Garis Besar Artikel
Artikel ini menawarkan penerokaan komprehensif tentang piawaian GB/T 3098.2-2015, yang distrukturkan untuk memudahkan rujukan dan aplikasi praktikal dalam konteks kejuruteraan:
- Pengenalan: Gambaran keseluruhan dan kebolehgunaan piawaian.
- Bahan: Komposisi kimia dan garis panduan rawatan haba.
- Sifat Mekanikal: Keperluan beban bukti.
- Keperluan Kekerasan: Nilai kekerasan yang ditentukan.
- Gaya Nat dan Padanan Bolt: Keserasian dengan bolt.
- Pertimbangan Tork: Wawasan tentang aplikasi tork.
- Soalan Lazim: Jawapan kepada pertanyaan profesional yang lazim.
Pengenalan
Piawaian GB/T 3098.2-2015 menetapkan sifat mekanikal dan fizikal untuk nat dengan benang kasar yang diperbuat daripada keluli karbon atau keluli aloi, yang diuji pada suhu ambien antara 10°C dan 35°C. Ia adalah penting untuk memastikan kebolehpercayaan dan keselamatan pemasangan pengikat dalam industri seperti pembinaan, automotif dan pembuatan jentera.
Piawaian ini memberi tumpuan kepada beban bukti, kekerasan dan spesifikasi bahan untuk mengelakkan kegagalan di bawah beban. Jurutera harus menggunakan garis panduan ini semasa reka bentuk dan jaminan kualiti untuk memadankan nat dengan bolt yang sesuai, mengoptimumkan prestasi pemasangan dan jangka hayat.
Bahan
Nat hendaklah dihasilkan daripada keluli karbon dengan komposisi kimia tertentu untuk mencapai sifat mekanikal yang diperlukan. Rawatan haba, seperti pelindapkejutan dan pembajaan, adalah wajib untuk kelas sifat yang lebih tinggi bagi memastikan kebolehkerasan yang mencukupi, menghasilkan struktur martensit kira-kira 90% dalam bahagian berulir sebelum pembajaan.
Pertimbangan utama untuk pemilihan bahan:
- Hadkan kandungan karbon untuk mengawal kekerasan dan kerapuhan.
- Kekalkan mangan minimum untuk kekuatan dan kebolehkerasan.
- Hadkan fosforus dan sulfur untuk mengelakkan kerapuhan.
- Gunakan pelindapkejutan dan pembajaan untuk kelas 05, 8 (D> M16), 10, dan 12.
Komposisi Kimia
| Kelas Hartanah | Bahan | Rawatan Haba | C (%) maksimum | Mn (%) min | P (%) maksimum | S (%) maksimum | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4 | Keluli karbon | Pilihan | 0.58 | 0.25 | 0.060 | 0.150 | |
| 5 | Keluli karbon | Dipadamkan dan dilembutkan | 0.58 | 0.3 | 0.048 | 0.058 | |
| 5 | Keluli karbon | Pilihan | 0.58 | – | 0.060 | 0.150 | |
| 6 | Keluli karbon | Pilihan | 0.58 | – | 0.060 | 0.150 | |
| 8 | Gaya 2 | Keluli karbon | Pilihan | 0.58 | 0.25 | 0.060 | 0.150 |
| 8 | Gaya 1 D ≤ M16 | Keluli karbon | Pilihan | 0.58 | 0.25 | 0.060 | 0.150 |
| 8 | Gaya 1 D > M16 | Keluli karbon | Dipadamkan dan dilembutkan | 0.58 | 0.3 | 0.048 | 0.058 |
| 10 | Keluli karbon | Dipadamkan dan dilembutkan | 0.58 | 0.3 | 0.048 | 0.058 | |
| 12 | Keluli karbon | Dipadamkan dan dilembutkan | 0.58 | 0.45 | 0.048 | 0.058 | |
Nota: Bagi kelas yang memerlukan pelindapkejutan dan pembajaan, bahan mesti menunjukkan kebolehkerasan yang mencukupi. Komposisi kimia hendaklah dinilai mengikut piawaian yang berkaitan.
Sifat Mekanikal
Nat mesti menahan beban bukti yang ditentukan tanpa kegagalan, mewakili beban selamat maksimum dalam sambungan mekanikal. Nilai-nilai ini memastikan integriti struktur di bawah tegangan.
Panduan untuk permohonan:
- Pilih kelas hartanah berdasarkan keperluan beban pemasangan.
- Sahkan beban bukti melalui ujian pada suhu ambien.
- Pertimbangkan faktor seperti penglibatan benang dan keserasian bahan.
Beban Bukti (N)
| Benang | Padang | 04 | 05 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| M5 | 0.8 | 5400 | 7100 | 8250 | 9500 | 12140 | 14800 | 16300 |
| M6 | 1 | 7640 | 10000 | 11700 | 13500 | 17200 | 20900 | 23100 |
| M7 | 1 | 11000 | 14500 | 16800 | 19400 | 24700 | 30100 | 33200 |
| M8 | 1.25 | 13900 | 18300 | 21600 | 24900 | 31800 | 38100 | 42500 |
| M10 | 1.5 | 22000 | 29000 | 34200 | 39400 | 50500 | 60300 | 67300 |
| M12 | 1.75 | 32000 | 42200 | 51400 | 59000 | 74200 | 88500 | 100300 |
| M14 | 2 | 43700 | 57500 | 70200 | 80500 | 101200 | 120800 | 136900 |
| M16 | 2 | 59700 | 78500 | 95800 | 109900 | 138200 | 164900 | 186800 |
| M18 | 2.5 | 73000 | 96000 | 121000 | 138200 | 176600 | 203500 | 230400 |
| M20 | 2.5 | 93100 | 122500 | 154400 | 176400 | 225400 | 259700 | 294000 |
| M22 | 2.5 | 115100 | 151500 | 190900 | 218200 | 278800 | 321200 | 363600 |
| M24 | 3 | 134100 | 176500 | 222400 | 254200 | 324800 | 374200 | 423600 |
| M27 | 3 | 174400 | 229500 | 289200 | 330500 | 422300 | 486500 | 550800 |
| M30 | 3.5 | 213200 | 280500 | 353400 | 403900 | 516100 | 594700 | 673200 |
| M33 | 3.5 | 263700 | 347000 | 437200 | 499700 | 638500 | 735600 | 832800 |
| M36 | 4 | 310500 | 408500 | 514700 | 588200 | 751600 | 866000 | 980400 |
| M39 | 4 | 370900 | 488000 | 614900 | 702700 | 897900 | 1035000 | 1171000 |
Nota: Beban bukti menghampiri kekuatan tegangan minimum yang boleh dikekalkan oleh nat.
Keperluan Kekerasan
Kekerasan memastikan nat menahan ubah bentuk dan mengekalkan integriti di bawah beban. Nilai dinyatakan dalam skala Vickers (HV), Brinell (HB) dan Rockwell (HRC), dengan penukaran mengikut ISO 18265.
Panduan praktikal:
- Gunakan ujian Vickers dengan beban minimum 98 N untuk ketepatan.
- Laraskan untuk saiz nat; minimum berbeza dikenakan untuk D > M16.
- Sahkan rawatan pasca haba untuk memenuhi keperluan kelas.
Keperluan Kekerasan
| Benang | 04 | 05 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Min | Maks | Min | Maks | Min | Maks | Min | Maks | Min | Maks | Min | Maks | Min | Maks | ||
| M5 ≤ D ≤ M16 | HV | 188 | 302 | 272 | 353 | 130 | 302 | 150 | 302 | 200 | 302 | 272 | 353 | 295 | 353 |
| M16 < D ≤ M39 | 188 | 302 | 272 | 353 | 146 | 302 | 170 | 302 | 233 | 353 | 272 | 353 | 272 | 353 | |
| M5 ≤ D ≤ M16 | HB | 179 | 287 | 259 | 336 | 124 | 287 | 143 | 287 | 190 | 287 | 259 | 336 | 280 | 336 |
| M16 < D ≤ M39 | 179 | 287 | 259 | 336 | 139 | 287 | 162 | 287 | 221 | 336 | 259 | 336 | 259 | 336 | |
| M5 ≤ D ≤ M16 | HRC | – | 30 | 26 | 36 | – | 30 | – | 30 | – | 30 | 26 | 36 | 29 | 36 |
| M16 < D ≤ M39 | – | 30 | 26 | 36 | – | 30 | – | 30 | – | 36 | 26 | 36 | 26 | 36 | |
Nota: Bagi nat gaya 2 dalam kelas 8, kekerasan minimum ialah 180 HV (171 HB). Bagi kelas 10 gaya 2, ia ialah 302 HV (287 HB, 30 HRC). Bagi kelas 12 gaya 2, ia ialah 272 HV (259 HB, 26 HRC).
Gaya Nat dan Padanan Bolt
Nat dikelaskan kepada gaya (0 nipis, 1 standard, 2 tinggi) dengan julat diameter tertentu dan kelas bolt yang serasi untuk memastikan kekuatan pemasangan dan mencegah pelucutan atau kegagalan.
Cadangan untuk pemadanan:
- Gunakan nat nipis (gaya 0) sebagai nat jem dengan nat standard atau tinggi, ketatkan nat nipis dahulu.
- Padankan kelas nat dengan kelas sifat maksimum bolt untuk prabeban optimum.
- Pertimbangkan pitch benang untuk aplikasi halus vs. kasar.
Gaya, Diameter dan Padanan Bolt Nat
| Kelas Hartanah | 04 | 05 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Gaya 1 (Standard) | – | – | M5≤D≤M39 / M8x1≤D≤M39x3 | M5≤D≤M39 / M8x1≤D≤M39x3 | M5≤D≤M39 / M8x1≤D≤M39x3 | M5≤D≤M39 / M8x1≤D≤M16x1.5 | M5≤D≤M16 |
| Gaya 2 (Tinggi) | – | – | – | – | M16≤D≤M39 / M8x1≤D≤M16x1.5 | M5≤D≤M39 / M8x1≤D≤M39x3 | M5≤D≤M39 / M8x1≤D≤M16x1.5 |
| Gaya 0 (Nipis) | M5≤D≤M39 / M8x1≤D≤M39x3 | M5≤D≤M39 / M8x1≤D≤M39x3 | – | – | – | – | – |
| Kelas Bolt Max yang sepadan | – | – | 5.8 | 6.8 | 8.8 | 10.9 | 12.9 |
Pertimbangan Tork
Piawaian ini tidak menyatakan tork kegagalan untuk nat, selaras dengan ISO 898-2 dan DIN 267-24, bagi mengelakkan kekeliruan antara tork dan pramuatan sebagai rujukan reka bentuk. Sebaliknya, fokus pada beban bukti, kekuatan lesu dan kekerasan untuk sambungan yang boleh dipercayai.
Dalam praktiknya, tork yang dikenakan pada nat atau bolt dalam pemasangan sebahagiannya menukar kepada daya pengapit, yang dipengaruhi oleh geseran, pelincir dan komponen seperti pencuci. Sebagai rujukan, pertimbangkan nilai tork daripada kelas bolt yang sepadan dengan diameter yang sama, tetapi sentiasa utamakan pengiraan kejuruteraan untuk aplikasi tertentu.
Soalan Lazim
- Mengapakah pelindapkejutan dan pembajaan diperlukan untuk kelas nat yang lebih tinggi?
Ia meningkatkan kebolehkerasan, memastikan struktur martensit untuk kekuatan dan rintangan yang lebih baik terhadap ubah bentuk di bawah beban tinggi, seperti yang dikehendaki dalam Jadual 3. - Bagaimanakah nat nipis (gaya 0) harus digunakan dalam pemasangan?
Pasang sebagai nat jem dengan nat standard atau nat tinggi; ketatkan nat nipis dahulu pada bahagian tersebut, kemudian nat luar padanya untuk mengelakkan kelonggaran. - Bagaimana jika kekerasan nat melebihi maksimum yang ditentukan?
Kekerasan yang berlebihan mungkin menunjukkan risiko pemanasan berlebihan, yang membawa kepada kerapuhan; uji semula atau tolak kelompok untuk mematuhi had Jadual 6 dan kekalkan kemuluran. - Bolehkah nat digunakan dengan bolt kelas sifat yang lebih rendah?
Ya, tetapi padankan dengan kelas maksimum bolt mengikut piawaian untuk mengelakkan penggunaan yang tidak mencukupi; sentiasa sahkan pramuatan pemasangan dan prestasi keletihan. - Bagaimana untuk menguji beban kalis nat dengan tepat?
Gunakan kaedah dalam Klausa 9 pada suhu 10°C-35°C; gunakan beban paksi tanpa putaran, pastikan penglibatan benang penuh untuk mensimulasikan keadaan sebenar. - Mengapakah had fosforus dan sulfur lebih ketat untuk kelas yang telah dipadamkan?
Tahap yang lebih rendah menghalang kerapuhan semasa rawatan haba, meningkatkan ketahanan dan kebolehpercayaan dalam aplikasi tekanan tinggi.