螺栓的硬度.docx

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螺栓的硬度

螺栓的硬度

硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。

它是金属材料的重要性能指标之一。

一般硬度越高，耐磨性越好。

常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

1.布氏硬度（HB）

以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB），单位为公斤力/mm2（N/mm2）。

2.洛氏硬度（HR）

当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。

它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。

根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：

HRA：

是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。

HRB：

是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。

HRC：

是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。

3维氏硬度（HV）

以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值（HV）。

从上面介绍可知，维氏硬度是表面硬度的其中一种。

它和其它硬度单位之间有换算关系。

硬度指的就是表面硬度，材料内部是没有硬度要求的。

只有机械性能要求（抗拉强度，屈服强度和冲击韧性）。

GB/T3098.1-2000中怎么没有表面硬度呢?

5.6不是说明表面硬度了吗----表面硬度不应比芯部硬度高出30个维氏硬度（约3个HRC）.10.9级的表面硬度不应大于390HV0.3.至于没有表面硬度要求的那是低性能等级的,如3.64.64.85.65.86.8,因为没有热处理,所以没有要求,因为他表面的硬度主要是冷镦或烘打\车削后的应力所产生的硬度.

在检测螺栓硬度时,没有热处理的螺栓,只需要做表面硬度在合格范围内就行了.如果是热处理螺栓就要在未部切一个直径的面上大硬度,硬度测试在面上的1/2R处,硬度符合标准.

它有一个表面一个芯部，表面是指在去除表面浮锈等之后用用维氏或表面洛氏打硬度，芯部要在去除部部1/2直径长部后在表面与芯部1/2的地方打硬度，两个硬度之差不能超过30个HV，表面高出30HV说明表面渗碳了，是不允许的，如果表面低了30HV以上说明表面脱碳了，也是不允许的。

要细心地看这个3098。

1

英制螺纹详细说明

一、严格地说，UN、UNR、UNC、UNF、UNS以及UNEF是螺纹系列的规定代号，而不是某些英文词组的缩写：

统一螺纹：

UnifiedScrewThreads（由英国（UnitedKingdom）、加拿大（Canada）和美国（UnitedStates）于948年共同制定；

UN：

外螺纹设计牙型根部可平可圆（Aflatrootcontourisspecified,butitisnecessarytoprovideforsomethreadingtoolcrestwear,hencearoundedrootcontourclearedbeyondthe0.25pflatwidthoftheBasicProfileisoptional.）

UNR：

外螺纹设计牙型根部必须为圆弧（Inordertoreducetherateofthreadingtoolcrestwearandtoimprovefatiguestrengthofaflatrootthread,theDesignProfileoftheUNRthreadhasanon-reversingcontinuouscurvedroottangenttothethreadflanksatadepthof0.625H.）

UNC：

粗牙系列（Coarse-ThreadSeries）；

UNF：

细牙系列（Fine-ThreadSeries）；

UNEF：

超细牙系列（Extra-Fine-ThreadSeries）；

UNS：

特殊螺距系列（SelectedCombinations和OtherThreadsofSpecialDiameters,Pitches,andLengthsofEngagement）；

另外还有恒定螺距系列（ConstantPitchSeries），有8UN、12UN、16UN等等，不一一列举

二、标注方法:

英寸制统一螺纹，在英寸制国家广泛采用，该类螺纹分三个系列：

粗牙系列UNC，细牙系列UNF，特细牙系列UNFF，外加一个定螺距系列UN。

标注方法：

螺纹直径—每英寸牙数系列代号—精度等级

示例：

粗牙系列3/8—16UNC—2A

细牙系列3/8—24UNF—2A

特细牙系列3/8—32UNFF—2A

定螺距系列3/8—20UN—2A

第一位数字3/8表示螺纹外径，单位为英寸，转换为米制单位mm要乘以25.4，即3/8×25.4=9.525mm；第二、三位数字16、24、32、20为每英寸牙数（在25.4mm长度上的牙数）；第三位以后的文字代号UNC、UNF、UNFF、UN为系列代号，最后两位2A为精度等级。

螺纹配合等级：

三、螺纹配合是旋合螺纹之间松或紧的大小，配合的等级是作用在内外螺纹上偏差和公差的规定组合。

（一）、对统一英制螺纹，外螺纹有三种螺纹等级：

1A、2A和3A级，内螺纹有三种等级：

1B、2B和3B级，全部都是间隙配合。

等级数字越高，配合越紧。

在英制螺纹中，偏差仅规定1A和2A级，3A级的偏差为零，而且1A和2A级的等级偏差是相等的。

1、1A和1B级，非常松的公差等级，其适用于内外螺纹的允差配合。

2、2A和2B级，是英制系列机械紧固件规定最通用的螺纹公差等级。

3、3A和3B级，旋合形成最紧的配合，适用于公差紧的紧固件，用于安全性的关键设计。

4、对外螺纹来说，1A和2A级有一个配合公差，3A级没有。

1A级公差比2A级公差大50％，比3A级大75％，对内螺纹来说，2B级公差比2A公差大30％。

1B级比2B级大50％，比3B级大75％。

螺纹的种类和标记

1螺纹的种类

螺纹按用途可分为联接螺纹和传动螺纹两类。

常用标准螺纹的种类及用途可参看表1。

2螺纹联接的画法

如图2在剖视图中，内、外螺纹结合部分按外螺纹画，其余部分仍用各自的画法表示。

内、外螺纹的大、小径的粗细实线应分别对齐。

3螺纹的代号标注

在图样上螺纹需要用规定的螺纹代号标注，除管螺纹外，螺纹代号的标注格式为：

管螺纹的标注格式为：

特征代号尺寸代号旋向

其中，右旋螺纹省略不注，左旋用“LH”表示。

4螺纹标记的标注

当螺纹精度要求较高时，除标注螺纹代号外，还应标注螺纹公差带代号和螺纹旋合长度。

螺纹标记的标注格式为：

螺纹代号—螺纹公差带代号（中径、顶径）—旋合长度

有关标注内容的说明：

1）公差带代号由数字加字母表示（内螺纹用大写字母，外螺纹用小写字母），如7H、6g等，应特别指出，7H，6g等代表螺纹公差，而H7，g6代表圆柱体公差代号。

2）旋合长度规定为短（用S表示）、中（用N表示）、长（用L表示）三种。

一般情况下，不标注螺纹旋合长度，其螺纹公差带按中等旋合长度（N）确定。

必要时，可加注旋合长度代号S或L，如“M20-5g6g－L”。

特殊需要时，可注明旋合长度的数值，如“M20-5g6g－30”。

5螺纹标记在视图上的标注方法

如表1中图例，除管螺纹外，在视图上螺纹标记的标注同线性尺寸标注方法相同；而管螺纹是用指引线的形式，指引线应从大径上引出，并且不应与剖面线平行。

表1中标注的说明：

1）M16－5g6g表示粗牙普通螺纹，公称直径16，右旋，螺纹公差带中径5g，大径6g，旋合长度按中等长度考虑。

2）M16×1LH－6G表示细牙普通螺纹，公称直径16，螺距1，左旋，螺纹公差带中径、大径均为6G，旋合长度按中等长度考虑。

3）G1表示英制非螺纹密封管螺纹，尺寸代号1in，右旋。

4）Rc12表示英制螺纹密封锥管螺纹，尺寸代号12in，右旋。

5）Tr20×8（P4）表示梯形螺纹，公称直径20，双线，导程8，螺距4，右旋。

6）B20×2LH表示锯齿形螺纹，公称直径20，单线，螺距2，左旋。

美规螺丝常见规格与标示

美规螺丝

a.一般以番号标示,如#2-56,#4-40,#6-32,#8-32,#10-24…etc.

b.或以英制外径表示,

如0.086-56,0.112-40,0.138-32,0.164-32,0.190-24…etc.

Ex:

632–8–PPB:

FinishCode:

外观处理规格

HeadCode:

头部外型

DriveCode:

头部剖沟,特征型号

LengthCode:

螺丝长度

ThreadCode:

螺丝型号

B-1:

ThreadCode:

螺丝型号

一般常用规格如下:

a.#2-56（0.086-56）:

2番56牙

b#4-40（0.112-40）:

4番40牙

c.#6-32（0.138-32）:

6番32牙

d.#8-32（0.164-32）:

8番32牙

e.#10-24（0.190-24）:

10番24牙

***牙为每吋之牙数.***

B-2:

LengthCode:

螺丝长度

美规螺丝长度须经换算,才是公制mm尺寸.

换算公式:

（LengthCode/32）x25.40=公制长度mm

B-3,B-4,B-5:

标示方式与公制相同.

螺丝规格定义与认识

一、螺纹种类：

A：

三角螺纹：

结合/锁紧　　B：

管用三角螺纹：

结合/锁紧　　C：

梯形螺纹：

动力传动　　D：

方螺纹：

动力传动　　

二、常用螺丝种类：

A：

MachineScrew：

机械螺丝　　B：

TappingScrew：

自攻螺丝　　B-1：

SheetMetalTappingScrew。

　　B-2：

PlasticTappingScrew。

　　C：

WoodenScrew。

木工螺丝　　D：

DrywallScrew。

水泥墙螺丝　　

三、常见螺丝材质：

a.LowCarbonSteel。

低碳钢　　b.SS-304：

StainlessSteel304　　c.SS-302：

StainlessSteel302结构韧性较好　　d.Aluminum5052：

铝合金5052　　e.Brass：

黄铜　　f.Bronze：

青铜　　g.UNSC11000Copper：

锑铜　　

四、常见螺丝规格与标示：

A：

公制螺丝　　B：

美规螺丝　　C：

英制螺丝　　A：

公制机械螺丝：

Metric　　Ex：

M3x6–PPB：

M3机械螺，6mm长，十字，圆扁头，镀黑。

　　FinishCode：

外观处理规格　　HeadCode：

头部外型　　ThreadCode　　螺丝型号DriveCode：

头部剖沟，特征型号　　LengthCode：

螺丝长度（mm）　　A-1：

ThreadCode：

螺丝型号　　公制螺丝直接以螺丝外径标示螺丝型号。

　　如M3即螺丝外径为3。

00mm；M4即螺丝外径为4。

00mm。

　　MetricThreadSizexPitch：

　　Note：

公制螺丝于螺丝型号后方，有时会注明螺丝牙距。

　　如M3x0.5，M4x0.70，M5x0.8，M6x1。

　　但因为标准规范，通常不提。

　　A-2：

LengthCode。

螺丝长度　　公制螺丝，直接标示螺丝长度，单位为mm。

　　螺丝之总长度标示，只计算头部以下之长度，不含头部高度。

　　但平头螺丝例外，其螺丝之总长度标示含头部高度。

　　A-3：

DriveCode/头部剖沟、特征。

　　一般常用规格如下：

　　a.Slotted一字　　b.Phillips十字　　c.Phil-Slot一字/十字　　d.HexScoket：

内六角　　e.OneWay：

单向　　A-4：

HeadCode/头部外型。

　　一般常用规格如下：

　　a.Flat：

平头　　b.Oval：

色拉头　　c.Round：

圆头　　d.Pan：

圆扁头　　e.Truss：

大圆扁头　　f.Hex：

六角头　　A-5：

FinishCode/外观处理　　一般常用规格如下：

　　a.Z：

Zine-Plated：

镀锌　　b.Ni：

Ni-Plated：

镀镍　　c.Tin-Plated：

镀锡　　d.ZinePlated/GreenIridite：

镀锌绿膜处理。

　　e.RadiantPlated：

镀五彩　　f.Passivate：

抗氧化处理。

　　g.AlodialFinish：

无外观处理。

　　公制自攻螺丝：

于品名后方直接标示TappingType。

　　Ex：

M3x6–PPB，TappingType：

　　M3自攻螺丝，6mm长，十字，圆扁头，镀黑。

　　一般以产品别或标示，再判定为SheetMetal或塑料部品使用。

　　B：

美规螺丝。

　　a.一般以番号标示，如#2-56、#4-40、#6-32、#8-32、#10-24…etc。

　　b.或以英制外径表示。

　　如0：

0.86-56、0.112-40、0.138-32、0.164-32、0.190-24…etc。

　　Ex：

632–8–PPB：

　　FinishCode：

外观处理规格　　HeadCode：

头部外型　　DriveCode：

头部剖沟，特征型号　　LengthCode：

螺丝长度　　ThreadCode：

螺丝型号　　B-1：

ThreadCode：

螺丝型号　　一般常用规格如下：

　　a.#2-56：

2番56牙　　b.#4-40：

4番40牙　　c.#6-32：

6番32牙　　d.#8-32：

8番32牙　　e.#10-24：

10番24牙　　＊＊＊牙为每吋之牙数。

＊＊＊　　B-2：

LengthCode：

螺丝长度　　美规螺丝长度须经换算，才是公制mm尺寸。

　　换算公式：

x25.40=公制长度mm　　B-3、B-4、B-5：

标示方式与公制相同。

　　C：

英制螺丝：

　　C-1：

ThreadCode：

　　标示皆将分母为8，再直接称分子之番号。

　　Ex：

1/8x0.50–PPB：

1分牙螺丝x0.50＂长，PPB　　Ex：

5/16x0.50–PPB=2.5/8x0.50-PPB：

2分半牙螺丝x0.50＂长，PPB　　Ex：

5/32x0.50–PPB=1.25/8x0.50-PPB：

1分2厘半螺丝x0.50＂长，PPB　　Ex：

1/4x0.50-PPB=2/8x0.50-PPB：

2分牙螺丝x0.50＂长，PPB　　注：

有时会标示粗牙或细牙。

　　UNF：

细牙：

电子业较常用。

　　UNC：

粗牙：

重机械结构较常用。

　　Ex：

3/8x0.50，UNF–PPB：

3分细牙螺丝×0.50＂长，PPB。

　　C-2：

LengthCode：

　　为英吋标示，须乘以25.40换算为mm

不锈钢编号原则

①用国际化学元素符号和本国的符号来表示化学成份，用阿拉伯字母来表示成份含量：

如：

中国、俄国12CrNi3A②用固定位数数字来表示钢类系列或数字；如：

美国、日本、300系、400系、200系；③用拉丁字母和顺序组成序号，只表示用途。

我国的编号规则①采用元素符号②用途、汉语拼音，平炉钢：

P、沸腾钢：

F、镇静钢：

B、甲类钢：

A、T8：

特8、GCr15：

滚珠合结钢、弹簧钢，如：

20CrMnTi60SiMn、（用万分之几表示C含量）不锈钢、合金工具钢（用千分之几表示C含量），如：

1Cr18Ni9千分之一（即0.1％C）,不锈C≤0.08％如0Cr18Ni9,超低碳C≤0.03％如0Cr17Ni13Mo国际不锈钢标示方法美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。

其中：

①奥氏体型不锈钢用200和300系列的数字标示，②铁素体和马氏体型不锈钢用400系列的数字表示。

例如，某些较普通的奥氏体不锈钢是以201、304、316以及310为标记，③铁素体不锈钢是以430和446为标记，马氏体不锈钢是以410、420以及440C为标记，双相（奥氏体－铁素体），④不锈钢、沉淀硬化不锈钢以及含铁量低于50％的高合金通常是采用专利名称或商标命名。

金属热处理基本知识

固溶体两种。

固溶强化：

由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。

化合物：

合金组元间发生化合作用，生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。

机械混合物：

由两种晶体结构而组成的合金组成物，虽然是两面种晶体，却是一种组成成分，具有独立的机械性能。

铁素体：

碳在a-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体。

奥氏体：

碳在g-Fe（面心立方结构的铁）中的间隙固溶体。

渗碳体：

碳和铁形成的稳定化合物（Fe3c）。

珠光体：

铁素体和渗碳体组成的机械混合物（F＋Fe3c含碳0.8％）

莱氏体：

渗碳体和奥氏体组成的机械混合物（含碳4.3％）金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。

其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。

为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。

钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。

另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。

早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。

白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。

公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。

中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。

随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。

三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。

这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。

中国出土的西汉（公元前206～公元24）中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15～0.4％，而表面含碳量却达0.6％以上，说明已应用了渗碳工艺。

但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。

1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。

法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。

与此同时，人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。

1850～1880年，对于应用各种气体（诸如氢气、煤气、一氧化碳等）进行保护加热曾有一系列专利。

1889～1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。

二十世纪以来，金属物理的发展和其它新技术的移植应用，使金属热处理工艺得到更大发展。

一个显着的进展是1901～1925年，在工业生产中应用转筒炉进行气体渗碳；30年代出现露点电位差计,使炉内气氛的碳势达到可控，以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法；60年代，热处理技术运用了等离子场的作用，发展了离子渗氮、渗碳工艺；激光、电子束技术的应用，又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。

金属热处理的工艺热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。

这些过程互相衔接，不可间断。

加热是热处理的重要工序之一。

金属热处理的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。

电的应用使加热易于控制，且无环境污染。

利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。

金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳（即钢铁零件表面碳含量降低），这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。

因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。

加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的主要问题。

加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。

另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。

采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。

冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。

一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。

但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。

金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。

根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。

同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。

钢铁是工业上应用最广的金属，而且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。

整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。

钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。

退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。

正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。

淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。

淬火后钢件变硬，但同时变脆。

为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。

退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。

“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺。

为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。

某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度