Einführung
GB/T 3098.4 ist eine chinesische Norm, die die mechanischen Eigenschaften von Muttern mit Feingewinde für Verbindungselemente festlegt. Sie umfasst Kennzeichnungssysteme, Werkstoffe und Anforderungen an die mechanische Leistungsfähigkeit von Muttern mit Feingewinde und gewährleistet die Kompatibilität mit Schrauben und Bolzen. Die Norm gilt für Muttern mit definierten Nennhöhen und effektiven Gewindelängen und legt den Fokus auf Leistungsklassen, um die Zuverlässigkeit in mechanischen Verbindungen zu gewährleisten. Die Norm betont die Vermeidung von Gewindeausrissen durch Priorisierung des Schraubenbruchs bei Überdrehmoment und erhöht so die Sicherheit in Anwendungen.
Markierungssystem
Das Kennzeichnungssystem in GB/T 3098.4 unterscheidet Muttern anhand ihrer Nennhöhe und ihrer effektiven Gewindelänge.
3.1 Muttern mit einer Nennhöhe ≥ 0,8D (effektive Gewindelänge ≥ 0,6D)
Diese Muttern sind mit der ersten Ziffer der kompatiblen Schraubenfestigkeitsklasse gekennzeichnet. Die höchste kompatible Festigkeitsklasse wird aus Tabelle 2 ausgewählt. Muttern höherer Festigkeitsklassen können in der Regel Muttern niedrigerer Festigkeitsklassen ersetzen. Schrauben-Mutter-Verbindungen halten Belastungen oberhalb der Streckgrenze der Schraube stand.
Zu festes Anziehen kann zu Fehlern wie Bolzenbruch, Gewindeausreißen an Bolzen oder Mutter bzw. zu kombinierten Fehlern führen. Bolzenbruch ist vorzuziehen, da er plötzlich und erkennbar ist, im Gegensatz zum allmählichen Ausreißen. Bei Gewinden von 8 bis 39 mm gewährleistet die korrekte Auswahl der Mutter gemäß Tabelle 2, dass das Gewinde bei der Prüflast des Bolzens nicht ausreißt. Konstruktionen sollten sicherstellen, dass der Bolzen bei zu festem Anziehen (10%) bricht, um vor unsachgemäßer Montage zu warnen.
Detaillierte Informationen zur Festigkeit der Verbindungen und zu den Mutterntypen finden Sie in GB/T 3098.2 Anhang A.
| Leistungsklasse der Mutter | Kompatible Schrauben, Bolzen und Gewindebolzen | Nuss | ||
|---|---|---|---|---|
| Typ 1 | Typ 2 | |||
| Leistungsnote | Gewindegrößenbereich, mm | Gewindegrößenbereich, mm | ||
| 5 | 3.6, 4.6, 4.8 | ≤39 | ≤39 | / |
| 5.6, 5.8 | ||||
| 6 | 6.8 | ≤39 | ≤39 | / |
| 8 | 8.8 | ≤39 | ≤39 | ≤16 |
| 10 | 10.9 | ≤39 | ≤16 | ≤39 |
| 12 | 12.9 | ≤16 | / | ≤16 |
3.2 Muttern mit einer Nennhöhe ≥ 0,5D, aber < 0,8D (Effektive Gewindelänge ≥ 0,4D, aber < 0,6D)
Diese Muttern sind zweistellig gekennzeichnet: Die zweite Ziffer gibt 1/100 der Nennstreckgrenze (in N/mm²) an, gemessen mit einem gehärteten Prüfdorn; die erste Ziffer „0“ bedeutet eine reduzierte Tragfähigkeit im Vergleich zu Muttern der Festigkeitsklasse 3.1. Die tatsächliche Tragfähigkeit hängt von der Härte der Mutter, der effektiven Länge und der Zugfestigkeit der Gegenschraube ab. Tabelle 3 enthält die Kennzeichnung und die Streckgrenze.
| Leistungsklasse der Mutter | Nennspannung | Tatsächliche Prüfspannung |
|---|---|---|
| 4 | 400 | 380 |
| 5 | 500 | 500 |
Materialien
Die Werkstoffe für die einzelnen Leistungsklassen sind in Tabelle 4 aufgeführt; ihre chemischen Zusammensetzungen entsprechen den relevanten Normen. Die Klassen 05, 8 (Typ 1), 10 und 12 erfordern Anlassen. Zur Verbesserung der Eigenschaften können Legierungselemente hinzugefügt werden.
Anmerkung 1: Für die Leistungsklassen 5 und 6 kann Automatenstahl verwendet werden (sofern nichts anderes vereinbart ist), mit einem maximalen S-Wert von 0,34%, einem maximalen P-Wert von 0,11% und einem maximalen Pb-Wert von 0,35%.
Anmerkung 2: Legierungszusätze sind für die Güteklassen 8, 10 und 12 optional, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern.
| Leistungsnote | Chemische Zusammensetzung, % | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| C | Mn | P | S | ||
| max | min | max | max | ||
| 51), 6 | / | 0.5 | / | 0.06 | 0.15 |
| 82) | 0.58 | 0.25 | 0.06 | 0.15 | |
| 102) | 0.58 | 0.3 | 0.048 | 0.058 | |
| 122) | / | 0.58 | 0.45 | 0.048 | 0.058 |
Mechanische Eigenschaften
Die mechanischen Eigenschaften müssen bei Prüfungen gemäß Kapitel 8 den Anforderungen der Tabelle 5 entsprechen. Oberflächenfehler müssen der Norm GB/T 5779.2 entsprechen.
| Gewindedurchmesser D mm | Leistungsnote 4 | Leistungsnote 5 | Leistungsnote 5 | Leistungsnote 6 | Leistungsnote 8 | Leistungsnote 10 | Leistungsnote 12 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 8 ≤ d ≤ 10 | 380 | 188 | 302 | Keine Wärmebehandlung | Dünn | 500 | 272 | 353 | Abgeschreckt und angelassen | Dünn | 690 | 175 | 302 | Keine Wärmebehandlung1) | 1 | 770 | 188 | 302 | Keine Wärmebehandlung1) | 1 | 955 | 250 | 353 | Gelöscht | 1 | 890 | 195 | 302 | Keine Wärmebehandlung | 2 | 1100 | 295 | 353 | Abgeschreckt und angelassen | 1 | 1055 | 250 | 353 | Abgeschreckt und angelassen | 2 | 1200 | 295 | 353 | Abgeschreckt und angelassen | 2 |
Prüflast und Bruchlast
Tabelle 6 enthält Prüflastwerte für Muttern mit feiner Steigung. Spannungsbereich As wird als A berechnets = (π/4) * (d2 + d3)/2², wobei d2 ist der Teilkreisdurchmesser, d3 = d1 – H/6, H = 0,866025P.
| Gewindespezifikation D×P | Belastungsbereich As mm² | Leistungsnote | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| M8×1 | 39.2 | 14900 | 19600 | 27000 | 30200 | 37400 | 34900 | 43100 | 41400 | 47000 |
Tabelle 7 enthält Verhältnisse für die Mindestfestigkeit beim Abziehen relativ zur Prüflast der Schrauben für Muttern mit einer Nennhöhe ≥ 0,5D, aber < 0,8D.
| Leistungsklasse der Mutter | Verhältnis zur Bolzenprüflast, % | |||
|---|---|---|---|---|
| Leistungsklasse der Schraube | ||||
| 6.8 | 8.8 | 10.9 | 12.9 | |
| 4 | 85 | 65 | 45 | 40 |
| 5 | 100 | 85 | 60 | 50 |
Häufig gestellte Fragen
- Welchen Zweck hat die Bevorzugung des Schraubenbruchs gegenüber dem Gewindeausreißen gemäß GB/T 3098.4?
- Der Bolzenbruch erfolgt plötzlich und ist leicht erkennbar, wodurch das Unfallrisiko durch unbemerkte, schleichende Materialermüdung verringert wird.
- Wie unterscheidet sich das Kennzeichnungssystem für dünne Muttern in dieser Norm?
- Bei Muttern mit einer Höhe < 0,8D wird die Kennzeichnung mit „0“ gefolgt von 1/100 der Nenn-Dehngrenze angegeben, was auf eine im Vergleich zu Muttern mit Standardhöhe reduzierte Tragfähigkeit hinweist.
- Können höherwertige Muttern minderer Festigkeitsklasse ersetzen?
- Ja, im Allgemeinen schon, aber die Kompatibilität mit Schraubenfestigkeitsklassen und Gewindegrößen muss gemäß Tabelle 2 überprüft werden, um die Leistungsfähigkeit sicherzustellen.
- Welche Wärmebehandlung ist für Muttern der Güteklasse 10 erforderlich?
- Muttern der Güteklasse 10 müssen gehärtet und angelassen werden, um die vorgeschriebene Härte und Streckgrenze zu erreichen.
- Wie wird die Spannungsfläche für die Prüflast berechnet?
- Verwendung der Formel As = (π/4) [(d2 + d3)/2]2, wobei d2 und d3 werden aus den Gewindeabmessungen abgeleitet.
- Welche Normen für Oberflächenfehler gelten?
- Oberflächenfehler müssen der Norm GB/T 5779.2 entsprechen, um die Integrität zu gewährleisten.
