1、 中华人民共和国航天行业标准FL 5310 QJ 3146.12002普通螺母和开槽螺母 第 1 部分：通用规范 Plain nuts and slotted nuts Part 1: General specification 20030201实施 20021120发布 国防科学技术工业委员会 发 布 QJ 3146.12002 2 前言 本标准分为五个部分： 第1部分：通用规范； 第2部分：六角螺母； 第3部分：六角薄螺母； 第4部分：六角开槽螺母； 第5部分：六角开槽薄螺母。 本部分是标准的第1部分。 本部分的附录A为规范性附录。 本标准由中国航天科技集团公司提出。 本标准由中国航天标准
2、化研究所归口。 本标准起草单位：中国航天标准化研究所、中国航天科工集团公司六九四厂。 本标准主要起草人：孙小炎、侯安印。 QJ 3146.12002 3 普通螺母和开槽螺母 第 1 部分：通用规范 1 范围 本部分规定了航天产品用普通螺母和开槽螺母（以下简称“螺母”）的要求、质量保证规定及 交货准备等。 本部分适用于螺母的制造与验收。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所 有的修改单（不包含勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的 各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版
3、本适用于本部分。 GB/T 196 普通螺纹 基本尺寸（直径1600mm） GB/T 197 普通螺纹 公差与配合（直径1355mm） GB/T 12201992 不锈钢棒 GB/T 18042000 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差 GB/T 30781994 优质结构钢冷拉钢材技术条件 GB/T 42321993 冷顶锻用不锈钢丝 GB/T 59531999 冷镦钢丝 GB/T 149941994 高温合金冷拉棒材 GJB 179 计数抽样检验程序及表 GJB 715.21989 紧固件试验方法 硬度 GJB 22191994 紧固件用钛及钛合金棒（线）材规范 GJB 229419
4、95 航空用不锈钢及耐热钢棒规范 GJB 33191998 航空用冷顶锻结构钢丝规范 QJ 326 紧固件包装、标志与保管 QJ 452 锌镀层技术条件 QJ 458 银镀层技术条件 QJ 467 不锈钢酸洗和化学钝化技术条件 QJ 8341988 保险孔 YB/T 52491993 冷镦用高温合金冷拉丝 3 要求 3.1 总则 螺母应符合本部分和相应标准图样规定的所有要求。本部分的要求与标准图样不一致时，应以 标准图样为准。 3.2 材料 螺母的材料按相应标准图样的规定。材料的品种规格和技术要求按表 1 的规定。 QJ 3146.12002 4 表1 螺母材料 材 料 a 品种规格及技术条件
5、 碳钢 ML25(组)，ML35 合金钢 ML30CrMnSiA GB/T59531999或 GJB33191998 不锈钢 ML0Cr18Ni9 GB/T42321993 丝材 高温合金 GH2132 YB/T52491993 碳钢 钢45 合金钢 30CrMnSiA GB/T30781994 钛合金 TB3 GJB22191994 1Cr17Ni2 GJB22941995 不锈钢 0Cr18Ni9 GB/T12201992或GJB22941995 棒材 高温合金 GH2132 GB/T149941994 a 允许用铆螺钢ML25(组)或ML35代替钢45，用ML30CrMnSiA代替30C
6、rMnSiA，用ML0Cr18Ni9代替0Cr18Ni9。 3.3 尺寸与公差 3.3.1 螺母的结构尺寸与公差 螺母的结构尺寸与公差按相应标准图样的规定，一般公差按GB/T 18042000中m级的规定。 3.3.2 螺纹 螺母螺纹的基本尺寸按GB/T 196的规定，螺纹的公差按GB/T 197的规定，粗牙为5H,细牙为6H。 螺纹孔两端应进行倒角，倒角角度约等于120，倒角直径约等于螺纹大径，见图1。 螺纹大径 120 图1 螺纹倒角 3.3.3 金属丝孔 金属丝孔的尺寸按相应标准图样规定，孔的型式按QJ 8341988的规定。 3.3.4 形位公差 3.3.4.1 螺母支承面的平面度公差
7、为 0.05mm，不允许中间部分的材料向外凸起。 3.3.4.2 螺母支承面对螺纹轴线的垂直度按图 2 和表 2 的规定。 QJ 3146.12002 5 S D A A t图2 螺母支承面的垂直度 表2 螺母支承面的垂直度 单位为毫米 对边宽度 S 5 514 1420 2023 23 垂直度 t 0.08 0.10 0.13 0.15 0.18 3.3.4.3 螺母的对称度按图 3 和表 3 规定。 6 处 M t 2 A D A A A t 1 3 处 S 图3 螺母的对称度 表3 螺母的对称度 单位为毫米 螺纹规格 M2M3 M4M6 M8 M10 M121.5 M141.5 M161
8、.5 M181.5 M201.5 M241.5 对边对称度 t 1 0.25 0.30 0.36 0.43 0.52 开槽对称度 t 2 0.20 0.25 0.30 3.4 表面处理 3.4.1 表面处理的种类、厚度和技术条件 螺母的表面处理种类按相应标准图样的规定。表面处理的厚度和技术条件按表4的规定。允许螺 纹表面、金属丝孔表面和开槽螺母的槽内表面的镀层厚度小于表4的规定值。 QJ 3146.12002 6 表4 螺母的表面处理 材 料 种 类 镀（涂）层厚度 技术条件 碳钢 钢45 合金钢 30CrMnSiA 镀锌钝化 QJ452 镀银 螺距P0.8 mm：4m7m 螺距P0.8 mm
9、：7m12m QJ458 高温合金 GH2132 钝化 不锈钢 1Cr17Ni2 0Cr18Ni9 钝化 QJ467 钛合金 TB3 硼化加 MoS 2 润滑处理 3m8m 相关工艺文件 3.4.2 银镀层结合力 银镀层经结合力试验后，不应出现起皮或剥落现象。 3.5 外观 螺母的外观质量应符合下列要求： a） 螺母的表面粗糙度应符合相应标准图样的规定。螺纹的表面粗糙度 Ra 的上限值为 3.2m； b） 螺母表面不允许有裂纹； c） 螺母的侧面允许有深度不超过表 5 规定的条痕或发纹等不连续性缺陷，允许的表面不连续 性缺陷的型式见附录 A； d） 螺母表面应光洁，无毛刺。 表5 螺母的表面不
10、连续性缺陷 单位为毫米 螺纹规格 M2M3 M4,M5 M6 M8,M10 M121.5 M141.5 M161.5 M221.5 M241.5 表面缺陷的 最大深度 0.10 0.12 0.13 0.15 0.20 0.22 0.25 0.30 3.6 材料标志 对由合金钢制造的螺母应在螺母侧面制材料标志，见图4。标志应制成凹陷形，尺寸按表6。 l 标志 图4 螺母的材料标志 表6 材料标志的尺寸 单位为毫米 螺纹规格 M5M8 M10，M121.5M201.5 M221.5，M241.5 l (参考) 1.82.3 233 5 QJ 3146.12002 7 3.7 机械性能 3.7.1
11、轴向载荷试验 3.7.1.1 100%轴向载荷试验 对螺母施加表7和表8规定的载荷进行100%轴向载荷试验后，螺母不应出现任何裂纹和破坏。 螺纹规格小于M4的螺母，可用硬度试验代替100%轴向载荷试验，其硬度按规定的抗拉强度的 对应值。 表7 六角螺母的 100%轴向载荷试验用载荷 试验载荷 kN 螺纹规格 螺纹公称 应力 截面积 mm 2 30CrMnSiA 1Cr17Ni2 GH2132 （常温） 钢45 （ML25， ML35） TB3 0Cr18Ni9 M4 8.78 9.66 7.90 5.18 7.02 4.39 M5 14.2 15.6 12.8 8.38 11.4 7.10 M
12、6 20.1 22.1 18.1 11.9 16.1 10.1 M8 36.6 40.3 32.9 21.6 29.3 18.3 M10 58 63.8 52.2 34.2 29.0 M121.5 88.1 96.9 79.3 52.0 44.1 M141.5 125 138 113 73.8 62.5 M161.5 167 184 150 98.5 83.5 M181.5 215 237 194 127 108 M201.5 272 299 245 M221.5 333 366 M241.5 400.7 441 表8 六角薄螺母和六角开槽螺母的 100%轴向载荷试验用载荷 试验载荷 kN 螺
13、纹规格 螺纹公称 应力 截面积 mm 2 30CrMnSiA 1Cr17Ni2 GH2132 （常温） 钢45 （ML25， ML35） TB3 0Cr18Ni9 M4 8.78 7.90 6.32 4.14 5.62 3.51 M5 14.2 12.8 10.2 6.70 9.12 5.68 M6 20.1 18.1 14.5 9.52 12.9 8.08 M8 36.6 32.9 26.3 17.3 23.4 14.6 M10 58.0 52.2 41.8 27.4 23.2 M121.5 88.1 79.3 63.4 41.6 35.3 M141.5 125 113 90.4 59.0
14、50.0 M161.5 167 150 120 78.8 66.8 M181.5 215 194 15.3 102 86.4 M201.5 272 245 196 M221.5 333 300 M241.5 400.7 361 3.7.1.2 80%轴向载荷试验 对于经热处理强化的螺母，应施加表9和表10规定的载荷进行80%轴向载荷试验。试验后，螺母 的螺纹应不出现任何永久变形和裂纹。 对于不经热处理强化的螺母、螺纹规格小于M4的螺母和开槽薄螺母，均不进行80%轴向载荷试 验。 QJ 3146.12002 8 表9 六角螺母和六角开槽薄螺母的 80%轴向载荷试验用载荷 试验载荷 kN 螺纹规格
15、 螺纹公称应力截面积 mm 2 30CrMnSiA， 1Cr17Ni2 GH2132 M4 8.78 7.73 6.32 M5 14.2 12.5 10.2 M6 20.1 17.7 15.5 M8 36.6 32.2 26.3 M10 58 51.0 41.8 M121.5 88.1 77.5 63.4 M141.5 125 110 90.4 M161.5 167 147 120 M181.5 215 190 155 M201.5 272 239 196 M221.5 333 293 M241.5 400.7 353 表10 六角薄螺母和六角开槽螺母的 80%轴向载荷试验用载荷 试验载荷 k
16、N 螺纹规格 螺纹公称应力截面积 mm 2 30CrMnSiA， 1Cr17Ni2 GH2132 M4 8.78 6.32 5.01 M5 14.2 10.2 8.16 M6 20.1 14.5 11.6 M8 36.6 26.3 21.0 M10 58 41.8 33.4 M121.5 88.1 63.4 50.7 M141.5 125 90.4 72.3 M161.5 167 120 96.0 M181.5 215 155 124 M201.5 272 196 157 M221.5 333 240 M241.5 400.7 289 3.7.2 硬度 六角开槽薄螺母的硬度应符合相应标准图样的
17、规定。 3.7.3 应力脆性 合金钢30CrMnSiA螺母应能经受应力脆性试验。试验时对螺母施加的拧紧力矩按表11规定。试 验后螺母不得产生任何裂纹或断裂。 表11 应力脆性试验应施加的拧紧力矩 单位为牛顿米 螺纹规格 拧紧力矩 螺纹规格 拧紧力矩 M4 2.4 M141.5 118 M5 4.7 M161.5 154 M6 11 M181.5 208 M8 29 M201.5 318 M10 53 M221.5 434 M121.5 88 M241.5 538 QJ 3146.12002 9 4 质量保证规定 4.1 检验分类 本部分规定的检验分类如下： a） 鉴定检验； b） 质量一致性检
18、验。 4.2 检验条件 除另有规定外，检验应在常温下进行。 4.3 鉴定检验 4.3.1 凡具有以下情况之一时，应进行鉴定检验： a） 每种型式、规格的螺母正式投产之前； b） 当停产一年以上又恢复生产时； c） 当螺母的结构、主要工艺或材料变更时； d） 当生产条件改变时。 4.3.2 鉴定检验按表 12 的规定。应先进行非破坏性检验，后进行破坏性检验。 4.3.3 鉴定检验的结果均应符合本部分第 3 章的全部要求。 4.4 质量一致性检验 4.4.1 检验批的组成 每批螺母均应进行质量一致性检验。每个检验批应在同一制造周期内由同一炉批号的材料和相 同方法制造的同品种规格的成品螺母组成。 4
19、.4.2 检验规则 质量一致性检验的项目、要求、方法和抽样方案按表12表15的规定。检验分为A组检验（非 破坏性检验）和C组检验（破坏性检验）。检验顺序为先进行A组检验，后进行C组检验。用于100% 轴向载荷试验的试样可以是80%轴向载荷试验合格的试样。 4.4.3 不合格 检验不合格而被拒收的检验批，只有当所有有缺陷的产品被全部剔除或缺陷被修复后，才能重 新提交检验。重新检验的样本量应为正常样本量的2倍，而可接收判定数（Ac）则与正常检验时的 相同。 表12 鉴定检验和质量一致性检验 检验 分组 检 验 项 目 要 求 （章、条号） 检查和试验方法 （章、条号） 鉴定检验的 样本量 质量一致
20、性检验 的抽样方案 尺寸与公差 3.3.1 4.5.1 螺纹 3.3.2 4.5.2 支承面垂直度 3.3.4.2 4.5.3 20 有无表面处理 3.4.1 4.5.4.1 75 镀（涂）层种类 3.4.1 4.5.4.1 3 外观 3.5 4.5.5 100 A组 （非破坏性 检验） 材料标志 3.6 目视检查 100 见表13和表14 80% 轴向载荷 3.7.1.2 4.5.6 8 100%轴向载荷 3.7.1.1 4.5.6 8 硬度 3.7.2 4.5.7 5 见表15 应力脆性 3.7.3 4.5.8 3 镀（涂）层厚度 3.4.1 4.5.4.2 5 C组 （破坏性 检验） 银
21、镀层结合力 3.4.2 4.5.4.3 5 QJ 3146.12002 10 表13 外观和尺寸检验项目 检验项目 可接收质量水平 (AQL) 裂纹 0.065 螺纹 支承面垂直度 有无表面处理 外观 1.0 螺母高度 螺母对边宽度 金属丝孔的直径和位置 材料标志 2.5 所有其它尺寸和形位公差 4.0 表14 外观和尺寸检验抽样方案 各种可接收质量水平（AQL）的接收判定数（Ac）和极限质量（LQ 10 ） 0.065 AQL=1.0 AQL=2.5 AQL=4.0 批量大小 样本量 a Ac LQ 10 Ac LQ 10 Ac LQ 10 Ac LQ 10 90 13 0 16 1 27
22、91150 20 1 18 2 25 151280 32 2 16 3 20 281500 50 1 7.6 3 13 5 18 5011 200 80 2 6.5 5 11 7 14 1 2013 200 125 3 5.4 7 9.4 10 12 3 20110 000 200 0 1.2 5 4.6 10 7.7 14 10 10 00135 000 315 7 3.7 14 6.4 21 9 注1： 表中的数据来自GJB 179。 注2： 表示用箭头下面的第一个抽样方案，表示用箭头上面的第一个抽样方案。 a 如果样本大小等于或超过批量，应进行100%检验。 表15 机械性能检验抽样方案
23、 批量大小 样本量 接收判定数 Ac 500 3 501 3 200 3 201 35 000 5 35 000 8 0 4.5 检验和试验方法 4.5.1 尺寸与公差 螺母的尺寸与公差应使用相应的通用或专用量具进行检验。 4.5.2 螺纹 用螺纹量规检验，止端螺纹量规的旋入量不应超过2倍螺距。 4.5.3 支承面垂直度 4.5.3.1 检验夹具 QJ 3146.12002 11 检验夹具包括： a） 带有法兰面的螺纹芯棒一件（见图 5），其螺纹应符合 GB/T 196 和 GB/T 197，但中径及其 公差应符合表 16 的规定； b） 合适的塞尺一把。 4.5.3.2 检验程序 将被检螺母
24、旋至法兰面，用塞尺检查螺母支承面与法兰面之间的间隙。 d 螺母对边宽度 塞尺 清根 A A 0.03 图5 支承面垂直度检验 表16 螺纹芯棒中径尺寸 单位为毫米 螺纹规格 d M2 M2.5 M3 M4 M5 M6 M8 M10 M121.5 基本尺寸 1.726 2.194 2.660 3.530 4.464 5.334 7.172 9.010 11.010 螺纹 中径 极限偏差 010 0 0 . 螺纹规格 d M141.5 M161.5 M181.5 M201.5 M221.5 M241.5 基本尺寸 13.010 15.010 17.010 19.010 21.010 23.010
25、螺纹 中径 极限偏差 010 0 0 . 4.5.4 表面处理 4.5.4.1 有无表面处理及镀（涂）层种类 目视检查螺母有无表面处理及镀（涂）层种类。 4.5.4.2 镀（涂）层厚度 镀层厚度的检查方法按相应镀（涂）层技术条件的规定。 4.5.4.3 银镀层结合力 将螺母加热到最高工作温度（650），保温4h，然后用高压空气（压力为0.3MPa0.4MPa） 使其迅速冷却。冷却时，使高压空气通过口径为1.5mm的喷嘴吹向螺母表面（喷嘴靠近螺母表面）。 4.5.5 外观 4.5.5.1 目视检查螺母是否有毛刺或划伤。 4.5.5.2 螺母的表面不连续性缺陷应按下列要求进行检查： a） 目视检查
26、，必要时用磁力探伤或荧光检查，也可按承制方和使用方协商的其它方法进行； QJ 3146.12002 b） 表面缺陷检查应在表面处理前进行； c） 对发现的缺陷有异议时，剖开有缺陷的螺母，用 5 倍8 倍放大镜检查。 4.5.5.3 表面粗糙度检验应在表面处理前进行。应使用粗糙度样块比较法或使用表面粗糙度轮廓仪 检查，也可按供需双方同意的其它方法进行。 4.5.6 轴向载荷 4.5.6.1 试验夹具 试验夹具见图6，包括： a） 钢制专用支撑板：热处理后硬度不小于 41HRC； b） 试验螺栓：螺纹的基本尺寸符合 GB/T 196，螺纹公差符合 GB/T 197 规定的 6h；材料为合 金钢，热
27、处理后的硬度不小于 41HRC。 D D 2 倍螺距 D 01 0 25 0 . . + +图6 轴向载荷试验夹具 4.5.6.2 试验程序 将支承板装到螺栓上，然后装上螺母，拧到螺栓螺纹伸出螺母端面最小2倍螺距（包括倒角）。 将装好的组件装到拉力试验机上， 按图4所示方向连续而缓慢地施加载荷， 最大加载速率按表17。 达到3.7.1条规定的轴向载荷后，再缓慢卸载。 卸下组件，拆下螺母，进行外观检查。必要时，剖开螺母用5倍8倍放大镜检查。 表17 加载速率 单位为千牛顿每分 螺纹规格 d M4 M5 M6 M8 M10 M121.5 加载速率 9 14 20 35 55 80 螺纹规格 d M
28、141.5 M161.5 M181.5 M201.5 M221.5 M241.5 加载速率 108 140 180 220 270 320 4.5.7 硬度 硬度试验应在螺母的支承面上进行，并取间隔120的三点硬度平均值作为该螺母的硬度值。硬 度试验方法应符合GJB 715.21989的规定。 4.5.8 应力脆性 4.5.8.1 试验夹具 试验夹具见图7，包括： 12 QJ 3146.12002 a） 矩形钢块一件，热处理后的硬度不小于 41HRC； b） 螺栓一件，螺栓的螺纹按 GB/T 196，公差按 GB/T 197 规定的 6h；螺栓强度不低于被试螺 母的强度。 4.5.8.2 试验
29、程序 用航空润滑油润滑螺栓和螺母的螺纹。 按图7所示装上螺母， 并对螺母施加表11规定的拧紧力矩。 应力状态下保持168h后，拆下螺母，进行外观检查。必要时，剖开螺母用5倍8倍放大镜检查。 2 倍螺距 6D min A 0.03 A 0.01 6D m in (D+0.2)H12 A 被试螺母 D 图7 应力脆性试验夹具 5 交货准备 5.1 包装 螺母的包装按QJ 326的规定。 5.2 合格证 每个独立包装均应附有产品合格证，产品合格证上应注明： a） 承制方名称； b） 产品名称、代号及规格； c） 产品数量； d） 生产批次号； e） 检验员印记； f） 制造或出厂日期。 5.3 包装
30、检验 所有包装都应进行百分之百目视检验。 6 说明事项 6.1 预定用途 13 QJ 3146.12002 本部分规定的螺母用于航天产品。高温合金GH 2132表面钝化的螺母，主要与钛合金螺栓配用。 高温合金GH2132表面镀银螺母的最高工作温度为650。钛合金TB3螺母与钛合金螺栓配用时，需 要考虑材料表面的亲和性，防止螺纹咬死。 6.2 订购文件内容 文件应规定下列内容： a） 本部分的名称、编号和发布日期； b） 招标书引用的各引用文件的版次号； c） 产品的名称、代号、规格和数量； d） 包装要求。 14 QJ 3146.12002 附 录 A （规范性附录） 允许的表面不连续性缺陷的型式 允许的表面不连续性缺陷是指在拉拔过程中产生的折叠和发纹， 以及在机加过程中产生的发纹。 这两类不连续性缺陷不应导致任何突变，深度也不应超过表5的规定，其位置和形状见图A.1。 条痕或发纹 图 A.1 允许的表面不连续性缺陷 15
