紧固件详细实验方法

螺栓和螺钉（不含螺柱）成品楔负载试验
本试验可同时测定：
——螺栓和螺钉成品的抗拉强度Rm。
——头与无螺纹杆部或螺纹部分交接处的牢固性。
本试验适用于带或不带法兰面，并符合以下规定的螺栓和螺钉：
——平支承表面或锯齿形表面；
——头部承载能力强于螺纹杆部；
——头部承载能力强于无螺纹杆部；
——无螺纹杆径ds＞d2 或ds≈d2；
——公称长度l≥2.5d；
——螺纹长度b≥2.0d；
——栓接结构的螺栓b＜2d；
——3 mm≤d≤39 mm;
——所有性能等级。
设备
拉力试验机应符合GB/T 16825.1的规定。不能使用自动定心装置，因其对图1和表16所规定的楔垫角度有较大的影响。
试验装置
夹具、楔垫和螺纹夹具应按以下规定：
——硬度：≥45HRC；
——内螺纹夹具的螺纹：按表14的规定；
——通孔直径dh：按表15的规定；
——楔垫：按表15和表16的规定。

表14 内螺纹夹具的螺纹

表15 楔垫孔径和圆角半径（单位：毫米)

表16 楔负载试验用楔垫角度 α

头部支承面直径超过1.7d，而未通过楔负载试验的螺栓和螺钉成品，可将头部加工到1.7d，并按表16规定的楔垫角度再次进行试验。
此外，对头部支承面直径超过1.9d的螺栓和螺钉成品，可将楔垫角度10°减小为6°。
试验程序
试件应为经尺寸等检验合格的紧固件。
将规定的楔垫按图1所示置于螺栓或螺钉头下。未旋合螺纹的长度lth≥1d。
对带短螺纹长度栓接结构螺栓的楔负载试验，允许的未旋合螺纹的长度lth≤1d。
应按GB/T 228的规定进行楔负载拉力试验。试验机夹头的分离速率，不应超过25 mm/min。
拉力试验应持继进行，直至断裂。
测量极限拉力载荷Fm 。
试验结果
测定抗拉强度 Rm
方法
根据公称应力截面积，As，公称和试验过程中测量的极限拉力载荷，Fm 计算抗拉强度 Rm:
Rm =Fm/As，公称
式中：As，公称＝（π／4）×［（d 2＋d 3）/ 2]2
式中：
d2——外螺纹的基本中径（GB/T 196）；
d3——外螺纹小径，d 3＝d 1－H/6；
d1——外螺纹的基本小径（GB/T 196）；
H ——原始三角形高度（GB/T 192）。
公称应力截面积As，公称的数值在表4和表6中给出。
技术要求
螺栓和螺钉应断裂在未旋合螺纹的长度内或无螺纹杆部。
抗拉强度 Rm 应符合表3的规定。最小拉力载荷 Fm，min，应符合表4或表6的规定。
注：随着直径减小，公称应力截面积与有效应力截面积的差异逐渐增加。当硬度用于过程控制时，尤其对较小的直径，需要提高硬度值，并超过表3规定的最小硬度，以达到最小拉力载荷。
测定头与杆部或螺纹部分交接处的牢固性
不应断裂在头部。
带无螺纹杆部的螺栓和螺钉不应在头与杆部交接处断裂。
全螺纹的螺钉，如断裂始于未旋合螺纹的长度内，允许在拉断前已延伸或扩展到头部与螺纹交接处，或者进入头部。
为测定抗拉强度对紧固件成品的拉力试验
通则
本试验用于测定紧固件成品的抗拉强度Rm 。
本试验可与规定的试验一并进行。
适用范围
本试验适用于符合以下规定的紧固件：
——头部承载能力强于螺纹杆部的螺栓和螺钉；
——头部承载能力强于无螺纹杆部的螺栓和螺钉；
——无螺纹杆径d s＞d 2或d s≈d 2；
——螺栓和螺钉的公称长度l≥2.5d；
——螺纹长度b≥2.0d；
——栓接结构螺栓b＜2d;
——螺柱的总长度lt≥3.0d；
——3mm≤d≤39mm；
——所有性能等级。
设备
拉力试验机应符合GB/T 16825.1的规定。装夹紧固件时，应避免斜拉，可使用自动定心装置。
试验装置
夹具和螺纹夹具应符合以下规定：
——硬度：≥45 HRC；
——通孔直径dh：按表15的规定；
——内螺纹夹具的螺纹：按表14的规定。
试验程序
试件应为经尺寸等检验合格的紧固件。
螺栓和螺钉试件拧入内螺纹夹具；对螺柱试件应拧入两个内螺纹夹具。螺纹有效旋合长度≥1d。
未旋合螺纹的长度lth≥1d。
然而，当本试验与规定的试验一并进行时，未旋合螺纹的长度lth=1.2d。
对带短螺纹栓接结构用螺栓的拉力试验，未旋合螺纹的长度lth＜1d，并应按GB/T 228的规定进行拉力试验。试验机夹头的分离速率，不应超过25 mm/min。
拉力试验应持续进行，直至断裂。
测量极限拉力载荷Fm 。
说明：
1——拧入机体端；
2——拧入螺母端；
dh——孔径；
lth——试验夹具中紧固件未旋合螺纹的长度。

技术要求
紧固件应断裂在未旋合螺纹的长度内或无螺纹杆部。
全螺纹的螺钉，如断裂始于未旋合螺纹的长度内，允许在拉断前已延伸或扩展到头部与螺纹交接处，或者进入头部。
抗拉强度Rm应符合表3的规定。最小拉力载荷Fm，min，应符合表4或表6的规定。
注：随着直径减小，公称应力截面积与有效应力截面积的差异逐渐增加。当硬度用于过程控制时，尤其对较小的直径，需要提高硬度值，并超过表3规定的最小硬度，以达到最小拉力载荷。
为测定断后伸长率Af和0.0048d非比例延伸应力RPf对紧固件实物的拉力试验
通则
本试验可同时测定：
——紧固件实物的断后伸长率Af；
——紧固件实物的0.0048d非比例延伸应力RPf。
本试验可与规定的试验一并进行。
适用范围
本试验适用于符合以下规定的紧固件：
——头部承载能力强于螺纹杆部的螺栓和螺钉；
——头部承载能力强于无螺纹杆部的螺栓和螺钉；
——无螺纹杆径ds＞d或ds≈d；
——螺栓和螺钉的公称长度l≥2.7d；
——螺纹长度b≥2.2d；
——螺柱的总长度lt≥3.2d；
——螺柱拧入基体端应比螺母端承受更高的极限拉力载荷。
——3 mm≤d≤39 mm；
——所有性能等级。
设备
拉力试验机应符合GB/T 16825.1的规定。装夹紧固件时，应避免斜拉，可使用自动定心装置。
试验装置
夹具和螺纹夹具应符合以下规定：
——硬度：≥45 HRC；
——通孔直径dh：按表15的规定；
——内螺纹夹具的螺纹：按表14的规定。
试验装置应有足够的刚性，以避免变形而产生影响测定0.0048d非比例延伸载荷FPf或断后伸长率Af 。
试验程序
试件应为经尺寸等检验合格的紧固件。
将紧固件试件拧入内螺纹夹具。对螺柱试件应使用两个螺纹夹具，螺纹有效旋合长度，至少应为1d。对承受载荷的未旋合螺纹的长度，lth应为1.2d。
注：为达到lth＝1.2d的要求，建议采用以下实用的方法：首先，把螺纹夹具拧到螺纹收尾；然后，按相当于1.2d的扣数拧退夹具。
应按GB/T 228的规定进行拉力试验。进行0.0048d非比例延伸载荷，FPf试验时，试验机夹头的分离速率不应超过10 mm/min，其他试验不应超过25 mm/min。
可以直接借助适合的电子装置（如微处理机），或者依据载荷-位移曲线（见GB/T 228）持续测量拉力载荷F，直至断裂。该曲线可以自动绘制，或采用图解法。
为获得较精确的图解测量，曲线的比例尺应使表示弹性变形的直线部分与载荷轴线间的夹角在30°～ 45°之间。