虎牌螺絲
螺帽只有一個數字，而那不是它的強度
螺栓帶兩個數字，配它的螺帽只帶一個。 這個不對稱不是簡寫。螺帽那個數字描述的是螺栓的事， 而它背後有一個標準明文寫出來的設計意圖： 當接合被過載時，該壞的是螺栓。
兩邊的數字各在說什麼
螺栓那邊，ISO 898-1 用材料的兩個強度特徵組出代號： 左邊的數字乘以 100 是公稱抗拉強度（MPa）， 右邊的數字除以 10 是公稱的降伏／抗拉比。 所以 8.8 是公稱抗拉 800 MPa、公稱降伏比 0.8， 公稱降伏強度 640 MPa。
螺帽那個單一數字不是它自己的抗拉強度。 ISO 898-2 §5.2.1 把它定義為 可配對的最高螺栓等級的左側數字， 也就是那個螺栓公稱抗拉強度的百分之一。 class 8 配到 8.8，class 10 配到 10.9，class 12 配到 12.9。
所以那些數字看起來會對上。它們對得上， 是因為其中一個本來就是用另一個定義出來的。
| 螺帽等級 | 可配的最高螺栓等級 |
|---|---|
| 5 | 5.8 |
| 6 | 6.8 |
| 8 | 8.8 |
| 10 | 10.9 |
| 12 | 12.9 |
完整承載的等級是 5、6、8、10、12。現行版沒有 class 4。 薄螺帽有自己的等級 04 與 05， 而那個前綴 0 的意思跟它出現在內六角圓頭螺絲上時一樣——見 標記是 08.8。
不鏽鋼螺帽是另一套，走 ISO 3506-2:2020，標記成 A2-70 那樣。 那些代號不能直接套用碳鋼 class 8／class 10 的意義。
標準寫明了該壞的是哪一邊
ISO 898-2:2022 Annex B.1 列出三個競相成為最低的荷重：
- 螺帽內牙脫牙的荷重；
- 螺栓的極限拉力；
- 螺栓外牙脫牙的荷重。
組合會在三者最低的那一個失效。而標準把意圖寫得很直接： 螺栓在自由牙段伸長後斷裂，是螺栓與螺帽組合過載時的預期失效模式。 ISO 16224:2026——它取代了已撤銷的 ISO/TR 16224:2012—— 在 §5.1 維持同一個原則。
這件事有兩層限定。Annex B 是 informative， 不是逐件產品的保證；而且它描述的是正確配對、符合標準、 且落在標準自己的幾何與材料範圍內的組合。 它沒有承諾每一個真實接合在疲勞、腐蝕、氫脆、偏載 或嚙合不完整的情況下都會先斷螺栓。
為什麼寧可斷螺栓？ISO 16224 §5.1 講得謹慎： 伸長後斷裂表示這個組合已經發揮完整的承載能力； 而在鎖付過程中就已經局部發生的脫牙 可能很難察覺， 卻已經讓接合的夾緊力或服役承載能力下降。 舊版的 ISO 898-2:2012 Annex A.1 講得更白—— 過度鎖緊時受載牙段斷裂，會明確指示鎖付失敗。
如果對面不是螺帽而是母材上攻出來的內牙，同樣的設計意圖在 設計目標：把較弱的一環放在螺絲上。
但達成它的機制不是我們以為的那個
直覺的猜法是：標準把螺帽的保證荷重訂得比螺栓的極限拉力高， 所以螺栓一定先輸。我們本來就要這樣寫。它不成立。
| 尺寸與配對 | 螺帽保證荷重 | 螺栓 Fm,min | 比值 |
|---|---|---|---|
| M6，8／8.8 | 17,200 N | 16,100 N | 1.068 |
| M8，8／8.8 | 31,800 N | 29,200 N | 1.089 |
| M10，8／8.8 | 50,500 N | 46,400 N | 1.088 |
| M6，10／10.9 | 20,900 N | 20,900 N | 1.000 |
| M8，10／10.9 | 38,100 N | 38,100 N | 1.000 |
| M10，10／10.9 | 60,300 N | 60,300 N | 1.000 |
| M6，12／12.9 | 23,100 N | 24,500 N | 0.943 |
| M8，12／12.9 | 42,500 N | 44,600 N | 0.953 |
| M10，12／12.9 | 67,300 N | 70,800 N | 0.951 |
class 10 那一組兩者恰好相等，class 12 那一組螺帽的保證荷重 低於螺栓的最小極限拉力。 所以這兩個數字的大小關係不可能是那個機制。
它仍然成立，是因為保證荷重不是脫牙荷重。 它是一個非破壞的合格門檻：把螺帽旋上淬火回火的試驗心軸 （45–50 HRC、螺紋 5h6g），施加軸向荷重，保持 15 秒， 卸載後原則上要能用手旋下來，必要時最多先用扳手轉半圈； 不得有顯著塑性變形、脫牙、裂紋或斷裂。 真正會脫牙的荷重通常高於這個門檻。
真正在控制失效模式的，是標準拿來設計的那一組組合： 螺帽高度、有效嚙合、硬度、螺距、直徑與公差—— 用 Annex B 的 Alexander 模型評估。 保證荷重是拿來檢驗一顆已經做出來的螺帽的， 不是設計出那個結果的手段。
標準自己加的一個註腳
把那些保證荷重除以公稱應力面積，class 8 大約落在 856 到 871 MPa、 class 10 約 1,040、class 12 約 1,149 到 1,161。 但同一份標準的 Annex C 列的是另一組數字： M5 到 M7 是 860／1,040／1,150 MPa， M8 到 M10 是 885／1,040／1,180 MPa。
Annex C 自己說明了原因。2022 年改版時， 規範性的保證荷重表只在重算值差異超過 5% 時才更新， 所以規範性的 Table 5 與 Annex C 的計算應力並不一致。 採購與驗收要用 Table 5 的牛頓值； 如果你在做計算，要知道自己拿的是哪一組。
高度，以及第三種 style
ISO 898-2 用高度相對於螺紋直徑 D 來分類：
- style 0，薄螺帽：0.45D ≤ mmin < 0.80D
- style 1，一般螺帽：0.80D ≤ mmin < 0.89D
- style 2，高螺帽：mmin ≥ 0.89D
| 尺寸 | ISO 4032 style 1 的 mmin | ISO 4033 style 2 的 mmin | 差 |
|---|---|---|---|
| M6 | 4.90 mm | 5.40 mm | +0.50 |
| M8 | 6.44 mm | 7.14 mm | +0.70 |
| M10 | 8.04 mm | 8.94 mm | +0.90 |
同一個等級的 style 2 並不會得到比較高的保證荷重—— 保證荷重仍然來自同一張 Table 5。 多出來的高度買到的是有效嚙合與螺紋剪切面積， 這讓某些高等級、大尺寸的組合可以在較低硬度 或不同熱處理條件下避免脫牙。 後果直接反映在涵蓋範圍上：粗牙的 class 12， style 1 只列到 M16，style 2 可以到 M39。
薄螺帽是 ISO 4035:2023 的 style 0，等級 04 與 05—— 降低承載能力，用那個前綴 0 標示。 薄螺帽不是防鬆螺帽，也不是比較便宜的一般螺帽。
可以替代，以及那個例外
ISO 898-2 §6 允許用較高等級的螺帽取代較低等級的。 那是安全的方向，而且它寫在標準裡，不是業界口耳相傳。
例外是防鬆螺帽，§6 明文把它排除。 防鬆螺帽必須是對應的等級，不能往上替代。 這一段是我們原本會弄錯的地方——我們還以為防鬆螺帽的 性能等級標示方式不一樣。並沒有。 ISO 2320:2015 管的是功能性的 prevailing torque 要求， 而鋼製螺帽的機械性質與等級標示仍然來自 ISO 898-2。
反過來——低等級的螺帽配高等級的螺栓—— 不是 Table 2 的指定組合。標準沒有說它一定會脫牙， 它說的是你離開了設計前提所建立的那個配對， 於是「螺紋而不是螺栓成為三個荷重中最低的那一個」的風險提高。
而兩邊一起提高一級，也不會讓接合等比例變強。 提高螺栓等級會提高它的保證、降伏與抗拉能力， 可能容許更高的預緊力——但整個接合會不會變強， 還要看母材的內牙、承壓、滑移、疲勞、幾何， 以及鎖付控制得多好。ISO 898-1 自己的適用範圍 就不涵蓋剪切、扭矩／夾緊力與疲勞。 鎖付方法貢獻了多少，在 你的鎖緊方法把預力控制得多差。
這一頁被當成「螺帽的通則」之前，還有一條界線值得知道。 上面每一句都預設那顆螺帽在 ISO 898-2 裡面， 而一顆要拿去焊的螺帽不在：它的適用範圍把可焊性排除掉了， 焊接螺帽的標準發的是保證荷重而不是等級。 取代它的是什麼，見焊接螺帽沒有性能等級。 2022 版順手把 9 級整個刪掉了，並指名 10 級是它的代換。
圖面上該寫的五行
- 螺帽等級，不要只寫「配套螺帽」。class 8、10 或 12 決定了配對。
- 如果 style 有差就寫。style 1 與 style 2 是高度不同的兩種零件，而粗牙 class 12 的尺寸涵蓋範圍也不同。
- 是否要防鬆螺帽——並記得那一類不能往上替代。
- 不鏽鋼要寫 ISO 3506-2 的代號，不要寫碳鋼的等級數字。
- 如果有人是用保證應力而不是保證荷重在算，要問清楚他拿的是標準裡的哪一組數字。
相關的其他篇
對面是攻出來的內牙而不是螺帽時，同樣的設計意圖在 牙合長度； 脫牙真的發生時長什麼樣子，在 三種失效，一個詞。 螺栓上那兩個數字在說什麼，在 性能等級的數字。 雙螺帽裡薄螺帽為什麼最後不是承擔工作載荷的那一顆、 以及 ISO 曾經規定鎖付順序而現在不再規定，在 哪一顆螺帽先鎖。
參考資料
- ISO 898-2:2022 第四版——§1（適用範圍，粗牙 M5–M39、style 0/1/2、s ≥ 1.45D）、§5.1（依高度分 style）、§5.2.1（等級數字的意義）、§6 與 Table 2（配對與替代、防鬆螺帽的排除）、§8.2 與 Table 5（保證荷重）、§10.1.3–10.1.6（保證荷重試驗）、Table 3（style 與尺寸涵蓋）、Annex B.1（三個競爭荷重、預期失效模式）、Annex C 與 Table C.1（計算應力，以及標準自陳的不一致）
- ISO 898-1:2013 第五版——§5 與 Table 1（代號）、Table 3（抗拉強度）、Table 4（應力面積與 Fm,min）；§1 排除剪切、扭矩／夾緊力與疲勞
- ISO 16224:2026 §5.1——取代已撤銷的 ISO/TR 16224:2012；較早的措辭見 ISO 898-2:2012 Annex A.1
- ISO 4032:2023（六角一般螺帽 style 1）；ISO 4033:2023（六角高螺帽 style 2）；ISO 4035:2023（六角薄螺帽 style 0）
- ISO 3506-2:2020（不鏽鋼螺帽）；ISO 2320:2015（防鬆螺帽的功能性要求）
- ISO 898-3:2018 + Amd 1:2020（墊圈）；ISO 898-5:2012（止付螺釘）；ISO 898-7:1992（扭轉試驗）。ISO 898-6:1994 已撤銷，2012 年併入 ISO 898-2。
任何一個接合的允收，由你的圖面與你自己的計算決定。
這一篇屬於第 2 步，牙。完整的順序是母材、牙、頭型、驅動、表面處理、文件；至於為什麼順序做反了是重工而不是微調，見指定一顆螺絲。
常見問題
為什麼螺栓有兩個數字，螺帽只有一個？
螺栓那兩個數字描述的是材料：左邊乘以 100 是公稱抗拉強度（MPa），右邊除以 10 是公稱的降伏抗拉比。螺帽那個單一數字則根本不是它自己的強度。ISO 898-2 把它定義為可配對的最高螺栓等級的左側數字，所以 class 8 螺帽配到 8.8 的螺栓，class 10 配到 10.9。
過載時應該先壞的是螺栓還是螺紋？
螺栓。ISO 898-2:2022 的 Annex B 列出三個競爭荷重——螺帽內牙脫牙、螺栓拉斷、螺栓外牙脫牙——並寫明螺栓在自由牙段伸長後斷裂，是組合過載時的預期失效模式。ISO 16224:2026 維持同一原則。要注意 Annex B 是資訊性附錄，描述的是正確配對且符合標準的組合，不是對每一個真實接合的保證。
螺帽的保證荷重是不是都高於螺栓的抗拉強度？
不一定，而常見的解釋就在這裡站不住。class 8 配 8.8 時比值約 1.07 到 1.09；class 10 配 10.9 時在 M6、M8、M10 都恰好等於 1.000；class 12 配 12.9 時約 0.94 到 0.95，也就是螺帽的保證荷重比較低。保證荷重是一個非破壞的合格門檻而不是脫牙荷重，真正控制失效模式的是高度、嚙合、硬度、螺距、直徑與公差。
保證荷重試驗實際上在做什麼？
把螺帽旋上硬度 45 到 50 HRC、螺紋 5h6g 的淬火試驗心軸，施加 ISO 898-2 表 5 的軸向荷重並保持 15 秒。卸載之後必須能用手旋下來，必要時最多先用扳手轉半圈，而且不得有顯著塑性變形、脫牙、裂紋或斷裂。它驗證的是螺帽到那個荷重仍然可用，不是它最終會在多少荷重下脫牙。
可以用比較高等級的螺帽取代低等級的嗎？
一般螺帽可以，ISO 898-2 第 6 條允許往上替代。例外是防鬆螺帽，同一條明文把它排除，那一類必須是對應的等級。防鬆螺帽的機械性質與等級標示仍然來自 ISO 898-2，ISO 2320 管的是功能性的防鬆扭矩要求，所以不是標示方式不同，而是替代規則不同。
style 1 與 style 2 螺帽差在哪裡？
差在高度。ISO 898-2 把 style 1 定義為最小高度介於螺紋直徑的 0.80 到 0.89 倍，style 2 為至少 0.89 倍。M6、M8、M10 的最小高度，ISO 4032 的 style 1 是 4.90、6.44、8.04 公釐，ISO 4033 的 style 2 是 5.40、7.14、8.94。同一等級的保證荷重兩者相同；多出來的高度買到的是嚙合與螺紋剪切面積，所以粗牙的 class 12 在 style 1 只列到 M16，在 style 2 可以到 M39。
薄螺帽是不是比較便宜的一般螺帽？
不是。薄螺帽是 ISO 898-2 的 style 0，由 ISO 4035:2023 涵蓋，等級是 04 與 05。前面那個 0 表示降低承載能力，跟內六角圓頭螺絲上的用法是同一套慣例。它也不是防鬆螺帽，不能拿來代替同一標稱尺寸的一般螺帽。
詢價
送螺栓規格時，請一併說明配哪一個等級的螺帽，以及需不需要防鬆型。 這兩行對「接合會怎麼壞」的影響，比圖面上其他大部分內容都大。