超高强度紧固件在相同的夹持力下，通过减小自身尺寸，可以减轻重量，增加安装空间，从而优化连接部件的功能和体积，从而使设备实现整体减重和性能优化。.
那么什么是高强度螺栓呢？高强度螺栓的强度有哪些？今天就带你一探究竟。
2021年11月28日，上海大学材料科学与工程学院韩东教授带领的高性能钢材团队，河北龙凤山铸造有限公司，奇峰精密科技有限公司，舟山7412江苏冶金科技工厂经过一年多的联合攻关，研究院、上海大学（浙江）高端装备基础件材料研究所、上大新材料（台州）研究所等七家单位通过了“材料生产——紧固件制造——服务评价”。全产业链合作，基于钢铁材料高性能理论，B17.8和B19。采用龙凤山铸业生产的高纯铁原料，成功研制出8种超高强度紧固件用钢，形成16.8、19.8级紧固件。件制造技术。
16.8 和 19.8 紧固件实物
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什么是高强度螺栓？
High-Grip Bolt，英文直译：高强度摩擦预紧螺栓，英文缩写：HSFG。可见，我国建筑中提到的高强度螺栓是高强度摩擦预紧螺栓的简称。在日常交流中，“摩擦（）”和“预紧（Grip）”这两个词只是缩写，但很多工程技术人员对高强度螺栓的基本定义存在误解。
错误一：
材质等级8.8以上的螺栓是“高强度螺栓”？
高强度螺栓与普通螺栓的核心区别不是所用材料的强度，而是受力的形式。本质是是否施加预紧力和使用静摩擦来抵抗剪切。
事实上，在英标规范中，美标规范中提到的高强度螺栓（HSFG BOLT）只有8.8级和10.9级（BS EN 14399 / ASTM-A325 & ASTM-490），而普通螺栓包括4.6、5.6、8.8、10.9、12.9 等（BS 3692 第 11 节表 2）；可见，材料强度并不是区分高强度螺栓与普通螺栓的关键。
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高强度螺栓的强度在哪里？
据此，计算单个普通螺栓（B型）8.8和高强度螺栓8.8的抗拉和抗剪强度。
通过计算可以看出，在同一等级下，普通螺栓的抗拉强度和抗剪强度的设计值要高于高强度螺栓。
那么高强度螺栓，“强”在哪里？
为了回答这个问题，有必要从两个螺栓的设计工作状态入手，研究它们的弹塑性变形规律，了解设计失败时的极限状态。
普通螺栓和高强度螺栓在工况下的应力-应变曲线
设计失败时的极限状态
普通螺栓：螺杆本身的塑性变形超过设计允许，螺杆被剪断。
对于普通螺栓连接，在剪切力开始之前，连接板之间发生相对滑动，然后螺栓杆与连接板接触，产生弹塑性变形并承受剪切力。
高强度螺栓：克服有效摩擦面之间的静摩擦力，使两块钢板发生相对位移，在设计上属于破坏。
对于高强度螺栓连接，摩擦力首先承受剪力。当载荷增大到摩擦力不足以抵抗剪力时，静摩擦力被克服，连接板相对滑动（极限状态）。但是，虽然此时已损坏高强钢的抗拉强度，但螺栓杆与连接板接触，仍能利用自身的弹塑性变形来承受剪力。
错误2：
高承载能力意味着高强度螺栓？
从单个螺栓的计算可以看出，高强度螺栓的抗拉和抗剪设计强度低于普通螺栓。其高强度的实质是：在正常工作时，关节不允许有任何相对滑动，即弹塑性变形小高强钢的抗拉强度，关节刚度大。
可以看出，在给定的设计节点载荷下，采用高强度螺栓设计的节点不一定能节省螺栓的使用数量，但其变形小，刚度大，安全储备高。高强螺栓适用于主梁等节点刚度要求较高的部位，符合“强节点、弱构件”的抗震设计基本原则。
高强度螺栓的强度不在于其自身承载能力的设计值，而在于其设计节点刚度高、安全性能高、抗破坏能力强等。
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高强度螺栓与普通螺栓的比较
普通螺栓和高强度螺栓由于设计受力原理不同，在施工检验方法上存在较大差异。
同等级普通螺栓的力学性能要求略高于高强度螺栓，但高强度螺栓比普通螺栓多了一项冲击能接受要求。
普通螺栓和高强度螺栓的标记是现场识别同级螺栓的基本方法。由于英美标准中高强度螺栓扭矩值的计算方法不尽相同，因此也需要对两种标准的螺栓进行鉴别。
高强度螺栓：（M24，L60，8.8级）
普通螺栓：（M24、L60、8.8级）
可见普通螺栓的价格是高强度螺栓的70%左右。结合他们的验收要求比较，可以得出溢价部分应该是保证材料的冲击功（韧性）性能。
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如何提高螺栓疲劳强度
疲劳失效是高强度螺栓的常见失效模式，无论复杂载荷如何。早在1980年就有专家研究了200个螺栓连接的失效案例，其中50%以上为疲劳失效。提高高强度螺栓的抗疲劳性至关重要。
螺栓疲劳断裂具有以下特点：
1、疲劳断裂的最大应力远低于材料在静应力作用下的强度极限，甚至低于屈服极限。
2、疲劳断口均为脆性断口，无明显塑性变形。
3、疲劳断裂是微观损伤积累到一定程度的结果。
螺栓的失效模式主要是螺纹部分的塑性变形和螺钉的疲劳断裂，其中：
01
优化设计减少应力集中
严格控制螺栓端部尺寸，消除应力集中：
一个。使用更大的过渡圆角
湾。切割安全槽
C。在螺纹末端切出底切
d。优化螺栓头下倾角也能有效降低应力集中
e. 使用加强螺纹
加强螺纹与普通螺纹的主要区别在于外螺纹的小直径d1和根部过渡圆角R。
加强螺纹的主要特点是小直径d1比普通螺纹大，根部过渡圆角半径增大R，降低了螺栓的应力集中，对R有特殊要求：R+= 0.，Rmin=0.，其中P为螺距，而普通螺纹则没有这个要求，甚至可以是直线段。
02
改进制造工艺
加强控制螺栓制造过程中的热处理和表面处理工艺，可以有效改善螺栓的疲劳度。
一个。热处理
螺栓先进行热处理，然后轧制成型，使螺栓内部产生较大的残余压应力，从而减缓裂纹的形成和发展，从而提高螺栓的疲劳强度。
其中，热处理时还应防止脱碳的发生，并比较未表面脱碳和有表面脱碳的螺栓的疲劳强度。
由于脱碳层中碳的氧化，金相组织中渗碳体的数量少于正常组织，因此其强度或硬度在力学性能方面低于正常组织。
在表面脱碳的情况下，螺栓的疲劳强度通常会降低 19.8%。
湾。磷化
螺栓表面经过磷化处理，以防止生锈并稳定装配过程中的摩擦。
但是，磷化处理也可以起到减少磨损的作用。
在滚丝过程中，滚丝轮的螺纹与丝杠的螺纹之间的摩擦力减小，对滚丝后螺栓螺纹的应力分布和表面的减少都有积极的影响。螺纹的粗糙度。
03
设置适当的预紧力
普通螺栓连接的螺钉张力主要由前三齿受力螺纹承受。
当初始预紧力足够大时，一些螺纹牙根会局部进入塑性变形，同时这些螺纹牙根会产生残余应力。
螺纹根部产生的残余压应力可以提高螺纹的疲劳强度。
同时，塑性变形的螺纹还可以改善螺纹的受力分布，使螺纹牙的接触压力变小。
这也增加了螺纹的疲劳强度。
预紧力越大，螺栓连接抵抗连接分离的能力越大，抵抗预紧力松弛的能力也越大。
同时，螺栓连接的实际有效疲劳强度也更大。
因此，增加螺栓连接的预紧力有利于提高螺栓连接在循环外载荷作用下抵抗疲劳破坏的能力，从而降低螺栓连接在振动冲击力作用下的疲劳破坏风险和有限过载变小。
