汽車螺栓試驗方法的探討獲獎科研報告

汽車螺栓試驗方法的探討獲獎科研報告關(guān)鍵詞：螺栓;硬度試驗;化學(xué)分析試驗

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

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

檢測螺栓硬度性能有兩種方法：一種是檢測表面硬度，另一種是檢測芯部硬度。測表面硬度時，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，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;測芯部材質(zhì)硬度時，用設(shè)備或手鋸進行切割，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檢測一般相差4個值。螺栓硬度值的判定：可以測量一個值，對螺栓的硬度進行判定，也可采用測量多個值，然后求平均值，再進行判定。

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

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

3化學(xué)分析試驗

化學(xué)分析試驗主要檢測螺栓中的碳、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，屈服點和抗拉強度升高，但塑性和沖擊性降低，增加鋼的冷脆性和時效敏感性;硅（Si）：作為還原劑和脫氧劑，能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點和抗拉強度;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%以上時就算“錳鋼”，較一般的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強度和硬度，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，在鍛造和軋制時造成裂紋。

3.1檢測螺栓中碳、硫元素的含量

檢測碳、硫時，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的方法測定材質(zhì)中碳、硫元素的含量。

在檢測螺栓化學(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)橡膠管進入硫吸收杯，硫被吸收后，在經(jīng)過橡膠管進入碳吸收杯，然后進行酸堿滴定。在測定硫的含量時，選擇合適的指示劑是非常重要的，把握好終點指示劑的靈敏度至關(guān)重要。指示劑靈敏度過高，會使定碳定硫儀的測量結(jié)果出現(xiàn)波動;指示劑靈敏度過低，定碳定硫儀的分辨率就會偏低，硫的測量結(jié)果出現(xiàn)誤差。經(jīng)過長期的生產(chǎn)實踐，認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硫的終點最為合適。

3.2檢測螺栓中硅、磷、錳的含量

采用紫外-可見分光度法聯(lián)合測定材質(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。

硅的測定（鉬藍比色法）：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660nm波長處測定其吸光度。

磷的測定（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680nm波長處測其吸光度。

錳的測定（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530nm波長處測其吸光度。

按公式計算：W試=m標×w標×A試/m試×A標

W試為試樣的元素含量;m標為近似元素含量值的標樣稱樣量;m試為試樣的稱樣量;A標為近似元素含量值的標