碳素鋼和合金鋼制緊固件機(jī)械性能：第二部分 規(guī)定性能等級(jí)的螺母 ISO 898 (-2) - 2022
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命名系統(tǒng)（螺母型式、性能等級(jí)）
5.1 螺母形式（三種）
對(duì)于無法蘭面和無有效力矩特征的標(biāo)準(zhǔn)六角螺母，適用下列限制：
1型：標(biāo)準(zhǔn)螺母，最小高度為0.80D≤mmin＜ 0.89D,見表B.1；
2型：高螺母，最小高度為mmin≥0.89D,見表B.1；
0型：薄螺母，最小高度為0.45D≤mmin＜ 0.80D。
對(duì)于其他標(biāo)準(zhǔn)螺母（如：法蘭面螺母、有效力矩型螺母、非六角螺母等），型式應(yīng)在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中與機(jī)械性能一起說明。
表B.1 標(biāo)準(zhǔn)六角螺母的最小高度（無法蘭面且無有效力矩特征）
尺寸單位：mm
螺紋
D
對(duì)邊寬度
S公稱
六角螺母的最小高度
標(biāo)準(zhǔn)螺母（1型）
0.80D≤mmin＜ 0.89D
高螺母（2型）
mmin≥0.89D
mmin
mmin/D
mmin
mmin/D
5
8
4.4
0.88
4.8
0.96
6
10
4.9
0.82
5.4
0.9
7
11
6.14
0.88
6.84
0.98
8
13
6.44
0.81
7.14
0.9
10
16
8.04
0.8
8.94
0.89
12
18
10.37
0.86
11.57
0.96
14
21
12.1
0.86
13.4
0.96
16
24
14.1
0.88
15.7
0.98
18
27
15.1
0.84
16.9
0.94
20
30
16.9
0.85
19
0.95
22
34
18.1
0.82
20.5
0.93
24
36
20.2
0.84
22.6
0.94
27
41
22.5
0.83
25.4
0.94
30
46
24.3
0.81
27.3
0.91
33
50
27.4
0.83
30.9
0.94
36
55
29.4
0.82
33.1
0.92
39
60
31.8
0.82
35.9
0.92
對(duì)于圖紙所示螺母，應(yīng)根據(jù)最小設(shè)計(jì)螺紋高度mth,設(shè)計(jì)，以及機(jī)械性能說明其形式。在圖1與表1中規(guī)定了mth,設(shè)計(jì)。mth,設(shè)計(jì)是螺母倒角（如果有）或螺母表面，與代表公稱螺紋直徑D的理論圓柱體的交點(diǎn)之間的距離。
表1 圖紙所示螺母的設(shè)計(jì)螺紋高度
標(biāo)準(zhǔn)螺母（1型）
高螺母（2型）
薄螺母（0型）
0.73D≤mth,設(shè)計(jì),min＜0.83D
mth,設(shè)計(jì),min≥0.83D
0.40D≤mth,設(shè)計(jì),min＜0.73D
注1：通過考慮螺母的最關(guān)鍵尺寸，即最小高度mmin、倒角的最大直徑da,max 、倒角的最小倒角角度（標(biāo)準(zhǔn)螺母和高螺母為90°，薄螺母為110°）和兩個(gè)倒角（每個(gè)支承面上一個(gè)），計(jì)算mth,設(shè)計(jì),min的限值。
注2：直徑為12mm至39mm的標(biāo)準(zhǔn)六角螺母的最小比率是本表規(guī)定數(shù)值的基礎(chǔ)。
5.2 性能等級(jí)
標(biāo)準(zhǔn)螺母（1型）和高螺母（2型）的性能等級(jí)由一個(gè)數(shù)字組成。該數(shù)字與可與之匹配的螺栓、螺釘和螺柱的相應(yīng)最高性能等級(jí)左側(cè)的數(shù)字相對(duì)應(yīng)，即單位為兆帕的匹配螺栓公稱抗拉強(qiáng)度的1/100。（示例：性能等級(jí)10級(jí)的螺母為可與最高10.9級(jí)的螺栓匹配的標(biāo)準(zhǔn)螺母或高螺母。）
薄螺母（0型）的性能等級(jí)由兩位數(shù)字組成，按以下方式規(guī)定：
a)第一位數(shù)字“零”表示降低了薄螺母的承載能力，以警告這些螺母不能設(shè)計(jì)用于防止過載情況下的螺紋脫扣失效模式；
b)第二位數(shù)字大約相當(dāng)于單位為兆帕（MPa）的公稱保證應(yīng)力SP的1/100。（示例：性能等級(jí)05級(jí)的螺母是公稱保證應(yīng)力為500MPa的薄螺母。
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材料、熱處理、化學(xué)成分和鋼的顯微組織
7.1 概述
當(dāng)螺母準(zhǔn)備在-50℃至+150℃范圍外的應(yīng)用使用時(shí)，需要考慮幾個(gè)因素，例如鋼成分、低溫或高溫下的工作時(shí)間、溫度對(duì)緊固件機(jī)械性能和夾緊零件的影響。
注：EN 10269、ASTM A320/A320M和ASTM A194/A194M中給出了在低溫和高溫下使用的鋼材的選擇和應(yīng)用信息。
鋼的化學(xué)成分范圍、熱處理?xiàng)l件（包括僅淬火和回火螺母的最低回火溫度）、以及規(guī)定性能等級(jí)組合件的顯微組織、高度（型式）和螺紋直徑，都應(yīng)符合用于粗牙螺紋螺母的表3，和用于細(xì)牙螺紋螺母的表4的規(guī)定。
7.2 熱處理
以下熱處理?xiàng)l件的螺母，應(yīng)按照表3和表4中規(guī)定的要求制造：
— 不淬火和回火（NQT）；
— 淬火和回火（QT）。
制造商可自行決定在一種或另一種條件（NQT或QT）下制造以下螺母，在這兩種情況下，這些螺母應(yīng)滿足相關(guān)熱處理?xiàng)l件的所有適用要求：
a）粗牙螺紋且符合表3要求的螺母：
— D≤M16的性能等級(jí)8級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)螺母（1型）；
— 性能等級(jí)8級(jí)的高螺母（2型）。
b）細(xì)牙螺紋且符合表4要求的螺母：
— D≤M16的性能等級(jí)6級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)螺母（1型）；
— D≤M16的性能等級(jí)8級(jí)的高螺母（2型）。
7.3 化學(xué)成分
應(yīng)根據(jù)相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定化學(xué)成分。如有爭議，產(chǎn)品分析應(yīng)符合表3或表4中規(guī)定的范圍。
對(duì)于要熱浸鍍鋅的螺母，應(yīng)適用ISO 10684中規(guī)定的附加要求。
表3 粗牙螺紋螺母鋼的化學(xué)成分范圍
熱處理
性能
等級(jí)
螺母
高度
螺紋
D
熔煉分析 ①②
回火溫度℃
min
C
Mn
P
S
min
max
min
max
max
不淬火和回火（NQT） ③
04 ④
0型
M5≤D≤M39
0.06
0.58
0.25
0.06
0.15
/
5 ④
1型
M5≤D≤M39
6 ④
1型
M5≤D≤M39
8
1型
M5≤D≤M16 ⑤
2型
M5≤D≤M39 ⑤
淬火和回火（QT） ⑥
05
0型
M5≤D≤M39
0.15
0.58
0.45
0.048
0.058
380
8
1型
M5≤D≤M39
2型
M5≤D≤M39
10
1型
M5≤D≤M39
2型
M5≤D≤M39
12
1型
M5≤D≤M16
0.18
410
2型
M5≤D≤M39
0.15
380
① 如有爭議，應(yīng)以產(chǎn)品分析為準(zhǔn)。
② 如果滿足本標(biāo)準(zhǔn)要求的機(jī)械和物理性能，可添加合金元素。
③ 根據(jù)7.4.1條，NQT螺母鋼的組織不應(yīng)包含淬火顯微組織。
④ 這些螺母可用含硫、磷和鉛的易切削鋼制造，含量如下：S≤0.35%；P≤0.11%；Pb≤0.35%。
⑤ 制造商可自行決定對(duì)這些螺母進(jìn)行淬火和回火，在這種情況下，應(yīng)適用QT螺母的所有要求。
⑥ 根據(jù)7.4.2條，QT螺母的顯微組織應(yīng)顯示約90%的馬氏體。
表4 細(xì)牙螺紋螺母鋼的化學(xué)成分范圍
熱處理
性能
等級(jí)
螺母
高度
螺紋
D
熔煉分析 ①②
回火溫度℃
min
C
Mn
P
S
min
max
min
max
max
不淬火和回火（NQT） ③
04 ④
0型
M8≤D≤M39
0.06
0.58
0.25
0.06
0.15
/
6 ④
1型
M8≤D≤M16 ⑤
8
2型
M8≤D≤M16 ⑤
淬火和回火（QT） ⑥
05
0型
M8≤D≤M39
0.15
0.58
0.45
0.048
0.058
380
6
1型
M8≤D≤M39
8
1型
M8≤D≤M16
1型
M16＜D≤M39
0.18
410
2型
M8≤D≤M39
0.15
380
10
1型
M8≤D≤M16
2型
M8≤D≤M39
12
2型
M8≤D≤M39
0.18
410
① 如有爭議，應(yīng)以產(chǎn)品分析為準(zhǔn)。
② 如果滿足本標(biāo)準(zhǔn)要求的機(jī)械和物理性能，可添加合金元素。
③ 根據(jù)7.4.1條，NQT螺母鋼的組織不應(yīng)包含淬火顯微組織。
④ 這些螺母可用含硫、磷和鉛的易切削鋼制造，含量如下：S≤0.35%；P≤0.11%；Pb≤0.35%。
⑤ 制造商可自行決定對(duì)這些螺母進(jìn)行淬火和回火，在這種情況下，應(yīng)適用QT螺母的所有要求。
⑥ 根據(jù)7.4.2條，QT螺母的顯微組織應(yīng)顯示約90%的馬氏體。
7.4 鋼的顯微組織
7.4.1 不淬火和回火螺母
不淬火和回火（NQT）螺母應(yīng)按鍛造或機(jī)加工狀態(tài)供貨。鋼的組織不應(yīng)包含淬火顯微組織。
7.4.2 淬火和回火螺母
對(duì)于要淬火和回火（QT）螺母的材料，應(yīng)具有足夠的淬透性，確保整個(gè)螺母具有由約90%馬氏體組成的均勻顯微組織。
制造商應(yīng)確保超過奧氏體轉(zhuǎn)變溫度，和在淬火期間在整個(gè)螺母中，允許實(shí)現(xiàn)馬氏體充分轉(zhuǎn)變的足夠時(shí)間，確保一致的機(jī)械性能。
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機(jī)械和物理性能
8.2 保證載荷
表5 粗牙螺紋螺母的保證載荷
螺紋
D
螺距
P
保證載荷，Fp（N）
性能
04 ①
05 ①
5
6
8
10
12
M5
0.8
5400
7100
8250
9500
12140
14800
16300
M6
1
7640
10000
11700
13500
17200
20900
23100
M7
1
11000
14500
16800
19400
24700
30100
33200
M8 ②
1.25
13900
18300
21600
24900
31800
38100
42500
M10 ②
1.5
22000
29000
34200
39400
50500
60300
67300
M12
1.75
32000
42200
51400
59000
74200
88500
100300
M14
2
43700
57500
70200
80500
101200
120800
136900
M16
2
59700
78500
95800
109900
138200
164900
186800
M18
2.5
73000
96000
121000
138200
176600
203500
230400
M20
2.5
93100
122500
154400
176400
225400
259700
294000
M22
2.5
115100
151500
190900
218200
278800
321200
363600
M24
3
134100
176500
222400
254200
324800
374200
423600
M27
3
174400
229500
289200
348800
452100
486500
550800
M30
3.5
213200
280500
353400
426400
552600
594700
673200
M33
3.5
263700
347000
437200
527400
683600
735600
832800
M36
4
310500
408500
514700
620900
804700
866000
980400
M39
4
370900
488000
614900
741800
961400
1035000
1171000
① 當(dāng)使用薄螺母時(shí)，應(yīng)用應(yīng)考慮脫扣載荷，該載荷低于具有全承載能力的螺母的保證載荷。
② 螺紋公差等級(jí)6H的熱浸鍍鋅螺母應(yīng)符合本表的要求。對(duì)于符合ISO 965-5螺紋公差等級(jí)6AX和6AZ的熱浸鍍鋅螺母，應(yīng)適用ISO 10684中規(guī)定的M8和M10的較低保證載荷。
表6 細(xì)牙螺紋螺母的保證載荷
螺紋
D×P
保證載荷，Fp（N）
性能等級(jí)
04 ①
05 ①
6
8
10
12
M8×1
14900
19600
30200
37400
43100
47000
M10×1.25
23300
30600
47100
58400
67300
73400
M10×1
24500
32200
49700
61600
71000
77400
M12×1.5
33500
44000
68700
84100
97800
105700
M12×1.25
35000
46000
71800
88000
102200
110500
M14×1.5
47500
62500
97500
119400
138800
150000
M16×1.5
63500
83500
130300
159500
185400
200400
M18×2
77500
102000
177500
210100
220300
248100
M18×1.5
81700
107500
187000
221500
232200
262800
M20×2
98000
129000
224500
265700
278600
313500
M20×1.5
103400
136000
236600
280200
293800
329900
M22×2
120800
159000
276700
327500
343400
386500
M22×1.5
126500
166500
289700
343000
359600
404700
M24×2
145900
192000
334100
395500
414700
467100
M27×2
188500
248000
431500
510900
535700
609800
M30×2
236000
310500
540300
639600
670700
764100
M33×2
289200
380500
662100
783800
821900
935800
M36×2
328700
432500
804400
942800
934200
1063900
M39×2
391400
515000
957900
1123000
1112000
1265000
① 當(dāng)使用薄螺母時(shí)，應(yīng)用應(yīng)考慮脫扣載荷，該載荷低于具有全承載能力的螺母的保證載荷。
8.3 硬度
當(dāng)按照規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，具有規(guī)定性能等級(jí)的螺母應(yīng)滿足硬度要求，如下所示：
— 對(duì)于NQT螺母，給出的最低硬度僅供參考，但應(yīng)適用表7或表9中的最高硬度要求；
— 對(duì)于QT螺母，應(yīng)適用表8或表10中的最低硬度和最高硬度要求。根據(jù)10.2.7條在芯部和螺紋測(cè)定硬度的差值不應(yīng)大于30HV。
表7 粗牙螺紋不淬火和回火（NQT）螺母的硬度
性能
等級(jí)
型式
螺紋D
維氏硬度 HV
換算的布氏硬度 ①
HB或HBW
換算的洛氏硬度 ①
min
max
min
max
min
max
04
0型
M5≤D≤M39
188
334
179
318
88.8HRB
33.9HRC
5
1型
M5≤D≤M16
130
124
71.2HRB
M16＜D≤M39
146
139
77.9HRB
6
1型
M5≤D≤M16
150
143
78.7HRB
M16＜D≤M39
170
162
85HRB
8
1型
M5≤D≤M16 ②
200
190
91.5HRB
2型
M5≤D≤M39 ②
① 布氏硬度和洛氏硬度根據(jù)ISO 18265（非合金鋼和低合金鋼條件）由HV值換算。
② 制造商可自行決定對(duì)這些螺母進(jìn)行淬火和回火：在這種情況下，應(yīng)適用表8。
表8 粗牙螺紋淬火和回火（QT）螺母的硬度
性能
等級(jí)
型式
螺紋
D
維氏硬度 HV
換算的布氏硬度 ①
HB或HBW
換算的洛氏硬度 ①
min
max
min
max
min
max
05
0型
M5≤D≤M39
272
353
268
349
26.5HRC
36.9HRC
8
1型
M5≤D≤M16
200
334
195 ②
330
92.7HRB ②
34.8HRC
M16＜D≤M39
233
228
98.9HRB
2型
M5≤D≤M39
200
195 ②
92.7HRB ②
10
1型
M5≤D≤M39
272
353
268
349
26.5HRC
36.9HRC
2型
M5≤D≤M3
233
228
98.9HRB
12
1型
M5≤D≤M16
308
368
304
363
31.6HRC
38.5HRC
2型
M5≤D≤M39
272
353
268
349
26.5HRC
36.9HRC
① 布氏硬度和洛氏硬度根據(jù)ISO 18265（淬火和回火條件）由HV值換算。
② 外推值（對(duì)于小于210HV的值，ISO 18265中沒有換算）。
表9 細(xì)牙螺紋不淬火和回火（NQT）螺母的硬度
性能
等級(jí)
型式
螺紋
D
維氏硬度 HV
換算的布氏硬度 ①
HB或HBW
換算的洛氏硬度 ①
min
max
min
max
min
max
04
0型
M8≤D≤M39
188
334
179
318
88.8HRB
33.9HRC
6
1型
M8≤D≤M16 ②
200
190
91.5HRB
8
2型
M8≤D≤M16 ②
233
212
95.4HRB
① 布氏硬度和洛氏硬度根據(jù)ISO 18265（非合金鋼和低合金鋼條件）由HV值換算。
② 制造商可自行決定對(duì)這些螺母進(jìn)行淬火和回火：在這種情況下，應(yīng)適用表10。
表10 細(xì)牙螺紋淬火和回火（QT）螺母的硬度
性能
等級(jí)
型式
螺紋
D
維氏硬度 HV
換算的布氏硬度 ①
HB或HBW
換算的洛氏硬度 ①
min
max
min
max
min
max
05
0型
M8≤D≤M39
272
353
268
349
26.5HRC
36.9HRC
6
1型
M8≤D≤M16
200
334
195 ②
330
92.7HRB ②
34.8HRC
M16＜D≤M39
233
334
228
330
98.9HRB
34.8HRC
8
1型
M8≤D≤M16
262
334
258
330
24.9HRC
34.8HRC
M16＜D≤M39
295
353
291
349
29.8HRC
36.9HRC
2型
M8≤D≤M16
223
334
218
330
97.2HRB
34.8HRC
M16＜D≤M39
244
334
239
330
21.9HRC
34.8HRC
10
1型
M8≤D≤M16
320
380
316
375
33.1HRC
39.6HRC
2型
M8≤D≤M39
272
353
268
349
26.5HRC
36.9HRC
12
2型
M8≤D≤M39
308
368
304
363
31.6HRC
38.5HRC
① 布氏硬度和洛氏硬度根據(jù)ISO 18265（淬火和回火條件）由HV值換算。
② 外推值（對(duì)于小于210HV 的值，ISO 18265中沒有換算）。
8.4 表面缺陷
表面缺陷應(yīng)符合ISO 6157-2的要求。
-
保證應(yīng)力 Sp
保證應(yīng)力 S P 與保證載荷值 F P 和螺栓公稱應(yīng)力截面積 A s 相關(guān)， 如下公式所示：
表C.1和C.2給出的保證應(yīng)力僅供參考。
表C.1和C.2的Sp值是ISO/TR 16224中提供的計(jì)算結(jié)果。這些計(jì)算分組是本標(biāo)準(zhǔn)硬度值和保證載荷值修訂的基礎(chǔ)。在本次修訂中，僅當(dāng)1992年和2022年的保證應(yīng)力相差超過5%時(shí)，才根據(jù)重新計(jì)算的值更新ISO 898-2:1992中的保證載荷值。因此，本標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)保證載荷值與表C.1和C.2中給出的Sp的相應(yīng)計(jì)算值之間存在不一致性。
應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)表5和表6中規(guī)定的保證載荷值。
表C.1 保證應(yīng)力 Sp粗牙螺紋
螺紋
D
保證應(yīng)力 Sp（MPa）
性能等級(jí)
04
05
5
6
8
10
12
匹配螺栓的公稱抗拉強(qiáng)度
Rm,公稱（ISO 898-1）
/
/
500
600
800
1000
1200
M5至M7
380
500
585
680
860
1040
1150
M8至M10
605
705
885
1180
M12至M16
610
710
895
1050
1195
M18至M24
640
740
965
1070
1205
M27至M39
660
760
985
1095
1220
表C.2 保證應(yīng)力Sp細(xì)牙螺紋
螺紋
D
保證應(yīng)力 Sp（MPa）
性能等級(jí)
04
05
6
8
10
12
匹配螺栓的公稱抗拉強(qiáng)度
Rm,公稱（ISO 898-1）
/
/
600
800
1000
1200
M8至M10
380
500
795
970
1100
1200
M12至M16
790
1110
1210
M18至M24
870
1030
1080
1215
M27至M33
1045
1230
M36至M39
930
1090
表5或表6中未規(guī)定的保證載荷值應(yīng)使用As的精確數(shù)據(jù)（見下文）進(jìn)行計(jì)算，并應(yīng)僅在最后修約計(jì)算值，不大于100000 N，修約至靠上的10N，大于100000N，修約至靠上的100N。
根據(jù)ISO 898-1，公稱應(yīng)力截面積As按下列公式計(jì)算：
其中：d2為符合ISO 724的外螺紋基本中徑
d3為外螺紋小直徑
其中：d1為符合ISO 724的外螺紋基本小徑
H 為符合ISO 68-1的螺紋基本三角形的高度