1、不锈钢紧固件机械性不锈钢紧固件机械性能能单击此处输入你的副标题，请尽量言简意赅的阐述观点。不锈钢紧固件机械性能不锈钢紧固件机械性能主要内容主要内容一、不锈钢基础知识一、不锈钢基础知识 二、耐腐蚀不锈钢紧固件机械性能二、耐腐蚀不锈钢紧固件机械性能三、不锈钢组别与化学成分三、不锈钢组别与化学成分四、不锈钢螺栓、螺钉和螺柱的机械性能四、不锈钢螺栓、螺钉和螺柱的机械性能五、不锈钢紧固件试验方法五、不锈钢紧固件试验方法六、标准中的附录六、标准中的附录一、不锈钢基础知识一、不锈钢基础知识 1 1、不锈钢的定义：、不锈钢的定义：含铬量为10.5%以上的铁基合金称为不锈钢。不锈钢是不锈钢和耐酸钢的简称。在冶金
2、学和材料科学领域中，依据钢的主要性能特征，将含铬量大于10.5%，且以耐蚀性和不锈性为主要使用性能的一系列铁基合金称作不锈钢。通常对在大气、水蒸汽和淡水等腐蚀性较弱的介质中不锈和耐腐蚀的钢种称为不锈钢；对在酸、碱、盐等腐蚀性强烈的环境中具有耐蚀性的钢种称为耐酸钢。两个钢类因成分上的差异而导致了它们具有不同的耐蚀性，前者合金化程度低，一般不耐酸；后者合金化程度高，既具有耐酸性又具有不锈性。2 2、不锈钢最基本的特性：、不锈钢最基本的特性：是它在大气条件下的耐锈性和在各种液体介质中有耐蚀性。这一特性与钢中的铬含量有直接关系，铬的存在使钢材表面生成一层看不见的膜，它能防止氧化，使材料“钝化”或者说抗
3、腐蚀。添加其它如镍或钼等元素能提高抗腐蚀性、强度和耐温性。随着铬含量的提高而增强。当铬含量达到10.5%以上时钢的这一特征发生突变，从易生锈到不锈，从不耐蚀到耐腐蚀。而且含铬量从10.5%以后随着铬含量的不断提高，其耐锈性和耐蚀性也不断得到改善。一般不锈钢的最高铬含量为26%，更高的铬含量已没有必要。3 3、不锈钢的分类：、不锈钢的分类：不锈钢钢种很多，性能又各异，常见的分类方法有：按钢的组织结构分类，如马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和双相不锈钢等。按钢中的主要化学成分或钢中一些特征元素来分类，如铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢以及超低碳不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等。按钢的性能
4、特点和用途来分类，如耐硝酸（硝酸级）不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、高强度不锈钢等。按钢的功能特点分类，如低温不锈钢，无磁不锈钢，易切削不锈钢，超塑性不锈钢等。目前最常用的分类方法是按钢的组织结构特点和按钢的化学成份特点以及两者相结合的方法来分类。例如，把目前的不锈钢分为：马氏体钢（包括马氏体Cr不锈钢和马氏体Cr-Ni不锈钢）、铁素体钢、奥氏体钢（包括Cr-Ni和Cr-Mn-Ni（-N）奥氏体不锈钢）、双相钢（+双相）和沉淀硬化型钢等五大类，或分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大类。4 4、各类不锈钢简介：、各类不锈钢简介：、奥氏体系不锈钢、奥氏体系不锈钢 奥氏体系不锈钢是以面
5、心立方晶体结构的奥氏体组织（相为主），无磁性，主要通过冷加工使其强化（并可能导致一定的磁性）的不锈钢。18-8不锈钢是典型的奥氏体不锈钢类型，含有约18%铬和8%镍。18-8不锈钢中包括302、303、304等级别。主要特点是：在正常热处理条件下，钢的基体组织为奥氏体，在不恰当热处理或不同受热状态下，在奥氏体基体中有可能存在少量的碳化物及铁素体组织。奥氏体不锈钢不能通过热处理方法改变它的力学性能，只能采用冷变形的方式进行强化。可以通过加入钼、铜、硅等合金化元素的方法得到适用于各种使用条件的不同钢种，如316L、304Cu等。一般无磁性、但在冷加工过程后部分零件可能产生轻微的磁性，这类钢种的重要
6、特性还具有良好的低温性能、易成型性和可焊性。并且还具有较高的抗腐蚀性。仅适用于低浓度的弱酸。在缝隙和密闭的场合，可能没有足够的氧气来维持钝化膜，可能引起缝隙腐蚀。很高浓度的卤素离子，尤其是氯离子能破坏钝化膜。、铁素体系不锈钢、铁素体系不锈钢 铁素体系不锈钢是以体心立方晶体结构的铁素体组织（相）为主，有磁性，一般不能通过热处理硬化，但冷加工可使其轻微强化的不锈钢。铁素体不锈钢含铬量12%18%，但含碳量低于0.2%，代表钢种是409、430，其耐蚀性不如奥氏体不锈钢。主要特点是：抵抗应力腐蚀开裂能力优越于奥氏体系不锈钢；常温下带强磁性；不适用于高腐蚀环境。热处理不能硬化，具有优秀的冷加工性。焊接
7、性能很差。、马氏体系不锈钢、马氏体系不锈钢 马氏体系不锈钢的基体为马氏体组织，有磁性，可通过热处理可调整其力学性能的不锈钢。马氏体系不锈钢含有铬1218%。代表钢种有410、420。主要特点是：马氏体系不锈钢常温下具有强磁性，一般来讲其耐蚀性不突出，但强度高，使用于高强度结构用钢。高温下具有稳定的奥氏体组织，空冷或油冷下转变成马氏体相，常温下具有完全的马氏体组织。因此，可以通过热处理方法提高和改变力学性能。焊接性能差。此类型不锈钢材料适用于低腐蚀环境。、双相不锈钢、双相不锈钢 基体兼有奥氏体和铁素体两相组织（其中较少相的含量一般大于15%），有磁性，可通过冷加工使其强化的不锈钢。成分中高Cr高
8、N，代表钢种是2304、2205、2507。主要特点是：在高温下基本为铁素体组织，在冷却至室温时具有30-50%铁素体+奥氏体双相组织。屈服强度高、超强的耐点蚀、耐应力腐蚀能力，易于成型和焊接。、沉淀硬化系不锈钢、沉淀硬化系不锈钢 沉淀硬化系不锈钢是基体为奥氏体或马氏体组织，并能通过沉淀硬化（又称失效硬化）处理使其硬（强）化的不锈钢。沉淀硬化不锈钢按其组织可分成马氏体沉淀硬化不锈钢（以0Crl7Ni4Cu4Nb为代表），半奥氏体沉淀硬化不锈钢（以0Crl7Ni7Al 和0Crl5Ni25Ti2MoVB为代表）和奥氏体加铁素体沉淀硬化不锈钢（以PH55A、B、C为代表）。这类材料是利用热处理后时
9、效析出Cu、Al、Ti、Nb等的金属化合物来提高材料的强度。主要特点是：这种类型的不锈钢可借助于热处理工艺调整其性能，使其在钢的成型、设备制造过程中处于易加工和易成型的组织状态。半奥氏体沉淀硬化不锈钢通过马氏体相变和沉淀硬化，奥氏体、马氏体沉淀硬化不锈钢通过沉淀硬化处理使其具有高的强度和良好的韧性。铬含量在17%左右，加之含有镍、钼等元素，因此，除具有足够的不锈性外，其耐蚀性接近于18-8型奥氏体不锈钢。沉淀硬化不锈钢经过低温时效处理和冷加工后能硬化。630型，市场上也叫17-4PH，是紧固件产品使用最多的沉淀硬化不锈钢。他们有相当高的抗拉强度和柔韧性。因此其使用性能不管在高温或低温下都表现相
10、当好。5 5、不锈钢成分中合金元素的作用、不锈钢成分中合金元素的作用 一般情况下纯金属具有比较高的塑性，当加入其他合金元素后，形成单相固溶体时也有较好的塑性，如铁镍合金可形成连续固溶体，因此铁与镍在任意比例的情况下，合金的塑性都是很高的。但在含有其它元素的条件下，形成不溶于固溶体或部分溶于固溶体的金属间化合物，使金属的塑性降低，因此合金的塑性比纯金属或单相固溶体的塑性差。铁（Fe）：是不锈钢的基本金属元素；铬（Cr）：是主要铁素体形成元素，铬与氧结合能生成耐腐蚀的Cr2O3钝化膜，是不锈钢保持耐蚀性的基本元素之一，铬含量增加可提高钢的钝化膜修复能力，一般不锈钢中的铬含量必须在12%以上；碳（C
11、）：是强奥氏体形成元素，可显著提高钢的强度，另外碳对耐腐蚀性也有不利的影响；镍（Ni）：是主要奥氏体形成元素，能减缓钢的腐蚀现象及在加热时晶粒的长大；钼（Mo）：是碳化物形成元素，所形成的碳化物极为稳定，能阻止奥氏体加热时的晶粒长大，减小钢的过热敏感性，另外钼元素能使钝化膜更致密牢固，从而有效提高不锈钢的耐Cl-腐蚀性；铌、钛（Nb、Ti）：是强碳化物形成元素，能提高钢的耐晶间腐蚀能力。但碳化钛对不锈钢的表面质量有不利影响，因此在表面要求较高的不锈钢中一般通过添加铌来改善性能。氮（N）：是强奥氏体形成元素，可显著提高钢的强度。但是对不锈钢的时效开裂影响较大，因此在冲压用途的不锈钢中要严格控制氮
12、含量。磷、硫（P、S）：是不锈钢中的有害元素，对不锈钢的耐腐蚀性和冲压性都会产生不利影响。二、耐腐蚀不锈钢紧固件机械性能二、耐腐蚀不锈钢紧固件机械性能 国际标准ISO 3506系列标准的总名称为“耐腐蚀不锈钢紧固件机械性能”，包括以下部分：第1部分：螺栓、螺钉和螺柱 第2部分：螺母 第3部分：紧定螺钉及类似的不受拉应力的紧固件 第4部分：自攻螺钉 ISO 3506-2009系列标准是对ISO 3506-1:1997、ISO 3506-2:1997、ISO 3506-3:1997和ISO 3506-4:2003的第二版对第一版进行了删改与补充，是技术性修订。耐腐蚀不锈钢紧固件机械性能国家标准共有
13、四个标准：GB/T3098.6-2000紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉和螺柱(idt ISO 3506-1：1997)GB/T3098.15-2000紧固件机械性能 不锈钢螺母(idt ISO 3506-2:1997)GB/T3098.16-2000紧固件机械性能 不锈钢紧定螺钉(idt ISO 3506-31997)GB/T3098.21-2008紧固件机械性能 不锈钢自攻螺钉(idt ISO 3506-4：2003)1 1 范围范围 ISO 3506-2009系列标准本部分规定了由奥氏体、马氏体和铁素体耐腐蚀不锈钢制造的、在环境温度为1035（1997和2003版标准规定为1525）条件
14、下进行试验时，螺栓、螺钉和螺柱、螺母、紧定螺钉及类似的不受拉应力的紧固件及自攻螺钉（其中紧定螺钉及类似的不受拉应力的紧固件仅规定了由奥氏体耐腐蚀不锈钢制造的）的机械性能，在较高或较低温度下，其性能可能不同。1.1 1.1 螺栓、螺钉和螺柱：螺栓、螺钉和螺柱：螺纹公称直径d39mm；螺纹直径与螺距符合 ISO 68-1（GB/T192-2003）、ISO 261(GB/T193-2003)、ISO 262(JB/T 7912-1999)规定的ISO米制螺纹；任何形状的。未规定以下特殊性能要求：如可焊接性；也未规定在特殊环境下的耐腐蚀性、氧化性。1.2 1.2 螺母：螺母：螺纹公称直径D39 mm
15、 螺纹直径和螺距符合ISO68-1，ISO261和ISO262规定的ISO米制螺纹；任何形状的；对边宽度符合ISO272（GB/T3104）；公称高度0.5D；未规定以下特殊性能要求：锁紧性能和可焊性能；也未规定在特殊环境下的耐腐蚀性、氧化性。1.3 1.3 紧定螺钉及类似的不受拉力的紧固件：紧定螺钉及类似的不受拉力的紧固件：螺纹公称直径1.6mmd24mm；螺纹直径和螺距符合ISO68-1，ISO261和ISO262规定的ISO米制螺纹；任何形状。未规定以下特殊性能要求：如可焊接性；也未规定在特殊环境下的耐腐蚀性、氧化性。1.4 1.4 自攻螺钉自攻螺钉 适用于ISO1478（GB/T528
16、0-2002GB/T5280-2002）规定的规格为ST2.2ST8。未规定以下特殊性能要求：比如焊接性；也未规定在特殊环境下的耐腐蚀性、氧化性。2 2 标记、标志和表面精饰标记、标志和表面精饰2.1 2.1 标记标记2.1.1 2.1.1 螺栓、螺钉和螺柱螺栓、螺钉和螺柱 螺栓、螺钉和螺柱的不锈钢组别和性能等级的标记制度，见图1。材料标记由短划隔开的两部分组成。第一部分标记钢的组别，第二部分标记性能等级。钢的组别（第一部分）标记由一个字母构成 A 奥氏体钢；C 马氏体钢 F 铁素体钢。D 铁素体和奥氏体双相钢 上述字母表示钢的组别，字母后的数字表示在该组钢中的化学成分范围（见表1）。性能等级
17、标记（第二部分）由两个或三个数字组成，数字表示该紧固件抗拉强度的1/10。示例1：A2-70表示：奥氏体钢，冷加工，最小抗拉强度为700MPa。示例2：C4-70表示：马氏体钢，淬火并回火，最小抗拉强度为700MPa。a 附录B描述了图1中钢的组别和级别划分，表1明确给出了化学成分。b 含碳量不超过0.03%的低碳奥氏体不锈钢可以外加“L”标记。例如：A4L-80c 按照ISO 16048钝化的不锈钢紧固件可以外加“P”标记。例如：A4-80P图图1 螺栓、螺钉和螺柱不锈钢组别和性能等级标记制度螺栓、螺钉和螺柱不锈钢组别和性能等级标记制度2.1.2 2.1.2 螺母螺母 螺母不锈钢组别和性能等
18、级的标记制度，见图2。材料标记由短划隔开的两部分组成。第一部分标记钢的组别，第二部分标记性能等级。钢的组别（第一部分）标记由字母和一个数字组成，字母表示钢的类别，数字表示该类钢的化学成分范围。其中：A 奥氏体钢；C 马氏体钢；F 铁素体钢；D 铁素体和奥氏体双相钢 有关螺母组别代码及化学成分范围的说明见表1。性能等级（第二部分）标记；对m0.8D 的（1型）螺母，由两个数字组成，并表示保证载荷应力的 1/10；对高度0.5Dm0.8D 的（薄型）螺母，由三个数字组成，第一位数字表示降低承载能力的螺母，后两位数字表示保证载荷应力的1/10。例1 A 2-70表示：奥氏体钢、冷加工、最小保证应力（
19、1型螺母）为 700MPa（700N/mm2）；例2 C4-70表示：马氏体钢、淬火并回火、最小保证应力(（I型螺母）为 700MPa（700N/mm2）:例3 A2035表示：奥氏体钢、冷加工、最小保证应力（薄螺母）为 350MPa（350N/mm2）。a 图中钢的类别和组别的分级，在附录A（提示的附录）中说明，化学成分按表3规定。b 含碳量低于0.03的低碳不锈钢，可增加标记“L，如A4L-80。c 根据ISO 16048钝化螺母可增加标记“P”。图图2 螺母产品不锈钢组别和性能等级标记制度螺母产品不锈钢组别和性能等级标记制度 2.1.3 2.1.3 紧定螺钉及类似的不受拉力的紧固件：紧定
20、螺钉及类似的不受拉力的紧固件：紧定螺钉及类似的紧固件不锈钢的组别和硬度等级的标记制度，见图3。材料标记由短划隔开的两部分组成，第一部分标记钢的组别，第二部分标记硬度等级。钢的组别(第一部分)标记由字母和一个数字组成，字母表示钢的类别，数字表示该类钢的化学成分范围（见表3），其中:A奥氏体钢。a 图中钢的类别和组别的分级在附录A(提示附录)中有说明，化学成分按表3规定。b 含碳量低于0.03%的低碳不锈钢，可增加标记“L”，如A4L-21H。c 符合ISO 16048的钝化紧定螺钉和类似的紧固件可增加标记“P”，如A4-21HP。图图3 紧定螺钉和类似紧固件不锈钢组别和硬度等级标记制度紧定螺钉和
21、类似紧固件不锈钢组别和硬度等级标记制度 硬度等级(第二部分)标记由表示最小维氏硬度1/10的两个数字和表示硬度的字母H组成.硬度等级硬度等级12H21H维氏硬度维氏硬度HVmin125210表表1 以维氏硬度表示硬度等级的标记以维氏硬度表示硬度等级的标记2.1.4 2.1.4 自攻螺钉自攻螺钉 自攻螺钉不锈钢材料组别和性能等级的标记系统，如图4所示。材料标记系统由水平线隔开的两部分组成，第1部分标记钢的组别，第2部分标记性能等级。A A 为奥氏体钢；C C 为马氏体钢；F F 为铁素体钢。字母表示钢的类别，数字表示该类钢的化学成分范围，如表3所示。硬度等级（第二部分）的标记由两位数字和字母H组
22、成，其中数字表示最低维氏硬度的1/10，字母表示硬度，如表2所示。表表2 性能等级的标记与维氏硬度对照表性能等级的标记与维氏硬度对照表性能等级性能等级20H25H30H40H维氏硬度维氏硬度 HV min200250300400示例1：A4-25H表示：奥氏体钢、冷加工、最低硬度为250HV。示例2：C3-40H表示：马氏体钢、淬火并回火、最低硬度为400HV。a.图1中钢的类别和组别的分级，在附录A中说明，化学成分按表3规定。b 含碳量低于0.03%的低碳奥氏体不锈钢，可增加标记“L”。如 A4L-25Hc.依据ISO 16048，钝化的自攻螺钉可以增加标记“P”。图图4 自攻螺钉不锈钢组别
23、和性能等级标记制度自攻螺钉不锈钢组别和性能等级标记制度2.22.2标志标志2.2.1 2.2.1 通则通则只有符合ISO3506：2009系列标准所规定的所有技术要求，紧固件才能按以下标记制度进行标志和（或）标记。除非产品标准有特殊要求，螺栓、螺钉头部钢印的高度不应包含在头部尺寸内。紧定螺钉和类似紧固件的标志并不是强制性的。自攻螺钉的标志是非强制性的注：螺栓、螺钉和螺柱左螺旋螺纹的标记见ISO 898-1。（GB/T 3098.1）2.2.2 2.2.2 包装标志包装标志 所有规格的所有包装上，标志制造者的商标或识别标志和钢的组别及性能等级是强制性的。所有标有性能等级符号的紧固件制造工艺都应该
24、包括包装标识。即使没有性能等级符号标记的紧固件也建议有包装标识。所有规格紧定螺钉和类似的紧固件的包装标识都是必须的，如果有特殊技术要求，还要标识硬度等级。所有规格类型的自攻螺钉的包装都应该别标示（例：通过标签）。标示应该包括制造商和/或经销商的标志，钢的组别和性能等级以及ISO 16426规定的生产批号。所有规格的紧固件的所有包装都要标记（如贴标签），这种标记或标签包括制造商或供应商的商标和钢的组别和性能等级、生产令号，这些在ISO 16426中都有定义。所有规格的所有包装上都要标记制造商和供应商的商标，也要标记钢的组别和硬度等级和ISO 16426规定的生产批号。所有规格的所有包装上，标志制
25、造者的商标或识别标志和钢的组别及性能等级是强制性的。2.2.3 2.2.3 产品上的制造者的商标或识别标志和钢的组别及产品上的制造者的商标或识别标志和钢的组别及 性性能等级标志能等级标志2.2.3.1 2.2.3.1 螺栓、螺钉和螺柱螺栓、螺钉和螺柱2.2.3.1.1 2.2.3.1.1 螺栓和螺钉螺栓和螺钉 所有公称螺纹直径d5mm的六角头螺栓和螺钉以及内六角或内六角花形圆柱头螺钉，均应按图5、图6和图7进行明确的标志。这些标志是强制性的，并且应包括钢的组别和性能等级。1制造商标识；2钢的组别；3性能等级图图5 六角头螺栓和螺钉的标志六角头螺栓和螺钉的标志图图6 内六角和内六角花形圆柱头螺钉
26、的标志内六角和内六角花形圆柱头螺钉的标志 其他螺栓和螺钉可以按此要求标记，并仅在头部进行标记。在不致造成混淆的前提下，允许有其他附加的标记。因头部几何关系，不能满足拉伸和扭转要求的紧固件，按图7应标志钢的组别，但不应该标志性能等级。图图7 因头部几何关系不能满足拉伸和扭转要求的紧固件的标志因头部几何关系不能满足拉伸和扭转要求的紧固件的标志2.2.3.1 2.2.3.1 螺柱螺柱 公称螺纹直径d6mm的螺柱应按照图8进行明确标志，这种标志应标志在螺柱无螺纹杆部，钢的组别和性能等级都应标志。如果无螺纹杆部不能标记，则允许在螺柱拧入螺母端仅标志钢的组别。图图8 螺柱的标志螺柱的标志2.2.3.2 2
27、.2.3.2 螺母螺母 螺纹公称直径D5m m的螺母，标志是强制性的。应按图9和图10标志钢的组别和性能等级。对制造者的识别标志，只要技术上可行，也应尽可能提供。可以仅在螺母的一个支承面上标志，并只能是凹字。另外，也允许在螺母侧面标志。1制造者的识别标志；2钢的组别；3性能等级。图图9 螺母材料标记和制造者的识别标志螺母材料标记和制造者的识别标志图图10 可选用的刻槽标志（仅适用于可选用的刻槽标志（仅适用于A2和和A4组组）当采用刻槽标志（图10）时，仅对50或025级可不标明性能等级。某些螺母可能因为细牙螺纹和几何形状而不满足保证载荷要求。这些螺母应该用材料组别来标识，不应该用性能级别来标识
28、。S 对边宽度 2.2.3.3 2.2.3.3 紧定螺钉及类似的不受拉力的紧固件、自攻螺紧定螺钉及类似的不受拉力的紧固件、自攻螺钉钉 如需对紧定螺钉及类似的不受拉力的紧固件、自攻螺钉进行标志，只有符合本部分的所有技术要求，才能按3.1的标记制度进行标志和（或）描述。标志应该包括钢的组别和性能等级。2.2.4 2.2.4 表面精饰表面精饰 除非另有规定，否则符合ISO 3506系列标准的紧固件应进行清洁和光亮处理。推荐最大限度地采用耐腐蚀钝化处理。若采用表面钝化处理时，应该符合ISO 16048（GB/T5267.4-2009）。经过表面钝化处理的紧固件在钢的组别和性能等级标记后另加符号“P”。
29、3.1 3.1 通则通则 符合ISO 3506适合做紧固件的不锈钢化学成分在表1中给出。除非供需双方另有协议，化学成分应在规定钢组的范围内，由制造者选择。在有晶间腐蚀倾向的场合（焊接），推荐按ISO 3651-1或ISO 3651-2（GB/T 4334-2008GB/T 4334-2008金属和合金的腐蚀 不锈钢晶间腐蚀试验方法）的规定进行试验。在此情况下，推荐采用稳定型的A3和A5，或者采用含碳量不超过0.03的A2和A4不锈钢。3.2 3.2 化学成分化学成分三、不锈钢组别与化学成分三、不锈钢组别与化学成分表表3 3 不锈钢组别与化学成分不锈钢组别与化学成分3.3 A3.3 A类钢（奥氏
30、体组织）类钢（奥氏体组织）3.3.1 3.3.1 总则总则 ISO 3506系列标准中规定了包括A1A5五个基本组。它们不能淬火，通常是无磁的。为减少对加工硬化的敏感性，对A1A5钢可添加铜的成分，如表4的规定。奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢的铬和镍的含量比其它类型的不锈钢高。奥氏体不锈钢不能通过热处理来提高硬度。但具有较高的抗腐蚀性。一般没有磁性；但在冷加工过程后部分零件可能产生轻微的磁性。奥氏体的抗拉强度为500800MPa。18-8不锈钢是典型的奥氏体不锈钢类型，含有约18%铬和8%镍。18-8不锈钢中包括302、303、304等级别。表表5 5 奥氏体不锈钢化学成分奥氏体不锈钢化学成分 对亚
31、稳定型的A2和A4组钢，使用于以下情况：氧化铬能提高钢的抗腐蚀性，低的含碳量对亚稳定型的钢极为重要。因为铬对碳有高的亲和力，碳化铬能够替代高温下更容易生成的氧化铬（附录）。对稳定型的A3和A5钢，使用于以下情况：Ti，Nb或Ta元素影响碳的存在，导致氧化铬达到其最大含量。对海洋或类似使用环境，要求Cr和Ni含量各约20%，Mo的含量为4.5%6.5%。当有高的腐蚀倾向时，应向专家咨询。3.3.2 奥氏体不锈钢分组Al组钢是为机械加工专门设计的。该组钢具有高的硫含量，故比相应标准硫含量钢的耐腐蚀能力低。A2组钢是最广泛使用的不锈钢，用于厨房设备和化工装置。该组钢不适用于非氧化酸类和带氯离子的介质
32、，如游泳池和海水。A3组钢是稳定型的“不锈钢”，钢的性能与A2组钢相同。A4组钢是“耐酸钢”，含有Mo元素，能提供相当好的耐腐蚀性。A4通常用于化纤工业。本组钢是为沸腾硫酸而开发的（因此取名“耐酸”），并在一定程度上也适合于含氯化物的场合。A4还常用于食品工业和造船工业。A5组钢是稳定型的“耐酸钢”，钢的性能与A4组相同。常见奥氏体不锈钢等级常见奥氏体不锈钢等级：302：常用不锈钢，在一般大气条件下表面呈哑光色，在相当高的温度下仍具有较高强度。具有抗腐蚀能。经过加工有较高的强度。通常用作钢丝制品，例如：弹簧、筛网、钢缆等。也常用作平垫圈。302HQ：特别添加的铜元素降低了冷作硬化的效果，使其易
33、于冷墩加工。通常用于机器螺钉、金属螺钉和小螺母。303：含有少量的硫，具有很好的机加工性能，经常用于加工非标螺栓和螺母。304：低碳高铬的不锈钢，与302相比具有更好的抗腐蚀能力，304是最常用于六角头螺栓的不锈钢，常用冷镦方式加工，对于大直径或长规格螺栓也常用热镦方式加工。304L：碳的含量比304低，因此强度略低一点。含碳量低也因此使其有很好的抗腐能力和焊接性能。309&310：镍和铬的含量均高于上述几种低牌号的钢，推荐用于高温条件下。310对盐水和其他恶劣环境的耐腐蚀性能都非常好。316和317：对海水和多种化学物质的抗腐能力非常卓越，因其含有钼，其对表面点蚀有很好的抵抗能力。此类钢在高
34、温下比其他奥氏体钢具有更高的抗拉强度和抗蠕变强度。3.4 3.4 铁素体型不锈钢铁素体型不锈钢3.4.1 3.4.1 总则总则 Fl组铁素体钢在ISO 3506中采用。Fl组钢通常不能淬硬，即使在某些情况下有可能，也不应进行淬火。Fl组钢是有磁性的。铁素体不锈钢铁素体不锈钢含铬量12%18%，但含碳量低于0.2%，有磁性，不能通过热处理提高硬度，且焊接性能很差。不适用于高腐蚀环境。3.4.2 Fl 3.4.2 Fl 组钢组钢 Fl组钢通常用于较简单的装置，但具有C和N含量极低的特纯铁素体除外，如有需要，Fl组钢能代替A2和A3组钢，用于含有高氯化物的环境中。表表6 铁素体不锈钢化学成分铁素体不
35、锈钢化学成分常见铁素体不锈钢等级：430：比410不锈钢抗腐蚀性略高。3.5 3.5 马氏体型不锈钢马氏体型不锈钢 马氏体不锈钢马氏体不锈钢经热处理后，其金相组织主是马氏体组织。此类型的不锈钢含有铬1218%。可通过热处理提高硬度，焊接性能差，有磁性。马氏体不锈钢的抗拉强度约在500 1100 MPa。此类型不锈钢材料适用于低腐蚀环境。3.5.1 3.5.1 总则总则 Cl、C3和C4三组马氏体钢都在ISO 3506中，它们都可以淬火得到很好的强度，并且是有磁性的。C1组钢的耐腐蚀性有限，用于涡轮、泵和刀具。C3组钢耐腐蚀性比C1钢好，但仍是有限的，用于泵和阀。C4组钢的耐腐蚀性有限，专门用于
36、机械加工材料，其他方面与C1类似。表表7 马氏体不锈钢化学成分马氏体不锈钢化学成分常见马氏体不锈钢等级常见马氏体不锈钢等级:410：单纯的铬合金材料，不含镍。它是一种耐腐蚀耐热的铬钢，可淬硬。其易镦锻，并有良好的机械加工性能。由于其硬度较高，主要用于制造自攻自钻螺钉。与300系列不锈钢相比，其抗腐蚀能力相当差。416：除铬含量略高之外与410材料相似，因此具有更好的机械加工性能，但抗腐蚀性比410更差。3.6 3.6 铁素体铁素体-奥氏体双向不锈钢奥氏体双向不锈钢 铁素体奥氏体双相不锈钢紧固件，已被越来越多的市场所需求，因为这种钢材性能比A4和A5的要好，特别是在强度方面有更好的性能。他们还呈
37、现出较好的抗点腐蚀和裂缝腐蚀。这种钢不包括在ISO 35062009年标准中，铁素体-奥氏体双向不锈钢在ISO 3506的2009版系列标准中尚未采用。但ISO3506-ISO3506-1:2009/PDAM 11:2009/PDAM 1和和ISO 3506-2:2009/PDAM 1ISO 3506-2:2009/PDAM 1标准修订标准修订草案中已经提出，草案中已经提出，很有可能即将采用。铁素体-奥氏体双向不锈钢在ISO 3506的2009版系列标准中用FA表示，但在，ISO3506-1:2009/PDAM 1ISO3506-1:2009/PDAM 1和和ISO 3506-ISO 3506
38、-2:2009/PDAM 12:2009/PDAM 1标准修订草案中用标准修订草案中用D D表示。表示。3.6.1 3.6.1 总则总则 这些钢较为普遍被称为双相不锈钢。用在紧固件制造中的三个主要的钢组是D2，D4和D6。他们是耐蚀合金;级别D2和D4分别相比A2和A4奥氏体材料具有防止一般腐蚀和点蚀。D6级钢相比A2和A4具有提高抗腐蚀性能，特别是关于点蚀和缝隙腐蚀。双相钢相比奥氏体钢A1至A5具有更高的耐应力腐蚀开裂能力。D2D2组钢组钢：这些钢合金含量相对较低，并显示出相比A2奥氏体钢类似或者更好的抗腐蚀性能。D2钢也能够适当在腐蚀风险也不为过的地方使用。D2的钢材不应该用在海洋，沿海或
39、海水浸泡的地方使用。D4D4组钢组钢：这些钢耐腐蚀性能类似或者优于奥氏体A4钢，虽然在耐缝隙腐蚀性能方面可能会差一些。因此，应注意在有缝隙腐蚀风险的海洋和海岸环境下使用时，向该领域的专家寻求帮助。这些钢不应该在海水浸泡中使用。D6D6组钢组钢：这组钢在此标准中表明了相比其他双相钢和奥氏体组织改善了耐腐蚀性。除浸泡在可能发生缝隙腐蚀的危险海水中使用外，适合其他所有的环境。（不适用于在有氯离子的环境中使用）。表表8 双相双相不锈钢化学成分不锈钢化学成分钢种化学成分a质量比，%注释CSiMnPSNCrMoNiCuD20.030.041.002.06.00.0300.0400.0100.0300.10
40、0.01519.524.00.10.81.353.5000.8mD40.031.002.000.0300.0350.0150.0200.150.2819.524.00.22.03.005.500.10.6D60.031.002.000.0300.0350.0150.0200.080.2221.023.02.53.54.506.50a 价值是最高的，除非另有说明。m D2组可以选择添加铜（Cu）。图图11 铁素体铁素体-奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢3.73.7沉淀硬化不锈钢沉淀硬化不锈钢（ISO 3506ISO 3506系列标准中没有列入）系列标准中没有列入）沉淀硬化不锈钢经过低温时效处理和冷加工后
41、能硬化。630型，市场上也叫17-4PH，是紧固件产品使用最多的沉淀硬化不锈钢。他们有相当高的抗拉强度和柔韧性。因此其使用性能不管在高温或低温下都表现相当好。所谓的沉淀硬化是加入少量的合金元素，如AL、N等，这种材料经过高温固溶处理，并进行长时间的低温时效后，在不锈钢组织中分析出一种游散的金属化合物，从而使不锈钢的抗拉强度提高，一些引进设备中已经在适用。四、不锈钢螺栓、螺钉和螺柱的机械性能四、不锈钢螺栓、螺钉和螺柱的机械性能4.1 4.1 螺栓、螺钉和螺柱螺栓、螺钉和螺柱 由奥氏体钢制造符合ISO 3506的螺栓、螺钉和螺柱应符合表9规定的最小抗拉强度、规定非比例延伸0.2%的应力（屈服强度p
42、）和断后伸长量三项指标。螺纹规格M1.6M16粗牙螺纹并应满足表11规定的最小破坏扭矩 的要求。由马氏体钢和铁素体钢制造符合ISO 3506的螺栓、螺钉和螺柱应符合表10规定的最小抗拉强度、规定非比例延伸0.2%的应力、断后伸长量和硬度四项指标。由马氏体钢制造的螺栓和螺钉的楔负载强度（相当于抗拉强度+头部坚固性试验），不应低于表10规定的最小抗拉强度值。马氏体和铁素体钢紧固件的最小破坏扭矩值，应由供需双方协议。螺栓、螺钉和螺柱的试验项目应符合表12的规定。即使紧固件材料满足所有相关要求，也有可能某些紧固件由于头部几何关系而使其拉伸或扭转性能不符合要求，这种结构减少了头部剪切面与螺纹应力面的比例
43、，如沉头、半沉头和圆头。注：即使ISO 3506制定了很多性能等级，这并不意味着这些等级对所有的紧固件都适用。特定性能等级的使用指导在相关的产品标准中给出。对于非标准紧固件，类似标准紧固件的选择也尽可能适用。类别类别组别组别性能性能等级等级抗拉强度抗拉强度RmRma aminminMPaMPa规定非比例延规定非比例延伸伸0.2%0.2%的应力的应力RPRP minminMPaMPa断后伸长量断后伸长量A Ab bminminmmmm奥氏体奥氏体A1A1、A2A3A3、A4A5A550505005002102100.60.6d d70707007004504500.40.4d d80808008
44、006006000.30.3d da 抗拉强度是由应力截面积计算出来的（见附录抗拉强度是由应力截面积计算出来的（见附录A）。）。b 按照确定紧固件实物的长度，而不是测试样长度。按照确定紧固件实物的长度，而不是测试样长度。表表9 奥氏体钢螺栓、螺钉和螺柱的机械性能奥氏体钢螺栓、螺钉和螺柱的机械性能（GB3098.6）类别类别组别组别性能等性能等级级抗拉强度抗拉强度RmRma aminminMPaMPa规定非比例规定非比例延伸延伸0.2%0.2%的的应力应力R RP0.2P0.2 a aminminMPaMPa断后伸长断后伸长量量A Ab bminminmmmm硬度硬度HBHBHRCHRCHVHV
45、马氏马氏体体C1C150505005002502500202d d14714720915155 522070707007004104100.20.2d d20920931420203422220 0330110011008208200.20.2d d36364535350 0440C3C380808008006406400.20.2d d22822832321213524240 0340C4C450505005002502500.20.2d d14714720915155 522070707007004104100.20.2d d20920931420203422220 0330铁素铁素体体F
46、1F145454504502502500.20.2d d12812820913135 522060606006004104100.20.2d d17117127118180 0285a 抗拉强度是由应力截面积计算出来的（见附录抗拉强度是由应力截面积计算出来的（见附录A）。）。b 按照确定紧固件实物的长度，而不是测试样长度。按照确定紧固件实物的长度，而不是测试样长度。c 淬火并回火，最低回火温度为淬火并回火，最低回火温度为275。d 螺纹公称直径螺纹公称直径24mm。表表10 螺栓、螺钉和螺柱（马氏体和铁素体钢）的机械性能螺栓、螺钉和螺柱（马氏体和铁素体钢）的机械性能表表11 奥氏体钢螺栓和螺钉
47、的破坏扭矩奥氏体钢螺栓和螺钉的破坏扭矩 M l.6Ml6(粗牙螺纹）粗牙螺纹）螺纹直径规格螺纹直径规格Nm破坏扭矩破坏扭矩MBminNm性能等级性能等级507080M1.60.150.20.24M20.30.40.48M2.50.60.90.96M31.11.61.8M42.73.84.3M55.57.88.8M69.31315M8233237M10466574M1280110130M16210290330马氏体和铁素体钢紧固件的最小破坏扭矩值，应由供需双方协议。马氏体和铁素体钢紧固件的最小破坏扭矩值，应由供需双方协议。组别组别抗拉强抗拉强度度a破坏扭破坏扭矩矩b规定非比例延伸规定非比例延伸0
48、.2%0.2%的应力的应力R RP0.2P0.2 a a断后伸长断后伸长量量A Aa a硬度硬度楔负载强楔负载强度度A1A1、A2A3A3、A4、A5l l2.5dcL L2.5dl l2.5dcl l2.5dcC1C1、C3、C4l l2.5dcdl l2.5dcl l2.5dc要求进要求进行行LsLs2dF1F1l l2.5dcdl l2.5dcl l2.5dc要求进要求进行行a 抗拉强度抗拉强度、规定非比例延伸规定非比例延伸0.2%0.2%的应力和断后伸长量试验适用于螺纹规格的应力和断后伸长量试验适用于螺纹规格M5的规格。的规格。b 破坏扭矩试验适用于螺纹规格破坏扭矩试验适用于螺纹规格M
49、5的规格，本试验适用于所有长度。的规格，本试验适用于所有长度。c 抗拉强度抗拉强度、规定非比例延伸规定非比例延伸0.2%0.2%的应力和断后伸长量试验的应力和断后伸长量试验对螺柱应为对螺柱应为l l3.5d。d 马氏体型不锈钢和铁素体型不锈钢抗拉强度试验，对马氏体型不锈钢和铁素体型不锈钢抗拉强度试验，对l l2.5d的规格，试验应的规格，试验应由供需双方协议。由供需双方协议。表表12 试验项目试验项目4.2 4.2 螺母螺母 由奥氏体钢制造符合ISO 3506（GB3098.15）的螺母应满足表13规定的保证应力的要求。由马氏体钢和铁素体钢制造符合ISO 3506的螺母应满足表14规定的保证应
50、力和硬度二项指标的要求。硬度试验仅适用于淬火并回火的Cl，C3和C4组，。注：即使ISO 3506制定了很多性能等级，这并不意味着这些等级对所有的紧固件都适用。特定性能等级的使用指导在相关的产品标准中给出。ISO 3506规定的性能等级也适用于非标准螺母。表表13 奥氏体钢螺母机械性能奥氏体钢螺母机械性能类别类别组别组别性能等级性能等级保证应力保证应力SpMinMPaMPa1型螺母型螺母m m0.8D薄螺母薄螺母0.5D Dm0.8D1型螺母型螺母m m0.8D薄螺母薄螺母0.5D Dm0.8D奥氏体奥氏体A1、A2A3、A4A550025500250700357003508004080040
