11月28日，由上海大學(xué)材料學(xué)院董瀚教授領(lǐng)銜的高性能鋼鐵材料團(tuán)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(xué)（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(qiáng)度緊固件，成為世界最高強(qiáng)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(qiáng)度級達(dá)到了17.8級。所以，此舉是國際上緊固件與材料攀登強(qiáng)度高峰的一個突破。將有力地推動我國重大裝備的輕量化制造（如可以實現(xiàn)發(fā)動機(jī)小型化和提高功率密度的目標(biāo)），促進(jìn)中國的鋼鐵生產(chǎn)與緊固件制造領(lǐng)先世界。

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(qiáng)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。

1.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(qiáng)度分別滿足1600~1770MPa和1900~2070MPa。

2.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(dá)到97KN和115KN。

3.室溫拉伸疲勞強(qiáng)度測試（依據(jù)GJB 3376-1998及GJB 715.30A-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）。

4.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。

總之，新研制的超高強(qiáng)度螺栓綜合性能滿足使役要求。

高強(qiáng)度螺栓（High-Strength Friction Grip Bolt），英文直譯為：高強(qiáng)度摩擦預(yù)緊螺栓，英文簡稱：HSFG。通常我們把材料等級超過8.8級的螺栓，就認(rèn)為是“高強(qiáng)度螺栓”，其實不是。

超高強(qiáng)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(jìn)行功能和體積優(yōu)化，從而使裝備達(dá)到整體減重和性能優(yōu)化的目的。在當(dāng)前“碳達(dá)峰”和“碳中和”政策下，汽車、高鐵、航空、航天、國防、風(fēng)電等國家重大裝備制造用緊固件對長壽命超高強(qiáng)度緊固件有緊迫需求。

1.汽車緊固件

在汽車制造中，緊固件幾乎可以被應(yīng)用在每一個子系統(tǒng)上，例如：發(fā)動機(jī)、車輪懸掛系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、安全氣囊、自動防抱死剎車系統(tǒng)等。發(fā)動機(jī)是汽車的核心，其服役條件非?？量蹋貏e是發(fā)動機(jī)的缸蓋螺栓、曲軸主軸承蓋螺栓、曲軸皮帶輪螺栓、連桿螺栓及飛輪螺栓等是最關(guān)鍵的5大緊固件，其質(zhì)量關(guān)系到汽車的性能穩(wěn)定和安全性。

汽車緊固件種類繁多，主要分為四大類，包括標(biāo)準(zhǔn)緊固件、非標(biāo)準(zhǔn)緊固件、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械元件和非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械元件，其中非標(biāo)準(zhǔn)緊固件質(zhì)量要求最高。非標(biāo)準(zhǔn)緊固件中，如汽車發(fā)動機(jī)連桿螺栓、飛輪螺栓、車輪螺栓、懸掛螺栓等由于其要求很高的質(zhì)量和良好的穩(wěn)定性，我國還不能達(dá)到國產(chǎn)化要求，大部分依賴進(jìn)口。

2.風(fēng)電緊固件

緊固件是風(fēng)力發(fā)電環(huán)節(jié)重要不可或缺的一部分，據(jù)相關(guān)資料顯示，一套風(fēng)電設(shè)備需要用到幾千個緊固件，從下圖中，我們可以看出一些主要的緊固件使用，包括風(fēng)電機(jī)塔中的塔筒螺栓、錨栓組件，機(jī)艙中的主機(jī)螺栓，葉片中的預(yù)埋螺套和葉片雙頭螺栓等，而一個風(fēng)電葉片約需要100個預(yù)埋螺套與主機(jī)緊緊相連，風(fēng)電葉片專用的“預(yù)埋螺套”緊固系統(tǒng)部件是大型風(fēng)電葉片制造技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵核心精密部件。

風(fēng)電用的高強(qiáng)度緊固件由于長期野外服役，環(huán)境惡劣，維修條件差，所以要求風(fēng)機(jī)穩(wěn)定性強(qiáng)。正常連續(xù)工作情況下，風(fēng)電緊固件要求必須保證15年以上的使用壽命。風(fēng)電高強(qiáng)度螺栓大部分選擇10.9級，少量為8.8級。10.9級高強(qiáng)度螺栓，其硬度值32～39HRC，抗拉強(qiáng)度Rm≥1040MPa，斷后伸長率A≥9%，斷面收縮率Z≥48%，低溫沖擊強(qiáng)度（-45℃）KV2≥27J。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用高強(qiáng)度螺栓，作為主機(jī)、葉片、塔架和減速箱的連接件，與主機(jī)一起承擔(dān)著基本性能、構(gòu)件基本功能的各項要求。主要有以下品種。

a.塔筒螺栓：即風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔座上使用的螺栓，主要使用的是GB/T 1228～1231、DIN 6914～6916以及DAST等大六角頭鋼結(jié)構(gòu)連接副螺栓。

b.整機(jī)螺栓：即風(fēng)力發(fā)電機(jī)上使用的螺栓，主要使用的是GB/T 5782、GB/T 5783、GB/T 70.1、GB/T 6170、GB/T 97等六角頭螺栓、內(nèi)六角螺栓、六角螺母及墊圈。

c.葉片螺栓：即連接風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的螺栓，主要為一些新設(shè)計的非標(biāo)雙頭螺栓及T型圓螺母產(chǎn)品等。

3.航空航天緊固件

在航空結(jié)構(gòu)中使用的緊固件種類很多，像實心鉚釘、螺紋銷釘、螺栓、螺母和單面裝緊固件，當(dāng)然還有其它常見的緊固件，比如開口銷、快卸鎖、墊圈等等。

4.高鐵緊固件

緊固件是高鐵的“關(guān)節(jié)”，快速行駛的高鐵，任何一個零部件都有可能造成巨大損失。高速行駛的列車和鐵軌不斷接觸，形成的震動非常大，一些普通緊固件的強(qiáng)度根本無法適應(yīng)高鐵的震動，所以高鐵需要高強(qiáng)度的緊固件。據(jù)了解，平均每一節(jié)高鐵車廂就要用到緊固件1210個。其中包括155個螺栓，121個螺母，900個鉚釘以及34個其他緊固件。為了保證高鐵即動車組同行的電力支線架連接，主要采用不銹鋼螺栓和不銹鋼自鎖螺母來緊固鏈接，每一公里就要使用10000多套。

最后，我國緊固件行業(yè)總體處于中低端水平，高端緊固件依賴進(jìn)口，但是，近年來，我國在高端緊固件方面不斷取得突破性的成就，對推動我國緊固件走向世界，促進(jìn)緊固件企業(yè)全面參與國際合作與競爭，都具有重要的意義。