Введение

Стандарт GB/T 3098.8 определяет механические свойства, материалы, методы испытаний, идентификационные знаки и маркировку крепежных элементов, используемых в болтовых соединениях, работающих в диапазоне температур от -200℃ до +700℃. Этот стандарт распространяется на болты, винты, шпильки и гайки, изготовленные из аустенитных нержавеющих сталей, сталей и никелевых сплавов, обеспечивая надежность в экстремальных температурных условиях, таких как криогенные установки и высокотемпературные промышленные условия.

Стандарт акцентирует внимание на соответствии смежным документам, таким как GB/T 3098.6, GB/T 3098.15 и DIN EN 10269, в отношении эксплуатационных характеристик материалов и условий термообработки. Он содержит рекомендации по классам механических характеристик, методам контроля и совместимым сочетаниям материалов для достижения полной несущей способности крепежных узлов.

Механические свойства

Для крепежных элементов из аустенитной стали, способных работать при температурах не ниже -200℃, в таблице 1 приведены группы стали и марки стали. Свойства материала должны соответствовать стандартам GB/T 3098.6 и GB/T 3098.15.

Примечание: температуры выше указанных пределов не влияют на использование. При температурах ниже указанных пределов, в зависимости от условий, необходимы испытания производительности.
^а Содержание меди ≤1% (по GB/T 3098.6 и GB/T 3098.15).
^б Для болтов с головкой.
^c Для шпилек.

Для крепежных элементов из стали и никелевых сплавов, предназначенных для работы при высоких температурах до +700℃, в таблице 2 приведены применимые рабочие температуры согласно DIN EN 10269. Свойства материала должны соответствовать таблице 4 DIN EN 10269 для состояний термообработки. Справочные данные по пределу текучести 0,2% при повышенных температурах, пределу ползучести и релаксационным свойствам приведены в таблицах 5, C.1 и D.1 DIN EN 10269.

Примечание:
^а Верхний температурный предел текучести и прочности на растяжение.
^б Верхний температурный предел для ползучести и прочности на разрыв.
Условия согласно DIN EN 10269, Таблица 4: +N (нормализованный); +NT (нормализованный и отпущенный); +QT (закаленный и отпущенный); +WW (термическая обработка); +AT (отжиг в растворе); +P (упрочненный осаждением).
^д Только для орехов.
^e Сокращенное обозначение V согласно DIN EN 10269, материал X22CrMoV12-1, предел текучести 0,2% R_п0.2 ≥ 600 Н/мм² (+QT1).
^f Сокращенное обозначение VH согласно DIN EN 10269, материал X22CrMoV12-1, предел прочности 0,2% R._п0.2 ≥ 600 Н/мм² (+QT2).
^г См. также технический паспорт VdTÜV WB 490.

Несущая способность болтовых соединений

Общие требования

Считается, что болтово-гайковая сборка обладает полной несущей способностью, если она соответствует следующим требованиям:
– И болт, и гайка являются несущими полную нагрузку, при этом высота гайки не меньше, чем у болта типа 1 с крупной резьбой или болта типа 2 с мелкой резьбой.
– Соответствующие допуски резьбы, например, 6H/6g.
– Предел прочности на растяжение материала гайки должен составлять не менее 70%, что соответствует пределу прочности на растяжение материала болта.
– Рациональное соответствие материалов согласно Таблице 3.
Примечание: При использовании несущих втулок предпочтительно использовать тот же материал, что и болт.

Рациональный подбор материалов для болтов и гаек.

Примечание: ● Предпочтительный матч; ○ Разрешенный матч; – Не рекомендуется.
^а При определении предела прочности учитывается твердость испытательной оправки, превышающая твердость соответствующего болта, но также превышающая минимальный предел прочности на растяжение болта высшего класса.
^б Повышенное предельное напряжение для идентификации гаек, выдерживающих полную нагрузку, согласно GB/T 3098.15.

Минимальные растягивающие нагрузки для болтов с крупной резьбой (таблица 4а)

Болты, выдерживающие полную нагрузку

Болты считаются полностью несущими нагрузку, если они выдерживают минимальные растягивающие нагрузки согласно таблицам 4a или 5a, при этом разрушение происходит на свободной резьбовой части или нерезьбовом стержне согласно GB/T 3098.1 или GB/T 3098.6.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Какие материалы рекомендуются для крепежных элементов при температуре -200℃?

Аустенитные стали, такие как A4L, A4 и A5, с классом прочности 70 или 80, согласно таблице 1, обеспечивают соответствие стандартам GB/T 3098.6 и GB/T 3098.15 для криогенных условий.

Как подобрать подходящие материалы для болтов и гаек для работы при высоких температурах?

Для определения рациональных сочетаний обратитесь к Таблице 3. Предпочтительные пары (●) обеспечивают оптимальную производительность; убедитесь, что прочность гайки на растяжение составляет не менее 70% болта и имеет соответствующие допуски резьбы, например, 6H/6g.

Какие испытания требуются для крепежных элементов при температурах ниже установленных минимальных значений?

Испытания на эксплуатационные характеристики, основанные на конкретных условиях эксплуатации, включая испытания на удар и растяжение, позволяют подтвердить целостность материала за пределами пределов, установленных стандартом.

Существуют ли особые требования к термообработке крепежных элементов из никелевых сплавов?

Да, условия, такие как +AT+P, для марок стали SB и SD согласно DIN EN 10269, таблица 4, с диапазонами твердости, указанными в таблице 2.

Как проверяется полная несущая способность конструкций?

Проведение испытаний на растяжение с достижением минимальных нагрузок, указанных в таблицах 4a/5a для болтов, и предельных нагрузок, указанных в таблицах 4b/5b для гаек, с проверкой мест разрушения в соответствии с соответствующими стандартами GB/T.

Каково значение повышенного предела текучести для аустенитных гаек?

Это позволяет идентифицировать гайки, полностью несущие нагрузку, особенно при мелкосерийном производстве, компенсируя неоднородность материала, возникающую при холодной обработке.