Giới thiệu về Tiêu chuẩn GB/T 3098.15-2014
Tiêu chuẩn GB/T 3098.15-2014 quy định các đặc tính cơ học của đai ốc thép không gỉ được sử dụng trong các loại ốc vít. Tiêu chuẩn này đảm bảo độ tin cậy trong nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau bằng cách xác định các yêu cầu về ghi nhãn, thành phần hóa học, hiệu suất cơ học và thử nghiệm. Nó áp dụng cho các loại đai ốc được làm từ thép không gỉ austenit, martensit và ferrit, bao gồm các cấp hiệu suất phù hợp với các khả năng chịu tải và điều kiện môi trường khác nhau. Việc tuân thủ tiêu chuẩn này đảm bảo rằng các đai ốc đáp ứng các tiêu chí nghiêm ngặt về độ bền, khả năng chống ăn mòn và độ bền lâu, do đó rất cần thiết cho các kỹ sư trong thiết kế và sản xuất cơ khí.
Đánh dấu, nhận dạng và hoàn thiện bề mặt
Hệ thống ký hiệu cho đai ốc thép không gỉ bao gồm nhóm thép và cấp độ bền, được phân tách bằng dấu gạch ngang. Phần đầu tiên chỉ nhóm thép (A cho thép austenit, C cho thép mactenit, F cho thép ferrit), tiếp theo là một con số biểu thị phạm vi thành phần hóa học. Phần thứ hai biểu thị cấp độ bền, được biểu thị bằng 1/10 của giới hạn chảy (MPa) đối với đai ốc có chiều cao m ≥ 0,8D, hoặc có số 0 đứng trước đối với đai ốc mỏng hơn (0,5D ≤ m < 0,8D).
- Ví dụ: A2-70 – Thép Austenit, gia công nguội, giới hạn chảy tối thiểu 700 MPa (đối với đai ốc có m ≥ 0,8D).
- Ví dụ: C4-70 – Thép mactenxit, tôi và ram, giới hạn chảy tối thiểu 700 MPa.
- Ví dụ: A2-035 – Thép Austenit, gia công nguội, giới hạn chảy tối thiểu 350 MPa (dành cho đai ốc mỏng hơn).
Thép austenit cacbon thấp (C ≤ 0,03%) có thể thêm ký hiệu “L” (ví dụ: A4L-80). Bề mặt được thụ động hóa theo tiêu chuẩn GB/T 5267.4 thêm ký hiệu “P” (ví dụ: A4-80P). Đai ốc có đường kính danh nghĩa D ≥ 5 mm phải được đánh dấu rõ ràng trên một mặt hoặc cạnh chịu lực. Việc xác định nhà sản xuất là bắt buộc nếu có thể. Bao bì phải bao gồm dấu hiệu của nhà sản xuất, nhóm thép, cấp hiệu suất và số lô theo tiêu chuẩn GB/T 90.3. Trừ khi có quy định khác, đai ốc được làm sạch và đánh bóng; việc thụ động hóa được khuyến nghị để tăng cường khả năng chống ăn mòn.
Thành phần hóa học
Thành phần hóa học của thép không gỉ dùng cho đai ốc được trình bày chi tiết trong Bảng 1, phù hợp với tiêu chuẩn GB/T 3098.6-2014. Các nhà sản xuất lựa chọn thành phần trong các nhóm trừ khi có thỏa thuận khác. Đối với nguy cơ ăn mòn giữa các hạt, cần kiểm tra theo tiêu chuẩn GB/T 4334; khuyến nghị sử dụng thép A3/A5 ổn định hoặc thép A2/A4 có hàm lượng cacbon thấp (C ≤ 0,03%).
| Loại | Nhóm | Thành phần hóa học (phần trăm khối lượng)/% | Ghi chú | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | Si | Mn | P | S | N | Cr | Mo | Ni | Đồng | Người khác | |||
| Austenit | A1 | 0.12 | 1 | 6.5 | 0.2 | 0.15~0.35 | — | 16~19 | 0.7 | 5~10 | 1.75~2.25 | — | b, c, d |
| A2 | 0.1 | 1 | 2 | 0.05 | 0.03 | — | 15~20 | — e | 8~19 | 4 | — | f,g | |
| A3 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | — | 17~19 | — e | 9~12 | 1 | — | h | |
| A4 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | — | 16~18.5 | 2~3 | 10~15 | 4 | — | g,i | |
| A5 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | — | 16~18.5 | 2~3 | 10.5~14 | 1 | — | CHÀO | |
| Martensitic | C1 | 0.09~0.15 | 1 | 1 | 0.05 | 0.03 | — | 11.5~14 | — | 1 | — | — | Tôi |
| C3 | 0.17~0.25 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | — | 16~18 | — | 1.5~2.5 | — | — | — | |
| C4 | 0.08~0.15 | 1 | 1.5 | 0.06 | 0.15~0.35 | — | 12~14 | 0.6 | 1 | — | — | b,i | |
| Sắt(III) | F1 | 0.12 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | — | 15~18 | — j | 1 | — | — | k,l |
Ghi chú: a Giá trị tối đa trừ khi có quy định khác. b Lưu huỳnh có thể được thay thế bằng selen. c Nếu Ni 8%, không có giới hạn Cu tối thiểu. e Mo tùy chọn theo nhà sản xuất. f Nếu Cr < 17%, Ni tối thiểu = 12%. g Đối với C tối đa = 0,03%, N tối đa = 0,22%. h Ti ≥ 5×C% đến 0,8%, hoặc Nb/Ta ≥ 10×C% đến 1,0%. i Đối với đường kính lớn hơn, C cao hơn lên đến 0,12% cho thép austenit. j Mo tùy chọn. k Ti ≥ 5×C% đến 0,8%. l Nb/Ta ≥ 10×C% đến 1,0%.
Thành phần này đảm bảo khả năng chống ăn mòn và độ bền cơ học tối ưu, kèm theo phụ lục cung cấp các ví dụ từ tiêu chuẩn ISO cho các ứng dụng chuyên biệt.
Tính chất cơ học
Các đặc tính cơ học phải đáp ứng Bảng 2 và 3 để được chấp nhận, bao gồm độ cứng (đối với loại C1, C3, C4 được tôi/rau) và các thử nghiệm tải trọng chịu lực. Không phải tất cả các loại đều áp dụng cho tất cả các loại đai ốc; hãy tham khảo tiêu chuẩn sản phẩm.
Bảng 2: Tính chất cơ học – Các nhóm thép Austenit
| Loại | Nhóm | Cấp độ hiệu năng | Ứng suất giới hạn SP/MPa tối thiểu | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Các loại hạt m≥0,8D | Các loại hạt 0,5D≤m<0,8D | Các loại hạt m≥0,8D | Các loại hạt 0,5D≤m<0,8D | ||
| Austenit | A1, A2, A3, A4, A5 | 50 | 025 | 500 | 250 |
| 70 | 035 | 700 | 350 | ||
| 80 | 040 | 800 | 400 | ||
Bảng 3: Tính chất cơ học – Nhóm thép mactenxit và ferit
| Loại | Nhóm | Cấp độ hiệu năng | Ứng suất giới hạn SP/MPa tối thiểu | Độ cứng | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Các loại hạt m≥0,8D | Các loại hạt 0,5D≤m<0,8D | Các loại hạt m≥0,8D | Các loại hạt 0,5D≤m<0,8D | HB | HRC | Điện áp cao | ||
| Martensitic | C1 | 50 | 025 | 500 | 250 | 147~209 | — | 155~220 |
| 70 | — | 700 | — | 209~314 | 20~34 | 220~330 | ||
| 110 a | 055 a | 1100 | 550 | — | 36~45 | 350~440 | ||
| C3 | 80 | 040 | 800 | 400 | 228~323 | 21~35 | 240~340 | |
| C4 | 50 | — | 500 | — | 147~209 | — | 155~220 | |
| 70 | 035 | 700 | 350 | 209~314 | 20~34 | 220~330 | ||
| Sắt(III) | F1 b | 45 | 020 | 450 | 200 | 128~209 | — | 135~220 |
| 60 | 030 | 600 | 300 | 171~271 | — | 180~285 | ||
a Tôi và ram, nhiệt độ ram tối thiểu 275°C, D≤24 mm. b Làm mềm.
Các đặc tính này hướng dẫn việc lựa chọn cho các ứng dụng yêu cầu mức độ bền cụ thể, có tính đến xử lý nhiệt và kích thước đai ốc.
Phương pháp thử nghiệm
Các thử nghiệm độ cứng đối với thép mactenxit và ferit tuân theo tiêu chuẩn GB/T 231.1 (HB), GB/T 230.1 (HRC) hoặc GB/T 4340.1 (HV), với thang đo Vickers làm chuẩn. Quy trình tuân theo tiêu chuẩn GB/T 3098.2; các giá trị phải nằm trong phạm vi của Bảng 3. Thử nghiệm tải trọng chịu lực theo tiêu chuẩn GB/T 3098.2 đảm bảo khả năng chịu tải mà không bị hỏng.
- Tiến hành đo độ cứng trên các bề mặt đã được chuẩn bị.
- Tăng dần tải trọng thử và giữ nguyên để kiểm tra độ bền.
- Hãy sử dụng thiết bị đã được hiệu chuẩn để đảm bảo độ chính xác.
Các phương pháp này cung cấp khả năng xác minh đáng tin cậy về hiệu suất của đai ốc trong các cụm lắp ráp thực tế.
Phụ lục: Thông tin kỹ thuật bổ sung
Phần phụ lục cung cấp thông tin chi tiết:
- Phụ lục B: Thành phần thép không gỉ theo tiêu chuẩn ISO 683-13, kèm theo ví dụ về các loại ferit, mactenit và austenit.
- Phụ lục D: Các vật liệu làm giảm hiện tượng nứt ăn mòn do ứng suất gây ra bởi clorua, ví dụ như X2CrNiMoN17-13-5 với thành phần đặc biệt dành cho môi trường có nguy cơ cao như bể bơi.
- Phụ lục E: Tỷ lệ cường độ chảy ở nhiệt độ cao (ví dụ: A2/A4 ở 400°C: 70%) và khả năng ứng dụng ở nhiệt độ thấp (A2/A3 đến -200°C).
- Phụ lục G: Độ thẩm từ tương đối (ví dụ, A2 ≈1,8, không có từ tính ở trạng thái ủ dung dịch nhưng có thể trở nên có từ tính sau khi gia công nguội).
Hãy tham khảo những tài liệu này cho các ứng dụng chuyên biệt, đảm bảo việc lựa chọn vật liệu giúp giảm thiểu các rủi ro như ăn mòn hoặc nhiễu từ.
Câu hỏi thường gặp
- Đai ốc thép không gỉ A2 và A4 khác nhau ở điểm nào?
- Thép A2 là loại thép austenit đa dụng có khả năng chống ăn mòn tốt, trong khi thép A4 có chứa molypden để tăng cường khả năng chống ăn mòn trong môi trường chứa clorua, theo thành phần trong Bảng 1.
- Làm thế nào để chọn loại đai ốc có cấp độ bền phù hợp?
- Chọn dựa trên yêu cầu về ứng suất chịu kéo và chiều cao đai ốc; ví dụ: cấp 70 cho đai ốc có độ dày 700 MPa và đường kính m ≥ 0,8D, có xét đến tải trọng ứng dụng và Bảng 2/3.
- Cần thực hiện những bài kiểm tra nào để chấp nhận đai ốc bằng thép không gỉ?
- Độ cứng đối với các nhóm mactenxit/ferit và tải trọng thử nghiệm đối với tất cả, theo phương pháp ở mục 3, đảm bảo tuân thủ các tính chất cơ học đã quy định.
- Loại đai ốc này có thể sử dụng trong các ứng dụng nhiệt độ cao không?
- Đúng vậy, nhưng hãy tham khảo Phụ lục E để biết về độ bền kéo giảm ở nhiệt độ cao; ví dụ, A2 vẫn giữ được 70% ở 400°C dưới tải trọng không tuần hoàn.
- Làm thế nào để giảm thiểu ăn mòn giữa các hạt trong đai ốc austenit?
- Hãy sử dụng các biến thể có hàm lượng carbon thấp (ví dụ: A4L) hoặc A3/A5 ổn định, được kiểm nghiệm theo tiêu chuẩn GB/T 4334, như đã khuyến nghị trong phần thành phần hóa học.
- Những ký hiệu nào cần được in trên bao bì?
- Bao gồm mã nhận dạng nhà sản xuất, nhóm thép/cấp độ hiệu suất theo Hình 1 và số lô theo GB/T 90.3 để đảm bảo khả năng truy xuất nguồn gốc.
