ASTM A490标准

拉伸强度150 KSi以上结构用钢制热处理螺栓标准规范

本标准以固定称号A490来发行；而紧跟在该称号后面之号码表示最初通过之年份，倘若有修正，则表示为最后修订之年份。括号内之号码则为最后通过核准之年份。其上之则表示在最后版本或通过核准后还有作编辑修改。

本标准已经过国防部核准，查询DoD索引之规范和标准可以查到国防部核准之发行年份。

1.范　　围

1.1本规范涵盖钢制热处理螺栓直径1/2至１1/2英吋(含)之化学成份和机械性质之要求。这些螺栓乃是用在结构上的联结，而被结构性联结工程基金会制定于ASTM A325或A490规范内。以下规定不同型态之螺栓。

1.1.1类别1一合金钢螺栓，尺寸包含直径1/2至１1/2英吋。

1.1.2类别2一低碳麻田散铁系列螺栓，尺寸包含直径1/2至1英吋。

1.1.3类别3一螺栓尺寸包含直径1/2至１1/2英吋，且抗大气腐蚀性和耐候特性必须符合A588／A588M、A242／A242M及A709／A709M规定之钢材。这些抗大气腐蚀性要比碳钢额外有无添加铜要来得较好。看章节6.3，这些没有镀层的钢材适当地在暴露大气下可做多方面之应用。

1.2采购者要订定类别1、2或3螺栓，如果没有要求类别时，制造商有权选择供应类别1、2或3。

1.3当需要抗大气腐蚀性和耐候特性时，采购者可选择类别3。

1.4除非有其它特别规定，否则所有使用在螺栓上之螺帽要符合规范A194／

Al94M或A563要求，而且是六角。这些六角头螺帽对于每一种螺栓之类型及表面加工度如以下要求：

　　螺栓类型和加工度　　　　　螺帽等级和加工度

　　 1和2，表面(未被覆)　　　　A563-DH，DH3，素面

　　　　　　　　　　　　　　 　 A194-2H，素面

　　 3，素面　　　　　　　　　　A563-DH3，素面

1.5除非有其它特别规定，否则使用于螺栓上之所有垫圈必须要符合规范F436要求，而且对每一种类型螺栓之表面加工度如以下要求：

　　　　螺栓类型和加工度　　　　　　 垫圈加工度

　　　　 1和2，素面(未被覆) 　　　　　 素面(未被覆)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A192-2H，素面

　　　　 3，素面 　　　　　　　　　　　耐候钢，素面

1.6这规范只针对重六角结构用螺栓供应做说明，若是其它尺寸的需求就必须订定在采购契约和订单上规定。

批注1-对于淬火及回火后之合金钢螺栓、螺桩及其它外螺纹扣件之尺寸超过11/2英吋时，但机械性质类似者，请参照规范A354中之级数BD。

批注2-规范A490M系依据A490改进而来为完全公制，因此在本规范将看不到公制表示法。

2.参考标准

2.l ASTM标准

A194／Al94M配合高压及高温下使用螺栓之碳钢及台金钢螺帽的规范。

A242／A242M高强度低合金结构用钢之规范。

A325拉伸强度120／105KSi(含)以下之结构用钢制热处理螺栓之标准规范。

A354淬火及回火过合金钢制之螺栓、螺桩及其它外螺纹扣件的规范A563碳钢及合金钢制螺帽之规范。

A588／A588M降伏点至少50KSi(345MPA)，厚度4英吋(100mm)以上之高强度低合金结构用钢的规范。

A709桥梁用结构用钢之规范。

A751钢制品化学分析之测试方法、应用及术语。

D3951商用包装应用。

E3金相试片之准备方法。

E138湿式磁粒检测方法。

E709磁性检测指引。

F436硬化钢制垫圈之规范。

F606决定内、外螺丝扣件、垫圈铆钉机械性质的标准测试方法。

F788／F788M公英制螺栓、螺丝、螺桩表面缺陷规范。

G101评估低合金钢材抵抗大气腐蚀指南。

2.2 ANSI标准

Bl.1统一制螺丝螺纹。

B18.2.1四角和六角头螺栓和螺丝。

2.3军事标准

MIL-STD-l05取样程序及特性检验表。

3.术语

3.1定义

3.1.1表面不连续性在本规范内定义如下：

3.1.1.1可允收质量水平(AQL)一如MIL-STD-105所定义，对取样检测之最大缺陷百分比要考虑在制程中平均做统计。

3.1.1.2崩裂一破裂位于螺栓头部之周围。

3.1.1.3裂缝一结晶线在穿过晶界时，没有外来元素的夹杂物影响而致断裂情况。

3.1.1.4制程平均一定义于MIL-STD-105，代表产品在原始检测中，缺陷百分平均比。原始检测也可视为被拒绝及再加工后第一次再检测。

3.1.1.5缝痕或迭痕一金属材料内非结晶裂纹其乃原材固有的裂纹。

4.订单要点

4.1规范下产品订单必须包括以下：

4.1.1数量(螺栓及附件之数量)。

4.1.2产品名称，包括附件，如螺帽和垫圈等。

4.1.3尺寸，包括螺栓公称直径及长度，对不同于重六角结构螺栓(看1.6)之尺寸要求，需要去指明握紧长度。

4.1.4螺栓的类型(类型1、2或3)，值得注意是，当规范没有规定螺栓类型时，螺栓的类型由制造厂商决定。

4.1.5 ASTM称号与发行年份。

4.1.6安全负荷试验是否需要，及

4.1.7是否需要测试报告及

4.1.8其它特殊要求。

批注3-两个订单的例子如下所述： 1000件，重型六角结构用螺栓，每一个要有两个全硬化垫圈，符合ASTM F436，但要有一重型六角螺帽，符合ASTM 

A563、1/4、ASTM A490-XX， 1000件重型六角结构用螺栓，不需要螺帽或垫圈，类型1，7/8×２ 1/4，ASTM A490-XX。

5.材料及制造

5.1制程一钢材必须由鼓风炉、氧化炉或电解炉制造。

5.2热处理一类型1螺栓必须要在转换温度以上油淬处理。类型2和3则在转换温度以上以适当液体淬火处理。类型1和3必须再加热回火，而这温度不得低于800℉。类型2再加热回火，而这温度不得低于650℉，如果热处理工作是由分包商进行，热处理过后的材料必须再回到制造商进行试验。

5.3螺栓螺纹部份必须车洗或滚制。

5.4保护涂层一螺栓不能热浸、机械附着或电镀镀锌或者其它金属镀层以造成氢脆导致应力腐蚀裂缝及延迟脆性破坏发生，关于额外热浸镀锌之信息请参阅附录XI。

6.化学组成

6.1类型1螺栓其合金化学组成必须符合表1所列要求，钢材必须包含有足够合金元素以证明它是合金钢材。

批注4-美国钢铁协会规定合金元素最大含量如果超过下列一项或多项合金元素成份时始认为是合金钢。

锰1.65%、硅0.60%、铁0.60%或在明定的范围内，或在以下元素所明定最小要求量，或在已知结构合金钢需求内：铝、铬可至3.99%，钴、钶、钼、镍、钛、钨、钒、锆，或其它加入以获得所想要合金作用的合金元素。

6.2类型2其化学成份要求必须符合表2所列。

6.3类型3其化学成份要求必须符合表3所列。指南G101为评估抗大气腐蚀低合金钢的方法。

6.4产品分析必须由采购者选择具代表之每批已完成之螺栓。这些化学成份必须符合表1、2或3，而且由这些表中决定是否可接受。

6.5对于螺栓而言，有添加Bi、Se、Ti或Pb之钢，热炉分析是不被允许的。

6.6化学分析必须依照A751试验方法，程序执行。

7.机械性质

7.1产品硬度

7.1.1螺栓必须符合表4所规定之硬度值。

7.2拉伸性质

7.2.1直径小于(含)１1/4英吋，除了7.1节规定外还有不同之规定，必须做全尺寸垫楔抗拉试验，其值必须在表5所示之最小与最大拉伸强度值间。

7.2.2直径大于１1/4英吋，除了7.1节规定外还有不同之规定，当测试时，最好为全尺寸垫楔抗拉试验。其值必须符合表5所示之最小与最大拉伸强度值间。当设备容量不足够做全尺寸试验时，或者螺栓的长度不能实际进行全尺寸试验时，可加工成试棒测试，其值要符合于表6之要求。但是如果上述全尺寸及加工成试棒皆有试验并相互矛盾时，则以全尺寸试验为准。

7.2.3安全负荷并不是对所有产品须强制性之测试。当契约或订单有规定时，除了抗拉强度之要求外，螺栓必须进行表5所述之安全负荷测试或者是替代之安全负荷测试要求。当有争议产生时，螺栓应能符合安全负荷与其它之要求。

7.3螺栓硬度及拉伸试验皆执行时，如果硬度测试值过低时，则允收条件则以抗伸需求为主。

8.渗　　碳

8.1定义一本试验是要计算决定从表面渗碳后，表面与次表面间硬度的差异。

8.2要求一螺栓应不可过份渗碳，从表面至最大深度0.003英吋内所量测得到之硬度值不能高于距表面0.125英吋处之硬度值3个洛氏硬度指标C(26个诺普氏)(27个维克氏DPH)，看图1。

8.3过程；

8.3.1切取螺栓螺纹部位沿着纵向之断面、镶埋及金相抛光则依据E3方法。

8.3.2使用诺普氏或维克氏DPH硬度测试之压头执行微硬度测试。

8.3.3在位于螺纹面垂直齿腹之线。沿着节径0.003英吋此点做硬度测度测试。下点测试，则从大径(螺纹顶)垂直至螺栓轴之0.125英吋处做第二点测试，参照图1。

8.3.4此两点硬度测试必须沿着螺栓螺纹长度相同之纵向剖面上，必须在同一时间测试，使用相同的硬度指标。

9.尺　　寸

9.1除非有其它规定，否则螺栓必须符合ANSI B18.2.1关于重六角结构用螺栓之尺寸规范。

9.2螺纹要为ANSI B1.1规范之统一制粗螺纹系列，并且要有级数2A之公差。当有规定时，螺栓直径超过1英吋之8节螺纹系列也可使用。

10.工匠技艺

10.1表面缺陷必须依据F788／F788M规定。

11.机械性质之质量保证

11.1制造商必须自每批螺栓取样做检验以确定螺栓的性质符合规范要求。所有的螺栓在装运前必须依据章节11.3及11.4内所述的质量保证程序之一种去做检验。

11.2批检验测试的目的是要确保每批皆能符合规范要求。为此计划充分有效。购买者维持产品识别及验证直至产品被安装使用为止是很重要的。

11.3产品批方法

11.3.1所有螺栓必须依据批验证管制量保证计划制造。制造商必须证明并维持每批螺栓产品从原料选择至所有制程操作及热处理到最后包装及船运的整体性。每

一批都有其本身批识别编号，每一批都要测试而且检验测试报告都要保存。

11.3.2产品批，为了识别编号及测试取样选择的理由，必须包含自相同熔炉制造，所有操作至船运容器内之相同公称尺寸及相同公称长度。

11.3.3制造商对于每一产品批螺栓要测试 产品硬度(7.1)依据F606测试方法 依据螺栓尺寸及长度测试全尺寸垫楔抗拉或加工试棒拉伸，此要求描述在7.2

节；及 渗碳(章节8)。安全负荷测试则仅在采购单上有规定时才执行。

11.3.4每一产品批对每一要求性质测试之最小测试数目必须依据表7。

11.3.5如果测试试片有加工缺陷，则必须放弃以另外试片代替。

11.3.6螺栓在最后制程后尽快包装在船运容器内，船运容器必须有批识别编号之标志。

11.3.7当订单有规定时，每一产品批从螺栓供给至船运期间所要求之检验测试报告之拷贝都要供应给采购者，钢材个别炉号并不需在试验报告中标示。

11.4船运批法：

11.4.1在制程检验过程，所有的制造操作、热处理、及制造完成之螺栓之储存都应依据各自制造商实行。

11.4.2在装运包装螺栓前，制造商应对每一船运批随机取样做测试。为测试取样的理由，船运批的定义为相同尺寸及相同长度，需要供应单一采购订单需求的螺

栓量。

11.4.3制造商必须对每批螺栓测试 产品硬度(7.1)，依据F606方法端视螺栓尺寸及长度执行全尺寸垫楔抗拉或加工试棒拉伸，需求描述在7.2节渗碳(章节8)，安全负荷则仅在采购单上有要要求时执行。

11.4.4每一船运批，对每一要求之性质之测试最小数目必须依据表8。

11.4.5如果测试试棒有加工缺陷时，则必须放弃以另外试棒代替。

11.4.6当订单有规定时，每一船运批测试报告之拷贝要供应给采购者，钢材个别炉号并不需要在最后之产品注明。

12.测试方法

12.1所有试验必须依据F606测试方法去执行。

12.2螺栓全尺寸之安全负荷试验，最后依据F606外螺纹测试方法章节所描述之方法1一长度量测执行。

12.3螺栓全尺寸试验必须依据F606关于全尺寸产品垫楔抗拉试验章节所描述之垫楔试验方法执行。螺栓的破坏必须在其本体或螺纹部份，而不能在头部与本体连

接部份发生破坏。

12.4加工成试捧之试验必须依据F606关于加工试棒拉伸试验所描述方法进行测试。

12.5对于决定安全负荷而言，测试的速率决定在可自由移动之横座夹头，移动速率最大为0.125英吋／分钟，对于拉伸强度的决定最大速率为1英吋／分钟。

13.磁粒及目视检验表面缺陷

13.1螺栓可用磁粒检测来检查纵向缺陷及横向裂缝，检验时必须依据13.4节所描述取样计划进行而且要符合至0.25的AQL。制造商也可使用涡电流方式代替，100%的磁粒检测描述说明在13.4.1和13.4.2节。如果螺栓在涡电流检测后，紧接又依据表9随机取样做磁粒检测，允收要求如以上所描述，倘若有争议时，则以磁粒检测为主。

13.2当检测系依据13.5节所描述之取样计划进行时，螺栓用内视检查迸裂并要符合2.5的AQL。13.3为了磁粒或内视检测选择取样的理由，一批包含一种类型的所有螺栓，必须在同时检测下具有相同之公称直径及长度，每批数量不能超过10000件。

13.4纵向缺陷及横向裂缝：

13.4.1从每批螺栓中随机精选具有代表性的样品并做磁粒检测，依据指导纲要E709(见批注5)来对纵向缺陷及横向裂缝(描述在13.4.2节)做为拒收原则。取样数目规定在表9为2.5的AQL。如果制造商在检验过程中发现有任何缺陷，则整批所有螺栓都要做磁粒检测并把所有有缺陷的螺栓剔除，如果采购者在检验过程内发现有缺陷，整批可拒收。

批注5：磁粒检测方法系依据方法E138，纲要E709则做为仲裁使用。

13.4.2任何螺栓之纵向缺陷(平行螺栓轴位于螺纹、本体内圆角或头部底)，正交于表面的深度大于0.03D(此处D为英吋公称尺寸)，则被视为缺陷。除此之外，

任何螺栓有横向裂缝(垂直螺栓轴，位于螺纹部、本体、内圆角或头部底)将被视为缺陷。

13.5迸裂：

13.5.1自每批螺栓随机抽样做为代表并以目视检测迸裂。抽样数规定在表10内

2.5的AQL，如果制造商在检测过程中发现有缺陷的数目大于表10规定取样数之允收数目时，则整批所有螺栓都要目视检验并把所有有缺陷螺栓剔除，如果采购者在检验过程中发现有缺陷的数目大于表10规定取样数之允收数目时，整批可拒收。

13.5.2任何螺栓之迸裂为宽度要大于0.010英吋加上0.025D，此才视为缺陷。此处D为英吋之螺栓公称尺寸。

14.检　　验

14.1采购者要求如14.2描述进行检验时，应明订于询价单或订单上。

14.2代表采购者之检验员可自由进入制造厂商所有工厂检查购买产品之相关事务。制造商应提供给检验员适当地设备，并且没有妨碍下协助他了解所有产品均

符合规范要求下生产完成，采购者的代表要求依据规范规定进行试验及检验，应于装运前及不影响工厂作业之情况下完成。

15.拒收及复核

15.1成品不符合规范的规求时得以拒收。拒收时得以书面报告迅速通知生产者或供货商。当生产者或供货商不满意试验结果时，可声请再复核。

16.证　　明

16.1当订单有规定时，制造商应如11.3.1或11.4.6描述提供试验报告，此试验报告应依据螺栓供给是采用产品批或船运批方式。

17.责　　任

17.1扣件产品之责任应由提供扣件给买方并且以文件担保扣件均依照规范要求来进行制造、取样、测试与检验，而且符合所有规范要求之组织来承担。

18.产品识别

18.1螺栓头部必须标识A490，并且也要适当的去识别制造商或私人标记经销商。标志由制造商决定使用浮记或凹记。

18.2除了18.1节标志要求外，类型2的螺栓要有6条向外辐射线做为标记，每条辐射线间隔30°。

18.3除了18.1节标志要求外，类型3的螺栓要在A490下画底线，而且制造商或许可加其它明显的记号以宣称此螺栓抗大气腐蚀及耐候之类型的螺栓。

18.4类型及制造商或私人标记经销商识别必须分离而且要明显。当在相同水平时，此两种标记最好是在不同位置并且分离在至少两个场地。

19.包装及包装识别

19.l包装

19.1.1除非有其它规定，否则包装必须依据D3951。

19.1.2当要求特殊包装需求时，则要明定于契约及订单上。

19.2包装识别

19.2.1每一运装单位，必须在显明处标识包含以下数据：

19.2.1.l ASTM称号及型号。

19.2.1.2尺寸。

19.2.1.3名称及品牌或者是制造商的商标。

19.2.1.4件量。

19.2.1.5批号。

19.2.1.6采购订单号码及

19.2.1.7原始制造国。

20.关键词

20.1合金钢；螺栓；钢；结构的；耐候钢。

附录(非强制性信息)

XI.热浸镀锌对于钢材强度的影响

XI.1 对于拉伸强度大于2000KSi之钢料而言，如果氢残留在钢材内且承受高应力下，则有脆化问题。对于A490螺栓在最大拉伸强度低于200KSi时，有15%限度可设为170KSi，然而如此，由于制造商都会使他们的产品些微高于要求之最小值，因此预料A490螺栓会很接近拉伸强度的临界范围，对于黑皮螺栓而言这就不是导致的原因。对热浸镀锌而言，由于在镀锌浸锌操作过程有可能使氢介入钢材内及尔后镀锌将氢密封在内导致使用中延迟脆性破坏的机率，因此在A490螺栓热浸镀锌是不被推荐。