【专业知识】高强度螺栓又叫高强度摩擦预紧螺栓，这些你知道吗？

一颗高强度螺栓就像阿基米德发现的能够撬动地球的杠杆一样，其连接作用可谓“四两拨千斤”。

表面上高强度螺栓产值只占机械行业的百分之几，实质上，它带给关键构件和装备的附加值比想象中要高得多。今天我们从最基本的概念入手，带你重新认识高强度螺栓，可能会颠覆你最基本的认识。

一、什么是高强度螺栓

高强度螺栓英文简称：HSFG，译为：高强度摩擦预紧螺栓。在日常沟通中，仅仅是简略了“摩擦（Friction）”“预紧（Grip）”两个词，却造成了许多工程技术人员对高强度螺栓基本定义的理解，产生了误区。

误区一：材料等级超过8.8级的螺栓，就是“高强度螺栓”？

高强度螺栓和普通螺栓的核心区别并不在于使用材料的强度，而是受力的形式。本质是是否施加预紧力，并利用静摩擦力抗剪。

实际上在英标规范，美标规范中提到的高强度螺栓（HSFG BOLT）只有8.8级和10.9级两种（BS EN 14399 / ASTM-A325&ASTM-490），而普通螺栓却有包含有4.6，5.6，8.8，10.9，12.9等（BS 3692 11款表2）；由此可见，材料强度高低并不是区别高强度螺栓与普通螺栓的关键。

误区二：高强度螺栓的承载能力高于普通螺栓，是为“高强”？

由单个螺栓的计算可知，高强度螺栓抗拉和抗剪的设计强度均低于普通螺栓。其高强实质是：正常工作时，节点不允许发生任何相对滑移，即：弹塑性变形小，节点刚度大。

高强度螺栓之强，并非在于其本身的承载能力设计值，而是表现于其设计节点的刚度大，安全性能高，抗破坏的能力强。

二、高强度螺栓规格

国内常用的高强度螺栓分为 ASTM 及 JIS 规格。通常用的 ASTM 高强度螺栓有 A325 及 A490 两种，具体使用情况如表一所示。

表一  ASTM 高强度螺栓通用情况

表二  ASTM高强度螺栓机械性能

图一  JIS F10T圆头型扭矩控制高强度螺栓

材料强度不同，F系列又分为 F8t、F10t 及 F11t 三种，s系列则分成 s8t 及 s10t 二种，其中 F11t 材质因品质较不易控制，仅部分制造商有制造生产资质，其材料强度如表三所示。

表三  JIS 高强度螺栓材料强度

JIS 螺栓直径以 mm 为单位，一般常用的直径规格在 12mm 至 24mm 之间。有过去的热浸镀锌经验可知，高强度螺栓在热浸镀锌前处理酸洗过程中会吸收氢氧，因此会产生延迟破坏现象，延迟破坏就是高强度螺栓紧固一段时间后发生突然断裂现象，这是因为金属结晶内蓄含的氢氧压力过大的结果。

螺栓的外观如图二所示，螺栓在螺栓头会标识其种类，如图三及四所示，以方便使用及施工管理。

图二  螺栓外观及尺寸

图三  螺栓外观及尺寸

图四  JIS 高强度螺栓之标示

螺栓需配合螺帽及垫圈使用，螺栓、螺帽加上垫圈组成螺栓组，表四及表五分别为 ASTM 及 JIS 高强度螺栓组的组合。耐候钢材应该配合耐候型螺栓、螺帽及垫圈使用。

表四  ASTM 高强度螺栓组

 注：螺帽除A563-B外，其余皆为重型六角形螺栓。

表五  JIS 高强度螺栓组 

普通螺栓可重复使用，高强度螺栓不可重复使用。高强度螺栓多应用在汽车、桥梁、钢轨、高压及超高压设备的连接。目前其在安全稳定方面起到了无可替代的作用。

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