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BS EN 20898——紧固件机械性能标准系列（螺栓螺钉螺柱、螺母与扭转试验）
Mechanical Properties of Fasteners — Bolts, Screws and Studs, Nuts, and Torsional Test (ISO 898 系列)
🔩 BS EN 20898 是英国/欧洲在紧固件机械性能领域的标准系列，等同采用国际标准 ISO 898 系列，由英国标准协会（BSI）在英国实施，技术归口于 BSI 通用机械工程标准政策委员会下属的 GME/9 技术委员会（螺栓、螺母及配件）。该系列规定了螺栓、螺钉、螺柱等紧固件的性能等级、机械性能、试验方法与标识要求，是世界范围内应用最广的紧固件性能标准体系之一，也是机械设计选型与紧固件制造质量控制的基石。
💡 紧固件的”性能等级”（property class）用数字表示，如 8.8、10.9、12.9：小数点前的数字代表抗拉强度的百分之十（MPa），小数点后的数字代表屈强比。理解性能等级是正确选型的第一步。
一、标准系列概述与适用范围 📌
BS EN 20898 系列源自国际标准 ISO 898（Mechanical properties of fasteners），由 CEN 接受为欧洲标准（EN 20898）后由 BSI 在英国实施。本批系列包含三个分部：Part 1 螺栓、螺钉与螺柱、Part 2 带规定保证载荷值的粗牙螺母以及Part 7 直径 1 mm 至 10 mm 螺栓与螺钉的扭转试验与最小扭矩。
| 分部 | 标准号 | 对应 ISO | 主题 |
|---|---|---|---|
| Part 1 | BS EN 20898-1:1992 | ISO 898-1:1988 | 螺栓、螺钉与螺柱：性能等级、机械性能与试验 |
| Part 2 | BS EN 20898-2:1994 | ISO 898-2:1992 | 带规定保证载荷的粗牙螺母 |
| Part 7 | BS EN 20898-7:1995 | ISO 898-7:1992 | 1 mm 至 10 mm 螺栓螺钉的扭转试验与最小扭矩 |
⚠️ 紧固件性能等级与尺寸规格必须配套使用：不同直径、不同螺纹螺距的紧固件，其最小抗拉载荷、保证载荷与试验程序不同，必须按标准中的载荷表逐项核对，不可凭经验推断。
二、螺栓、螺钉与螺柱的机械性能（Part 1）📏
BS EN 20898-1 规定了螺栓、螺钉与螺柱的机械性能要求，是系列的核心。标准定义了性能等级体系、指定钢种、机械性能指标（抗拉强度、屈服强度、硬度、伸长率等）、最小极限抗拉载荷与保证载荷表，并规定了拉力试验、保证载荷试验、楔负载试验、头部坚固性试验、脱碳层检验等试验方法以及标识规则。
- 性能等级：如 4.6、5.8、8.8、10.9、12.9 等，对应不同的强度与硬度范围。
- 材料：规定各性能等级适用的钢种与化学成分限值。
- 载荷表：给出粗牙与细牙螺纹的最小极限抗拉载荷与保证载荷。
- 标识：头部需标记制造厂标识与性能等级符号，左旋螺纹有专门标记。
三、螺母的机械性能（Part 2）🔧
BS EN 20898-2 规定了带规定保证载荷值的粗牙螺母的机械性能要求。标准给出了螺母的保证载荷值、失效载荷、试验方法（轴向拉伸/压缩试验）与标识方法，并针对不同高度（0.8D 及以上、0.5D 至 0.8D）的螺母给出相应的性能等级体系。螺母的性能等级必须与螺栓的性能等级合理匹配，保证连接结构的强度协调。
✅ 匹配原则：为保证螺纹连接在过载时不发生”螺栓拉断而螺母脱扣”以外的不协调破坏，螺母性能等级应不低于配套螺栓。标准还给出了脱扣时螺栓应力的参考表，辅助评估。
四、小直径螺栓螺钉的扭转试验（Part 7）🔄
BS EN 20898-7 规定了直径 1 mm 至 10 mm 螺栓与螺钉的扭转试验方法与最小破坏扭矩。小直径紧固件在拧紧过程中可能因扭转而发生断裂，标准的扭转试验用于检验其在纯扭转载荷下的强度，给出了试验装置、强度比 X、最小破坏扭矩表与试验结果评价方法，特别适用于承受扭转为主的场合。
- 试验装置：规定夹持方式与扭矩加载/测量装置的要求。
- 强度比 X：用于将扭转试验结果与性能等级关联。
- 最小破坏扭矩：给出不同直径与性能等级的最小扭矩表。
- 结果评价：规定断裂位置与扭矩的判定准则。
🚨 安全提示：转矩拧紧是小直径紧固件最常见的失效模式之一。使用扭矩扳手或自动拧紧设备时，应确保拧紧扭矩不超过相应性能等级允许的扭矩范围，防止拧断或损伤螺纹。
五、工程实践与应用 🛠️
- 🔍 设计选型：按载荷与连接要求选择性能等级，查表确定规格与载荷能力。
- 🔧 质量控制：按标准试验程序对来料紧固件进行抽检，验证各项机械性能。
- 📋 标识追溯：依据标准标识规则识别性能等级与制造厂，防止混用错用。
- 📊 高温场合：Part 1 附录给出高温下的性能参考，高温连接需特别评估蠕变与松弛。
六、常见问题解答 ❓
❓ 问：性能等级 8.8 代表什么意思？
答：8.8 表示最小抗拉强度约为 800 MPa（8×100），屈强比为 0.8。类似地，10.9 表示约 1000 MPa、屈强比 0.9。
答：8.8 表示最小抗拉强度约为 800 MPa（8×100），屈强比为 0.8。类似地，10.9 表示约 1000 MPa、屈强比 0.9。
❓ 问：螺母必须与螺栓同性能等级吗？
答：不必完全相同，但螺母性能等级应不低于配套螺栓，以保证螺纹连接在过载时整体强度协调，避免不希望的失效模式。
答：不必完全相同，但螺母性能等级应不低于配套螺栓，以保证螺纹连接在过载时整体强度协调，避免不希望的失效模式。
❓ 问：小直径螺钉为何要单独做扭转试验？
答：小直径螺钉在拧紧时承受的扭矩应力相对显著，纯轴向拉力试验无法反映其扭转强度，故需专门的扭转试验与最小扭矩要求。
答：小直径螺钉在拧紧时承受的扭矩应力相对显著，纯轴向拉力试验无法反映其扭转强度，故需专门的扭转试验与最小扭矩要求。
🔍 问：如何辨别紧固件的性能等级？
答：按标准标识规则读取头部（或螺柱端面）的标记：性能等级符号（如 8.8）与制造厂标识；左旋螺纹另有标记，防混淆。
答：按标准标识规则读取头部（或螺柱端面）的标记：性能等级符号（如 8.8）与制造厂标识；左旋螺纹另有标记，防混淆。
