GB/T 3098.24-2020 紧固件机械性能 高温用不锈钢和镍合金螺栓、螺钉、螺柱和螺母

ICS21.060.10;21.060.20

J13GB

中华人民共和国国家标准

GB/T3098.24-2020

紧固件机械性能

高温用不锈钢和镇合金螺栓、螺钉、

螺柱和螺母

Mechanicalpropertiesoffasteners-Stainlesssteelandnickelalloysbolts,

screws,studsandnutsforhightemperatureapplications

2020-11-19发布2021-06-01实施

国家市场监督管理总局申＃

国家标准化管理委员会保叩

GB/T3098.24-2020

目次

前言”…………·……”………”…·…E

引言“…………·……”……”…·……N

1范围…………….1

2规范性引用文件……·……”…·……1

3术语和定义”…………”…...........................2

4代号……”…….3

5标记制度…………”…·……………….4

6材料和加工”……··……”……………4

6.1化学成分……”………·…….4

6.2紧固件热处理……………·…...........................8

6.3表面精饰……··……”……8

6.4螺栓和螺母连接副设计……··…………·……9

6.5耐高温环境……··…………·……9

6.6紧固件使用温度……··……”………·……9

7机械性能……··……”……10

7.1螺栓、螺钉和螺柱机械性能………·……”…………10

7.2螺母机械性能………·……”…………14

8试验方法和检验的适用性……··…………“…＊＊＊'***'*…“…….16

8.1试验方法适用性……"….16

8.2制造者的检验……..16

8.3供应商的检验………·…………＊＊＊'***'*…“…….16

8.41~方的检验………”…………16

8.5试验结果交付………·……”……16

9环境温度条件下试验方法………·……”…………17

9.1螺栓、螺钉和螺柱实物拉力试验………·……………“…·…“…….17

9.2螺栓、螺钉和螺柱硬度试验……………”22

9.3螺母保证载荷试验…·…………”23

9.4螺母硬度试验…·……”………”25

10高温条件下试验方法…………“…·…………26

10.l螺栓、螺钉和螺柱拉伸试验……·……”…………26

10.2螺栓、螺钉、螺柱和螺母的应力破坏试验………”…………29

10.3螺栓、螺钉、螺柱和螺母的应力松弛试验………”……”…·……30

10.4蠕变试验……………”…·……33

11标志………·……”…………33

11.1通则………··……”…………33

I

GB/T3098.24-2020

11.2制造者识别标志…………33

11.3紧固件标志…………”………·…33

11.4包装标志……·……”………·……35

附录A（资料性附录〉紧固件用高温不锈钢和保含金国标牌号及化学成分表……36

附录B（资料性附录〉马氏体不锈钢回火…·……”…·………..40

参考文献……·……”…42

Il

GB/T3098.24-2020

前言

GB/T3098《紧固件机械性能》包括以下部分z

一－GB/T3098.1紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱；

一－GB/T3098.2紧固件机械性能螺母g

一－GB/T3098.3紧固件机械性能紧定螺钉g

一－GB/T3098.5紧固件机械性能自攻螺钉g

GB/T3098.6紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱g

GB/T3098.7紧固件机械性能自挤螺钉g

一－GB/T3098.8紧圃件机械性能-200℃～＋700℃使用的螺栓连接零件；

一－GB/T3098.9紧固件机械性能有效力矩型钢锁紧螺母P

一－GB/T3098.10紧固件机械性能有色金属制造的螺栓、螺钉、螺柱和螺母s

一－GB/T3098.11紧回件机械性能自钻自攻螺钉g

GB/T3098.12紧固件机械性能螺母锥形保证载荷试验；

GB/T3098.13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1～10mm.

一一GB/T3098.14紧固件机械性能螺母扩于L试验g

一一GB/T3098.15紧固件机械性能不锈钢螺母P

一－GB/T3098.16紧固件机械性能不锈钢紧定螺钉s

GB/T3098.17紧固件机械性能检查氢脆用预载荷试验平行支承面法s

GB/T3098.18紧固件机械性能盲例钉试验方法g

GB/T3098.19紧固件机械性能抽芯饼钉；

一－GB/T3098.20紧固件机械性能蝶形螺母保证扭矩；

一－GB/T3098.21紧固件机械性能不锈钢自攻螺钉g

一－GB/T3098.22紧固件机械性能细晶非调质钢螺栓、螺钉和螺柱g

GB/T3098.23紧固件机械性能M42～M72螺栓、螺钉和螺柱s

GB/T3098.24紧固件机械性能高温用不锈钢和镰合金螺栓、螺钉、螺柱和螺母$

GB/T3098.25紧固件机械性能不锈钢和镰合金紧回件选用指南。

本部分为GB/T3098的第24部分。

本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本部分由中国机械工业联合会提出。

本部分由全国紧固件标准化技术委员会（SAC/TC85）归口。

本部分起草单位＝中机生产力促进中心、向北五维航电科技股份有限公司、奥展实业有限公司、山东

高强紧回件有限公司、机械工业通用零部件产品质量监督检测中心、上海群力紧固件制造有限公司、浙

江国检检测技术股份有限公司、湖南申亿机械应用研究院有限公司、舟山市7412工厂、河北信德电力配

件有限公司、吉利汽车研究院（宁波）有限公司、眉山中车紧固件科技有限公司、上海高强度螺栓厂有限

公司、山东美陵化工设备股份有限公司、江苏佳杰特种螺钉有限公司、江苏耀德科技发展有限公司。

本部分由全国紧固件标准化技术委员会负责解释a

m

GB/T3098.24-2020

引言

高温应用的不锈钢和镰合金紧固件的性能取决于材料的化学成分、热处理工艺和紧固件的制造工

艺．环境温度条件下的静态或动态特性，如抗拉强度、硬度或抗疲劳性，并不是设计高温应用紧回件的

全部。

事实上，在300℃以上的高温下，还会出现其他现象，例如z拉伸性能和硬度下降、热氧化、应力松

弛和蠕变。这些现象对紧回件的耐久性和使用寿命都有重要影响。因此，选择合适的材料类别是避免

高温氧化的关键，并应通过专门的测试对紧固件产品进行确认。

本部分在立项制定过程中，ISO/TC2紧固件技术委员会也开展了相应项目的工作，为今后标准应

用过程中能够最大限度地与国际标准形成互换性，在标准制定过程中，尽量与ISO/TC2各成员国已确

认的技术内容保持一致。

N

GB/T3098.24-2020

紧固件机械性能

高温用不锈钢和镇合金螺栓、螺钉、

螺柱和螺母

1范围

GB/T3098的本部分规定了由耐腐蚀不锈钢和银合金制造的、在高温至800℃条件下使用的螺栓、

螺钉、螺柱和螺母在环境温度为10℃～35℃条件下进行测试时机械性能要求。

注z本部分中规定的紧固件也适用于在低温下使用，通常至－50℃．更多信息，请参见GB/T3098.25.

本部分规定了三类材料紧固件性能马氏体不锈钢、奥氏体沉淀硬化不锈钢和镰合金。

GB/T3098.25提供了适用的不锈钢和镰合金及其性能的通用规则和附加技术信息。

本部分适用的紧固件s

符合GB/T192规定的普通螺纹z

符合GB/T193规定的直径与螺距组合s

一一符合GB/T197和GB/T9145规定的公差s

一一粗牙螺纹M3～M39；细牙螺纹MB×1～M39×3;

一一任何形状的全承载能力紧固件。

本部分规定也适用于尺寸超出适用范围、但满足所有使用要求的紧回件。

本部分不涉及降低承载能力紧固件（如z薄螺母和由于头部、杆部强度低于螺纹部分的螺栓、螺钉和

螺柱）。

本部分未规定以下性能提求：

扭矩－夹紧力性能g

一一剪切强度s

一一耐疲劳性；

一一可焊接性；

一一锁紧性能。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单〉适用于本文件。

GB/T90.3紧固件质量保证体系

GB/T192普通螺纹基本牙型

GB/T196普通螺纹基本尺寸

GB/T228.1金属材料拉仲试验第1部分：室温试验方法

GB/T230.l金属材料洛氏硬度试验第1部分z试验方法

GB/T231.l金属材料布氏硬度试验第1部分z试验方法

GB/T1800.2产品几何技术规范CGPS)线性尺寸公差ISO代号体系第2部分z标准公差带

GB/T3098.24-2020

代号和孔、轴极限偏差表

GB/T3098.22015紧固件机械性能螺母

GB/T3098.6紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱

GB/T3098.25紧固件机械性能不锈钢和镰合金紧固件选用指南

GB/T4340.l金属材料维民硬度试验第1部分z试验方法

GB/T5277紧固件螺栓和螺钉通孔

GB/T12160金属材料单轴试验用引伸计系统的标定

GB/T16823.3紧回件扭矩－夹紧力试验

GB/T16825.1静力单轴试验机的检验第1部分z拉力和（或）压力试验机测力系统的检验与

校准

GB/T39310紧固件检查文件类型

ISO7961航空航天螺栓试验方法（AerospaceBoltsTestmethods)

ISO/TS4949基于字母代号的钢材名称（Steelnamesbasedonlettersymbols)

EN10319-2金属材料拉伸应力松弛试验第2部分＝螺栓连接（Metallicmaterials一Tensile

stressrelaxationtestingPart2:Procedureforboltedjointmodels)

3术语和定义

GB/T3098.25界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

不锈钢stainl国ssteel

以不锈、耐蚀性为主要特性，且镑（Cr）含量至少为10.5%，碳（C）含量最大不超过1.2%的钢。

3.2

马氏体不锈钢martensiticstainl四ssteel

基体为马氏体组织，有磁性，通过热处理可调整其力学性能的不锈钢。

3.3

沉淀硬化不锈钢pr回ipitationhardeningstain）田ssteel

基体为奥民体或马氏体组织，并能通过沉淀硬化（又称时效硬化）处理使其强（硬）化的不锈钢。

3.4

镇合金nickelalloy

镰含量不小于50%的合金。

3.5

保温时间so也kingtime

工件在工艺规定温度下保持的时间。

3.6

全承载能力螺栓和螺钉boltandscrewwithfollloadability

头部强度大于螺纹部分和无螺纹杆部（d，电d，或d,>d，），且满足最小极限拉力载荷的螺栓和螺

钉或全螺纹螺钉。

3.7

全承载能力螺柱stndwithfullIoadability

元螺纹杆径d，句d，或d，＞仇，且满足最小极限拉力载荷的螺柱．

2

GB/T3098.24-2020

3.8

全承载能力螺母nutwithfullloadability

保证载荷符合GB/T3098.15规定，最小高度不小于0.8D的标准螺母或高螺母。

3.9

蠕变er四p

因施加应力而产生的应变随时间的增大。

3.10

松弛rel阻ation

总应变保持不变，应力随时间逐渐丧失的现象。

4代号

下列代号适用于本文件。

A紧回件实物断后伸长量，单位为毫米（mm);

A.，~m螺纹公称应力截面积，单位为平方毫米（mm2〕g

AT紧回件实物高温断后伸长量，单位为毫米（mm);

b螺纹长度，单位为毫米（mm);

D内螺纹公称直径，单位为毫米（mm);

D,内螺纹基本中径，单位为毫米（mm);

d外螺纹公称直径，单位为毫米（mm);

dh外螺纹紧固件拉伸试验装置或螺母保载试验装置孔径，单位为毫米（mm);

d,无螺纹杆径，单位为毫米（mm);

d,外螺纹基本小径，单位为毫米（mm);

d,外螺纹基本中径，单位为毫米（mm);

d,外螺纹小径〈应力截面积计算用〉，单位为毫米（mm〕g

Fm,极限拉力载荷，单位为牛（N);

Fmf,T高温极限拉力载荷，单位为牛CN);

F.,T螺母高温极限脱扣载荷，单位为牛CN)'

F,螺母保证载荷，单位为牛（N);

F,,紧固件实物规定塑性延伸率为0.2%时的载荷，单位为牛CN)'

F,1,T紧固件实物高温规定塑性延伸率为0.2%时的载荷，单位为牛（N〕g

H螺纹原始三角形高度，单位为毫米（mm〕g

h螺母保载试验装置厚度，单位为毫米（mm);

L,施加载荷前紧固件的总长度，单位为毫米（mm);

L,断后紧固件的总长度，单位为毫米（mm);

L,拉伸试验前的夹紧长度，单位为毫米（mm);

l外螺纹紧固件公称长度，单位为毫米（mm);

l,螺柱的总长度，单位为毫米（mm);

l,h在试验夹具中紧固件未旋合螺纹的长度，单位为毫米（mm);

m螺母高度，单位为毫米（mm);

3

GB/T3098.24-2020

p螺距，单位为毫米（mm);

Rm1紧固件实物抗拉强度，单位为兆帕CMPa);

Rmf,T紧圃件实物高温抗拉强度，单位为兆帕CMPa);

R.,T螺母高温极限脱扣强度，单位为兆帕CMPa);

Rp1紧固件实物规定塑性延伸率为0.2%时的应力，单位为兆帕CMPa);

Rp1,T紧固件实物高温规定塑性延伸率为0.2%时的应力，单位为兆帕CMPa);

s,保证应力，单位为兆帕（MPa)o

5标记制度

本部分中规定的所有不锈钢和镇含金属于三种不同的类别z

马氏体不锈钢：CHO,CHI,CH2,V,VH,VW;

一一奥氏体沉淀硬化不锈钢，SD;

一一镰含金：SB和718。

6材料和加工

6.1化学成分

表1～表3规定了紧固件用不锈钢和镇含金的化学成分极限。化学成分应按相关的国家标准进行

评估．国内相应类别材料信息参见附录Ao

除非需方和制造者另有协议，否则在规定的紧固件钢的组别范围内的化学成分由制造者最终选择。

GB/T3098.25中规定了选择适用于应用的不锈钢或银含金的通用指南和信息。

4

表1紧圄件用马氏体不锈钢化学成分

化学成分（质量分数〉／%

材料紧固件

ISO材料牌号a参考信息b

类别代号cS1MnpsCrMoNiFe其他元素

X20Crl3402142口－0010.16~0.251.001.500.0400.030'12.0～14.。

CHO

1

X20Crl34021骨0.16~0.251.001.500.0400.030'120~140

X30Crl34028-420-00-10.26~0.351.001.500.0400.030'120~14.0

CHI

X30Cr13I4028‘0.26~0.351.001.500.0400.030'12.0～14.。

XI7CrNi16-24057-431-00-X0.12~0.221.001.500.0400.030150~17.01.50~2.50

CH2

XI7CrNil6-2I4057•0.12~0.221.001.500.0400.030150~17.01.50~2.50

马氏体

余

不锈钢

X22CrMoV12-l492342277E0.18~0.240.500.40~0.900.0250.01511.0~12.50.80~1.200.30~0.80量

V/VH'

X22CrMoV12卢11.4923…0.18~0.240.50040~0900.0250.015110~12.50.80~1.200.30~0.80V,0.25~0.35

v,0.10~0.30

Nb,0.25~0.55

vwXl9CrMoNbVN11-11.4913铃．锯0.17~0.230.50040~0900.0250.015100~11.50.50~0.800.20~0.60B,0.0015

Al,0.020

N,0.05~010

注z表中所列成分除标明范围或最小值外，其余均为最大值．

a符合ISO/TS4949.

b参考信息E“善”表示EN10088-3中包含的成分严普普普”表示EN10269中包含的成分s没有“善”的表示ISO15510中包含的成分。

e硫质量分数的特定范围可以提供特定性能的改进。对机加工性能，建议硫质量分数控制在0.015%～0.030%。＼目。

u、d符号V代表紧固件实物规定塑性延伸率为0.2%时的应力R¢注600MPa，符号VH代表紧固件实物规定塑性延伸率为0.2%时的应力R¢注700MPa，与表4一致。DNDMlAM·884

σ3表2紧固件用奥氏体沉淀硬化不锈钢化学成分时＼国。

ω

材料紧固件ISO材料牌号‘参考信息b化学成分（质量分数）／%－白白口品M

类别代号cS1MnpsCrMoNiFe

其他元素

Ti,190~235DNDMEI

Al,0.35

X6NiCrTiMoVB25-15卢Z4980-662-86-X0.08'1.白。2.000.0400.03013.5～16.。1.00~1.5024.0～27.。

v.0.10~0.50

B,0.001~0.010

奥式体Ti,190~230

沉淀硬余Al,0.35

1

SD'X6NiCrTiMoVB25-15-24980倍”0.03~0.081.00100～Z口。0.0250.015135~16.01.00~1.5024.0～27.。

化不量v,0.10~0.50

锈钢B,0.003~0.010

Ti,190~235

舍金660Al,0.35

X6NiCrTiMoVB25-15-20.08'1.002.000.0400.030135~16.01.00~1.5024.0～27.。

S66286营．v.0.10~0.50

B,0.001~0.010

注：表中所列成分除标明范围或最小值外，其余均为最大值．

‘符合ISO/TS4949.

b参考信息E“普普”表示UNS中包含的成分严普普普”表示EN10269中包含的成分s没有“善”的表示ISO15510中包含的成分。

c对特殊用途的，可规定最小碳含量．

d建议对原材料进行二次熔炼以便紧固件产品得到更好的工作性能．除非另有协议，熔炼过程由紧固件制造者决庭．

表3紧圄件用镇合金化学成分

化学成分（质量分数〉／%

材料紧固件

参考信息b

ISO材料牌号·

类别代号cSiMnpsCrMoNiFe其他元素

Ti,1.8~2.7

Al,1.0~1.8

合金BOA

NiCr20TiA10.10'1.001.000.0450.01518.0~21.03.0c。20

余量

N07080川

Cu,0.2

B,0.008

SB'

Ti,I8~2.7

Al,1.0~1.8

NiCr20TiA12.4952..幡0.04~0.10'1.001.000.0200.015180~210注65.01.5Co.1.o

Cu,0.2

B,0.008

Nb,4.75~5.50

镰合金

Ti,0.65~1.15

合金718Al,0.2~0.8

NiCrl9NbMo0.08'0.350.350.0150.015170~210280~33050.0~55.0

N07718"•Co.I0

Cu-0.3

余B,0.006

718'

Nb475~5.50

量

Ti,O60~120

Al,0.3~0.7

NiCrl9NbMo2.4668…0.02~0.08'0.350.350.0150.015170~210280~33050.0～55.。

B,0.002~0.006

c。.10

＼目。

Cu-0.3