完善一下螺丝的扭力标准

发表于： 2020年10月8日 2024年11月5日
分类：标准

国家标准GB3098.13中规定了8.8级 9.8级 10.9级 12.9级螺丝的部分规格的最小破坏扭矩（出于方便理解下称扭力吧），其核心内容有两点：

扭力的计算方法：

重点：扭力=抗拉强度*强度比*截面抗扭模数

其中，抗拉强度σ_b在GB3098.1有规定，强度比X在GB3098.13中有规定，抗扭截面模数W_P是一个材料力学概念，公式是固定的即3.14/16*d³。有了这个计算方法，基本可以获取所有级别螺丝的扭力参数。

GB3098.13提供常用规格的扭力参考数据：

以上两点本身没毛病，但是在查阅使用过程中着实让人很D疼，1是公式太魅涩，看起来瘆的慌；2是表格没卵用，样本太少。

出于日常查阅方便，现将所有螺丝的扭力的计算值列表如下，其中公制螺丝部分按GB3098.13计算，美制螺丝部分按ASTM F606/606M（并结合GB3098.13）计算。为方便直观体会，美制螺丝扭力也采用牛米NM为单位。

值得说明的有几点：

1，标准中对于被测试物有一些前置要求，比如不适用于M10以上、不适用于紧定等等，这些就不管它了，本表提供的是理论计算值。

2，下表中最右侧列的建议安装力，这并非国家标准或行业标准。由于相关标准计算过于复杂（如VDI2230.pdf)或参考性不强(如JB/T6040.pdf)，故该值建议为“60%的扭矩值即锁紧力”，虽然简单粗暴，但个人认为实用且安全。

3，上表格中的那些具体小破坏扭矩参数，是覆盖了6g 6f 6e三种公差带螺纹的，但是很显然,三种螺纹的最小底径是不一样的，6g>6f>6e,（详见外螺纹的小径公差),也就是说它们的最小破坏扭矩也是不一样的，但GB3098.13没分这么清而是给出了同样的参数。GB3098.13国标是按公称小径来计算的，没有计较6g 6f 6e之间的小差异；但是令人难受的是GB197和GB2516中又明确说明用于应力计算的小径偏差应遵循XX公差，感情扭矩不是应力呗，我也是醉了。只能这么理解吧，国标大概就那么个意思，参考参考就行，较真就是你的不对了。

公制部分。4.8级、8.8级、9.8级、10.9级、12.9级螺丝的扭力

4.8级螺丝扭力标准：

感谢评论区 @狗蛋的建议，以下4.8级强度比系数取值按X=0.916：

螺纹规格	外径 (mm)	牙距 (mm)	牙底径 (mm)	4.8抗拉强度（Mpa)	强度比(鼠标停见说明)	扭转强度 (Mpa)	抗扭截面模数	理论扭力 (NM)	扭力国标值 (NM)	相差 (NM)	建议安装力 (NM)
螺纹规格	D	P	d	σ_{b min}	X	τ_B	W_P	M_B	扭力国标值 (NM)	相差 (NM)	S
M1*0.25	0.93	0.25	0.6594	420	0.916	384.72	0.06	0.022	未规定		0.013
M1.2*0.25	1.13	0.25	0.8594	420	0.916	384.72	0.12	0.048			0.029
M1.4*0.3	1.33	0.3	1.0052	420	0.916	384.72	0.20	0.077			0.046
M1.6*0.35	1.5	0.35	1.1211	420	0.916	384.72	0.28	0.106			0.064
M2*0.4	1.89	0.4	1.4570	420	0.916	384.72	0.61	0.234			0.14
M2.5*0.45	2.38	0.45	1.8929	420	0.916	384.72	1.33	0.51			0.31
M3*0.5	2.87	0.5	2.3287	420	0.916	384.72	2.48	0.95			0.57
M3.5*0.6	3.35	0.6	2.7005	420	0.916	384.72	3.86	1.49			0.89
M4*0.7	3.84	0.7	3.0822	420	0.916	384.72	5.75	2.21			1.33
M5*0.8	4.83	0.8	3.9640	420	0.916	384.72	12.22	4.70			2.82
M6*1.0	5.79	1	4.7075	420	0.916	384.72	20.47	7.88			4.73
M8*1.25	7.76	1.25	6.4069	420	0.916	384.72	51.61	19.86			11.91
M10*1.5	9.73	1.5	8.1062	420	0.916	384.72	104.54	40.22			24.13
M12*1.75	11.7	1.75	9.8056	420	0.916	384.72	185.03	71.18			42.71
M14*1.75	13.68	1.75	11.7856	420	0.916	384.72	321.27	123.60			74.16
M16*2	15.68	2	13.5150	420	0.916	384.72	484.46	186.38			111.83
M18*2	17.62	2	15.4550	420	0.916	384.72	724.46	278.71			167.23
M20*2.5	19.62	2.5	16.9137	420	0.916	384.72	949.57	365.32			219.19
M22*2.5	21.62	2.5	18.9137	420	0.916	384.72	1327.82	510.84			306.50
M24*3	23.58	3	20.3324	420	0.916	384.72	1649.60	634.63			380.78
M27*3	26.58	3	23.3324	420	0.916	384.72	2492.82	959.04			575.42
M30*3.5	29.52	3.5	25.7312	420	0.916	384.72	3343.40	1286.27			771.76
M33*3.5	32.52	3.5	28.7312	420	0.916	384.72	4654.47	1790.67			1074.40
M36*4	35.47	4	31.1399	420	0.916	384.72	5926.01	2279.85			1367.91
M39*4	38.47	4	34.1399	420	0.916	384.72	7809.03	3004.29			1802.57

8.8级螺丝扭力标准：

螺纹规格	外径 (mm)	牙距 (mm)	牙底径 (mm)	8.8抗拉强度（Mpa)	强度比	扭转强度 (Mpa)	抗扭截面模数	理论扭力 (NM)	扭力国标值 (NM)	相差 (NM)	建议安装力 (NM)
螺纹规格	D	P	d	σ_{b min}	X	τ_B	W_P	M_B	扭力国标值 (NM)	相差 (NM)	S
M1*0.25	0.93	0.25	0.6594	800	0.84	672	0.06	0.038	0.033	0.005	0.023
M1.2*0.25	1.13	0.25	0.8594	800	0.84	672	0.12	0.084	0.075	0.009	0.050
M1.4*0.3	1.34	0.3	1.0152	800	0.84	672	0.21	0.138	0.12	0.018	0.083
M1.6*0.35	1.5	0.35	1.1211	800	0.84	672	0.28	0.186	0.16	0.026	0.112
M2*0.4	1.89	0.4	1.4570	800	0.84	672	0.61	0.41	0.37	0.038	0.24
M2.5*0.45	2.38	0.45	1.8929	800	0.84	672	1.33	0.89	0.82	0.074	0.54
M3*0.5	2.88	0.5	2.3387	800	0.84	672	2.51	1.69	1.5	0.19	1.01
M3.5*0.6	3.36	0.6	2.7105	800	0.84	672	3.91	2.63	2.4	0.23	1.58
M4*0.7	3.83	0.7	3.0722	800	0.84	672	5.69	3.82	3.6	0.22	2.29
M5*0.8	4.78	0.8	3.9140	800	0.84	672	11.77	7.91	7.6	0.31	4.74
M6*1.0	5.78	1	4.6975	800	0.84	672	20.34	13.67	13	0.67	8.20
M8*1.25	7.78	1.25	6.4269	800	0.84	672	52.10	35.01	33	2.01	21.01
M10*1.5	9.77	1.5	8.1462	800	0.84	672	106.09	71.29	66	5.29	42.78
M12*1.75	11.76	1.75	9.8656	800	0.84	672	188.44	126.63	没规定		75.98
M14*1.75	13.74	1.75	11.8456	800	0.84	672	326.20	219.20			131.52
M16*2	15.74	2	13.5750	800	0.84	672	490.94	329.91			197.95
M18*2	17.71	2	15.5450	830	0.84	697.2	737.19	513.97			308.38
M20*2.5	19.71	2.5	17.0037	830	0.84	697.2	964.81	672.66			403.60
M22*2.5	21.62	2.5	18.9137	830	0.84	697.2	1327.82	925.76			555.45
M24*3	23.58	3	20.3324	830	0.84	697.2	1649.60	1150.10			690.06
M27*3	26.58	3	23.3324	830	0.84	697.2	2492.82	1737.99			1042.79
M30*3.5	29.52	3.5	25.7312	830	0.84	697.2	3343.40	2331.02			1398.61
M33*3.5	32.52	3.5	28.7312	830	0.84	697.2	4654.47	3245.10			1947.06
M36*4	35.47	4	31.1399	830	0.84	697.2	5926.01	4131.61			2478.97
M39*4	38.47	4	34.1399	830	0.84	697.2	7809.03	5444.46			3266.67

9.8级螺丝扭力标准：

螺纹规格	外径 (mm)	牙距 (mm)	牙底径 (mm)	9.8抗拉强度（Mpa)	强度比	扭转强度 (Mpa)	抗扭截面模数	理论扭力 (NM)	扭力国标值 (NM)	相差 (NM)	建议安装力 (NM)
螺纹规格	D	P	d	σ_{b min}	X	τ_B	W_P	M_B	扭力国标值 (NM)	相差 (NM)	S
M1*0.25	0.93	0.25	0.6594	900	0.815	733.5	0.06	0.041	0.036	0.005	0.025
M1.2*0.25	1.13	0.25	0.8594	900	0.815	733.5	0.12	0.091	0.082	0.009	0.055
M1.4*0.3	1.34	0.3	1.0152	900	0.815	733.5	0.21	0.151	0.13	0.021	0.090
M1.6*0.35	1.5	0.35	1.1211	900	0.815	733.5	0.28	0.203	0.18	0.023	0.122
M2*0.4	1.89	0.4	1.4570	900	0.815	733.5	0.61	0.45	0.40	0.045	0.267
M2.5*0.45	2.38	0.45	1.8929	900	0.815	733.5	1.33	0.98	0.9	0.08	0.59
M3*0.5	2.88	0.5	2.3387	900	0.815	733.5	2.51	1.84	1.7	0.14	1.10
M3.5*0.6	3.36	0.6	2.7105	900	0.815	733.5	3.91	2.87	2.7	0.17	1.72
M4*0.7	3.83	0.7	3.0722	900	0.815	733.5	5.69	4.17	3.9	0.27	2.50
M5*0.8	4.78	0.8	3.9140	900	0.815	733.5	11.77	8.63	8.3	0.33	5.18
M6*1.0	5.78	1	4.6975	900	0.815	733.5	20.34	14.92	14	0.92	8.95
M8*1.25	7.78	1.25	6.4269	900	0.815	733.5	52.10	38.21	36	2.21	22.93
M10*1.5	9.77	1.5	8.1462	900	0.815	733.5	106.09	77.82	72	5.82	46.69
M12*1.75	11.76	1.75	9.8656	900	0.815	733.5	188.44	138.22	没规定		82.93
M14*1.75	13.74	1.75	11.8456	900	0.815	733.5	326.20	239.27			143.56
M16*2	15.74	2	13.5750	900	0.815	733.5	490.94	360.10			216.06
M18*2	17.71	2	15.5450	900	0.815	733.5	737.19	540.73			324.44
M20*2.5	19.71	2.5	17.0037	900	0.815	733.5	964.81	707.69			424.61
M22*2.5	21.62	2.5	18.9137	900	0.815	733.5	1327.82	973.96			584.37
M24*3	23.58	3	20.3324	900	0.815	733.5	1649.60	1209.98			725.99
M27*3	26.58	3	23.3324	900	0.815	733.5	2492.82	1828.48			1097.09
M30*3.5	29.52	3.5	25.7312	900	0.815	733.5	3343.40	2452.39			1471.43
M33*3.5	32.52	3.5	28.7312	900	0.815	733.5	4654.47	3414.05			2048.43
M36*4	35.47	4	31.1399	900	0.815	733.5	5926.01	4346.73			2608.04
M39*4	38.47	4	34.1399	900	0.815	733.5	7809.03	5727.92			3436.75

10.9级螺丝扭力标准：

螺纹规格	外径 (mm)	牙距 (mm)	牙底径 (mm)	10.9抗拉强度（Mpa)	强度比	扭转强度 (Mpa)	抗扭截面模数	理论扭力 (NM)	扭力国标值 (NM)	相差 (NM)	建议安装力 (NM)
螺纹规格	D	P	d	σ_{b min}	X	τ_B	W_P	M_B	扭力国标值 (NM)	相差 (NM)	S
M1*0.25	0.93	0.25	0.6594	1040	0.79	821.6	0.06	0.046	0.040	0.006	0.028
M1.2*0.25	1.13	0.25	0.8594	1040	0.79	821.6	0.12	0.102	0.092	0.010	0.061
M1.4*0.3	1.34	0.3	1.0152	1040	0.79	821.6	0.21	0.169	0.14	0.029	0.101
M1.6*0.35	1.5	0.35	1.1211	1040	0.79	821.6	0.28	0.227	0.20	0.027	0.136
M2*0.4	1.89	0.4	1.4570	1040	0.79	821.6	0.61	0.50	0.45	0.049	0.299
M2.5*0.45	2.38	0.45	1.8929	1040	0.79	821.6	1.33	1.09	1	0.09	0.66
M3*0.5	2.88	0.5	2.3387	1040	0.79	821.6	2.51	2.06	1.9	0.16	1.24
M3.5*0.6	3.36	0.6	2.7105	1040	0.79	821.6	3.91	3.21	3	0.21	1.93
M4*0.7	3.83	0.7	3.0722	1040	0.79	821.6	5.69	4.68	4.4	0.28	2.81
M5*0.8	4.78	0.8	3.9140	1040	0.79	821.6	11.77	9.67	9.3	0.37	5.80
M6*1.0	5.78	1	4.6975	1040	0.79	821.6	20.34	16.71	16	0.71	10.03
M8*1.25	7.78	1.25	6.4269	1040	0.79	821.6	52.10	42.80	40	2.80	25.68
M10*1.5	9.77	1.5	8.1462	1040	0.79	821.6	106.09	87.16	81	6.16	52.30
M12*1.75	11.76	1.75	9.8656	1040	0.79	821.6	188.44	154.82	没规定		92.89
M14*1.75	13.74	1.75	11.8456	1040	0.79	821.6	326.20	268.00			160.80
M16*2	15.74	2	13.5750	1040	0.79	821.6	490.94	403.35			242.01
M18*2	17.71	2	15.5450	1040	0.79	821.6	737.19	605.67			363.40
M20*2.5	19.71	2.5	17.0037	1040	0.79	821.6	964.81	792.68			475.61
M22*2.5	21.62	2.5	18.9137	1040	0.79	821.6	1327.82	1090.94			654.56
M24*3	23.58	3	20.3324	1040	0.79	821.6	1649.60	1355.31			813.19
M27*3	26.58	3	23.3324	1040	0.79	821.6	2492.82	2048.10			1228.86
M30*3.5	29.52	3.5	25.7312	1040	0.79	821.6	3343.40	2746.94			1648.16
M33*3.5	32.52	3.5	28.7312	1040	0.79	821.6	4654.47	3824.11			2294.47
M36*4	35.47	4	31.1399	1040	0.79	821.6	5926.01	4868.81			2921.28
M39*4	38.47	4	34.1399	1040	0.79	821.6	7809.03	6415.90			3849.54

12.9级螺丝扭力标准：

螺纹规格	外径 (mm)	牙距 (mm)	牙底径 (mm)	12.9抗拉强度（Mpa)	强度比	扭转强度 (Mpa)	抗扭截面模数	理论扭力 (NM)	扭力国标值 (NM)	相差 (NM)	建议安装力 (NM)
螺纹规格	D	P	d	σ_{b min}	X	τ_B	W_P	M_B	扭力国标值 (NM)	相差 (NM)	S
M1*0.25	0.93	0.25	0.6594	1220	0.75	915	0.06	0.05	0.045	0.006	0.031
M1.2*0.25	1.13	0.25	0.8594	1220	0.75	915	0.12	0.11	0.10	0.014	0.068
M1.4*0.3	1.34	0.3	1.0152	1220	0.75	915	0.21	0.19	0.16	0.028	0.113
M1.6*0.35	1.5	0.35	1.1211	1220	0.75	915	0.28	0.25	0.22	0.033	0.152
M2*0.4	1.89	0.4	1.4570	1220	0.75	915	0.61	0.56	0.50	0.055	0.333
M2.5*0.45	2.38	0.45	1.8929	1220	0.75	915	1.33	1.22	1.1	0.12	0.73
M3*0.5	2.88	0.5	2.3387	1220	0.75	915	2.51	2.30	2.1	0.20	1.38
M3.5*0.6	3.36	0.6	2.7105	1220	0.75	915	3.91	3.58	3.3	0.28	2.15
M4*0.7	3.83	0.7	3.0722	1220	0.75	915	5.69	5.21	4.9	0.31	3.12
M5*0.8	4.78	0.8	3.9140	1220	0.75	915	11.77	10.77	10	0.77	6.46
M6*1.0	5.78	1	4.6975	1220	0.75	915	20.34	18.61	17	1.61	11.17
M8*1.25	7.78	1.25	6.4269	1220	0.75	915	52.10	47.67	44	3.67	28.60
M10*1.5	9.77	1.5	8.1462	1220	0.75	915	106.09	97.07	90	7.07	58.24
M12*1.75	11.76	1.75	9.8656	1220	0.75	915	188.44	172.42	没规定		103.45
M14*1.75	13.74	1.75	11.8456	1220	0.75	915	326.20	298.47			179.08
M16*2	15.74	2	13.5750	1220	0.75	915	490.94	449.21			269.52
M18*2	17.71	2	15.5450	1220	0.75	915	737.19	674.53			404.72
M20*2.5	19.71	2.5	17.0037	1220	0.75	915	964.81	882.80			529.68
M22*2.5	21.62	2.5	18.9137	1220	0.75	915	1327.82	1214.96			728.97
M24*3	23.58	3	20.3324	1220	0.75	915	1649.60	1509.38			905.63
M27*3	26.58	3	23.3324	1220	0.75	915	2492.82	2280.93			1368.56
M30*3.5	29.52	3.5	25.7312	1220	0.75	915	3343.40	3059.21			1835.53
M33*3.5	32.52	3.5	28.7312	1220	0.75	915	4654.47	4258.84			2555.30
M36*4	35.47	4	31.1399	1220	0.75	915	5926.01	5422.30			3253.38
M39*4	38.47	4	34.1399	1220	0.75	915	7809.03	7145.26			4287.16

美制螺丝部分

美制螺丝的扭力标准来自ASTM F606/F606M (下载 ASTM F606/F606M.pdf)，标准给出的扭力计算公式如下：

即：

扭矩Mb（以美制为单位）=d³*抗拉强度UTS*0.165
扭矩Mb（以公制为单位）=d³*抗拉强度UTS*0.00014

其中第二条关于公制螺丝计算公式等效于本文上面所述的GB3098.13公式，甚至还更精准一些，为避免重复，下面只计算美制螺丝部分。

以美制5级1/4-20UNC公差等级2A的螺丝为例：

1/4-20UNC螺丝的牙底径：0.1894inch (数据来源：螺纹的大径中径小径表，请自行换算一下公、英制关系）

1/4*20UNC 5级的抗拉强度UTS：120000psi (标准来源：SAE J429，点击下载SAE J429-1999.PDF标准,文档中第3页）

故：

Mb=0.1894³*12000*0.165=134.53 in.lbs

我们将所有规格、等级的美制螺丝扭矩标准列表如下，如前所述，这些参数基本于理论计算值，且忽略掉了一些前置条件，如不适用于螺柱、一字螺钉，十字槽螺钉、螺纹不能小于1/4或大于1寸、螺栓不能超级长…等等，总之你懂的就行。

美制2级螺丝扭力标准（精度2A)：

螺纹规格	牙底径	2级抗拉强度UTS	计算系数	扭矩		建议安装力
inch-牙数	单位 inch	单位psi	计算系数	in.lbs	换算为NM	in.lbs	换算为NM
1-64UNC	0.0538	74000	0.165	1.90	0.21	1.14	0.13
1-72UNF	0.0559	74000	0.165	2.13	0.24	1.28	0.14
2-56UNC	0.0642	74000	0.165	3.23	0.36	1.94	0.22
2-64UNF	0.0668	74000	0.165	3.64	0.41	2.18	0.25
3-48UNC	0.0734	74000	0.165	4.83	0.55	2.90	0.33
3-56UNF	0.0771	74000	0.165	5.60	0.63	3.36	0.38
4-40UNC	0.0814	74000	0.165	6.59	0.74	3.95	0.45
4-48UNF	0.0864	74000	0.165	7.88	0.89	4.73	0.53
5-40UNC	0.0944	74000	0.165	10.27	1.16	6.16	0.70
5-44UNF	0.0972	74000	0.165	11.21	1.27	6.73	0.76
6-32UNC	0.1	74000	0.165	12.21	1.38	7.33	0.83
6-40UNF	0.1074	74000	0.165	15.13	1.71	9.08	1.02
8-32UNC	0.1259	74000	0.165	24.37	2.75	14.62	1.65
8-36UNF	0.1301	74000	0.165	26.89	3.04	16.13	1.82
10-24UNC	0.1394	74000	0.165	33.08	3.73	19.85	2.24
10-32UNF	0.1519	74000	0.165	42.79	4.83	25.68	2.90
12-24UNC	0.1654	74000	0.165	55.25	6.24	33.15	3.74
12-28UNF	0.1724	74000	0.165	62.56	7.06	37.54	4.24
1/4-20UNC	0.1894	74000	0.165	82.96	9.37	49.77	5.62
1/4-28UNF	0.2064	74000	0.165	107.36	12.12	64.42	7.27
5/16-18UNC	0.2452	74000	0.165	180.00	20.32	108.00	12.19
5/16-24	0.2618	74000	0.165	219.09	24.74	131.45	14.84
3/8-16UNC	0.2992	74000	0.165	327.04	36.92	196.22	22.15
3/8-24UNF	0.3243	74000	0.165	416.44	47.02	249.87	28.21
7/16-14UNC	0.3511	74000	0.165	528.46	59.66	317.07	35.80
7/16-20UNF	0.3767	74000	0.165	652.68	73.69	391.61	44.21
1/2-13UNC	0.4069	74000	0.165	822.58	92.87	493.55	55.72
1/2-20UNF	0.4932	74000	0.165	1464.82	165.38	878.89	99.23
9/16-12UNC	0.4617	74000	0.165	1201.70	135.68	721.02	81.41
9/16-18UNF	0.495	74000	0.165	1480.92	167.20	888.55	100.32
5/8-11UNC	0.5152	74000	0.165	1669.72	188.52	1001.83	113.11
5/8-18UNF	0.5575	74000	0.165	2115.68	238.87	1269.41	143.32
3/4-10UNC	0.6291	74000	0.165	3040.01	343.23	1824.00	205.94
3/4-16UNF	0.674	74000	0.165	3738.48	422.09	2243.09	253.25
7/8-9UNC	0.7408	74000	0.165	4963.85	560.43	2978.31	336.26
7/8-14UNF	0.7884	74000	0.165	5983.50	675.56	3590.10	405.33
1-8UNC	0.8492	74000	0.165	7477.31	844.21	4486.39	506.53
1-14UNF	0.9132	74000	0.165	9298.51	1049.83	5579.11	629.90

美制5级螺栓扭力标准（精度2A)：

美制5级螺丝扭力标准

美制8级螺栓扭力标准（精度2A)：

螺纹规格	牙底径	8级抗拉强度UTS	计算系数	扭矩		建议安装力
螺纹规格	单位 inch	单位psi	计算系数	in.lbs	换算为NM	in.lbs	换算为NM
1-64UNC	0.0538	150000	0.165	3.85	0.44	2.31	0.26
1-72UNF	0.0559	150000	0.165	4.32	0.49	2.59	0.29
2-56UNC	0.0642	150000	0.165	6.55	0.74	3.93	0.44
2-64UNF	0.0668	150000	0.165	7.38	0.83	4.43	0.50
3-48UNC	0.0734	150000	0.165	9.79	1.11	5.87	0.66
3-56UNF	0.0771	150000	0.165	11.34	1.28	6.81	0.77
4-40UNC	0.0814	150000	0.165	13.35	1.51	8.01	0.90
4-48UNF	0.0864	150000	0.165	15.96	1.80	9.58	1.08
5-40UNC	0.0944	150000	0.165	20.82	2.35	12.49	1.41
5-44UNF	0.0972	150000	0.165	22.73	2.57	13.64	1.54
6-32UNC	0.1	150000	0.165	24.75	2.79	14.85	1.68
6-40UNF	0.1074	150000	0.165	30.66	3.46	18.40	2.08
8-32UNC	0.1259	150000	0.165	49.39	5.58	29.63	3.35
8-36UNF	0.1301	150000	0.165	54.50	6.15	32.70	3.69
10-24UNC	0.1394	150000	0.165	67.04	7.57	40.23	4.54
10-32UNF	0.1519	150000	0.165	86.75	9.79	52.05	5.88
12-24UNC	0.1654	150000	0.165	111.99	12.64	67.19	7.59
12-28UNF	0.1724	150000	0.165	126.82	14.32	76.09	8.59
1/4-20UNC	0.1894	150000	0.165	168.16	18.99	100.89	11.39
1/4-28UNF	0.2064	150000	0.165	217.62	24.57	130.57	14.74
5/16-18UNC	0.2452	150000	0.165	364.87	41.19	218.92	24.72
5/16-24	0.2618	150000	0.165	444.10	50.14	266.46	30.08
3/8-16UNC	0.2992	150000	0.165	662.92	74.85	397.75	44.91
3/8-24UNF	0.3243	150000	0.165	844.14	95.31	506.49	57.18
7/16-14UNC	0.3511	150000	0.165	1071.19	120.94	642.72	72.56
7/16-20UNF	0.3767	150000	0.165	1323.01	149.37	793.80	89.62
1/2-13UNC	0.4069	150000	0.165	1667.39	188.25	1000.44	112.95
1/2-20UNF	0.4932	150000	0.165	2969.23	335.24	1781.54	201.14
9/16-12UNC	0.4617	150000	0.165	2435.87	275.02	1461.52	165.01
9/16-18UNF	0.495	150000	0.165	3001.86	338.92	1801.12	203.35
5/8-11UNC	0.5152	150000	0.165	3384.56	382.13	2030.74	229.28
5/8-18UNF	0.5575	150000	0.165	4288.54	484.19	2573.13	290.51
3/4-10UNC	0.6291	150000	0.165	6162.18	695.73	3697.31	417.44
3/4-16UNF	0.674	150000	0.165	7578.01	855.58	4546.80	513.35
7/8-9UNC	0.7408	150000	0.165	10061.86	1136.01	6037.11	681.61
7/8-14UNF	0.7884	150000	0.165	12128.72	1369.37	7277.23	821.62
1-8UNC	0.8492	150000	0.165	15156.72	1711.24	9094.03	1026.74
1-14UNF	0.9132	150000	0.165	18848.33	2128.03	11309.00	1276.82

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50 条留言:

匿名说道：

2020年12月28日下午6:07

后续呢？

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1. 云飞扬说道：
  
  2021年11月2日上午9:42
  
  后续在美标里有个例子~自己动手丰衣足食啊兄弟，人家这已经写的很详细了~
  
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匿名说道：

2021年2月23日下午11:46

我也想说。。

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匿名说道：

2021年4月5日下午4:56

M16螺栓，12。9级的安装扭矩好象不对。相比M14相差很小，但比M18差异太大

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匿名说道：

2021年4月7日下午4:47

现在去做这个技术解读的真的太少了，愿意分享出来的更是少之又少。佩服啊。

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1. 匿名说道：
  
  2023年2月16日下午2:51
  
  实业这是国之根本，奈何，知识爆炸也只是垃圾文化盛行
  
  回复
匿名说道：

2021年4月7日下午4:49

现在做这种技术解读的太少了，愿意分享出来的就更少了，佩服楼主，有机会真要认识合作一下。

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匿名说道：

2021年7月7日下午5:50

有两点疑问想请教下，1是相差这一栏数值是那两个数值的差值，2是建议安装力和国标相差有点大，是怎么得出来的。

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1. finesz说道：
  
  2021年7月7日下午8:02
  
  @匿名你好。
  
  1，国标所陈列出来的数据并完全是按理论公式计算的，可能结合了实际测试结果。
  
  2，安装力是另一个课题，不是本页主题，我只是粗略按：破坏扭矩*60%=安装力给出的建议值。
  
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匿名说道：

2021年7月13日下午5:39

有个问题想问下：螺丝等级一般是说4.8、8.8、12.9级，还有一种说0.5T、1.8T、2.4T又是怎么规定的，有标准吗，两者关系是怎样的，谢谢！

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狗蛋说道：

2021年12月9日下午1:43

国标只有8.8级别的强度比
没有4.8级的强度比
你4.8级用的8.8级的强度比，本身就是存在问题的

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1. finesz说道：
  
  2021年12月9日下午1:54
  
  @狗蛋你好。难得你看的这么仔细，其实这个细节特意有说明的，把鼠标划过“强度比”三个字，会弹出说明内容。
  
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  1. 狗蛋说道：
    
    2021年12月13日下午4:51
    
    我是把国标给出的强度比的数值，当做一个等差数列来推算：Rm(抗拉强度)每增加100，强度比减少0.025
    这样算出来4.8级的强度比(X)=0.94
    
    另外4.8的抗拉强度Rm按GB/T 3098.1 ，应该是420MPa，而不是公称值 400。(规定公称值，仅为性能等级标记制度的需要)
    
    建议安装扭矩按这个公式来计算
    Tf=K ·Ff ·d
    K —— 扭矩系数
    Ff ——预紧力
    Tf ——紧固扭矩
    d ——螺纹公称直径
    
    附件:
    
    回复
    1. finesz说道：
      
      2021年12月13日下午11:09
      
      @狗蛋你好。感谢不吝指正。
      
      我也比较赞同你提出的按规律推演4.8级强度比X(应该是介于0.908~0.935之间），虽然这并没有什么依据，但直觉这应更接近实际情况一点。而参考8.8级标准是基于“没有标准就参考最接近的标准”这一标准。现已按X=0.916更新。
      
      抗拉强度已更新。
      
      安装扭矩是个大的课题，各种标准粗糙模棱且相互矛盾。本文实际上回避了这个问题，只是参考性的按60%给出了建议安装力。等有空了再详细整理锁紧力矩。
      
      回复
      1. 狗蛋说道：
        
        2021年12月14日上午9:34
        
        安装扭矩的计算，还有实际安装控制、检测都已经很成熟了；各个汽车主机厂都已经在应用这套体系。
        
        关于抗扭截面模数的计算，应该是d1 min ；取的是外螺纹小径的最小值。
        
        您这边按照 d1min=dmin-1.0825P ；这样计算个人认为这样计算误差会比较大
        
        d1min—— 外螺纹小径的最小值；
        dmin———外螺纹大径的最小值；
        
        回复
        
        finesz说道：
        
        2021年12月15日下午1:15
        
        @狗蛋你好。确实是这样的。改起来太麻烦了，就保留这点差错吧，再说用d1min进行计算也差不多是这个误差。外螺纹底径最小值d1min请参考：外螺纹底的公差尺寸表
        
        回复
      2. 匿名说道：
        
        2023年8月29日上午11:32
        
        你好，强度比只在M3-M10中有明确规定，对于大于M10规格的螺栓则没有明确规定，这个强度比也适用于大规格螺栓么？有依据么？
        
        回复
        
        finesz说道：
        
        2023年8月29日下午1:15
        
        @匿名你好。强度比X并限制螺纹规格，请参考https://www.finesz.com/pic/GB3098.13.pdf，第4页表1
        
        回复

2022/7/20更新：

本文中，我将螺栓的建议安装力设定为螺栓破坏扭矩的60%并不严谨，这是为了出于表达方便，该数据过于粗糙，仅作参考。

具体螺栓锁紧力请参考 QC/T518-2007汽标扭矩或 VDI2230-2015螺栓连接计算

你好！参考QC/T518-2007汽标扭矩。计,10.9级M10粗牙螺丝的紧固扭矩，取螺纹摩擦系数0.2，扭矩系数0.22，得出的扭矩值为75.13N.M，达到最小破坏扭矩的0.86。但是一般紧固扭矩是0.6-0.7倍的最小破坏扭矩。

@南宫十四你好。

QC518规定：紧固扭矩Tf=预紧力*扭矩系数*公称直径，即你说的：

10.9级M10*1.5螺丝紧固扭矩Tf=34150N*0.22*0.01M=75.13NM

该公式中，预紧力和扭矩系数都需要代入摩擦系数。而摩擦系数基本靠猜（个人意见哈），差之毫厘,失之千里，所以我的看法是，按QC158标准来定义锁紧力也不怎么靠谱，还不如直接按60%的破坏扭矩来的爽快。

但是国标的存在还是有其价值的，当双方发生争议的时候，至少有个裁判的尺度。

摩擦系数不是靠猜的，摩擦系数主要和表面处理有关。我记得锁紧力是预紧力减去摩擦力得到的。预紧力有90%用在克服螺纹幅及螺栓头下承接面的。

@匿名你好这里说的“基本靠猜”显然是一种人文关怀的表达方式，意思是说是国标仅仅是参考并不能约束现实中某一螺丝的真实摩擦系列具体还得靠自己凭估，没想到你当真了。

摩擦系数（应为摩擦因素）详见《中国紧固件手册》第2章之《紧固件联接的设计与应用》之《7.2预紧力与拧紧力矩的关系》之《表2.1-28不同涂层、不同润滑状态下的螺纹联接摩擦因数》；以及，《紧固件联接的设计与应用》之《2.2螺栓组联接的受力分析》之《表2.1-4 联接结合面间的摩擦因数》，分别截图如下：

表2.1-28不同涂层、不同润滑状态下的螺纹联接摩擦因数：

涂层	摩擦因数	无润滑	L-AN 油	钙基润滑脂	L-AN 油 +20%MoS2
无涂层	µ	0.40+0.12 -0.08	0.21+0.03 -0.02	0.19+0.02 -0.03	0.13±0.02
无涂层	µn	0.20+0.04 -0.06	0.12±0.02	0.13+0.01 -0.02	0.09+0.01 -0.02
氧化	µ	0.64+0.20 -0.14	0.45 ±0.06	0.44+0.05-0.07	0.18±0.03
氧化	µn	0.34+0.09 -0.14	0.26+0.03 -0.07	0.26+0.03 -0.07	0.09±0.02
镀锌	µ	0.40+0.08 -0.16	0.19+0.01 -0.04	0.17+0.02 -0.03	0.17+0.02 -0.04
镀锌	µn	0.09+0.01 -0.02	0.10+0.02 -0.01	0.09+0.02 -0.01	0.08+0.01 -0.02
磷化	µ	0.20+0.03 -0.05	0.18+0.02 -0.03	0.17±0.02	0.16+0.01 -0.02
磷化	µn	0.10+0.12 -0.01	0.11+0.02 -0.01	0.11±0.02	0.09+0.01 -0.02
镀镉	µ	0.29+0.03 -0.05	0.21+0.04 -0.06	0.18+0.04 -0.03	0.14+0.01 -0.03
镀镉	µn	0.17+0.07-0.05	0.11+0.04 -0.06	0.11+0.02 -0.06	0.06+0.01 -0.02

表2.1-4 联接结合面间的摩擦因数：

被联接件	结合面的表面状态	摩擦因数µ
钢或铸铁零件	干燥的加工表面	0.10 〜0.16
钢或铸铁零件	有油的加工表面	0.06〜0.10
	轧制表面、钢丝刷清理浮锈	0.30〜0.35
钢结构件	涂富锌漆	0.35〜0.40
	喷砂处理	0.45〜0.55
铸铁对砖料、混凝土或木料	干燥表面	0.40〜0.45

匿名说道：

2022年9月5日下午5:03

楼主，我最近查看国标，4.8级的螺栓强屈比是0.8没有问题，国标中有规定的

附件:

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1. 匿名说道：
  
  2022年9月5日下午5:04
  
  标准号为：GB/T 3098.1-2010
  
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  1. finesz说道：
    
    2022年9月5日下午5:43
    
    @匿名你好。GB3098.1-2010是有规定屈强比。屈强比：公称屈服强度与公称抗拉强度的比值，这有什么问题吗？
    
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J说道：

2023年6月6日下午4:19

請問是否可以跟我聯繫，有償
wechat: aurora18

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1. finesz说道：
  
  2023年6月7日上午11:48
  
  @J 你好。有偿沟通？这太令人匪夷所思了。而且你的IP是国外的，很遗憾我不能加你微信，如果你认为我可能会帮到你，可以加我微信18912771062，也没有有偿之说。
  
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JL说道：

2023年7月6日下午4:55

GB3098.13在1.范围中描述到破坏扭矩不适用于内六角紧定螺钉，是什么意思？头型是内六角的不能引用参考此标准吗？为什么？

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1. finesz说道：
  
  2023年7月7日下午8:09
  
  @JL 你好。因为紧定的内六角孔边距不足，同等测试条件下内六角打滑失效。
  
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2. 匿名说道：
  
  2023年8月24日下午2:14
  
  紧定螺钉指的是无头螺钉，内六角在打在螺纹杆里面
  
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匿名说道：

2023年7月28日下午3:06

我就想知道下你各种标准在哪里下载的，经常查国标等标准很不方便，网上下还有水印，你的附件里的都没水印，能分享下下载渠道不

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匿名说道：

2023年8月1日下午5:34

弱弱问下，扭力国标值列也是计算出来的么

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1. 匿名说道：
  
  2023年8月1日下午5:47
  
  明白了，是按最小破坏力矩值，国标上面有
  
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2. finesz说道：
  
  2023年8月24日下午2:27
  
  国标是计算出来的，计算公式为：扭矩Mb=d3（这个3指的是3次方）*抗拉强度UTS*0.00014
  
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toney说道：

2023年10月25日下午2:54

这些扭矩都是根据螺钉的强度来的，难道我们旋螺丝，只要螺丝不坏就行吗，和安装物体的关系呢，比如螺丝连接两个塑料件。

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1. finesz说道：
  
  2023年10月25日下午6:19
  
  @toney 你好。“只要螺丝不坏就行”这个观点肯定是不对的。
  
  首先设计工程师在选型螺丝时通常是以预紧力作为参考，而不是以扭力作为参考。先跟据工程师的经验或其它要素确定预紧力，再跟据预紧力与扭紧力矩之间的关系选多大的、什么级别的螺丝，最后才确定用生实际生产组装的拧紧安装力。换言之，工人在产线看到的装配工艺图上的安装扭力，它对应的背后诉求其实是预紧力。如果你上来就把螺丝拧到极限，那前期工程师的设计岂不是白忙活了。
  
  其次，即使你完全不考虑什么预紧力，只要“只要螺丝不坏”就算行。如果按这个标准，可能肉眼看上去没断，但实际可能超出了螺丝本身的屈服强度、或发生不可逆的塑性形变、或无限接近于本身扭断力矩，那也是隐患。
  
  关于螺丝预紧力，预紧力与扭力之间的关系是另一个课题，简单来说（注意因篇幅关系，以下并不是很严谨）：
  
  预紧力=（0.5~0.7）*屈服强度*螺纹受力截面积
  
  预紧力与拧紧力矩的关系(同上，这里并不严谨)：
  
  拧紧力矩T=K*预紧力*公称直径
  
  基中K是一个经过各种运算过后得出的一个叫拧紧力矩因子的常数，这个运算公式中又涉及一个关键变量要素是支承面摩擦力，所以这个常数是不固定的。
  
  综上，假设两零件要求按8000N的预紧力，则：
  
  预紧力8000N≈0.6*640Mpa（8.8级的屈服强度）*20.8mm²(螺纹截面积)
  
  对比螺纹截面积表得出：20.8mm²最接近的是M6的螺丝。
  
  接下来，拧紧力矩：
  
  拧紧力矩T=0.177(假设为磷化涂油条件下的K常数）*8000N*6mm/1000=8.5NM，对比本文上表中8.8级螺丝M6的扭断力矩13NM，显然8.5NM是个安全值。故8.8级M6螺丝可行。
  
  回到你的问题:
  
  “难道我们旋螺丝，只要螺丝不坏就行吗”——考虑到你是拧塑胶件，以上说的风险应该是没有——（除非螺丝选型非常不合理或螺丝下面加了个大号金属垫圈）。故站在你的角度，“只要螺丝不坏就行”这一观点虽不成立，但可以理解。
  
  “和安装物体的关系呢，比如螺丝连接两个塑料件”——首先这两个塑料件的预紧力你的要求是多少，有了预紧力，再跟据上面的两个公式套用。最终决定螺丝的选型和安装力。
  
  回复
  1. YANG说道：
    
    2023年12月26日下午4:21
    
    你好，我想请教一下Kt值是应用哪份标准呢？
    
    附件:
    
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匿名说道：

2023年11月13日下午3:37

请问螺钉的紧固力矩可以参考螺栓的力矩吗？

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1. finesz说道：
  
  2023年11月14日上午9:58
  
  @匿名你好。不严谨的回答是“可以”。具体还得看是什么螺钉。
  
  回复
planningall说道：

2023年12月5日下午8:32

在这里建议安装扭矩取最小破坏扭矩的0.6，请问这个0.6是否有依据或者规范，或者是一个常用推荐值？（0.7或者0.8行不行？）

（看了上面您对toney的回复，大概明白工业领域选型是这样做的：确定安装所需预紧力；根据预紧力反算强度等级与螺纹截面积组合（会有多种组合，比如8.8级的M10，12.9级的M8）；根据螺栓型号计算拧紧力矩；再根据拧紧力矩验证是否小于破坏力矩。）

对个人用户来说，遇到的可能是完全相反的过程：有个100kg的重物要放，算出来2020铝型材做个架子承重就够了，但是2020铝型材只能用M6的螺栓配合专门的T型螺母（大了放不进沟槽，小了会掉出来），这时候个人用户拿个扭力扳手就想知道需要用多大的扭矩去装螺栓。
（在这里查表，8.8级M6螺栓推荐用8.2NM的扭矩安装）

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匿名说道：

2023年12月21日上午9:38

不同材质的扭矩应该也不一样的。同样8.8级的碳钢和不锈钢，锁紧扭矩应该也是不一样的。

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1. 匿名说道：
  
  2023年12月23日上午8:44
  
  材质以及热处理工艺决定了螺丝等级
  
  回复
匿名说道：

2023年12月21日下午7:32

整理的非常好

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匿名说道：

2024年4月23日上午11:08

太牛了

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匿名说道：

2024年6月12日下午7:29

您好，楼主，我是做自行车组装的，我对于选择螺丝的直径和对应的等级不知道怎么去选择，比如M5螺丝，我选用的应该是8.8？还是10.9，或者12.9？对应固定的部位要求上怎么去识别？您能回复一下我的邮件吗？

回复
1. finesz说道：
  
  2024年6月13日下午3:26
  
  @匿名您好。
  请参考本页留言中第15楼我的回复。并注意这个公式：预紧力=（0.5~0.7）*屈服强度*螺纹受力截面积
  
  1，螺栓直径的选择首先要确定你的预紧力。而预紧力，是由产品设计工程师跟据自己的经验或实验来决定的，换言之，就是你自己决定的。
  
  2，而不同级别螺栓的屈服强度是常量。如果你确定了预紧力，则螺纹受力面积就出来，也就意味着直径确立了。
  
  3，同样以15楼中我的回复为例：如果确定了预紧力8000N，并采用8.8级螺栓，则得出M6是合适的。但如果采用12.9级螺栓的话则：
  
  螺纹截面积=8000N/0.6/1080MPa(12.9级的屈服强度）=12.34mm²,该螺纹截面积匹配为M5的螺纹。
  
  那么问题来了，同样预紧力要求，是选择8.8级M6螺栓，还是12.9级M5螺栓？
  
  一般情况下，12.9级M5螺栓比8.8级M6螺栓贵（注意是“一般情况下”，具体取决于多种因素）。
  
  显然，从你的角度出发，这可能是个品牌定位问题或成本问题，如果是高端自行车则12.9，中、低端自行车则8.8。
  
  以上只是粗略举例，在不同的行业，具体级别的选择还涉及多种因数，如螺栓延展性硬度，区域负载分布，单螺栓与多螺栓，静态与振动……等等，具体请参考VDI2230
  
  －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
  
  “对应固定的部位要求上怎么去识别？”——没看懂这句话是什么意思。
  
  邮件已回。
  
  回复
木叶说道：

2024年10月15日上午11:34

有个疑问请教下，按表上的扭力去拧紧螺丝，明显能感觉螺丝没有很紧固，用手感拧到较为紧固的状态扭力会大很多，但是螺丝螺纹也未损坏。这个参考值的作用是表示拧到这个数值就能达到紧固工件的效果吗？

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1. finesz说道：
  
  2024年10月16日下午12:19
  
  @木叶你好。确实是这样的。
  
  举例以 “ 8.8 M2 内六角螺钉电镀锌，锁在一个足够深的内螺纹工件，且螺钉头的底部端面与工件紧贴合 ”为例，上表中的破坏扭矩为0.37NM；而实际上，采用扭力扳手将这颗螺钉扭断，最大扭力值可能会达到4NM，相差了近十倍。
  
  问题出在哪里？因为：
  
  GB/T3098.3规定螺钉的标准检测方法中，螺钉是悬空的，螺钉拧在一个夹紧的盲孔的内螺纹夹具中，螺钉的头部底端面是不接触这个夹具的，不光不接触，还要预留出至少一个直径的间隔。此时所测的扭矩才是螺纹本身的、真实的扭矩。如下图：
  
  而我们在实际生产装配中，大部分情况下，螺钉头部紧贴工件，在螺钉和内螺纹间甚至夹着多个工件或多个垫圈。此时，扭力扳手施加的扭力大部分变成了夹紧力、摩擦力、热量等，真正传导到螺纹连接处的扭力，可能只有30% 20% 甚至更少，这取决于多种因素，如被夹工件的多少、工件与螺钉的表面粗糙度、润滑程度、垫圈等等。
  
  那么问题来了,当我们讨论一个螺钉的破坏扭矩时，是讨论它的“单纯的、在标准实验状态下的破坏扭矩”，还是在实际应用中的破坏扭矩？
  
  当然是“单纯的、在标准实验状态下的破坏扭矩”，而这，正是所谓的建立标准的意义。
  
  在实际应用中，每个用户的使用场景千变万化；何况有些时候，螺栓的使用场景还真的接近“标准实验状态”，比如很多调节螺钉就是不接触头部的。所以标准是适用所有应场景的、有充分安全系数那个下限值。用句时髦的话说，标准是普世价值。
  
  回到你说的问题。这种情况下，实际安装力远超出了标准破坏扭矩，该如何取舍？这还是要取决用户的验证，如一通验证下来，发现即使安装力超过了标准扭矩也是安全可靠的，那就安装力大点又何防。
  
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匿名说道：

2024年11月1日下午3:54

楼主可以整理一份K常数的表格吗？

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完善一下螺丝的扭力标准

扭力的计算方法：

GB3098.13提供常用规格的扭力参考数据：

50 条留言:

预紧力=（0.5~0.7）屈服强度螺纹受力截面积

拧紧力矩T=K预紧力公称直径

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扭力的计算方法：

GB3098.13提供常用规格的扭力参考数据：

50 条留言:

预紧力=（0.5~0.7）*屈服强度*螺纹受力截面积

拧紧力矩T=K*预紧力*公称直径

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预紧力=（0.5~0.7）屈服强度螺纹受力截面积

拧紧力矩T=K预紧力公称直径

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