內螺紋緊固件的選型原則及要點

之前在講客戶需求識別時，講到了緊固件的選型條件，分別是標準、等級、尺寸和鍍層，因此在針對內螺紋緊固件的選型時，這四點也應該是我們首要考慮的一些方面。

內螺紋緊固件一般也可看做是螺母或螺帽，是最常用的緊固件之一，所以選型正確的重要性不可小覷。

在實際應用中，如果螺母選型錯誤，緊固連接會有三種失效形式：

當螺紋旋合長度足夠，螺栓螺母材料強度足夠時，螺栓會發生斷裂；
當螺紋旋合長度較短，螺母材料強度較高時，螺紋連接會發生外螺紋滑牙；
當螺紋旋合長度較短，螺母材料強度較低時，螺紋連接會發生內螺紋滑牙。

由此可以看出錯誤的螺母選型將加快緊固連接的失效速度，減少螺母和螺栓的使用壽命。

由于螺栓和螺母在安裝擰緊后的扭-拉復合作用下，其極限夾緊力的公式如下：

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因此可以看出對于螺母的選型，主要考慮因素是：性能等級、硬度、高度、螺紋、公差、對邊寬度、倒角高度、螺距等。

再結合工程應用特點，可以提出螺母的通用選型原則圍繞材質、標準、性能等級和規格以及表面處理這四項進行。

首先要確定螺母的材質，內螺紋緊固件常見的材質通常為碳鋼、不銹鋼以及一些有色金屬，不同材質的螺母所能適應的應用環境不同，例如：碳鋼螺母不能長時間處于潮濕、酸性、堿性、高溫以及腐蝕環境下，但不銹鋼螺母對這些環境卻適應良好，所以在選型時可以先根據螺母的使用環境來決定其材質，縮小選型的范圍。

碳鋼螺母不能再酸堿鹽腐蝕等極端環境下長期使用，所以需要對其進行表面處理來提升防腐性能，常用使用溫度在-50℃~150℃之間，根據含碳量，常用碳鋼螺母可以分為低碳鋼、中碳鋼和合金鋼三種，其中中碳鋼和合金鋼都可通過熱處理來改變材料的硬度。

不銹鋼螺母可以在蒸氣、酸堿鹽溶液以及其他極端惡劣的使用環境下正常使用，常用于薄型六角螺母和1型六角螺母的材質。

常見有色金屬螺母可分為銅類和鋁類這兩種，銅類由于導電性良好，通常用于電工和電子行業；鋁類由于材質輕，常用于航空航天以及汽車行業。

螺母選型除了需要確定材質，其次就是螺母的標準，在確定螺母的標準之前，我們先要確定標準是國家標準還是國外標準又或者是行業標準，通常我們更多會使用國標，所以以下也用國標作為說明：

碳鋼螺母的標準與等級關系如表1所示，不銹鋼螺母的標準與等級如表2所示。

螺母選型時還需要注意的是螺母的性能等級和規格。

對于碳鋼螺母，碳鋼的標準是為GB/T 3098.2（ISO 898-2），其常用強度等級與螺栓等級之間關系如表1所示；

不銹鋼的標準為GB/T 3098.15（ISO 3506.2），常用強度等級與螺栓等級之間關系如表2所示；

有色金屬的標準為GB/T 3098.10，常用強度等級和螺栓等級之間關系如表3、4所示，其中表3是指國家標準中涉及有色金屬螺母標準與性能等級關系，通過表3結合實際使用的受力要求，可以確定其具體性能等級和規格，等級和規格確定后可以繼續確定其具體材質牌號，相應性能等級與材質之間的關系就是表4；

還有其他材質的螺母可以根據螺母設計指南，結合工作部位的受力要求，選用合適的等級和規格并確認材質牌號。如在高溫和低溫條件下使用的緊固件、鎳合金鋼類緊固件，根據材質的種類其保證應力參照相應標準，碳鋼和合金鋼類參照GB/T 3098.2，不銹鋼類參照GB/T 3098.15，有色金屬類參照GB/T 3098.10等。

在計算螺母性能載荷后，我們還要注意在擰緊過程中，螺栓的斷裂載荷會降低15%~20%。