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材料、機(jī)械性能

3 材料

自擠螺釘應(yīng)由滲碳鋼冷墩制造。表1給出的材料化學(xué)成分僅是指導(dǎo)性的。

表1 化學(xué)成分

4 機(jī)械和工作性能

4.1 項(xiàng)目

機(jī)械和工作性能項(xiàng)目及相應(yīng)的試驗(yàn)方法見表2。

表2 機(jī)械和工作性能項(xiàng)目

4.2 熱處理

螺釘成品應(yīng)進(jìn)行表面淬火和回火處理。最低回火溫度為340℃，并應(yīng)符合表3規(guī)定的各項(xiàng)機(jī)械和工作性能要求。

表3 機(jī)械和工作性能要求

4.3 硬度

芯部硬度應(yīng)為290~370HV10，最低表面硬度為450HV0.3。

4.4 表面滲碳層深度

表面滲碳層深度應(yīng)符合表4 規(guī)定。

表4 表面滲碳層深度

4.5 破壞扭矩

按5.4條的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)時，破壞扭矩應(yīng)符合表3規(guī)定。斷裂不應(yīng)發(fā)生在被夾緊的螺紋部分。

4.6 頭部堅固性

按5.5條的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，當(dāng)螺釘頭下支承面產(chǎn)生永久變形并與垂直于螺釘軸線的平面之間的夾角達(dá)到7°時，頭、桿結(jié)合處不能出現(xiàn)裂縫。只要螺釘頭部沒有折斷，即使在第一扣螺紋處斷裂，試驗(yàn)仍應(yīng)判為合格。

4.7 螺紋擠壓成形的能力

用螺紋無永久變形（在10倍放大鏡下檢查）的螺釘，在5.6條規(guī)定的試驗(yàn)板上，應(yīng)能擠壓出與其匹配的內(nèi)螺紋。在擠壓螺紋的過程中，擰入扭矩應(yīng)不超過表3規(guī)定的擰入扭矩值。

在試驗(yàn)板上由螺釘擠壓成形的內(nèi)螺紋，應(yīng)能擰入螺紋符合GB/T 197、公差帶為6h的外螺紋緊固件內(nèi)，并能承受GB/T 3098.2規(guī)定的性能等級為8級的保證載荷。

4.8 抗氫脆性

自擠螺釘，尤其是經(jīng)電鍍的自擠螺釘有氫脆斷裂的傾向，因此應(yīng)按GB/T 3078.17規(guī)定的檢查氫脆試驗(yàn)（平行支承面法），對工藝進(jìn)行審查，以保證與氫脆有關(guān)的工藝受到控制。一旦發(fā)現(xiàn)氫脆，則必須改進(jìn)工藝。

電鍍后的螺釘應(yīng)按 GB/T 5267 的規(guī)定進(jìn)行驅(qū)氫。

注：最好按ISO 10683的規(guī)定進(jìn)行非電解鋅粉覆蓋層。

4.9 回火后的芯部硬度

按5.8條所述方法，再回火后測出的芯部硬度降低值應(yīng)不超過20HV。

4.10 破壞拉力載荷

長度≥12 mm或≥3d 的螺釘，經(jīng)供需雙方協(xié)議可進(jìn)行拉力試驗(yàn)。

注：表3給出的破壞拉力載荷僅供參考。

試驗(yàn)方法、扭矩扳手、標(biāo)志

5 試驗(yàn)方法

5.1 芯部硬度試驗(yàn)

芯部硬度應(yīng)在螺釘橫截面的1/2半徑處測定。該截面應(yīng)遠(yuǎn)離末端并通過螺紋小徑。試驗(yàn)按GB/T 4340.1的規(guī)定進(jìn)行。

5.2 表面硬度試驗(yàn)

常規(guī)試驗(yàn)時，表面硬度可在螺釘?shù)哪┒?、桿部或頭部測定（只要表面滲碳層深度和螺釘?shù)膸缀涡螤钤试S），見圖1。試驗(yàn)方法按GB/T 4340.1規(guī)定。硬度試驗(yàn)應(yīng)在除去鍍層后進(jìn)行。

仲裁試驗(yàn)時，對螺紋公稱直徑≥4mm的螺釘，應(yīng)使用維氏顯微硬度計（試驗(yàn)力HV0.1）。測量應(yīng)在縱向截面試樣的牙形輪廓上、距試樣邊緣距離至少0.05mm的部位上進(jìn)行。對螺紋公稱直徑＜4mm的螺釘，試驗(yàn)條件應(yīng)協(xié)商確定。

圖1 表面硬度的測量部位

5.3 表面滲碳層深度試驗(yàn)

表面滲碳層深度是在垂直于表面的、從表面到某點(diǎn)的距離，該點(diǎn)的硬度為芯部實(shí)際硬度加上30HV0.3。

仲裁試驗(yàn)時，應(yīng)使用顯微硬度計，試驗(yàn)力為HV0.3，金相試樣的制備見圖2。

1） 僅用于螺紋牙形非完全滲碳。

圖2 表面滲碳層深度的測量部位

5.4 破壞扭矩試驗(yàn)

用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒙葆斣嚰喂痰匮b到夾具中，見圖3。應(yīng)保證至少有兩扣完整螺紋夾緊在夾具內(nèi)，同時夾具外也至少留有兩扣完整螺紋。

另外，用經(jīng)標(biāo)定的合適的測量裝置，對螺釘施加扭矩，直到螺釘破壞。記錄螺釘破壞時的扭矩值。該值應(yīng)符合表3的規(guī)定。

1—開口模

圖3 典型的扭矩試驗(yàn)裝置

5.5 頭部堅固性試驗(yàn)

將螺釘試件插入楔墊（或其他合適的夾具）的孔中?？讖剑簩Α躆6的螺釘，孔徑為螺紋公稱直徑加上0.05 mm； 對＞M6~Ml2的螺釘，孔徑為螺紋公稱直徑加上0.1mm。對螺釘施加軸向壓力，直至頭部支承面與斜面（與螺釘軸線垂直面的夾角為7°）貼合，見圖4。

本試驗(yàn)不適用于沉頭螺釘。

注：通常，使用適當(dāng)?shù)氖皱N一次或多次擊打，達(dá)到7°永久變形。

1—楔墊；2—壓力載荷

圖4 頭部堅固性試驗(yàn)

5.6 擰入性能試驗(yàn)

擰入性能試驗(yàn)可以顯示在鋼件中擠壓成形螺紋的能力。

將螺釘試件擰入試板（尺寸見圖5），直至至少有一扣螺紋（螺釘末端除外）伸出試板。

開始擠壓螺紋時，應(yīng)借助于軸向力：對≤M5的螺釘，最大軸向力Fmax= 50 N；對＞M5的螺釘，最大軸向力Fmax =100 N。

仲裁試驗(yàn)時，扳擰速度應(yīng)不超過0.5s-1（30 r/min） 。

試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的最大扭矩就是“擰入扭矩”。

為達(dá)到規(guī)定的擰入扭矩，可以增添潤滑劑。

試板應(yīng)由低碳軋制鋼板制成，硬度為140~180HV30。試板厚度應(yīng)等于螺釘?shù)穆菁y公稱直徑，孔徑按表5規(guī)定。

表5 試板的厚度和孔徑

5.7 抗氫脆性試驗(yàn)

抗氫脆性試驗(yàn)見GB/T 3098.17。

5.8 再回火試驗(yàn)

再回火試驗(yàn)（溫度330℃ ，保溫1h）前后，同一螺釘芯部三點(diǎn)硬度的平均值之差不應(yīng)大于20HV。

本試驗(yàn)不是必須進(jìn)行的，僅適用于有爭議時的仲裁試驗(yàn)。

5.9 拉力試驗(yàn)

將螺釘試件裝到拉力試驗(yàn)機(jī)上，安裝時應(yīng)保證至少有6扣螺紋露出。對螺釘施加軸向載荷，直至螺釘斷裂。試驗(yàn)時，夾頭的移動速度不應(yīng)超過25 mm/min。為避免試件承受橫向載荷，試驗(yàn)機(jī)的夾頭應(yīng)能自動定心。斷裂應(yīng)發(fā)生在桿部或螺紋部分，而不應(yīng)發(fā)生在釘頭與桿的交接處。

6 扭矩扳手

扭矩試驗(yàn)和擰入性能試驗(yàn)所用的扭矩扳手，測量誤差應(yīng)在規(guī)定扭矩值的±3%以內(nèi)，也可使用能顯示扭矩的且精度相當(dāng)?shù)膭恿ρb置。

仲裁試驗(yàn)時應(yīng)使用手動的扭矩扳手。

7 標(biāo)志

7.1 標(biāo)志符號

表面淬硬并回火的自擠螺釘?shù)臉?biāo)志符號為“-Ｏ-”。

7.2 識別

表面淬硬的自擠螺釘應(yīng)按7.1條規(guī)定的符號制出凹形或凸形標(biāo)志。對螺紋公稱直徑≥5mm 的六角頭螺釘或六角花形頭螺釘，必須制出標(biāo)志并盡量在釘頭上制出。

經(jīng)供需雙方協(xié)議，其他型式的表面淬硬并回火的自擠螺釘也可使用以上標(biāo)志。

7.3 商標(biāo)（識別）標(biāo)志

凡要求制出標(biāo)志符號的所有產(chǎn)品，標(biāo)志商標(biāo)或制造者識別標(biāo)志是強(qiáng)制性的。