指南 / 性能等级与材料
紧固件的性能等级与牌号是什么意思
2026年9月27日
螺栓头或螺母面上压印的数字是强度等级，不是材料名称。读懂它，就能知道抗拉强度和屈服强度、大致的热处理方式，以及哪些涂层可以安全使用。本指南涵盖采购方在定制紧固件图纸上最常标注的性能等级和牌号。
如何读 8.8、10.9 和 12.9 (ISO 898-1)
ISO 898-1 规定了公制螺纹碳钢和合金钢紧固件的性能等级。等级用圆点隔开的两个数字表示，例如 8.8。第一个数字乘以 100，得到以兆帕为单位的公称抗拉强度。第二个数字除以 10，得到该等级屈服强度与抗拉强度之比。
| 等级 | 公称抗拉强度 | 公称屈服 | 典型硬度 | 典型用途 |
|---|---|---|---|---|
| 8.8 | 800 MPa | 640 MPa | 22 至 32 HRC | 一般机械和结构连接 |
| 10.9 | 1,000 MPa | 900 MPa | 32 至 39 HRC | 发动机、重型设备和高载荷连接 |
| 12.9 | 1,200 MPa | 1,080 MPa | 39 至 44 HRC | 重量敏感的高载荷连接 |
这三个等级在冷镦或机加工之后都要淬火加回火。等级越高，热处理厂要保持的炉温公差越窄，工艺控制对成品是否符合规范的影响也越大。
SAE J429 Grade 5 和 Grade 8
按北美习惯制造的设备和车辆，通常标注英制规格的 SAE J429 等级，而不是 ISO 性能等级。采购方的需求大多由两个等级涵盖。
- Grade 5，最小抗拉强度约 120 ksi，头部有三条放射状线标记。强度接近 ISO 8.8 级，但两个标准并不相同，制造商未核对图纸时不应以一个替代另一个。
- Grade 8，最小抗拉强度约 150 ksi，有六条放射状线。强度与 10.9 级相当，电镀后同样要注意氢脆。
如果客户规范标注的是 SAE 等级，请让图纸保持英制尺寸和对应的头部标记。在纸面上换算成公制等级，可能得到强度等同、却因头部没有客户图纸要求的标记而通不过来料检验的零件。
不锈钢：A2-70、A4-80 (ISO 3506)
ISO 3506 涵盖两类常见的不锈钢紧固件。
- A2 属于 304 系列，通用耐腐蚀，退火状态下无磁性，冷加工后略有磁性。
- A4 属于 316 系列，添加了钼以提高耐氯化物性能，是船舶和户外零件的常用选择。
字母后的数字，最常见的是 50、70 或 80，是成形过程中靠冷加工累积出来的强度等级，而不是靠热处理。A4-80 比 A4-70 强，是因为线材被加工得更狠，而不是合金变了。
不锈钢螺纹比钢螺纹更容易咬死，也就是在热和压力下装配时会卡死。涂层、干膜润滑剂，或让配合螺母使用不同材料，都能降低风险。如果零件用冲击工具或高速装配，请在询价中说明，因为这时咬死最常出现。
没有性能等级的材料
钛、黄铜、铜和铝紧固件不在 ISO 898-1 范围内，所以没有等级数字。图纸应当直接写明材料及其状态，例如退火态 Ti-6Al-4V，或半硬态黄铜。这些材料的强度和硬度取决于合金以及加工或时效方式，所以制造商需要的是材料规范，而不是等级，才能知道您的期望。
螺母和垫圈必须匹配
高等级螺栓配低等级螺母，可能在螺栓还没达到额定夹紧力之前，就先把螺母的螺纹滑牙。ISO 898-2 规定了螺母的性能等级，编号为 04、05、8、10 和 12，用来与相应的螺栓等级配对。硬化垫圈也是同样的道理：软垫圈在高等级螺栓的夹紧力下会被压碎或变形成碟状，在连接的整个使用期内悄悄损失预紧力。请在图纸上写明螺母等级和垫圈硬度，而不仅是螺栓等级，并让制造商确认整套能配合使用。
等级会改变涂层和热处理
性能等级不只是头部上的一个数字。它决定之后哪些表面处理工序是安全的。
氢脆。 电镀时，氢会和镀层金属一起进入钢中。在低强度零件里，氢会逸出而不造成损害。在 10.9、12.9 或 SAE Grade 8 这类高强度热处理零件中，滞留的氢会让零件在受载时开裂，有时发生在装配之后几天或几周。ISO 4042 规定了电镀紧固件的烘烤要求，在氢造成失效之前把氢驱出。如果图纸对高强度等级要求电镀，烘烤步骤应当写在图纸上，而不是交给电镀厂的默认做法。
改用锌铝涂层。 许多工程师干脆指定 ISO 10683 的锌铝涂层，完全避开氢脆问题。锌铝涂层是靠浸涂和固化施加，而不是在槽中电镀，所以不会给零件带入氢。它的单件成本高于电镀，但消除了一种仅靠检验很难发现的失效模式。
不锈钢的钝化。 A2 和 A4 零件通常保持裸露或做钝化，而不是电镀。钝化通常按 ASTM A967 进行，去除成形或机加工后残留在表面的游离铁，这才是不锈钢真正获得耐腐蚀性的原因。它是化学处理而不是涂层，所以几乎不增加零件尺寸。
选择等级：更强不一定更好
高性能等级不会自动成为正确选择。在选更高等级之前，值得权衡三点。
- 强度上升，韧性下降。 12.9 级螺栓比同规格的 8.8 级更硬、更脆。在承受冲击载荷或可能轻微过载的连接中，延性更好的较低等级，可能比一个断裂而不是屈服的较高等级更耐用。
- 等级越高，氢脆风险越大。 如前所述，高强度等级会逼出一个低等级从不涉及的涂层决策。
- 每升一级，成本都上升。 更高等级需要在热处理中更严格地控制炉况、更仔细地检验，如果电镀还要额外烘烤时间。对于按几万件订购的零件，这会累加成一大笔钱，换来的可能是连接根本用不到的强度。
合适的等级，是在合理余量下满足连接所需夹紧力和疲劳寿命的最低等级，而不是该规格下能买到的最高等级。
报价特殊等级或涂层的制造商，仍然需要图纸的其余部分才能准确定价。我们的定制紧固件询价清单涵盖其余应当包含的内容，定制紧固件如何采购则介绍如何为零件选择合适的制造路线。
等级和涂层确定后，请发送询价，我们会为您匹配最多三家加工该等级的制造商。
常见问题
性能等级越高，一定就是更强的选择吗？
等级越高，公称抗拉强度越高，但强度不是唯一重要的性能。随着等级上升，韧性下降，电镀后的氢脆风险也随之上升。合适的等级，是能满足连接所需夹紧力和疲劳寿命的最低等级，而不是该规格下能买到的最高等级。
同一张图纸上，可以用 SAE Grade 5 代替 ISO 性能等级 8.8 吗？
两者强度接近，但执行的标准不同，头部标记以及英制或公制尺寸也不同。未经您确认，制造商不应把一个换成另一个，因为客户的来料检验可能会拒收没有其图纸所要求标记的零件。
为什么不锈钢螺栓摸起来比同规格的钢螺栓弱？
A2 和 A4 不锈钢的强度来自成形时的冷加工，而不是热处理，所以其公称抗拉强度和屈服强度低于 8.8 或 10.9 这类经热处理的钢制等级。A4-80 是常见不锈钢等级中最强的，但仍远低于 10.9。
钛和黄铜紧固件有性能等级吗？
没有。ISO 898-1 只涵盖碳钢和合金钢，所以钛、黄铜、铜和铝紧固件按材料和状态标注，例如 Ti-6Al-4V，而不是用等级数字。