螺栓的热处理设计论文选读.docx

螺栓的热处理工艺设计（哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150000）摘要：本文简要介绍了螺栓的定义、分类、服役条件、失效形式以及常用材料，针对一种用于汽车上的高强度螺栓，通过对其性能要求的分析，选择SCM435钢制造该螺栓。查阅热处理手册等设计出SCM435钢螺栓的热处理工艺，包括球化退火、淬火、高温回火。重点分析了螺栓的磷脆与氢脆现象，并给出了相应的检测手段与处理方法。简要介绍了螺栓的质量检测方法。关键词：螺栓；热处理；SCM435钢；除磷；氢脆一、概述1.1.定义螺栓，是由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类紧固件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件。这种连接形式称螺栓连接。如把螺母从螺栓上旋下，又可以使这两个零件分开，故螺栓连接是属于可拆卸连接。螺栓的原理是利用物体的斜面圆形旋转和摩擦力的物理学和数学原理，循序渐进地紧固器物机件的工具。螺栓在日常生活当中和工业生产制造当中，是少不了的，螺栓也被称为“工业之米”。可见螺栓的运用之广泛。螺栓的运用范围有：电子产品、机械产品、数码产品、电力设备、机电机械产品、船舶、车辆、水利工程、化学实验等。1.2.螺栓的分类 1.2.1六角螺栓?六角螺栓是应用最广的一类螺栓。其A级和B级螺栓用于重要的、装配精度要求高，以及承受较大冲击、振动或交变载荷的场合。其C级螺栓用于表面比较粗糙、装配精度要求不高的场合。螺栓上的螺纹，一般均为普通螺纹。普通螺纹螺栓自锁性较好，主要用于薄壁零件上或承受冲击、振动或交变载荷的场合。一般螺栓上都是制成部分螺纹，全螺纹螺栓主要用于公称长度较短的螺栓以及要求较长螺纹的场合。??? 1.2.2六角法兰螺栓?六角法兰面螺栓的头部由六角头和法兰面两部分组成，其“支撑面积与应力面积字比值”要大于普通六角头螺栓，故这种螺栓能承受更高的预紧力，防松性能也较好，因而被广泛用于汽车发动机、重型机械等产品上。???? 1.2.3六角头头部带孔、带槽螺栓????使用时，可通过机械方法将螺栓锁合，防松可靠。??? 1.2.4六角头螺杆带孔螺栓???螺杆上制出开口销孔过金属丝孔，采用机械放松，防松可靠。? 1.2.5六角头铰制孔螺栓????带铰制孔螺栓能精确的固定被链接零件的相互位置，并能承受有横向里产生的剪切和挤压。???? 1.2.6十字槽凹突六角头螺栓????安装拧紧方便，主要用于受载较小的轻工、仪器仪表。???? 1.2.7方头螺栓????方头尺寸较大，受力表面也较大，便于扳手卡住其头部，或依靠其他零件起止转作用。也可用于带T型槽的零件中，以便调整螺栓位置。C级方头螺栓常用于比较粗糙的结构上。???? 1.2.8沉头螺栓????方颈或榫有止转作用，多用于被连接零件表面要求平坦或光滑的场合。???? 1.2.9 T型槽螺栓?T型槽螺栓适用于螺栓只能从被联接零件一边进行联接的场合。将螺栓从T型槽中插入后再转动90度，即可使螺栓不能脱出，也可用于结构要求紧凑的场合。???? 1.2.10地脚螺栓????专供预埋混泥土基础中，供固定机器、设备的底座用。???? 1.2.11活节螺栓????多用于需经常拆开联接的地方和工装上刚网架螺栓球节点用高强度螺栓，强度高，主要用于公路与铁路桥梁、工业与民用建筑、塔架、起重机。1.3.螺栓性能等级?钢结构连接用螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。 螺栓性能等级的含义是国际通用的标准，相同性能等级的螺栓，不管其材料和产地的区别，其性能是相同的，设计上只选用性能等级即可。 一般的螺栓是用X.Y表示强度的，X*100 = 此螺栓的抗拉强度，X*100*（Y/10）= 此螺栓的屈服强度（因为按标识规定：屈服强度/抗拉强度=Y/10），如4.8级，则此螺栓的抗拉强度为：400MPa，屈服强度为：400*8/10=320MPa。二、服役条件与失效形式2.1螺栓使用中的服役条件2.1.1环境螺栓一般在大气下使用，对在潮湿大气或腐蚀气氛或严寒地区的环境下工作的螺栓，还要求螺栓材料具有低的延迟断裂，敏感性和低的韧-脆转化温度。 2.1.2受力条件 螺纹上的载荷分布：螺栓联接是利用螺纹之间的摩擦力而构成的一种可拆联接，由于其结构简单，连接可靠，因而在工程中广泛应用。其缺点是螺纹零件有应力集中，在交变载荷的作用下易产生疲劳裂纹。由统计资料可知，其损坏部位为从螺母支撑面算起第一和第二圈螺纹处约占65%，光杆与螺纹部分交接处约占20%，螺栓头与杆接交处约占15%。上述部位均为截面剧