Johdanto GB/T 3098.15-2014 -standardiin
GB/T 3098.15-2014 määrittelee kiinnitystarvikkeissa käytettävien ruostumattomasta teräksestä valmistettujen muttereiden mekaaniset ominaisuudet. Tämä standardi varmistaa luotettavuuden erilaisissa teollisissa sovelluksissa määrittelemällä merkinnän, kemiallisen koostumuksen, mekaanisen suorituskyvyn ja testauksen vaatimukset. Se koskee austeniittisista, martensiittisista ja ferriittisistä ruostumattomista teräksistä valmistettuja muttereita ja kattaa suorituskykyluokat, jotka soveltuvat erilaisiin kuormituksenkantavuuksiin ja ympäristöolosuhteisiin. Tämän standardin noudattaminen takaa, että mutterit täyttävät tiukat lujuus-, korroosionkestävyys- ja kestävyyskriteerit, mikä tekee siitä olennaisen insinööreille mekaanisessa suunnittelussa ja valmistuksessa.
Merkintä, tunnistaminen ja pinnan viimeistely
Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen muttereiden merkintäjärjestelmään kuuluu teräsryhmä ja suorituskykyluokka, jotka on erotettu toisistaan yhdysmerkillä. Ensimmäinen osa osoittaa teräsryhmän (A austeniittiselle, C martensiittiselle, F ferriittiselle), jota seuraa numero, joka ilmaisee kemiallisen koostumuksen vaihteluvälin. Toinen osa edustaa suorituskykyluokkaa, joka ilmaistaan 1/10-osana vetolujuudesta (MPa) muttereille, joiden korkeus m ≥ 0,8D, tai nollalla ohuemmille muttereille (0,5D ≤ m < 0,8D).
- Esimerkki: A2-70 – Austeniittinen teräs, kylmämuokattu, vähimmäisvenymä 700 MPa (muttereille m ≥ 0,8D).
- Esimerkki: C4-70 – Martensiittinen teräs, sammutettu ja päästetty, vähimmäisvenymä 700 MPa.
- Esimerkki: A2-035 – Austeniittinen teräs, kylmämuokattu, vähimmäisvenymä 350 MPa (ohuemmille muttereille).
Vähähiilisten austeniittisten terästen (C ≤ 0,03%) kohdalla voidaan lisätä kirjain ”L” (esim. A4L-80). Passivoituihin pintoihin GB/T 5267.4 -standardin mukaisesti lisätään kirjain ”P” (esim. A4-80P). Mutterit, joiden nimellishalkaisija on D ≥ 5 mm, on merkittävä selvästi toiselle laakeripinnalle tai puolelle. Valmistajan tunnistaminen on pakollista, jos mahdollista. Pakkauksessa on oltava valmistajan tunnukset, teräsryhmä, suorituskykyluokka ja eränumero GB/T 90.3 -standardin mukaisesti. Ellei toisin ole mainittu, mutterit puhdistetaan ja kiillotetaan; passivointia suositellaan korroosionkestävyyden parantamiseksi.
Kemiallinen koostumus
Muttereiden ruostumattomien terästen kemiallinen koostumus on esitetty taulukossa 1 standardin GB/T 3098.6-2014 mukaisesti. Valmistajat valitsevat koostumukset ryhmien sisällä, ellei toisin ole sovittu. Rakeiden välisen korroosion riskien osalta testataan standardin GB/T 4334 mukaisesti; suositellaan stabiloituja A3/A5-teräksiä tai vähähiilisiä (C ≤ 0,03%) A2/A4-teräksiä.
| Kategoria | Ryhmä | Kemiallinen koostumus (massaosuus)/% | Muistiinpanoja | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | Si | Mn | P | S | N | Kr | Mo | Ni | Cu | Muut | |||
| Austeniittinen | A1 | 0.12 | 1 | 6.5 | 0.2 | 0.15~0.35 | — | 16~19 | 0.7 | 5~10 | 1.75~2.25 | — | b, c, d |
| A2 | 0.1 | 1 | 2 | 0.05 | 0.03 | — | 15~20 | — e | 8~19 | 4 | — | f, g | |
| A3 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | — | 17~19 | — e | 9~12 | 1 | — | h | |
| A4 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | — | 16~18.5 | 2~3 | 10~15 | 4 | — | g,i | |
| A5 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | — | 16~18.5 | 2~3 | 10.5~14 | 1 | — | h,i | |
| Martensiittinen | C1 | 0.09~0.15 | 1 | 1 | 0.05 | 0.03 | — | 11.5~14 | — | 1 | — | — | minä |
| C3 | 0.17~0.25 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | — | 16~18 | — | 1.5~2.5 | — | — | — | |
| C4 | 0.08~0.15 | 1 | 1.5 | 0.06 | 0.15~0.35 | — | 12~14 | 0.6 | 1 | — | — | b,i | |
| Ferriittinen | F1 | 0.12 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | — | 15~18 | — j | 1 | — | — | k, l |
Huomautuksia: a Maksimiarvot, ellei toisin mainita. b Rikki voidaan korvata seleenillä. c Jos Ni 8%, ei minimi-Cu-rajaa. e Mo valinnainen valmistajan toimesta. f Jos Cr < 17%, min. Ni = 12%. g Maksimille C = 0,03%, maks. N = 0,22%. h Ti ≥5×C% - 0,8% tai Nb/Ta ≥10×C% - 1,0%. i Suuremmille halkaisijoille korkeampi C, enintään 0,12% austeniittiselle teräkselle. j Mo valinnainen. k Ti ≥5×C% - 0,8%. l Nb/Ta ≥10×C% - 1,0%.
Tämä koostumus varmistaa optimaalisen korroosionkestävyyden ja mekaanisen lujuuden, ja liitteissä on esimerkkejä ISO-standardeista erikoissovelluksiin.
Mekaaniset ominaisuudet
Mekaanisten ominaisuuksien on täytettävä taulukoiden 2 ja 3 vaatimukset hyväksymistä varten, mukaan lukien kovuus (sammutetuille/päästöluokille C1, C3, C4) ja kuormituskokeet. Kaikki luokat eivät sovellu kaikille muttereille; katso tuotestandardit.
Taulukko 2: Mekaaniset ominaisuudet – Austeniittisten terästen ryhmät
| Kategoria | Ryhmä | Suorituskykyluokka | Todistejännitys SP/MPa min | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Pähkinät m≥0.8D | Pähkinät 0,5D≤m<0,8D | Pähkinät m≥0.8D | Pähkinät 0,5D≤m<0,8D | ||
| Austeniittinen | A1, A2, A3, A4, A5 | 50 | 025 | 500 | 250 |
| 70 | 035 | 700 | 350 | ||
| 80 | 040 | 800 | 400 | ||
Taulukko 3: Mekaaniset ominaisuudet – martensiittiset ja ferriittiset teräsryhmät
| Kategoria | Ryhmä | Suorituskykyluokka | Todistejännitys SP/MPa min | Kovuus | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pähkinät m≥0.8D | Pähkinät 0,5D≤m<0,8D | Pähkinät m≥0.8D | Pähkinät 0,5D≤m<0,8D | HB | HRC | HV | ||
| Martensiittinen | C1 | 50 | 025 | 500 | 250 | 147~209 | — | 155~220 |
| 70 | — | 700 | — | 209~314 | 20~34 | 220~330 | ||
| 110 a | 055 a | 1100 | 550 | — | 36~45 | 350~440 | ||
| C3 | 80 | 040 | 800 | 400 | 228~323 | 21~35 | 240~340 | |
| C4 | 50 | — | 500 | — | 147~209 | — | 155~220 | |
| 70 | 035 | 700 | 350 | 209~314 | 20~34 | 220~330 | ||
| Ferriittinen | F1 b | 45 | 020 | 450 | 200 | 128~209 | — | 135~220 |
| 60 | 030 | 600 | 300 | 171~271 | — | 180~285 | ||
a Sammutettu ja päästetty, vähimmäispäästö 275 °C, halkaisija ≤ 24 mm. b Pehmennetty.
Nämä ominaisuudet ohjaavat valintaa sovelluksiin, jotka vaativat erityisiä lujuustasoja, ottaen huomioon lämpökäsittelyn ja mutterin mitat.
Testausmenetelmät
Martensiittisten ja ferriittisten terästen kovuuskokeet noudattavat standardia GB/T 231.1 (HB), GB/T 230.1 (HRC) tai GB/T 4340.1 (HV), jossa Vickers-koe on vertailukoe. Menettelyt ovat GB/T 3098.2:n mukaiset; arvojen on oltava taulukon 3 mukaisilla vaihteluväleillä. Standardin GB/T 3098.2 mukaiset kuormituskokeet varmistavat kuormankantokyvyn ilman vikaantumista.
- Koveta valmistetuilla pinnoilla.
- Lisää vetokuormitusta vähitellen ja pidä sitä painettuna varmistaaksesi eheyden.
- Käytä kalibroituja laitteita tarkkuuden varmistamiseksi.
Nämä menetelmät tarjoavat luotettavan varmennuksen mutterin suorituskyvylle todellisissa kokoonpanoissa.
Liitteet: Lisätietoja teknisistä tiedoista
Liitteet tarjoavat perusteellista tietoa:
- Liite B: Ruostumattoman teräksen koostumus standardista ISO 683-13, esimerkkeinä ferriittisistä, martensiittisista ja austeniittisista tyypeistä.
- Liite D: Kloridin aiheuttamaa jännityskorroosiohalkeilua vähentävät materiaalit, esim. X2CrNiMoN17-13-5, joiden koostumukset soveltuvat riskialttiisiin ympäristöihin, kuten uima-altaisiin.
- Liite E: Korkeiden lämpötilojen myötölujuussuhteet (esim. A2/A4 400 °C:ssa: 70%) ja soveltuvuus matalissa lämpötiloissa (A2/A3 -200 °C:seen).
- Liite G: Suhteellinen magneettinen permeabiliteetti (esim. A2 ≈1,8, ei-magneettinen liuoshehkutetussa tilassa, mutta voi muuttua magneettiseksi kylmämuokkauksen jälkeen).
Tutustu näihin erikoissovelluksissa ja varmista, että materiaalivalinta minimoi riskit, kuten korroosion tai magneettisten häiriöiden.
Usein kysytyt kysymykset
- Mitä eroa on A2- ja A4-ruostumattomasta teräksestä valmistetuilla muttereilla?
- A2 on yleiskäyttöinen austeniittinen teräs, jolla on hyvä korroosionkestävyys, kun taas A4 sisältää molybdeeniä kloridiympäristöjen kestävyyden parantamiseksi taulukon 1 koostumusten mukaisesti.
- Miten valitsen sopivan suorituskykyluokan mutterille?
- Valitse vetolujuusvaatimusten ja mutterin korkeuden perusteella; esim. luokka 70 700 MPa:n lujuudelle metreinä ≥ 0,8D muttereille ottaen huomioon käyttökuormat ja taulukot 2/3.
- Mitä testejä vaaditaan ruostumattomasta teräksestä valmistettujen mutterien hyväksymiseksi?
- Martensiittisten/ferriittisten ryhmien kovuus ja koestuskuormitus kaikille osiossa 3 olevien menetelmien mukaisesti varmistaen määriteltyjen mekaanisten ominaisuuksien noudattamisen.
- Voidaanko näitä pähkinöitä käyttää korkeissa lämpötiloissa?
- Kyllä, mutta katso liitteestä E tietoa myötölujuuden pienenemisestä korotetuissa lämpötiloissa; esim. A2 säilyttää 70%:n 400 °C:ssa ei-syklisten kuormien alaisena.
- Kuinka lieventää austeniittisten muttereiden raerajakorroosiota?
- Käytä vähähiilisiä variantteja (esim. A4L) tai stabiloitua A3/A5-kokoa, joka on testattu GB/T 4334 -standardin mukaisesti, kemiallisen koostumuksen osiossa annettujen suositusten mukaisesti.
- Mitä merkintöjä pakkauksessa vaaditaan?
- Ilmoita valmistajan tunniste, teräsryhmä/suorituskykyluokka kuvan 1 mukaisesti ja eränumero standardin GB/T 90.3 mukaisesti jäljitettävyyttä varten.
