1、_1 主题内容与适用范围本标准规定了钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈及连接副的技术要求、试验方法、检验规则、标记及包装。本标准适用于铁路和公路桥梁、锅炉钢结构、工业厂房、高层民用建筑、塔桅结构、起重机械及其他钢结构摩擦型高强度螺栓连接。2 引用标准GB 3077 合金结构钢技术条件GB 699 优质碳素结构钢钢号和一般技术条件GB 3098.1 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB 3098.2 紧固件机械性能螺母GB 196 普通螺纹基本尺寸(直径 l600 ram)GB 197 普通螺纹公差与配合(直径 1355 mm)GB 2 紧固件外螺纹零件的末端GB 3103.1 紧固件公
2、差螺栓、螺钉和螺母GB 3103.3 紧固件公差平垫圈 GB 5779.1 紧固件表面缺陷螺栓、螺钉和螺柱一般要求GB 5779.2 紧固件表面缺陷螺母一般要求GB 228 金属拉伸试验法GB 229 金属夏比(u 型缺 E1)冲击试验方法GB 230 金属洛氏硬度试验方法GB 4340 金属维氏硬度试验方法GB 1237 紧固件的标记方法GB 90 紧固件验收检查、标志与包装GB/T 1228 钢结构用高强度大六角头螺栓GB/T 1229 钢结构用高强度大六角螺母GB/T 1230 钢结构用高强度垫圈 3 技术要求3.1 性能等级、材料及使用配合_国家技术监督局991-04-22 批准 19
3、92-01-01 实施1GB/T 1231913.1.1 螺栓、螺母、垫圈的性能等级和推荐材料按表 1 的规定。表中 35 VB 钢的技术条件如附录 A(补充件)。表 1类别 性能等级 推荐材料 标准编号 适用规格20MnTiB GB 3077 M2410.9 S35VB M3040B GB 3077 M2445 GB 699 M22螺栓8.8 S35 GB 699 M2045、35 GB 69910 H15MnVB GB 3077螺母8 H 35 GB 699垫圈 HRC3545 45、35 GB 6995.1.2 螺栓、螺母、垫圈的使用配合按表 2 的规定。表 2螺 栓 螺 母 垫 圈lO
4、.9 S 10 H HRC 35458.8 S 8 H HRC 35455.2 机械性能5.2.1 螺栓机械性能5.2.1.1 试件机械性能制造厂须将制造螺栓的材料取样制成试件，进行拉力试验，其结果应符合表 3 的规定。当螺栓的材料直径16 mm 时，根据用户要求，制造厂还须增加常温冲击韧性试验，其结果应符合表 3 的规定。表 3屈服强度 0.2MPa伸长率 5%收缩率 %冲击韧性 J/cm2性能等级 抗拉强度 bMPa不小于lO.9 S l040l240 940 10 42 598.8 S 830l030 660 12 45 785.2.1.2 实物机械性能进行螺栓实物楔负载试验时，当拉力载
5、荷在表 4 规定的范围内，断裂应发生在螺纹部分或螺纹与螺杆交接处。2GB/T 123191表 4螺纹规格 d M12 M16 M20 (M22) M24 (M27) M30公称应力截面积A，mm 2 84.3 157 245 303 353 459 56110.9S 87 700104 500 163 000195 000 255 000304 000 315 000376 000 367 000438 000 477 000569 000 583 000696 000性能等级8.8S拉力载荷N 70 00086 800130 000162 000203 000252 000251 00031
6、2 000293 000364 000381 000473 000466 000578 0003.2.1.3 硬度当螺栓 l/d3 时，如不能做楔负载试验，允许做芯部硬度试验。芯部硬度值应符合表 5 的规定。表 5维氏硬度 HV30 洛氏硬度 HRC性能等级min max min max10.9 S 312 367 33 398.8 S 249 296 24 3l3.2.1.4 脱碳层螺栓的脱碳层按 GB 3098.1 表 3 的有关规定。3.2.2 螺母机械性能3.2.2.1 保证载荷螺母的保证载荷应符合表 6 的规定。表 6螺纹规格 D M12 M16 M20 (M22) M24 (M27
7、) M3010H 保证载荷 N 87 700 163 000 255 000 315 000 367 000 477 000 583 0008H 保证载荷 N 70 000 130 000 203 000 251 000 293 000 381 000 466 0003.2.2.2 硬度螺母硬度应符合表 7 的规定。表 7洛氏硬度 维氏硬度性能等级min max min max10 H HRB 98 HRC 28 HV30222 HV302748 H HRB 95 HRC 22 HV30206 HV302373.2.3 垫圈硬度垫圈的硬度为 HVs0329436(HRC 3545)。3.3 连
8、接副的扭矩系数3.3.1 10.9s 级高强度大六角头螺栓连接副必须按保证扭矩系数供货，同批连接副的扭矩系数平均值为 0.1100.150，扭矩系数标准偏差应小于或等于 0.010。每一连接副包括一个螺栓、一个螺母、二个3GB/T 123191垫圈，并应分属同批制造。3.3.2 连接副扭矩系数保证期为自出厂之日起六个月，用户如需延长保证期，可由供需双方协议解决。3.4 螺栓、螺母的螺纹3.4.1 螺纹的基本尺寸按 GB 196 粗牙普通螺纹的规定。螺栓螺纹公差带按 GB 197 的 6 g，螺母螺纹公差带按 GB 197 的 6 H。3.4.2 螺纹牙侧表面粗糙度的最大参数值见应为 12.5
9、gm。3.5 螺栓的螺纹末端螺栓的螺纹末端按 GB 2 的规定。3.6 表面缺陷3.6.1 螺栓、螺母的表面缺陷分别按 GB 5779.1、GB 5779.2 规定。3.6.2 垫圈不允许有裂缝、毛刺、浮锈和影响使用的凹痕、划伤。3.7 其他尺寸及形位公差螺栓、螺母、垫圈的其他尺寸及形位公差应符合 GB 3103.1、GB 3103.3 C 级产品的规定。3.8 凹穴螺栓经用户同意，螺栓头部允许制成凹穴形，其对角宽度 emin1.12s min，凹穴底部可制成球面。3.9 表面处理螺栓、螺母、垫圈均应进行表面防锈处理，表面处理工艺及配方由制造厂选择，但经处理后的 10.9 s级高强度大六角头螺
10、栓连接副扭矩系数还必须符合第 3.3 条规定。4 试验方法4.1 螺栓试验方法4.1.1 试件的拉力试验和冲击韧性试验拉力试件和冲击韧性试件应在同一根棒材上截取，并经同一热处理工艺处理。4.1.1.1 拉力试验原材料经热处理后，按 GB 228 的规定制成拉力试件。加工试件时，其直径减小量不应超过原材料直径的 25%(约为截面积的 44%)，并以此确定试件直径。4.1.1.2 冲击韧性试验原材料经热处理后，按 GB 229 图 1 的规定制成冲击韧性试件，并在常温下进行冲击韧性试验。4.1.2 楔负载试验将螺栓拧在带有内螺纹的专用夹具上(至少六扣)，螺栓头下置一 10楔垫，再装在拉力试验机上进
11、行楔负载试验(图 1)。图 l4GB/T 123191楔垫型式与尺寸如图 2 及表 8 规定；其硬度为 HRC 4550。图 2表 8 mmd M12 M16 M20 (M22) M24 (M27) M30C 0.8 1.6 1.6 3.2 3.2 3.2 3.2R 1.2 1.4 1.4 1.6 1.6 1.6 1.64.1.3 芯部硬度试验螺栓在距螺杆末端等于螺纹直径 d 的截面上进行，对该截面距离中心的四分之一螺纹直径处，任测四点，取后三点平均值。如有争议，以维氏硬度(HV3。)试验为仲裁。4.1.4 脱碳试验按 GB 3098.1 中的第 8.8 节规定。4.2 螺母试验方法4.2.1
12、 保证载荷试验将螺母拧入螺纹芯棒(见图 3)，进行试验时夹头的移动速度不应超过 3 mmmin。对螺母施加表 6规定的保证载荷，并持续 15 s，螺母不应脱扣或断裂。当去除载荷后，应可用手将螺母旋出，或者借助扳手松开螺母(但不应超过半扣)后用手旋出。在试验中，如螺纹芯棒损坏，则试验作废。螺纹芯棒的硬度应HRC 45，其螺纹公差带为 5 h 6 g，但大径应控制在 6 g 公差带靠近下限的四分之一的范围内。4.2.2 硬度试验试验在螺母表面进行，任测四点，取后三点平均值。验收时，如有争议，以螺母支承面上的维氏硬度(HV 30)试验为仲裁。4.5 垫圈硬度试验在垫圈的表面上任测四点，取后三点平均值
13、，如有争议，以维氏硬度(HV 30)试验为仲裁。5GB/T 123191图 3D0按 GB 5277 对中等装配的规定4.4 连接副扭矩系数试验4.4.1 连接副的扭矩系数试验是在轴力计(或用测力环)上进行，每一连接副只能试验一次，不得重复使用。扭矩系数计算公式如下：K=T/Pd式中： K - 扭矩系数；T - 施拧扭矩，Nm；D - 螺栓的螺纹规格，mm；P - 螺栓预拉力，kN 。4.4.2 施拧扭矩 T 是施加于螺母上的扭矩，其误差不得大于测试扭矩值的 1%。使用的扭矩扳手的示值应在 9.8 Nm 以下。4.4.3 螺栓预拉力 P 用轴力计(或用测力环)测定，其误差不得大于测定螺栓预拉力
14、值的 2%。轴力计的示值应在测定轴力值的 1%以下。4.4.4 进行连接副扭矩系数试验时，螺栓预拉力值 P 应控制在表 9 所规定的范围，超出该范围者，所测得之扭矩系数无效。表 9螺栓螺纹规格 M12 M16 M20 (M22) M24 (M27) M30P max kN 59 113 177 216 250 324 397min kN 49 93 142 177 206 265 3294.4.5 组装连接副时，螺母下的垫圈有倒角的一侧应朝向螺母支承面。试验时，垫圈不得发生转动，否则试验无效。6GB/T 1231-914.4.6 进行连接副扭矩系数试验时，应同时记录环境温度。试验所用的机具、仪
15、表及连接副均应放置在该环境内至少 2 h 以上。5 检验规则5.1 出厂检验按批进行。同一性能等级、材料、炉号、螺纹规格、长度(当螺栓长度100 mm 时、长度相差15 mm，螺栓长度100 mm 时、长度相差20 mm，可视为同一长度)、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的螺栓为同批。同一性能等级、材料、炉号、螺纹规格、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的螺母为同批。同一性能等级、材料、炉号、规格、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的垫圈为同批。分别由同批螺栓、螺母、垫圈组成的连接副为同批连接副。对保证扭矩系数供货的螺栓连接副最大批量为 3 000 套。5.2 螺栓、螺母、垫圈的尺寸、外观、
16、机械性能及表面缺陷的检验按 GB 90 规定。5.5 连接副扭矩系数的检验按批抽取 8 套，8 套连接副的扭矩系数平均值及标准偏差均应符合第 3.3.1条规定。5.4 制造厂应以批为单位提供产品质量检验报告书，内容如下：a. 规格、数量；b. 性能等级；c. 材料、炉号、化学成分；d. 试件拉力试验和冲击韧性试验数据；e. 机械性能试验数据；1. 连接副扭矩系数平均值、标准偏差、测试环境温度；g. 出厂日期和批号。5.5 用户对产品质量有异议时，在正常运输和保管条件下，应在产品出厂之日起六个月之内向制造厂提出，并经双方按本标准之要求进行复验裁决。6 标志与包装6.1 螺栓应在头部顶面制出性能等
17、级和制造厂凸型标志(图 4)，标志中“”可以省略。标志中第一部分数字(“”前)表示公称抗拉强度的 1100，第二部分数字(“”后)表示公称屈服强度与公称抗拉强度比值的 10 倍，字母 s 表示钢结构用高强度大六角头螺栓，为制造厂标志。6.2 单倒角螺母应在顶面上制出性能等级和制造厂标志，双倒角螺母应在任一支承面上制出凹型性能等级和制造厂标志(图 5)。标志中数字表示螺母性能等级，字母 H 表示大六角螺母，为制造厂标志。图 47GB/T 123191图 56.5 包装箱应牢固、防潮。箱内应按连接副的组合包装，不同批号的连接副不得混装。每箱质量不得超过 40 蚝。包装箱内分装方法由制造厂选择。6.
18、4 包装箱外应有制造厂、产品名称、标准号、批号、规格、数量、毛重等明显标记。8GB/T 123191附录 A35VB 钢技术条件(补充件)A1 35VB 钢的化学成分应符合表 A1 的规定。表 A1化学成分 C Mn Si P S V B Cu范围 % 0.3l0.370.500.900.17O37 0.04 0.040.050.120.0010.004 40.25A2 采用直径为 25 mm 的试样毛坯，经热处理后的机械性能应符合表 A2 的规定。表 A2抗拉强度 bMPa屈服点 sMPa伸长率 5%收缩率 %冲击韧性Jcm 2试样热处理制度不小于淬火 870“C水冷回火 550“C水冷784.5 637.4 12 45 68.6A3 钢材应进行冷顶煅试验，不允许有裂口或裂缝。A4 其余技术条件按 GB 3077 的规定。_附加说明：本标准由中华人民共和国铁道部提出，由铁道部标准计量研究所归口。本标准由铁道部科学研究院、上海标准件公司、大冶钢厂、冶金工业部建筑研究总院共同起草。本标准主要起草人程季青、沈家骅。本标准委托铁道部科学研究院铁道建筑研究所负责解释。9
