ICS21.060.10;21.060.20 J 13
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T3098.24—2020
紧固件机械性能
高温用不锈钢和镍合金螺栓、螺钉、
螺柱和螺母
Mechanical properties of fasteners-Stainless steel and nickel alloys bolts
screws, studs and nuts for high temperature applications
2021-06-01实施
2020-11-19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/T3098.24—2020
目 次
前言引言
范围规范性引用文件
1
2
3 术语和定义
代号 5 标记制度 6 材料和加工 6.1 化学成分 6.2 紧固件热处理 6.3 表面精饰 6.4 螺栓和螺母连接副设计 6.5 耐高温环境 6.6 紧固件使用温度
4
机械性能 7.1 螺栓、螺钉和螺柱机械性能 7.2 螺母机械性能· 8 试验方法和检验的适用性 8.1 试验方法适用性 8.2 制造者的检验 8.3 供应商的检验 8.4sz需方的检验
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16 16
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8.5 试验结果交付环境温度条件下试验方法
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9.1 螺栓、螺钉和螺柱实物拉力试验 9.2 螺栓、螺钉和螺柱硬度试验 9.3 螺母保证载荷试验 9.4 螺母硬度试验 10 高温条件下试验方法 10.1 螺栓、螺钉和螺柱拉伸试验 10.2 螺栓、螺钉、螺柱和螺母的应力破坏试验 10.3 螺栓、螺钉、螺柱和螺母的应力松弛试验 10.4 变试验 11 标志 11.1 通则
17 22 23 25
26 26 29 30 33
33
33 GB/T3098.24—2020
33 33 35 36 40 42
11.2 制造者识别标志 11.3 紧固件标志 11.4 包装标志附录A（资料性附录） 紧固件用高温不锈钢和镍合金国标牌号及化学成分表附录B（资料性附录） 马氏体不锈钢回火参考文献
II GB/T3098.24—2020
前言
GB/T3098《紧固件机械性能》包括以下部分：
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/T 3098.3 紧固件机械性能 紧定螺钉； GB/T 3098.5 紧固件机械性能 自攻螺钉； GB/T 3098.6 紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉和螺柱； GB/T 3098.7 紧固件机械性能 自挤螺钉； GB/T 3098.8 紧固件机械性能 - 200℃～+700℃使用的螺栓连接零件； GB/T 3098.9 紧固件机械性能 有效力矩型钢锁紧螺母； GB/T3098.10 紧固件机械性能 有色金属制造的螺栓、螺钉、螺柱和螺母； GB/T 3098.11 紧固件机械性能 自钻自攻螺钉； GB/T 3098.12 紧固件机械性能 螺母锥形保证载荷试验； GB/T 3098.13 紧固件机械性能 螺栓与螺钉的扭矩试验和破坏扭矩公称直径1～10mm； GB/T3098.14 紧固件机械性能 螺母扩孔试验； GB/T 3098.15 紧固件机械性能 不锈钢螺母； GB/T 3098.16 紧固件机械性能 不锈钢紧定螺钉； GB/T 3098.17 紧固件机械性能 检查氢脆用预载荷试验平行支承面法； GB/T3098.18 紧固件机械性能 盲铆钉试验方法； GB/T 3098.19 紧固件机械性能 抽芯铆钉； GB/T3098.20 紧固件机械性能 蝶形螺母保证扭矩； GB/T 3098.21 紧固件机械性能 不锈钢自攻螺钉； GB/T3098.22 紧固件机械性能 细晶非调质钢螺栓、螺钉和螺柱； GB/T3098.23 紧固件机械性能 M42~M72螺栓、螺钉和螺柱； GB/T 3098.24 紧固件机械性能 高温用不锈钢和镍合金螺栓、螺钉、螺柱和螺母； GB/T 3098.25 紧固件机械性能 不锈钢和镍合金紧固件选用指南。
本部分为GB/T3098的第24部分本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分由中国机械工业联合会提出，本部分由全国紧固件标准化技术委员会（SAC/TC85)归口。 本部分起草单位：中机生产力促进中心、河北五维航电科技股份有限公司、奥展实业有限公司、山东
高强紧固件有限公司、机械工业通用零部件产品质量监督检测中心、上海群力紧固件制造有限公司、浙江国检检测技术股份有限公司、湖南申亿机械应用研究院有限公司、舟山市7412工厂、河北信德电力配件有限公司、吉利汽车研究院（宁波有限公司、眉山中车紧固件科技有限公司、上海高强度螺栓厂有限公司、山东美陵化工设备股份有限公司、江苏佳杰特种螺钉有限公司、江苏耀德科技发展有限公司。
本部分由全国紧固件标准化技术委员会负责解释。
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SZ
III GB/T3098.24—2020
引言
高温应用的不锈钢和镍合金紧固件的性能取决于材料的化学成分、热处理工艺和紧固件的制造工
艺。环境温度条件下的静态或动态特性，如抗拉强度、硬度或抗疲劳性，并不是设计高温应用紧固件的全部。
事实上，在300℃以上的高温下，还会出现其他现象，例如：拉伸性能和硬度下降、热氧化、应力松弛和蠕变。这些现象对紧固件的耐久性和使用寿命都有重要影响。因此，选择合适的材料类别是避免高温氧化的关键，并应通过专门的测试对紧固件产品进行确认。
本部分在立项制定过程中，ISO/TC2紧固件技术委员会也开展了相应项目的工作，为今后标准应用过程中能够最大限度地与国际标准形成互换性，在标准制定过程中，尽量与ISO/TC2各成员国已确认的技术内容保持一致
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N GB/T3098.24—2020
紧固件机械性能
高温用不锈钢和镍合金螺栓、螺钉、
螺柱和螺母
1范围
GB/T3098的本部分规定了由耐腐蚀不锈钢和镍合金制造的、在高温至800℃条件下使用的螺栓、 螺钉、螺柱和螺母在环境温度为10℃～35℃条件下进行测试时机械性能要求，
注：本部分中规定的紧固件也适用于在低温下使用，通常至一50℃。更多信息，请参见GB/T3098.25，本部分规定了三类材料紧固件性能：马氏体不锈钢、奥氏体沉淀硬化不锈钢和镍合金。
GB/T3098.25提供了适用的不锈钢和镍合金及其性能的通用规则和附加技术信息
本部分适用的紧固件：
符合GB/T192规定的普通螺纹；一符合GB/T193规定的直径与螺距组合； —符合GB/T197和GB/T9145规定的公差； —一粗牙螺纹M3~M39；细牙螺纹M8×1~M39×3；
一任何形状的全承载能力紧固件。 本部分规定也适用于尺寸超出适用范围、但满足所有使用要求的紧固件。 本部分不涉及降低承载能力紧固件（如：薄螺母和由于头部、杆部强度低于螺纹部分的螺栓、螺钉和
螺柱）。
本部分未规定以下性能要求：
扭矩-夹紧力性能； —剪切强度；耐疲劳性；一可焊接性；一锁紧性能。
规范性引用文件
2
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注目期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 90.3 紧固件质量保证体系 GB/T 192 普通螺纹基本牙型 GB/T 196 普通螺纹基本尺寸 GB/T 228.1 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 1800.2 产品几何技术规范（GPS） 线性尺寸公差ISO代号体系第2部分：标准公差带
1 GB/T3098.24—2020
代号和孔、轴极限偏差表
GB/T3098.2—2015 紧固件机械性能螺母 GB/T 3098.6 紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱 GB/T3098.25 紧固件机械性能不锈钢和镍合金紧固件选用指南 GB/T 4340.1 金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法 GB/T 5277 紧固件螺栓和螺钉通孔 GB/T 12160 金属材料单轴试验用引伸计系统的标定 GB/T16823.3 紧固件扭矩-夹紧力试验 GB/T16825.1 静力单轴试验机的检验第1部分：拉力和（或）压力试验机测力系统的检验与
校准
GB/T39310 紧固件检查文件类型 ISO7961航空航天螺栓试验方法（Aerospace一Bolts一Testmethods） ISO/TS4949基于字母代号的钢材名称(Steelnamesbasedonlettersymbols） EN10319-2金属材料拉伸应力松弛试验第2部分：螺栓连接（Metallicmaterials一Tensile
stress relaxation testingPart 2:Procedure for bolted joint models)
3术语和定义
GB/T3098.25界定的以及下列术语和定义适用于本文件
3.1
不锈钢stainless steel 以不锈、耐蚀性为主要特性，且铬（Cr)含量至少为10.5%，碳（C)含量最大不超过1.2%的钢。
3.2
马氏体不锈钢 martensiticstainless steel 基体为马氏体组织，有磁性，通过热处理可调整其力学性能的不锈钢。
3.3
沉淀硬化不锈钢precipitationhardeningstainless steel 基体为奥氏体或马氏体组织，并能通过沉淀硬化（又称时效硬化）处理使其强（硬）化的不锈钢。
3.4
镍合金 nickel alloy 镍含量不小于50%的合金
3.5
保温时间 soakingtime 工件在工艺规定温度下保持的时间。
3.6
全承载能力螺栓和螺钉boltandscrewwithfullloadability 头部强度大于螺纹部分和无螺纹杆部（d。～d，或d。>d，），且满足最小极限拉力载荷的螺栓和螺
SAC
钉或全螺纹螺钉。 3.7
全承载能力螺柱 stud with full loadability 无螺纹杆径d。~d2或d。>d2，且满足最小极限拉力载荷的螺柱
2 GB/T3098.24—2020
3.8
全承载能力螺母nutwithfullloadability 保证载荷符合GB/T3098.15规定，最小高度不小于0.8D的标准螺母或高螺母
3.9
蠕变 creep 因施加应力而产生的应变随时间的增大。
3.10
松弛 relaxation 总应变保持不变，应力随时间逐渐丧失的现象。
4 代号
下列代号适用于本文件。 A紧固件实物断后伸长量，单位为毫米（mm）； As.om螺纹公称应力截面积，单位为平方毫米（mm"）； AT! 紧固件实物高温断后伸长量，单位为毫米（mm）； 6螺纹长度，单位为毫米（mm）； D 内螺纹公称直径，单位为毫米（mm）； D2F 内螺纹基本中径，单位为毫米（mm）； d 外螺纹公称直径，单位为毫米（mm）； dh 外螺纹紧固件拉伸试验装置或螺母保载试验装置孔径，单位为毫米（mm）； d. 无螺纹杆径，单位为毫米（mm）； d, 外螺纹基本小径，单位为毫米（mm）； d2 外螺纹基本中径，单位为毫米（mm）； ds 外螺纹小径（应力截面积计算用），单位为毫米（mm）； Fmf 极限拉力载荷，单位为牛（N)； Fmf.T 高温极限拉力载荷，单位为牛（N)； F..T 螺母高温极限脱扣载荷，单位为牛（N）；
Fp 螺母保证载荷，单位为牛（N)； Fpf 紧固件实物规定塑性延伸率为0.2%时的载荷，单位为牛（N）； Fpf.T 紧固件实物高温规定塑性延伸率为0.2%时的载荷，单位为牛（N）； H 螺纹原始三角形高度，单位为毫米（mm）； h 螺母保载试验装置厚度，单位为毫米（mm）； L. 施加载荷前紧固件的总长度，单位为毫米（mm）； Li 断后紧固件的总长度，单位为毫米（mm）； L2 拉伸试验前的夹紧长度，单位为毫米（mm）
外螺纹紧固件公称长度，单位为毫米（mm）； lt 螺柱的总长度，单位为毫米（mm）； I th 在试验夹具中紧固件未旋合螺纹的长度，单位为毫米（mm）； m 螺母高度，单位为毫米（mm）；
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