Введение в стандарт GB/T 3098.16
Данный стандарт определяет механические свойства установочных винтов из нержавеющей стали и аналогичных нерастягивающихся крепежных элементов, уделяя особое внимание аустенитным маркам. Он обеспечивает надежность в агрессивных средах, таких как морская или химическая промышленность, определяя химический состав и критерии производительности. Соответствие стандарту GB/T 3098.16-2014 гарантирует, что крепежные элементы выдерживают эксплуатационные нагрузки без разрушения.
Инженерам следует учитывать это при выборе материалов, обеспечивающих баланс между коррозионной стойкостью и механической прочностью, предотвращая такие проблемы, как межкристаллитная коррозия, за счет правильного выбора сплавов.
Химический состав
Химический состав групп аустенитной нержавеющей стали, используемой в установочных винтах, приведен в таблице 2 в соответствии с GB/T 3098.6-2014. Производители выбирают материалы в пределах указанных диапазонов, если не оговорено иное. Для применений, подверженных межкристаллитной коррозии, испытания проводятся по GB/T 4334, предпочтение отдается стабилизированным группам A3/A5 или низкоуглеродистым (≤0,03%) группам A2/A4.
- Составы обеспечивают максимальную коррозионную стойкость при сохранении формуемости.
- Такие изменения, как замена серы селеном, улучшают обрабатываемость в группе А1.
- Стабилизация с помощью титана или ниобия предотвращает осаждение карбидов.
| Тип | Группа | Химический состав (массовая доля) / %а | Примечание | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | Си | Мн | П | С | Кр | Мо | Ни | Cu | |||
| 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, г |
| А2 | 0.1 | 1 | 2 | 0.05 | 0.03 | 15–20 | —e | 8–19 | 4 | ф, г | |
| А3 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17–19 | —e | 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 | |
а Максимальные значения, если не указано иное.
б Серу можно заменить селеном.
c Если содержание никеля ниже 8%, минимальное содержание марганца должно составлять 5%.
д Если содержание никеля превышает 8%, минимальное содержание меди не установлено.
e Добавление молибдена может осуществляться по усмотрению производителя; при необходимости следует указать предельные значения.
f Если содержание хрома ниже 17%, минимальное содержание никеля должно составлять 12%.
г Для нержавеющей стали с максимальным содержанием углерода 0,03% содержание азота может достигать 0,22%.
h Для стабилизации используется титан ≥ (5×C%) до 0,8%, или ниобий/тантал ≥ (10×C%) до 1,0%.
i Для получения более крупных диаметров содержание углерода может увеличиться до 0,12%.
Механические свойства
Общие требования
Для приемки установочные винты должны соответствовать значениям, указанным в таблицах 3 и 4. Эти свойства обеспечивают долговечность при высоких нагрузках и требованиях к твердости в сборочных операциях.
- Для обеспечения стабильной работы необходимо провести проверку с помощью указанных тестов.
- Применимо к классам твердости 12H и 21H.
Гарантированный крутящий момент для установочных винтов с шестигранной головкой
Винты с шестигранной головкой соответствуют минимальному крутящему моменту, указанному в таблице 3, и испытаны на заданной длине для имитации реальных условий эксплуатации.
| Номинальный диаметр резьбы d | Минимальная продолжительность тестаа / мм | Класс твердости | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Плоская точка | Кон-Пойнт | Дог Пойнт | Кубок Пойнт | 12 часов | 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 |
а Минимальная длина соответствует как минимум одной полной глубине гнезда согласно стандартам продукции.
Требования к твердости
Установочные винты должны соответствовать уровням твердости, указанным в Таблице 4, что имеет решающее значение для износостойкости и несущей способности.
| Твердость | Класс твердости | |
|---|---|---|
| 12 часов | 21H | |
| Твердость по Виккерсу HV | 125～209 | ≥210 |
| Твердость по Бринеллю HB | 123～213 | ≥214 |
| Твердость по Роквеллу (HRB) | 70–95 | ≥96 |
Испытание на твердость
Проводите испытания в соответствии с GB/T 231.1 (HB), GB/T 230.1 (HRB) или GB/T 4340.1 (HV). В случае споров используйте в качестве основы шкалу Виккерса. Для обеспечения точности следуйте процедурам, описанным в GB/T 3098.3.
- Необходимо обеспечить качественную подготовку поверхности, чтобы избежать искажения результатов.
- Для проверки однородности производственных партий проведите тестирование в нескольких точках.
Приложения
Приложение B: Составы аустенитной нержавеющей стали (по ISO 683-13:1986)
В этом информативном приложении представлены подробные данные о составе аустенитных сталей, что поможет в выборе материала для конкретных условий эксплуатации.
| Тип сталиа | Химический составб (массовая доля) / % | Обозначение группыд | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | Si max | Mn макс | P макс | С | Н | Кр | Мо | Нб | Ниc | Се мин | Ти | Cu | ||
| 10 | 0,030 макс. | 1 | 2 | 0.045 | 0,030 макс. | — | 17.0～19.0 | — | — | 9.0～12.0 | — | — | — | А2e |
| 19aN | 0,030 макс. | 1 | 2 | 0.045 | 0,030 макс. | 0,12–0,22 | 16.5～18.5 | 2,5–3,0 | — | 11.5～14.5 | — | — | — | А4e |
Примечания из приложения: Номера типов являются предварительными; добавление неуказанных элементов без соглашения запрещено; это предотвращает загрязнение отходов.
Приложение C: Аустенитные нержавеющие стали для холодной высадки и экструзии (из ISO 4954:1993)
В этом приложении перечислены составы, оптимизированные для процессов холодной формовки, обеспечивающие удобоукладываемость без ущерба для прочности.
| Обозначение типа сталиа | Химический составб (массовая доля) / % | Обозначение группыc | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Нет. | Имя | ISO 4954:1979 | C | Si max | Mn макс | P макс | S макс | Кр | Мо | Ни | Другие | |
| 78 | X 2 CrNi 18 10 E | Д20 | ≤0,030 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.0～19.0 | — | 9.0～12.0 | — | А2д |
| 88 | X 3 CrNiCu 18 9 3 E | Д32 | ≤0,04 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.0～19.0 | — | 8,5–10,5 | Cu: 3,00–4,00 | А2 |
Примечания: Обозначения включают порядковые номера и названия по стандарту ISO; не содержат добавок неуказанных элементов; предотвращают загрязнение для достижения оптимальных свойств.
Приложение E: Относительная магнитная проницаемость аустенитных нержавеющих сталей
Для применений, чувствительных к магнитным полям, следует проконсультироваться с металлургами. Аустенитные стали немагнитны в отожженном состоянии, но могут стать магнитными после холодной обработки. Относительная магнитная проницаемость μr Измеряет намагниченность; значения, близкие к 1, указывают на низкую магнитную проницаемость.
- Пример: A2: μr ≈1,8
- A4: μr ≈1,015
- A4L: μr ≈1,005
- F1: μr ≈5
Применяется в электронике или медицинском оборудовании, где крайне важен низкий уровень намагниченности.
Часто задаваемые вопросы
Какую группу нержавеющей стали рекомендуют для обеспечения стойкости к межкристаллитной коррозии?
Предпочтительно использовать стабилизированные группы A3 или A5, или низкоуглеродистые группы A2/A4 с содержанием углерода ≤0,03%. Провести испытания в соответствии с GB/T 4334 для подтверждения пригодности для использования в агрессивных средах.
Как холодная обработка влияет на магнитные свойства установочных винтов?
Холодная деформация может вызывать намагничивание в аустенитных сталях. Для применений, требующих немагнитных крепежных элементов, следует выбирать марки стали с низкой магнитной проницаемостью, например, A4L.
Что произойдет, если результаты измерения твердости выйдут за пределы диапазонов, указанных в Таблице 4?
Отбраковать партию, так как это может указывать на неправильную термообработку. Провести повторное тестирование с использованием метода Виккерса в качестве эталонного метода и изучить производственные процессы.
Можно ли скорректировать химический состав помимо данных, представленных в Таблице 2?
Внесение изменений возможно только по соглашению между покупателем и производителем. Несанкционированные изменения могут поставить под угрозу коррозионную стойкость или механическую целостность.
Зачем устанавливать минимальную длину испытательного стенда для проверки крутящего момента?
Для обеспечения полного зацепления головки, имитирующего реальное использование и предотвращающего преждевременный выход из строя из-за недостаточного сцепления во время установки.
Как выбрать между классами твердости 12H и 21H?
12H — для общего применения в условиях коррозии; 21H — для более высоких требований к прочности, например, для узлов, подверженных вибрации, где необходимо найти баланс между ударной вязкостью и твердостью.
