鋼結構用耐候鋼高強度螺栓連接副High-strengthboltassembliesforsteelstructuresofweatheringsteel2023-09-07發布國家標準化管理委員會IGB/T43151—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國機械工業聯合會提出。本文件由全國緊固件標準化技術委員會(SAC/TC85)歸口。本文件起草單位：中機生產力促進中心有限公司、中鐵山橋集團有限公司、中國鐵道科學研究院集團有限公司鐵道建筑研究所、燕山大學、河北信德電力配件有限公司、首鋼集團有限公司、晉億實業股份有限公司、浙江海力股份有限公司、江蘇中成緊固技術發展股份有限公司、邢臺鋼鐵有限責任公司、南京福貝爾五金制品有限公司、河南航天精工制造有限公司、安徽長江緊固件有限責任公司、山東高強緊固件有限公司、南京鋼鐵股份有限公司、蘇州熱工研究院有限公司、上海高強度螺栓廠有限公司、北京金兆博高強度緊固件有限公司、眉山中車緊固件科技有限公司、蕪湖新興鑄管有限責任公司、江蘇甬怡緊固件有限公司、上海集優標五高強度緊固件有限公司、中機研標準技術研究院(北京)有限公司、北京國網富達科技發展有限責任公司、蘇交科集團股份有限公司、寧波群力緊固件制造有限公司、七豐精工科技股份有限公司、河北五維航電科技股份有限公司、明陽智慧能源集團股份公司、寧波中機機械零部件檢測有限公司、邯鄲正發科技有限公司、太原四聯重工股份有限公司、泰州市環星不銹鋼有限公司。本文件由全國緊固件標準化技術委員會負責解釋。1鋼結構用耐候鋼高強度螺栓連接副本文件規定了螺紋規格為M12～M36、性能等級NH8.8S/NH8H和NH10.9S/NH10H鋼結構用本文件適用于鋼結構用耐候鋼高強度螺栓連接副(以下簡稱“連接副”)。注：在環境溫度10℃~35℃條件下進行試驗時符合本文件要求的鋼結構用耐候鋼高強度螺栓連接副，在較高溫度和/或較低溫度下可能無法保持規定的機械和物理性能。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有修改單)適用于本文件。GB/T90.1緊固件驗收檢查GB/T196普通螺紋基本尺寸GB/T197普通螺紋公差GB/T222鋼的成品化學成分允許偏差GB/T224鋼的脫碳層深度測定法GB/T226鋼的低倍組織及缺陷酸蝕檢驗法GB/T228.1金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法GB/T230.1金屬材料洛氏硬度試驗第1部分：試驗方法GB/T231.1金屬材料布氏硬度試驗第1部分：試驗方法GB/T702熱軋鋼棒尺寸、外形、重量及允許偏差GB/T1228鋼結構用高強度大六角頭螺栓GB/T1229鋼結構用高強度大六角螺母GB/T1230鋼結構用高強度墊圈GB/T1231鋼結構用高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術條件GB/T1979結構鋼低倍組織缺陷評級圖GB/T2101型鋼驗收、包裝、標志及質量證明書的一般規定GB/T2975鋼及鋼產品力學性能試驗取樣位置及試樣制備GB/T3098.1緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱GB/T3098.2緊固件機械性能螺母GB/T3098.26緊固件機械性能平墊圈GB/T3632鋼結構用扭剪型高強度螺栓連接副GB/T4171耐候結構鋼2GB/T4336碳素鋼和中低合金鋼多元素含量的測定火花放電原子發射光譜法(常規法)GB/T5779.1緊固件表面缺陷螺栓、螺釘和螺柱一般要求GB/T5779.2緊固件表面缺陷螺母GB/T6394金屬平均晶粒度測定方法GB/T6478冷鐓和冷擠壓用鋼GB/T10561鋼中非金屬夾雜物含量的測定標準評級圖顯微檢驗法GB/T14981熱軋圓盤條尺寸、外形、重量及允許偏差GB/T17505鋼及鋼產品交貨一般技術要求GB/T20066鋼和鐵化學成分測定用試樣的取樣和制樣方法GB/T32076.1預載荷高強度栓接結構連接副第1部分：通用要求預載荷高強度栓接結構連接副預載荷高強度栓接結構連接副第3部分：HR型大六角頭螺栓和螺母連接副預載荷高強度栓接結構連接副第4部分：HV型大六角頭螺栓和螺母連接副預載荷高強度栓接結構連接副第5部分：平墊圈預載荷高強度栓接結構連接副第6部分：倒角平墊圈預載荷高強度栓接結構連接副第8部分：扭剪型圓頭螺栓和螺母連接副預載荷高強度栓接結構連接副第9部分：扭剪型大六角頭螺栓和螺母連接副YB/T5293金屬材料頂鍛試驗方法3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。耐候鋼weatheringsteel通過添加少量的合金元素如Cu、P、Cr、Ni等，使其在金屬基體表面上形成保護層，以提高耐大氣腐蝕性能的鋼。I代表低合金鋼材耐大氣腐蝕的參數。注：該指數利用基于鋼的化學成分的預測公式計算得到，指數越大，鋼的耐腐蝕性能越好。耐候鋼高強度螺栓連接副highstrengthboltingassembliesofweatheringsteel由耐候鋼制造的高強度螺栓、高強度螺母和高強度墊圈組成的連接副。4型式尺寸連接副包括1個螺栓、1個螺母和1個/2個墊圈，型式尺寸應符合GB/T1228、GB/T1229、GB/T1230、GB/T3632、GB/T32076.3～32076.6、GB/T32076.8和GB/T32076.9等產品標準的規定。35技術要求5.1材料及使用配合耐候鋼高強度螺栓、螺母和墊圈宜采用相同化學成分的材料，化學成分(熔煉分析)限值應符合表1的規定，成品化學成分允許偏差應符合GB/T222的規定。材料具有足夠的淬透性，在淬火后回火前應獲得約90%的馬氏體組織。依據GB/T4171計算得到的連接副用耐候鋼耐大氣腐蝕性指數I應不小于構件鋼材的耐大氣腐蝕性指數，且應不小于6.0。連接副用鋼技術條件按附錄A的規定。其他在用連接副耐候鋼材料牌號及化學成分見附錄B。表1螺栓/螺母/墊圈用耐候鋼材料化學成分化學成分(質量分數)%最低回火溫度℃CMnPSNiMo0.30～0.520.20～0.60427螺栓應在奧氏體化溫度下，采用油冷淬火。螺栓、螺母、墊圈的使用配合應符合表2的規定。類別螺栓螺母墊圈大六角頭螺栓連接副NH8.8SNH10.9SNH10H扭剪型螺栓連接副NH10.9SNH10H5.2機械性能按6.1.1規定的方法在環境溫度10℃~35℃條件下進行試驗時，機械加工試件的機械性能應符合表3的規定。4表3螺栓機械性能性能等級抗拉強度規定非比例延伸0.2%的應力機械加工試件的斷后伸長率機械加工試件的斷面收縮率吸收能量KV?/J硬度NH8.8SNH10.9S按6.1.1規定的方法在環境溫度10℃~35℃條件下進行螺栓實物楔負載試驗時，拉力載荷應在表4規定的范圍內，且斷裂應發生在螺紋部分或螺紋與無螺紋桿部交接處。當螺栓長徑比l/d≤3時，如不能做楔負載試驗，可做拉力載荷試驗或芯部硬度試驗。拉力載荷應符合表4的規定，芯部硬度應符合表3的規定。表4未規定的規格范圍按相關產品標準要求。單位為牛頓M12M16M20M24M30M36P/mm2334螺紋公稱應力截面積Asnom/mm2性能等級NH8.8S70000~130000~203000~251000~293000~381000~473000466000~678000~性能等級NH10.9S87700~163000~255000~315000~367000~420000477000~583000~850000~注：P——螺距。”根據As.m計算得出，100000N以內圓整到上一個100N,100000N以上圓整到上一個1000N。螺栓的脫碳層應符合GB/T3098.1的規定。按6.1.2規定的方法在環境溫度10℃~35℃條件下進行試驗時，螺母保證載荷應符合表5規定。表5未規定的規格范圍按相關產品標準要求。5表5螺母保證載荷"單位為牛頓M12M16M20M24M30M36P/mm2334螺紋公稱應力截面積A.公稱/mm2466000477000根據As.mom計算得出，100000N以內圓整到上一個100N,100000N以上圓整到上一個1000N。按6.1.2規定的方法在環境溫度10℃~35℃條件下進行硬度試驗時，螺母硬度值應符合表6表6螺母硬度性能等級維氏硬度洛氏硬度minmaxminmaxNH8HNH10H按6.1.3規定的方法在環境溫度為10℃~35℃條件下進行硬度試驗時，墊圈硬度值為329HV30～436HV30(35HRC～45H5.3連接副功能特性大六角頭螺栓連接副扭矩系數試驗按GB/T1231的規定進行。同批連接副的扭矩系數平均值為0.110～0.150,扭矩系數標準偏差應不大于0.0100。每一連接副包括1個螺栓、1個螺母、2個墊圈，并應分屬同批制造。扭剪型螺栓連接副緊固軸力應符合表7或表8規定。緊固軸力變異系數應不大于0.10(變異系數=標準偏差/平均值)。表7符合GB/T3632的扭剪型螺栓連接副緊固軸力極限值螺紋規格dM16M20M22M24M27M30每批緊固軸力的平均值F平均公稱minmax4306表8符合GB/T32076.8/GB/T32076.9的扭剪型螺栓連接副緊固軸力極限值標準試驗芯棒螺紋公稱應力截面積Ag,nom/mm2緊固軸力FminNNM12M16M20M22M24M27M30431970M36經供需雙方協商，可對連接副材料的耐大氣腐蝕性能進行判定。鋼的耐大氣腐蝕指數I應不小于6.0,計算方法見GB/T4171。螺紋的基本尺寸應符合GB/T196中粗牙普通螺紋的規定。螺栓螺紋公差帶應為GB/T197中6g,螺母螺紋公差帶應為GB/T197中6H。5.6表面缺陷螺栓、螺母的表面缺陷應分別符合GB/T5779.1和GB/T5779.2的規定。墊圈不應有裂紋、毛刺、浮銹和影響使用的凹痕、劃傷。5.7表面處理連接副應進行保證扭矩系數或緊固軸力的表面處理，有需要時，可由供需協議采用其他處理方法。6試驗方法6.1機械性能試驗方法6.1.1螺栓機械性能試驗方法按GB/T3098.1的規定。6.1.2螺母機械性能試驗方法按GB/T3098.2的規定。6.1.3墊圈硬度試驗方法按GB/T3098.26的規定。6.2扭矩系數試驗方法大六角頭螺栓連接副扭矩系數試驗方法按GB/T1231或GB/T32076.2的規定。76.3緊固軸力試驗方法扭剪型螺栓連接副緊固軸力試驗方法按GB/T3632或GB/T32076.8或GB/T32076.9的規定。6.4耐大氣腐蝕性評估方法連接副耐大氣腐蝕性評估方法按GB/T4171的規定。7驗收檢查連接副按GB/T32076.1或GB/T1231或GB/T3632的規定驗收檢查，螺栓、螺母和墊圈按GB/T90.1的規定驗收檢查。8.1標志連接副用螺栓應標志制造者識別標志和性能等級，應在頭部頂面用凹字或凸字標志，如圖1所示，或可在頭部側面用凹字標志。性能等級應標志為“NH××.×S”,其中由點隔開的數字分別表示公稱抗拉強度的1/100和屈強比，字母“NH”代表耐候鋼，“S”表示鋼結構用螺栓。標引序號說明：1——連接副制造者識別標志。圖1螺栓標志示意圖連接副用螺母應標志制造者識別標志和性能等級，應在頂面或側面用凹字標志，如圖2所示性能等級應標志為“NH××H”,其中數字相當于可與其搭配使用的螺栓的最高性能等級標記中左邊的數標引序號說明：1——連接副制造者識別標志。圖2螺母標志示意圖88.2質量證明文件生產廠家供貨時應提供相應的產品質量檢驗證書、合格證和所用原材料的檢測報告，其產品質量檢驗報告應包括GB/T1231規定的內容和耐大氣腐蝕性指數I。8.3.1包裝箱應牢固、防潮，每箱質量不應超過40kg。箱內螺栓、螺母及墊圈應分開包裝。螺栓應逐個包裝，并有螺紋保護套。不同批號的連接副不應混裝。8.4運輸和貯存在運輸和貯存過程中應防潮、防塵，并應輕裝輕卸，防止螺紋損傷。9(規范性)鋼結構用耐候鋼高強度螺栓連接副用鋼技術條件A.1尺寸及外形A.1.1熱軋盤條的尺寸、外形及其允許偏差按GB/T14981中的B級及以上精度執行，熱軋圓鋼的尺寸、外形及其允許偏差按GB/T702中的第1組偏差序列執行。A.1.2每盤盤條由一根組成，不應有焊接點，線卷整齊，不應有紊亂現象，盤重不應小于1000kg。A.2技術要求A.2.1冶煉方法采用轉爐或電爐冶煉，必要時經爐外精煉和真空脫氣處理。除非需方有特殊要求，冶煉方法一般由供方選擇。A.2.2脫碳層總脫碳層(鐵素體十過渡層)深度不應大于公稱直徑的1%,完全脫碳層深度不應超過GB/T6478的要求。A.2.3表面質量鋼材表面應光滑，不應有目視可見的裂紋、結疤、夾雜、耳子和折疊。表面可有深度不超過公差之半的個別劃痕和麻點，以及深度不超過0.10mm的個別發紋。A.2.4奧氏體晶粒度奧氏體晶粒度不小于6級。A.2.5冷頂鍛按照YB/T5293的規定取樣進行冷頂鍛試驗。試樣冷頂鍛后與冷頂鍛前的高度之比為1/2。冷頂鍛后試樣側面不應有目視可見的裂紋、裂縫及裂口。A.2.6非金屬夾雜物按GB/T10561規定的A法進行檢驗，非金屬夾雜物級別應符合表A.1規定。表A.1非金屬夾雜物級別夾雜類型A類B類C類D類細系粗系細系粗系細系粗系細系粗系合格級別GB/T43151—2023A.2.7耐腐蝕性能連接副用鋼的耐大氣腐蝕性指數I≥6.0。I的計算見公式(A.1):I=26.01(%Cu)+3.88(%Ni)+1.20(%Cr)+1.49(%Si)+17.28(%P)-7.29(%Cu)(%Ni)一9.10(%Ni)(%P)-33.39(%Cu)2…………(A.1)A.2.8淬透性材料具有足夠的淬透性，以確保緊固件芯部在“淬硬”狀態、回火前獲得約90%的馬氏體組織。A.2.9低倍組織在橫向酸浸試片上不應有目視可見的縮孔、氣泡、分層、裂縫、夾雜和白點。酸浸低倍組織中一般疏松、中心疏松、中心(或錠型)偏析均應不大于1.5級。A.3試驗方法每批鋼材的檢驗項目、取樣數量、取樣方法及部位、試驗方法應符合表A.2的規定。表A.2鋼材的檢驗項目、取樣數量、取樣方法及試驗方法一覽表序號檢驗項目取樣數量取樣方法及部位試驗方法1化學成分1個/爐2拉伸1個/批3脫碳層2個/批不同根/盤4晶粒度1個/批任一根/盤5冷頂鍛3個/批不同根/盤6非金屬夾雜物2個/批不同根/盤7表面質量逐根(盤)8尺寸、外形逐根(盤)千分尺、游標卡尺9硬度3個/批不同根/盤低倍組織2個/批A.4檢驗規則A.4.1檢查和驗收驗收。A.4.2組批規則鋼材應按批驗收，每批由同一爐號、同一牌號、同一規格和同一熱處理爐次的鋼材組成。A.4.3取樣數量及取樣部位每批鋼材的取樣數量及取樣部位應符合表A.2的規定。A.4.4復驗與判定規則A.4.4.1鋼材的復驗與判定規則按GB/T17505的規定執行。A.4.4.2供方若能保證鋼材合格時，對同一爐號的鋼材的非金屬夾雜物的檢驗結果，可以坯代材。鋼材的包裝、標志和質量證明書除應符合GB/T2101的規定外，還應提供耐大氣腐蝕系數I值。云(資料性)其他在用連接副耐候鋼材料牌號及化學成分表B.1、表B.2分別給出了其他在用連接副耐候鋼牌號的構成及其含義、化學成分。耐候鋼牌號由代表“耐候”的漢語拼音首字母、表征緊固件強度等級的數字兩部分組成。表B.1其他在用連接副耐候鋼牌號的構成及其含義產品類別牌號牌號構成含義耐候鋼NH4NH——“耐候”漢語拼音首字母；數字——緊固件抗拉強度的1%;B——含硼鋼NH6NH8NHB8NH10NHB10表B.2其他在用連接副耐候鋼材料牌號及化學成分(熔煉分析)牌號化學成分(質量分數)/%熱處理CMnPSNiMo