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紧固件机械性能常用术语 抗拉强度( Tensile Strength ) 抗拉强度是指材料在外力拉伸下抵抗破断的能力. 你是否有过将橡胶条拉断的经验呢? 如果有, 那么你就是在测试橡胶条的抗拉强度. 紧固件的抗拉强度也是一样的, 它是紧固件能够承受的施加在其上而不会使其破断的抗拉值. 抗拉强度是紧固件最普通的一种物理性质. 它是紧固件的极限强度( Ultimate Strength ). 也是紧固件在应用时考虑的其承载载荷能力( Load Bearing Ability )的基本指标. 抗拉强度用N/mm2表示. 它是指平均分配在紧固件最小径截面积上( Cross-Sectional of minor Diameter )可施予紧固件承受的力量.意即 : 抗拉强度 = 力/面积 = N/mm2 抗拉强度是紧固件抵抗轴向拉力( Axial Tensile )的能力. 它表明了紧固件承受轴向拉伸负荷的能力. 抗拉强度通常是指极限抗拉强度( Ultimate Tensile Strength, UTS ). 因为紧固件的屈服强度( Yield Strength )和保证载荷( Proof Load )与它的抗拉强度有关, 所以我们会在后面加以讨论. 屈服强度( Yield Strength ) 理论上, 每一个轴向拉力都将使紧固件产生不同程度的伸长. 因为既有的金属均有其弹性模数( Degree of Elasticity, 或称为杨氏模数Young’s Moulde )存在, 通常将负荷去除, 紧固件就会恢复到原来的长度. 当紧固件无法恢复其原长时的负荷值即为其屈服点( Yield Point ). 屈服点是紧固件承受轴向负荷时开始产生塑性变形的那一点. 在紧固件行业, 我们真的希望它能在其弹性极限范围内使用, 以确保联接的安全性, 而不希望将它拉伸到屈服点来使用. 因为这会降低紧固件的有效性. 当紧固件被拉伸到其屈服点后便无法收缩回到原的长度. 这种收缩提供了紧固件连接时的有效锁紧力. 我们可以清楚看到紧固件是如何锁紧及如何发挥功效的. 假想一个紧固件就如一个一圈圈缠紧的弹簧. 想象一个用弹簧拉紧的门, 当弹簧没有超过其屈服点时, 它可以有效地将门闭紧. 但当弹簧被过度拉伸而无法恢复到原来的长度时, 弹簧将会失效而无法将门闭紧. 但当弹簧被过度拉伸时, 便会到达其屈服点, 此时弹簧将会失效而无法将门拉紧. 弹簧便失去了其原有的拉力. 紧固件也是如此, 一但被过度拉伸, 便会失去原有的拉力. 一般而言, 降服强度等于于极限抗拉强度的25%. 紧固件的屈服点是指它承受轴向负荷产生永久伸长的那一点. 译注 : 屈服强度与抗拉强度的关系并非一成不变的25%, 一般而言, 同一种材料的抗拉强度越高( 不管是加工硬化或是热处理造成 ), 屈服强度与抗拉强度的比值会升高, 延展性则降低,至于8.8级螺栓冷锻后作调质热处理, 屈服强度与抗拉强度大约为20-25%, 10.9级及12.9级螺栓冷锻后作调质热处理, 屈服强度与抗拉强度大约为10-20%. 保证载荷( Proof Load ) 保证载荷是紧固件不产生永久伸长的所能承受的最大轴向拉力, 我们再以弹簧为例, 假设紧固件为一根弹簧, 我们可以想象将弹簧拉到不使它产生永久伸长的最大长度, 就是说到去除负荷后紧固件可以恢复到它原来的长度. 这就表明了紧固件的屈服点和保证载荷的关系十分密切. 理论上讲, 就像在一个范围内有两个相邻的点, 一个比另一个小一点点, 那么这个比较小的值就是保证载荷, 另一个比较大的就是屈服点. 因为两点相距太近, 在实际应用上我们将它们视为等同. 碳钢类紧固件的保证载荷是其最大抗拉强度的75%. 例如, 碳钢类紧固件的抗拉强度是100,000PSI, 那么它的保证载荷即为其屈服点, 是75,000PSI. 保证载荷的知识和意义对于业务人员很重要, 因为有时他会被要求提供紧固件在实际应用时可承受的拉力和载荷. 记住一般的原则是 : 施加保证载荷的75%的力, 可以获得最佳功效. 这是紧固件在使用时关于其拉力的通用原则. 比如我们刚才提到的紧固件, 其抗拉强度是100, 000PSI, 因为保证载荷为抗拉强度的75%, 故其保证载荷为75, 000PSI, 若客户问你”这支螺栓可以承受多大的拉力使用”时, 你应该回答”保证载荷的75%或(25, 000*75%)56, 250PSI. 保证载荷是紧固件不产生塑性变形所能承受的最大的力. 记住下列三个重要的原则 : 碳钢的保证载荷是其抗拉强度的75%. 将紧固件锁紧到其保证载荷的75%将发挥其最大功效. 一般须将紧固件锁紧至其抗拉载荷的50%-60%, 以保证其功效. 译注