拿到一份紧固件标准,打开机械性能表,往往会看到一系列指标:
抗拉强度、屈服强度、保证载荷、伸长率、硬度……
它们分别代表什么?彼此之间又有什么区别?下面就从这几个常见指标入手,看看一张机械性能表到底应该怎么读。
01 抗拉强度:到底有多“强”?
抗拉强度(Rm),表示紧固件在拉伸试验中,承受的最大拉力与试样原始截面积之比。
02 屈服强度:什么时候开始永久变形?
当螺栓受到拉力时,首先发生的是弹性变形,材料的延伸与载荷基本保持比例(比例延伸)。载荷解除后,螺栓基本可以恢复原状。
但如果继续增加载荷,螺栓就会进入塑性变形阶段,材料的延伸不再与载荷保持原来的比例(非比例延伸)。此时,即使载荷解除,材料也会永久变形。
怎样判断紧固件开始产生这种永久变形?这就涉及标准中常见的 Rp0.2:以材料产生 0.2%的非比例延伸作为判定条件,对应的应力就是规定非比例延伸强度,紧固件标准中常用它作为屈服强度指标。
03 保证载荷是什么?
这是紧固件机械性能中非常重要、也很容易被忽略的一项指标。
保证载荷(Proof Load),是验证紧固件在规定载荷下能否保持应有性能的重要指标,用于检验产品在承受该载荷后,不产生超出标准允许范围的永久变形。
它和抗拉强度、屈服相关指标的关注点不同:
- 抗拉强度:关注最终能承受的最大应力
- 屈服相关指标:关注规定的永久变形
- 保证载荷:关注承受规定载荷后的性能保持情况
04 强度之外,还要看塑性
强度并不是越高越好。如果材料强度很高,却缺乏塑性,在受到较大载荷时可能还没来得及产生明显变形,就发生断裂。因此,紧固件除了要有足够的强度,还要具备一定的塑性。
这里的塑性,可以简单理解为材料发生塑性变形而不轻易断裂的能力。
标准中常见的塑性指标包括:
- • 断后伸长率
- • 断面收缩率
05 已经有强度了,为什么还要测硬度?
硬度反映材料抵抗局部塑性变形的能力。对于紧固件来说,硬度不仅是一个重要的性能指标,还可以用来间接评价材料的强度或检验热处理状态。
常见的硬度指标包括:HV、HB、HRC等。
06 一张机械性能表,到底应该怎么看?
前面讲了这么多指标,最终还是要回到一张具体的机械性能表。真正查标准时,可以按照下面的顺序来看:
第一步:先确认产品
先看这张表到底适用于螺栓、螺钉、螺柱,还是螺母?不同产品对应的机械性能要求可能不同。
第二步:确认性能等级
例如:8.8、10.9、12.9
第三步:看规格范围
同一个性能等级下,不同规格的紧固件,部分机械性能要求也可能不同。例如,同样是 10.9级螺栓,抗拉强度等基本强度指标要求相同,但对应的保证载荷、最小拉力载荷却不同。
看表要素:产品类型 + 性能等级 + 规格
第四步:看强度和保证载荷
重点关注:抗拉强度 → 屈服/规定非比例延伸强度 → 保证载荷
除了看具体数值,还要注意它们的单位、数值范围以及对应的规格。
第五步:别忘了表格下面的脚注
这是查标准时最容易被忽略的一步。性能表中的数字往往还有适用条件:
- 规格范围 / 试验方法
- 产品类型 / 特殊要求
- 特定尺寸或状态
表格中的数值,必须结合脚注和适用条件一起看。
07 用一句话记住这些指标
| 指标 | 它主要回答什么? |
|---|---|
| 抗拉强度 | 极限能承受到多大应力? |
| 屈服/规定非比例延伸强度 | 什么时候开始产生规定意义上的永久变形? |
| 保证载荷 | 在规定载荷下能否通过验证? |
| 伸长率、断面收缩率 | 塑性怎么样? |
| 硬度 | 硬度水平是否符合要求? |
理解指标,再回到表格;机械性能表就不难读了。
以上内容主要是对几个常见的性能指标做一个基础梳理,帮助建立基本认识。实际查阅标准时,还可能遇到更多的性能指标、试验要求和适用条件,具体要求也会因产品类型、性能等级、规格以及标准版本的不同而有所差异。
但无论指标多少,先理解每个指标反映的是什么,再回到机械性能表中看具体要求,才能真正看懂表格中的这些数字。