u型预埋螺栓规格（超高强度UHS螺栓的设计与应用）
u型预埋螺栓规格（超高强度UHS螺栓的设计与应用）与标准油淬火和回火相比，用更少的螺栓进行等温淬火处理的时间更长，因此成本增加。螺栓通过炉子大约需要16分钟，然后盐浴大约40分钟。在炉内的时间取决于零件的尺寸和重量，大多数炉带工艺建议是单层厚度的螺栓。这些螺栓，可帮助减轻车辆的重量，特别是在关键的发动机和底盘应用上需要高夹紧力载荷。具有独特的头部标记，性能等级后一个大写U，表示超高强度螺栓(14.8U 15.8U和16.8U)。今天，螺丝君提供了超高强度螺栓(14.8U、15.8U和16.8U)的加工注意事项以及对接头设计的影响。UHS螺栓，通常用于关键应用中，通过使用较小公称直径的螺栓，来充分利用夹紧载荷潜力，和获得较大直径螺栓的抗拉强度。
超高强度(UHS)螺栓也被称为奥氏体热处理螺栓，其硬度和抗拉强度高于ISO898-1中规定的螺栓性能等级。
2011年8月，VDA发布了材料数据表VDA235-205，定义了用于汽车工业的14.8、15.8和16.8级热处理的要求。
随着这些螺栓在汽车上的应用越来越广泛，及对接头设计的影响，有必要建立一个特殊的性能等级标识。
由于强度和性能的提高，UHS螺栓，不同于行业标准的油淬火和回火螺栓。
具有独特的头部标记，性能等级后一个大写U，表示超高强度螺栓(14.8U 15.8U和16.8U)。
今天，螺丝君提供了超高强度螺栓(14.8U、15.8U和16.8U)的加工注意事项以及对接头设计的影响。
UHS螺栓，通常用于关键应用中，通过使用较小公称直径的螺栓，来充分利用夹紧载荷潜力，和获得较大直径螺栓的抗拉强度。
这些螺栓，可帮助减轻车辆的重量，特别是在关键的发动机和底盘应用上需要高夹紧力载荷。
与标准油淬火和回火相比，用更少的螺栓进行等温淬火处理的时间更长，因此成本增加。螺栓通过炉子大约需要16分钟，然后盐浴大约40分钟。在炉内的时间取决于零件的尺寸和重量，大多数炉带工艺建议是单层厚度的螺栓。
01
等温淬火热处理概述
等温淬火工艺在进过高温后使用盐浴而不是油来淬火冷却零件，形成下贝氏体结构，与传统的油淬形成马氏体结构不同。
紧固件制造商表示，UHS螺栓的首选材料是SAE8640钢。
有一些制造商对基本的SAE8640进行了轻微的化学改性，以帮助提升冷镦性和等温淬火后物理性能。其他被研究的钢材有SAE6150、5140、4340、4140和SAE4130等，但SAE8640表现更好。
此外，零件芯硬度的增加，可能导致拉丝引起微观的组织变化。
冷成形螺栓的线材退火方式对热处理的一致性（即球化、亚临界球化、应力消除等）很重要。为了辅助等温淬火过程，零件应该是干净的(没有磷酸盐)，使用轻水基防锈剂。
UHS螺栓，对氢脆(氢致应力腐蚀开裂)的敏感性与工业标准油淬火回火螺栓相同或略低。但不能消除。参考标准ISO15330紧固件氢脆检测预加载试验。因此，防腐蚀涂层建议避免电镀，可考虑考虑浸镀涂层。
通常情况下，按照CQI-9特殊工艺：热处理系统评估章节4-生产数量业务活动前的工作审核，对淬火工艺进行评估。包括工业标准的硬度检查，拉伸和贝氏体组织测试。组织检测采用焦亚硫酸钠(SMB)蚀刻分析方法对环氧基嵌套复合试样进行贝氏体和马氏体检测。
由于硬度的增加，UHS螺栓在受到磁性进料设备的影响时可能会被磁化。
令人担忧的是，如果螺栓被磁化，它们往往会吸引小的金属颗粒，从而干扰装配。
虽然相关行业标准尚不清楚，但为防止干扰车辆电子设备，部件上的磁性可接受水平在0到3高斯之间。建议在使用磁性供料设备时安装消磁装置。
奥斯体等温淬火是一种经过多年验证的热处理工艺，该工艺已为汽车工业提供性能等级14.8U的螺栓量产超过10年。
性能等级14.8U的螺栓在热处理后轧制螺纹时，其疲劳强度比马氏体组织的10.9螺栓提高了20%，下贝氏体组织的优点是晶体组织内的内应力更低，在同等强度下的延展性更好，根据ISO3800的疲劳性能更高，由于较低的残余应力，奥氏体热处理的变形更少，淬火裂纹的概率更小。
案列显示，MJ16×2.5性能级14.8U螺栓根据ISO148-18的夏比冲击评估结果显示贝氏体条件下的14.8U等温淬火螺栓与14.9马氏体条件下的夏比冲击试验吸收能显著提高。
02
应用位置
一些发动机内部关键件，传动系统，变速箱和底盘应用使用14.8U和16.8U螺栓，使用屈服法或转角法的拧紧策略。
部分连杆螺栓采用多重紧固策略，即UHS螺栓在二次紧固时屈服点的夹紧载荷增加。
长的屈服区域，减少了对电动工具精度的依赖。
此外，内部发动机UHS紧固件可以更小(即M7取代M8)。
此外，UHS螺栓适用于不能增加公称直径尺寸，还要求提高连接强度并达到减重的限制空间中。
03
设计和应用的重要因素
螺栓下头圆角设计是重要的，因为此区域变形量比较大。
对于提高疲劳应用，可考虑大圆角半径或特定形状的，如特殊设计的圆角(双半径或椭圆)。
UHS螺栓优选MJ螺纹形式-ISO5855航空航天MJ螺纹(MJ12-1.25)，和热后处理螺纹轧制。
MJ螺纹的拉应力面积，会略大于相同尺寸和螺距的标准ISO米制螺纹(M12-1.25)。
由于MJ螺纹型面存在模具磨损成本高、滚丝速度慢等问题。热处理后的螺纹轧制大大降低了模具寿命。
用M42工具钢制作的特种滚丝模具经硬化后可提高滚丝的寿命。经过热处理的轧制螺纹提高了疲劳寿命，优化了螺栓的性能。
通常，浸镀涂层表面防腐涂层应用在大多数UHS紧固件上，可提供一致的摩擦性能。
该涂层具有均匀的厚度，以提供更好的耐腐蚀性能，而且此涂层加工过程中不存在引入氢脆的潜在危险。
04
应用说明
如果UHS螺栓，要取代现有的ISO等级(例如10.9)，拧紧规范可能需要调整，以优化UHS螺栓的特殊性能。
一个关键的螺栓设计规则是螺栓优先失效。
在使用UHS螺栓时，配合件的材料和内螺纹啮合长度是重要的考虑因素。为了充分利用UHS螺栓的抗拉强度，常常增加螺纹啮合度。因为的铝材料的物理性质，铝螺纹孔可能是有问题的。建议进行电动工具进行扭矩失效测试，建立失效模式的安全系数。
例如，使用电动工具在铝转向节的内螺纹上拧紧M10×1.5-14.8U直至失效，内螺纹在2x直径、2.5x直径、2.75x直径都出现滑丝；3.5x直径时，螺栓失效。
此外，UHS螺栓提供高夹紧力，会增加接触压力，应注意接触面嵌入的风险。
05
螺丝君总结
UHS螺栓，可增加预紧力和延展性，支持发动机、传动系统和底盘部件小型化，减轻重量。
与马氏体淬火和回火性能(即10.9)相比，UHS螺栓有额外的成本 因为UHS螺栓使用的是特殊材料，等温淬火热处理工艺较慢，热处理后轧制螺纹和推荐使用MJ螺纹型增加模具费用。
前景是，UHS螺栓可支持车辆减重，在汽车关键应用的市场正在缓慢扩大。
有证据表明，通过扩大VDA分类，UHS螺栓正稳步成为主流，并被汽车工程师使用。
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