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1、应了解的紧固件知识 什么叫商品紧固件？为什么6H/6g为商品紧固件的公差带？能从市场商店里直接购买的紧固件称为商品紧固件。因6H/6g公差带有适宜的保证间隙，使之具有广泛的适用性，所以成为商品紧固件的公差带，一般可适用的场合如：适宜于专业化大生产、可容纳较薄的镀层、其间隙可容纳因高温而形起的变形、即使在运输中有些碰磕或脏物仍能轻松装配等。最大限度地方便使用。 什么是螺纹精度？螺纹精度分那几个等级？ 螺纹精度是代表螺纹加工质量的综合指标，是指单件而言，并不代表螺纹的配合精度，螺纹精度反映了螺纹加工的难易程度，用该旋合长度组所对应的公差等级数来评定。 螺纹精度分为：精密，中等，粗糙三个级别； 精密
2、用于要求配合性质变动较小的地方； 中等- 用于一般的机械、仪表和构件； 粗糙用于精度要求不高的地方，不重要的联接或加工比较困难的螺纹也采用粗糙级。注意：1) 螺纹精度与公差等级在概念上是不同的，同一公差等级的螺纹，只表明二者公差带的宽度值属于一等级，绝不意味二个螺纹的精度级一定相同。2）同一公差等级，还取决于旋合长度，若同一旋合长度组则精度相同，否则不同。 国标是如何规定紧固件的产品等级？ 国标中规定了产品等级为：A、B、C级的螺栓、螺钉、螺柱和螺母，并规定了A级自攻螺钉的公差。同时规定：产品等级由公差大小确定，A级最精确、C级最不精确。国标中把公差水平分为紧的和松的二种。其适用的部位与产品等
3、级对照表如下：公差水平部位 公 差A级B级C级杆部和支承面其他部位紧的紧的紧的松的松的松的外螺纹6g6g8g(但对8.8及以上性能等级的为6g)内螺纹6H6H7H 什么是完整螺纹、不完整螺纹和螺尾？完整螺纹是在正常加工状态下加工出的螺纹，具有完好的牙尖和牙底。不完整螺纹在加工过程中由于缺料形成牙尖不完整的螺纹，但牙底仍然是完整的。这二类螺纹由于牙底均为完整的，所以不影响内、外螺纹的正常旋入，均能达到螺纹联接的目的，称为有效螺纹。螺尾是指牙底不完整的螺纹。一般在切削螺纹时因退刀引起牙高不足，即牙底有多余的材料未被切除，因此防碍螺纹的正常旋合，起不到螺纹联接作用，所以不能算为有效螺纹。 控制螺栓、
4、螺钉和螺柱硬度的目的是什么？因螺栓、螺钉和螺柱的最低硬度与最小抗拉强度有一定的内在关系。最低硬度值反映了最小抗拉强度指标。两项指标中任意一项均可对最小抗拉强度作出评价。为简化试验，也可用最低硬度值来代替最小抗拉强度(但有争议时，以拉力试验为仲裁)。同样通过对各性能等级的螺栓、螺钉和螺柱最高硬度的控制，就能控制强化程度。注：高强度螺栓、螺钉和螺柱若过高的强化会降低塑性和韧性，而塑性和韧性的指标对高强度螺栓的安全使用尤为重要。 为什么标准中没有规定最大抗拉强度？标准中规定了最低和最高硬度。最低硬度近似对应最小抗拉强度，所以对所有不能进行拉力试验的紧固件其硬度试验是必须的。对能进行拉力试验的紧固件其
5、最高硬度近似对应最大抗拉强度，虽然标准中没有规定最大抗拉强度，但最高硬度值己经限制了最大抗拉强度指标。 最高表面硬度与芯部硬度的关系是什么？含义是什么？表面硬度不应比芯部硬度高出30个维氏硬度值。对10.9级的表面硬度应不大于390HV30。12.9的表面硬度应不大于435HV30。“表面硬度不应比芯部硬度高出30个维氏硬度值”并不是控制紧固件强度性能指标，而是用来检查高强度螺栓因在热处理时保护气体碳势控制不当而引起增碳。增碳使螺栓表面硬度增加，导致紧固件脆性提高和降低疲劳强度。GB/T3098.1中第8.9.2.2硬度法中第3点明确指出“高于30个维氏硬度单位，表示已渗碳，是不允许的”。 性
6、能等级9.8级的螺栓、螺钉和螺柱对螺纹直径有什么要求？从标准GB/T3098.1中可知：9.8级仅适用于螺纹规格直径M16mm，而对M16mm的规格不适用。 为什么螺栓、螺钉和螺柱的最小抗拉强度、最小屈服强度大于标准中的公称值？为了防止螺纹组合件在拧紧时发生脱扣，经试验对螺栓、螺母的机械性能作了修改，提高了部分抗拉强度值，为了不改变标记制度的规定，各性能等级仍保留了符号标记制度的指标数值为公称值。 螺栓、螺钉和螺柱的保证应力Sp有何意义？保证应力指标可衡量螺栓、螺钉和螺柱抗屈服能力的大小。保证应力意义：螺栓、螺钉和螺柱的试验方法有实物试验和机加工试件试验二种方法。机加工试件可测出b、s或0.2
7、及5，但实物试验只能测出b。而螺栓、螺钉和螺柱的保证应力Sp均略小于屈服强度(约是屈服强度的0.880.94)，当承受了保证应力而不产生永久伸长(小于12.5m)说明屈服强度高于标准规定的公称值，该螺栓、螺钉和螺柱合格。使得测试工作大大简化。 不经淬火性能已达到8级的螺母，其性能是否可定为8级？答：按国标规定，性能等级为8级的型螺母，规格小于或等于M16时不经淬火、规格大于M16时必须经淬火并回火；性能等级为8级的型螺母不经淬火。可见：不经淬火但性能等级已达到8级，M16的型螺母和M39型螺母可定为8级，M16的型螺母不能定为8级螺母。 有时中碳钢制作的螺栓、螺钉和螺柱，不经热处理强度已达到8
8、.8级，该产品是否可确定为8.8级？答：按国标规定8.8级及以上等级的紧固件，必须进行热处理。所以不经热处理强度已达8.8级是不能定为8.8级。 怎么区别型螺母和型螺母？型螺母的高度比型螺母约高10%。型适用于4、5、6、8、10和M16的12级。型主要适用于9、12级。型螺母主要为9.8级螺栓、螺钉配套的一种经济的冷成型螺母，也为 12.9级配套提供了有良好韧性的热处理螺母。 型螺母和型螺母是否可代替使用？在下列二种情况下可以代替使用：a)对8级并大于M16的型螺母应进行淬火并回火处理，但考虑经济性也有可能采用不热处理的型螺母代替使用。b)对于12级并小于等于M16的螺母，当达到同样保证载荷
9、时，型比型螺母硬度低、韧性好。 从那几个方面控制紧固件用的材料质量？1.化学成份控制：高强度螺栓最可怕的是混料，所以必须分清钢牌号、炉号；分批检测、分批投产。因同种材质不同炉号，可能其化学成份有波动，混杂一起热处理后无疑会引起硬度的波动。对热处理质量稳定性无疑是致命伤。2.材料的原始组织：是否存在偏析，微观气孔和裂纹，若有则极易产生热处理缺陷，影响螺栓的力学性能。3.紧固件用的材料一般为热轧材料，应检查材料组织是否存在晶粒粗大现象，若有在热处理后会引成粗晶粒马氏体组织，使力学性能变差，特别是塑性和韧性大幅度下降，(因钢厂在热轧制时也有可能出现过热现象)。4.机械性能试验：验证钢厂提供的指标，b
10、 、s 、5的符合性。及冷顶锻试验（冷顶锻试验方法：取H/d=12的试样，进行压扁：加工螺栓、螺钉的压扁至高度的1/3，螺母至原高度的1/2，观察试件侧面是否产生裂纹）。5.材料表面质量控制：表面是否脱碳；是否有折皱、麻坑、裂纹、划伤等。6.对冷镦料的硬度要求：普通碳钢：HRB85 35、45钢：HRB90 什么是脱碳？由于钢在加热过程中与空气中的氧气作用产生氧化铁，至使工件表层碳含量下降，这种现象称脱碳。高强度螺栓若发生脱碳现象，则其机械性能大大下降，会引发断裂或脱扣事故。国标规定二个检测参数：未脱碳层最小高度和全脱碳层最大深度。对于性能等级为6.8级以下的产品不作要求；对于8.8级以上的全
11、脱碳层的最大深度均为0.015。 什么是氢脆？如何消除氢脆？一般指高强度螺栓、螺钉和螺柱在浸酸处理或电镀过程中基体吸收氢而造成脆性的现象称氢脆。处理时间越长，则渗入的氢量越多，工件的脆性越大。钢的含碳量越高，产生的氢脆越严重。紧固件由于氢脆产生的脆性断裂，一般是突然发生，是无法预料的，所以造成的后果是非常严重的。消除方法：可在190100C保温24小时，即可消除。这种方法也称去氢处理。注意：去氢处理必须在酸洗或电镀后立即进行，因这时渗入的氢只存在于基体的表面层，处于原子状态，容易被释放 螺栓热处理(调质)缺陷有那些？如何分析和预防？高强度螺栓调质(淬火+回火)后，能使螺栓获得符合要求的机械性能
12、，充分发挥材料的潜能，提高产品质量。若热处理(调质)出现缺陷，则无法达到预期目的，甚至成为废品，导致无可估量的经济损失。 高强度螺栓调质(淬火+回火)后的缺陷主要有： 1)淬火裂纹：是高强度螺栓热处理后致命的缺陷，是属于不可补救的缺陷，一旦产生只能报废处理。产生原因主要有：a)原材料原因：混料：由于冷却介质不正确，造成淬火裂纹；材料缺陷：原材料存在微小缩孔、细微裂纹或疏松，导致热处理后细微裂纹扩张，造成裂纹；材料热轧时过热，导致晶粒粗大等，造成淬火裂纹；b)加工工艺编制不合理：热镦时镦锻工艺安排不合理，导致头部存在折叠，热处理后折叠处裂纹扩张，造成裂纹；切削工艺：头杆处过渡圆弧过小(清角)、光
13、杆处存在明显较深的切削刀痕，造成应力集中；c)热处理工艺：热处理工艺编排不合理，淬火介质选择不当。 2)淬火变形：高强度螺栓在淬火过程中，变形是肯定存在的，特别是长杆螺栓经淬火后弯曲和钢结构专用螺母攻丝后热处理造成扭矩系数离散率大等缺陷。长杆螺栓经淬火后弯曲目前唯一的办法是热处理后进行校直；钢结构用专用螺母则采用热处理后镗孔再攻丝。其次可采取尽可能堆放整齐，改进吊装方法使螺栓各部位受热均匀，并选择合适的冷却介质(高速淬火油)等。3) 机械性能不达标：a)硬度高强度螺栓的硬度与静强度(抗拉强度)存在一定的线性关系，所以在热处理过程中可将硬度试验作为评介热处理质量的方法，此方法简单可靠。硬度不达标
14、主要表现为：硬度不足或硬度不均匀。硬度不足和硬度不均匀(局部有软点)主要原因：一般是淬火加热不足，螺栓各部位受热不均匀(使得原始珠光体组织未能完全转变为奥氏体、或奥氏体组织不均匀)；淬火冷却速度不够(淬火介质老化或冷却介质选用不当，或没有充分搅动，延迟了螺栓某些部位蒸汽膜的破裂，造成局部冷却速度降低，从而造成局部异常组织，形成硬度偏低和软点)；其次如：螺栓表面脱碳，淬火炉温度失控(温控表失效)造成；当螺栓直径过大，选用的材料淬透性不够，也会造成螺栓芯部硬度不足或螺栓原始组织过于粗大、组织存在偏析等均会造成硬度不足或软点产生。特别是10.9和12.9级的螺栓淬火后应是以马氏体组织为主(马氏体应占
15、90以上)。b)抗拉强度不达标：对螺栓进行抗拉强度试验可反映出螺栓能承受多大的应力，当螺栓抗拉强度不达标而拉断时，可检查出其薄弱部位是否存在缺陷(通过金相分析是否存在微观裂纹、夹杂物、偏析或机加工留下的伤痕等)。但抗拉强度试验属破坏性试验，应选择硬度过高和偏低的螺栓进行，分析产生的原因，以便调正工艺和采取相应的措施。c)回火脆性：对极大部分高强度螺栓来说存在第二种回火脆性，它发生在4505500C区域产生。一旦产生，表现在冲击韧性大幅度减低，高强度螺栓的可靠性下降。原因是合金钢内存在P、Sb、Sn、As等杂质和Cr、Ni、Mn、Si等元素在奥氏体晶界的偏聚而引起。所以高强度螺栓在热处理时应防止第二种回火脆性产生。这类回火脆性属可逆回火脆性。 高强度螺栓断裂(失效)常见形式有那些？是何原因？从那几个方面进行分析？常见的损坏主要形式有螺栓断裂、螺纹损坏、应力腐蚀、氢脆、疲劳、松驰等
