GB/T 3098.16: Właściwości śrub ustalających ze stali nierdzewnej

Wprowadzenie do normy GB/T 3098.16

Norma ta określa właściwości mechaniczne śrub dociskowych ze stali nierdzewnej i podobnych nierozciągliwych elementów złącznych, ze szczególnym uwzględnieniem gatunków austenitycznych. Zapewnia niezawodność w środowiskach korozyjnych, takich jak zastosowania morskie lub chemiczne, poprzez określenie składu chemicznego i kryteriów wydajności. Zgodność z normą GB/T 3098.16-2014 gwarantuje, że elementy złączne wytrzymują naprężenia eksploatacyjne bez uszkodzeń.

Inżynierowie powinni się tym kierować przy wyborze materiałów, które zapewniają równowagę między odpornością na korozję a wytrzymałością mechaniczną i zapobiegają problemom, takim jak korozja międzykrystaliczna, poprzez wybór odpowiedniego stopu.

Skład chemiczny

Skład chemiczny grup stali nierdzewnych austenitycznych stosowanych w śrubach ustalających przedstawiono w tabeli 2, zgodnie z normą GB/T 3098.6-2014. Producenci dokonują wyboru w określonych zakresach, chyba że uzgodniono inaczej. W przypadku zastosowań narażonych na korozję międzykrystaliczną, należy przeprowadzić test zgodnie z normą GB/T 4334 i preferować grupy stabilizowane A3/A5 lub A2/A4 o niskiej zawartości węgla (≤0,03%).

Kompozycje maksymalizują odporność na korozję, zachowując jednocześnie odkształcalność.
Takie zmiany, jak zastąpienie siarki selenem, poprawiają obrabialność w grupie A1.
Stabilizacja tytanem lub niobem zapobiega wytrącaniu się węglików.

Typ	Grupa	Skład chemiczny (ułamek masowy) / %^A									Notatka
Typ	Grupa	C	Si	Mn	P	S	Cr	Mo	Ni	Cu
Austenityczny	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	—^mi	8–19	4	f, g
	A3	0.08	1	2	0.045	0.03	17–19	—^mi	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	Cześć

^A Wartości maksymalne, o ile nie zaznaczono inaczej.

^B Siarkę można zastąpić selenem.

^C Jeżeli zawartość niklu jest niższa niż 8%, minimalna zawartość manganu powinna wynosić 5%.

^D Jeśli zawartość niklu przekracza 8%, nie określa się minimalnej zawartości miedzi.

^mi Producent może według własnego uznania dodać molibden; w razie potrzeby należy określić limity.

^F Jeżeli zawartość chromu jest niższa niż 17%, minimalna zawartość niklu powinna wynosić 12%.

^G W przypadku stali nierdzewnej o maksymalnej zawartości węgla 0,03%, zawartość azotu może osiągnąć 0,22%.

^H Do stabilizacji stosuje się tytan ≥ (5×C%) do 0,8% lub niob/tantal ≥ (10×C%) do 1,0%.

^I W przypadku większych średnic, aby uzyskać lepsze właściwości, zawartość węgla może wzrosnąć do 0,12%.

Właściwości mechaniczne

Wymagania ogólne

Aby śruby ustalające zostały zaakceptowane, muszą spełniać wartości podane w tabelach 3 i 4. Właściwości te zapewniają trwałość przy wymaganym momencie obrotowym i twardości w zastosowaniach montażowych.

Sprawdź za pomocą określonych testów, czy wydajność jest spójna.
Dotyczy klas twardości 12H i 21H.

Gwarantowany moment obrotowy dla śrub z łbem gniazdowym

Śruby z gniazdem sześciokątnym spełniają wymagania dotyczące minimalnego momentu obrotowego podanego w Tabeli 3, testowane na określonych długościach w celu symulacji rzeczywistych warunków użytkowania.

Nominalna średnica gwintu d	Minimalna długość testu^A / mm				Klasa twardości
	Punkt płaski	Punkt stożkowy	Dog Point	Punkt Pucharu	12 godzin	21H
1.6	2.5	3	3	2.5	0.03	0.05
2	4	4	4	3	0.06	0.1
2.5	4	4	5	4	0.18	0.3
3	4	5	6	5	0.25	0.42
4	5	6	8	6	0.8	1.4
5	6	8	8	6	1.7	2.8
6	8	8	10	8	3	5
8	10	10	12	10	7	12
10	12	12	16	12	14	24
12	16	16	20	16	25	42
16	20	20	25	20	63	105
20	25	25	30	25	126	210
24	30	30	35	30	200	332

^A Minimalna długość odpowiada co najmniej jednej pełnej głębokości gniazda zgodnie ze standardami produktu.

Wymagania dotyczące twardości

Śruby ustalające muszą osiągnąć poziomy twardości podane w Tabeli 4, które są krytyczne dla odporności na zużycie i nośności.

Twardość	Klasa twardości
	12 godzin	21H
	Twardość Vickersa HV	125–209	≥210
Twardość Brinella HB	123～213	≥214
Twardość Rockwella HRB	70–95	≥96

Badanie twardości

Przeprowadź testy zgodnie z normami GB/T 231.1 (HB), GB/T 230.1 (HRB) lub GB/T 4340.1 (HV). W razie wątpliwości użyj metody Vickersa. Postępuj zgodnie z procedurami opisanymi w normie GB/T 3098.3, aby zapewnić dokładność.

Upewnij się, że przygotowanie powierzchni nie wpłynie na wyniki.
Przeprowadź testy w wielu punktach w celu sprawdzenia jednolitości partii produkcyjnych.

Załączniki

Załącznik B: Skład stali nierdzewnej austenitycznej (z ISO 683-13:1986)

W tym informacyjnym dodatku podano szczegółowe składy stali austenitycznych, co ułatwi dobór materiałów do konkretnych środowisk.

Skład chemiczny^B (ułamek masowy) / %
C	Si max	Mn max	P max	S	N	Cr	Mo	Uwaga	Ni^C	Se min	Ty	Cu
C	10	0,030 maks.	1	S	N	Cr	Mo	Uwaga	Ni^C	2	Ty	Cu	0.045	0,030 maks.	—	17,0–19,0	—	—	9,0–12,0	—	—	—	A2^mi
19aN	0,030 maks.	1	2	0.045	0,030 maks.	0,12～0,22	16,5–18,5	2,5～3,0	—	11,5–14,5	—	—	—	A4^mi

Uwagi z dodatku: Numery typów są tymczasowe; nie należy dodawać niewymienionych elementów bez porozumienia; należy zapobiegać zanieczyszczeniu złomem.

Załącznik C: Stale nierdzewne austenityczne do kucia na zimno i wytłaczania (z normy ISO 4954:1993)

W tym załączniku wymieniono kompozycje zoptymalizowane pod kątem procesów formowania na zimno, zapewniające obrabialność bez obniżania wytrzymałości.

Oznaczenie typu stali^A			Skład chemiczny^B (ułamek masowy) / %									Oznaczenie grupy^C
NIE.	Nazwa	ISO 4954:1979	C	Si max	Mn max	P max	S max	Cr	Mo	Ni	Inni
78	X 2 CrNi 18 10 E	D20	≤0,030	1	2	0.045	0.03	17,0–19,0	—	9,0–12,0	—	A2^D
88	X 3 CrNiCu 18 9 3 E	D32	≤0,04	1	2	0.045	0.03	17,0–19,0	—	8,5–10,5	Cu:3,00～4,00	A2

Uwagi: Oznaczenia obejmują kolejne numery i nazwy ISO; nie dodawane są żadne niewymienione pierwiastki; zapobiegają zanieczyszczeniu w celu uzyskania optymalnych właściwości.

Załącznik E: Względna przenikalność magnetyczna stali nierdzewnych austenitycznych

W przypadku zastosowań wrażliwych na pole magnetyczne należy skonsultować się z metalurgami. Stale austenityczne są niemagnetyczne w stanie wyżarzanym w roztworze, ale mogą stać się magnetyczne po obróbce plastycznej na zimno. Przenikalność względna μ_R mierzy namagnesowanie; wartości bliskie 1 wskazują na niską przenikalność.

Przykład: A2: μ_R ≈1,8
A4: μ_R ≈1,015
A4L: μ_R ≈1,005
F1: μ_R ≈5

Stosować w urządzeniach elektronicznych i medycznych, w których niski poziom magnetyzmu jest kluczowy.

Często zadawane pytania

Jaką grupę stali nierdzewnych zaleca się ze względu na odporność na korozję międzykrystaliczną?

Preferowane są stabilizowane grupy A3 lub A5 albo niskowęglowe A2/A4 z węglem ≤0,03%. Przetestuj zgodnie z normą GB/T 4334, aby potwierdzić przydatność w agresywnych środowiskach.

Jak obróbka na zimno wpływa na właściwości magnetyczne śrub ustalających?

Odkształcenie na zimno może powodować magnetyzm w stalach austenitycznych. Do zastosowań wymagających niemagnetycznych elementów złącznych należy wybierać gatunki o niskiej przenikalności magnetycznej, takie jak A4L.

Co się stanie, jeśli wyniki pomiaru twardości nie będą mieścić się w zakresach podanych w Tabeli 4?

Odrzuć partię, ponieważ może to wskazywać na nieprawidłową obróbkę cieplną. Przeprowadź ponowne badanie metodą Vickersa i zbadaj procesy produkcyjne.

Czy skład chemiczny można dostosować w sposób wykraczający poza tabelę 2?

Tylko za zgodą kupującego i producenta. Nieautoryzowane zmiany grożą pogorszeniem odporności na korozję lub integralności mechanicznej.

Dlaczego należy określać minimalne długości testów przy testowaniu momentu obrotowego?

Aby zapewnić pełne wkręcenie się gniazda, symulując rzeczywiste użytkowanie i zapobiegając przedwczesnemu uszkodzeniu z powodu niewystarczającego chwytu podczas instalacji.

Jak wybrać pomiędzy klasami twardości 12H i 21H?

12H do ogólnych zastosowań wymagających odporności na korozję; 21H do zastosowań wymagających większej wytrzymałości, np. w zespołach narażonych na wibracje, zapewniając równowagę między wytrzymałością a twardością.