一、紧固件检测技术运用课件

第八章

紧固件检测技术运用（1）第八章

紧固件检测技术运用（1）一、原材料的检验二、螺纹检验三、机械与物理性能检验四、表面处理检验主要内容一、原材料的检验主要内容一、原材料检验一、原材料检验1.1、原材检验项目确定1.1、原材检验项目确定1.2、常用钢材检验时机与相关标准1.2、常用钢材检验时机与相关标准1.3、检验项目要求注意化学分析的意义：、确认原材料的质量；、提供不同厂家同种牌号材料含碳量的区别，为热处理工艺制定做准备；、混料后的鉴别。1、化学分析1.3、检验项目要求注意化学分析的意义：1、化学分析2、拉伸试验金属材料的机械性能1）、强度：指材料抵抗外力作用而不被破坏的一种能力弹性强度

:材料在外力作用下只产生弹性变形时所能承受的最大应力称为弹性极限，符号σe。屈服强度

:材料产生屈服现象时（微量塑性变形）的应力称为屈服极限或屈服强度,符号σS。即在拉伸试验过程中，载荷不增加，试样仍能继续伸长时的应力。条件屈服强度0.2：高碳钢等无屈服点，国家标准规定以残余变形量为0.2%时的应力值作为它的条件屈服强度，以σ0.2来表示抗拉强度:材料在拉断前所能承受的最大应力为抗拉強度或强度极限，符号σb。2、拉伸试验金属材料的机械性能1）、强度：指材料抵抗外力作用材料拉伸曲线示意图

曲线分为四阶段：

1）阶段I（ope）――弹性变形阶段

p:Fp

，e:Fe（不产生永久变形的最大抗力）

op段：△L∝P

直线阶段

pe段：极微量塑性变形（0.001--0.005%)2）阶段II（ess’）段――屈服变形

S:屈服点

Fs3）阶段III（s’b）段――均匀塑性变形阶段

b:

Fb

材料所能承受的最大载荷

4）阶段IV(bz)段――局部集中塑性变形－－颈缩

铸铁、陶瓷：只有第I阶段中、高碳钢：没有第II阶段材料拉伸曲线示意图曲线分为四阶段：2）、塑性：材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力。δ伸长率：断裂的长度增加量与原长度之比。计算公式：δ＝（L1-L0）/L0×100％

延伸率与试样尺寸有关；δ5、δ10(L0=5d,10d)断面收缩率：拉断的横截面积减小量与试样原来横截面积之比计算公式：ψ=△A/Ao=(Ao-Ak)/Aox100%

>时，无颈缩，为脆性材料表征；

<时，有颈缩，为塑性材料表征。2）、塑性：材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力。3、硬度1）、硬度：是指金属表面抵抗其它更硬物体压入的能力。布氏硬度：HBW钢球印痕面积法=单位面积上的力式中：P——测试用的载荷(kg)；D——压头钢球的直径(mm)；d——压痕直径(mm)；F——压痕面积(mm2)。布氏硬度的单位为kgf/mm2，这是目前各国文献中常用的单位，通常只给出数值而不写单位，如HB200，若要换算成国际单位MPa，需要将硬度值乘以9.81。(除0.102）布氏硬度的压头钢球直径有Φ1、Φ2.5mm，Φ5mm，Φ10mm四种，载荷根据压头直径的大小按GB231.1表选择3、硬度1）、硬度：是指金属表面抵抗其它更硬物体压入的能压头为钢球时，布氏硬度用符号HBS表示，适用于布氏硬度值在450以下的材料。压头为硬质合金时，用符号HBW表示，适用于布氏硬度在650以下的材料。符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值，符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。如600HBW1/30/20表示直径为1mm的硬质合金压头在30kgf（294N）载荷作用下保持20s测得的布氏硬度值为600。优点：测量误差小，数据稳定。缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料适于测量退火、正火、调质钢,铸铁及有色金属的硬度。压头为钢球时，布氏硬度用符号HBS表示，适用于布氏硬度值在42）洛氏硬度洛氏硬度测量法是最常用的硬度试验方法之一。它是用压头(金刚石圆锥或淬火钢球)在载荷(包括预载荷和主载荷)作用下，压入材料的塑性变形深度来表示的。通常压入材料的深度越大，材料越软；压入的浓度越小，材料越硬。各种洛氏硬度值的符号及应用，见下表：优点：试样制备简单，可在各种不同尺寸的试样上进行试验，试验后试样基本不受破坏；设备简便，操作方便，测量速度快。缺点：压痕小，测量不准确，需多次测量。标尺压头总载荷N（Kg)表盘上刻度颜色常用硬度值范围应用举例HRA金钢石圆锥588.6（60）黑色70-85硬质合金HRB1.588钢球981（100）红色25-100退火钢HRC金钢石圆锥1471.5（150）黑色20-67调质钢2）洛氏硬度标尺压头总载荷N（Kg)表盘上刻度颜色常用硬度值维氏硬度：维氏硬度的测量原理基本上和布氏硬度相同，所不同的是用金刚石正四棱锥压头。正四棱锥两对面的夹角为136°，底面为正方形，如下图计算公式：式中：P——载荷；

d——压痕直径；F——压痕面积。维氏硬度所用的载荷有1kg、3kg、5kg、10kg、20kg、30kg、50kg、100kg、120kg等，(小于1Kg载荷以下的称之为显微硬度）负载的选择主要取决于试件的厚度。优点：测量值精确，标准件行业把HV30作为仲裁试验。缺点：试样表面要求高，对角线需计算，操作复杂，效率不高。维氏硬度：重要说明：不同的原材料标准有不同的硬度要求：GB/699规定了两种交货状度的硬度要求，一种是未热处理钢，一种是退火钢；GB/T3077规定钢材退火或高温回火供应状态布氏硬度。GB/T6478规定热扎状态的钢材不做力学性能检验。经过热处理后的材料力学性能也不能作为交货条件，作为本标准所列版号有关力学性能的参考，不能作为采购、设计、开发、生产或其他用途。重要说明：不同的原材料标准有不同的硬度要求：4、顶锻试验原理：在室温或加热状态下沿试样轴线方向施加压力，将试样压缩，检验金属在规定的锻压比下承受顶锻塑性变形的能力并显示金属表面缺陷。试样：试样的高度应在相关产品标准中规定，如未具体规定，对于黑色金司应为试样的横截面尺寸的2倍，对于有色金属应为试样横截面尺寸的1/2倍，试样高度的允许偏差不应超过正负5%h锻压比：锻压比应在相关产品标准或协议规定，如未具体规定，对于冷顶锻采用1/2，对于热顶锻采用1/3。顶锻试验后试样不应有扭歪锻斜现象，顶锻后试样高度允许偏差不超过正负5%hGB/T3077GB/T699GB/T6478热顶锻1/3冷顶锻1/2高级1/4较高级1/3普通级1/24、顶锻试验原理：在室温或加热状态下沿试样轴线方向施加压力，5、低陪组织低陪组织:在横向酸浸试片上，不得有目视可见的缩孔、气泡、分层、裂缝、夹杂和白点，酸浸低陪组织中一般疏松、中心疏松和方形偏析应各不于2.5级。（GB/T699与GB/T3077对于不同级别还有更高的要求）取样：一般在相当于第一或最后一盘材料的头部截取。试验方法：热、冷、电浸蚀（如果仲裁试验，则以热浸蚀为主）5、低陪组织低陪组织:在横向酸浸试片上，不得有目视可见的缩孔6、脱碳要求:含碳量大于0.30%的钢，应检验脱碳层，每边总脱碳层深度（铁素体+过渡层）应符合下表规定：组别GB/T699GB/T3077GB/T6478I1.0D%1.5D%1.0D%对于直径小于7mm的钢材，一边总脱碳层不得大于0.1mmII1.5D%1.5D%注意6、脱碳要求:含碳量大于0.30%的钢，应检验脱碳层，每边总7、显微组织GB/T13299《钢的显微组织评定方法》里规定，放大100X评定珠光体钢的带状组织和魏氏体组织，相关标准没有规定达到几级为合格，以实际经验为主JBT5074《低、中碳钢球化体评级》里规定，放大400X评定球化级别，中碳结构钢和中碳合金钢，变形量小于或等于80%组织4-6级合格，变形量大于80%的组织5-6级合格。7、显微组织GB/T13299《钢的显微组织评定方法》里规定二、螺纹检验紧固螺纹管螺纹普通螺纹统一螺纹惠氏螺纹（间隙配合）过渡配合螺纹过盈配合螺纹（紧密配合）密封螺纹非密封螺纹螺纹精度与直径螺纹直径螺纹精度螺纹精度二、螺纹检验紧固螺纹管螺纹普通螺纹过渡配合螺纹螺纹精度与直1、环塞规的认识1、环塞规的认识2、环塞规的使用（检验产品）螺纹量规名称代号功能使用规则通端螺纹塞规T检查工件内螺纹的作用中径和大径应与工件内螺纹旋合通过止端螺纹塞规Z检查工件内螺方的单一中径允许与工件内螺纹两端的螺纹部分旋合，旋合量应不超过两个螺距；对于三个或少于三个螺距的工件内螺纹，不应完全通过。通端螺纹环规T检查工件外螺纹的作用中径和小径应与工件外螺纹旋合通过止端螺纹环规Z检查工件外螺纹的单一中径允许与工件外螺纹两端的螺纹部分旋合，旋合量应不超过两个螺距；对于三个或少于三个螺距的工件外螺纹，不应完全通过。小常识：为了减少检验中发生的争议，操作者在制造工件螺纹的过程中应使用新的或者磨损较少的通端螺纹量规和磨损较多或接近磨损接近极限的止端螺纹量规；检验部门或用户代表验收时则相反。（GB3934）2、环塞规的使用（检验产品）螺纹量规名称代号功能使用规则通端螺纹量规名称代号功能使用规则校通-通螺纹塞规T-T检查新的通端螺纹环规作用中径应与新的通端螺纹环规旋合通过校通-止螺纹塞规T-Z检查新的通端螺纹环规的单一中径允许与新的通端螺纹环规两端的螺纹部分旋合，旋合量应不超过一个螺距；校止-通螺纹塞规Z-T检查新的止端螺纹环规的单一中径应与新的止端螺纹环规旋合通过校止-止螺纹塞规Z-Z检查新的止端螺纹环规的单一中径允许与新的止端螺纹环规两端的螺纹部分旋合，旋合量应不超过一个螺距；校通-损螺纹塞规T-S检查使用中通端螺纹环规的单一中径允许与通端螺纹环规两端的螺纹部分旋合，旋合量应不超过一个螺距；校止-损螺纹塞规Z-S检查使用中止端螺纹环规的单一中径允许与止端螺纹环规两端的螺纹部分旋合，旋合量应不超过一个螺距；3、校对规的使用螺纹量规名称代号功能使用规则校通-通检查新的通端螺纹环规作用螺纹量规名称代号功能使用规则通端光滑塞规T检查内螺纹小径应通过内螺纹小径止端光滑塞规Z检查内螺纹小径可以进入内螺纹小径的两端，但进入量不超过一个螺距。通端光滑环规或卡规T检查外螺纹的大径应通过外螺纹大径止端光滑卡规或环规Z检查外螺纹的大径不应通过外螺纹大径4、光滑极限量规的使用螺纹量规名称代号功能使用规则通端光滑塞规T检查内螺纹小径应通5、三针法校准螺纹塞规螺纹塞规基本尺寸的计算公式：(GB/T3934-2003)螺纹环规基本尺寸的计算公式：5、三针法校准螺纹塞规螺纹塞规基本尺寸的计算公式：(GB/T计算示例：塞规通M20X1.5-6h基本尺寸偏差磨损偏差D2+EI+Zpl±Tpl/2-WGO第一步：查GB196普通螺纹基本尺寸得到D2=19.026第二步：查GB2516普通螺纹偏差表M20X1.5-6h内螺纹中径下偏差EI:0第三步：查GB/T3934-2003普通螺纹量规技术条件表6得到Zpl：0.012第四步：计算基本尺寸：19.026+0+0.012=19.038第五步：磨损极限,查GB/T3934-2003普通螺纹量规技术条件表6得到

WGO：0.0175第六步：计算:19.038-0.0175=19.0205D2+EI+Zpl+Tpl/2+0/-Tpl-WGO-Tpl/2或计算示例：塞规通M20X1.5-6h基本尺寸偏差磨损偏差D2三针测量方法螺距三针直径A值螺距三针直径A值0.60.3430.5091.50.8661.2990.70.4020.6001.751.0081.5090.750.4330.65021.1571.7390.80.4610.6902.51.4412.1581.00.5720.85031.7322.5981.250.7241.0903.52.0203.029操作步骤：1、选择三针:根据不同的螺距应选择不同的三针,三针选择查下表。2、测量:将选择好的三针分别放入螺纹两边沟槽内,然后用千分尺测量两边针的最大距离M,3、计算中径(对于公制螺纹)被测螺纹中径d2=M-A测量值M=d2+A例:M42×2—6H螺母的通规，用三针测量螺纹中径值，查手中的表：d2磨损极限=40.700查左表：A=1.739则M最小值=40.7000+1.739=42.439三针测量方法螺距三针直径A值螺距三针直径A值0.60.343第八章

紧固件检测技术运用（1）第八章

紧固件检测技术运用（1）一、原材料的检验二、螺纹检验三、机械与物理性能检验四、表面处理检验主要内容一、原材料的检验主要内容一、原材料检验一、原材料检验1.1、原材检验项目确定1.1、原材检验项目确定1.2、常用钢材检验时机与相关标准1.2、常用钢材检验时机与相关标准1.3、检验项目要求注意化学分析的意义：、确认原材料的质量；、提供不同厂家同种牌号材料含碳量的区别，为热处理工艺制定做准备；、混料后的鉴别。1、化学分析1.3、检验项目要求注意化学分析的意义：1、化学分析2、拉伸试验金属材料的机械性能1）、强度：指材料抵抗外力作用而不被破坏的一种能力弹性强度

:材料在外力作用下只产生弹性变形时所能承受的最大应力称为弹性极限，符号σe。屈服强度

:材料产生屈服现象时（微量塑性变形）的应力称为屈服极限或屈服强度,符号σS。即在拉伸试验过程中，载荷不增加，试样仍能继续伸长时的应力。条件屈服强度0.2：高碳钢等无屈服点，国家标准规定以残余变形量为0.2%时的应力值作为它的条件屈服强度，以σ0.2来表示抗拉强度:材料在拉断前所能承受的最大应力为抗拉強度或强度极限，符号σb。2、拉伸试验金属材料的机械性能1）、强度：指材料抵抗外力作用材料拉伸曲线示意图

曲线分为四阶段：

1）阶段I（ope）――弹性变形阶段

p:Fp

，e:Fe（不产生永久变形的最大抗力）

op段：△L∝P

直线阶段

pe段：极微量塑性变形（0.001--0.005%)2）阶段II（ess’）段――屈服变形

S:屈服点

Fs3）阶段III（s’b）段――均匀塑性变形阶段

b:

Fb

材料所能承受的最大载荷

4）阶段IV(bz)段――局部集中塑性变形－－颈缩

铸铁、陶瓷：只有第I阶段中、高碳钢：没有第II阶段材料拉伸曲线示意图曲线分为四阶段：2）、塑性：材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力。δ伸长率：断裂的长度增加量与原长度之比。计算公式：δ＝（L1-L0）/L0×100％

延伸率与试样尺寸有关；δ5、δ10(L0=5d,10d)断面收缩率：拉断的横截面积减小量与试样原来横截面积之比计算公式：ψ=△A/Ao=(Ao-Ak)/Aox100%

>时，无颈缩，为脆性材料表征；

<时，有颈缩，为塑性材料表征。2）、塑性：材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力。3、硬度1）、硬度：是指金属表面抵抗其它更硬物体压入的能力。布氏硬度：HBW钢球印痕面积法=单位面积上的力式中：P——测试用的载荷(kg)；D——压头钢球的直径(mm)；d——压痕直径(mm)；F——压痕面积(mm2)。布氏硬度的单位为kgf/mm2，这是目前各国文献中常用的单位，通常只给出数值而不写单位，如HB200，若要换算成国际单位MPa，需要将硬度值乘以9.81。(除0.102）布氏硬度的压头钢球直径有Φ1、Φ2.5mm，Φ5mm，Φ10mm四种，载荷根据压头直径的大小按GB231.1表选择3、硬度1）、硬度：是指金属表面抵抗其它更硬物体压入的能压头为钢球时，布氏硬度用符号HBS表示，适用于布氏硬度值在450以下的材料。压头为硬质合金时，用符号HBW表示，适用于布氏硬度在650以下的材料。符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值，符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。如600HBW1/30/20表示直径为1mm的硬质合金压头在30kgf（294N）载荷作用下保持20s测得的布氏硬度值为600。优点：测量误差小，数据稳定。缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料适于测量退火、正火、调质钢,铸铁及有色金属的硬度。压头为钢球时，布氏硬度用符号HBS表示，适用于布氏硬度值在42）洛氏硬度洛氏硬度测量法是最常用的硬度试验方法之一。它是用压头(金刚石圆锥或淬火钢球)在载荷(包括预载荷和主载荷)作用下，压入材料的塑性变形深度来表示的。通常压入材料的深度越大，材料越软；压入的浓度越小，材料越硬。各种洛氏硬度值的符号及应用，见下表：优点：试样制备简单，可在各种不同尺寸的试样上进行试验，试验后试样基本不受破坏；设备简便，操作方便，测量速度快。缺点：压痕小，测量不准确，需多次测量。标尺压头总载荷N（Kg)表盘上刻度颜色常用硬度值范围应用举例HRA金钢石圆锥588.6（60）黑色70-85硬质合金HRB1.588钢球981（100）红色25-100退火钢HRC金钢石圆锥1471.5（150）黑色20-67调质钢2）洛氏硬度标尺压头总载荷N（Kg)表盘上刻度颜色常用硬度值维氏硬度：维氏硬度的测量原理基本上和布氏硬度相同，所不同的是用金刚石正四棱锥压头。正四棱锥两对面的夹角为136°，底面为正方形，如下图计算公式：式中：P——载荷；

d——压痕直径；F——压痕面积。维氏硬度所用的载荷有1kg、3kg、5kg、10kg、20kg、30kg、50kg、100kg、120kg等，(小于1Kg载荷以下的称之为显微硬度）负载的选择主要取决于试件的厚度。优点：测量值精确，标准件行业把HV30作为仲裁试验。缺点：试样表面要求高，对角线需计算，操作复杂，效率不高。维氏硬度：重要说明：不同的原材料标准有不同的硬度要求：GB/699规定了两种交货状度的硬度要求，一种是未热处理钢，一种是退火钢；GB/T3077规定钢材退火或高温回火供应状态布氏硬度。GB/T6478规定热扎状态的钢材不做力学性能检验。经过热处理后的材料力学性能也不能作为交货条件，作为本标准所列版号有关力学性能的参考，不能作为采购、设计、开发、生产或其他用途。重要说明：不同的原材料标准有不同的硬度要求：4、顶锻试验原理：在室温或加热状态下沿试样轴线方向施加压力，将试样压缩，检验金属在规定的锻压比下承受顶锻塑性变形的能力并显示金属表面缺陷。试样：试样的高度应在相关产品标准中规定，如未具体规定，对于黑色金司应为试样的横截面尺寸的2倍，对于有色金属应为试样横截面尺寸的1/2倍，试样高度的允许偏差不应超过正负5%h锻压比：锻压比应在相关产品标准或协议规定，如未具体规定，对于冷顶锻采用1/2，对于热顶锻采用1/3。顶锻试验后试样不应有扭歪锻斜现象，顶锻后试样高度允许偏差不超过正负5%hGB/T3077GB/T699GB/T6478热顶锻1/3冷顶锻1/2高级1/4较高级1/3普通级1/24、顶锻试验原理：在室温或加热状态下沿试样轴线方向施加压力，5、低陪组织低陪组织:在横向酸浸试片上，不得有目视可见的缩孔、气泡、分层、裂缝、夹杂和白点，酸浸低陪组织中一般疏松、中心疏松和方形偏析应各不于2.5级。（GB/T699与GB/T3077对于不同级别还有更高的要求）取样：一般在相当于第一或最后一盘材料的头部截取。试验方法：热、冷、电浸蚀（如果仲裁试验，则以热浸蚀为主）5、低陪组织低陪组织:在横向酸浸试片上，不得有目视可见的缩孔6、脱碳要求:含碳量大于0.30%的钢，应检验脱碳层，每边总脱碳层深度（铁素体+过渡层）应符合下表规定：组别GB/T699GB/T3077GB/T6478I1.0D%1.5D%1.0D%对于直径小于7mm的钢材，一边总脱碳层不得大于0.1mmII1.5D%1.5D%注意6、脱碳要求:含碳量大于0.30%的钢，应检验脱碳层，每边总7、显微组织GB/T13299《钢的显微组织评定方法》里规定，放大100X评定珠光体钢的带状组织和魏氏体组织，相关标准没有规定达到几级为合格，以实际经验为主JBT5074《低、中碳钢球化体评级》里规定，放大400X评定球化级别，中碳结构钢和中碳合金钢，变形量小于或等于80%组织4-6级合格，变形量大于80%的组织5-6级合格。7、显微组织GB/T13299《钢的显微组织评定方法》里规定二、螺纹检验紧固螺纹管螺纹普通螺纹统一螺纹惠氏螺纹（间隙配合）过渡配合螺纹过盈配合螺纹（紧密配合）密封螺纹非密封螺纹螺纹精度与直径螺纹直径螺纹精度螺纹精度二、螺纹检验紧固螺纹管螺纹普通螺纹过渡配合螺纹螺纹精度与直1、环塞规的认识1、环塞规的认识2、环塞规的使用（检验产品）螺纹量规名称代号功能使用规则通端螺纹塞规T检查工件内螺纹的作用中径和大径应与工件内螺纹旋合通过止端螺纹塞规Z检查工件内螺方的单一中径允许与工件内螺纹两端的螺纹部分旋合，旋合量应不超过两个螺距；对于三个或少于三个螺距的工件内螺纹，不应完全通过。通端螺纹环规T检查工件外螺纹的作用中径和小径应与工件外螺纹旋合通过止端螺纹环规Z检查工件外螺纹的单一中径允许与工件外螺纹两端的螺纹部分旋合，旋合量应不超过两个螺距；对于三个或少于三个螺距的工件外螺纹，不应完全通过。小常识：为了减少检验中发生的争议，操作者在制造工件螺纹的过程中应使用新的或者磨损较少的通端螺纹量规和磨损较多或接近磨损接近极限的止端螺纹量规；检验部门或用户代表验收时则相反。（GB3934）2、环塞规的使用（检验产品）螺纹量规名称代号功能使用规则通端螺纹量规名称代号功能使用规则校通-通螺纹塞规T-T检查新的通端螺纹环规作用中径应与新的通端螺纹环规旋合通过校通-止螺纹塞规T-Z检查新的通端螺纹环规的单一中径允许与新的通端螺纹环规两端的螺纹部分旋合，旋合量应不超过一个螺距；校止-通螺纹塞规Z-T检查新的止端螺纹环规的单一中径应与新的止端螺纹环规旋合通过校止-止螺纹塞规Z-Z检查新的止端螺纹环规的单一中径允许与新的止端螺纹环规两端的螺纹部分旋合，旋合量应不超过一个螺距；校通-损螺纹塞规T-S检查使用中通端螺纹环规的单一中径允许与通端螺纹环规两端的螺纹部分旋合，旋合量应不超过一个螺距；校止-损螺纹塞规Z-S检查使用中止端螺纹环规的单一中径允许与止端螺纹环规两端的螺纹部分旋合，旋合量应不超过一个螺距；3、校对规的使用螺纹量规名称代号功能使用规则校通-通