Wprowadzenie do normy GB/T 3098.25-2020
GB/T 3098.25-2020 to kluczowa chińska norma krajowa, która zawiera kompleksowe wytyczne dotyczące doboru elementów złącznych ze stali nierdzewnej i stopów niklu w oparciu o ich właściwości mechaniczne. Norma ta jest częścią szerszej serii GB/T 3098, która dotyczy właściwości mechanicznych elementów złącznych i koncentruje się w szczególności na materiałach takich jak stale nierdzewne austenityczne, martenzytyczne, ferrytyczne, dupleksowe oraz stopy niklu. Jej głównym celem jest pomoc inżynierom, projektantom i producentom w doborze odpowiednich elementów złącznych do zastosowań wymagających wysokiej odporności na korozję, wytrzymałości i trwałości w różnych warunkach środowiskowych, takich jak środowisko morskie, obróbka chemiczna i wysokie temperatury.
Zakres niniejszej normy obejmuje szczegółowe tabele składu chemicznego, które określają ułamki masowe kluczowych pierwiastków, takich jak węgiel (C), krzem (Si), mangan (Mn), fosfor (P), siarka (S), chrom (Cr), molibden (Mo), nikiel (Ni), miedź (Cu), azot (N), niob (Nb) i tytan (Ti). Składy te są powiązane z kodami ISO, odpowiednimi grupami elementów złącznych oraz powiązanymi normami, aby zapewnić kompatybilność i niezawodność. Na przykład, norma opiera się na normie GB/T 3098.6 dla śrub, wkrętów i kołków ze stali nierdzewnej, GB/T 3098.15 dla nakrętek i innych normach do zastosowań specjalistycznych.
W praktyce, niniejszy przewodnik pomaga ograniczyć ryzyko związane z uszkodzeniami materiału poprzez określenie składu, który poprawia właściwości takie jak wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności i odporność na korozję międzykrystaliczną. Zawiera on również wskazówki dotyczące unikania niezamierzonych dodatków pierwiastków podczas produkcji w celu zachowania hartowności, właściwości mechanicznych i możliwości zastosowania. Specjaliści z dziedziny inżynierii mechanicznej opierają się na tej normie, aby zoptymalizować dobór elementów złącznych, zapewniając zgodność z międzynarodowymi odpowiednikami, takimi jak ISO 3506 i normy EN.
Do kluczowych korzyści należą: zwiększone bezpieczeństwo zespołów konstrukcyjnych, opłacalność dzięki odpowiedniemu doborowi materiałów oraz lepsza wydajność w agresywnych środowiskach. Przykładowo, gatunki austenityczne są preferowane ze względu na swoje właściwości niemagnetyczne i podatność na odkształcanie, natomiast gatunki duplex oferują równowagę między wytrzymałością a odpornością na korozję. Norma ta promuje najlepsze praktyki w materiałoznawstwie, podkreślając znaczenie precyzyjnego stopowania dla uzyskania pożądanych właściwości mechanicznych. Przestrzegając tych wytycznych, przemysł może ograniczyć przestoje i koszty konserwacji związane z degradacją elementów złącznych.
Skład chemiczny stali nierdzewnych austenitycznych
Tabela 1 z normy GB/T 3098.25-2020 przedstawia skład chemiczny austenitycznych stali nierdzewnych, odwołując się do norm GB/T 3098.6, GB/T 3098.15, GB/T 3098.16 i GB/T 3098.21. Składy te są kluczowe dla określenia właściwości mechanicznych i odporności na korozję elementów złącznych. Wartości podano jako ułamki masowe w procentach, przy czym większość z nich to wartości maksymalne, chyba że określono je jako zakresy lub wartości minimalne. Stale austenityczne znane są z doskonałej formowalności, spawalności i odporności na utlenianie, co czyni je idealnymi do produkcji elementów złącznych w środowiskach korozyjnych.
Tabela zawiera kody ISO wraz ze składem pierwiastkowym, w tym C, Si, Mn, P, S, Cr, Mo, Ni, Cu, N, Nb i Ti, oraz przypisuje odpowiednie grupy elementów złącznych, takie jak A1, A2, A2L, A3, A4, A4L, A5 i A8. Na przykład norma ISO 4305-303-00-I (grupa A1) zawiera C do 0,12, Cr 17,0-19,0 i S ≥0,15, co zapewnia lepszą obrabialność. Specyfikacje te zapewniają spójność parametrów, na przykład zachowanie struktury austenitycznej dla uzyskania właściwości niemagnetycznych.
W uwagach podkreślono, że nieokreślonych pierwiastków nie należy dodawać bez zgody kupującego, z wyjątkiem rafinacji, oraz że należy podjąć środki ostrożności, aby zapobiec zanieczyszczeniom wpływającym na właściwości. Grupy te są zbliżone, ale nie identyczne, do innych norm GB/T. Dane te pomagają w doborze materiałów do określonych obciążeń i temperatur, zapobiegając problemom takim jak pękanie korozyjne naprężeniowe.
| Kod ISO | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni | Cu | N | Uwaga | Ty | Grupa |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4305-303-00-I | 0.12 | 1 | 2 | 0.06 | ≥0,15 | 17.0~19.0 | – | 8.0~10.0 | 1 | 0.1 | – | – | A1 |
| 4301-304-00-I | 0.07 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.5~19.5 | – | 8.0~10.5 | – | 0.1 | – | – | A2 |
| 4307-304-03-I | 0.03 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.5~19.5 | – | 8.0~10.5 | – | 0.1 | – | – | A2L |
| 4311-304-53-I | 0.03 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.5~19.5 | – | 8.0~11.0 | – | 0.12~0.22 | – | – | A2L |
| 4567-304-98-X | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.0~19.0 | – | 8.0~10.5 | 1.0~3.0 | – | – | – | A2 |
| 4567-304-30-I | 0.04 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.0~19.0 | – | 8.0~10.5 | 3.0~4.0 | 0.1 | – | – | A3 |
| 4541-321-00-I | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.0~19.0 | – | 9.0~12.0 | – | – | – | 5×C~0,70 | A3 |
| 4550-347-00-I | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.0~19.0 | – | 9.0~12.0 | – | – | 10×C~1,00 | – | A3 |
| 4401-316-00-I | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 16.0~18.0 | 2.00~3.00 | 10.0~13.0 | – | 0.1 | – | – | A4 |
| 4404-316-03-I | 0.03 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 16.5~18.5 | 2.00~3.00 | 10.0~13.0 | – | 0.1 | – | – | A4L |
| 4406-316-53-I | 0.03 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 16.5~18.5 | 2.00~3.00 | 10.0~12.5 | – | 0.12~0.22 | – | – | A4L |
| 4578-316-76-E | 0.04 | 1 | 2 | 0.045 | 0.015 | 16.5~17.5 | 2.00~2.50 | 10.0~11.0 | 3.0~3.5 | 0.1 | – | – | A4 |
| 4571-316-35-I | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 16.5~18.5 | 2.00~2.50 | 10.5~13.5 | – | – | – | 5×C~0,70 | A5 |
| 4529-089-26-I | 0.02 | 0.75 | 2 | 0.035 | 0.015 | 19.0~21.0 | 6.0~7.0 | 24.0~26.0 | 0.5~1.5 | 0.15~0.25 | – | – | A8 |
| 4547-312-54-I | 0.02 | 0.7 | 1 | 0.035 | 0.015 | 19.5~20.5 | 6.0~7.0 | 17.5~18.5 | 0.50~1.00 | 0.18~0.25 | – | – | A8 |
| 4478-083-67-U | 0.03 | 1 | 2 | 0.04 | 0.03 | 20.0~22.0 | 6.0~7.0 | 23.5~25.5 | 0.75 | 0.18~0.25 | – | – | A8 |
Skład chemiczny stali martenzytycznych, ferrytycznych i dupleksowych
Tabela 2 przedstawia skład chemiczny stali nierdzewnych martenzytycznych, ferrytycznych i dupleksowych, niezbędnych do produkcji elementów złącznych wymagających wysokiej wytrzymałości i umiarkowanej odporności na korozję. Stale martenzytyczne charakteryzują się hartownością poprzez obróbkę cieplną, ferrytyczne dobrą ciągliwością, a dupleksowe łączą fazy austenityczną i ferrytyczną, zapewniając doskonałą wytrzymałość i odporność na korozję wżerową.
Kody ISO są powiązane z pierwiastkami i grupami takimi jak C1, C3, C4, F1, D2, D4, D6 i D8. W przypadku materiałów martenzytycznych norma ISO 4006-410-00-I (C1) zawiera C w zakresie 0,08–0,15 i Cr w zakresie 11,5–13,5. Przykłady kodów dupleksowych obejmują normę ISO 4462-318-03-I (D6) z Cr w zakresie 21,0–23,0 i Mo w zakresie 2,5–3,5. W uwagach uwzględniono wymagania dotyczące wolframu dla niektórych kodów oraz obliczenia PREN do rozpoznawania dupleksów.
| Kod ISO | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni | Cu | N | Uwaga | Ty | Grupa |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Stale nierdzewne martenzytyczne | |||||||||||||
| 4006-410-00-I | 0.08~0.15 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 11.5~13.5 | – | 0.75 | – | – | – | – | C1 |
| 4021-420-00-I | 0.16~0.25 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 12.0~14.0 | – | – | – | – | – | – | C1 |
| 4028-420-00-I | 0.26~0.35 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 12.0~14.0 | – | – | – | – | – | – | C1 |
| 4057-431-00-X | 0.12~0.22 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 15.0~17.0 | – | 1.50~2.50 | – | – | – | – | C3 |
| 4005-416-00-I | 0.08~0.15 | 1 | 1.5 | 0.04 | ≥0,15 | 12.0~14.0 | 0.6 | – | – | – | – | – | C4 |
| Stale nierdzewne ferrytyczne | |||||||||||||
| 4016-430-00-I | 0.08 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | 16.0~18.0 | – | – | – | – | – | – | F1 |
| Stale nierdzewne dupleksowe | |||||||||||||
| 4482-320-01-X | 0.03 | 1 | 4.0~6.0 | 0.035 | 0.03 | 19.5~21.5 | 0.10~0.60 | 1.50~3.50 | 1 | 0.05~0.20 | – | – | D2 |
| 4362-323-04-I | 0.03 | 1 | 2 | 0.035 | 0.015 | 22.0~24.5 | 0.10~0.60 | 3.5~5.5 | 0.10~0.60 | 0.05~0.20 | – | – | D2 |
| 4062-322-02-U | 0.03 | 1 | 2 | 0.04 | 0.01 | 21.5~24.0 | 0.45 | 1.00~2.90 | – | 0.16~0.28 | – | – | D4 |
| 4162-321-01-E | 0.04 | 1 | 4.0~6.0 | 0.04 | 0.015 | 21.0~22.0 | 0.10~0.80 | 1.35~1.90 | 0.10~0.80 | 0.20~0.25 | – | – | D4 |
| 4662-824-41-X | 0.03 | 0.7 | 2.50~4.0 | 0.035 | 0.005 | 23.0~25.0 | 1.00~2.00 | 3.0~4.5 | 0.10~0.80 | 0.20~0.30 | – | – | D4 |
| 4462-318-03-I | 0.03 | 1 | 2 | 0.035 | 0.015 | 21.0~23.0 | 2.5~3.5 | 4.5~6.5 | – | 0.10~0.22 | – | – | D6 |
| 4481-312-60-J | 0.03 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 24.0~26.0 | 2.5~3.5 | 5.5~7.5 | – | 0.08~0.30 | – | – | D6 |
| 4410-327-50-E | 0.03 | 1 | 2 | 0.035 | 0.015 | 24.0~26.0 | 3.0~4.5 | 6.0~8.0 | – | 0.24~0.35 | – | – | D8 |
| 4501-327-60-I | 0.03 | 1 | 1 | 0.03 | 0.01 | 24.0~26.0 | 3.0~4.0 | 6.0~8.0 | 0.5~1.0 | 0.20~0.30 | – | – | D8 |
| 4507-325-20-I | 0.03 | 0.7 | 2 | 0.035 | 0.015 | 24.0~26.0 | 3.0~4.0 | 6.0~8.0 | 1.0~2.5 | 0.20~0.30 | – | – | D8 |
Skład chemiczny stali nierdzewnych wysokotemperaturowych i stopów niklu
Tabela 3 przedstawia składy do zastosowań wysokotemperaturowych, w tym stale martenzytyczne i austenityczne stale utwardzane wydzieleniowo ze stopami niklu. Materiały te są zaprojektowane do pracy w podwyższonych temperaturach, zapewniając odporność na pełzanie i ochronę przed utlenianiem.
Grupy obejmują CH0, CH1, CH2, V lub VH, VW, SD, SB i 718. W przypadku stopu niklu 2.4668 (718) wartość C wynosi 0,02–0,08, przy wysokiej zawartości Ni (50,00–55,00) i Mo (2,80–3,30). W uwagach wyszczególniono dodatkowe pierwiastki, takie jak V, Al, B, Co, Fe i Nb dla poszczególnych kodów.
| Kod ISO | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni | Cu | N | Uwaga | Ty | Grupa |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Stale nierdzewne martenzytyczne | |||||||||||||
| 4021-420-00-I | 0.16~0.25 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 12.0~14.0 | – | – | – | – | – | – | CH0 |
| 4028-420-00-I | 0.26~0.35 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 12.0~14.0 | – | – | – | – | – | – | CH1 |
| 4057-431-00-X | 0.12~0.22 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 15.0~17.0 | – | 1.50~2.5 | – | – | – | – | CH2 |
| 4923-422-77-E | 0.18~0.24 | 0.5 | 0.40~0.90 | 0.025 | 0.015 | 11.0~12.5 | 0.8~1.2 | 0.30~0.80 | – | – | – | – | V lub VH |
| 1.4913 | 0.17~0.23 | 0.5 | 0.40~0.90 | 0.025 | 0.015 | 10.0~11.5 | 0.50~0.80 | 0.20~0.60 | – | 0.05~0.10 | 0.25~0.55 | – | VW |
| Stale nierdzewne i stopy niklu utwardzane wydzieleniowo austenitycznie | |||||||||||||
| 4980-662-86-X | 0.08 | 1 | 2 | 0.04 | 0.03 | 13.5~16.0 | 1.0~1.5 | 24.0~27.0 | – | – | – | 1.90~2.35 | SD |
| 2.4952 | 0.04~0.10 | 1 | 1 | 0.02 | 0.015 | 18.0~21.0 | – | ≥65 | 0.2 | – | – | 1.80~2.70 | SB |
| 2.4668 | 0.02~0.08 | 0.035 | 0.035 | 0.015 | 0.015 | 17.0~21.0 | 2.80~3.30 | 50.00~55.00 | 0.3 | – | – | 0.60~1.20 | 718 |
Popularne gatunki elementów złącznych kutych na zimno – austenityczne
Tabela A.1 zawiera listę popularnych gatunków stali austenitycznych dla elementów złącznych kutych na zimno, kategorie odniesienia, grupy, kody ISO, oznaczenia europejskie, kody ASTM, nazwy zwyczajowe w USA, pozycje GB/T, kody GB/T 20878 oraz powiązane normy. Ułatwia to dobór materiałów do produkcji śrub i nakrętek w dużych ilościach.
| Kategoria | Grupa | Kod ISO | Kodeks europejski | Klasa europejska | Kod ASTM | Nazwa USA | Pozycja GB/T | Kod GB/T 20878 | Powiązane normy |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Siarkowane austenityczne | A1 | 4305-303-00-I | 1.4305 | X8CrNiS18-9 | S30300 | 303 | Rozdział 5, Tabela 1 | S30317 | ASTM A959, EN 10088-3 |
| A1 | 4570-303-31-I | 1.457 | X6CrNiCuS18-9-2 | S30331 | 303Cu | GB/T 3098,6 GB/T 3098,15 | – | EN 10088-3 | |
| ogólnego przeznaczenia austenityczny | A2L | 4307-304-03-I | 1.4307 | X2CrNi18-9 | S30403 | 304L | Rozdział 5, Tabela 1 | S30403 | ASTM A959, EN 10088-3, EN 10263-5, EN 10269 |
