Piawaian GB/T 3098.22-2009 menentukan sifat mekanikal untuk bolt, skru dan stud yang diperbuat daripada keluli berbutir halus yang tidak terpadam dan terbaja. Piawaian ini penting untuk memastikan kebolehpercayaan dan prestasi pengikat dalam pelbagai aplikasi mekanikal, terutamanya apabila kekuatan dan kemuluran yang tinggi diperlukan tanpa proses rawatan haba tradisional. Keluli berbutir halus yang tidak terpadam mencapai sifatnya melalui penggelek dan penyejukan terkawal, menghasilkan mikrostruktur yang memberikan kekuatan dan ketahanan yang sangat baik. Pendekatan ini mengurangkan kos pengeluaran dan impak alam sekitar berbanding keluli terpadam dan terbaja.
Berkenaan dengan pengikat dengan diameter ulir dari 5 mm hingga 16 mm, piawaian ini mentakrifkan gred prestasi seperti 8.8F, 9.8F dan 10.9F, yang menunjukkan kekuatan tegangan dan ciri alah yang disesuaikan untuk kegunaan tertentu. Contohnya, gred 8.8F menawarkan kekuatan tegangan nominal 800 MPa, sesuai untuk kejuruteraan am, manakala 10.9F memberikan kekuatan yang lebih tinggi pada nominal 1000 MPa untuk aplikasi yang lebih mencabar seperti penguncian struktur. Piawaian ini juga menggabungkan keperluan untuk komposisi kimia, saiz butiran dan ujian mekanikal untuk menjamin konsistensi.
Manfaat utama termasuk ketahanan lesu yang lebih baik disebabkan oleh struktur butiran halus, yang meminimumkan perambatan retakan. Pengilang mesti mematuhi gred bahan yang ditentukan seperti MFT8, MFT9 dan MFT10, setiap satunya sepadan dengan tahap prestasi tertentu. Lampiran rujukan standard untuk keadaan teknikal bahan dan garis panduan pemprosesan, memastikan pengikat memenuhi piawaian antarabangsa dalam kualiti. Pengujian dijalankan pada suhu ambien 10°C hingga 35°C, dengan ujian hentaman pada -20°C untuk menilai prestasi suhu rendah.
Dalam praktiknya, piawaian ini menyokong industri seperti automotif, pembinaan dan jentera dengan menyediakan garis panduan yang jelas tentang kapasiti galas beban. Contohnya, nisbah tegasan bukti memastikan pengikat dapat menahan beban tertentu tanpa ubah bentuk kekal. Pengguna harus ambil perhatian bahawa walaupun bahan mematuhi piawaian, faktor geometri boleh menjejaskan prestasi keseluruhan, yang memerlukan pertimbangan reka bentuk yang teliti. Piawaian ini menggalakkan penggunaan rawatan penstabilan selepas pembentukan sejuk untuk meningkatkan sifat.
Secara keseluruhan, GB/T 3098.22-2009 sejajar dengan piawaian global seperti ISO 898, yang memudahkan perdagangan antarabangsa. Ia menekankan integriti permukaan, dengan rujukan kepada piawaian kecacatan seperti GB/T 5779.1, untuk mengelakkan kegagalan daripada ketakselanjaran. Dengan mengikuti piawaian ini, jurutera boleh memilih pengikat yang sesuai, mengoptimumkan keselamatan dan kecekapan dalam pemasangan. Rangka kerja komprehensif ini merangkumi segala-galanya daripada pemilihan bahan mentah hingga pengesahan produk akhir, menjadikannya asas untuk teknologi pengikat mekanikal.
Keperluan Bahan
Bahan untuk pengikat keluli tidak terpadam berbutir halus mesti memenuhi syarat teknikal yang ketat yang digariskan dalam Lampiran A piawaian. Ini termasuk spesifikasi untuk gred bahan, komposisi kimia, saiz butiran ferit dan sifat mekanikal. Struktur butiran halus dicapai melalui pemprosesan termo-mekanikal, memastikan sifat seragam tanpa pelindapkejutan dan pembajaan. Gred bahan seperti MFT8, MFT9 dan MFT10 ditakrifkan, setiap satunya disesuaikan untuk tahap prestasi tertentu.
Komposisi kimia biasanya melibatkan tahap karbon, mangan, silikon dan unsur mikro-aloi yang terkawal seperti niobium atau vanadium untuk memperhalusi saiz butiran dan meningkatkan kekuatan. Contohnya, saiz butiran ferit hendaklah lebih halus daripada ASTM 8 untuk meningkatkan keliatan. Keadaan ini memastikan rod dawai keluli yang digunakan untuk pembentukan sejuk mengekalkan konsistensi dalam pengeluaran.
Pengikat yang berkenaan termasuk bolt, skru, stud dan rod dengan diameter ulir nominal dari 5 mm hingga 16 mm. Jadual 2 memperincikan kesesuaian:
| Gred Bahan | Diameter Benang Nominal (mm) | Gred Prestasi | Produk yang Berkenaan |
|---|---|---|---|
| MFT8 | 5~16 | 8.8F, 08.8F | Bolt, skru, stud dan rod |
| MFT9 | 5~16 | 9.8F, 09.8F | |
| MFT10 | 5~16 | 10.9F, 010.9F | Stud dan rod |
Proses yang disyorkan melibatkan rawatan penstabilan selepas pembentukan sejuk untuk mengoptimumkan prestasi. Lampiran B menyediakan garis panduan untuk memproses rod dawai gulung panas menjadi pengikat, termasuk penyepuhlindapan atau pembentukan sferoid jika perlu. Ini memastikan produk akhir mempamerkan sifat mekanikal yang diperlukan tanpa kecacatan.
Dari segi pemilihan, jurutera harus mempertimbangkan faktor persekitaran; untuk tetapan menghakis, salutan tambahan mungkin diperlukan, walaupun piawaian tersebut memberi tumpuan kepada sifat bahan asas. Pematuhan dengan keperluan ini meminimumkan risiko seperti kerapuhan hidrogen, yang biasa berlaku dalam keluli berkekuatan tinggi. Had kimia terperinci menghalang isu seperti kebolehkerasan yang berlebihan atau kebolehkimpalan yang lemah.
Tambahan pula, piawaian ini mewajibkan kebolehkesanan daripada bahan mentah hingga produk siap, menyokong sistem kawalan kualiti seperti ISO 9001. Dengan mematuhi keperluan bahan ini, pengeluar boleh menghasilkan pengikat yang berfungsi dengan andal di bawah beban dinamik, memanjangkan hayat perkhidmatan dalam aplikasi seperti jambatan atau kenderaan.
Sifat Mekanikal dan Fizikal
Pengikat mesti mempamerkan sifat mekanikal dan fizikal seperti dalam Jadual 3, yang diuji pada suhu ambien 10°C hingga 35°C, dengan impak Charpy pada -20°C. Sifat-sifat ini memastikan kebolehpercayaan di bawah keadaan perkhidmatan. Contohnya, kekuatan tegangan (Rm) untuk gred 8.8F adalah minimum 800 MPa, mencerminkan keupayaan keluli untuk menahan daya tarikan.
Kekuatan alah, diukur sebagai tegasan kalis 0.2% (Rp0.2), adalah penting untuk mencegah ubah bentuk plastik. Tegasan kalis (Sp) memberikan margin keselamatan, dengan nisbah seperti 0.91 untuk 8.8F. Kemuluran dinilai melalui pemanjangan (A) dan pengurangan luas (Z), memastikan pengikat boleh berubah bentuk tanpa kegagalan rapuh.
Ujian kekerasan (Vickers, Brinell, Rockwell) mengesahkan keseragaman, dengan julat yang menghalang bahan yang terlalu rapuh atau lembut. Tenaga impak (KV) minimum 27 J pada -20°C mengesahkan ketahanan dalam persekitaran sejuk. Kecacatan permukaan dikawal mengikut GB/T 5779.1.
| Nombor Item | Sifat Mekanikal dan Fizikal | Gred Prestasi | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 8.8F | 9.8F | 10.9F | |||
| 1 | Kekuatan tegangan Rm/MPa | Nominalseorang | 800 | 900 | 1000 |
| min | 800 | 900 | 1040 | ||
| 2 | Tegasan pada pemanjangan tak berkadar 0.2%, Rp0.2/MPa | Nominalseorang | 640 | 720 | 900 |
| min | 640 | 720 | 940 | ||
| 3 | Tegasan bukti Spb/MPa | Nominal | 580 | 650 | 830 |
| Nisbah tegasan bukti Sp, nominal / Rp0.2 min | 0.91 | 0.9 | 0.88 | ||
| 4 | Pemanjangan selepas patah tulang A/% | min | 12 | 10 | 9 |
| 5 | Pengurangan luas Z/% | min | 52 | 48 | 48 |
| 6 | Kekukuhan kepala | Tiada patah tulang | |||
| 7 | Kekerasan Vickers HV F≥98N | min | 250 | 290 | 320 |
| maksimum | 320 | 360 | 380 | ||
| 8 | Kekerasan Brinell HBW F=30D² | min | 238 | 276 | 304 |
| maksimum | 304 | 342 | 361 | ||
| 9 | Kekerasan Rockwell HRC | min | 22 | 28 | 32 |
| maksimum | 32 | 37 | 39 | ||
| 10 | Tork patah MB/Nm | min | Lihat GB/T 3098.13 | ||
| 11 | Tenaga impak KVc,d/J | min | 27 | ||
| 12 | Kecacatan permukaan | GB/T 5779.1e | |||
Nota: seorang Nilai nominal untuk pemarkahan. b Lihat Jadual 5 dan 7 untuk beban bukti. c Pada suhu -20°C. d Untuk d=16 mm. e GB/T 5779.3 melalui perjanjian.
Ciri-ciri ini penting untuk aplikasi yang memerlukan rintangan lesu kitaran yang tinggi. Mikrostruktur butiran halus menyumbang kepada ketahanan hentaman yang unggul, mengurangkan risiko kegagalan dalam persekitaran bergetar. Had kekerasan memastikan kebolehmesinan dan rintangan haus.
Kaedah dan Pertimbangan Ujian yang Berkenaan
Bab 4 piawaian menggariskan kaedah ujian untuk mengesahkan sifat, termasuk ujian tegangan, beban bukti, kekerasan dan hentaman. Kaedah ini boleh digunakan untuk pelbagai jenis dan saiz pengikat, dengan Bab 3 menyatakan kesesuaian. Contohnya, ujian tegangan menggunakan spesimen mesin untuk mengukur Rm dan Rp0.2 dengan tepat.
Ujian beban bukti mengesahkan pengikat menahan Sp tanpa ubah bentuk, kritikal untuk aplikasi pramuatan. Ujian kekerasan dilakukan pada permukaan untuk memastikan keseragaman. Ujian hentaman menggunakan spesimen takuk-V Charpy untuk pengukuran KV pada -20°C, menilai rintangan patah rapuh.
Pertimbangan termasuk kesan saiz; pengikat yang lebih kecil mungkin mempunyai kapasiti yang berkurangan walaupun bahannya mematuhi piawaian. Keadaan persekitaran semasa ujian mesti dikawal. Kaedah alternatif, seperti GB/T 5779.3 untuk kecacatan, memerlukan persetujuan.
Senarai tersusun untuk langkah ujian:
- Sediakan spesimen mengikut dimensi piawai.
- Menjalankan ujian pada suhu yang ditetapkan.
- Rekodkan keputusan dan bandingkan dengan had Jadual 3.
- Periksa kecacatan secara visual dan tanpa merosakkan.
Faktor tak tertib yang mempengaruhi ujian:
- Geometri benang yang mempengaruhi taburan tegasan.
- Proses pembuatan seperti pembentukan sejuk.
- Salutan berpotensi mengubah sifat.
Kaedah-kaedah ini memastikan kebolehkesanan dan kualiti, selaras dengan norma-norma antarabangsa. Dalam praktiknya, penentukuran peralatan secara berkala adalah penting.
Jadual Beban untuk Benang Kasar dan Halus
Jadual 4 hingga 7 menyediakan beban tegangan minimum dan beban bukti untuk benang kasar dan halus, dikira menggunakan luas tegasan nominal (As,nom). Untuk pengikat tergalvani celup panas, pengurangan setiap GB/T 5267.3 Lampiran A dikenakan.
Jadual 4: Beban tegangan minimum untuk ulir kasar (Fm,min = As,nom × Rm,min / N).
| Saiz Benang d | Kawasan Tegasan Nominal As,nom / mm² | Gred Prestasi | ||
|---|---|---|---|---|
| 8.8F | 9.8F | 10.9F | ||
| Beban Tegangan Minimum Fm,min / N | ||||
| M5 | 14.2 | 11360 | 12780 | 14768 |
| M6 | 20.1 | 16080 | 18090 | 20904 |
| M7 | 28.9 | 23120 | 26010 | 30056 |
| M8 | 36.6 | 29280 | 32940 | 38064 |
| M10 | 58 | 46400 | 52200 | 60320 |
| M12 | 84.3 | 67440 | 75870 | 87672 |
| M14 | 115 | 92000 | 103500 | 119600 |
| M16 | 157 | 125600 | 141300 | 163280 |
Jadual 5: Beban bukti untuk ulir kasar (Fp = As,nom × Sp / N). Nilai yang dibetulkan berdasarkan pengiraan piawai.
| Saiz Benang d | Kawasan Tegasan Nominal As,nom / mm² | Gred Prestasi | ||
|---|---|---|---|---|
| 8.8F | 9.8F | 10.9F | ||
| Beban Bukti Fp / N | ||||
| M5 | 14.2 | 8240 | 9230 | 11790 |
| M6 | 20.1 | 11660 | 13070 | 16680 |
| M7 | 28.9 | 16760 | 18790 | 23990 |
| M8 | 36.6 | 21230 | 23790 | 30380 |
| M10 | 58 | 33640 | 37700 | 48140 |
| M12 | 84.3 | 48890 | 54800 | 69970 |
| M14 | 115 | 66700 | 74750 | 95450 |
| M16 | 157 | 91060 | 102050 | 130310 |
Jadual 6: Beban tegangan minimum untuk benang halus.
| Saiz Benang d×p | Kawasan Tegasan Nominal As,nom / mm² | Gred Prestasi | ||
|---|---|---|---|---|
| 8.8F | 9.8F | 10.9F | ||
| Beban Tegangan Minimum Fm,min / N | ||||
| M8×1 | 39.2 | 31360 | 35280 | 40768 |
| M10×1 | 64.5 | 51600 | 58050 | 67080 |
| M10×1.25 | 61.2 | 48960 | 55080 | 63648 |
| M12×1.25 | 92.1 | 73680 | 82890 | 95784 |
| M12×1.5 | 88.1 | 70480 | 79290 | 91624 |
| M14×1.5 | 125 | 100000 | 112500 | 130000 |
| M16×1.5 | 167 | 133600 | 150300 | 173680 |
Jadual 7: Beban bukti untuk benang halus.
| Saiz Benang d×p | Kawasan Tegasan Nominal As,nom / mm² | Gred Prestasi | ||
|---|---|---|---|---|
| 8.8F | 9.8F | 10.9F | ||
| Beban Bukti Fp / N | ||||
| M8×1 | 39.2 | 22740 | 25480 | 32540 |
| M10×1 | 64.5 | 37410 | 41930 | 53540 |
| M10×1.25 | 61.2 | 35490 | 39780 | 50800 |
| M12×1.25 | 92.1 | 53420 | 59870 | 76440 |
| M12×1.5 | 88.1 | 51090 | 57270 | 73120 |
| M14×1.5 | 125 | 72500 | 81250 | 103750 |
| M16×1.5 | 167 | 96860 | 108550 | 138610 |
Jadual-jadual ini membantu dalam pengiraan reka bentuk, memastikan prabeban yang selamat dan kekuatan muktamad. Oleh itu, nom dikira setiap 9.1.6.1.
Lampiran dan Cadangan
Lampiran A memperincikan keadaan teknikal bahan, termasuk komposisi kimia dan saiz butiran untuk gred MFT8 hingga MFT10. Ia memastikan bahan mentah menyediakan asas untuk mencapai sifat yang ditentukan. Lampiran B menawarkan garis panduan untuk memproses dawai gulung panas menjadi pengikat, mengesyorkan rawatan penstabilan untuk memperhalusi pasca pembentukan mikrostruktur.
Cadangan termasuk penggunaan penyejukan terkawal untuk mengekalkan butiran halus, mengelakkan terlalu panas yang boleh mengasarkan struktur. Untuk prestasi optimum, integrasikan ini dengan amalan terbaik pembuatan.
Soalan Lazim
- Apakah keluli tidak terpadam berbutir halus dalam piawaian ini?
- Ia merujuk kepada keluli yang diproses melalui penggelek termo-mekanikal untuk mencapai butiran ferit halus, memberikan kekuatan tinggi tanpa pelindapkejutan dan pembajaan, seperti yang ditakrifkan dalam GB/T 3098.22-2009.
- Bagaimanakah ini berbeza daripada pengikat keluli yang dipadamkan dan dibaja?
- Jenis yang tidak terpadam bergantung pada pengaloian mikro dan penyejukan terkawal untuk sifatnya, menawarkan penjimatan kos dan ketahanan yang lebih baik, manakala yang terpadam menggunakan rawatan haba untuk kekerasan.
- Apakah had saiz untuk pengikat ini?
- Berkenaan dengan diameter nominal 5 mm hingga 16 mm, dengan gred tertentu seperti 10.9F terhad kepada stud dan rod.
- Bagaimanakah ketahanan impak diuji?
- Menggunakan takuk-V Charpy pada -20°C, memerlukan minimum 27 J untuk d=16 mm, bagi memastikan prestasi dalam suhu rendah.
- Apakah masalah biasa yang timbul dengan kecacatan permukaan?
- Kecacatan seperti retakan atau lipit boleh mengurangkan kapasiti beban; piawaian merujuk GB/T 5779.1 untuk kriteria pemeriksaan dan penerimaan.
- Bolehkah beban bukti dilaraskan untuk salutan?
- Ya, untuk benang 6g/6az tergalvani celup panas, pengurangan adalah mengikut GB/T 5267.3 Lampiran A untuk mengambil kira kesan ketebalan.
