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SAEJ1199公制外螺纹钢制紧固件机械性能与材料要求中文版

一、引言

(1)SAEJ1199公制外螺纹钢制紧固件在我国工业生产中扮演着至关重要的角色，广泛应用于汽车、机械制造、建筑、航空、航天等领域。随着我国制造业的快速发展，对紧固件产品的质量要求日益提高。SAEJ1199标准作为我国紧固件行业的重要参考依据，对公制外螺纹钢制紧固件的机械性能和材料要求进行了详细规定，旨在确保紧固件产品的可靠性和安全性。

(2)根据SAEJ1199标准，公制外螺纹钢制紧固件的机械性能主要包括抗拉强度、屈服强度、延伸率、硬度等指标。以抗拉强度为例，该指标要求紧固件在拉伸过程中能够承受的最大力，其数值通常在400MPa至1000MPa之间。例如，在汽车制造中，发动机螺栓的抗拉强度要求通常在800MPa至1000MPa之间，以确保在发动机高温高压环境下螺栓的稳定性和耐久性。

(3)材料选择是影响紧固件性能的关键因素。SAEJ1199标准对公制外螺纹钢制紧固件的材料要求也做了明确规定，主要包括碳素结构钢、合金结构钢等。碳素结构钢以其良好的机械性能和成本优势在紧固件制造中得到广泛应用。例如，45号钢因其高强度、良好的塑性和焊接性能，被广泛应用于汽车、建筑等领域。此外，合金结构钢因其优异的耐腐蚀性和耐磨性，在特定环境下具有更高的应用价值。

二、机械性能要求

(1)在SAEJ1199标准中，对公制外螺纹钢制紧固件的机械性能提出了明确要求，其中抗拉强度是衡量紧固件承载能力的关键指标。该指标要求紧固件在拉伸过程中能承受的最大力应不低于500MPa，对于高强度紧固件，其抗拉强度甚至需要达到1000MPa以上。例如，在航空领域，紧固件需承受极端温度和压力，因此其抗拉强度要求非常高。

(2)屈服强度是紧固件在受到拉伸载荷时，材料开始发生塑性变形的应力值。SAEJ1199标准规定，公制外螺纹钢制紧固件的屈服强度应不低于抗拉强度的60%。这意味着，即使紧固件达到抗拉强度的一半，也不会发生永久变形，保证了紧固件在正常使用过程中的安全性。例如，在建筑行业中，连接钢结构梁和柱的螺栓，其屈服强度通常要求在345MPa至540MPa之间。

(3)延伸率是衡量紧固件材料塑性的重要指标，指材料在断裂前能承受的塑性变形量。SAEJ1199标准规定，公制外螺纹钢制紧固件的延伸率应不低于15%。这一要求确保了紧固件在受到冲击载荷时，能够吸收能量并防止断裂。例如，在汽车行业，发动机盖的固定螺栓在受到意外冲击时，延伸率的要求能够减少对车身结构的损伤。此外，硬度的测试也是必不可少的，通常要求硬度在HB170至HB350之间，以保证紧固件表面耐磨且不易变形。

三、材料要求

(1)SAEJ1199标准对公制外螺纹钢制紧固件的材料要求严格，主要选用碳素结构钢和合金结构钢两大类。碳素结构钢因其良好的机械性能、成本效益和加工性能，广泛应用于紧固件制造。例如，45号钢因其高强度、良好的塑性和焊接性能，成为汽车、建筑等行业中常用的材料。在合金结构钢方面，常用的有20CrMnTi、40Cr等，这些材料在保持高强度的基础上，还具备良好的耐腐蚀性和耐磨性，适用于特殊环境下的紧固件制造。

(2)材料的化学成分对紧固件的性能有着直接影响。SAEJ1199标准对碳素结构钢和合金结构钢的化学成分进行了详细规定。碳素结构钢的碳含量一般在0.10%至0.25%之间，锰含量在0.30%至0.80%之间。合金结构钢则根据不同用途，添加适量的铬、镍、钼等合金元素，以改善其性能。例如，20CrMnTi钢中，铬、锰、钛的含量分别为1.10%、1.20%、0.20%，这些元素的添加使得该钢种在保持高强度和塑性的同时，还具备良好的耐腐蚀性。

(3)紧固件的材料热处理工艺对其性能同样至关重要。SAEJ1199标准对热处理工艺提出了具体要求，包括退火、正火、淬火和回火等。退火工艺旨在消除材料内部的应力，提高塑性和韧性；正火工艺则用于提高材料的强度和硬度；淬火工艺则是为了获得更高的硬度和耐磨性；回火工艺则是为了消除淬火过程中产生的残余应力，提高材料的韧性和稳定性。例如，在汽车行业，发动机螺栓通常采用调质处理，即在淬火后进行高温回火，以获得高强度和良好的韧性。这些热处理工艺的合理运用，确保了紧固件在复杂工况下的可靠性和安全性。