路径: 主页 > MISC > 第331页 > TCSAE136-2020 | 标准编号 | T/CSAE 136-2020 (T/CSAE136-2020) | | 中文名称 | 汽车高温连接紧固件技术条件 | | 英文名称 | Technical specification for threaded fasteners in high temperature automotive applications | | 行业 | Chinese Industry Standard | | 中标分类 | T31 | | 字数估计 | 18,169 | | 发布日期 | 29/5/2020 | | 实施日期 | 29/5/2020 | | 发布机构 | 中国汽车工程学会 | T/CSAE 136-2020
Technical specification for threaded fasteners in high temperature automotive applications
ICS 43.020
T 31
团 体 标 准
汽车高温连接紧固件技术条件
2020-05-29发布
2020-05-29 实施
中国汽车工程学会 发布
目次
前言...II
1 范围...1
2 规范性引用文件...1
3 术语和定义...1
4 汽车高温连接紧固件通用技术要求...2
4.1 高温连接紧固件应用环境...2
4.2 高温连接紧固件综合要求...2
5 紧固件产品技术要求...2
5.1 紧固件制造一般要求...2
5.2 尺寸要求...3
5.3 性能要求...3
6 表面处理技术要求...4
6.1 表面处理一般要求...4
6.2 检测要求...4
7 测试及验证要求...5
7.1 高温性能测试...5
7.2 零件装配试验...8
7.3 系统台架试验...9
7.4 整车路试验证...9
8 标识标记及包装交货...9
9 其它要求...10
附录 A（资料性附录） 典型的高温连接紧固件金相组织...11
附录 B（资料性附录） 涂镀层检测位置示意图...13
附录 C（资料性附录） 高温试验紧固件圆形光滑随炉试棒示意图...14
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本标准由中国汽车工程学会汽车防腐蚀老化分会提出。
本标准起草单位：泛亚汽车技术中心有限公司、舟山市7412工厂、浙江国检检测技术股份有限公司、
福特汽车工程研究（南京）有限公司、上海汽车集团股份有限公司乘用车分公司、北京汽车集团越野车
有限公司、上汽大众汽车有限公司、重庆长安汽车股份有限公司、长安福特汽车有限公司、观致汽车有
限公司、上海大学、上海海德信金属材料有限公司、昆山贸盈金属有限公司、内德史罗夫紧固件(昆山)
有限公司、浙江吉利汽车研究院有限公司、浙江吉智新能源汽车科技有限公司、深圳航空标准件有限公
司、苏州工业园区新凯精密五金有限公司、南京宝日钢丝制品有限公司、美加力新能源（海安）有限公
司、安美特（中国）化学有限公司、上海纳特汽车标准件有限公司、东风汽车公司、中国科学院兰州化
学物理研究所、四川航天世源汽车部件有限公司、苏州誉高紧固系统有限公司、日泰（上海）汽车标准
配件有限公司、河南特润科技服务有限公司、佛山市涂亿装饰材料科技有限公司。
本标准主要起草人：袁峰、钱鹏、赵萍丽、王慧、曹培元、鲁萍、李大维、栾俭新、廖亚忠、刘国
龙、黄平、陈欢欢、王熠昕、易天泳、陆恒昌、张波、刘翠红、潘黎、杨磊、冯雪桥、沈燕辉、张中军、
崔增光、张建明、朱建辉、吴杰、陆叶君、李万江、张斌、罗洪、李琴、张志良、刘美玲、吴延军。
汽车高温连接紧固件技术条件
1 范围
本标准规定了汽车高温连接紧固件生产制造技术条件、表面处理技术条件；包含机械性能、扭矩测
试在内的系统装配验证技术条件以及标识标记、包装交货要求。
本标准适用于镍合金材料、耐热不锈钢材料或一般合金耐热钢材料冷成型的汽车紧固件，使用温度
为150 ℃～650 ℃，规格为M4-M16的螺栓、螺钉、螺柱及螺母。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 196 普通螺纹 基本尺寸
GB/T 197 普通螺纹 公差
GB/T 224 钢的脱碳层深度测定法
GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法
GB/T 228.2 金属材料 拉伸试验第2部分：高温试验方法
GB/T 2039 金属材料 单轴拉伸蠕变试验方法
GB/T 3098.1 紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱
GB/T 3098.2 紧固件机械性能 螺母
GB/T 3098.8 紧固件机械性能-200℃～ +700℃使用的螺栓连接零件
GB/T 3103.4 紧固件公差-200℃～+700℃使用的螺栓-螺母连接副
GB/T 4338 金属材料高温拉伸试验方法
GB/T 5779.1 紧固件表面缺陷 螺栓、螺钉和螺柱 一般要求
GB/T 5779.2 紧固件表面缺陷 螺母
GB/T 5779.3 紧固件表面缺陷 螺栓、螺钉和螺柱 特殊要求
GB/T 10125 人造气氛腐蚀试验 盐雾试验
GB/T 14992 高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号
GB/T 30512 汽车禁用物质要求
GB/T 34895 热处理金相检验通则
T/CASE 74 紧固件摩擦系数试验方法
T/CASE 99 汽车紧固件用耐热钢技术条件
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1
固溶 solution
将工件加热至适当温度并保温，使过剩相充分溶解，然后快速冷却以获得过饱和固溶体的热处理工艺。
3.2
时效 aging
工件经固溶处理后在室温或高于室温的适当温度保温，使第二相脱溶以达到沉淀硬化的目的的热处理工艺。
3.3
沉淀硬化 precipitation hardening
在过饱和固溶体中形成溶质原子偏聚区和（或）析出弥散分布的强化相而使金属硬化的热处理工艺。
3.4
摩擦系数 coefficients of friction
紧固件在拧紧过程中克服端面及螺纹副的摩擦,该摩擦力与主动施加正压力之间的比值，可以视为一个材料常数。
4 汽车高温连接紧固件通用技术要求
4.1 高温连接紧固件应用环境
高温连接紧固件一般应用于汽车高温工作服役区域，如排气歧管连接缸盖，涡轮增压器连接排气歧
管，三元催化器连接增压器，排气管连接三元催化器等。该区域服役的零部件及总成承担着汽车驱动动力的能量产生与转变、
动能输出、燃料输送和高温排放气体的高速流动及循环。
4.2 高温连接紧固件综合要求
具备高温连接要求的紧固件基体材料本身需具备一定的高温性能，如较高的高温力学性能、组织稳定性能和防腐性能。
紧固件及其表面处理涂层均需要满足装配服役性能和可拆卸要求或售后市场维修要求。
5 紧固件产品技术要求
5.1 紧固件制造一般要求
5.1.1 汽车高温连接紧固件整体一般应采用镦、锻等冷成型，成型设备使用冷镦机或冷锻机，应具有
标准材料校直装置、送料轮压紧装置。
5.1.2 根据材料牌号的不同或供需双方协议，并在合同中注明，对采用沉淀硬化型不锈钢或镍合金材
料制造的紧固件螺纹可以在时效硬化后或者固溶后时效硬化前加工成型。
5.1.3 高温连接紧固件热处理需根据材料牌号的不同选择适合的设备工艺生产。耐热合金钢及马氏体
不锈钢材料使用淬火加高温回火热处理方式，耐热铁素体不锈钢材料采用退火热处理方式，沉淀硬化型
不锈钢材料应采用固溶加时效的处理方式，热处理设备需满足长时间保温要求。
5.2 尺寸要求
5.2.1 螺纹尺寸：基本尺寸按 GB/T 196的规定；公差带按 GB/T 197规定的 6H（内螺纹）及 6g（外螺纹）。
5.2.2 尺寸公差：尺寸公差按 GB/T 3103.4的规定，执行等级不低于 TB等级。
5.2.3 形位公差：形位公差按 GB/T 3103.4的规定，执行等级不低于 TB等级。
5.2.4 表面粗糙度：表面粗糙度按 GB/T 3103.4 的规定，执行等级不低于 TB等级。
5.2.5 表面质量：表面缺陷按 GB/T 5779.1、GB/T 5779.2、GB/T 5779.3的规定执行，也可根据供需
双方协议进行，并在合同中注明。
5.3 性能要求
5.3.1 室温机械性能
高温连接紧固件按在室温下力学性能需满足表1的要求。测试需以紧固件成品为样品，若成品形状
尺寸如螺母不满足测试要求的，可用随炉替代样品（参见附录C图4光滑随炉试棒），但替代样品的材料、
热处理工艺等应与成品一致。
5.3.2 高温性能
高温连接紧固件高温机械性能按GB/T 4338规定的方法，需满足表2的要求。
5.3.3 微观组织
根据原材料类型和热处理工艺的不同，典型的高温连接紧固件金相组织特征可参考附录A所示金相图谱。
5.3.4 脱碳层
根据紧固件材料牌号的不同，经淬火加高温回火的紧固件产品应检验脱碳层。按GB/T 3098.1标准
要求采用GB/T 224 规定的方法进行检验。
6 表面处理技术要求
6.1 表面处理一般要求
根据装配扭矩及轴力要求以及高温工况后的拆装维修要求，高温连接紧固件表面需进行合适的表面
处理用于调节产品摩擦系数和防止高温烧结。
具有以下特征的高温连接紧固件，应避免进行涂覆处理：
a) 螺栓和螺母小于 M6的；
b) 产品上有内部驱动槽或盲孔的；
c) 配有活动垫片的紧固件；
d) 有导电应用要求的产品。
表面处理生产设施设备及使用的化学品需满足当地环保法规的相关要求。按照供需双方协议，并在
合同中注明，表面处理生产的化学品原材料需经过需方的审核与批准。
6.2 检测要求
高温连接紧固件表面涂镀层整体需均匀无色差，不得影响螺纹件的正常安装或装配，同时还需满足
润滑及防腐功能以及高温下的连接稳定性。涂镀层最小厚度为3 μ m，最大涂镀层厚度应根据表面处理
后的紧固件螺纹尺寸公差来约束 (本标准5.2.2) ，一般不应超过25 μ m。表面处理后，必须用规定的
通止规检验。经供需双方协商，只要成品符合各项指定机械特性，表面处理前的螺纹尺寸可以放大或缩
小，以配合涂镀层的厚度，但紧固件基体螺纹公差等级不应低于6 e或者6 E。
高温连接紧固件表面涂镀层厚度的检测位置应根据附录B中图示进行，若紧固件产品本身不具备较
大的平面，可采用金相法或按照供需双方的协议进行，并在合同中注明。
涂镀层应具备一定的防腐功能，根据紧固件基体材料和涂镀层性质的不同，厚度及中性盐雾要求可
根据供需双方的协议进行，并在合同中注明。
7 测试及验证要求
7.1 高温性能测试
7.1.1 高温性能测试概述
对于实际使用温度在 650 ℃以上，且螺栓抗拉强度要求至少为 900 MPa时，原材料采用
和验收由供需双方协商进行，并在合同中注明。
7.1.2 测试设备一般要求
高温拉力试验机和高温蠕变试验机要求具备加热及保温装置。试验机应能以可控速率施加拉伸载
荷，在试验机允许力值范围内，示值相对误差不应超过±1%，试验机力值按规检定。
加热炉应保证在整个实验期间试样的温度波动和温度梯度符合表3规定，温度应自动记录，测量温
度的仪器灵敏度应在1 ℃以内。
7.1.3 待测试零件要求
待测试零件一般情况下需确保一定的长度，如零件长度不满足试验机夹具夹紧要求时，应和需方协
商确认试验方案。待测零件状态和供货状态一致。经表面处理后的零件应于24小时后进行测试。特殊情
况经供需双方协商，按需方要求执行。
紧固件产品普通螺纹的应力截面积参考GB/T 3098.1要求（或附录中添加表格），对于三棱截面积
锁紧功能螺栓的外螺纹和其它特殊螺纹应力截面积由需方提供。
7.1.4 高温试验保温要求
高温试验过程中，在加热达到试验温度和所规定的温度梯度后，保温一段时间后开始试验，高温拉
伸保温时间至少为15 min，高温持久保温时间至少为1 h,但不能超过24 h。
7.1.5 高温拉伸试验
拉伸试验过程中，应缓慢平稳的对试样施加载荷，除非另有规定，建议应力速率（700±70） MPa/min
进行试验。
7.1.6 高温持久性试验
根据GB/T 2039规定的试验方法，将实物安装在高温蠕变持久试验机上，温度升高至指定温度，加
载轴向拉应力到规定拉应力，保持一定时间，螺栓在保持时间内不得发生断裂，不得有明显的变形和伸
长,然后继续加大拉应力，直到试样断裂，降到室温时，测量其断后伸长率不得小于规定值。变形和伸
长要求根据供需双方协议进行。表4给出了典型材料高温持久性能。
7.1.7 测试结果记录
测试过程需要电脑软件持续监控，并可记录试验全过程曲线，测试报告需包括但不限于以下项目：
a) 测试零件号、零件或替代样品的名称；
b) 测试零件或替代样品的规格、原材料炉号；
c) 测试项目和其依据的测试标准；
d) 试验温度值及其偏差；
e) 试验应力值；
f) 保载时间及试验时间；
g) 按照测试零件数量分别记录的强度值、延伸率值。
7.2 零件装配试验
7.2.1 零件装配试验概述
根据高温连接紧固件服役特性，供需双方可根据双方签订的技术协议，并在合同中注明，对紧固件进行实际装配试验。
7.2.2 试验设备
试验设备要求如下：
a) 直流驱动拧紧设备；
b) 工装试验台以及相应的夹具；
c) 扭矩转角/夹紧力传感器以及数据采集系统。
7.2.3 样品准备
紧固件及被连接副需为量产状态水平，如果实体零件不能满足量产状态水平，可以使用替代件进行
测试，但替代件原材料、热处理、表面处理、尺寸等参数等同于量产零件。
每一组测试用过的零件或样品，不能重复使用。
7.2.4 测试过程
测试过程如下：
a) 测试对象固定：为保证测试过程中，被连接副和紧固件在拧紧过程中不发生偏移或不对中的情
况，需要根据测试对象选择不同的夹具将连接副固定到测试试验台上，拧紧时保证驱动端垂直
于旋转承载面；
b) 拧紧设备和传感器：根据连接副的状况，选取合适的拧紧驱动设备和传感器，保证拧紧过程中
的最大扭矩不能超过拧紧设备和传感器范围的 75%。拧紧目标可以根据实际装配扭矩的范围定义:
拧紧到失效，拧紧到过屈服，拧紧到指定扭矩/夹紧力，拧紧到驱动头最大扭矩的 50% 到75%（内驱动头）；
c) 拧紧速度和步骤：可以根据设计或者制造装配的要求，定义分步拧紧，如需方没有要求，则按照表 5规定的转速一步拧紧。
7.2.5 测试结果记录
测试结果中需包含紧固件或替代件名称、材料牌号、工艺类型和尺寸，被连接副或替代件名称、材
料牌号、工艺类型，样本数量，拧紧扭矩数值，拧紧速度和步骤。测试结果中需记录紧固件和被连接副
在拧紧过程或装配过程中产生的螺纹滑牙、变形、断裂等失效模式。
7.3 系统台架试验
7.3.1 系统台架试验概述
根据高温连接紧固件具体使用位置、工况要求或供需双方约定，需方可进行如下系统台架试验，并
根据试验结果判定该批紧固件产品是否满足需方关于装配及验证的要求。
注：系统台架试验在不同的企业管理制度或体系流程中可能有不同的表述，供需双方应在试验前充分交流协商并辨
识试验目的和试验交付物。
7.3.2 装配扭矩及夹紧力测试
装配扭矩测试是指在实物对手件拧紧紧固件到装配扭矩后，测试是否有内外螺纹失效，如滑牙或断
裂；夹紧力测试是指通过超声波/应变片等方式检测螺栓拧紧到设定扭矩的夹紧力，用以判断是否满足
设计的连接功能要求。
7.3.3 总成疲劳试验
将紧固件按照设定扭矩拧紧在总成上，按照总成零件的技术标准，对总成进行疲劳性能检验。
7.3.4 总成高温台架试验
紧固件除满足本身的高温测试外，通常还需对其连接的总成零件进行连接的功能性验证，常规做法
是将紧固件按照设定扭矩拧紧总成子零件，并对总成零件进行特定的高温或高低温循环等台架验证，以
此检验连接在预设的高温环境下的稳定性和可靠性。
7.3.5 高温台架试验后紧固件拆卸扭矩测试
在高温下因表面处理层的破坏，紧固件和接触零件常发生烧结，黏连等现象，导致紧固件拆解扭矩
急剧增大甚至拆解扭矩超过紧固件扭转屈服强度发生断裂等失效，需要测试高温台架试验后紧固件拆卸
扭矩，保证其拆解扭矩不超过一定范围，以保证零件的返修性和售后维修性。
7.3.6 高温台架试验后的紧固件力学及金相分析
对高温台架试验后的紧固件，检测其力学性能，如抗拉强度、硬度等，及微观组织，可用于补充评价材料的服役稳定性。
7.4 整车路试验证
高温连接紧固件主......
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