Введение в стандарт GB/T 3098.25-2020

GB/T 3098.25-2020 — это важнейший национальный стандарт Китая, содержащий всеобъемлющие рекомендации по выбору крепежных элементов из нержавеющей стали и никелевых сплавов на основе их механических характеристик. Этот стандарт является частью более широкой серии GB/T 3098, посвященной механическим свойствам крепежных элементов, и конкретно рассматривает такие материалы, как аустенитные, мартенситные, ферритные, дуплексные нержавеющие стали и никелевые сплавы. Его основная цель — помочь инженерам, проектировщикам и производителям в выборе подходящих крепежных элементов для применений, требующих высокой коррозионной стойкости, прочности и долговечности в различных условиях окружающей среды, таких как морская среда, химическая промышленность и высокотемпературные среды.

Область применения данного стандарта включает подробные таблицы химического состава, в которых указаны массовые доли ключевых элементов, таких как углерод (C), кремний (Si), марганец (Mn), фосфор (P), сера (S), хром (Cr), молибден (Mo), никель (Ni), медь (Cu), азот (N), ниобий (Nb) и титан (Ti). Эти составы сопоставляются с кодами ISO, соответствующими группами крепежных элементов и связанными стандартами для обеспечения совместимости и надежности. Например, в стандарте используются данные из GB/T 3098.6 для болтов, винтов и шпилек из нержавеющей стали, GB/T 3098.15 для гаек и других стандартов для специализированных применений.

На практике это руководство помогает снизить риски, связанные с разрушением материалов, путем определения составов, улучшающих такие свойства, как прочность на растяжение, предел текучести и устойчивость к межкристаллитной коррозии. Оно также содержит рекомендации по предотвращению непреднамеренного добавления элементов в процессе производства для сохранения закаливаемости, механических свойств и применимости. Специалисты в области машиностроения полагаются на этот стандарт для оптимизации выбора крепежных элементов, обеспечивая соответствие международным аналогам, таким как стандарты ISO 3506 и EN.

Ключевые преимущества включают повышение безопасности в конструкционных узлах, экономическую эффективность за счет правильного выбора материалов и улучшенные эксплуатационные характеристики в агрессивных средах. Например, предпочтение отдается аустенитным маркам из-за их немагнитных свойств и формуемости, в то время как дуплексные марки обеспечивают баланс прочности и коррозионной стойкости. Этот стандарт способствует внедрению передовых методов в материаловении, подчеркивая важность точного легирования для достижения желаемых механических результатов. Соблюдение этих рекомендаций позволяет предприятиям сократить время простоя и затраты на техническое обслуживание, связанные с износом крепежных элементов.

Химический состав аустенитных нержавеющих сталей

В таблице 1 стандарта GB/T 3098.25-2020 подробно описан химический состав аустенитных нержавеющих сталей со ссылками на стандарты GB/T 3098.6, GB/T 3098.15, GB/T 3098.16 и GB/T 3098.21. Эти составы имеют решающее значение для определения механических свойств и коррозионной стойкости крепежных элементов. Значения приведены в процентах в виде массовых долей, при этом большинство значений являются максимальными пределами, если не указаны диапазоны или минимальные значения. Аустенитные стали известны своей превосходной формуемостью, свариваемостью и стойкостью к окислению, что делает их идеальными для крепежных элементов в агрессивных средах.

В таблице приведены коды ISO вместе с элементным составом, включая C, Si, Mn, P, S, Cr, Mo, Ni, Cu, N, Nb и Ti, и присвоены соответствующие группы крепежных элементов, такие как A1, A2, A2L, A3, A4, A4L, A5 и A8. Например, ISO 4305-303-00-I (группа A1) имеет содержание C до 0,12, Cr 17,0-19,0 ​​и S ≥0,15 для улучшения обрабатываемости. Эти спецификации обеспечивают стабильность характеристик, например, сохранение аустенитной структуры для немагнитных свойств.

В примечаниях подчеркивается, что неуказанные элементы не следует добавлять без согласия покупателя, за исключением случаев переработки, и необходимо принимать меры предосторожности против загрязнений, влияющих на свойства материалов. Данные группы материалов близки, но не идентичны другим стандартам GB/T. Эти данные помогают в выборе материалов для конкретных нагрузок и температур, предотвращая такие проблемы, как коррозионное растрескивание под напряжением.

Код ISOCСиМнПСКрМоНиCuННбТиГруппа
4305-303-00-I0.12120.06≥0,1517.0~19.08.0~10.010.1А1
4301-304-00-I0.07120.0450.0317.5~19.58.0~10.50.1А2
4307-304-03-I0.03120.0450.0317.5~19.58.0~10.50.1A2L
4311-304-53-I0.03120.0450.0317.5~19.58.0~11.00.12~0.22A2L
4567-304-98-X0.08120.0450.0317.0~19.08.0~10.51.0~3.0А2
4567-304-30-I0.04120.0450.0317.0~19.08.0~10.53.0~4.00.1А3
4541-321-00-I0.08120.0450.0317.0~19.09.0~12.05×C~0.70А3
4550-347-00-I0.08120.0450.0317.0~19.09.0~12.010×C~1.00А3
4401-316-00-I0.08120.0450.0316.0~18.02.00~3.0010.0~13.00.1А4
4404-316-03-I0.03120.0450.0316.5~18.52.00~3.0010.0~13.00.1A4L
4406-316-53-I0.03120.0450.0316.5~18.52.00~3.0010.0~12.50.12~0.22A4L
4578-316-76-E0.04120.0450.01516.5~17.52.00~2.5010.0~11.03.0~3.50.1А4
4571-316-35-I0.08120.0450.0316.5~18.52.00~2.5010.5~13.55×C~0.70А5
4529-089-26-I0.020.7520.0350.01519.0~21.06.0~7.024.0~26.00.5~1.50.15~0.25А8
4547-312-54-I0.020.710.0350.01519.5~20.56.0~7.017.5~18.50.50~1.000.18~0.25А8
4478-083-67-U0.03120.040.0320.0~22.06.0~7.023.5~25.50.750.18~0.25А8

Химический состав мартенситных, ферритных и дуплексных сталей

В таблице 2 представлены химические составы мартенситных, ферритных и дуплексных нержавеющих сталей, необходимых для крепежных изделий, требующих высокой прочности и умеренной коррозионной стойкости. Мартенситные стали обладают закаливаемостью при термической обработке, ферритные — хорошей пластичностью, а дуплексные сочетают аустенитную и ферритную фазы, обеспечивая превосходную прочность и стойкость к питтинговой коррозии.

Коды ISO связаны с элементами и группами, такими как C1, C3, C4, F1, D2, D4, D6 и D8. Для мартенситных металлов ISO 4006-410-00-I (C1) содержит C 0,08–0,15 и Cr 11,5–13,5. Примерами дуплексных металлов являются ISO 4462-318-03-I (D6) с Cr 21,0–23,0 и Mo 2,5–3,5. Примечания содержат требования к содержанию вольфрама для некоторых кодов и расчеты PREN для распознавания дуплексных металлов.

Код ISOCСиМнПСКрМоНиCuННбТиГруппа
Мартенситные нержавеющие стали
4006-410-00-I0.08~0.1511.50.040.0311.5~13.50.75С1
4021-420-00-I0.16~0.2511.50.040.0312.0~14.0С1
4028-420-00-I0.26~0.3511.50.040.0312.0~14.0С1
4057-431-00-X0.12~0.2211.50.040.0315.0~17.01.50~2.50С3
4005-416-00-I0.08~0.1511.50.04≥0,1512.0~14.00.6С4
Ферритные нержавеющие стали
4016-430-00-I0.08110.040.0316.0~18.0Ф1
Дуплексные нержавеющие стали
4482-320-01-X0.0314.0~6.00.0350.0319.5~21.50.10~0.601.50~3.5010.05~0.20Д2
4362-323-04-I0.03120.0350.01522.0~24.50.10~0.603.5~5.50.10~0.600.05~0.20Д2
4062-322-02-U0.03120.040.0121.5~24.00.451.00~2.900.16~0.28Д4
4162-321-01-E0.0414.0~6.00.040.01521.0~22.00.10~0.801.35~1.900.10~0.800.20~0.25Д4
4662-824-41-X0.030.72.50~4.00.0350.00523.0~25.01.00~2.003.0~4.50.10~0.800.20~0.30Д4
4462-318-03-I0.03120.0350.01521.0~23.02.5~3.54.5~6.50.10~0.22Д6
4481-312-60-J0.0311.50.040.0324.0~26.02.5~3.55.5~7.50.08~0.30Д6
4410-327-50-E0.03120.0350.01524.0~26.03.0~4.56.0~8.00.24~0.35Д8
4501-327-60-I0.03110.030.0124.0~26.03.0~4.06.0~8.00.5~1.00.20~0.30Д8
4507-325-20-I0.030.720.0350.01524.0~26.03.0~4.06.0~8.01.0~2.50.20~0.30Д8

Химический состав высокотемпературных нержавеющих сталей и никелевых сплавов

В таблице 3 представлены составы для высокотемпературных применений, включая мартенситные стали и аустенитные стали с дисперсионным упрочнением и никелевыми сплавами. Эти материалы предназначены для работы при повышенных температурах, обеспечивая сопротивление ползучести и защиту от окисления.

В группы входят CH0, CH1, CH2, V или VH, VW, SD, SB и 718. Для никелевого сплава 2.4668 (718) содержание C составляет 0,02–0,08, с высоким содержанием Ni (50,00–55,00) и Mo (2,80–3,30). В примечаниях подробно описаны дополнительные элементы, такие как V, Al, B, Co, Fe и Nb, для конкретных кодов.

Код ISOCСиМнПСКрМоНиCuННбТиГруппа
Мартенситные нержавеющие стали
4021-420-00-I0.16~0.2511.50.040.0312.0~14.0CH0
4028-420-00-I0.26~0.3511.50.040.0312.0~14.0CH1
4057-431-00-X0.12~0.2211.50.040.0315.0~17.01.50~2.5CH2
4923-422-77-E0.18~0.240.50.40~0.900.0250.01511.0~12.50.8~1.20.30~0.80V или VH
1.49130.17~0.230.50.40~0.900.0250.01510.0~11.50.50~0.800.20~0.600.05~0.100.25~0.55ВВС
Аустенитное упрочнение методом осаждения из газовой фазы для нержавеющих сталей и никелевых сплавов
4980-662-86-X0.08120.040.0313.5~16.01.0~1.524.0~27.01.90~2.35SD
2.49520.04~0.10110.020.01518.0~21.0≥650.21.80~2.70СБ
2.46680.02~0.080.0350.0350.0150.01517.0~21.02.80~3.3050.00~55.000.30.60~1.20718

Распространенные марки крепежных элементов для холодной штамповки – аустенитные

В таблице А.1 перечислены распространенные аустенитные марки крепежных изделий, изготавливаемых методом холодной штамповки, с указанием категорий, групп, кодов ISO, европейских обозначений, кодов ASTM, общепринятых названий США, позиций GB/T, кодов GB/T 20878 и соответствующих стандартов. Это помогает в выборе материалов для крупносерийного производства винтов и болтов.

КатегорияГруппаКод ISOЕвропейский кодексЕвропейский классКод ASTMНазвание СШАПозиция GB/TКод GB/T 20878Соответствующие стандарты
Серистый аустенитА14305-303-00-I1.4305X8CrNiS18-9S30300303Глава 5, Таблица 1S30317ASTM A959, EN 10088-3
А14570-303-31-I1.457X6CrNiCuS18-9-2S30331303CuGB/T 3098.6 GB/T 3098.15EN 10088-3
Аустенит общего назначенияA2L4307-304-03-I1.4307X2CrNi18-9S30403304ЛГлава 5, Таблица 1S30403ASTM A959, EN 10088-3, EN 10263-5, EN 10269