ICS21.060.10 CCS J 13
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T43151—2023
钢结构用耐候钢高强度螺栓连接副
High-strength bolt assemblies for steel structures of weathering steel
2024-04-01实施
2023-09-07发布
国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会
发布 GB/T 43151—2023
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国机械工业联合会提出。 本文件由全国紧固件标准化技术委员会（SAC/TC85）归口。 本文件起草单位：中机生产力促进中心有限公司、中铁山桥集团有限公司、中国铁道科学研究院集
团有限公司铁道建筑研究所、燕山大学、河北信德电力配件有限公司、首钢集团有限公司、普亿实业股份有限公司、浙江海力股份有限公司、江苏中成紧固技术发展股份有限公司、邢台钢铁有限责任公司、南京福贝尔五金制品有限公司、河南航天精工制造有限公司、安徽长江紧固件有限责任公司、山东高强紧固件有限公司、南京钢铁股份有限公司、苏州热工研究院有限公司、上海高强度螺栓厂有限公司、北京金兆博高强度紧固件有限公司、眉山中车紧固件科技有限公司、芜湖新兴铸管有限责任公司、江苏甬怡紧固件有限公司、上海集优标五高强度紧固件有限公司、中机研标准技术研究院（北京）有限公司、北京国网富达科技发展有限责任公司、苏交科集团股份有限公司、宁波群力紧固件制造有限公司、七丰精工科技股份有限公司、河北五维航电科技股份有限公司、明阳智慧能源集团股份公司、宁波中机机械零部件检测有限公司、邯郸正发科技有限公司、太原四联重工股份有限公司、泰州市环星不锈钢有限公司。
本文件由全国紧固件标准化技术委员会负责解释。
1 GB/T43151—2023
钢结构用耐候钢高强度螺栓连接副
1范围
本文件规定了螺纹规格为M12~M36、性能等级NH8.8S/NH8H和NH10.9S/NH10H钢结构用耐候钢高强度螺栓连接副的型式尺寸、技术要求、试验方法、验收检查、标志、质量证明文件、包装、运输和贮存。
本文件适用于钢结构用耐候钢高强度螺栓连接副（以下简称“连接副”）。 注：在环境温度10℃～35℃条件下进行试验时符合本文件要求的钢结构用耐候钢高强度螺栓连接副，在较高温
度和/或较低温度下可能无法保持规定的机械和物理性能
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注目期的引用文
件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单)适用于本文件。
GB/T 90.1 紧固件验收检查 GB/T 196 普通螺纹基本尺寸 GB/T 197 普通螺纹公差 GB/T 222 钢的成品化学成分允许偏差 GB/T 224 钢的脱碳层深度测定法 GB/T 226 钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法 GB/T 228.1 金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法 GB/T 230.1 金属材料 洛氏硬度试验第1部分：试验方法 GB/T 231.1 金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法 GB/T 702 热轧钢棒尺寸、外形、重量及允许偏差 GB/T 1228 钢结构用高强度大六角头螺栓 GB/T1229 钢结构用高强度大六角螺母 GB/T1230 钢结构用高强度垫圈 GB/T 1231 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件 GB/T1979 结构钢低倍组织缺陷评级图 GB/T 2101 型钢验收、包装、标志及质量证明书的一般规定 GB/T 2975 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备 GB/T 3098.1 紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱 GB/T 3098.2 紧固件机械性能 螺母 GB/T3098.26 紧固件机械性能平垫圈 GB/T 3632 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副 GB/T 4171 耐候结构钢
1 GB/T43151—2023
GB/T 4336 碳素钢和中低合金钢 网多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法（常规法） GB/T 5779.1 紧固件表面缺陷螺栓、螺钉和螺柱 一般要求 GB/T 5779.2 紧固件表面缺陷螺母 GB/T 6394 金属平均晶粒度测定方法 GB/T 6478 冷镦和冷挤压用钢 GB/T 10561 钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法 GB/T 14981 热轧圆盘条尺寸、外形、重量及允许偏差 GB/T 17505 钢及钢产品交货一般技术要求 GB/T20066 钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法 GB/T32076.1 预载荷高强度栓接结构连接副 第1部分：通用要求 GB/T 32076.2 预载荷高强度栓接结构连接副 第2部分：预载荷适应性 GB/T 32076.3 预载荷高强度栓接结构连接副 第3部分：HR型大六角头螺栓和螺母连接副 GB/T 32076.4 预载荷高强度栓接结构连接副 第4部分：HV型大六角头螺栓和螺母连接副 GB/T32076.5 预载荷高强度栓接结构连接副 第5部分：平垫圈 GB/T32076.6 预载荷高强度栓接结构连接副 第6部分：倒角平垫圈 GB/T32076.8 预载荷高强度栓接结构连接副 第8部分：扭剪型圆头螺栓和螺母连接副 GB/T32076.9 预载荷高强度栓接结构连接副 第9部分：扭剪型大六角头螺栓和螺母连接副 YB/T5293 金属材料顶锻试验方法
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
耐候钢 weatheringsteel 通过添加少量的合金元素如Cu、P、Cr、Ni等，使其在金属基体表面上形成保护层，以提高耐大气腐
蚀性能的钢。
［来源：GB/T4171—2008,3.1］
3.2
耐大气腐蚀性指数 atmospheric corrosion resistingindex I 代表低合金钢材耐大气腐蚀的参数。 注：该指数利用基于钢的化学成分的预测公式计算得到，指数越大，钢的耐腐蚀性能越好。
3.3
耐候钢高强度螺栓连接副highstrengthboltingassembliesofweatheringsteel 由耐候钢制造的高强度螺栓、高强度螺母和高强度垫圈组成的连接副。
4型式尺寸
连接副包括1个螺栓、1个螺母和1个/2个垫圈，型式尺寸应符合GB/T1228、GB/T1229、
GB/T1230、GB/T3632、GB/T32076.3～32076.6、GB/T32076.8和GB/T32076.9等产品标准的规定。
2 GB/T 43151—2023
5 技术要求
5.1 材料及使用配合 5.1.1材料
耐候钢高强度螺栓、螺母和垫圈宜采用相同化学成分的材料，化学成分（熔炼分析）限值应符合表1 的规定，成品化学成分允许偏差应符合GB/T222的规定。材料具有足够的透性，在淬火后回火前应获得约90%的马氏体组织。依据GB/T4171计算得到的连接副用耐候钢耐大气腐蚀性指数I应不小于构件钢材的耐大气腐蚀性指数，且应不小于6.0。
连接副用钢技术条件按附录A的规定。其他在用连接副耐候钢材料牌号及化学成分见附录B。
表1 螺栓/螺母/垫圈用耐候钢材料化学成分
化学成分（质量分数）
最低回火温度
%
℃
Mn
Ni
Cr
Mo
P ≤0.035
S ≤0.040 0.20~0.60 ≥0.20 ≥0.45 ≥0.10
Cu
C
427
0.30~0.52 ≥0.60
螺栓应在奥氏体化温度下，采用油冷淬火。
5.1.2 螺栓、螺母、垫圈的使用配合
螺栓、螺母、垫圈的使用配合应符合表2的规定。
表2 螺栓、螺母、垫圈的使用配合
类别
螺栓 NH8.8S NH10.9S NH10.9S
螺母 NH8H NH10H NH10H
垫圈
329HV30~436HV30(35HRC~45HRC) 329HV30~436 HV30(35 HRC~45 HRC) 329 HV30~436 HV30(35 HRC~45 HRC)
大六角头螺栓连接副
扭剪型螺栓连接副
5.2 机械性能 5.2.1 螺栓 5.2.1.1 试件机械性能
按6.1.1规定的方法在环境温度10℃～35℃条件下进行试验时，机械加工试件的机械性能应符合表3的规定。
3 GB/T 43151—2023
表3 螺栓机械性能
规定非比例延 机械加工试件 机械加工试件 吸收能量
硬度
抗拉强度 伸0.2%的应力 的断后伸长率 的断面收缩率 KV2/J R /MPa Rro.2 / MPa
性能等级
A /% min 12 10
Z/% min 52 48
-20 ℃ min 27 27
HV30
HRC
min
NH8.8S 830~1030 660 NH10.9S 1 040~1190 940
249~296 23~31 312~367 32~38
5.2.1.2 实物机械性能
按6.1.1规定的方法在环境温度10℃～35℃条件下进行螺栓实物楔负载试验时，拉力载荷应在表4规定的范围内，且断裂应发生在螺纹部分或螺纹与无螺纹杆部交接处。
当螺栓长径比I/d≤3时，如不能做楔负载试验，可做拉力载荷试验或芯部硬度试验。 拉力载荷应符合表4的规定，芯部硬度应符合表3的规定。表4未规定的规格范围按相关产品标准要求
表4 拉力载荷”
单位为牛顿
M20 (M22) M24 (M27) M30 M36 2.5
M12 1.75
M16 2
螺纹规格d P/mm
2.5
3.5
3
3
4
螺纹公称应力截面积
84.3
157
245
303
353
459
561
817
As.om /mm
70000~ 130 000~ 203000~ 251 000~ 293 000~ 381 000~ 466 000~ 678 000~ 86 800 162 000 252000 312000 364 000 473 000 578 000 842 000 87 700~ 163 000~ 255000~ 315000~ 367 000~ 477 000~ 583 000~ 850 000~ 100 000 187 000 292000 361 000 420000 546 000 668 000 972 000
性能等级NH8.8S
性能等级NH10.9S
注：P. 螺距。 根据Amm计算得出，100000N以内圆整到上一个100N，100000N以上圆整到上一个1000N。
5.2.1.3 脱碳层
螺栓的脱碳层应符合GB/T3098.1的规定。 5.2.2 螺母 5.2.2.1 保证载荷
按6.1.2规定的方法在环境温度10℃～35℃条件下进行试验时，螺母保证载荷应符合表5规定。 表5未规定的规格范围按相关产品标准要求
4 GB/T 43151—2023
表8 符合GB/T32076.8/GB/T32076.9的扭剪型螺栓连接副紧固轴力极限值
紧固轴力Frmin (0.7R.XA..mm)
每批紧固轴力的平均值F平均nin
标准试验芯棒螺纹公称应力截面积
(0.77RmXA.nom)
螺纹规格d
N 59 010 109 900 171 500 212100 247 100 321 300 392 700 571 900
A..nom/mm
N 64 911 120 890 188 650 233 310 271 810 353 430 431 970 629090
M12 M16 M20 M22 M24 M27 M30 M36
84.3 157 245 303 353 459 561 817
5.4 耐候性
经供需双方协商，可对连接副材料的耐大气腐蚀性能进行判定。钢的耐大气腐蚀指数1应不小于 6.0，计算方法见GB/T4171。 5.5 螺栓、螺母的螺纹
螺纹的基本尺寸应符合GB/T196中粗牙普通螺纹的规定。螺栓螺纹公差带应为GB/T197中 6g，螺母螺纹公差带应为GB/T197中6H。 5.6 表面缺陷
螺栓、螺母的表面缺陷应分别符合GB/T5779.1和GB/T5779.2的规定。垫圈不应有裂纹、毛刺、 浮锈和影响使用的凹痕、划伤。 5.7 表面处理
连接副应进行保证扭矩系数或紧固轴力的表面处理，有需要时，可由供需协议采用其他处理方法。
6 试验方法
6.1 机械性能试验方法 6.1.1 螺栓机械性能试验方法按GB/T3098.1的规定。 6.1.2 螺母机械性能试验方法按GB/T3098.2的规定。 6.1.3 垫圈硬度试验方法按GB/T3098.26的规定。 6.2 扭矩系数试验方法
大六角头螺栓连接副扭矩系数试验方法按GB/T1231或GB/T32076.2的规定。
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