汽車螺栓試驗(yàn)方法的探討

摘? 要：隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的生活水平的提高，汽車逐步進(jìn)入了人們的家庭，成為人們生活中的主要交通工具。汽車是由一個(gè)個(gè)零部件組裝而成的，而螺栓在零部件的連接起著重要的作用，螺栓的合格與否直接影響汽車的性能，關(guān)系著人們的生命安全。對(duì)螺栓硬度試驗(yàn)與化學(xué)分析試驗(yàn)的方法進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：螺栓;硬度試驗(yàn);化學(xué)分析試驗(yàn)

1前言

汽車逐漸融入人們的生活之中，成為人們生活的必需品。螺栓就是由頭部和螺桿（帶有外螺紋的圓柱體）兩部分組成的一類緊固件，用于緊固連接兩個(gè)帶有通孔的零件。

普通螺紋的主要參數(shù)：大徑、中徑、小徑、螺距等。

2 硬度試驗(yàn)

硬度指的是一種材料抵抗其他較堅(jiān)硬而被視作不發(fā)生彈性及塑性變形的剛性物體對(duì)它壓入的能力。最常見的是用洛氏硬度、維氏硬度、布氏硬度來測(cè)定金屬硬度。檢測(cè)螺栓硬度最常用的是洛氏硬度檢測(cè)法。

檢測(cè)螺栓硬度性能有兩種方法：一種是檢測(cè)表面硬度，另一種是檢測(cè)芯部硬度。測(cè)表面硬度時(shí)，首先把螺栓表面的鍍層或雜質(zhì)去除，去除表面鍍層或雜質(zhì)時(shí)，注意不能使用轉(zhuǎn)速過快的設(shè)備，轉(zhuǎn)速過快，使螺栓表面溫度升高，導(dǎo)致經(jīng)過熱處理之后的基體，產(chǎn)生新晶體，影響螺栓的硬度值，推薦采用砂紙磨除表面鍍層或雜質(zhì)的方法;測(cè)芯部材質(zhì)硬度時(shí)，用設(shè)備或手鋸進(jìn)行切割，取芯部的材質(zhì)即可，取材的大小依據(jù)設(shè)備而定，一般要求材料厚度不得小于壓痕深度的8倍。表面硬度與芯部硬度用HRC檢測(cè)一般相差4個(gè)值。螺栓硬度值的判定：可以測(cè)量一個(gè)值，對(duì)螺栓的硬度進(jìn)行判定，也可采用測(cè)量多個(gè)值，然后求平均值，再進(jìn)行判定。

洛氏硬度HRC，是采用150Kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，一般用于測(cè)定經(jīng)過熱處理淬硬的鋼制品材料，8.8級(jí)（包括8.8級(jí)）以上的螺栓大多經(jīng)過熱處理。

例：10.9級(jí) M12×1.5×50的達(dá)克羅螺栓硬度值為：34、35、34、37、38、35、平均值為：35.5。在洛氏硬度性能標(biāo)準(zhǔn)表中查找，性能等級(jí)為10.9級(jí)所對(duì)應(yīng)得洛氏硬度值（HBC）的區(qū)間為：32—39，M12×1.5×50的達(dá)克羅螺栓平均硬度值值為：35.5，硬度符合標(biāo)準(zhǔn)，判定為：合格。

3 化學(xué)分析試驗(yàn)

化學(xué)分析試驗(yàn)主要檢測(cè)螺栓中的碳、硫、磷、硅、錳的含量，各元素的含量直接關(guān)系著材質(zhì)的整體性能。

各元素在材質(zhì)所起得作用：碳（C）：鋼中含碳量增加，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度升高，但塑性和沖擊性降低，增加鋼的冷脆性和時(shí)效敏感性;硅（Si）：作為還原劑和脫氧劑，能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度;錳（Mn）：是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般鋼中含錳0.30-0.50%，在碳素鋼中加入0.70%以上時(shí)就算“錳鋼”，較一般的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強(qiáng)度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能，錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能力;磷（P）：在一般情況下，磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，降低塑性，使冷彎性能變壞;硫（S）：硫在通常情況下是有害元素。使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時(shí)造成裂紋。

3.1 檢測(cè)螺栓中碳、硫元素的含量

檢測(cè)碳、硫時(shí)，使用定碳定硫儀，采用燃燒—中和滴定法，一般都采用酸堿滴定法以指示劑判斷終點(diǎn)的方法測(cè)定材質(zhì)中碳、硫元素的含量。

在檢測(cè)螺栓化學(xué)成分之前，先從螺栓上取一些碎末樣品，并將碎末樣品融化。用電弧爐將樣品燃燒出得混合氣體從電弧爐出氣口經(jīng)過優(yōu)質(zhì)橡膠管進(jìn)入硫吸收杯，硫被吸收后，在經(jīng)過橡膠管進(jìn)入碳吸收杯，然后進(jìn)行酸堿滴定。在測(cè)定硫的含量時(shí)，選擇合適的指示劑是非常重要的，把握好終點(diǎn)指示劑的靈敏度至關(guān)重要。指示劑靈敏度過高，會(huì)使定碳定硫儀的測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)波動(dòng);指示劑靈敏度過低，定碳定硫儀的分辨率就會(huì)偏低，硫的測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差。經(jīng)過長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐，認(rèn)為選擇甲基紅和溴甲酚組成的混合指示劑指示定碳定硫儀測(cè)硫的終點(diǎn)最為合適。

3.2 檢測(cè)螺栓中硅、磷、錳的含量

采用紫外-可見分光度法聯(lián)合測(cè)定材質(zhì)中的硅、錳、磷元素的含量。

首先制取母液。方法如下：將試料置于300ml錐形瓶中，加溶樣酸45ml及過硫酸銨溶液5ml，加熱至試樣溶解完全。再加入硫酸銨溶液5ml，煮沸2分鐘，使氧化完全至二氧化錳沉淀后，滴加雙氧水3-5滴，澄清后煮去雙氧水，冷卻至室溫，移入100ml容量瓶中，并稀釋至刻度，搖勻。干濾，濾液為母液。

硅的測(cè)定（鉬藍(lán)比色法）：吸取5ml母液加入預(yù)置鉬酸，混酸6ml，的100ml鋼鐵量瓶中，搖勻，在沸浴上加熱30秒，取下水冷，加草酸10ml，硫酸亞鐵銨5ml，用水稀釋至刻度，搖勻。以水作空白，1cm比色皿。分光光度計(jì)660nm波長(zhǎng)處測(cè)定其吸光度。

磷的測(cè)定（抗壞血酸-硝酸鉍比色法）：吸10ml母液于50ml鋼鐵量瓶中，加濃硝酸2ml，鉬酸銨溶液5ml，搖動(dòng)加入抗壞血酸—乙酸溶液10ml，硝酸鉍溶液5ml，用水稀釋至刻度，搖勻放置5分鐘后，以水為空白，1cm比色皿，分光光度計(jì)680nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度。

錳的測(cè)定（過硫酸銨—銀鹽氧化法）：吸10ml母液于50ml鋼鐵量瓶中，加定錳混酸10ml，過硫酸銨5ml，煮沸30秒，流水冷卻，水稀釋至刻度，搖勻。以水為空白，1cm比色皿，分光光度計(jì)530nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度。

按公式計(jì)算：W試=m標(biāo)×w標(biāo)×A試/m試×A標(biāo)? W試為試樣的元素含量;m標(biāo)為近似元素含量值的標(biāo)樣稱樣量;m試為試樣的稱樣量;A標(biāo)為近似元素含量值的標(biāo)樣吸光度;A試為試樣吸光度;w標(biāo)為近似元素含量值的標(biāo)樣元素含量

結(jié)語：

綜上所述，使用上面的方法對(duì)螺栓進(jìn)行硬度試驗(yàn)、化學(xué)分析試驗(yàn)，可以準(zhǔn)確、快速的判斷螺栓是否符合要求，從而確保確使用螺栓的安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]? 緊固件機(jī)械性能 螺栓、螺釘和螺柱GB-T 3098.1-2000

作者簡(jiǎn)介：閆葉飛（1983-），男，河北保定，漢族，工程師，本科，研究方向：汽車研發(fā)。