Giới thiệu
Tiêu chuẩn GB/T 3098.8 quy định các đặc tính cơ học, vật liệu, thử nghiệm, dấu hiệu nhận dạng và ký hiệu cho các chi tiết lắp ghép được sử dụng trong các mối nối bu lông hoạt động trong phạm vi nhiệt độ từ -200℃ đến +700℃. Tiêu chuẩn này áp dụng cho bu lông, vít, đinh tán và đai ốc được làm từ thép không gỉ Austenit, thép và hợp kim niken, đảm bảo độ tin cậy trong môi trường nhiệt độ khắc nghiệt như các ứng dụng đông lạnh và môi trường công nghiệp nhiệt độ cao.
Tiêu chuẩn này nhấn mạnh việc tuân thủ các tài liệu liên quan như GB/T 3098.6, GB/T 3098.15 và DIN EN 10269 về hiệu suất vật liệu và điều kiện xử lý nhiệt. Nó cung cấp các hướng dẫn về cấp độ hiệu suất cơ học, phương pháp kiểm tra và các cặp vật liệu tương thích để đạt được khả năng chịu tải tối đa trong các cụm chi tiết lắp ghép.
Tính chất cơ học
Đối với các loại ốc vít bằng thép austenit có khả năng hoạt động ở nhiệt độ tối thiểu xuống đến -200℃, Bảng 1 nêu rõ các nhóm thép và cấp hiệu suất. Các đặc tính vật liệu phải phù hợp với tiêu chuẩn GB/T 3098.6 và GB/T 3098.15.
| Nhiệt độ hoạt động liên tục tối thiểu (xấp xỉ) | Tập đoàn thépMột | Loại hiệu năng cao – Bu lông | Loại cao cấp – Đai ốc |
|---|---|---|---|
| -60℃b | A2L | 50 | 50 |
| A2 | |||
| A3 | 70 | ||
| -200℃c | A4L | 70 | |
| A4 | 80 | ||
| A5 |
Lưu ý: Nhiệt độ vượt quá giới hạn này không ảnh hưởng đến việc sử dụng. Dưới giới hạn này, cần tiến hành các bài kiểm tra hiệu năng dựa trên điều kiện thực tế.
Một Hàm lượng đồng ≤1% (theo GB/T 3098.6 và GB/T 3098.15).
b Dùng cho bu lông có đầu.
c Dùng cho đinh tán.
Đối với các loại ốc vít bằng thép và hợp kim niken thích hợp cho nhiệt độ cao lên đến +700℃, Bảng 2 nêu chi tiết nhiệt độ hoạt động áp dụng theo tiêu chuẩn DIN EN 10269. Các đặc tính vật liệu phải phù hợp với Bảng 4 của tiêu chuẩn DIN EN 10269 về trạng thái xử lý nhiệt. Dữ liệu tham khảo về ứng suất giới hạn đàn hồi 0,2% ở nhiệt độ cao, độ bền đứt do từ biến và các đặc tính giãn nở được cung cấp trong Bảng 5, C.1 và D.1 của tiêu chuẩn DIN EN 10269.
| phút | Ngắn hạnMột tối đa | Dài hạnb tối đa | Viết tắt | Con số | Cấp | Tình trạng | Độ cứng/độ cứng của bu lông và/hoặc đai ốc (HV) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| phút | tối đa | |||||||
| -120℃ | / | / | KB | 1.568 | X12Ni5 | +NT | 157 | 203 |
| +QT | 173 | 235 | ||||||
| / | 400℃ | 500℃ | Yd | 1.1181 | C35E | +N | 150 | 200 |
| / | 400℃ | 500℃ | YK | 1.1181 | C35E | +QT | 165 | 210 |
| / | 400℃ | / | YB | 1.5511 | 35B2g | +QT | 165 | 210 |
| -60℃ | 500℃ | 550℃ | KG | 1.7218 | 25CrMo4 | +QT | 195 | 240 |
| -100℃ | 500℃ | / | GC | 1.7225 | 42CrMo4 | +QT | 275 | 337 |
| / | 500℃ | 550℃ | GA | 1.7709 | 21CrMoV5-7 | +QT | 225 | 272 |
| / | 600℃ | 550℃ | GB | 1.7711 | 40CrMoV46 | +QT | 272 | 320 |
| / | 550℃ | 600℃ | Ve | 1.4923 | X22CrMoV12-1 | +QT1e | 256 | 303 |
| / | 550℃ | 600℃ | VHf | 1.4923 | X22CrMoV12-1 | +QT2f | 287 | 367 |
| / | 600℃ | 600℃ | VW | 1.4913 | X19CrMoNbVN11-1 | +QT | 287 | 367 |
| / | 650℃ | 670℃ | S | 1.4986 | X7CrNiMoBNb16-16 | +WW+P | 210 | 272 |
| -196℃ | 650℃ | 650℃ | SD | 1.498 | X6NiCrTiMoVB25-15-2 | +AT+P | 287 | 367 |
| -196℃ | 650℃ | 800℃ | SB | 2.4952 | NiCr20TiAl | +AT+P | 320 | 417 |
Ghi chú:
Một Giới hạn nhiệt độ tối đa cho độ bền kéo và độ bền chảy.
b Giới hạn nhiệt độ tối đa cho hiện tượng rão và độ bền đứt.
Điều kiện theo bảng 4 của tiêu chuẩn DIN EN 10269: +N (chuẩn hóa); +NT (chuẩn hóa và ram); +QT (tôi và ram); +WW (gia công nóng); +AT (ủ dung dịch); +P (làm cứng bằng kết tủa).
d Chỉ dùng cho các loại hạt.
e Ký hiệu viết tắt V theo tiêu chuẩn DIN EN 10269, vật liệu X22CrMoV12-1, ứng suất kéo 0,2% Rp0.2 ≥ 600 N/mm² (+QT1).
f Ký hiệu viết tắt VH theo tiêu chuẩn DIN EN 10269, vật liệu X22CrMoV12-1, ứng suất kéo 0,2% Rp0.2 ≥ 600 N/mm² (+QT2).
g Xem thêm bảng thông tin vật liệu VdTÜV WB 490.
Khả năng chịu tải của các mối nối bu lông
Yêu cầu chung
Một cụm bu lông-đai ốc được coi là có khả năng chịu tải tối đa nếu đáp ứng các điều kiện sau:
– Cả bu lông và đai ốc đều chịu tải trọng tối đa, với chiều cao đai ốc không nhỏ hơn loại 1 đối với ren thô hoặc loại 2 đối với ren mịn.
– Dung sai ren phù hợp, ví dụ: 6H/6g.
– Độ bền kéo của vật liệu đai ốc phải đạt ít nhất 70%, tương đương với độ bền kéo của vật liệu bu lông.
– Lựa chọn vật liệu phù hợp theo Bảng 3.
Lưu ý: Nếu sử dụng ống lót chịu lực, nên chọn vật liệu giống với bu lông.
Lựa chọn vật liệu bu lông và đai ốc phù hợp hợp lý
| Bu lông | Chống căng thẳngMột SP / (N/mm²) | ||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Các loại thép không gỉ Austenit hiệu năng cao | Thép và hợp kim niken | Loại ren thô 1 | Loại ren mịn số 2 | ||||||||||||||||
| Các loại hạt | Loại | 50 | 70 | KB | YK | YB | KG | GA | GB | GC | V | VH | VW | S | SD | SB | Thô | Khỏe | |
| Các loại thép không gỉ Austenit hiệu năng cao | 50 | ○ | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | 629b | 725b | |
| 70 | ○ | ○ | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | 800b | 875b | ||
| 80 | ● | ● | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | 886b | 950b | ||
| Bu lông | Độ bền kéo Rm / (N/mm²) | tối đa | – | – | 710 | 650 | 650 | 750 | 850 | 1000 | 1060 | 950 | 1050 | 1050 | 850 | 1150 | 1300 | ||
| phút | 500 | 700 | 530 | 500 | 500 | 600 | 700 | 850 | 860 | 800 | 900 | 900 | 650 | 900 | 1000 | ||||
Lưu ý: ● Phù hợp ưu tiên; ○ Phù hợp được chấp nhận; – Không khuyến khích.
Một Ứng suất thử nghiệm xem xét độ cứng của trục thử cao hơn độ cứng của bu lông tương ứng, nhưng lớn hơn độ bền kéo tối thiểu của bu lông cấp cao nhất.
b Ứng suất thử nghiệm cao để xác định đai ốc chịu tải toàn phần theo tiêu chuẩn GB/T 3098.15.
Tải trọng kéo tối thiểu đối với bu lông ren thô (Bảng 4a)
| Kích thước ren d | Vùng chịu áp lực As,nom / mm² | Các loại thép không gỉ Austenit | Thép và hợp kim niken | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 50 | 70 | KB | YK/YB | KG | GA | GB | GC | V | VH/VW | S | SD | SB | ||
| M3 | 5.03 | 2.52 | 3.52 | 2.67 | 2.52 | 3.02 | 3.52 | 4.28 | 4.33 | 4.02 | 4.53 | 3.27 | 4.53 | 5.03 |
Bu lông chịu tải toàn phần
Bu lông được coi là chịu tải toàn phần nếu đạt được tải trọng kéo tối thiểu theo Bảng 4a hoặc 5a, với hiện tượng gãy xảy ra ở phần ren tự do hoặc phần thân không ren theo tiêu chuẩn GB/T 3098.1 hoặc GB/T 3098.6.
Câu hỏi thường gặp (FAQ)
- Nên sử dụng vật liệu nào cho ốc vít ở nhiệt độ -200℃?
- Thép Austenit như A4L, A4 và A5 với cấp độ bền 70 hoặc 80, theo Bảng 1, đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn GB/T 3098.6 và GB/T 3098.15 cho điều kiện nhiệt độ cực thấp.
- Làm thế nào để lựa chọn vật liệu bu lông và đai ốc phù hợp cho các ứng dụng nhiệt độ cao?
- Tham khảo Bảng 3 để biết các cặp ghép nối hợp lý. Các cặp ghép nối ưu tiên (●) đảm bảo hiệu suất tối ưu; đảm bảo độ bền kéo của đai ốc ít nhất bằng 70% của bu lông và dung sai ren phù hợp như 6H/6g.
- Cần thực hiện những thử nghiệm nào đối với các loại ốc vít có nhiệt độ hoạt động dưới mức tối thiểu quy định?
- Các bài kiểm tra hiệu năng dựa trên điều kiện sử dụng cụ thể, bao gồm kiểm tra va đập và độ bền kéo, nhằm xác minh tính toàn vẹn vượt quá giới hạn tiêu chuẩn.
- Có yêu cầu xử lý nhiệt cụ thể nào đối với ốc vít hợp kim niken không?
- Đúng vậy, các điều kiện như +AT+P dành cho các loại như SB và SD theo bảng 4 của tiêu chuẩn DIN EN 10269, với phạm vi độ cứng được quy định trong bảng 2.
- Khả năng chịu tải tối đa của các cụm lắp ráp được kiểm chứng như thế nào?
- Thông qua thử nghiệm kéo đạt được tải trọng tối thiểu trong Bảng 4a/5a đối với bu lông và tải trọng thử nghiệm trong Bảng 4b/5b đối với đai ốc, với việc kiểm tra vị trí gãy theo các tiêu chuẩn GB/T có liên quan.
- Ứng suất giới hạn cao có ý nghĩa gì đối với đai ốc austenit?
- Nó cho phép xác định các loại đai ốc chịu tải toàn phần, đặc biệt là trong sản xuất theo lô nhỏ, bù đắp cho sự không đồng nhất về vật liệu do gia công nguội.
