美制緊固件的強度等級通常通過性能等級標(biāo)記或材料牌號區(qū)分，常見標(biāo)準(zhǔn)包括：
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適用范圍：一般用途的低強度緊固件（如建筑、非關(guān)鍵機械連接）。
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性能等級：
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Grade A：抗拉強度≥60 ksi（約 414 MPa），屈服強度未明確規(guī)定，適用于普通碳鋼。
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Grade B：抗拉強度≥105 ksi（約 724 MPa），適用于合金鋼（如經(jīng)熱處理的 40XX 系列鋼）。
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典型材料：AISI 1018、1045 碳鋼（Grade A）；4130、4140 合金鋼（Grade B）。
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性能等級標(biāo)記：通過頭部標(biāo)記符號區(qū)分強度，常見等級如下：
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等級標(biāo)記
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抗拉強度（min）
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屈服強度（min）
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材料與處理
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2
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60 ksi（414 MPa）
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36 ksi（248 MPa）
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低碳鋼，未熱處理
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5
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120 ksi（827 MPa）
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92 ksi（634 MPa）
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中碳鋼，淬火 + 回火處理
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8
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150 ksi（1034 MPa）
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120 ksi（827 MPa）
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合金鋼，淬火 + 回火處理
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標(biāo)記示例：等級 5 的螺栓頭部通常有 3 條徑向凸線，等級 8 有 6 條凸線。
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性能等級：抗拉強度≥150 ksi（1034 MPa），屈服強度≥130 ksi（896 MPa），材料為合金鋼（如 4340 鋼），需經(jīng)熱處理。
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應(yīng)用場景：橋梁、建筑鋼結(jié)構(gòu)等需要高強度連接的場景。
硬度是衡量緊固件抗變形和耐磨性能的關(guān)鍵指標(biāo)，常用測試方法包括：
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洛氏硬度（Rockwell Hardness）：適用于淬火鋼等較硬材料，常用標(biāo)尺為 HRC（C 標(biāo)尺）。
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布氏硬度（Brinell Hardness）：適用于退火或正火狀態(tài)的鋼材，標(biāo)尺為 HB。
典型硬度要求：
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SAE 等級 5：HRC 22-34（中碳鋼淬火 + 回火）。
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SAE 等級 8：HRC 33-45（合金鋼淬火 + 回火）。
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ASTM A307 Grade B：HRC ≥26（需熱處理）。
美制緊固件常通過表面處理提升防腐能力，常見工藝包括：
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鍍鋅（Zinc Plating）：
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類型：電鍍鋅（Zn）、熱浸鍍鋅（HDG）。
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鍍層厚度：電鍍鋅通常為 0.5-1.5 mil（12.7-38 μm），熱浸鍍鋅可達 3-5 mil（76-127 μm）。
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耐腐蝕等級：根據(jù) ASTM B117 鹽霧測試，電鍍鋅可提供 50-100 小時無白銹，熱浸鍍鋅可達 1000 小時以上。
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鍍鎘（Cadmium Plating，ASTM B633）：
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耐腐蝕性優(yōu)于鍍鋅，但因環(huán)保限制使用逐漸減少，常見于航空航天領(lǐng)域。
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達克羅（Dacromet）或無鉻涂層：
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無鉻環(huán)保工藝，耐腐蝕性能優(yōu)異（鹽霧測試≥500 小時），適用于高濕度或鹽霧環(huán)境。
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發(fā)黑（Black Oxide，ASTM D1711）：
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保證載荷（Proof Load）：
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緊固件在不產(chǎn)生永久變形的情況下能承受的最大軸向載荷，測試依據(jù) ASTM F606。
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例如，SAE 等級 5 螺栓的保證載荷為螺紋應(yīng)力截面積 ×92 ksi（634 MPa）。
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應(yīng)力截面積（Stress Area）：
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用于計算拉伸載荷，公式為：As=4π(2d2+d3)2
其中 d2 為中徑，d3=d1?H/6（d1 為小徑，H 為原始三角形高度）。
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扭矩 - 預(yù)緊力關(guān)系：
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安裝時需通過扭矩控制預(yù)緊力，參考 ASTM F136、F959 等標(biāo)準(zhǔn)，涉及螺紋摩擦系數(shù)、潤滑條件等參數(shù)。
美制緊固件需符合以下主流標(biāo)準(zhǔn)：
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ASTM：材料與性能的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)（如 A307、A490）。
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SAE：汽車及機械用緊固件標(biāo)準(zhǔn)（如 J429、J345）。
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ASME/ANSI：螺紋尺寸標(biāo)準(zhǔn)（如 B1.1 美制統(tǒng)一螺紋）。
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ISO 898-1：部分性能要求與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌（如強度等級標(biāo)記方法）。
認證要求：
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航空航天領(lǐng)域需符合 AMS（航空材料規(guī)范），如 AMS 2404（鍍層）、AMS 6414（螺栓材料）。
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汽車行業(yè)需通過 IATF 16949 認證，確保生產(chǎn)過程的一致性。
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低強度場景（如家具、非承重結(jié)構(gòu)）：選擇 SAE 等級 2 或 ASTM A307 Grade A，成本低且易加工。
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中等強度場景（如汽車底盤、通用機械）：SAE 等級 5（中碳鋼）或鍍鋅處理的 Grade 5 螺栓，兼顧強度與防腐。
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高強度場景（如橋梁、壓力容器）：SAE 等級 8 或 ASTM A490，需確認熱處理狀態(tài)和表面處理（如熱浸鍍鋅）。
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耐腐蝕場景（海洋、化工環(huán)境）：選用不銹鋼緊固件（如 ASTM A193 Grade B8）或達克羅涂層碳鋼。
