《汽车紧固件检测实用手册》由中国汽车工程学会汽车防腐蚀老化分会组织编写，全面讲解了汽车紧固件的原材料检测、加工过程检测和成品检测方法，详细介绍了汽车紧固件的工作特性和常用检测设备等内容，力求帮助读者对汽车紧固件的检测建立系统认知。

本手册共分12章，包含绪论、汽车紧固件常用材料检测、汽车紧固件成型检测、汽车紧固件热处理检测、汽车紧固件表面处理检测、汽车紧固件尺寸与螺纹检测、汽车紧固件机械性能检测、汽车紧固件装配与防松检测、整车紧固件可靠性验证、汽车紧固件失效分析、汽车紧固件常用检测设备、汽车紧固件实验室通用要求等内容。

本手册既可作为汽车整车生产企业、汽车紧固件生产企业、汽车紧固件检测机构工程人员、检验人员和生产管理人员的工具书，也可作为汽车工程技术相关专业高校师生、科研院所研究人员的参考书。

前言

第1章绪论1

1.1概述1

1.2汽车紧固件介绍2

1.2.1汽车紧固件定义2

1.2.2汽车紧固件的应用及特点3

1.3汽车紧固件标准体系5

1.3.1汽车紧固件产品标准体系6

1.3.2汽车紧固件基础标准体系6

1.3.3汽车紧固件检测体系7

1.4发展趋势及展望9

第2章汽车紧固件常用材料检测10

2.1概述10

2.1.1紧固件用钢介绍10

2.1.2金属紧固件材料生产工艺和质量要求11

2.1.3合金元素对材料性能的影响11

2.2紧固件性能等级介绍和材料要求13

2.2.1外螺纹紧固件性能等级介绍13

2.2.2外螺纹紧固件材料要求15

2.2.3外螺纹紧固件推荐材料清单15

2.2.4内螺纹紧固件性能等级介绍17

2.2.5内螺纹紧固件材料要求17

2.2.6其他紧固件材料要求19

2.3紧固件原材料检测19

2.3.1目的19

2.3.2材料检测取样要求19

2.3.3化学成分检测20

2.3.4冷顶锻检测及评价20

2.3.5脱碳层检测及评价21

2.3.6表面质量检测及评价21

2.3.7尺寸检测及评价22

2.3.8拉伸检测及评价22

2.3.9硬度检测及评价22

2.3.10显微组织检测及评价22

2.3.11晶粒度检测及评价24

2.3.12非金属夹杂物检测及评价24

2.3.13淬透性检测及评价25

2.3.14低倍组织检测及评价26

2.4成品丝材料检测27

2.4.1成品丝生产流程和质量控制27

2.4.2硬度检测及评价31

2.4.3金相检测及评价32

2.4.4拉伸检测及评价32

2.4.5表面质量检测及评价32

2.4.6冷镦性能检测及评价33

2.4.7尺寸检测及评价33

2.5紧固件材料现状及展望34

2.5.1非调质钢34

2.5.2热轧双相钢35

2.5.3硼钢35

2.5.4超细晶粒钢36

2.5.5钛合金36

2.6典型检测案例37

2.6.1线材表面质量缺陷37

2.6.2非金属夹杂物38

2.6.3材料脱碳39

第3章汽车紧固件成型检测40

3.1概述40

3.1.1成型检测常见检测设备40

3.1.2成型工序主要质量特性41

3.2产品成型检测42

3.2.1来料检测42

3.2.2金属流线检测45

3.2.3几何尺寸检测49

3.2.4几何公差检测55

3.2.5外观检测57

3.3螺纹成型检测61

3.3.1外螺纹检测62

3.3.2内螺纹检测62

3.3.3螺纹折叠检测63

3.4其他工序检测65

3.4.1磨削工序检测66

3.4.2校直工序检测66

3.5典型检测案例66

3.5.1圆头方颈螺栓掉头66

3.5.2轮毂螺栓有裂纹69

3.5.3轴承端盖螺栓断裂76

3.5.4六角法兰面螺母冷镦过程中开裂78

3.6发展趋势及展望80

3.6.1自动检测80

3.6.2自动检测技术在紧固件行业的应用80

3.6.3一键测量81

第4章汽车紧固件热处理检测82

4.1概述82

4.1.1热处理的质量控制82

4.1.2常用设备83

4.1.3常规检测项目84

4.2调质紧固件热处理检测85

4.2.1金相组织87

4.2.2脱碳和增碳94

4.2.3硬度97

4.2.4拉力99

4.2.5富磷层102

4.2.6其他检测104

4.3非调质紧固件热处理检测106

4.3.1表面热处理106

4.3.2化学热处理111

4.3.3其他热处理117

4.4高温连接紧固件热处理检测117

4.4.1沉淀硬化型不锈钢热处理119

4.4.2马氏体型耐热钢热处理126

4.4.3珠光体型耐热钢热处理127

4.4.4镍基合金型耐热钢热处理128

4.4.5铁素体型耐热钢热处理129

4.5其他紧固件材料热处理检测129

4.5.1不锈钢热处理129

4.5.2铝合金材料热处理129

4.5.3铜合金材料热处理131

4.6典型检测案例131

4.7发展趋势及展望133

第5章汽车紧固件表面处理检测135

5.1概述135

5.2磷化层检测136

5.2.1紧固件磷化的类型137

5.2.2磷化层结晶结构检测138

5.2.3磷化层单位面积质量检测138

5.2.4磷化层耐腐蚀性能检测139

5.2.5特殊性能检测139

5.3电镀层检测140

5.3.1紧固件电镀层的类型140

5.3.2镀层外观检测141

5.3.3镀层厚度检测141

5.3.4镀层附着强度检测143

5.3.5镀层耐腐蚀性能检测144

5.3.6特殊性能检测147

5.4涂覆层检测147

5.4.1紧固件涂覆层的类型149

5.4.2涂覆层外观检测149

5.4.3涂覆层附着力检测150

5.4.4涂覆层耐腐蚀性能检测150

5.4.5特殊性能检测151

5.5氢脆测试153

5.5.1氢脆的产生153

5.5.2氢脆的检测153

5.5.3氢脆的预防及消除157

5.6禁用物质检测157

5.6.1铅和镉的检测157

5.6.2汞的检测158

5.6.3六价铬的检测159

5.6.4多溴联苯和多溴联苯醚的检测159

5.6.5禁用物质检测发展趋势160

5.7其他表面处理检测161

5.7.1铝材紧固件的表面处理检测161

5.7.2紧固件电泳工艺检测161

5.7.3紧固件涂胶工艺检测165

5.7.4紧固件润滑剂检测167

5.7.5紧固件摩擦系数检测168

5.8典型检测案例169

5.8.1磷化处理案例分析169

5.8.2电镀层案例分析170

5.8.3涂覆层案例分析171

5.8.4氢脆案例分析172

5.9发展趋势及展望172

第6章汽车紧固件尺寸与螺纹检测174

6.1概述174

6.1.1紧固件尺寸与公差控制对于紧固连接的

影响174

6.1.2紧固件尺寸检测常用规范和方法174

6.2外螺纹紧固件头部尺寸要求与检测175

6.2.1六角头175

6.2.2带法兰头型178

6.2.3盘头和圆柱头179

6.2.4沉头和半沉头180

6.2.5焊接螺柱头型181

6.3外螺纹的尺寸要求与检测183

6.3.1米制普通螺纹184

6.3.2金属自攻螺纹188

6.3.3塑料自攻螺纹188

6.3.4其他类型外螺纹189

6.4外螺纹紧固件杆部和尾部尺寸要求与检测192

6.4.1杆部和普通无导向尾部192

6.4.2自攻螺钉尾部192

6.4.3自钻自攻螺钉尾部193

6.4.4导向的类型、尺寸要求与检测193

6.5螺母尺寸与内螺纹检测195

6.5.1内螺纹195

6.5.2六角头和六角法兰螺母200

6.5.3焊接螺母203

6.5.4弹片螺母204

6.5.5铆接螺母206

6.5.6车轮螺母209

6.5.7其他螺母211

6.6其他紧固件的尺寸要求与检测212

6.6.1垫圈212

6.6.2铆钉213

6.6.3挡圈217

6.6.4卡箍218

6.6.5销221

6.6.6管接头222

6.7典型检测案例226

6.7.1轮毂螺栓凹穴深度超差226

6.7.2连杆螺栓断裂227

6.7.3锥螺纹检测偏差228

6.7.4芯轴螺母失效231

6.8发展趋势及展望232

第7章汽车紧固件机械性能检测233

7.1概述233

7.1.1汽车紧固件的组成和分类234

7.1.2汽车紧固件机械性能方面的检测项目234

7.2外螺纹件234

7.2.1拉伸234

7.2.2头部坚固性243

7.2.3硬度244

7.2.4脱碳244

7.2.5增碳246

7.2.6再回火247

7.2.7破坏扭矩247

7.2.8机械加工试样冲击248

7.2.9表面缺陷248

7.2.10氢脆249

7.3内螺纹件249

7.3.1保证载荷249

7.3.2硬度252

7.3.3有效力矩252

7.3.4非金属嵌件有效力矩型螺母耐温254

7.3.5扩孔254

7.3.6铆螺母254

7.3.7氢脆255

7.4紧定螺钉256

7.4.1硬度256

7.4.2脱碳257

7.4.3增碳257

7.4.4保证力矩258

7.5自攻螺钉259

7.5.1硬度和渗碳层259

7.5.2钻孔和攻丝260

7.5.3螺纹成型260

7.5.4拧入性能261

7.5.5破坏扭矩262

7.5.6氢脆263

7.5.7头部坚固性264

7.5.8破坏拉力264

7.6铆钉264

7.6.1拉力264

7.6.2剪切266

7.6.3钉头保持能力268

7.6.4钉芯拆卸力269

7.6.5钉芯断裂载荷270

7.7垫圈271

7.7.1硬度271

7.7.2弹性272

7.7.3扭转273

7.7.4氢脆273

7.8挡圈274

7.8.1韧性274

7.8.2圆锥变形274

7.8.3缝规274

7.8.4弹性275

7.9销276

7.9.1硬度276

7.9.2剪切277

7.10卡箍277

7.10.1硬度278

7.10.2夹紧力278

7.10.3快速寿命278

7.10.4长时间寿命281

7.10.5密封性281

7.11典型检测案例282

7.11.1螺栓装配断裂案例282

7.11.2螺母售后开裂案例284

7.11.3自攻螺钉装配断裂案例285

7.11.4垫片开裂案例287

7.11.5弹性卡箍售后断裂案例288

7.12发展趋势及展望289

第8章汽车紧固件装配与防松检测291

8.1概述291

8.2紧固件轴力测试291

8.2.1超声波轴力测试法291

8.2.2应变片轴力测试法294

8.3拧紧工艺模拟装配试验296

8.3.1拧紧工艺模拟装配过程简介296

8.3.2设备及样件要求297

8.3.3拧紧曲线分析298

8.3.4扭矩法拧紧工艺开发试验301

8.3.5扭矩转角法工艺开发试验303

8.3.6斜率控制法工艺开发试验305

8.3.7连接件抗压结果评定306

8.4抗滑移试验307

8.4.1试验原理307

8.4.2设备及样件要求307

8.4.3试验方法308

8.4.4结果评定309

8.5紧固件摩擦系数试验310

8.5.1试验原理310

8.5.2设备及样件要求311

8.5.3试验方法312

8.5.4注意事项313

8.6紧固件横向振动试验313

8.6.1试验原理313

8.6.2设备及样件要求313

8.6.3试验方法314

8.6.4结果评价314

8.7螺栓疲劳试验315

8.7.1试验原理315

8.7.2设备及样件要求316

8.7.3试验方法316

8.7.4测试数据计算317

8.7.5结果评价318

8.8典型检测案例318

8.8.1应变片轴力测试实例318

8.8.2扭矩转角法拧紧工艺开发实例321

8.8.3紧固件摩擦系数试验实例322

8.8.4横向振动试验实例324

8.8.5螺栓疲劳试验实例327

8.9发展趋势及展望328

第9章整车紧固件可靠性验证330

9.1概述330

9.1.1连接可靠性的基本概念330

9.1.2连接可靠性的验证目标331

9.1.3连接可靠性验证的接头类型331

9.1.4连接可靠性验证的基本流程335

9.2台架试验可靠性验证及评价339

9.2.1台架试验分类339

9.2.2四立柱试验340

9.2.3副车架带控制臂试验342

9.2.4其他台架试验简介344

9.3整车装配紧固件可靠性验证及评价346

9.3.1整车装配可靠性验证条件346

9.3.2整车装配夹紧力测试及评价347

9.3.3整车装配力矩测试及评价349

9.3.4整车装配的其他监测及评价350

9.4整车道路试验紧固件可靠性验证及评价351

9.4.1整车道路试验的分类351

9.4.2整车道路试验的条件及准备352

9.4.3整车道路试验的试验方法355

9.4.4整车道路试验连接部位的检查356

9.4.5整车道路试验后拧紧力矩的测试357

9.4.6整车道路试验后连接可靠性综合评价358

9.5典型连接可靠性验证案例362

9.5.1实验室连接可靠性验证案例362

9.5.2台架试验连接可靠性验证案例364

9.5.3整车装配连接可靠性验证案例365

9.5.4整车道路试验连接可靠性验证案例368

9.6发展趋势及展望369

第10章汽车紧固件失效分析371

10.1汽车紧固件失效分析基础371

10.1.1失效及相关概念371

10.1.2失效分析的人员及管理基本要求372

10.1.3汽车紧固件的失效分析程序373

10.1.4汽车紧固件的失效分析思路375

10.2汽车紧固件的失效类型及主要原因376

10.2.1失效类型376

10.2.2断裂失效377

10.2.3腐蚀失效382

10.2.4磨损失效382

10.3汽车紧固件的失效分析技术及方法382

10.3.1常规检测技术382

10.3.2断口分析384

10.3.3痕迹分析396

10.3.4受力分析404

10.4汽车紧固件失效典型案例404

10.4.1紧固件自身缺陷引起的失效案例404

10.4.2对手件原因引起的失效案例415

10.4.3连接副设计原因引起的失效案例417

10.4.4装配工艺原因引起的失效案例425

10.5发展趋势及展望433

第11章汽车紧固件常用检测设备434

11.1概述434

11.2几何公差检测设备434

11.2.1尺寸和公差检测设备435

11.2.2螺纹检测设备435

11.3化学成分检测设备435

11.3.1原子吸收光谱设备436

11.3.2原子发射光谱分析设备439

11.3.3红外碳硫分析设备443

11.3.4氧氮氢分析设备445

11.3.5X射线荧光光谱仪（XRF）447

11.3.6紫外可见分光光度计450

11.3.7电位滴定仪452

11.3.8其他化学成分检测设备453

11.4表面镀层检测设备455

11.4.1阳极溶解库仑仪455

11.4.2磁性测厚仪和涡流测厚仪457

11.4.3盐雾试验设备459

11.4.4荧光测厚仪460

11.5力学试验检测设备462

11.5.1拉伸试验机463

11.5.2硬度试验机466

11.5.3冲击试验机471

11.5.4疲劳试验机474

11.5.5持久蠕变试验机475

11.5.6横向振动试验机477

11.5.7力学试验工装及附件478

11.6金相分析设备480

11.6.1金相制样设备480

11.6.2金相显微镜483

11.6.3体视显微镜488

11.7失效分析设备490

11.7.1扫描电子显微镜490

11.7.2电子探针分析设备492

11.7.3透射电子显微镜493

11.8模拟装配与分析工具495

11.8.1摩擦系数试验设备495

11.8.2模拟装配分析试验设备496

11.8.3超声波轴力测试设备497

11.8.4便携式一体扭拉检测设备498

11.8.5应变片轴力测试设备498

11.8.6螺栓正向设计及数据分析工具499

11.9发展趋势及展望501

第12章汽车紧固件实验室通用要