常见的紧固件材料有哪些？

1.中国

常用紧固件材料（螺柱、螺母配对）见表6-33～表6-40。

表6-33 常用紧固件材料

表6-34 螺柱螺母材料组合（GB 150—1998）

表6-35 国家标准法兰用螺栓螺母材料

表6-36 低温管道法兰用螺栓、螺母

（续）

表6-37 专用级紧固件材料要求

表6-38 PN160～PN320双头螺栓力学性能

表6-39 双头螺柱、螺母材料配对（PN160～PN320）

表6-40 螺母材料的力学性能（PN160～PN320）

关于阀门中法兰紧固件选材的说明：

1）表6-33～表6-40是根据有关管道法兰标准中规定的紧固件选配情况列出的，阀门中法兰用紧固件如何选材没有标准规定，有的产品只规定中法兰螺栓根部总面积上的拉应力不超过多少及材料的类别，如中法兰螺栓应使用合金钢、螺母采用优质碳素钢等，并无具体的规定，在具体应用中，阀门中法兰螺栓、螺母的选材可参考管道法兰标准中的规定。

2）阀门中法兰紧固件一般均需热处理后使用，经过热处理达到一定的力学性能才能充分发挥材料的作用。

根据产品的需要，有的高压阀门其紧固件要作力学性能检验，但对于一般产品而言，紧固件所用的材料达到一定硬度要求，即可满足使用要求，而硬度要求是通过产品设计来确定，由热处理来实现的，由于材料的硬度和抗拉强度、屈服强度之间有一定的关系，知道了硬度也即大约知道抗拉强度、屈服强度的范围。

2.美国

1）美国ASME SA193/SA193M《高温高压用或其他特殊用途合金钢和不锈钢栓接材料》标准规定核级螺栓根据其阀门核等级，都有其特殊要求，其钢种和化学元素质量分数见表6-41，力学性能（米制）见表6-42，铁素体钢标记见表6-43，奥氏体钢标记见表6-44。

表6-41 合金钢和不锈钢的化学元素质量分数^①

（续）

（续）

① 不允许有意地加入铋、硒、碲和铅。

② 产品分析——个别分析结果有时超出表中所示范围的界限。一炉钢的任何元素的几次测定结果可能不在规定范围内。

③ 本牌号使用的典型钢成分包括4140、4142、4145、4140H、4142H和4145H。

④ 尺寸的棒材，含碳量（质量分数）最高可为0.50%。牌号B7M的允许最低含碳量（质量分数）为0.28%，其条件是在有关的断面尺寸达到所需要的拉伸性能。允许使用AISI4130或4130H。

⑤ 可溶解和不溶解总量。

⑥ 1级和1D级为固溶处理的。1级、1B和某些1C级（B8R、B8S）产品由经固溶处理材料制成。1A级（B8A、B8CA、B8MA、B8PA、B8TA、B8LNA、B8MLNA、B8NA和B8MNA）产品和某些1C级（B8RA、B8SA）产品为在完工状态固溶处理的。2级产品为固溶处理加应变硬化。

表6-42 合金钢和不锈钢的力学性能

（续）

（续）

① 为满足拉伸的要求，布氏硬度应高于200HBW（93HRB）。

② 1级为固溶处理的。1A级为在完工状态固溶处理的，用于耐腐蚀。由于物理性能的要求，热处理是关键的。2级为固溶处理加应变硬化的奥氏体钢，在整个断面上其性能呈现不均匀性，特别是在直径大于M20mm时更是如此。

③ 直径小于等于M20mm的，允许最高硬度为241HBW（100HRB）。

④ 直径大于等于M38mm的，中心（核心）处性能参数可低于试验报告中在1/2半径处所测定的值。

表6-43 铁素体钢标记

表6-44 奥氏体钢标记

2）美国ASTM A194/A194M—2008《高温高压螺栓用碳钢及合金钢螺母标准》规定的化学元素质量分数见表6-45，螺母的硬度要求见表6-46，螺母标记见表6-47，螺母的试验载荷见表6-48。(www.xing528.com)

表6-45 化学元素质量分数^①②③④ （%）

① 不允许有意加入铋、硒、锑、铅，但牌号6F、8F和8FA除外，在这些牌号里硒是需要的并作了规定。

② 能溶解的和不能溶解的铝的总量。

③ 除非规定为最小值或范围，否则表中数值为最大值。

④ 表格中的“—”号表示没有要求。

⑤ 由于硫的偏析程度，最大硫含量（质量分数）超过0.060%的，进行产品分析在工艺上是不当的。

⑥ 按标准A276的规定。

表6-46 螺母的硬度要求^①

① 表格中的波折号表示没有要求。

② 1in=25.4mm。

表6-47 螺母标记^①

① 表格中的“—”号表示没有要求。

② 字母H和M表示螺母经过热处理。

③ 当牌号4或牌号7的螺母规定了低温要求时，应采用A320/A320M中牌号L7规定的夏比冲击试验及其要求，当牌号7M螺母规定了低温要求时，应采用A320/A320M中牌号L7M规定的夏比冲击试验及其要求，根据螺母的尺寸，可要求同一炉进行单独的试验试样，试样应随同需试验的螺母进行热处理，当棒材或螺母的直径小于16mm时，不要求进行冲击试验。

表6-48 螺母的试验载荷（米制）

注：试验载荷不是设计载荷。

① 要求试验载荷超过705kN的螺母可按最低硬度供货，防松螺母的试验载荷应是表列负荷的46%。

② 根据试验应力为895MPa。

③ 根据试验应力为825MPa。

④ 根据试验应力为1035MPa。

⑤ 根据试验应力为930MPa。

⑥ 根据试验应力为1205MPa。

⑦ 根据试验应力为1035MPa。

⑧ 根据试验应力为550MPa。

⑨ 根据试验应力为515MPa。

3）美国ASTM A320/A320M—2008《低温用合金钢栓接材料》标准规定的化学元素质量分数见表6-49，其力学性能见表6-50，推荐的试验温度见表6-51，对冲击功的要求见表6-52。

表6-49 低温用合金钢栓接材料的化学元素质量分数^①

（续）

（续）

① 除牌号B8F外，不允许有意添加铋、硒、碲和铅，在B8F中对硒作了规定和要求。

② 产品分析。个别测定结果有时超出表中所示的界限范围。但一炉钢的任一元素的综合测定结果不可超过规定的范围。

③ 对于牌号L7M，只要所包括的截面尺寸的抗拉性能满足要求，则允许碳的最低质量分数为0.28%；允许采用AI-SI 4130或4130H。

④ 1级是由经固溶处理的材料制造的，1A级产品（B8A、B8CA、B8MA、B8PA、B8FA和B8TA）是在终加工后经固溶处理，2级产品为经固溶处理和应变硬化。

表6-50 低温用合金钢的力学性能

（续）

① 1级产品是由经固溶处理的材料制造的。1A级产品在终加工后经固溶处理，使其具有耐腐蚀性能，热处理是提高其物理性能和满足力学性能要求的关键措施。2级产品是由经固溶处理和应变硬化的材料制造的。对于应变硬化状态的奥氏体钢，尤其是直径大于20mm（3/4in）时，在横截面上可能显示出不均匀特性。

② 为满足抗拉要求，布氏硬度不应小于200HBW或93HRB。

③ 直径≤20mm时，最高硬度允许为241HBW（100HRB）。

表6-51 推荐的试验温度

表6-52 冲击吸收功要求

① 牌号L1材料的最低冲击吸收功为54J。