufacturer,andtemperedataminimumtemperingtemperatureof425°Cforclass8.8and410°Cforclass9.8.Forclass9.8screwandwasherassemblies(sems),quenchantswhoseprincipalconstituentiswatershallNOTbeused,andtemperingtemperatureshallbenolessthan340°C.Seealso4.4.5.
8.8和9.8级螺栓、螺钉及螺柱应进行热处理,油淬或水淬供应商自行决定,8.8级最小回火温度425℃、9.8级最小回火温度410℃。
对于9.8级螺钉与垫片组件不得使用主要成分为水的淬火介质,回火温度不得低于340℃。
亦可见4.4.5。
4.4.3Mediumcarbonalloysteelclass10.9bolts,screws,andstudsshallbeheattreated,oilquenched,andtemperedataminimumtemperingtemperatureof425°C.Low-carbonmartensitesteelclass10.9bolts,screws,andstudsshallbeheattreated,quenchedinoilorwater-basequenchantattheoptionofthemanufacturer,andtemperedataminimumtemperingtemperatureof340°C.Seealso4.4.5.
10.9级中碳合金钢螺栓、螺钉应进行热处理,淬火介质油,最小回火温度425℃。
10.9级低碳马氏体钢螺栓、螺钉和螺柱应进行热处理,油淬或水淬制造商自行决定,回火温度不得低于340℃。
亦可见4.4.5。
4.4.4Undernocircumstancesshouldheattreatmentorcarbonrestorationbeaccomplishedinthepresenceofnitrogencompounds,suchascarbonitridingorcyaniding.
在任何情况下的热处理或碳恢复须在氮化合物存在下完成,如碳氮共渗或 氰化处理。
4.4.5TemperingTemperatureAuditTest(forcheckingwhetherproductshavebeentemperedatspecifiedtemperature).Conducthardnesstest(ASTMF606M)ononeormorebolts,screws,orstuds;retempertheproduct(s)atatemperature10°Clessthanthespecifiedminimumtemperingtemperaturefor30min;repeatproducthardnesstest.Thedifferencebetweenthemeanhardnesses(beforeandafterretempering)shallbenogreaterthan2pointsRockwellC(approximately20Vickerpoints).
回火温度监视测试(检查产品是否按技术规定的温度进行回火)。
在一个或多个螺栓、螺钉或螺柱上进行硬度测试(依据标准ASTMF606M);重回火产品回火温度低于最小规范温度10℃;然后对回火产品进行硬度测试。
平均硬度之间的差异(重回火前后的硬度)不得超过两个HRC硬度点(大约20个维氏硬度点)。
5MechanicalandPhysicalProperties力学与物理性能
5.1Mechanical—Bolts,screws,andstudss
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