SAE J123-1994 螺栓、螺钉和螺柱表面不连续性测试标准

SAE J123-1994 螺栓、螺钉和螺柱表面不连续性测试标准

1. 范围

• 试验方法：本标准定义、说明并规定了在制造和加工过程中可能出现的螺栓、螺钉和螺柱表面不连续性的允许限度。这些部件主要用于承受严重动态应力的汽车装配，并需要使用高强度且具有适当抗疲劳性能的紧固件。

2. 参考文献

• 试验方法：引用了以下相关标准，用于支持螺栓、螺钉和螺柱表面不连续性的测试：

• ASTM E 3：金属金相试样的制备方法

3. 表面不连续性的类型

• 试验方法：螺栓、螺钉和螺柱的表面不连续性分为10种类型，具体定义如下：

• 3.1.1 淬火裂纹：淬火裂纹可能在热处理过程中由于过高的热应力和相变应力而发生。淬火裂纹通常在紧固件表面呈不规则和曲折的路径。

• 3.1.2 锻造裂纹：锻造裂纹可能在切断或锻造操作中发生，位于螺钉和螺栓头部的顶部。

• 3.1 裂纹：裂纹是穿过或穿过晶粒边界的清洁（晶体）断裂，不包含外来元素。裂纹通常是由锻造或其他成型操作中的过应力，或热处理中的过应力引起的。

• 3.2 缝隙：缝隙通常存在于紧固件的原材料中。它们是狭窄的、通常是直线或平滑曲线的不连续性，沿螺杆和/或螺纹纵向延伸。缝隙也可能延伸到圆形头部产品的顶部，或出现在六角头产品的倒角圈、垫圈面和扳手平面上。

• 3.3 爆裂：爆裂是金属（材料）中的开放断裂。爆裂可能发生在螺栓和螺钉头部的平面或角落，法兰或圆形头部产品的周边，或凹头螺栓和螺钉的凸起周边。

• 3.4 剪切爆裂：剪切爆裂是金属中的开放断裂，Zui常发生在具有圆形或法兰头部的产品周边，通常位于产品轴线的大约45度角处。剪切爆裂也可能发生在六角头产品的侧面。

• 3.5 空洞：空洞是由于锻造或镦粗过程中金属填充不足而在螺栓或螺钉表面形成的浅口袋或空腔。

• 3.6 重叠：重叠是螺钉、螺栓和螺柱螺纹中的金属折叠。如果发生重叠，它们通常在产品之间显示出一致性模式，即重叠将在所有产品中位于相同位置，并且具有相同的行进方向。

• 3.7 折叠：折叠是金属在锻造过程中可能发生的重叠。折叠可能发生在直径变化的交界处，尤其常见于非圆形颈部、肩部和头部。

• 3.8 工具痕迹：工具痕迹是由制造工具在紧固件表面移动产生的纵向或圆周方向的浅槽。

• 3.9 划痕或沟槽：划痕或沟槽是由于制造过程中产品与其他产品或制造设备接触时的强烈磨损或冲击而产生的紧固件表面的凹痕。

4. 表面不连续性的限度

• 4.1 字母定义：D表示螺栓、螺钉和螺柱的公称尺寸（螺纹的基本大径），对于带肩部的螺栓和螺钉，D表示Zui大肩部直径。F表示具有圆形头部的产品的法兰直径或头部直径。公制系列使用毫米，英寸系列使用英寸。

• 4.2 淬火裂纹：任何深度、长度或位置的淬火裂纹均不被允许。

• 4.3 螺纹中的重叠：螺纹根部存在重叠，或从侧面延伸至内部且深度超过螺距线的重叠，或从压力侧面的螺距线下方向大径延伸的重叠，均不被允许。对于带有间隔螺纹的攻丝螺钉，此要求不适用。

• 4.4 折叠：

• 4.4.1：位于承载面以下的内部角落（例如，头部与螺杆连接处的圆角）的折叠不被允许。

• 4.4.2：位于法兰周边与承载面交界处的折叠不被允许。

• 4.5 锻造裂纹：螺栓和螺钉头部顶部的锻造裂纹长度不得超过螺纹大径（I.D.），宽度或深度不得超过0.20 mm（0.008 in）+0.010 D。

• 4.6 缝隙：

• 公制系列：螺杆中的缝隙在表面的Zui大开口宽度不得超过0.13 mm（尺寸6.3至12 mm），尺寸14 mm及以上的为0.25 mm；深度不得超过0.015 D +0.10 mm（尺寸6.2至16 mm），尺寸超过16 mm的为0.030 D。

• 英寸系列：螺杆中的缝隙在表面的Zui大开口宽度不得超过0.005 in（尺寸1/4至7/16 in），尺寸1/2 in及以上的为0.010 in；深度不得超过0.015 D +0.004 in（尺寸1/4至5/8 in），尺寸超过5/8 in的为0.030 D。

• 4.7 爆裂和剪切爆裂：

• 4.7.1：六角螺栓和螺钉的平面中的爆裂，其宽度或开放深度不得超过0.25 mm（0.010 in）+0.025 D。任何爆裂不得延伸到承载面，且任何位于两个扳手平面交界处的爆裂不得使角宽低于规定的Zui小值。

• 4.7.2：螺栓和螺钉的法兰以及圆形头部产品的周边可能有多个爆裂或剪切爆裂，但只有一个的宽度超过0.13 mm（0.005 in）+0.020 F或开放深度超过0.08 mm（0.003 in）+0.012 F；这一个爆裂的宽度不得超过0.25 mm（0.010 in）+0.040 F，开放深度不得超过0.15 mm（0.006 in）+0.024 F。

• 4.7.3：凹头螺栓和螺钉的凸起周边的爆裂，其宽度不得超过0.25 mm（0.010 in）+0.020 D，深度不得超过凸起周边的高度。

• 4.8 承载面上的空洞：螺栓和螺钉承载面上的空洞，其深度不得超过0.25 mm（0.010 in），所有空洞的总面积不得超过承载面规定Zui小面积的5%。空洞面积的确定方法应由购买方和生产方协商确定。

• 4.9 工具痕迹：承载面上的工具痕迹，其表面粗糙度不得超过2.8 µm（110 µin），作为从平均表面的算术平均偏差。

• 4.10 划痕和沟槽：位于螺纹长度内的划痕和沟槽，其大小和数量不得妨碍在螺纹上装配适当的GO螺纹规，且应用力不超过0.06倍DN·m（12倍D in-lb）的扭矩，其中D为螺栓、螺钉或螺柱的公称尺寸（以英寸为单位）。制造商应在零件的制造和处理过程中采取适当措施，以尽量减少划痕和沟槽的数量和大小。

5. 检验程序

• 5.1 目视检验：

• 试验方法：从批次中随机抽取代表性样本，检查淬火裂纹、爆裂、剪切爆裂、锻造裂纹、折叠、工具痕迹、缝隙、承载面上的空洞以及划痕和沟槽。

• 5.1.1：如果发现任何部件有淬火裂纹或位于承载面以下的内部角落的折叠，批次将被拒绝。

• 5.1.2：如果发现任何部件有缝隙、爆裂、剪切爆裂、锻造裂纹、工具痕迹、空洞或划痕和沟槽，且这些不连续性超过了第4节中规定的相应类型不连续性的允许限度，批次将被拒绝。

• 5.2 缝隙和重叠检验：

• 试验方法：通过深（表面）酸蚀对同一样本（如果目视检验合格）进行检查，以检查螺纹中的重叠和缝隙。

• 5.2.1：所有显示可能被解释为缝隙的迹象的部件应被单独挑出。从这个组中随机抽取二次样本，每个部件在垂直于轴线的螺杆处进行截断，并进行显微镜检查。截断应通过未螺纹的本体部分，靠近螺纹过渡处。对于螺纹延伸至头部的螺栓和螺钉，截断应在距头部下表面约一个D（螺栓或螺钉的公称尺寸）处进行。如果在显微镜检查中发现任何部件的缝隙深度超过第4.6节中规定的限度，批次将被拒绝。

• 5.2.2：所有显示螺纹中重叠迹象的产品应被单独挑出。在检查过程中，还应注意检查产品是否有横向淬火裂纹或内部角落的折叠迹象，因为这些不连续性有时在目视检查中不易被发现。从被挑出的产品中随机选择五个样本，进行表面蚀刻，并进行目视检查，以确定重叠模式在产品之间是否合理一致。其中一个样本应沿部件的中心线纵向截断，并在通过任何重叠延伸至螺纹小径Zui近点的平面上进行截断，进行显微镜检查。如果在显微镜检查中发现任何重叠的位置和行进方向被归类为不允许的，批次将被拒绝。

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