在工業現場,螺絲、螺帽與墊片(統稱扣件,Fastener)是用量最大、最容易被忽視的零組件。採購人員習慣「照圖號訂貨」或「用差不多的代替」,但實際上,同樣是 M10 螺栓,碳鋼 4.8 級與 10.9 級的抗拉強度相差逾 2.5 倍;A2-70 與 A4-80 不鏽鋼雖外觀幾乎相同,但在含氯環境下耐腐蝕性卻天差地別。
選錯扣件的代價,輕則鬆脫導致設備停機,重則結構失效引發工安事故。本文從工業採購的實務角度,系統性整理扣件的材質分類、強度等級代號解讀與應用場合對照,附完整數據表供直接參考。
工業用扣件的基礎材質主要分為三大類,各有其適用場域與限制:
1. 碳鋼(Carbon Steel)
最常見的扣件材質,依含碳量與合金成分可再細分。優點是強度高、成本低、加工性佳;缺點是耐腐蝕性差,必須搭配表面處理使用。
2. 不鏽鋼(Stainless Steel)
含鉻量 ≥ 12% 的合金鋼,具備優異的耐蝕性。強度略低於高強度碳鋼,但在潮濕、食品、化工等環境下為首選。奧氏體系列(如 SUS304、SUS316)無磁性,馬氏體系列(如 SUS410)有磁性且可熱處理硬化。
3. 合金鋼(Alloy Steel)
在碳鋼基礎上添加 Cr、Mo、Ni 等元素,用於製造 10.9 級、12.9 級超高強度螺栓。常見鋼種包括 SCM435(鉻鉬鋼)、40Cr 等。
碳鋼螺栓的強度等級標示由兩個數字組成,以「小數點」分隔:
例如 8.8 級:抗拉強度 = 800 MPa;屈服強度 = 800 × 0.8 = 640 MPa
| 強度等級 | 公稱抗拉強度 (MPa) | 最小屈服強度 (MPa) | 最小抗拉強度 (MPa) | 建議應用場合 | 常用鋼種 | 重要備註 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | 400 | 非結構性螺栓、一般建材連接 | 熱軋低碳鋼(Q235) | 延展性佳,市場已較少見,多被 4.8 取代 |
| 4.8 | 400 | 320 | 420 | 一般機械、民用設備、非結構連接 | 低碳鋼(冷作硬化) | 冷作成型,強度略高於 4.6 |
| 5.8 | 500 | 420 | 520 | 中輕載荷設備組裝 | 低碳鋼(冷作硬化) | 冷作硬化等級,不可與 8.8 混用於相同場合 |
| 6.8 | 600 | 480 | 600 | 中等強度設備組裝 | 中碳鋼(冷作硬化) | 冷作硬化等級,強度來自加工非熱處理 |
| 8.8 | 800 | 640 | 800 | 工業機械標準首選等級、通用高強度場合 | 35、45 號鋼(淬火回火) | 台灣工業現場最通用規格 |
| 9.8 | 900 | 720 | 900 | 小直徑高強度螺栓 | 中碳鋼 | ⚠️ ISO 898-1 明訂:僅適用 d ≤ 16mm,禁用於大直徑 |
| 10.9 | 1000 | 900 | 1040 | 重型機械、壓力容器、模具夾持 | SCM435、40Cr(淬火回火) | 電鍍後需做去氫處理,避免氫脆風險 |
| 12.9 | 1200 | 1080 | 1220 | 航太、賽車、精密工具機關鍵部位 | SCM435、42CrMo(淬火回火) | ⚠️ 氫脆高風險等級:電鍍後必須去氫,建議改用達克羅或磷化處理 |
⚠️ 採購注意①:8.8 級以上螺栓必須搭配相對應強度等級的螺帽(8.8 配 8 級螺帽,10.9 配 10 級螺帽)。混用低等級螺帽時,螺紋會先行剪斷而非螺栓斷裂,破壞徵兆更難察覺,危險性更高。