轻型钛合金高锁螺栓鉴定试验项目的探讨

轻型钛合金高锁螺栓鉴定试验项目的探讨

金融金的鉴定试验由于高张力的优点，带过去的钛锁螺钉具有重量轻、抗疲劳等优点，因此在飞机上被广泛使用。一架波音747飞机大约用了约7万件该种螺栓,某型号军机也用了约2万件。为保证×××型机轻型钛合金高锁螺栓的质量和供应问题,给民用飞机采用轻型钛合金高锁螺栓国产化创造条件,根据研制要求,我们对轻型钛合金高锁螺栓进行了鉴定试验,从而为轻型钛合金高锁螺栓装机和使用提供依据。下面就有关×××型机轻型钛合金高锁螺栓的鉴定试验项目进行一些探讨。根据Hi–lite.380规定鉴定试验需要做尺寸检查及机械性能检查及冶金特性检查,但为保证研制周期,我们只对一些关键参数进行了试验,比如尺寸检查只做了头部参数检查,因为头部参数能直接影响螺栓的疲劳性能和装配性能;由于性能检查比较重要,我们进行了全面检查,但根据Hi–Shear标准对疲劳的试验方法进行了一些改变,目的是要确保准确反映零件的疲劳特性、过热控制热镦成型参数以及表面污染考核真空热处理状态。冶金特性我们只做了含氢量、过热和表面污染。测含氢量是为防止螺栓产生氢脆。其余的检测项目如一般尺寸、流线等由生产厂家保证并提供试验报告,尺寸、机械性能、冶金特性的检验项目与Hi–lite.380的差别见表1～表3。1试验方法的确定1.1尺寸螺栓的尺寸和公差均应符合相应标准及图样的规定,其中螺栓沉头部按图1所示卡规检验。1.2螺钉MJ螺纹应在热处理后滚压成形,并用环规检查。1.3滚压头和下圆角的压力滚压变形量尺寸通过轮廓仪检查,其结果应满足图2及表4的要求。1.4止规进入抗扭矩试验内六方孔允许用内六方通止规检查,其结果应满足要求。通止规尺寸见表5和图3。通规应进入到内六方孔的最小深度,止规不应进入。如果止规进入任一对对边中(每个零件最多只能进入一对边),则应进行抗扭矩试验,内六方不应损坏。内六方孔抗扭矩值的试验,将螺栓夹紧在虎钳上或夹具上,在内六方孔中插入符合表5规定的六方棒尺寸的扳手,施加表6规定的力矩,试验结果应满足要求。图3中技术要求如下:材料:工具钢;热处理:HRC≥60;1.5机械试验前面已提到除疲劳性能外,轻型钛合金高锁螺栓所有试验项目的试验方法都根据GJB715.23–1990的要求进行试验。1.5.1.试验夹具的安装试验技术条件按照GJB715.23–1990《紧固件试验方法拉伸》和Hi–lite.380规定的试验方法进行试验,具体要求如下:●试样安装:在试验机上安装拉伸试验夹具,保证试验螺栓伸出螺母至少2倍螺距,进行拉伸试验时,高锁螺栓按照图4安装;●钛合金高锁螺栓破坏拉力最小值按Hi–lite.380的规定,见表7;●试验夹具按照GJB715.23–1990《紧固件试验方法拉伸》的规定制造,见图5、图6、图7;●对较短长度的螺栓,允许用试件代用螺栓试验。1.5.1.试验12试验技术条件按照GJB715.26–1990《紧固件试验方法拉伸》和Hi–lite.380规定的试验方法进行试验,具体要求如下:●试样安装:在试验机上安装剪切试验夹具,进行剪切试验时,高锁螺栓按照图8安装;●安装试件时,确保高锁螺栓的剪切部位为螺栓的光杆部位;●钛合金高锁螺栓双最小值按Hi–lite.380的规定,见表8;●试验夹具按照GJB715.26–1990《紧固件试验方法双剪》的规定制造;●该试验不适用于产品光杆长度小于2.5倍名义直径的沉头高锁螺栓和光杆长度小于2倍名义直径的平头高锁螺栓;●不满足以上情况时,用试件代用螺栓进行剪切试验,试件光杆长度应满足双剪试验要求,试件允许加工成全光杆形式。1.5.1.抗拉型下颌高锁螺栓按照GJB715.30A–2002《紧固件试验方法拉伸疲劳》,具体要求如下:●试样安装:根据GJB715.30A–2002《紧固件试验方法拉伸疲劳》,安装抗剪型螺栓时,应使圆螺母端面与螺栓螺尾之间保留0.5～1完整螺纹。●按照Hi–lite.380规定的试验方法进行试验,具体要求如下根据Hi–shear标准的要求,为确保受载在第一扣完整螺纹上,安装抗拉型头部高锁螺栓时,应使圆螺母端面位于最大夹层厚度加高锁螺母沉孔深度处。安装抗剪型头部高锁螺栓时,应使圆螺母端面安装到头后,反方向拧720˚±20˚。高锁螺栓按照图4安装。●按GJB2893和BPF–F–67要求拉伸疲劳试验时,高锁螺栓的平均疲劳寿命不能低于65000次,单个疲劳寿命不能低于45000次。试验连续到破坏(少于130000次)或130000次为止。●按Hi–lite.380要求高锁螺栓的平均疲劳寿命不能少于30000次,单个疲劳寿命不能少于15000次。试验连续到破坏(少于60000次)或60000次为止。通用要求:●试验频率:试验频率不应超过210Hz。高强度紧固件进行高周拉伸疲劳试验时,可能发生过热,此时应降低试验频率,以保证试样的最高温度不超过66℃;●钛合金高锁螺栓载荷水平:疲劳试验载荷按Hi–lite.380的规定,见表9;●试验夹具按照GJB715.30A–2002《紧固件试验方法拉伸疲劳》的规定制造;●该试验不适用于产品光杆长度小于2.5倍,名义直径的沉头高锁螺栓和光杆长度小于2倍,名义直径的平头高锁螺栓;●不满足以上情况时,允许用试件代用螺栓进行拉伸疲劳试验,试件长度应满足拉伸疲劳试验要求。1.5.1.钛合金螺栓抗压强度钛合金高锁螺栓冶金特性试验项目我们只重点测了含氢量,过热和表面污染。●含氢量用测氢仪测量钛合金螺栓的氢含量,钛合金螺栓头部氢含量不应超过0.0125%。●过热和表面污染按图9剖切取样经适当腐蚀后,按100倍放大倍数检查样品过热(出现魏氏组织或出现无初生α的等轴晶粒组织就称为过热),按250倍～500倍放大倍数检查样品表面污染。2我国我国轻钛合金高锁螺栓的制造