世界最高強度緊固件（19.8級）研制成功，高強度螺栓強在哪里？
超高強度緊固件可以在相同夾緊力下，通過減少自身尺寸來降低重量和增加安裝空間，因此可以對被連接部件進行功能和體積優(yōu)化，從而使裝備達到整體減重和性能優(yōu)化的目的。
據(jù)粵順昌了解，一架現(xiàn)代飛機所用的緊固件總重量可占飛機總重的5%-6%，而一架中型飛機上的各類緊固件可達到200-300萬個。僅在飛機減重方面，超高強度緊固件就有巨大的市場需求。
11月28日，由上海大學材料學院董瀚教授領(lǐng)銜的高性能鋼鐵材料團隊、河北龍鳳山鑄業(yè)有限公司、七豐精工科技股份有限公司、舟山市7412工廠、江蘇冶金技術(shù)研究院、上海大學（浙江）高端裝備基礎(chǔ)件材料研究院、上大新材料（泰州）研究院等七家單位經(jīng)過一年多的聯(lián)合攻關(guān)，研制出世界首款19.8級超高強度緊固件，成為世界最高強度等級的緊固件。公開資料顯示，國外目前優(yōu)勢企業(yè)的緊固件最高強度級達到了17.8級。我國973項目依據(jù)國際發(fā)展狀況，曾經(jīng)研制了13.9—15.9級的緊固件材料與緊固件。
該項目通過“材料生產(chǎn)—緊固件制造—服役評價”全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作，基于鋼鐵材料高性能化理論，利用龍鳳山鑄業(yè)生產(chǎn)的高純鐵原料成功研發(fā)出超高強度緊固件用B17.8及B19.8鋼，形成了16.8級和19.8級緊固件制造技術(shù)，緊固件實物如圖1所示。
16.8和19.8級緊固件實物（規(guī)格為MJ8×1×50）
通過材料和熱處理工藝優(yōu)化，16.8級和19.8級螺栓室溫抗拉強度分別滿足1600~1770MPa和1900~2070MPa。剪切測試（依據(jù)GJB 3376-1998）結(jié)果表明，16.8級和19.8級螺栓剪切力分別達到97KN和115KN；室溫拉伸疲勞強度測試（依據(jù)GJB 3376-1998及GJB715.30A-2002，載荷比=0.1）結(jié)果表明，研制的緊固件滿足疲勞壽命要求（平均疲勞壽命不低于65000次，單個疲勞壽命不低于45000次）；耐延遲斷裂性能試驗（根據(jù)GJB 715.12-1990，大氣環(huán)境下恒定拉應(yīng)力保持96小時）結(jié)果表明，螺栓在測試時間內(nèi)未發(fā)生斷裂破壞，卸載后螺栓表面及螺紋處未發(fā)現(xiàn)裂紋；新研制的超高強度螺栓綜合性能滿足使役要求。
一、什么是高強度螺栓
高強度螺栓（High-Strength Friction Grip Bolt），英文直譯為：高強度摩擦預緊螺栓，英文簡稱：HSFG?？梢姡覀冎形氖┕ぶ兴f的高強度螺栓是高強度摩擦預緊螺栓的簡稱。在日常溝通中，僅僅是簡略了“摩擦（Friction）”“預緊（Grip）”兩個詞，卻造成了許多工程技術(shù)人員對高強度螺栓基本定義的理解，產(chǎn)生了誤區(qū)。
誤區(qū)一：
材料等級超過8.8級的螺栓，就是“高強度螺栓”？
高強度螺栓和普通螺栓的核心區(qū)別并不在于使用材料的強度，而是受力的形式。本質(zhì)是是否施加預緊力，并利用靜摩擦力抗剪。
實際上在英標規(guī)范，美標規(guī)范中提到的高強度螺栓（HSFG BOLT）只有8.8級和10.9級兩種（BS EN 14399 / ASTM-A325&ASTM-490），而普通螺栓卻有包含有4.6，5.6，8.8，10.9，12.9等（BS 3692 11款表2）；由此可見，材料強度高低并不是區(qū)別高強度螺栓與普通螺栓的關(guān)鍵。
二、正確理解“高強”，強在何處
按照GB50017，計算單個普通螺栓（B類）8.8級和高強度螺栓8.8級抗拉及抗剪強度。
通過計算我們可以看到，相同等級的情況下，普通螺栓的抗拉強度和抗剪強度的設(shè)計值都要高于高強度螺栓。
為回答這一個問題，必須從兩種螺栓的設(shè)計工作狀態(tài)入手，研究其彈塑性變形的規(guī)律，并理解到設(shè)計破壞時的極限狀態(tài)。
普通螺栓和高強度螺栓工作狀態(tài)下應(yīng)力應(yīng)變曲線
設(shè)計破壞時的極限狀態(tài)
普通螺栓：螺桿本身發(fā)生超過設(shè)計允許的塑性變形，螺桿被剪壞。
普通螺栓連接，開始承受剪力前連接板間就會發(fā)生相對滑移，繼而螺栓桿和連接板接觸，發(fā)生彈塑性形變，承受剪力。
高強度螺栓：有效摩擦面間的靜摩擦力被攻克，兩塊鋼板發(fā)生相對位移，設(shè)計考量上即為破壞。
高強度螺栓連接，摩擦力首先承受剪力，當荷載增大到摩擦力不足以抵抗剪力，靜摩擦力被攻克，連接板發(fā)生相對滑移（極限狀態(tài)）。但此時雖然破壞，但螺栓桿與連接板發(fā)生接觸，依然可以利用其本身的彈塑性形變，承受剪力。
誤區(qū)二：
高強度螺栓的承載能力高于普通螺栓，是為“高強”？
由單個螺栓的計算可知，高強度螺栓抗拉和抗剪的設(shè)計強度均低于普通螺栓。其高強實質(zhì)是：正常工作時，節(jié)點不允許發(fā)生任何相對滑移，即：彈塑性變形小，節(jié)點剛度大。
可見：在給定設(shè)計節(jié)點荷載的情況下，用高強度螺栓設(shè)計的節(jié)點并不一定能節(jié)省螺栓使用數(shù)量，但是其變形小，剛度大，安全儲備高。適合用主梁，等要求節(jié)點剛度較大的位置，符合“強節(jié)點，弱桿件”的基本抗震設(shè)計原理。
高強度螺栓之強，并非在于其本身的承載能力設(shè)計值，而是表現(xiàn)于其設(shè)計節(jié)點的剛度大，安全性能高，抗破壞的能力強。
三、高強度螺栓與普通螺栓的對比
普通螺栓和高強度螺栓由于其設(shè)計的受力原理不同，其在施工檢驗方法上有極大的區(qū)別。
同等級普通螺栓各項機械性能要求均比高強度螺栓略高，但高強度螺栓較普通螺栓多一項沖擊功的驗收要求。
普通螺栓和高強度螺栓的標示是對同等級螺栓現(xiàn)場識別的基本方法。由于英美標準中對于高強度螺栓扭矩值計算的取值并不相同，所以識別兩種標準的螺栓也有必要。
高強度螺栓：（M24，L60，8.8級）
普通螺栓：（M24，L60，8.8級）
可見普通螺栓大約為高強度螺栓價格的70%，結(jié)合其驗收要求的對比，可以得出，其溢價部分就應(yīng)該是為了保證材料的沖擊功（韌性）性能。
資料源：機械教授、上大材料、海拓者說、金蜘蛛緊固件