特种紧固件螺栓和螺钉机械性能

特种紧固件采用的材料主要有结构钢、不锈钢、钛合金、高温合金，还有部分铝合金、铜合金。

特种紧固件的性能试验涉及到航标、国标、国军标及专用技术条件对性能试验的要求，不适用GB3098.1、GB3098.2性能试验的标准，须适用航标、国标、国军标以及专用技术条件及相应的试验标准。

（1） 钢铁合金螺栓和螺钉机械性能

钢铁合金螺栓和螺钉要求进行抗拉或抗剪试验，但不同材料、规格的紧固件，其机械性能试验是不同的。

根据《HB1-218-95》技术条件，高温合金、不锈钢、结构钢、铝合金螺栓和螺钉要求进行抗拉或抗剪试验，机械性能试验具体规定如下：

A. 产品图纸或技术条件有试验要求者，均从每批中抽出不少于三件（标准对数量有规定者除外）进行有关试验。每批由同一直径及同一炉号材料制造并按同一规范处理的螺栓、螺钉组成。如第一次试验中有一件不合格，则抽出双倍数量进行第二次试验，第二次试验中仍有一件不合格，则此批不得交付。

B. 螺纹直径D≥4mm的螺栓和螺钉按标准上的要求进行抗拉或抗剪试验。

C. 如果同时规定抗拉和抗剪试验，则只进行抗拉试验（除100⁰沉头螺栓）。

D. 螺栓和螺钉试验的强度数据按《HB₁-217-95》，做抗拉试验的螺栓和螺钉的试验长度L≥2.5d，特殊情况允许L=2d（不包括头部尺寸在内）。

E. 不能做抗剪试验的短螺栓和螺钉应带试验件（试验件应与零件为同批材料并同炉热处理）进行抗剪试验；当零件为有开口锁孔螺栓时，试验件不钻开口锁孔，当试验件取为有开口锁孔时，试验时其开口锁孔不应在试验段范围内。

F. 企标螺栓（钉）均应按《HB₁-217-95》的规定数量做抗拉试验，螺栓（钉）的破坏拉力和破坏剪切力统一按《HB₁-217-95》标准规定。6A₁—82、6A₁—143、6A₁—144、6A₁—148～151螺栓（钉）的破坏力允许比《HB₁-217-95》标准规定的数据降低10%。

G. 100⁰沉头型的破坏拉力比规定的数据相应降低20%。100⁰沉头型的破坏剪力比规定的数据相应降低5%。扁圆头及120⁰沉头和半沉头型的破坏拉力比规定的数据相应降低10%。

H. 高锁螺栓按《HB₁-217-95》标准规定进行试验。

(2) 高温合金螺栓、螺钉

高温合金螺栓、螺钉除室温性能外，根据使用部位不同的温度要求，机械性能试验要求也不同；除常规机械性能试验外，还要增加相应的高温机械性能试验。例如某型号发动机五种新型高温合金紧固件螺栓、螺钉的性能试验项目比较多。GH159螺栓具有优良的高强度、高塑性和抗腐蚀性能，抗拉强度值大于1585MPa，时效后的抗拉强度值1795 MPa。GH141螺栓在650～900℃范围内有高的拉伸和持久强度。GH4169螺栓在650℃以下具有屈服强度和持久强度高、塑性好的特点。GH738紧固件用于810℃以下工作的发动机各主要部件的螺栓、螺母，具有良好的耐燃气腐蚀能力，较高的屈服强度和疲劳强度，组织稳定。优质GH2132紧固件用于650℃以下工作的发动机的螺栓、螺母，综合性能有较大提高，特别是硬度和强度高于GH2132，最小抗拉强度为1030MPa。

某型号发动机五种高温合金螺栓试验项目与结果，见表2-1。 

表2-1   五种高温合金螺栓试验结果

(3)  铝合金螺栓（钉）及铝合金板材机械性能

A. 铝合金产品拉力试验每批取三件进行试验。如果是铝合金板材试件，必须是横向纤维方向截取的试件，厚度以产品厚度相同，并与产品同炉热处理。

每批取三件试样中有一件不合格时，则取双倍复验，如仍有一件不合格，则此批不得交付。

B. 铝合金螺栓（钉）经热处理后进行机械性能拉力试验。

C. 铝合金板材经热处理后进行机械性能拉力试验：

其中LY12：σ_b≥392MPa^、  LY11：σ_b≥352 MPa。

(4)  钛合金螺栓、螺钉机械性能试验

钛合金螺栓、螺钉按通用规范《HB6568-97》、《HB8025-2000》、《GJB2893-91》进行机械性能试验；钛合金铆钉按通用规范《HB8014-2002》进行机械性能试验。

(5) 《HB7454-97MJ螺纹螺栓、螺钉技术要求》

《HB7454-97MJ螺纹螺栓、螺钉技术要求》：光杆长度小于2倍公称直径的凸头螺栓，光杆长度小于2.5倍公称直径的沉头螺栓不做抗拉、抗剪、疲劳等检验；总长小于3倍公称直径的螺钉或总长小于18mm的螺栓不做抗拉检验；螺钉不做抗剪和抗拉疲劳检验；公称直径小于5mm的螺栓不做抗拉疲劳检验；不锈钢不检查脱碳；结构钢不检查氧化性能。