Введение в стандарт GB/T 3098.15-2014
Стандарт GB/T 3098.15-2014 определяет механические свойства гаек из нержавеющей стали, используемых в крепежных изделиях. Этот стандарт обеспечивает надежность в различных промышленных применениях, определяя требования к маркировке, химическому составу, механическим характеристикам и испытаниям. Он применяется к гайкам, изготовленным из аустенитных, мартенситных и ферритных нержавеющих сталей, охватывая марки стали, подходящие для различных нагрузок и условий окружающей среды. Соответствие этому стандарту гарантирует, что гайки отвечают строгим критериям прочности, коррозионной стойкости и долговечности, что делает его необходимым для инженеров в области механического проектирования и производства.
Маркировка, идентификация и обработка поверхности.
Система маркировки гаек из нержавеющей стали включает группу стали и класс прочности, разделенные дефисом. Первая часть указывает группу стали (A — аустенитная, C — мартенситная, F — ферритная), за которой следует число, обозначающее диапазон химического состава. Вторая часть представляет собой класс прочности, выраженный как 1/10 от предела текучести в МПа для гаек высотой m ≥ 0,8D, или с нулевым значением в начале для более тонких гаек (0,5D ≤ m < 0,8D).
- Пример: A2-70 – аустенитная сталь, холоднодеформированная, минимальный предел текучести 700 МПа (для гаек m ≥ 0,8D).
- Пример: C4-70 – мартенситная сталь, закаленная и отпущенная, минимальный предел текучести 700 МПа.
- Пример: A2-035 – аустенитная сталь, холоднодеформированная, минимальный предел текучести 350 МПа (для более тонких гаек).
Низкоуглеродистые аустенитные стали (C ≤ 0,03%) могут иметь маркировку «L» (например, A4L-80). Пассивированные поверхности согласно GB/T 5267.4 имеют маркировку «P» (например, A4-80P). Гайки с номинальным диаметром D ≥ 5 мм должны быть четко промаркированы на одной из опорных поверхностей или сторон. Идентификация производителя обязательна, если это возможно. Упаковка должна содержать маркировку производителя, группу стали, класс прочности и номер партии согласно GB/T 90.3. Если не указано иное, гайки очищаются и полируются; для повышения коррозионной стойкости рекомендуется пассивация.
Химический состав
Химический состав нержавеющих сталей для гаек подробно описан в таблице 1 в соответствии со стандартом GB/T 3098.6-2014. Производители выбирают составы внутри групп, если не оговорено иное. Для оценки риска межкристаллитной коррозии рекомендуется проводить испытания по стандарту GB/T 4334; рекомендуется использовать стабилизированные стали A3/A5 или низкоуглеродистые (C ≤ 0,03%) стали A2/A4.
| Категория | Группа | Химический состав (массовая доля)/% | Примечания | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | Си | Мн | П | С | Н | Кр | Мо | Ни | Cu | Другие | |||
| Аустенитный | А1 | 0.12 | 1 | 6.5 | 0.2 | 0.15~0.35 | — | 16~19 | 0.7 | 5~10 | 1.75~2.25 | — | б,в,д |
| А2 | 0.1 | 1 | 2 | 0.05 | 0.03 | — | 15~20 | — е | 8~19 | 4 | — | ф,г | |
| А3 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | — | 17~19 | — е | 9~12 | 1 | — | h | |
| А4 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | — | 16~18.5 | 2~3 | 10~15 | 4 | — | г,и | |
| А5 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | — | 16~18.5 | 2~3 | 10.5~14 | 1 | — | привет | |
| мартенситный | С1 | 0.09~0.15 | 1 | 1 | 0.05 | 0.03 | — | 11.5~14 | — | 1 | — | — | i |
| С3 | 0.17~0.25 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | — | 16~18 | — | 1.5~2.5 | — | — | — | |
| С4 | 0.08~0.15 | 1 | 1.5 | 0.06 | 0.15~0.35 | — | 12~14 | 0.6 | 1 | — | — | б,и | |
| Ферритный | Ф1 | 0.12 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | — | 15~18 | — дж | 1 | — | — | к,л |
Примечания: a. Максимальные значения, если не указано иное. b. Сера может быть заменена селеном. c. Если Ni 8%, минимальное ограничение по Cu отсутствует. e. Mo по желанию производителя. f. Если Cr < 17%, мин. Ni = 12%. g. Для макс. C = 0,03%, макс. N = 0,22%. h. Ti ≥ 5×C% до 0,8% или Nb/Ta ≥ 10×C% до 1,0%. i. Для больших диаметров более высокое содержание C до 0,12% для аустенитных материалов. j. Mo по желанию. k. Ti ≥ 5×C% до 0,8%. l Nb/Ta ≥10×C% до 1.0%.
Данный состав обеспечивает оптимальную коррозионную стойкость и механическую прочность, а в приложениях приведены примеры из стандартов ISO для специализированных применений.
Механические свойства
Для приемки механические свойства должны соответствовать таблицам 2 и 3, включая твердость (для закаленных/отпущенных C1, C3, C4) и испытания на прочность при нагрузке. Не все марки подходят для всех гаек; обратитесь к стандартам на продукцию.
Таблица 2: Механические свойства – группы аустенитных сталей
| Категория | Группа | Класс производительности | Испытательное напряжение SP/МПа мин. | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Орехи m≥0,8D | Орехи 0,5D≤m<0,8D | Орехи m≥0,8D | Орехи 0,5D≤m<0,8D | ||
| Аустенитный | A1, A2, A3, A4, A5 | 50 | 025 | 500 | 250 |
| 70 | 035 | 700 | 350 | ||
| 80 | 040 | 800 | 400 | ||
Таблица 3: Механические свойства – группы мартенситных и ферритных сталей
| Категория | Группа | Класс производительности | Испытательное напряжение SP/МПа мин. | Твердость | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Орехи m≥0,8D | Орехи 0,5D≤m<0,8D | Орехи m≥0,8D | Орехи 0,5D≤m<0,8D | HB | ХРК | ВВ | ||
| мартенситный | С1 | 50 | 025 | 500 | 250 | 147~209 | — | 155~220 |
| 70 | — | 700 | — | 209~314 | 20~34 | 220~330 | ||
| 110 а | 055 а | 1100 | 550 | — | 36~45 | 350~440 | ||
| С3 | 80 | 040 | 800 | 400 | 228~323 | 21~35 | 240~340 | |
| С4 | 50 | — | 500 | — | 147~209 | — | 155~220 | |
| 70 | 035 | 700 | 350 | 209~314 | 20~34 | 220~330 | ||
| Ферритный | F1 б | 45 | 020 | 450 | 200 | 128~209 | — | 135~220 |
| 60 | 030 | 600 | 300 | 171~271 | — | 180~285 | ||
а) Закалка и отпуск, минимальная температура отпуска 275°C, диаметр ≤24 мм. б) Размягчение.
Эти свойства определяют выбор материала для применений, требующих определенного уровня прочности, с учетом термической обработки и размеров гайки.
Методы тестирования
Испытания на твердость мартенситных и ферритных сталей проводятся в соответствии со стандартами GB/T 231.1 (HB), GB/T 230.1 (HRC) или GB/T 4340.1 (HV), при этом в качестве эталона используется шкала Виккерса. Процедуры соответствуют стандарту GB/T 3098.2; значения должны находиться в пределах диапазонов, указанных в таблице 3. Испытания на прочность под нагрузкой в соответствии со стандартом GB/T 3098.2 гарантируют несущую способность без разрушения.
- Проведите измерение твердости на подготовленных поверхностях.
- Применяйте контрольную нагрузку постепенно и выдерживайте её для проверки целостности.
- Для обеспечения точности используйте калиброванное оборудование.
Эти методы обеспечивают надежную проверку работоспособности гаек в реальных условиях эксплуатации.
Приложения: Дополнительные технические сведения
Приложения содержат подробную информацию:
- Приложение B: Состав нержавеющей стали согласно ISO 683-13 с примерами для ферритных, мартенситных и аустенитных типов.
- Приложение D: Материалы, снижающие коррозионное растрескивание под воздействием хлоридов, например, X2CrNiMoN17-13-5 со специальным составом для сред повышенного риска, таких как бассейны.
- Приложение E: Соотношения пределов текучести при высоких температурах (например, A2/A4 при 400°C: 70%) и применимость при низких температурах (A2/A3 до -200°C).
- Приложение G: Относительная магнитная проницаемость (например, A2 ≈ 1,8, немагнитный в отожженном состоянии, но может стать магнитным после холодной обработки).
Для специализированных применений следует обратиться к этим рекомендациям, чтобы при выборе материалов были минимизированы такие риски, как коррозия или магнитные помехи.
Часто задаваемые вопросы
- В чём разница между гайками из нержавеющей стали A2 и A4?
- Сталь А2 — это аустенитная сталь общего назначения с хорошей коррозионной стойкостью, а сталь А4 содержит молибден для повышения устойчивости к хлоридным средам, согласно составу, указанному в таблице 1.
- Как выбрать подходящий класс износостойкости для гайки?
- Выбор следует основывать на требованиях к пределу прочности и высоте гайки; например, марка 70 для гаек m ≥ 0,8D при нагрузке и таблицах 2/3.
- Какие испытания необходимы для приемки гаек из нержавеющей стали?
- Твердость для мартенситных/ферритных групп и предельная нагрузка для всех, согласно методам, описанным в разделе 3, обеспечивающие соответствие заданным механическим свойствам.
- Можно ли использовать эти гайки при высоких температурах?
- Да, но информацию о снижении предела текучести при повышенных температурах см. в Приложении E; например, сплав A2 сохраняет свои свойства при 400 °C под нециклическими нагрузками.
- Как предотвратить межкристаллитную коррозию в аустенитных гайках?
- Используйте варианты с низким содержанием углерода (например, A4L) или стабилизированный A3/A5, протестированный в соответствии с GB/T 4334, как рекомендовано в разделе «Химический состав».
- Какую маркировку необходимо нанести на упаковку?
- Для обеспечения прослеживаемости укажите идентификатор производителя, группу стали/марку прочности согласно рисунку 1 и номер партии согласно GB/T 90.3.
