Giới thiệu về Tiêu chuẩn GB/T 3098.1-2010
Đề cương bài viết
Bài viết này cung cấp tổng quan toàn diện về tiêu chuẩn GB/T 3098.1-2010, tập trung vào các tính chất cơ học của bu lông, vít và đinh tán làm từ thép cacbon và thép hợp kim. Cấu trúc như sau:
- Giới thiệu về Tiêu chuẩn
- Hệ thống và vật liệu đánh dấu
- Tính chất cơ học và vật lý
- Hướng dẫn ứng dụng và phạm vi áp dụng của bài kiểm tra
- Câu hỏi thường gặp (FAQ)
Giới thiệu về Tiêu chuẩn
Tiêu chuẩn GB/T 3098.1-2010 quy định các đặc tính cơ học và vật lý của bu lông, vít và đinh tán làm từ thép cacbon hoặc thép hợp kim, được thử nghiệm ở nhiệt độ môi trường từ 10 °C đến 35 °C. Tiêu chuẩn này áp dụng cho các loại ốc vít có đường kính ren danh nghĩa từ 1,6 mm đến 39 mm, đảm bảo tính nhất quán về hiệu suất cho các ứng dụng kết cấu, ô tô và máy móc.
Tiêu chuẩn này định nghĩa các cấp độ bền dựa trên độ bền kéo, giới hạn chảy, độ giãn dài, độ cứng và các thông số khác, thúc đẩy kiểm soát chất lượng và an toàn. Phù hợp với tiêu chuẩn ISO 898-1:2009, nó tạo điều kiện thuận lợi cho khả năng tương thích quốc tế đồng thời đáp ứng các yêu cầu cụ thể của tiêu chuẩn sản xuất Trung Quốc.
- Phạm vi áp dụng: Bao gồm các loại ốc vít bằng thép cacbon và thép hợp kim trong điều kiện tiêu chuẩn.
- Những cập nhật quan trọng: Thông số kỹ thuật được nâng cao cho các loại thép cường độ cao và phương pháp thử nghiệm.
- Tầm quan trọng: Đảm bảo các chi tiết lắp ghép đáp ứng yêu cầu về khả năng chịu tải và độ bền trong kỹ thuật.
Hệ thống và vật liệu đánh dấu
Hệ thống ký hiệu phân loại tính chất sử dụng hai con số được phân tách bởi một dấu chấm, trong đó con số bên trái biểu thị độ bền kéo danh nghĩa (R).m) tính bằng MPa chia cho 100, và bên phải biểu thị tỷ lệ chảy dẻo nhân với 10. Ví dụ, “8.8” biểu thị độ bền kéo 800 MPa và tỷ lệ chảy dẻo là 0.8.
Vật liệu phải tuân thủ các giới hạn về thành phần hóa học và yêu cầu xử lý nhiệt để đạt được các đặc tính mong muốn. Thép cacbon có thêm các nguyên tố như boron, mangan hoặc crom rất phổ biến, với nhiệt độ tôi tối thiểu được quy định để đảm bảo khả năng tôi cứng.
| Chữ số sau dấu thập phân | .6 | .8 | .9 |
|---|---|---|---|
| Tỷ lệ | 0.6 | 0.8 | 0.9 |
Đối với các loại ốc vít có khả năng chịu tải giảm với các đặc tính tương đương 8.8, hãy đánh dấu là “08.8”.
| Lớp tài sản | Vật liệu và xử lý nhiệt | Giới hạn thành phần hóa học (Phân tích nồi nấu chảy %) | Nhiệt độ tôi luyện tối thiểu (°C) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | P tối đa | S tối đa | B tối đa | ||||
| phút | tối đa | ||||||
| 4.6 | Thép cacbon hoặc thép cacbon có chất phụ gia | — | 0.55 | 0.05 | 0.06 | Không được chỉ định | — |
| 4.8 | — | 0.55 | 0.05 | 0.06 | |||
| 5.6 | 0.13 | 0.55 | 0.05 | 0.06 | |||
| 5.8 | — | 0.55 | 0.05 | 0.06 | |||
| 6.8 | 0.15 | 0.55 | 0.05 | 0.06 | |||
| 8.8 | Thép cacbon có phụ gia (ví dụ: B, Mn, Cr) được tôi và ram. | 0.15 | 0.4 | 0.025 | 0.025 | 0.003 | 425 |
| Thép cacbon tôi và ram | 0.25 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
| Thép hợp kim được tôi và ram | 0.2 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
| 9.8 | Thép cacbon có phụ gia, được tôi và ram | 0.15 | 0.4 | 0.025 | 0.025 | 0.003 | 425 |
| Thép cacbon tôi và ram | 0.25 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
| Thép hợp kim được tôi và ram | 0.2 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
| 10.9 | Thép cacbon có phụ gia, được tôi và ram | 0.20 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | 0.003 | 425 |
| Thép cacbon tôi và ram | 0.25 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
| Thép hợp kim được tôi và ram | 0.2 | 0.55 | 0.025 | 0.025 | |||
| 12.9 | Thép hợp kim được tôi và ram | 0.3 | 0.5 | 0.025 | 0.025 | 0.003 | 425 |
| 12.9 | Thép cacbon có phụ gia, được tôi và ram | 0.28 | 0.5 | 0.025 | 0.025 | 0.003 | 380 |
Ghi chú:
- Phân tích sản phẩm sẽ được áp dụng trong trường hợp có tranh chấp.
- Hàm lượng boron lên đến 0,005%, được kiểm soát bởi titan và/hoặc nhôm đối với boron không có tác dụng.
- Đối với các loại 4.6 và 5.6, có thể cần xử lý nhiệt đối với các chi tiết lắp ghép bằng phương pháp dập nguội để đảm bảo độ dẻo.
- Thép dễ gia công được phép sử dụng cho một số loại vật liệu nhất định với hàm lượng tối đa S 0,34%, P 0,11%, Pb 0,35%.
- Đối với thép boron có C < 0,25%, hàm lượng Mn tối thiểu là 0,6% đối với loại 8,8, 0,7% đối với loại 9,8 và 10,9.
- Vật liệu phải đảm bảo có mactenxit 90% ở lõi trước khi tôi luyện để đạt được các cấp độ cao hơn.
- Thép hợp kim chứa ít nhất một trong các nguyên tố sau: Cr 0,30%, Ni 0,30%, Mo 0,20%, V 0,10%.
- Không có lớp photphua trắng trên bề mặt loại 12.9; cần loại bỏ lớp này trước khi xử lý nhiệt.
- Sử dụng loại 12.9 cần thận trọng do nguy cơ nứt ăn mòn do ứng suất.
Các thông số kỹ thuật này hướng dẫn việc lựa chọn vật liệu, đảm bảo các chi tiết lắp ghép đạt được độ bền cần thiết và khả năng chống lại các kiểu hư hỏng như giòn hydro.
Tính chất cơ học và vật lý
Các loại ốc vít phải đáp ứng các đặc tính cơ học quy định ở nhiệt độ môi trường, bao gồm độ bền kéo, giới hạn chảy, độ giãn dài, độ cứng và năng lượng va đập. Các phương pháp thử nghiệm được nêu rõ để xác minh sự tuân thủ.
| KHÔNG. | Tính chất cơ học hoặc vật lý | Lớp tài sản | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4.6 | 4.8 | 5.6 | 5.8 | 6.8 | 8.8 | 9,8 (d≤16 mm) | 10.9 | 12.9 | |||||
| d≤16 mm | d>16 mm | ||||||||||||
| 1 | Độ bền kéo Rm (MPa) | đề cử | 400 | 400 | 500 | 500 | 600 | 800 | 800 | 900 | 1000 | 1200 | |
| phút | 400 | 420 | 500 | 520 | 600 | 800 | 830 | 900 | 1040 | 1220 | |||
| 2 | Độ bền kéo thấp hơn ReL (MPa) | đề cử | 240 | — | 300 | — | — | — | — | — | — | — | |
| phút | 240 | — | 300 | — | — | — | — | — | — | — | |||
| 3 | Ứng suất tại độ giãn dài không tỷ lệ 0,2% Rp0.2 (MPa) | đề cử | — | — | — | — | — | 640 | 640 | 720 | 900 | 1080 | |
| phút | — | — | — | — | — | 640 | 660 | 720 | 940 | 1100 | |||
| 4 | Ứng suất tại độ giãn dài không tỷ lệ 0,0048d đối với chốt kích thước đầy đủ Rpf (MPa) | đề cử | — | 320 | — | 400 | 480 | — | — | — | — | — | |
| phút | — | 340 | — | 420 | 480 | — | — | — | — | — | |||
| 5 | Ứng suất chứng minh SP (MPa) | đề cử | 225 | 310 | 280 | 380 | 440 | 580 | 600 | 650 | 830 | 970 | |
| Tỷ lệ ứng suất thử | 0.94 | 0.91 | 0.93 | 0.9 | 0.92 | 0.91 | 0.91 | 0.9 | 0.88 | 0.88 | |||
| 6 | Độ giãn dài sau khi gãy đối với các mẫu thử gia công A (%) | phút | 22 | — | 20 | — | — | 12 | 12 | 10 | 9 | 8 | |
| 7 | Giảm diện tích sau khi gãy đối với các mẫu thử gia công Z (%) | phút | — | 52 | 52 | 48 | 48 | 44 | |||||
| 18 | Sự gián đoạn bề mặt | GB/T 5779.1 | GB/T 5779.3 | ||||||||||
Ghi chú:
- Các giá trị này không áp dụng cho việc bắt vít kết cấu.
- Đối với bu lông kết cấu có đường kính d ≥ M12.
- Các giá trị danh nghĩa chỉ dùng cho mục đích chỉ định.
- Rp0.2 có thể đo được nếu ReL Không thể xác định được.
- Rpf Các giá trị tối thiểu cho 4.8, 5.8, 6.8 đang được điều tra.
- Tải trọng thử nghiệm trong Bảng 5 và 7.
- Độ cứng cuối cùng có thể thấp hơn đối với một số loại sản phẩm nhất định.
- Có những giới hạn về độ cứng bề mặt; đối với một số loại, độ cứng không được vượt quá 30 HV so với lõi.
- Thử nghiệm va đập ở -20 °C đối với đường kính d ≥ 16 mm.
- Điều khoản GB/T 5779.3 có thể được thay thế bằng thỏa thuận khác.
Những đặc tính này đảm bảo các chi tiết lắp ghép hoạt động tốt dưới tải trọng quy định, với các thử nghiệm như độ bền kéo và độ cứng giúp xác minh chất lượng. Đối với các ứng dụng đòi hỏi độ bền cao, cần xem xét ảnh hưởng của kích thước đến khả năng chịu tải.
Hướng dẫn ứng dụng và phạm vi áp dụng của bài kiểm tra
Tiêu chuẩn này cung cấp các phương pháp thử nghiệm để kiểm chứng, áp dụng cho các chi tiết lắp ghép kích thước đầy đủ hoặc các mẫu gia công. Cần xem xét các yếu tố môi trường, mô-men xoắn khi lắp đặt và các phương pháp xử lý bề mặt để tránh các lỗi như khử cacbon hoặc giòn.
- Hãy sử dụng các cấp độ phù hợp với yêu cầu tải trọng; ví dụ: 10.9 cho môi trường chịu tải cao.
- Tiến hành các thử nghiệm về độ bền kéo, tải trọng giới hạn, độ cứng và độ bền va đập theo kích thước và loại sản phẩm.
- Đối với ốc vít mạ kẽm nhúng nóng, tham khảo tiêu chuẩn GB/T 5267.3.
- Đảm bảo việc đánh dấu để dễ dàng truy xuất nguồn gốc và tuân thủ quy định.
- Cần thận trọng khi sử dụng với loại 12.9 trong điều kiện ăn mòn.
Các hướng dẫn này hỗ trợ việc lựa chọn và kiểm tra các loại ốc vít, nâng cao độ tin cậy trong các cụm lắp ráp cơ khí.
Câu hỏi thường gặp (FAQ)
Ký hiệu phân loại tài sản như “8.8” có ý nghĩa gì?
Nó thể hiện độ bền kéo danh nghĩa là 800 MPa và tỷ lệ giới hạn chảy là 0,8, đảm bảo việc xác định hiệu suất tiêu chuẩn để lựa chọn trong các thiết kế kỹ thuật.
Thành phần vật liệu ảnh hưởng đến hiệu suất của ốc vít như thế nào?
Các hợp chất có thêm các nguyên tố như boron giúp tăng cường khả năng tôi cứng, cho phép đạt được các cấp độ bền cao hơn đồng thời hạn chế hàm lượng P và S để ngăn ngừa hiện tượng giòn, theo giới hạn trong Bảng 2.
Khi nào nên tiến hành thử nghiệm tác động?
Đối với d ≥ 16 mm và các loại yêu cầu tối thiểu 27 J ở -20 °C, để đánh giá độ bền trong các ứng dụng nhiệt độ thấp và tránh hiện tượng gãy giòn.
Quá trình khử cacbon có những tác động gì đến ren?
Nó làm giảm độ bền; tiêu chuẩn quy định độ sâu khử cacbon hoàn toàn tối đa là 0,015 mm và chiều cao tối thiểu phần không bị khử cacbon để duy trì khả năng chịu tải.
Tiêu chuẩn này phù hợp với tiêu chuẩn ISO 898-1 như thế nào?
Tiêu chuẩn này được sửa đổi từ ISO 898-1:2009, với các lớp thuộc tính tương tự nhưng được điều chỉnh cho phù hợp với bối cảnh Trung Quốc, đảm bảo khả năng tương thích toàn cầu trong các tiêu chuẩn về ốc vít.
Những bài kiểm tra nào áp dụng cho các loại ốc vít kích thước tiêu chuẩn?
Các thử nghiệm kéo, tải trọng giới hạn và kéo nêm xác nhận hiệu suất thực tế, đặc biệt đối với các kích thước mà mẫu gia công có thể không phản ánh đúng hành vi thực tế.
