Pengantar Standar GB/T 3098.15-2014
GB/T 3098.15-2014 menetapkan sifat mekanik mur baja tahan karat yang digunakan dalam pengencang. Standar ini memastikan keandalan dalam berbagai aplikasi industri dengan mendefinisikan persyaratan untuk penandaan, komposisi kimia, kinerja mekanik, dan pengujian. Standar ini berlaku untuk mur yang terbuat dari baja tahan karat austenitik, martensitik, dan feritik, mencakup tingkat kinerja yang sesuai untuk berbagai kapasitas menahan beban dan kondisi lingkungan. Kepatuhan terhadap standar ini menjamin bahwa mur memenuhi kriteria ketat untuk kekuatan, ketahanan korosi, dan daya tahan, sehingga sangat penting bagi para insinyur dalam desain dan manufaktur mekanik.
Penandaan, Identifikasi, dan Penyelesaian Permukaan
Sistem penandaan untuk mur baja tahan karat mencakup kelompok baja dan tingkat kinerja, dipisahkan oleh tanda hubung. Bagian pertama menunjukkan kelompok baja (A untuk austenitik, C untuk martensitik, F untuk feritik), diikuti oleh angka yang menunjukkan rentang komposisi kimia. Bagian kedua mewakili tingkat kinerja, dinyatakan sebagai 1/10 dari tegangan luluh dalam MPa untuk mur dengan tinggi m ≥ 0,8D, atau dengan angka nol di depan untuk mur yang lebih tipis (0,5D ≤ m < 0,8D).
- Contoh: A2-70 – Baja austenitik, dikerjakan dingin, tegangan luluh minimum 700 MPa (untuk mur m ≥ 0,8D).
- Contoh: C4-70 – Baja martensitik, dipadamkan dan ditempa, tegangan luluh minimum 700 MPa.
- Contoh: A2-035 – Baja austenitik, dikerjakan dingin, tegangan luluh minimum 350 MPa (untuk mur yang lebih tipis).
Baja austenitik karbon rendah (C ≤ 0,03%) dapat menambahkan “L” (misalnya, A4L-80). Permukaan yang dipasivasi sesuai GB/T 5267.4 menambahkan “P” (misalnya, A4-80P). Mur dengan diameter nominal D ≥ 5 mm harus ditandai dengan jelas pada satu permukaan atau sisi bantalan. Identifikasi pabrikan wajib dilakukan jika memungkinkan. Kemasan harus mencakup tanda pabrikan, kelompok baja, tingkat kinerja, dan nomor batch sesuai GB/T 90.3. Kecuali ditentukan lain, mur dibersihkan dan dipoles; pasivasi direkomendasikan untuk meningkatkan ketahanan korosi.
Komposisi Kimia
Komposisi kimia baja tahan karat untuk mur dirinci dalam Tabel 1, sesuai dengan GB/T 3098.6-2014. Produsen memilih komposisi dalam kelompok yang sama kecuali disepakati lain. Untuk risiko korosi intergranular, uji sesuai GB/T 4334; rekomendasikan baja A3/A5 yang distabilkan atau baja A2/A4 rendah karbon (C ≤ 0,03%).
| Kategori | Kelompok | Komposisi Kimia (fraksi massa)/% | Catatan | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | Si | M N | P | S | N | Cr | Mo | Ni | Cu | Yang lain | |||
| Austenitik | 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 | — | Hai | |
| Martensitik | C1 | 0.09~0.15 | 1 | 1 | 0.05 | 0.03 | — | 11.5~14 | — | 1 | — | — | Saya |
| 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 | — | — | dua | |
| Feritik | F1 | 0.12 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | — | 15~18 | - J | 1 | — | — | k,l |
Catatan: a Nilai maksimum kecuali ditentukan lain. b Sulfur dapat digantikan oleh selenium. c Jika Ni 8%, tidak ada batas minimum Cu. e Mo opsional menurut pabrikan. f Jika Cr < 17%, min Ni = 12%. g Untuk C maksimum = 0,03%, N maksimum = 0,22%. h Ti ≥ 5×C% hingga 0,8%, atau Nb/Ta ≥ 10×C% hingga 1,0%. i Untuk diameter yang lebih besar, C lebih tinggi hingga 0,12% untuk austenitik. j Mo opsional. k Ti ≥ 5×C% hingga 0,8%. l Nb/Ta ≥10×C% hingga 1,0%.
Komposisi ini memastikan ketahanan korosi dan kekuatan mekanik yang optimal, dengan lampiran yang memberikan contoh dari standar ISO untuk aplikasi khusus.
Sifat Mekanis
Sifat mekanis harus memenuhi Tabel 2 dan 3 agar dapat diterima, termasuk kekerasan (untuk C1, C3, C4 yang dipadamkan/ditempa) dan uji beban bukti. Tidak semua tingkatan berlaku untuk semua mur; lihat standar produk.
Tabel 2: Sifat Mekanik – Kelompok Baja Austenitik
| Kategori | Kelompok | Nilai Kinerja | Tegangan Uji SP/MPa min | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Kacang m≥0,8D | Kacang 0,5D≤m<0,8D | Kacang m≥0,8D | Kacang 0,5D≤m<0,8D | ||
| Austenitik | A1, A2, A3, A4, A5 | 50 | 025 | 500 | 250 |
| 70 | 035 | 700 | 350 | ||
| 80 | 040 | 800 | 400 | ||
Tabel 3: Sifat Mekanik – Kelompok Baja Martensit dan Feritik
| Kategori | Kelompok | Nilai Kinerja | Tegangan Uji SP/MPa min | Kekerasan | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Kacang m≥0,8D | Kacang 0,5D≤m<0,8D | Kacang m≥0,8D | Kacang 0,5D≤m<0,8D | HB | HRC | HV | ||
| Martensitik | 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 | ||
| Feritik | F1 b | 45 | 020 | 450 | 200 | 128~209 | — | 135~220 |
| 60 | 030 | 600 | 300 | 171~271 | — | 180~285 | ||
a. Didinginkan dan ditempa, penempaan minimum 275°C, D≤24 mm. b. Dilunakkan.
Sifat-sifat ini menjadi panduan dalam pemilihan untuk aplikasi yang membutuhkan tingkat kekuatan tertentu, dengan mempertimbangkan perlakuan panas dan dimensi mur.
Metode Pengujian
Pengujian kekerasan untuk baja martensitik dan feritik mengikuti GB/T 231.1 (HB), GB/T 230.1 (HRC), atau GB/T 4340.1 (HV), dengan Vickers sebagai acuan. Prosedur selaras dengan GB/T 3098.2; nilai harus berada dalam rentang Tabel 3. Uji beban bukti sesuai GB/T 3098.2 memastikan kapasitas menahan beban tanpa kegagalan.
- Lakukan pengujian kekerasan pada permukaan yang telah disiapkan.
- Berikan beban uji secara bertahap dan tahan untuk memverifikasi integritas.
- Gunakan peralatan yang telah dikalibrasi untuk akurasi.
Metode-metode ini memberikan verifikasi yang andal terhadap kinerja mur dalam perakitan di dunia nyata.
Lampiran: Detail Teknis Tambahan
Lampiran menawarkan informasi mendalam:
- Lampiran B: Komposisi baja tahan karat dari ISO 683-13, dengan contoh untuk tipe feritik, martensitik, dan austenitik.
- Lampiran D: Material yang mengurangi retak korosi tegangan akibat klorida, misalnya, X2CrNiMoN17-13-5 dengan komposisi khusus untuk lingkungan berisiko tinggi seperti kolam renang.
- Lampiran E: Rasio kekuatan luluh suhu tinggi (misalnya, A2/A4 pada 400°C: 70%) dan penerapan suhu rendah (A2/A3 hingga -200°C).
- Lampiran G: Permeabilitas magnetik relatif (misalnya, A2 ≈1,8, non-magnetik dalam keadaan anil larutan tetapi dapat menjadi magnetik setelah pengerjaan dingin).
Untuk aplikasi khusus, konsultasikan hal-hal ini, dan pastikan pemilihan material meminimalkan risiko seperti korosi atau interferensi magnetik.
Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)
- Apa perbedaan antara mur baja tahan karat A2 dan A4?
- A2 adalah baja austenitik serbaguna dengan ketahanan korosi yang baik, sedangkan A4 mengandung molibdenum untuk meningkatkan ketahanan di lingkungan klorida, sesuai komposisi pada Tabel 1.
- Bagaimana cara saya memilih tingkatan performa yang tepat untuk sebuah mur?
- Pilih berdasarkan persyaratan tegangan uji dan tinggi mur; misalnya, grade 70 untuk 700 MPa pada mur m ≥ 0,8D, dengan mempertimbangkan beban aplikasi dan Tabel 2/3.
- Tes apa saja yang diperlukan untuk penerimaan mur baja tahan karat?
- Kekerasan untuk kelompok martensit/feritik dan beban uji untuk semuanya, sesuai dengan metode bagian 3, memastikan kepatuhan terhadap sifat mekanik yang ditentukan.
- Apakah kacang-kacangan ini dapat digunakan dalam aplikasi suhu tinggi?
- Ya, tetapi lihat Lampiran E untuk mengetahui penurunan kekuatan luluh pada suhu tinggi; misalnya, A2 mempertahankan 70% pada 400°C di bawah beban non-siklik.
- Bagaimana cara mengurangi korosi intergranular pada mur austenitik?
- Gunakan varian rendah karbon (misalnya, A4L) atau A3/A5 yang distabilkan, diuji sesuai GB/T 4334, seperti yang direkomendasikan dalam bagian komposisi kimia.
- Penandaan apa yang diperlukan pada kemasan?
- Sertakan pengidentifikasi produsen, kelompok baja/tingkat kinerja sesuai Gambar 1, dan nomor batch sesuai GB/T 90.3 untuk ketertelusuran.
