GOST 1759.5-87 螺母。机械性能和测试方法

GOST 1759.5-87

螺母 机械性能和测试方法 Nuts. Mechanical properties and test methods	GOST 1759.5-87 ST SEV 5958-87

有效期：自 01.01.89 至 01.01.94。

本标准适用于按 GOST 24705-81 制造的碳素非合金钢及合金钢米制螺纹螺母，直径为 1 至 48 mm，螺纹公差带为 6H，对边宽度按 GOST 24671-84，公称高度大于或等于 0.5d。

本标准不适用于自锁螺母，以及具有特殊性能的螺母：可焊性、高耐腐蚀性、在高于+300°C（易切削钢为+250°C）或低于-50°C 温度下的工作性能。

1. 标记系统

1.1. 公称高度等于或大于 0.8d 的螺母

公称高度等于或大于 0.8d（有效螺纹长度等于或大于 0.6d）的螺母，其性能等级用数字表示，该数字指明与其配合使用的螺栓的最大性能等级（见表 1）。在过度拧紧时，螺纹连接的破坏可能是由于螺栓杆断裂，也可能是由于螺母和（或）螺栓的螺纹脱扣。螺栓杆的断裂是突然发生的，容易被发现。螺母螺纹的脱扣是逐渐发生的，较难察觉，因此连接中存在部分损坏紧固件的风险。

螺纹连接的设计应使可能发生的破坏总是出现在螺栓杆上。但由于影响螺纹脱扣强度的变量因素众多，要在所有情况下都保证这种破坏形式，就需要过大的螺母高度。

螺栓或螺钉与表 1 中相应性能等级的螺母旋合后，应能保证该连接在拧紧至螺栓的试验载荷值之前不发生螺纹脱扣。

表 1

螺母性能等级	配合螺栓
	性能等级	螺纹直径
4	3.6; 4.6; 4.8	> M16
5	3.6; 4.6; 4.8	<M 16
	5.6; 5.8	<M48
6	6.8	<M48
8	8.8	<M48
9	8.8	> M16<M48
	9.8	<M 16
10	10.9	<M48
12	12.9	<M48

注：通常，较高性能等级的螺母可以替代较低性能等级的螺母。对于螺栓-螺母连接中应力将高于螺栓屈服强度或试验载荷应力的情况，建议采用此种替代。

如果连接被拧紧至超过螺栓的试验载荷，螺母的结构应保证（因过度拧紧造成的）破坏中至少 10% 发生在螺栓杆上——以便向使用者提示紧固件连接安装不当。

1.2. 公称高度等于或大于 0.5d 且小于 0.8d 的螺母

此类螺母（有效螺纹长度等于或大于 0.4d 且小于 0.6d）的性能等级用两个数字组合表示：第二个数字对应淬硬试验芯轴试验载荷公称应力的 1/100，第一个数字表明该螺母与螺栓连接的承载能力低于与淬硬芯轴连接的承载能力，也低于 1.1 条所述螺栓-螺母连接的承载能力。螺母的实际承载能力不仅取决于螺母材料的硬度和有效螺纹长度，还取决于与其配合螺栓的抗拉强度。

表 2 给出了低型螺母性能等级的标记系统及试验载荷应力。

（修订版本，第 2 号修改单）。

表 2

螺母性能等级	试验载荷应力，N/mm²
	公称值	最小值
04	400	380
05	500	500

2. 材料

2.1. 螺母应采用化学成分符合表 3 规定的钢材制造。

表 3

螺母性能等级	元素含量极限值（成分检验分析），%
	C，不大于	Mn，不小于	P，不大于	S，不大于
4 * ; 5 * ; 6 *	0.50	-	0.110	0.150
8; 9; 04 *	0.58	0.25	0.06	0.150
10 ** ; 05 **	0.58	0.30	0.048	0.058
12 **	0.58	0.45	0.048	0.058

2.2. 性能等级 05、8（d > M16）、10 和 12 的螺母应进行淬火和回火处理。

注：允许高度不小于 0.9d 的性能等级 8 和 10 的螺母不进行热处理。

（修订版本，第 2 号修改单）。

2.3. 推荐使用的钢号及螺母制造工艺见附录。

3. 机械性能

3.1. 按第 4 节方法试验时，螺母在室温下的机械性能应符合表 4 的规定。

（修改版，第 1 号修改单）。

3.2. 试验载荷值

螺母的试验载荷通过将试验载荷应力σf 乘以淬硬芯轴的公称截面积 As 确定：

Pf = σf · As.

计算截面积按公式确定，其中 d₂、d₃和 H 按 GOST 24705-81 取值，σf 为表 4 中的试验载荷应力。

螺纹公差带为 6H 的螺母的试验载荷值见表 5 和表 6。

表 4

螺纹公称直径 d，mm		性能等级
		04					05					4
		试验载荷应力σF，N/mm²	维氏硬度 HV		洛氏硬度 HRCe		试验载荷应力σF，N/mm²	维氏硬度 HV		洛氏硬度 HRC,		试验载荷应力σF，N/mm²	维氏硬度 HV		洛氏硬度 HRCe
从	至		不小于	不大于	不小于	不大于		不小于	不大于	不小于	不大于		不小于	不大于	不小于	不大于
-	4	380	188	302	-	30	500	272	353	27.8	36	-	-	-	-	-
4	7
7	10
10	16
16	48											510	117	302	-	30
-	4	520	130	302	-	30	600	150	302	-	30	800	170	302	-	30
4	7	580					670					810	188		-
7	10	590					680					830
10	16	610					700					840
16	48	630	146		-		720	170		-		920	233	353	-	38
-	4	900	170	302	-	30	1040	272	353	28	38	1150	295	353	31	38
4	7	915	188		-		1040					1150
7	10	940					1040					1160
10	16	950					1050					1190
16	48	920					1060					1200	-		-

注：

1. 硬度值仅适用于粗牙螺纹螺母。
2. 最小硬度值仅对经过热处理的螺母以及无法进行试验载荷检测的螺母为强制性要求。对于其他所有螺母，最小硬度值仅供参考。
3. 除维氏硬度（HV）或洛氏硬度（HRCe）测定方法外，也允许采用布氏硬度（HB）测定方法。布氏硬度的允许值应与表中所列维氏硬度值相对应。

表 5 粗牙螺纹螺母的试验载荷

螺纹公称直径 d，mm	螺距 P，mm	芯轴截面积 A，mm²	试验载荷，N，对应性能等级
			04	05	4	5	6	8	9	10	12
1.6	0.35	1.27	480	640	-	660	760	1020	1140	1320	1460
2	0.40	2.07	790	1040	-	1080	1240	1660	1860	2150	2380
2.5	0.45	3.39	1290	1700	-	1760	2030	2710	3050	3530	3900
3	0.5	5.03	1910	2500	-	2600	3000	4000	4500	5200	5800
3.5	0.6	6.78	2580	3400	-	3550	4050	5400	6100	7050	7800
4	0.7	8.78	3340	4400	-	4550	5250	7000	7900	9150	10100
5	0.8	14.2	5400	7100	-	8250	9500	11500	13000	14800	16300
6	1	20.1	7640	10000	-	11700	13500	16300	18400	20900	23100
7	1	28.9	11000	14500	-	16800	19400	23400	26400	30100	33200
8	1.25	36.6	13900	18300	-	21600	24900	30400	34400	38100	42500
10	1.5	58.0	22000	29000	-	34200	39400	48100	54500	60300	67300
12	1.75	84.3	32000	42200	-	51400	59000	70800	80100	88500	100300
14	2	115	43700	57500	-	70200	80500	96000	109300	120800	136900
16	2	157	59700	78500	-	95800	109900	131900	149200	164900	186800
18	2.5	192	73000	96000	97900	121000	138200	176600	176600	203500	230400
20	2.5	245	93100	122500	125000	154400	176400	225400	225400	259700	294000
22	2.5	303	115100	152000	154500	190900	218200	278800	278800	321200	363000
24	3	353	134100	176500	180000	222400	254200	324800	324800	374200	423600
27	3	459	174400	229500	234100	289200	330500	422300	422300	486500	550800
30	3.5	561	213200	280500	286100	353400	403900	516100	516100	594700	673200
33	3.5	694	263700	347000	353900	437200	499700	638500	638500	735600	832800
36	4	817	310500	408500	416700	514700	588200	751600	751600	866000	980400
39	4	976	370900	488000	497800	614900	702700	897900	897900	1035000	1171000
42	4.5	1120	426000	560000	570000	706000	803000	1030000	1030000	1190000	1340000
45	4.5	1305	496000	653000	670000	830000	940000	1200000	1380000	1380000	1570000
48	5	1472	560000	736000	750000	930000	1060000	1350000	1350000	1560000	1800000

表 6 细牙螺纹螺母的试验载荷

螺纹公称直径 d，mm	螺距 P，mm	芯轴截面积 A，mm²	试验载荷，N，对应性能等级
			04	05	4	5	6	8	9	10	12
8	1	39.2	14900	19600	-	23100	26700	32500	36800	40800	45500
10	1.25	61.2	23300	30600	-	36100	41600	50800	57500	63600	71000
12	1.25	92.1	35000	46000	-	56200	64500	77400	87500	96700	109600
14	1.5	125	47500	62500	-	76300	87500	105000	118800	131000	149000
16	1.5	167	63500	83500	-	102000	117000	140000	158700	175000	199000
18	1.5	216	82100	108000	110000	136000	156000	199000	199000	229000	259000
20	1.5	272	103000	136000	138000	171000	196000	250000	250000	288000	326000
22	1.5	333	127000	167000	170000	210000	240000	306000	306000	353000	400000
24	2	384	146000	192000	196000	242000	276000	353000	353000	407000	461000
27	2	496	188000	248000	253000	312000	357000	456000	456000	526000	595000
30	2	621	236000	311000	317000	391000	447000	571000	571000	658000	745000
33	2	761	289000	381000	388000	479000	548000	700000	700000	807000	913000
36	3	865	329000	433000	441000	545000	623000	796000	796000	917000	1038000
39	3	1030	391000	515000	525000	649000	740000	948000	948000	1090000	1236000
42	3	1205	458000	603000	615000	759000	868000	1109000	1109000	1277000	1446000
45	3	1400	532000	700000	714000	882000	1008000	1290000	1290000	1484000	1680000
48	3	1603	609000	802000	818000	1010000	1154000	1475000	1475000	1699000	1924000

采用其他螺纹公差带的螺母时，应按表 7 考虑螺纹强度可能降低的情况。

表 7

螺纹公称直径		公差带螺纹的试验载荷，%
从	至	6 H	7 H	6 G
-	2.5	100	-	95.5
2.5	7	100	95.5	97.0
7	16	100	96.0	97.5
16	48	100	98.0	98.5

3.3. 公称高度为 0.5d 的螺母的破坏载荷

表 8 给出了与不同性能等级螺栓配合使用的螺母的破坏载荷，供参考。对于低性能等级的螺栓，预期的破坏形式为螺栓螺纹脱扣；对于高性能等级的螺栓，则为螺母螺纹脱扣。

表 8

螺母性能等级	螺母试验载荷应力，N/mm²	螺纹脱扣时螺栓杆中的最小应力，N/mm²，对应螺栓性能等级
		6.8	8.8	10.9	12.9
04	380	260	300	330	350
05	500	290	370	410	480

采用细牙螺纹螺栓连接时，建议螺母的性能等级比粗牙螺纹螺栓所对应的性能等级高一级。

示例：性能等级 10 的螺母——性能等级 8.8 的螺栓。

4. 测试方法

4.1. 试验载荷检测

在试验设备条件允许的情况下进行试验载荷检测，该检测对直径>M5 的螺母具有决定性意义。

螺母 1 按图示旋入淬硬芯轴 2。以轴向拉伸试验（图 A）为决定性方法：1——螺母；2——试验芯轴；3——淬硬垫板；dh——按 GOST 11284-75 第一系列取值。

试验载荷沿轴向施加于螺母，并保持 15 s。螺母应在不破坏且不发生螺纹脱扣的情况下承受该载荷，并能用手拧下。若试验过程中芯轴螺纹受损，则该试验视为无效。拧下螺母时允许使用扳手不超过 1/2 圈，其余应用手拧下。

试验芯轴的硬度应不小于 45 HRCe。

芯轴螺纹公差带为 5h6g，但外径公差应为 6g 公差带下限的 1/4。

（修订版本，第 2 号修改单）。

4.2. 硬度检测

硬度检测在螺母的一个支承面上进行，测三个点，各点相互错开 120°；硬度值取三次测量的算术平均值。

存在争议时，应在通过螺母轴线的纵截面上检测硬度，测量点应尽可能靠近螺母螺纹的公称外径。

维氏硬度检测为决定性方法，条件允许时应采用 HV30 载荷。

维氏硬度检测按 GOST 2999-75 进行，布氏硬度检测按 GOST 9012-59 进行，洛氏硬度检测按 GOST 9013-59 进行。

（修订版本，第 2 号修改单）。

4.3. 表面质量检测

螺母表面质量检测按 GOST 1759.3-83 进行。

（新增内容，第 2 号修改单）。

附录（推荐性）

非合金钢和合金钢螺母推荐制造工艺及钢号

性能等级	工艺流程	钢号	标准代号
4	热冲压	20 St3kp3 St3sp3	GOST 1050-88
5	冷冲压	10, 10kp	GOST 10702-78
	热冲压	20	GOST 1050-88
6; 04	冷冲压	10, 10kp 15, 15kp	GOST 10702-78
8; 9	热冲压	35	GOST 1050-88, GOST 4543-71, GOST 10702-78
	冷冲压	20, 20kp
10: 12; 05	热冲压	35×38KhA	GOST 4543-71, GOST 10702-78
	冷冲压	20G2R*
	切削加工后经淬火和回火处理	16KhSN

• 经制造商与消费者协商，上述性能等级的螺母可采用易切削钢制造。在此情况下，硫、磷、铅的含量不得超过：S — 0.34 %；P — 0.12 %；Pb — 0.35 %。

**如需提高上述性能等级螺母的力学性能，可采用添加合金元素的钢材制造。

参考信息

被引用规范性技术文件代号	条款、分条款、附录编号
GOST 1050-88	附录
GOST 2999-75	4.2
GOST 4543-71	附录
GOST 9012-59	4.2
GOST 9013-59	4.2
GOST 10702-78	附录
GOST 24705-81	引言部分

复审期限——1993 年。本标准完全符合 ST SEV 5958-87 和国际标准 ISO 898/2-80。代替 GOST 1759-70（力学性能和螺母检验方法部分）。

（修改版，第 1 号修改单）。