螺栓类型：螺栓头、螺纹及应用完整指南

指南
作者泰拉皮德
2026/02/06

螺栓是机械、结构和工业应用中必不可少的紧固件。本指南将介绍最常见的螺栓类型，重点讲解螺栓头、螺纹类型和实际应用。学习如何识别、比较和选择合适的螺栓，以确保强度、安全性和长期可靠性。

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螺栓是什么？

螺栓是一种机械紧固件，通过施加夹紧力将两个或多个部件连接在一起。在大多数应用中，螺栓与螺母（有时还与垫圈配合使用）共同形成牢固的承载连接。螺栓广泛应用于结构、机械和工业装配中，这些场合对强度、可靠性和易用性都有很高的要求。

与通常直接拧入材料的螺钉不同，螺栓通常穿过预钻孔，并依靠螺母来实现适当的预紧力。这使得螺栓更适用于需要精确控制夹紧力、重复装配或高结构完整性的应用。

在工程实践中，螺栓通常用于：

安全结构部件和框架
组装机械和设备
便于拆卸以进行维护或更换
安全地在各部件之间传递拉伸和剪切载荷

由于螺栓在载荷传递和连接完整性方面起着至关重要的作用，因此选择正确的螺栓类型对于性能和安全都至关重要。

螺栓的主要组成部分

标准的螺栓组件由几个关键部件组成，每个部件都承担特定的机械功能。了解这些部件有助于工程师评估其承载能力、安装方法和长期可靠性。

螺栓头

螺栓头是安装过程中施加扭矩的表面，它还能将夹紧力均匀分布在接触面上。根据工具的使用便利性、空间限制和负载要求，可以选择不同的螺栓头样式。

螺栓杆（轴）

螺栓杆是螺栓体上无螺纹或部分带螺纹的部分。其直径直接影响螺栓的剪切强度。在许多结构应用中，螺栓杆而非螺纹被设计用来承受剪切载荷。

Threads

螺纹将施加的扭矩转化为夹紧力。螺纹类型、螺距和啮合长度会影响预紧力控制、抗振性和整体连接强度。粗螺纹通常适用于一般用途，而细螺纹则在精密应用中提供更好的载荷控制。

螺母

螺母与螺栓螺纹配合，产生并维持夹紧力。正确选择螺母对于防止松动、滑丝或载荷分布不均至关重要。

垫圈

垫圈用于分散载荷、保护配合面并提高预紧力的一致性。在某些情况下，它们还有助于防止因振动或热循环引起的松动。

按头部样式分类的螺栓类型

螺栓头样式决定了扭矩的施加方式、载荷分布以及螺栓是与表面齐平还是突出于表面。选择正确的螺栓头对于装配效率、结构完整性和维护便利性至关重要。在工程应用中，螺栓头样式的选择通常取决于工具间隙、空间限制和所需的夹紧力。

六角头螺栓

六角头螺栓是机械和结构装配中最常用的螺栓类型。其六角形头部便于使用标准扳手或套筒进行拧紧和松开，使其成为需要高扭矩应用的理想选择。六角头螺栓广泛应用于建筑、机械、汽车零部件和工业设备等领域，尤其是在强度、可靠性和易于维护至关重要的场合。

内六角圆柱头螺栓

内六角圆柱头螺栓专为空间有限、工具操作受限的应用而设计。这类螺栓采用圆柱形头部和内六角驱动设计，可在保证高夹紧力的同时，最大限度地减少头部间隙。它们常用于精密机械、工装夹具和自动化设备等对结构紧凑和紧固强度要求极高的应用场合。

平头螺栓

平头螺栓的头部呈沉头状，安装后可与表面齐平或低于表面。这种设计非常适合需要光滑表面以确保安全、功能性或美观的应用场合。平头螺栓常用于精密装配、运动部件以及凸出紧固件可能干扰操作的场合。

圆头螺栓

圆头螺栓的头部低矮圆润，外观简洁，同时强度足以满足中等负载应用的需求。其光滑的圆顶形头部可减少钩挂，提升视觉美感，因此适用于既注重功能又注重外观的可见组件、外壳和面向消费者的产品。

马车螺栓

马车螺栓的特点是圆头和头下方的颈部，这种设计可以防止螺栓在安装过程中旋转。这种自锁特性使其在木材和软质材料中尤为有效，因为在这些材料中，螺栓头的安装位置可能较为狭窄。马车螺栓广泛应用于木结构、家具、围栏和轻型结构连接中。

按螺纹类型划分的螺栓类型

螺栓螺纹在载荷分布、夹紧力和抗松动性方面起着至关重要的作用。选择正确的螺纹类型可以提高连接的可靠性，尤其是在振动或动态载荷下。

最常见的螺栓螺纹类型包括：

粗牙螺栓

粗螺纹更容易组装，对污垢或轻微损伤的容忍度更高，并且在铝或木材等较软的材料中表现良好。它们广泛应用于通用和结构应用中。

细牙螺栓

细螺纹具有更高的抗拉强度和更好的抗振动松动性能。它们常用于精密机械、汽车和航空航天等领域，这些领域对预紧力的控制要求非常高。

公制螺纹与英制螺纹

公制螺纹（ISO）在全球范围内广泛使用，而英制螺纹（UNC/UNF）在北美仍然很常见。对于国际制造和数控加工而言，确认螺纹标准对于避免装配问题至关重要。

按功能和应用分类的螺栓类型

螺栓的分类通常基于其功能而非单纯的几何形状。这种方法反映了紧固件与连接材料的相互作用以及其设计承受的载荷类型。对于工程师和采购人员而言，基于应用的分类通常是最实用的起点。

典型的功能性螺栓类型包括：

地脚螺栓

锚栓用于将设备、框架和结构构件固定到混凝土基础上。它们的主要作用是将拉力和剪切力传递到混凝土中，因此对于机械底座、结构柱、货架和支撑支架至关重要。锚栓的选择通常取决于荷载方向、边缘距离、安装方法（预埋、膨胀或化学固定）以及混凝土是否可能开裂或振动。

膨胀螺栓（膨胀螺钉）

木螺栓是一种重型紧固件，主要用于木材与木材或木材与金属的连接。它们通常采用粗螺纹，以便有效地咬合木纤维，无需螺母即可直接安装到预钻孔中。木螺栓广泛应用于木结构、安装支架、横梁和需要高保持力的重型固定装置中。选择木螺栓的关键因素包括杆径、螺纹啮合深度和耐腐蚀性（适用于户外环境）。

吊环螺栓

吊环螺栓专为起重、索具和货物搬运应用而设计，可为吊钩、钢缆或链条提供牢固的连接点。它们常用于机械搬运、起重系统和维护吊点。吊环螺栓的选择必须基于额定载荷能力、载荷方向（直线或斜向）和安全要求。在关键的起重应用中，使用额定载荷合适的螺栓并采用正确的安装方法至关重要。

U型螺栓

U型螺栓是U形紧固件，两端带有螺纹，主要用于将管道、管材和其他圆形部件固定到框架、支架或支撑件上。它们广泛应用于管道系统、汽车排气系统安装、结构支撑和工业设备安装中。U型螺栓的选择通常取决于管道直径、所需的夹紧力、基材以及环境（室内或室外、腐蚀性环境）。

盲螺栓

盲孔螺栓专为单侧安装而设计，适用于接头背面无法触及的情况，例如空心型材、管状框架或封闭式组件。它们广泛应用于钣金组件、航空航天结构以及涉及封闭型材的应用。盲孔螺栓的选择取决于夹持范围（材料堆叠厚度）、所需承载能力和基材类型，无需背面工具即可确保可靠的紧固。

Types of Anchor Bolts for Concrete

锚栓是将结构或机械部件的荷载传递到混凝土中的关键紧固件。正确的选择取决于荷载方向、安装方法以及锚栓是在混凝土养护前还是养护后安装。

混凝土常用锚栓类型包括：

预埋式锚栓

预埋式锚栓在混凝土浇筑前安装，待混凝土凝固后永久嵌入混凝土中。由于锚栓完全融入混凝土结构，因此这种类型的锚栓具有优异的承载能力和长期稳定性。预埋式锚栓常用于结构基础、重型机械底座和立柱等需要高抗拉强度和抗剪强度且未来无需拆除的部位。

楔形锚栓

楔形锚栓是一种膨胀型锚栓，专为实心混凝土应用而设计。拧紧螺栓时，楔形部分会膨胀并紧贴混凝土，从而形成牢固的机械固定。这类锚栓非常适合承受较大的静载荷，广泛用于固定设备、支架和结构部件，尤其适用于对固定强度要求极高的场合。

套筒锚栓

套筒式锚栓带有膨胀套筒，使其适用于更广泛的基材，包括混凝土、砖和砌体。其多功能设计使其适用于需要在不同基材上保持稳定紧固性能的中等载荷紧固应用。套筒式锚栓常用于安装固定装置、框架和轻型结构构件。

化学锚栓

化学锚栓利用粘合剂而非机械膨胀将螺纹杆或螺栓固定在混凝土内部。这种方法可在不引起基材膨胀应力的情况下提供高承载能力，因此化学锚栓非常适合用于开裂混凝土、近距离边缘或易振动环境。它们常用于高荷载结构应用和抗震装置。

膨胀螺栓的类型及其用途

膨胀螺栓，也常被称为膨胀螺钉，是一种重型紧固件，主要用于木材与木材或木材与金属的连接。与普通螺栓不同，膨胀螺栓通常直接拧入材料中，无需螺母。

标准型膨胀螺栓

标准木螺钉（也常被称为膨胀螺栓）是一种重型紧固件，主要用于木材与木材或木材与金属的连接。它们通常采用粗螺纹，以便牢固地咬合在木材纤维上，安装时无需螺母，直接拧入预先钻好的孔中即可。标准木螺钉广泛应用于一般建筑、框架结构、支架和安装五金件等领域，尤其适用于需要中等至高强度保持力的场合。

结构螺栓

结构用膨胀螺栓专为更高的承载能力和更严苛的结构连接而设计。与标准膨胀螺栓相比，它们具有更优异的强度性能，常用于对设计规范或额定载荷有严格要求的场合。典型应用包括木结构连接、托梁以及需要稳定夹紧力和长期连接可靠性的关键承重节点。

不锈钢膨胀螺栓

不锈钢螺栓比碳钢螺栓具有更好的耐腐蚀性，因此是户外结构、沿海环境以及潮湿或化学品侵蚀区域的理想选择。它们常用于甲板、围栏、海洋附近设施和对防锈和使用寿命要求极高的室外安装项目。选择不锈钢螺栓时，请务必谨慎。

螺栓类型图表

选择合适的螺栓通常需要对螺栓头样式、螺纹类型和预期用途进行并列比较。这份螺栓类型图表以工程学的视角清晰概述了常见的螺栓类型，帮助设计人员和采购人员在设计、采购和规格审查过程中快速缩小合适的选择范围。

螺栓类型	头部风格	螺纹类型	典型应用
六角头螺栓	六角头	粗/细	结构组件、机械、汽车
内六角圆柱头螺栓	Socket head	精细	高强度连接，空间有限的组件
平头螺栓	Countersunk head	精细	嵌入式安装，精密设备
按钮头螺栓	圆润低调	精细	轻型至中型负载，美观组件
马车螺栓	圆头，方颈	粗糙	木结构家具
锚固螺栓	六角杆或螺纹杆	粗糙	混凝土基础，结构锚固
Wedge Anchor Bolt	六角螺母端	粗糙	重型混凝土紧固
Sleeve Anchor Bolt	六角螺母端	粗糙	混凝土、砖、砌体
化学锚栓	螺纹杆	粗糙	高承载、抗振动锚固
膨胀螺栓（膨胀螺钉）	六角头	粗糙	木对木、木对金属结构
眼螺栓	眼头	粗糙	起重、索具、货物搬运
U型螺栓	U形螺纹端	粗糙	管道和管件夹紧
盲栓	多种	精细	单侧安装，空心结构

螺栓材料和表面处理

螺栓的材质和表面处理直接影响其强度、耐腐蚀性和使用寿命。正确选择螺栓材质和表面处理材料可确保其在机械和环境应力下可靠运行。

常用螺栓材料

碳素钢

碳钢是通用工业应用中性价比最高、应用最广泛的螺栓材料。它强度高、易于加工，且标准尺寸规格齐全。碳钢螺栓常用于机械装配、夹具和结构连接等腐蚀风险较低或已涂覆防护涂层的场合。对于需要在性能和预算之间取得平衡的项目，碳钢通常是首选。

合金钢

与标准碳钢螺栓相比，合金钢螺栓具有更高的强度、更好的抗疲劳性能和更高的承载可靠性。它们常用于高载荷连接、关键结构接头以及承受反复应力循环或振动的动态组件中。如果您的连接需要更高的夹紧力、更强的抗松动能力或在重机械载荷下保持稳定的性能，合金钢紧固件通常是首选。

不锈钢

不锈钢螺栓主要因其耐腐蚀性和长期耐用性而被选用。它们常用于户外环境、海洋环境、食品加工设备以及医疗或洁净室装置等对防锈要求极高的场合。不锈钢还因其外观和表面洁净度而备受青睐。在易腐蚀环境中，选择与暴露条件相匹配的不锈钢等级对于确保其可靠的使用寿命至关重要。

铝及特种合金

当需要减轻重量、防止磁性或满足特定的环境性能要求时，通常会使用铝制螺栓和特种合金紧固件。它们广泛应用于航空航天、机器人、电子和对重量要求严格的组件中。特种合金也适用于极端温度或化学腐蚀环境。实际上，当标准钢材过重、反应性过强或与工作环境不兼容时，通常会选择这些材料。

常见的表面处理

镀锌

镀锌层可提供基本的防腐蚀保护，是通用螺栓最常用的表面处理方式之一。它适用于室内或温和环境，有助于减少储存和正常使用过程中的锈蚀。镀锌螺栓广泛应用于工业设备、外壳和一般装配工作中，这些场合偶尔而非持续接触水分。

黑色氧化

黑氧化处理通常用于改善外观、减少眩光并提供一定的耐腐蚀性。由于它是一种薄的转化涂层，因此不会显著改变尺寸，在对配合度和公差要求较高的场合，它有时是首选。然而，单独使用黑氧化处理提供的防腐蚀保护有限，通常需要配合涂油或在受控的室内环境中使用才能发挥最佳效果。

磷酸盐涂层

磷酸盐涂层可改善表面润滑性，在一定程度上提高耐磨性，并提供优异的油漆或粉末涂层附着力。它常被用作汽车和工业应用中的底涂层，尤其适用于螺栓在摩擦敏感条件下进行喷漆、涂层或组装的情况。磷酸盐涂层还有助于降低咬合风险，提高装配一致性，尤其适用于钢制紧固件。

热镀锌

热浸镀锌是一种重型锌涂层，专为提供强大的户外防腐蚀保护而设计。它常用于建筑、基础设施以及暴露于风吹雨打、潮湿或恶劣环境下的户外结构组件。由于其涂层比标准镀锌层更厚，可能会影响螺纹配合和尺寸公差，因此，当耐久性和耐腐蚀性比紧密配合的要求更为重要时，通常会选择热浸镀锌。

如何选择合适的螺栓类型

选择合适的螺栓不仅仅是匹配尺寸和螺纹。工程师应该全面评估应用环境，以避免过早失效或过度设计。

关键选择因素包括：

荷载类型——拉伸、剪切或组合荷载

第一步是了解关节是如何受力的。

张力（拉出）螺栓抵抗沿螺栓轴线方向试图将部件分离的力。在此，夹紧力和适当的预紧力对于防止连接分离和疲劳至关重要。
剪切螺栓用于抵抗试图使部件之间发生相对滑动的横向力。在许多设计中，螺栓杆（无螺纹部分）被优先用于承受剪切力，因为螺纹会降低剪切承载能力并集中应力。
组合载荷常见于实际装配中（例如支架、框架）。通常需要一种螺栓/连接设计，能够同时承受预紧力和侧向载荷而不松动。

常见的错误是仅根据“强度等级”选择螺栓，而不检查连接是受拉主导、受剪主导还是两者兼有。

环境因素——腐蚀、温度、湿度、振动

环境条件往往比载荷更能决定材料和涂层的选择。

腐蚀和潮湿户外环境、潮湿、盐雾或化学品都会迅速腐蚀未加防护的钢制紧固件。因此，必须使用不锈钢、镀锌或适当的电镀工艺。
温度高温会降低强度并影响预载荷保持，热循环也会导致松动。
振动反复振动会导致螺母松动，并随着时间的推移降低夹紧力。在易受振动的装配中，应选择合适的螺纹啮合方式和锁紧方法，并考虑接头的预紧和维护方式。

常见的故障模式不是腐蚀“生锈”，而是腐蚀导致螺纹啮合减少或造成咬合/磨损，使维护变得不可能。

材料兼容性——防止电偶腐蚀

当不同的金属接触时（尤其是在有水分的情况下），会发生电偶腐蚀，加速活性较高的金属的材料损失。

例如，在潮湿环境中用某些钢或不锈钢螺栓固定的铝结构就存在风险。
为了降低风险，可考虑使用相容的材料组合、表面涂层、绝缘垫圈或阻隔层。

忽略电化学效应会导致接头过早松动、紧固件卡死或出现外观腐蚀，从而引起客户投诉。

安装方法——工具操作、单侧组装与双侧组装

即使纸面上看起来是最好的螺栓，如果不能正确安装，也可能是错误的选择。

工具访问如果装配间隙有限，您可能需要使用内六角螺栓而不是六角螺栓，或者您可能需要使用低矮的头部样式。
单面组装与双面组装如果背面无法拧入螺母，请考虑使用盲螺栓、螺纹嵌件或其他紧固方法。
重复性在生产过程中，难以触及的螺栓往往会导致扭矩不一致和夹紧力不一致，从而增加质量差异。

安装限制应尽早考虑，而不是在设计定稿后才考虑。

维护要求——易于检查和更换

维护需求会影响螺栓类型和连接设计。

如果预计需要频繁检查或更换，请选择标准、易于获取的螺栓类型和头部样式，以便使用常用工具进行操作。
在恶劣环境或关键安全接头处，设计时应便于目视检查（头部标记、易于接近），并避免使用会掩盖腐蚀损伤的表面处理。
考虑紧固件是否会随着时间的推移而卡死（腐蚀/磨损）——这将对材料、涂层和润滑剂的选择产生重大影响。

一条实用的规则：如果螺栓难以触及，则很少能在现场正确地拧紧或检查螺栓。

常用螺栓标准和规范

螺栓标准确保尺寸一致性、机械性能和全球兼容性。了解通用标准有助于工程师正确地采购和制造螺栓。

常见的国际螺栓标准包括：

ISO – 全球公制紧固件标准

ISO标准在全球范围内广泛应用于公制紧固件，并对尺寸、螺纹轮廓、机械性能和公差提供统一的要求。在工程图纸中，ISO标准有助于确保螺栓在全球供应链中可互换使用。ISO标准广泛应用于国际制造业、汽车、工业设备和电子产品等领域，这些领域通常优先采用公制螺纹和全球认可的规范。

DIN——德国工业标准，在欧洲广泛应用。

DIN标准起源于德国，并在欧洲广泛应用。许多DIN紧固件规范与ISO标准重叠，但DIN标识仍然经常出现在欧洲的图纸和采购清单中。在实际应用中，您经常会看到DIN编号用于指定螺栓的形状、头部样式和尺寸要求。对于全球采购而言，确认准确的DIN标识至关重要，以避免外观相似但公差或特性不同的紧固件造成混淆。

ASTM——北美常用的材料和机械性能标准

在北美，ASTM 标准被广泛用于定义螺栓和紧固件的材料要求、机械性能和测试方法。ASTM 规范不仅关注几何形状，更强调强度、硬度、化学成分和负载性能。在结构、建筑、能源和基础设施项目中，合规性和经过验证的机械性能至关重要，因此 ASTM 标准的应用尤为普遍。

ANSI – 英制紧固件的尺寸和性能标准

ANSI 标准广泛用于英制（英寸制）紧固件，并定义了螺纹系列、尺寸要求和性能预期。您经常会在美国的设备、机械和使用 UNC/UNF 螺纹的传统系统中遇到与 ANSI 相关的规范。在使用英制紧固件时，ANSI 标准有助于确保与标准工具、螺母和螺纹孔的兼容性，从而降低混合供应环境下的装配风险。

对于定制的数控加工螺栓，明确规定标准对于确保其配合、强度和合规性至关重要。

常见问题

螺栓有哪些类型？

从工程角度来看，螺栓可根据头部样式、螺纹设计和功能用途分为几大类。在实践中，我通常将螺栓分为结构螺栓、机械螺栓、地脚螺栓、膨胀螺栓、马车螺栓、吊环螺栓和U型螺栓。这些类别涵盖了90%以上的工业和建筑应用场景。每种类型的螺栓都针对特定的载荷条件、安装限制和环境要求而设计。

哪种螺栓最坚固？

根据我的工程经验，高强度合金钢螺栓是标准工业应用中强度最高的螺栓。ISO 12.9 或 SAE 8 级螺栓的抗拉强度通常超过 1200MPa，屈服强度超过 1100MPa。这些螺栓经过热处理，专为高负载、高应力应用而设计，例如重型机械、汽车装配和结构连接。虽然也存在一些特殊用途的紧固件，但 12.9 级合金钢螺栓是目前应用最广泛的商用螺栓类别，强度最高。

螺丝和螺栓，哪个更牢固？

我通常认为，在承重应用中，螺栓比螺钉更坚固。螺栓的设计使其能够与螺母配合使用，将部件夹紧在一起，从而承受更高的拉伸和剪切载荷。螺钉则依靠直接在材料上切削出的螺纹来承载，这限制了其承载能力。例如，8级螺栓的拉伸载荷比相同直径的螺钉高出30%以上。在结构和机械连接中，螺栓是首选。

如何辨别螺栓类型？

我通过检查螺栓头部标记、尺寸和标准来判断螺栓类型。螺栓头部标记表示强度等级，例如 8.8、10.9、12.9 或 SAE 等级的径向线。直径和螺距决定了尺寸，而材料则通过规格或认证来确定。表面处理，例如镀锌或 QPQ，也能提供功能方面的线索。结合标记、标准和材料数据，我可以准确地确定螺栓的强度、应用范围和合规等级。