1、抗拉强度:抗拉强度是一件紧固件成品在破坏前或在开始破坏的同时,所能承受的施加在它上面的最大的拉力载荷以“螺纹公称应力截面积”的数值。抗拉强度一般是用“应力”值表示。在美制紧固件中,它的单位为:磅/英寸2(ksi)。如果需要了解某一紧固件产品,所能承受的拉力载荷值,则将该抗拉强度值(应力值)乘以螺纹公称应力截面积即可。在美制紧固件中,拉力载荷的单位为磅力(lbf)。抗拉强度与拉力载荷的关系,可以用公式来表达:
拉力载荷=抗拉强度 X 螺纹公称应力截面积
螺栓楔负载试验是检验螺栓抗拉强度的最普遍、最重要的应用方法。对实物螺栓进行楔负载试验,在测得最小抗拉强度的同时,也对螺栓的塑性:“头杆结合强度”做了考核。
2、屈服强度、规定非比例伸长应力:屈服强度是当一件紧固件产品产生规定大小的永久性变形时,所承受的拉力载荷下的应力值。当紧固件达到屈服强度时,它已进入塑性变形范围。这里需要指出:低强度产品在承受拉力载荷时,可以出现屈服现象,能够测量出屈服强度。高强度产品由于没有物理屈服现象,测不出屈服强度,而应测量“规定非比例伸长应力”。
3、保证载荷:保证载荷是紧固件必须承受的、不发生永久变形时的拉力载荷。保证载荷是一个韧性指标,是对垫处理工艺中淬透性指标的考核。它是一个绝对值,不可能是一个最大值或最小值。保证载荷对应的应力值为保证应力。对于大多数强度等级的紧固件,保证载荷一般取其最小屈服强度的90%~93%,即:保证载荷=(0.9~0.93)×最小屈服强度(或规定非比例伸长应力)。
4、断后伸长率与断面收缩率:断后伸长率与断面收缩率是反映和衡量紧固件产品在破坏之前的变形能力。断后伸长率与断面收缩率是衡量紧固件所用材料塑性大小的指标。伸长训练场越大,均匀变形能力越强,塑性越好。断面收缩率是指试样拉断后,缩径处横截面积最大减缩量与原始横截面积之比。收缩率越大,不均匀变形能力越强,塑性也越好。断后伸长训练场和断面收缩率只能通过对“机加工试件”做拉力试验测得。
5、冲击韧性:冲击韧性是衡量紧固件在承受冲击时的能力。
6、抗剪强度:抗剪强度是紧固件在破坏前,承受的垂直于轴心线的最大载荷的能力。它也是一个应力值。一般情况下,碳钢紧固件的抗剪强度取其最小抗拉强度的60%。
7、抗扭强度:抗扭强度一般用最小破坏扭矩来表示。它是针对小规格、且短而不能进行拉力试验的螺栓、螺钉,一项补充的检测项目。另外对自攻螺钉类产品和锁紧紧固件来讲,它是一项非常重要的检测项目。
8、疲劳强度:疲劳强度是衡量紧固件在破坏前,所能承受规定的、重复多次的最大载荷的能力。同样它也是一个应力值。
9、硬度:硬度是衡量紧固件抵抗磨损和外力压入能力的量度。由于各种硬度试验方法及硬度试验机使用范围的局限性,而且材料和产品硬度范围从低到高比较广。因此无法采用一种硬度试验方法,来检测从低到高的各种性能等级的紧固件。所以在紧固件性能标准中,规定了洛氏硬度(HRC、HRB)、布氏硬度和维氏硬度三种硬度试验方法。美制紧固件表面硬度采用HR30N的维氏硬度计。
综上所述,外螺纹紧固件机械性能指标和检测项目,可以分为以下几大类:
1、强度指标:抗拉强度、规定非比例伸长应力或屈服强度、保证应力、抗剪强度、抗扭强度、疲劳强度等。
2、塑性、韧性指标:断后伸长率、断面收缩率、楔负载强度、头杆结合强度、冲击韧性等。
3、硬度:这里硬度是指一般的常规硬度。分为洛氏硬度(HRC、HRB)、布氏硬度(HB)和维氏硬度(HV)三种标尺硬度值。
4、其他检测项目:最高表面硬度、螺纹脱碳层、冲击吸收功、回为后硬度降低值(通过再回火试验测得)、要根据各性能标准中的具体规定。
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