Physical Address
304 North Cardinal St.
Dorchester Center, MA 02124
BS EN ISO 00898——碳钢与合金钢紧固件机械性能标准系列（螺栓·螺钉·螺柱·螺母·紧定螺钉）
Mechanical Properties of Fasteners Made of Carbon Steel and Alloy Steel — Bolts, Screws, Studs, Nuts and Set Screws（BS EN ISO 898 系列）
🔩 BS EN ISO 00898（对应 ISO 898 系列，英国标准编号 BS EN ISO 898）是紧固件行业最基础、应用最广泛的机械性能标准系列，由英国标准协会（BSI）作为 EN ISO 898 的英国实施版本发布。该系列按产品类型分为多个分部：第 1 部分规定螺栓、螺钉和螺柱的性能等级；第 2 部分规定螺母的性能等级；第 5 部分规定内六角紧定螺钉及类似承受较小拉应力的螺纹紧固件的硬度等级。整套标准覆盖粗牙与细牙螺纹，是机械、汽车、建筑、桥梁、压力容器与石油化工等领域选用和验收碳钢及合金钢紧固件的核心依据。
💡 在工程实践中，BS EN ISO 898 系列定义的性能等级（如 8.8、10.9、12.9）已成为全球紧固件行业的“通用语言”：只要产品标记符合相应性能等级，即可按统一的名义强度与材料要求进行设计与互换。
一、系列概述与适用范围 📌
本系列标准适用于由碳钢或合金钢制造、公称螺纹直径不超过一定范围的紧固件，规定了与性能等级相对应的机械性能要求、材料与工艺限制、试验方法以及产品标识。标准按承载方式将紧固件区分为承受拉应力的螺栓、螺钉、螺柱（Part 1），以螺纹啮合承受轴向载荷的螺母（Part 2），以及主要承受剪切、顶紧而非承受显著拉应力的紧定螺钉类（Part 5）。
标准明确规定，紧固件的机械性能并非仅由材料决定，而是与热处理工艺、截面尺寸、螺纹规格密切相关。性能等级采用两位数字（或三位数字）表示：第一位数字（或前两位）代表公称抗拉强度的十分之一（MPa），最后一位数字代表屈服比（公称屈服强度与公称抗拉强度之比）的十分之一。例如 8.8 表示公称抗拉强度约 800 MPa、屈服比约 0.8；12.9 表示公称抗拉强度约 1200 MPa、屈服比约 0.9。
⚠️ 标准适用范围有明确限制：仅适用于碳钢和合金钢制造的常规螺纹紧固件，不适用于不锈钢（由 ISO 3506 系列规范）、有色金属、自攻螺钉、焊接螺柱等特殊紧固件。工程选型时务必确认产品材料与标准体系相符。
二、系列构成与分部清单 📋
| 标准分部 | 产品对象 | 性能等级/硬度等级 | 螺纹型式 | 典型应用 |
|---|---|---|---|---|
| BS EN ISO 898-1:2013 | 螺栓、螺钉、螺柱 | 5.8、8.8、10.9、12.9 等 | 粗牙与细牙 | 钢结构、机械联接、压力容器法兰 |
| BS EN ISO 898-2:2012 | 螺母 | 5、6、8、10、12 等 | 粗牙与细牙 | 与对应螺栓配合的螺母联接 |
| BS EN ISO 898-5:2012 | 紧定螺钉及类似件 | 硬度等级 14H、22H、33H、45H | 粗牙与细牙 | 顶紧定位、键槽与轴毂联接 |
三个分部共同构成了碳钢与合金钢紧固件机械性能的完整体系。其中 Part 1 与 Part 5 的 ICS 分类号为 21.060.10（螺栓、螺钉、螺柱），Part 2 的 ICS 分类号为 21.060.20（螺母），均由 ISO/TC 2“紧固件”技术委员会与 CEN/TC 185“紧固件”联合制定，英国参与工作由 BSI 技术委员会 FME/9（紧固件）承担。
三、关键技术要求 🔧
3.1 性能等级与力学性能
对于螺栓、螺钉和螺柱，标准规定了各性能等级的最小与最大抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、断面收缩率以及冲击韧性等指标，并给出了相应硬度范围。以 8.8 级为例，公称抗拉强度约 800 MPa，公称屈服强度约 640 MPa；12.9 级公称抗拉强度约 1200 MPa，公称屈服强度约 1080 MPa。细牙螺纹与粗牙螺纹在相同性能等级下具有一致的名义强度要求，但承载截面积与应力集中系数不同，设计计算时需按实际螺纹规格确定承载能力。
3.2 材料与热处理
标准对材料化学成分提出了限定：通常采用含碳量适中的碳钢或含合金元素的合金钢（如铬钼钢、镍铬钼钢），并规定须经淬火加回火处理以获得所需的强度和韧性。对于高强度等级（如 10.9、12.9），尤其强调严格控制回火温度、防止氢脆以及避免在低温环境下的脆性失效。
3.3 螺母的机械性能
螺母的性能等级以螺纹公称高度与公称直径之比以及保证载荷为主要考核指标。标准规定螺母应满足相应的保证载荷（proof load）要求，即在不产生永久变形的前提下所能承受的最大轴向载荷，以确保与匹配螺栓组合后能够充分发挥螺栓的承载能力。
3.4 紧定螺钉的硬度等级
对于承受顶紧力而非显著拉应力的紧定螺钉及类似件，标准以硬度等级（如 14H、22H、33H、45H）表征其机械性能，并规定相应的维氏或洛氏硬度范围与表面处理要求。此类紧固件在装配后通过端部顶紧力传递扭矩或定位，硬度等级的合理选择直接关系到锁紧可靠性与抗磨损性能。
🚨 高强度紧固件（10.9 级及以上）对氢脆敏感，镀锌、发黑等表面处理过程可能引入氢原子。工程中应优先选用低氢脆工艺（如机械镀锌、不含酸的清洗），必要时进行去氢处理，并避免超扭矩拧紧导致延迟断裂。
四、试验方法与工程应用 🔬
4.1 试验项目
标准规定的试验主要包括：拉力试验（测定抗拉强度、屈服强度、断后伸长率）、硬度试验（维氏、布氏或洛氏）、楔负载试验（验证头部与杆部连接的承载能力）、冲击试验（验证低温韧性，适用于有韧性要求的等级）、保证载荷试验（螺母与紧定螺钉）以及扭矩-预紧力关系验证等。试验应在标准规定的大气条件下进行，并按规定数量随机抽样。
4.2 标识与追溯
标准要求高强度紧固件在头部或端面标记性能等级、制造厂标识（如商标或代码）等，对于 8.8 级及以上产品还应标注相应的等级符号。标识信息用于确保产品的可追溯性，便于现场验收和质量事故追溯。
4.3 工程应用要点
- 🔍 选型流程：先根据工况确定设计载荷与联接形式 → 计算所需承载截面积 → 选择性能等级与规格 → 校核预紧力与拧紧扭矩 → 匹配螺母与垫圈。
- 🔧 配合原则：螺母性能等级应与螺栓性能等级相匹配，确保螺母失效模式优于螺栓（先断螺栓而非滑丝），通常螺母等级不低于螺栓等级。
- 📊 拧紧控制：高强度螺栓联接应采用扭矩法、转角法或扭矩-转角联合法控制预紧力，并定期复紧；对承受交变载荷或高温工况，需考虑预紧力松弛与蠕变。
- 📋 质量验收：采购时应要求供应商提供材料证明书（化学成分、力学性能）、性能等级标记及符合性声明，必要时进行第三方抽检。
✅ 正确选用 BS EN ISO 898 系列标准，能够显著提高联接可靠性、降低失效风险：性能等级与材料、热处理、试验方法形成完整闭环，为工程验收提供统一、可追溯的依据。
五、常见问题（FAQ）❓
Q1：8.8 级与 10.9 级螺栓有何区别？
8.8 级公称抗拉强度约 800 MPa、公称屈服强度约 640 MPa；10.9 级公称抗拉强度约 1000 MPa、公称屈服强度约 900 MPa。10.9 级强度更高，但对应力集中、氢脆与缺口敏感性也更敏感，需更严格的材料与热处理控制。
Q2：螺母性能等级应如何选择？
原则上螺母性能等级应与所配螺栓性能等级相匹配或更高，以保证失效先发生在螺栓杆部而非螺纹滑牙。标准规定了各等级螺母的保证载荷，应结合螺栓等级按标准表格核对。
Q3：紧定螺钉为什么用硬度等级而非抗拉强度等级？
紧定螺钉主要承受顶紧力、剪切或摩擦，不承受显著拉应力，因此用硬度等级（14H、22H、33H、45H）表征机械性能更合理；硬度等级越高，顶紧与耐磨能力越强。
Q4：细牙螺纹与粗牙螺纹如何选择？
粗牙螺纹自锁性好、抗脱扣能力强，适合一般结构；细牙螺纹承载截面积大、抗疲劳性能好，适合高强度、精确定位及薄壁件。标准对两类螺纹均给出性能要求。
Q5：高强度紧固件为何要控制拧紧扭矩？
预紧力决定了联接的可靠性。扭矩过大可能导致螺栓过载、塑性变形或断裂；扭矩过小则预紧力不足，易产生松动与疲劳失效。应依据标准或制造商提供的扭矩-预紧力曲线精确控制。
