美制緊固件的強度等級通常通過性能等級標記或材料牌號區分，常見標準包括：
-
適用范圍：一般用途的低強度緊固件（如建筑、非關鍵機械連接）。
-
性能等級：
-
Grade A：抗拉強度≥60 ksi（約 414 MPa），屈服強度未明確規定，適用于普通碳鋼。
-
Grade B：抗拉強度≥105 ksi（約 724 MPa），適用于合金鋼（如經熱處理的 40XX 系列鋼）。
-
典型材料：AISI 1018、1045 碳鋼（Grade A）；4130、4140 合金鋼（Grade B）。
-
性能等級標記：通過頭部標記符號區分強度，常見等級如下：
|
等級標記
|
抗拉強度（min）
|
屈服強度（min）
|
材料與處理
|
|
2
|
60 ksi（414 MPa）
|
36 ksi（248 MPa）
|
低碳鋼，未熱處理
|
|
5
|
120 ksi（827 MPa）
|
92 ksi（634 MPa）
|
中碳鋼，淬火 + 回火處理
|
|
8
|
150 ksi（1034 MPa）
|
120 ksi（827 MPa）
|
合金鋼，淬火 + 回火處理
|
-
標記示例：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。
-
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），需經熱處理。
-
應用場景：橋梁、建筑鋼結構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鍵指標，常用測試方法包括：
-
洛氏硬度（Rockwell Hardness）：適用于淬火鋼等較硬材料，常用標尺為 HRC（C 標尺）。
-
布氏硬度（Brinell Hardness）：適用于退火或正火狀態的鋼材，標尺為 HB。
典型硬度要求：
-
SAE 等級 5：HRC 22-34（中碳鋼淬火 + 回火）。
-
SAE 等級 8：HRC 33-45（合金鋼淬火 + 回火）。
-
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：
-
鍍鋅（Zinc Plating）：
-
類型：電鍍鋅（Zn）、熱浸鍍鋅（HDG）。
-
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）。
-
耐腐蝕等級：根據 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。
-
鍍鎘（Cadmium Plating，ASTM B633）：
-
耐腐蝕性優于鍍鋅，但因環保限制使用逐漸減少，常見于航空航天領域。
-
達克羅（Dacromet）或無鉻涂層：
-
無鉻環保工藝，耐腐蝕性能優異（鹽霧測試≥500 小時），適用于高濕度或鹽霧環境。
-
發黑（Black Oxide，ASTM D1711）：
-
保證載荷（Proof Load）：
-
緊固件在不產生永久變形的情況下能承受的最大軸向載荷，測試依據 ASTM F606。
-
例如，SAE 等級 5 螺栓的保證載荷為螺紋應力截面積 ×92 ksi（634 MPa）。
-
應力截面積（Stress Area）：
-
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）。
-
扭矩 - 預緊力關系：
-
安裝時需通過扭矩控制預緊力，參考 ASTM F136、F959 等標準，涉及螺紋摩擦系數、潤滑條件等參數。
美制緊固件需符合以下主流標準：
-
ASTM：材料與性能的基礎標準（如 A307、A490）。
-
SAE：汽車及機械用緊固件標準（如 J429、J345）。
-
ASME/ANSI：螺紋尺寸標準（如 B1.1 美制統一螺紋）。
-
ISO 898-1：部分性能要求與國際標準接軌（如強度等級標記方法）。
認證要求：
-
航空航天領域需符合 AMS（航空材料規范），如 AMS 2404（鍍層）、AMS 6414（螺栓材料）。
-
汽車行業需通過 IATF 16949 認證，確保生產過程的一致性。
-
低強度場景（如家具、非承重結構）：選擇 SAE 等級 2 或 ASTM A307 Grade A，成本低且易加工。
-
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。
-
高強度場景（如橋梁、壓力容器）：SAE 等級 8 或 ASTM A490，需確認熱處理狀態和表面處理（如熱浸鍍鋅）。
-
耐腐蝕場景（海洋、化工環境）：選用不銹鋼緊固件（如 ASTM A193 Grade B8）或達克羅涂層碳鋼。
