刘道春

紧固件是人们生活中很少留心的必需品，家具、家电、汽车、航天等等大大小小的领域都有涉及。近些年国产化步伐加快，需要大量的紧固件。如国家重点项目的上海的磁悬浮工程，全长30km，采用了将近150万套高强度螺栓，用于紧固磁悬浮定子铁芯和大梁的连接，所用的钢材能保证40年不锈蚀，其强度也有特殊的标准。紧固件市场越来越大。紧固件所用的钢材除了普碳钢外，还有不锈钢、高温合金钢、铝镁合金、蒙乃尔合金等等，小小的螺钉、螺帽也在快速发展。紧固件质量稍有疏忽，就会造成或多或少的损失，小到财产，大到人身安全。近几年各地都发现很多因为紧固件质量问题而引发的安全事故应引起业内人士的关注。

1.紧固件损坏失效会引起相关机械装置失灵甚致酿成事故

机械零件在设计联接中有很多的方法。这些联接技术包括焊接、铆钉和紧固联接。目前,人们使用最普遍的联接技术是螺栓与螺母联接。对于螺栓和螺母联接,有一些基本设计准则和技术要求。首先,螺纹紧固件联接的特点是可以从组合件上随意拆卸,这样比永久紧固的方法(如焊接或铆钉)在使用上更便利,而且在零件组装时可以根据装配的需要随时进行调整。螺栓副联接带来便利的同时, 由于它们的组成相对比较复杂,联接中有很多技术问题需要注意和解决。

紧固件损坏的形式有多种多样,常见的损坏形式有螺栓、螺母松动、螺栓断裂、螺纹损坏等。 当承载面在螺钉和接合之间不是平整联接时,紧固件和机械零件接触面积小,面与面之间的摩擦力减小,紧固件就很容易在受到比较强烈的震动下被旋松。这样震动下, 一旦预紧力下降,紧固件就极易失效。在使用中,如何防止组合件本身的损坏或失效是当前迫切需要解决的问题。通常,在螺栓副组合件的损坏中, 紧固件的蠕变失效损坏是最常见的和引人注目的,因为随着螺栓损坏或失效时,会引起相关的机械装置失灵、失效,严重还会酿成事故。

紧固件的蠕变是其金属零件在应力和高温的长期作用下，产生永久变形的失效现象。晶粒沿晶界滑动产生形变是蠕变的主要机理。当形变温度升高到0.35～0.7Tm（Tm是熔点的绝对温度）时，晶界附近的薄层区域内发生恢复而软化，形变得以进行。变形后又产生畸变，于是需要再恢复和再软化，以保持形变在这些区域中继续进行，这就是所谓的晶界滑动。由于恢复需要一定温度和时间，因而晶界滑动要在高于某一定温度的条件下才能进行。金属拉伸蠕变曲线分为三个阶段：一是蠕变速率由快逐渐变缓，它与晶体缺陷的重新分布有关；二是表明硬化与恢复这两种机理处于平衡状态，蠕变速率恒定。这一阶段在蠕变的全过程中占据较大的比例；三是表现为蠕变速率加快，此时金属的形变硬化已不足以阻止金属的变形，而且有效截面的减小，促使蠕变速率加快，最后导致断裂。并非任何材料的蠕变曲线均出现上述三个阶段，因蠕变过程使预紧零件的尺寸产生变化而导致失效的现象称为热松弛。如用于紧固件压力容器法兰盘的螺栓，在温度和应力的长期作用下，因蠕变而伸长，导致预紧力减小，因此可能造成压力容器的泄漏。

蠕变的最主要特征是永久变形的速度很缓慢。可以根据零件的具体工况来分析，是否存在产生蠕变的条件（温度、应力和时间）。没有适当的温度和足够的时间，不会发生蠕变或蠕变断裂。在蠕变断口的最终断裂区上，撕裂岭不如常温拉伸断口上的清晰，在扫描电镜下观察，蠕变断口附近的晶粒形状往往不出现拉长的情况，而在高倍下，有时能见到蠕变空洞。

热松弛与塑性变形，从宏观上均有残余变形容易混淆。塑性断裂与持久断裂（或蠕变断裂）容易混淆，因为从宏观上看，断裂前均有永久变形，断口附近均有缩颈。其区别可从下列几方面考虑：一是在工况上的差别。众所周知，塑性变形和塑性断裂是在拉应力作用下发生的，过程进行较快，温度较低。热松弛和持久断裂是温度和时间两个因素起重要作用的失效过程，较高的工作温度和较长的服役时间，是这种失效模式的必要条件。对于工况的了解除了查阅文字资料外，直接查看残骸上有无高温的遗痕，如氧化色等。分析工况时要很慎重，例如某高温压力容器有很长时间处于较低的压力下工作，突然压力升高，使连接螺栓发生断裂，对此只有在具体地了解有关压力、温度及在不同工况下的服役时间，才能具体判别是否发球蠕变失效；二是断口形貌的差别。塑性断口上韧窝非常清晰，微孔聚合的部位比较尖锐，在扫描电镜下观察这些地方呈现白亮线条。蠕变断口上，微孔聚合的地方比较钝，在扫描电镜下观察，这些地方没有明显的白亮线。蠕变断口上，有可能看到氧化色，有时还能见到蠕变孔洞；三是断口附近的金相组织，蠕变多为沿晶断裂，而塑性断裂多为穿晶型断裂。经蠕变的样品中，有可能看到蠕变孔洞，此外，碳钢长时间在高温下停留，碳化物会发生一定程度的石磨化。提高蠕变抗力的措施：在设计方面，根据产品的特点，正确地选择材料和确定零件尺寸至关重要。预防由于设计的应力水平偏高而导致早期失效；避免不符合技术规范的零件装配产品，这对失效周期较长的产品，尤为重要。当然，具体的措施应在产品服役中的失效分析基础上形成；超负荷使用也是产品蠕变失效的常见原因，因此严格控制使用条件，是提高产品寿命和可靠性的最为重要的措施。加强对正在服役的产品，以及关键零件的质量状况进行监控，是保证产品可靠性的有效措施。

2.紧固件联接的强度及受力分析

螺栓联接通常是成组使用的，称为螺栓组。在进行螺栓组的设计计算时，首先要确定螺栓的数目和布置，再进行螺栓受载分析，从螺栓组中找出受载最大的螺栓，计算该螺栓所受的载荷，螺栓组的强度计算，实际上是计算螺栓组中受载最大的单个螺栓的强度。由于螺纹联接件已经标准化，各部分结构尺寸是根据等强度原则及经验确定的，所以，螺栓联接的设计只需根据强度理论进行计算确定其螺纹直径即可，其他部分尺寸可按标准选用。螺栓联接中的单个螺栓受力分为受轴向载荷（受拉）和横向载荷（受剪）两种。受拉力作用的普通螺栓联接，其主要失效形式是螺纹部分的塑性变形或断裂，经常装拆时也会因磨损而发生滑扣，其设计准则是保证螺栓的静力或者疲劳拉伸强度；受剪切作用的铰制孔用螺栓联接，其主要失效形式是螺杆被剪断，螺杆或者被联接件的孔壁被压溃，故其设计准则为保证螺栓和被联接件具有足够的剪切强度和挤压强度。

松螺栓联接装配时不需要拧紧螺母，在承受工作载荷之前，螺栓不受力。起重吊钩的螺栓联接就是典型的松螺栓联接，当承受工作载荷Q时，螺栓杆受拉。只受预紧力的紧螺栓联接，紧螺栓联接装配时需要将螺母拧紧，在拧紧力矩作用下，螺栓不仅受到预紧力产生的拉应力作用，同时还受到螺纹副中摩擦阻力矩所产生的扭剪应力作用，即螺栓处于受拉伸和扭转的复合应力状态。实际计算时，为了简化计算，对M10～M68的钢制普通螺栓，只按拉伸强度计算，并将所受拉力增大30%来考虑剪切应力的影响。

受预紧力和横向载荷的紧螺栓联接，当紧螺栓联接受横向载荷时，因普通螺栓与螺栓孔之间有间隙，它是靠接合面间的摩擦力来承受工作载荷的，工作时，只有当接合面间的摩擦力足够大时，才能保证被联接件间不会发生相对滑动。因此，螺栓的预紧力为求出后再计算螺栓强度即可。

高强度化是材料研究和开发的永恒主题，高强度螺拴连接是继铆接、焊接之后发展起来的一种新型连接形式，它具有承载能力高、受力性好、耐疲劳、不松动、较安全及施工简便、可拆换等优点。高强度螺栓是一种新的连接形式，它具有施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳以及在动力荷载作用下不致松动等优点，是很有发展前途的连接方法。在装配时，用扭力扳手拧紧螺母，使螺栓产生巨大而又受控制的预拉力，通过螺母和衬板，对被连接件也产生了同样大小的预压力。在预压力作用下，沿被连接件表面就会产生较大的摩擦力，显然只要滑动力小于摩擦力，构件便不会滑动，连接件就不会被破坏，这就是高强度螺栓连接的原理。高强度螺栓连接是靠连接件接触面间的摩擦力来阻止其相互滑动；为使接触面有足够的摩擦力，就必须提高构件的夹紧力和增大构件间的摩擦系数。构件间的夹紧力是靠对螺栓施加预紧力来实现的，但由低碳钢制成的普通螺栓，因受材料强度的限制，所能施加的预紧力是有限的，他所产生的摩擦力比普通螺栓的抗剪力还小，所以如果要靠螺栓预拉力所引起的摩擦力来传力，则螺栓的材料强度必须比构件材料的强度大得多才行，也就是螺栓必须要采用高强度钢来制造，这也是成为高强度螺栓连接的原因。高强度螺栓所用材料的强度为普通螺栓的4～5倍，一般常用的性能等级为8.8级和10.9级。8.8级采用优质碳素钢35号钢或45号钢；10.9级采用合金结构钢20MnTiB、40B、35VB。高强度螺栓有大六角头螺栓和扭剪型两类。钢结构规范规定，高强度螺栓的材料应符合现行标准的规定。高强度螺栓的预拉力由材料的屈服度和螺栓的有效面积并考虑一定摩擦系数确定。

由于采用普通螺栓靠摩擦力来承受横向工作载荷需要很大的预紧力，为了防止螺栓被拉断，需要较大的螺栓直径，这将增大联接的结构尺寸。因此，对横向工作载荷较大的螺栓联接，要采用一些辅助结构，用键、套筒和销等抗剪切件来承受横向载荷，这时，螺栓仅起一般联接作用，不受横向载荷，联接的强度应按键、套筒和销的强度条件进行计算。

受剪螺栓通常是六角头铰制孔用螺栓，螺栓与螺栓孔多采用过盈配合或过渡配合。当联接承受横向载荷时，在联接的结合处螺栓横截面受剪切，螺栓杆和被联接件孔壁接触表面受挤压。受预紧力和轴向载荷作用的紧螺栓联接，如气缸盖的螺栓联接，螺栓受工作载荷作用后继续受拉伸，其拉伸变形量增，即螺栓的总拉伸变形量达到d1+Dd，这时，螺栓所受的总拉力为Q；同时，根据变形协调条件，被联接件则因螺栓的伸长而回弹，即被压联接件的压缩变形量减少了Dd，被联接件的残余压缩变形量为d2-Dd，相对应的压力称为残余预紧力Qr。此时，螺栓受工作载荷和残余预紧力的共同作用，所以，螺栓的总拉伸载荷为Q=Q_f。

螺栓材料一般采用碳素钢；对于承受冲击、振动或者变载荷的螺纹联接，可采用合金钢；对于特殊用途（如防锈、导电或耐高温）的螺栓联接，采用特种钢或者铜合金、铝合金等。国家标准规定螺纹联接件按材料的机械性能分级。螺母的材料一般与相配合的螺栓相近而硬度略低。

螺栓联接的许用应力与材料、制造、结构尺寸及载荷性质等因素有关。进行螺栓组联接受力分析的目的，是根据联接的结构和受载情况求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便进行螺栓联接的强度计算。为了简化计算在分析螺栓组联接的受力时，假设所有螺栓的材料直径长度和预紧力均相同螺栓组的对称中心与联接接合面的形心重合，受载后联接接合面仍保持为平面。受横向载荷的螺栓组联接，横向载荷的作用线与螺栓轴线垂直并通过螺栓组的对称中心。当采用螺栓杆与孔壁间留有间隙的普通螺栓联接时，靠联接预紧后在接合面间产生的摩擦力，来抵抗横向载荷。当采用铰制孔用螺栓联接时，靠螺栓杆受剪切和挤压来抵抗横向载荷。虽然两者的传力方式不同但计算时可近似地认为在横向总载荷的作用下，各螺栓所承担的工作载荷是均等的。对于普通螺栓联接应保证联接预紧后，接合面间所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷。为了防止底板转动可以采用普通螺栓联接也可以采用铰制孔用螺栓联接，其传力方式和受横向载荷的螺栓组联接相同。采用普通螺栓时靠联接拧紧后在接合面间产生的摩擦力矩来抵抗转矩。假设各螺栓的预紧程度相同，即各螺栓的预紧力均为Qp，则各螺栓联接处产生的摩擦力均相等。

3.紧固件联接的结构设计

确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫圈等结构尺寸，可根据底板的厚度，螺栓在立柱上的固定方法及防松装置等全面考虑后定出。

螺栓组联接结构设计的主要目的，在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和联接接合面间受力均匀，便于加工和装配。为此，设计时应综合考虑以下几方面的问题：联接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状，如圆形，环形，矩形，框形，三角形等。这样不但便于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和联接接合面的形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。

螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓联接不要在平行于工作载荷的方向上成排地布置八个以上的螺栓以免载荷分布过于不均。当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘，以减小螺栓的受力。如果同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时应采用销套筒键等抗剪零件来承受横向载荷以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。接合面受弯矩或转矩时螺栓的布置3螺栓排列应有合理的间距边距。布置螺栓时各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间的最小距离，应根据扳手所需活动空间的大小来决定。扳手空间的尺寸可查阅有关标准。对于压力容器等紧密性要求较高的重要联接螺栓的间距不得大于所推荐的数值。

分布在同一圆周上的螺栓数目应取成4、6、8等偶数以便在圆周上钻孔时的分度和画线。同一螺栓组中螺栓的材料直径和长度均应相同。避免螺栓承受附加的弯曲载荷，除了要在结构上设法保证载荷不偏心外，还应在工艺上保证被联接件螺母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴线相垂直。对于在铸锻件等的粗糙表面上应安装螺栓时应制成凸台或沉头座。当支承面为倾斜表面时，应采用斜面垫圈。当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘，以减小螺栓的受力。如果同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载荷，以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。

螺栓连接作为钢结构的一种连接方式,在实际工作中不论其强度高低,其连接形式是由螺栓的受力特征决定的。它可以受拉、受剪,也可以利用其先行张拉对连接钢板产生预压力后,继而利用钢板间产生的摩擦力来承受剪力。高强度螺栓并不一定是摩擦型。普通螺栓也可以张拉,只是任何结构受力均有个量化问题。在剪力较大的连接中采用摩擦型高强度螺栓,是因为螺栓抗剪时易弯曲,受力状态不好,在连接面上预加压力后,连接面上产生较大的摩擦力,这样受剪节点的摩擦面就可以承受较大的剪力 ,使得螺栓不受剪或受较小剪力。

连接面产生摩擦力的办法就是张拉螺栓,在停止张拉后,由于螺帽的卡紧作用,螺栓不会松弛, 在螺栓张拉后的弹性作用下,在连接面上产生压力。事实上,螺栓张拉后回缩的过程, 使得连接面产生摩擦力,这个过程不仅高强螺栓可以实现,也可以用此办法使一般螺栓连接面产生摩擦力,只是采用高强螺栓可以利用其强度高的特点,可产生较大的张拉力, 从而在连接面上产生较大的摩擦力, 效果比普通螺栓好。不论普通螺栓还是高强螺栓,其受力时的连接情况分为以下三种:受剪连接;螺栓轴向受拉连接;同时承受剪力和轴向拉力的连接。不同的是,普通螺栓是按螺栓本身的强度来承受剪力与拉力的,对于摩擦型高强螺栓来说,是以张拉力P或(P-1.25Nt)来达到其抗剪能力的。在我国规范中以0.8p作为既受剪又受拉的高强螺栓抗拉承载力设计值。当剪力很大时, 无论其轴向是否受拉,采用摩擦型螺栓都是正确的。由于螺栓主要受拉,尤其是节点受拉面最外排螺栓受拉力最大,在螺栓中预拉力越大越不利。为产生摩擦力而采用张拉,实际上降低了受拉螺栓的承载能力,是极其不合理的。在结构设计中,不是杆件越大越好,也不是张拉力越大越好,应巧妙地设计构件,认真分析受力状况。在轻钢结构中,在保证节点固接条件下,考虑其受力的特殊情况, 探讨高强螺栓的预拉力 P 值大小是有一定意义的。

螺栓排列应有合理的间距，边距。布置螺栓时，各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间的最小距离，应根据扳手所需活动空间的大小来决定。扳手空间的尺寸可查阅有关标准。

紧固件采用表面处理的方法不合适或操作不符合工艺参数要求，直接影响到紧固件的机械性能，绝非局限于表面抗腐性能或外观。金属受到环境因素的影响，例如电化学反应所造成之破坏性侵害，称之为腐蚀。几乎所有的金属制品，在一定的环境中，都会有若干形态之腐蚀现象，而铆钉紧固件是金属制品，自然无法避免金属腐蚀问题，其使用环境及时间不同时，腐蚀现象亦有明显的差异。特别是沿海地区，大气中之盐分及湿度极高，又有许多污染性工业，如：钢铁、石化、火力发电等，加上近年来汽车、机车大幅成长，大最的排放的废气，使空气中充满了腐蚀性的硫化物及微粒，这些都是造成金属腐蚀的主要原因。金属腐蚀会造成巨额之设备维护成本及严重的经济损失，如因腐蚀而增加设计、制造、保养及维修费用，或甚至发生危害及灾难。

紧固件的使用范围最广，数量需求亦最大，其抗蚀能力的优劣决定其使用之耐久性，对设备至安全可靠性有重大影响。因此，研究抗蚀对性能的影响很有必要，也是当前的主要课题。

4.提高紧固件联接强度和产品质量的途径

紧固件预紧力的连接与受拉受剪的区分，当外载荷为横向力时，铆钉螺栓是否受剪切，取决是受剪螺栓还是受拉螺栓。如果设计成受剪螺栓，即铰制孔光制螺栓，安装时不需拧太紧，因此忽略了预紧力，联轴器螺栓组受转矩作用，但对每一个螺栓连接处，相当于受一个横向力作用。如果设计成受剪螺栓连接，则此横向力直接作用到螺栓的栓杆上，螺栓受剪切。设计成受拉螺栓连接，则对于每个螺栓而言，横向力被接缝面间的摩擦力平衡，螺栓组受的转矩被接缝面间的压力产生的摩擦力矩平衡。拧紧螺栓时每个螺栓受到的轴向拉力，被连接件受到夹紧力而产生预紧力，因此螺栓没有受到剪切，只受到预紧力，即只受拉而不受剪。

螺栓组受力的分析目的是求出一组螺栓中受力最大的螺栓所受的力，进行强度计阵。作用于一组螺栓的外力有轴向力、横向力、转矩及翻倒力矩四种情况，对于单个螺栓的受力只有两种情况，受拉或受剪。工程应用中多数为受拉螺栓。只受预紧力的受拉螺栓连接，是指工作后不再受轴向载荷作用。例如外载荷为横向力或转矩作用，受拉螺栓连接属于这种情况，只受预紧力作用。

高强螺栓按传力机理分摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓。这两种螺栓构造、安装基本相同。但是摩擦型高强螺栓靠摩擦力传递荷载，所以螺杆与螺孔之差可达1.5～2.0mm。承压型高强螺栓传力特性是保证在正常使用情况下，剪力不超过摩擦力，与摩擦型高强螺栓相同。当荷载再增大时，连接板间将发生相对滑移，连接依靠螺杆抗剪和孔壁承压来传力，与普通螺栓相同，所以螺杆与螺孔之差略小些，为1.0～1.5mm。摩擦型高强螺栓的连接较承压型高强螺栓的变形小，承载力低，耐疲劳、抗动力荷载性能好。而承压型高强螺栓连接承载力高，但抗剪变形大，所以一般仅用于承受静力荷载和间接承受动力荷载结构中的连接。

影响联接强度的因素很多，如材料、结构、尺寸、工艺、螺纹牙间、载荷分布、应力幅度、机械性能，而螺栓联接的强度又主要取决于螺栓的强度。

提高螺栓联接强度的途径有如下：一是改善螺纹牙间的载荷分布。工作中螺栓牙要抗拉伸长，螺母牙受压缩短，伸与缩的螺距变化差以紧靠支承面处第一圈为最大，应变最大，应力最大，其余各圈（螺距P）依次递减。螺栓所受的轴向载荷是通过螺栓和螺母螺纹牙间相接触来传递的。当采用普通螺母时，轴向载荷在旋合螺纹各圈间的分布是不均匀的，理论分析和实验证明，旋合圈数越多，载荷分布不均匀程度越显著，从而导致变形不均匀，从螺母算起，第一圈受载最大，以后各圈递减，到第8～10圈以后，螺纹几乎不受载荷，因此采用圈数过多的厚螺母并不能提高螺栓联接强度。为改善螺纹牙上的载荷分布不均匀程度，可采用悬置螺母或环槽螺母。二是减少或避免附加应力、减少应力集中。螺纹牙根、收尾、螺栓头部与螺栓杆的过渡处等均可能产生应力集中。减小附加弯曲应力：加工出沉头座，采用斜垫圈，球面垫圈。减小螺栓应力幅：减小螺栓刚度（增加螺栓长度）增大被联接件刚度（用刚度大的垫片）。当被联接件、螺母或螺栓头部的支承面粗糙不平、被联接件因刚度不够而弯曲、钩头螺栓联接以及装配不良等都会使螺栓受到附加弯曲应力；三是采用合理制造工艺。高强度螺栓安装时将螺帽拧紧，使螺杆产生预拉力而压紧构件接触面，靠接触面的摩擦来阻止连接板相互滑移，以达到传递外力的目的。采用挤压法（滚压法）制造螺栓，疲劳强度↑30～40%；冷作硬化，表层有残余应力（压）、氰化、氮化、喷丸等。可提高疲劳强度；热处理后再进行滚压螺纹，效果更佳，强度↑70～100%，此法具有优质、高产、低消耗功能；控制单个螺距误差和螺距累积误差。

螺栓在构件上的排列应满足受力、构造和施工要求：在受力方向螺栓的端距过小时，钢材有剪断或撕裂的可能。各排螺栓距和线距太小时，构件有沿折线或直线破坏的可能。对受压构件，当沿作用方向螺栓距过大时，被连板间易发生鼓曲和张口现象。螺栓的中矩及边距不宜过大，否则钢板间不能紧密贴合，潮气侵入缝隙使钢材锈蚀；施工要保证一定的空间，便于转动螺栓板手拧紧螺帽。根据上述要求，规定了螺栓（或铆钉）的最大、最小容许距离，见表。

  螺栓或铆钉的最大、小最容许距离

注：1.d₀为螺栓或铆钉的孔径，t为外层较薄板件的厚度。

2.钢板边缘与刚性构件（如角钢、槽钢等）相连的螺栓或铆钉的最大间距，可按中间排的数值采用。

螺栓连接除了满足上述螺栓排列的容许距离外，根据不同情况尚应满足下列构造要求：

为了使连接可靠，每一杆件在节点上以及拼接接头的一端，永久性螺栓数不宜少于两个。但根据实践经验，对于组合构件的缀条，其端部连接可采用一个螺栓。对直接承受动力荷载的普通螺栓连接应采用双螺帽或其他防止螺帽松动的有效措施。例如采用弹簧垫圈，或将螺帽或螺杆焊死等方法。由于C级螺栓与孔壁有较大间隙，只宜用于沿其杆轴方向受拉的连接。承受静力荷载结构的次要连接、可拆卸结构的连接和临时固定构件用的安装连接中，也可用C级螺栓受剪。但在重要的连接中不得采用C级螺栓。沿杆轴方向受拉的螺栓连接中的端板（法兰板），应适当加强其刚度，以减少撬力对螺栓抗拉承载力的不利影响。

在紧固件制造中，正确选用紧固件材料是重要一环，因为紧固件的性能和其材料有着密切的关系。如材料选择不当或不正确，可能造成性能达不到要求，使用寿命缩短，甚至发生意外或加工困难，制造成本高等，因此紧固件材料的选用是非常重要的环节。冷镦钢是采用冷镦成型工艺生产的互换性较高的紧固件用钢。由于它是常温下利用金属塑性加工成型，每个零件的变形量很大，承受的变形速度也高，因此，对冷镦钢原料的性能要求十分严格。以8.8级，9.8级螺栓螺钉的材料要求为例，各种化学元素的确定。C含量过高，冷成形性能将降低;太低则无法满足零件机械性能的要求，因此定为0.25%～0.55%。Mn能提高钢的渗透性，但添加过多则会强化基体组织而影响冷成形性能;在零件调质时有促进奥氏体晶粒长大的倾向，故在国际的基础上适当提高，定为0.45%～0.80%。Si能强化铁素体，促使冷成形性能降低，材料延伸率下降定为Si小于等于0.30%。S.P.为杂质元素，它们的存在会沿晶界产生偏析，导致晶界脆化，损害钢材的机械性能，应尽可能降低，定为P小于等于0.030%，S小于等于0.035%。B.含硼量最大值均为0.005%，因为硼元素虽然具有显著提高钢材渗透性等作用，但同时会导致钢材脆性增加。含硼量过高，对螺栓，螺钉和螺柱这类需要良好综合机械性能的工件是十分不利的。对此，应从结构或工艺上采取措施，如规定螺纹紧固件与联接件支承面的加工精度和要求；在粗糙表面上采用经切削加工的凸台或沉头座；采用球面垫圈或斜垫圈等。螺栓上的螺纹和螺栓杆的过渡处以及螺栓横截面面积发生变化的部位都会产生应力集中。为减少应力集中，可采用较大的圆角和卸载结构等措施。

5.结束语

随着我国社会主义市场经济的建立，促使我国紧固件得到了迅猛发展，尤其是高强度紧固件的技术发展，越来越被看好。高强度紧固件不同于普通标准件，它的开发和生产应朝着高强度、高性能、高精度、高附加值和非标异型件方向发展。为此，必须在选材、材料改制、冷热成形、热处理、表面处理和检测诸方面提高科技含量和装备水平。我国在十二五规划中，把高强度紧固件列为当前国家重点鼓励发展的产品，并把普通标准紧固件列为限制发展产品。紧固件厂家把产品定位在高强度紧固件上，并重点发展，既符合紧固件市场的需求，也可得到国家政策的鼓励和支持。热处理技术对高强度紧固件，尤其是它的内在质量有着至关重要的影响。因此，要想生产出优质的高强度紧固件，必须要有先进的热处理技术和装备。当下我们的生活充满着紧固件的身影，螺丝螺栓更是随处可见，但是往往就是因为这些小小螺丝质量问题极易造成重大事故，会给人们紧密相关的生活造成不必要的损失。安全第一，这是紧固件行业时刻不忘的“警钟”！