螺栓屈服强度试验是评估螺栓在受力时从弹性变形阶段过渡到塑性变形阶段的关键力学性能试验，其核心是确定螺栓开始发生yongjiu塑性变形时的应力（即屈服强度），是螺栓质量检测、设计选型及安全评估的核心依据。以下从试验核心概念、目的、原理、设备、步骤、数据处理、标准及注意事项等方面展开详细说明。

 一、核心概念：什么是螺栓屈服强度？ 螺栓属于金属结构件，其受力变形分为两个阶段： 弹性阶段：载荷移除后，螺栓可恢复原状（变形可逆）； 塑性阶段：载荷超过某一临界值后，螺栓产生yongjiu变形（变形不可逆）。 屈服强度（σₛ） 就是这个临界值对应的应力，即螺栓开始发生塑性变形时的应力，单位为 MPa（兆帕）。对于无明显屈服点的材料（如部分高强度螺栓），通常采用规定非比例延伸强度（Rp0.2） 代替，即当螺栓的非比例延伸率达到 0.2% 时对应的应力（可理解为 “等效屈服强度”）。 

二、试验目的 螺栓屈服强度试验的核心目的是验证螺栓是否满足设计或标准要求，具体包括： 确保螺栓在实际使用中（如紧固机械、建筑结构等）不会因载荷超过屈服强度而发生yongjiu变形，导致连接失效； 筛选合格批次的螺栓，剔除力学性能不达标的产品； 为螺栓的设计选型提供依据（如根据屈服强度确定螺栓的许用载荷）； 验证材料配方、热处理工艺（如调质处理）对螺栓力学性能的影响。

 三、试验原理 基于金属拉伸试验原理：通过对螺栓试样施加轴向拉力，记录载荷与变形的关系（应力 - 应变曲线），根据曲线特征确定屈服强度： 有明显屈服点的材料（如低碳钢螺栓）：曲线会出现 “平台段”，对应上屈服强度（σₛᵤ）（首次下降前的最大应力）和下屈服强度（σₛₗ）（平台段的稳定应力），通常以下屈服强度作为最终结果； 无明显屈服点的材料（如高强度合金钢螺栓）：曲线无平台段，需通过 “规定非比例延伸法” 计算 Rp0.2（即通过引伸计测量变形，当延伸率达到 0.2% 时对应的应力）。

 四、试验设备 试验需依赖专业设备，核心设备及辅助工具如下： 设备类型 核心作用 关键要求 wanneng材料试验机 提供轴向拉力，实时记录载荷（力）和变形（位移 / 应变） 量程需匹配螺栓规格（如 100kN~1000kN），精度需符合 GB/T 16825.1（力值误差≤±1%） 引伸计 jingque测量螺栓标距段的微小变形（分辨率≥1μm），用于捕捉屈服点或计算 Rp0.2 需与螺栓标距匹配（如标距 50mm），试验前需校准（符合 GB/T 12160） 夹持装置 固定螺栓试样，确保拉力轴向施加（避免偏心加载） 需根据螺栓头部 / 尾部形状选择（如六角头夹具、螺纹夹具），夹持面需防滑 尺寸测量工具 测量螺栓标距段的直径和长度（计算横截面积） 卡尺（精度 0.02mm）、千分尺（精度 0.001mm），需定期校准 数据采集与分析软件 实时绘制应力 - 应变曲线，自动识别屈服点、计算屈服强度 需支持曲线分析（如屈服平台识别、Rp0.2 计算），数据存储符合标准要求 

五、试验步骤（以 GB/T 3098.1 为例） 螺栓屈服强度试验需严格遵循标准（如中国 GB/T 3098.1、国际 ISO 898-1），核心步骤如下： 

试样准备 试样选取：从同一批次螺栓中随机抽取 3~5 个试样（确保代表性），试样需无裂纹、锈蚀、螺纹损伤等缺陷； 标距标记：在螺栓杆部（非螺纹段）用划线仪标记标距段（L₀）（如 L₀=50mm），标距段需远离头部和螺纹（避免应力集中影响结果）； 尺寸测量：用千分尺在标距段的3 个不同截面测量直径（d₀），每个截面测垂直方向 2 次，取平均值计算横截面积（A₀=πd₀²/4）（横截面积是计算应力的关键）。

2. 设备调试与装夹 设备校准：确认wanneng试验机、引伸计已在有效期内校准（如每年 1 次）； 装夹试样：将螺栓试样装入试验机夹具，确保试样轴线与拉力方向完全对中（偏心加载会导致应力集中，使屈服强度测量值偏差 ±5% 以上）； 安装引伸计：将引伸计固定在标距段两端，确保探头与试样贴合，无松动。 

3. 加载与数据记录 设置参数：根据螺栓材料设置加载速率（如碳钢螺栓：应力速率 5~30MPa/s；合金钢螺栓：应力速率 10~50MPa/s，需符合标准）； 开始加载：采用 “应力控制” 或 “应变控制” 模式加载（无明显屈服点时用应变控制，便于捕捉 Rp0.2）； 记录数据：实时记录载荷（F）和变形（ΔL），绘制应力 - 应变曲线，重点观察： 有明显屈服点：记录上屈服载荷（Fₛᵤ）和下屈服载荷（Fₛₗ）； 无明显屈服点：记录延伸率达到 0.2% 时的载荷（F₀.₂）。 

4. 卸载与试样检查 加载至屈服阶段结束（如超过屈服点 5%~10% 变形）后，停止加载并卸载； 检查试样：观察标距段是否有颈缩、断裂位置是否在标距内（若断裂在标距外，试验结果无效，需重新取样）。 

六、数据处理：计算屈服强度 屈服强度的核心计算公式为：σ = F / A₀（σ 为屈服强度，F 为屈服载荷，A₀为横截面积），具体分两种情况： 1. 有明显屈服点的螺栓 下屈服强度：σₛₗ = Fₛₗ / A₀（优先采用下屈服强度，因上屈服强度易受加载速率影响）； 上屈服强度：σₛᵤ = Fₛᵤ / A₀（仅在标准要求时记录）。 2. 无明显屈服点的螺栓（计算 Rp0.2） 先计算标距段的 0.2% 延伸量：ΔL₀.₂ = 0.2% × L₀（如 L₀=50mm，则 ΔL₀.₂=0.1mm）； 在应力 - 应变曲线上，从原点作一条与弹性阶段斜率相同的平行线，该线与曲线交点对应的载荷即为 F₀.₂； 规定非比例延伸强度：Rp0.2 = F₀.₂ / A₀。 数据修约 根据螺栓规格和标准要求保留有效数字（如 M10 以上螺栓保留 3 位有效数字，如 590MPa、800MPa）。 

七、关键试验标准 不同国家 / 行业的标准对试验方法、试样要求、数据处理有明确规定，常用标准如下： 标准代号 标准名称 适用范围 GB/T 3098.1-2010 螺栓机械性能 第 1 部分：碳钢和合金钢 中国境内碳钢、合金钢螺栓（如 8.8 级、10.9 级） ISO 898-1:2019 Mechanical properties of fasteners - Part 1 国际通用，与 GB/T 3098.1 等效 ASTM A370-23 Standard Test Methods for Tension Testing of metallic Materials 美国标准，适用于金属紧固件 JIS B 1051:2013 ボルト及びナットの機械的性質試験方法 日本标准，适用于日本产螺栓 

八、试验注意事项（确保结果准确） 试样代表性：需从同一批次、同一热处理炉号的螺栓中随机取样，避免选取有缺陷（如裂纹、夹杂）的试样； 装夹对中：偏心加载是试验误差的主要来源，装夹后需用直角尺检查试样轴线与夹具是否垂直； 加载速率控制：加载速率过快会使屈服强度偏高（如速率翻倍，强度可能偏高 3%~5%），过慢则效率低，需严格按标准执行； 引伸计校准：引伸计需每 3 个月校准 1 次，试验前需检查零点（避免初始变形影响结果）； 环境控制：试验环境温度需保持在 23±5℃，湿度≤65%（温度过低会使金属强度偏高，过高则偏低）； 结果有效性判断：若试样断裂在标距外、引伸计脱落或设备故障，试验结果无效，需重新取样测试。 

九、示例：M10 螺栓屈服强度试验计算 假设某 8.8 级 M10 螺栓（材料为 45 号钢）的试验数据如下： 标距段直径测量：d₀=9.8mm（3 次测量平均值），横截面积 A₀=π×(9.8)²/4≈75.47mm²； 试验记录：下屈服载荷 Fₛₗ=45kN（45000N）； 下屈服强度计算：σₛₗ=45000N / 75.47mm²≈596MPa； 标准要求：8.8 级螺栓的最小屈服强度为 640MPa，该试样不合格（需排查批次质量或热处理工艺）。

 螺栓屈服强度试验是保障机械连接安全的 “生命线”—— 若螺栓屈服强度不足，在使用中可能因载荷超过屈服值而发生yongjiu变形，导致设备松动、泄漏甚至结构失效。试验必须严格遵循标准，控制好试样准备、装夹、加载等关键环节，确保数据准确可靠，为螺栓的选型、生产和质量管控提供科学依据。

螺栓拉伸强度测试是评估螺栓在轴向拉伸载荷作用下力学性能的核心试验，目的是确定螺栓的抗拉强度、屈服强度、延伸率等关键指标，确保其在实际应用（如机械连接、建筑结构、航空航天等场景）中能承受设计载荷，避免断裂或塑性变形失效。以下从测试基础、标准、流程、核心参数及注意事项展开详细说明： 

一、测试核心目的与适用场景 螺栓作为 “连接关键件”，其拉伸性能直接决定连接结构的安全性。测试主要解决以下问题： 验证螺栓是否符合设计标准（如是否达到 8.8 级、10.9 级等强度等级的要求）； 排查材料缺陷（如热处理不当、内部裂纹）对强度的影响； 为实际应用中的 “载荷设计” 提供数据支撑（如确定螺栓的最大安全承载值）。 适用场景：机械制造（汽车、机床）、基建（钢结构）、高端装备（航空航天、风电）等所有依赖螺栓连接的领域。 

二、关键测试标准 不同国家 / 行业有统一的测试规范，确保结果的准确性和可比性。常见标准如下： 标准体系 标准编号 适用范围 核心要求 guojibiaozhun（ISO） ISO 898-1 碳钢和合金钢螺栓、螺钉、螺柱 规定了不同强度等级（如 4.6、8.8、10.9 级）的抗拉强度、屈服强度最小值 中国标准（GB） GB/T 3098.1 同 ISO 898-1，等效转化 与 ISO 要求一致，适配国内螺栓生产与应用 美国标准（ASTM） ASTM F606/F606M 外螺纹紧固件的拉伸试验方法 详细规定了加载速率、样品制备、数据计算方法 航空航天标准（SAE） SAE J429 汽车及航空用碳钢 / 合金钢螺栓 针对高强度螺栓（如 12.9 级）的严格测试要求 

三、核心测试参数与定义 测试后需计算或读取以下关键指标，反映螺栓的拉伸性能： 抗拉强度（UTS，Ultimate Tensile Strength） 定义：螺栓断裂前能承受的最大轴向应力（应力 = 最大载荷 / 螺栓公称截面积）； 意义：判断螺栓的 “极限承载能力”，是设计中 “安全系数” 计算的核心依据（如设计载荷需小于 UTS÷ 安全系数）。 示例：8.8 级 M12 螺栓（公称截面积 113.1mm²），UTS 要求≥800MPa，即最大断裂载荷需≥800×113.1≈90.5kN。 屈服强度（Rel，Yield Strength） 定义：螺栓从 “弹性变形” 转为 “塑性变形” 时的应力（即超过此应力后，螺栓会yongjiu变形，无法恢复原状）； 意义：判断螺栓的 “安全工作载荷上限”—— 实际应用中，载荷需小于屈服强度，避免螺栓变形导致连接松动。 测定方式：若螺栓有明显屈服平台（如低碳钢），直接读取平台对应的应力；若无明显平台（如高强度合金钢），用 “规定非比例延伸强度（Rp0.2）” 代替（即变形量达到 0.2% 时的应力）。 延伸率（A，Elongation） 定义：螺栓断裂后，标距段的伸长量与原始标距的百分比（A=（断裂后标距 - 原始标距）/ 原始标距 ×****）； 意义：反映螺栓的 “塑性能力”—— 延伸率越高，螺栓断裂前能承受的塑性变形越大，避免突发脆性断裂（如延伸率过低的螺栓，可能在冲击载荷下直接断裂）。 断面收缩率（Z，Reduction of Area） 定义：螺栓断裂后，断口面积的缩减量与原始截面积的百分比； 意义：辅助判断材料的塑性，尤其对高强度螺栓，断面收缩率过低可能提示材料存在脆性缺陷（如淬火裂纹）。

 四、完整测试流程（以 GB/T 3098.1 为例） 

样品准备 样品数量：每组测试至少 3 个螺栓（取平均值，避免单个样品缺陷导致误差）； 样品状态： 去除表面油污、锈蚀、涂层（若有），确保表面无损伤； 检查螺栓螺纹完整性（无滑牙、变形），杆部无弯曲； 标记 “原始标距”（对于无明显标距的螺栓，需用划线仪在杆部标出，标距长度通常为 5 倍或 10 倍螺栓直径，如 M12 螺栓标距 60mm）。

2. 设备准备 核心设备：wanneng材料试验机（量程需覆盖螺栓的预估断裂载荷，精度等级≥1 级，确保力值误差≤±1%）； 辅助工具： 专用夹具（根据螺栓规格选择：小规格螺栓用 “楔形夹具” 夹紧杆部，大规格或带螺纹的螺栓用 “螺纹夹具” 固定螺纹端，避免夹持处先断裂）； 引伸计（用于jingque测量螺栓的伸长量，计算屈服强度和延伸率，精度需达到 ±0.5%）； 设备校准：试验前需按标准校准试验机的力值、引伸计的位移精度（校准周期通常为 1 年）。

 3. 样品安装与对中 关键要求：确保螺栓轴线与试验机加载轴线完全重合（偏心加载会导致测试结果偏低，甚至出现 “夹持处断裂” 而非杆部断裂，数据无效）； 安装步骤： 将螺栓一端装入下夹具，拧紧夹具固定； 调整上夹具高度，装入螺栓另一端，轻微预紧； 用 “对中仪” 检查螺栓杆部是否垂直，若偏心需微调夹具位置，直至对中。 

4. 加载与数据采集 加载速率：按标准规定（如 GB/T 228.1，弹性阶段加载速率为 2~20MPa/s，塑性阶段为 0.5~5MPa/s，避免速率过快导致强度偏高）； 过程监控： 试验机自动记录 “力 - 位移曲线”（横轴为伸长量，纵轴为载荷）； 观察螺栓状态：当载荷达到屈服点时，曲线会出现 “平台”（或斜率明显变化）；继续加载至螺栓断裂，记录 “最大载荷”（对应抗拉强度）； 断裂后处理： 取下断裂的螺栓，测量 “断裂后标距”（需将断口对齐，用卡尺测量完整标距段长度）； 测量断口的最小截面积（计算断面收缩率）。

 5. 数据计算与结果判定 计算公式： 抗拉强度（UTS）= 最大断裂载荷 ÷ 螺栓公称截面积； 屈服强度（Rel）= 屈服载荷 ÷ 螺栓公称截面积； 延伸率（A）=（断裂后标距 - 原始标距）÷ 原始标距 × ****； 结果判定：将计算值与对应标准要求对比（如 8.8 级螺栓需满足 Rel≥640MPa、UTS≥800MPa、A≥12%），所有样品均达标则判定 “合格”，否则需分析原因（如材料不合格、热处理缺陷）。

 五、关键注意事项（避免测试误差） 偏心加载控制：这是最常见的误差来源 —— 若螺栓安装偏心，会产生 “附加弯矩”，导致实际承受的是 “拉 - 弯组合载荷”，测试出的抗拉强度会比真实值低 10%~30%。解决方式：使用带对能的夹具，或在加载前用百分表检查螺栓杆部的径向跳动。 夹具选择：严禁用 “不合适的夹具”（如小夹具夹大螺栓，导致夹持处应力集中）—— 若螺栓在夹具处断裂（而非杆部或螺纹段），则该样品数据无效，需重新测试。 环境影响： 常温测试需在（23±5）℃、相对湿度（45%~75%）的环境下进行（高温会降低螺栓强度，低温会增加脆性）； 避免测试过程中振动、气流干扰（影响力值和位移的稳定性）。 样品代表性：样品需从同一批次、同一规格的螺栓中随机抽取，且需包含 “完整螺纹 + 杆部”（若螺栓有头部，需确保头部与杆部连接完好，避免头部先脱落）。 

六、特殊场景：高强度螺栓的额外要求 对于 10.9 级、12.9 级等高强度螺栓，除常规拉伸测试外，还需补充： 延迟断裂测试：在拉伸载荷（通常为 70%~80% UTS）和腐蚀环境（如盐雾）下，测试螺栓是否在一定时间内（如 200 小时）断裂（避免实际应用中因应力腐蚀导致突然失效）； 螺纹强度测试：单独测试螺纹段的抗拉强度（避免螺纹滑牙导致连接失效）。 

综上，螺栓拉伸强度测试是保障连接安全的 “关键环节”，需严格遵循标准、控制细节，确保测试数据的准确性和可靠性。实际应用中，需根据螺栓的强度等级、使用场景选择对应的测试标准，避免 “过度测试” 或 “测试不足”。