Bolzen sind zylindrische Verbindungselemente, die vorwiegend auf Scher‑ und Zugbeanspruchung ausgelegt werden und in mechanisch gefügten Strukturen eine zentrale Rolle spielen. Im Unterschied zur Schraube besitzen Bolzen häufig keinen oder nur partiellen Gewindeanteil im Kraftflussquerschnitt; die Lastübertragung erfolgt überwiegend über Scherung im Schaft bzw. Anpressdruck in Passungen.

Werkstoffseitig kommen überwiegend hochfeste, vergütete Stähle (z. B. 34CrNiMo6) sowie hitze- und korrosionsbeständige Nickelbasis‑Superlegierungen für Hochtemperaturanwendungen zum Einsatz. Wichtige Kenngrößen sind Streckgrenze, Zeitstandfestigkeit, Kriechverhalten und Ermüdungsfestigkeit. Für Kupplungsbolzen in Wellenverbindungen steht die hochzyklische und schwingende Scherbeanspruchung im Vordergrund, während Gas‑Turbinenbolzen und überhitzte Bolzen überwiegend thermomechanisch und zeitstandbeansprucht sind.

Die Auslegung erfordert eine präzise Analyse lokaler Spannungskonzentrationen (Kerbwirkung an Übergängen, Gewindeausläufen und Passsitzen) sowie der Kontaktbedingungen (Reibung, Passungsart). Oberflächenzustand und Beschichtungen beeinflussen Korrosions‑ und Frettingbeständigkeit maßgeblich. Wärmebehandlung und kontrollierte Vorspannung dienen der Einstellung eines günstigen Spannungszustands zur Vermeidung von Rissinitiierung unter Betriebsbelastung.

Für sicherheitsrelevante Bolzen werden zerstörungsfreie Prüfmethoden (Ultraschall, Wirbelstrom) sowie bruchmechanische Bewertungen eingesetzt. Insbesondere bei Hochtemperaturbolzen in Turbomaschinen bestimmen Kriech‑, Oxidations‑ und Ermüdungsrisse die Lebensdauer, sodass werkstoffkundliche Optimierung und mikrostrukturelle Stabilität entscheidend für die Bemessung sind.