公英制螺纹简介及对照

公制、英制和美制螺纹的简介及对照目录一、螺纹的一般知识 (2)1、普通螺纹 (2)2、传动螺纹 (2)3、密封螺纹 (2)二、常见螺纹标准的简介 (3)三、公制与美制螺纹的性能等级对照 (6)1、米制螺纹的机械性能 (6)2、英美紧固件机械性能 (11)四、米制普通螺纹与统一螺纹（美制）和惠氏螺纹（英制）的尺寸对照 (16)五、密封螺纹 (18)六、螺纹旋合长度以及螺纹底孔深度的确定 (23)七、常用螺纹标准 (25)一、 螺纹的一般知识螺纹是一种在固体外表面或内表面的截面上，有均匀螺旋线凸起的形状。

根据其结构特点和用途可分为三大类：1、普通螺纹：牙形为三角形，用于连接或紧固零件。

普通螺纹按螺距分为粗牙和细牙螺纹两种，细牙螺纹的连接强度较高。

2、传动螺纹：牙形有梯形、矩形、锯形及三角形等。

3、密封螺纹：用于密封连接，主要是管用螺纹、锥螺纹与锥管螺纹。

螺纹的主要几何参数： d ——螺纹大径 d1——螺纹小径 d2——螺纹中径 p ——螺距 n ——线数 S ——导程 λ——螺纹升角 α——牙型角 β——牙型斜角旋向 见图 1和图 2图 2图 1二、常见螺纹标准的简介目前常见的螺纹标准有以下：ISO—国际标准GB—中国国家标准（国标）ANSI—美国国家标准（美标）ASME—美国机械工程师协会标准DIN—德国国家标准（德标）JIS—日本国家标准（日标）BSW—英国国家标准GB—国家标准是我国众多标准中的一种，另外还有行业标准，专业标准和部门标准等。

国家标准又分：GB（强制性标准）和GB/T（推荐性标准）以及GBn（国家内部标准）等。

我们平常看到的像GB30，GB5783等等都是强制性的标准。

就分类特点而言，中国、欧盟、法国、德国和俄罗斯标准体系分类较细,同一类型的紧固件会一般按全螺纹和半螺纹，粗牙和细牙等分属不同标准，如ISO中六角头螺栓就分ISO4014，ISO4017，ISO4015，ISOSO8765等六个标准。

美国和日本分类较粗，如ANSI/ASMEB 18.2.1“方头和六角头螺母和螺钉”就包括了方头和六角头的各种螺丝，相当于ISO的8个标准或品种。

英国和澳大利亚产品标准体系分三类，第一类采用英国标准体系，第二类采用美制标准，第三类等同采用ISO标准。

国际、欧盟、德国、中国、俄罗斯及美国紧固件标准是将紧固件通用技术要求，如机械性能、尺寸公差、表面缺陷等制定为独立的基础标准，如ISO 898-1、ISO 4042等；英国、澳大利亚及日本是将紧固件产品的型式尺寸与技术要求，在同一产品标准中规定，而没有（或很少有）独立的基础标准。

很多国家会将别国（组织）的标准等同采用为自己的国家标准，其中ISO标准近年来普遍被各国所采用，例如：德国广泛采用ISO 和EN标准，其紧固件有四种“标准编号”形式：DIN、DIN ISO、DIN EN、DIN EN ISO，根据DIN EN ISO 4042-2001这个标准所陈述的电镀规范生产的紧固件就是同时符合ISO、DIN和EN要求的。

以上几种标准除了一些基本尺寸如头部对边、头部厚度等的不同以外，最主要的是螺纹部分的不同。

GB、DIN、JIS等的螺纹都有是以MM（毫米）为单位，统称为公制螺纹。

另像ANSI、ASME等的螺纹是以英寸为单位的称为美标螺纹。

除了公制螺纹和美制螺纹外还有一种BSW—英制标准,其螺纹也是以英寸为单位，俗称惠氏螺纹。

公制螺纹是以MM（毫米）为单位，它的牙尖角为60度。

美制螺纹和英制螺纹都是以英寸为单位的。

美制螺纹的牙尖角也是60度，而英制螺纹的牙尖角为55度。

由于计量单位的不同，导致了各种螺纹的表示方法也不尽相同。

公制螺纹的标记如图 3所示：图 3美制统一（UN）螺纹的标记如图 4所示：图 4英制螺纹的标记如图 5所示：图 5最早的米制普通螺纹标准来源于美国国家螺纹（N）的米制化。

米制普通螺纹一直与美制螺纹（过去的N螺纹，现在的UN统一螺纹）在螺纹牙型方面保持一致。

20世纪80年代初，ISO提出的米制普通螺纹公差值来源于德国和俄罗斯米制普通螺纹与美制统一螺纹三者公差的平均值，并且按基本偏差和公差等级形式规定了新的米制普通螺纹公差体系。

从而使ISO米制普通螺纹的公差带种类远远对于美制统一螺纹的公差带种类。

德国和法国等欧洲国家（不含英国）是米制普通螺纹的积极倡导者。

它们借助公制单位被确定为世界法定计量单位及掌握ISO标准化技术委员会秘书处的有利时机，奠定了米制普通螺纹在国际市场的主导地位。

我国采用俄罗斯标准于1956年首次颁布米制普通螺纹标准；1963年采用ISO米制普通螺纹新牙型，第一次修订了米制普通螺纹标准；2003年第三次修订的米制普通螺纹标准较1981年版标准没有发生本质性的技术改变，新标准是对前一版本在技术内容方面的进一步完善和调整，是向ISO标准的进一步靠拢。

三、公制与美制螺纹的性能等级对照机械性能涵盖了抗压、抗拉强度，抗扭矩性能，表面硬度，芯部硬度等指标，由于紧固件种类繁多，所以因使用目的而各有侧重。

1、米制螺纹的机械性能现行标准有：ISO 898系列（碳钢和合金钢制造的螺栓、螺钉、螺柱、螺母和紧定螺钉机械性能），ISO 3506系列（不锈钢制造的螺栓、螺钉、螺柱、螺母、紧定螺钉和自攻螺钉机械性能），ISO 8839（有色金属制造的螺栓、螺钉、螺柱和螺母）。

米制机械性能等级的标记制度：ISO 898-1对螺栓、螺钉和螺柱的机械性能分为10个等级，并分别标记为3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9 和12.9。

其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。

材质，从一般的低碳钢、中碳钢再到合金钢，可以根据不同性能等级要求，选择适合的钢材，常用的4.8-6.8 可以用35#、45#、1045、10B21、1035、S45C、30Cr、40Cr等；8.8级及以上等级可用45#、40Cr、35CrMo、42CrMo、SCM440、SCM435、10B45、10B38等钢材，见图 6。

图 61.硼的含量可达0.005%，其非有效硼可由添加钛和(或)铝控制。

2.这些性能等级允许采用易切钢制造，其硫、磷、铅的最大含量为：硫0.34%；磷0.11%；铅0.35%。

3.为保证良好的淬透性，螺纹直径超过20mm的紧固件，需采用对10.9级规定的钢。

4.含碳量低于0.25%（桶样分析）的低碳硼合金钢的锰最低含量为：8.8级0.6%；9.8、10.9、10.9级0.7%。

5.该产品应在性能等级代号下增加一横线标志，其应符合10.9级规定的所有性能，而较低的回火温度对其在提高温度条件下，将造成不同程度的应力削弱。

6.用于该性能等级的材料应具有良好的淬透性，以保征紧固件螺纹截面的芯部在淬火后，回火前获得约90%的马氏体组织。

螺栓性能等级标号有两部分数字组成，分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。

例如，性能等级4.6级的螺栓，其含义是：（1）螺栓材质公称抗拉强度达400MPa级；（2）螺栓材质的屈强比值为0.6；（3）螺栓材质的公称屈服强度达400×0.6=240MPa级性能等级10.9级高强度螺栓。

其材料经过热处理后，能达到：（1）螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa级；（2）螺栓材质的屈强比值为0.9；（3）螺栓材质的公称屈服强度达1000×0.9=900MPa级。

螺栓性能等级的含义是国际通用的标准，相同性能等级的螺栓，不管其材料和产地的区别，其性能是相同的，设计上只选用性能等级即可。

ISO 898-1规定了螺栓、螺钉和螺柱各性能等级的钢种和最低回火温度，对螺栓、螺钉和螺柱机械和物理性能做了详细规定和说明，见表 1。

表 1由于不锈钢机械性能与碳钢不同，特别是大多数不、锈钢都不能进行淬火回火，因此不锈钢外螺纹紧固件机械性能标记制度、性能指标与碳钢有很大差异，所以引入了材料组别的概念。

不锈钢螺栓、螺钉和螺柱机械性能等级的标记由“-”短划隔开的两部分组成。

第一部分标记钢的组别，第二部分标记性能等级。

钢的组别（第一部分）的标记由字母和一个数字组成。

字母表示钢的类别，数字表示该类钢的化学成分范围（见图 7）。

其中：A——奥氏体钢；C——马氏体钢；F——铁素体钢。

性能等级（第二部分）标记由两个数字组成，并表示紧固件抗拉强度的1/10。

如常见的A2-70表示奥氏体A2组不锈钢，最小抗拉强度为700MPa。

图 7ISO 8839规定的有色金属制造的螺栓、螺钉、螺柱和螺母性能等级的标记代号包括CU1、CU2、CU3、CU4、CU5、CU6、CU7、AL1、AL2、AL3、AL4、AL5、AL6。

有色金属制造的螺栓、螺钉、螺柱和螺母性能等级的标记代号由字母及数字两部分组成，字母与有色金属材料化学元素符号的字母相同；数字表示性能等级序号。

以上几类之外其他紧固件的性能标准ISO 2320：1997“有效力矩型钢六角锁紧螺母机械和工作性能”（GB/T 3098.9-2002等同采用），ISO 2702：1992“热处理钢自攻螺钉机械性能”（GB/T 3098.5-2000等同采用），ISO 7085：1999“表面淬硬并回火的米制自挤螺钉机械和工作性能要求”（GB/T 3098.7-2000等同采用），ISO 14589：2000“盲铆钉－机械试验”（GB/T3098.18－2000 等同采用）。

2、英美紧固件机械性能美国和英国标准自成体系，机械性能与ISO、EN 等标准完全不同。

美国紧固件机械性能标准分别以ASTM美国材料试验协会、ASME美国工程师协会、SAE汽车工程师协会和IFI工业紧固件协会的标准颁布；英国紧固件机械性能又分为三种情况：英国的美制性能标准、英国的米制性能标准、英国的本土性能标准。

要特别注意区分英国标准中三种的不同内容与要求。

美国紧固件标准与ISO、DIN、GB/T不同，看似没有规律、无章可循，实际上体系完整、分工有序；看似很自由随意，实际上很细密严谨。

ISO紧固件性能标准大多集中在ISO 898，DIN紧固件性能标准大多集中在DIN 267，GB/T紧固件性能标准大多集中在GB/T 3098。

而美国紧固件标准不是这样，它有自己的体系。

美国标准的体系是以行业协（学）会标准为基础，例如美国机械工程师协会（ASME），分管的是产品的型式、尺寸、螺纹等方面的标准。

当ASME标准升格为美国国家标准时，标准代号则冠以ASME/ANSI。

在紧固件产品中，螺栓、螺母、螺钉、垫圈等的型式、尺寸标准及螺纹标准有ASME/ANSI B18.2.1、ASME/ANSI B18.2.2、ASME/ANSI B18.6.3、ASME/ANSI B1.1，就是由美国机械工程师协会制定的美国国家标准。