ボルトのグレードとマーキング: SAE、メートル法、ASTM ガイド |ジアジエファスナー

このガイドでは、SAE、ISO、ASTM という 3 つの主要なボルト グレーディング システムを分類し、ボルトの頭のマークが実際に何を意味するのかを説明し、グレードを並べて比較するための参照表を提供します。

ボルトの頭のマークが存在する理由

初期の製造では、ほぼ完全にねじ寸法と呼び径に重点が置かれていました。産業アセンブリがより複雑になり、サプライチェーンがグローバル化するにつれて、規模だけでは構造の完全性を保証するのに十分ではなくなりました。見た目はグレード 5 と同じですが、低炭素鋼で作られているボルトは、目視検査に合格しても、荷重がかかると破損する可能性があります。

この問題により、次のような組織が動かされました。 自動車技術者協会 (SAE) 、 国際標準化機構 (ISO) 、そして ASTMインターナショナル 正式なマーキングシステムを作成します。各システムは、引張強さ、降伏強さ、耐荷重、場合によっては材料組成など、同じ中核情報をエンコードします。マークはスタンピングまたはレーザー エッチングによってボルトの頭に直接付けられるため、耐久性があり、現場の状況でも読み取り可能です。

マーキングには強度だけでなく、メーカー識別コード (各メーカーに独自に登録されたスタンプ文字や記号) も含まれています。このトレーサビリティは、検査や保証請求の際、特に法的に説明責任が求められる構造用途や自動車用途において重要です。

SAE ボルトのグレード マークの見方

SAE グレードはインチシリーズのファスナーに適用され、次の規則によって管理されます。 SAE J429規格 。システムが使用するのは、 放射状の線 ボルトの頭に刻印されていますが、線の数はグレードと一致しません。これには多くの人がつまずいてしまいます。ラインは、単純なカウントアップロジックに従うのではなく、薄暗い環境や狭い環境でも、各グレードが一目ですぐに区別できるように設計されています。

グレード 2 には、 放射状の線はありません 低炭素鋼から中炭素鋼で作られたベースラインの商用グレードです。グレード5のキャリー 放射状の3本の線 およそ 12 時、4 時、8 時の位置に配置されており、メルセデスのエンブレムに似ています。高強度オプションのグレード 8 は、 6本の等間隔の放射状の線 頭の周り。一般に、線が多いほど強度は高くなりますが、数値自体がグレードではありません。

六角ボルトの選択と性能に関するより詳しい技術的背景については、 六角ボルトの特性と用途の詳細な概要 材料の挙動と荷重に関する考慮事項について詳しく説明します。

メートルボルトのプロパティクラスの説明

メートルボルトが続きます ISO 898-1 、ドットで区切られた 2 つの数値体系を使用してプロパティ クラスを定義します (たとえば、8.8、10.9、または 12.9)。番号が単なるラベルである SAE グレードとは異なり、ISO クラス番号には実際の数学的意味が含まれます。

の 最初の番号 に 100 を掛けると、メガパスカル (MPa) 単位での公称引張強さが得られます。したがって、クラス 10.9 ボルトの公称引張強度は 1,000 MPa です。の 2番目の数字 に 10 を掛けると、その引張強さのパーセンテージとして降伏強さが得られます。 10.9 の場合、降伏強度は 1,000 MPa の 90%、つまり 900 MPa であることを意味します。このエレガントなエンコードにより、エンジニアは表を参照することなく、マーキングから直接最小強度値を計算できます。

の most common metric classes in industrial use are 8.8 (中程度の強度、SAE グレード 5 とほぼ同等)、 10.9 （グレード8に匹敵する高強度）、 12.9 (重要な機械アセンブリで使用される最も強力な標準メートルクラス)。これらのプロパティ クラスの定義方法の正式な概要については、 ISO 898 国際ファスナー規格ドキュメント 仕様の全範囲をカバーします。

ASTM ボルト規格: 建設および産業用

ASTM インターナショナルは、主に構造建設と重工業で使用される規格を定めています。 SAE グレードが放射状の線で識別される場合、ASTM ボルトの頭部には通常、次のように英数字の記号が刻印されています。 A307 , A325 、または A490 .

ASTM A307 グレード A 最低引張強度 60,000 psi の低強度炭素鋼ボルトをカバーします。これらは、負荷が控えめで制御されている、重要ではないアセンブリで使用されます。 ASTM A307 グレード B 配管およびフランジ継手の用途を目的としています。 ASTM A325 は、最小引張強度 120,000 psi の炭素鋼および合金鋼をカバーする構造ボルト規格であり、機能的には SAE グレード 5 に近く、鉄骨構造において最も頻繁に指定される締結具の 1 つです。 ASTM 構造範囲の最上位に位置する、 ASTM A490 高強度ボルトは最小引張強度 150,000 psi に達するため、締めすぎを避けるために慎重な取り付けトルク管理が必要です。

実際的な違いの 1 つは、ASTM A325 および A490 ボルトは通常、重い六角頭で使用され、引張定格が類似しているように見えても、トルク表では標準 SAE 六角ボルトと互換性がありません。

ステンレスボルトの刻印：A2、A3シリーズ

ステンレス鋼ボルトは、以下で定義された別のマーキング規則を使用します。 ISO3506 。放射状の線や 2 桁のクラス番号ではなく、鋼鉄グループと強度レベルの両方を識別する文字と番号の組み合わせが刻印されています。最も一般的なマーキングは次のとおりです。 A2-70 そして A2-80 ここで、「A2」はオーステナイト系 304 グレードのステンレス鋼を指し、数値 (70 または 80) は最小引張強さの 1/10 MPa を表します。つまり、A2-70 の最小引張強さは 700 MPa で、A2-80 は 800 MPa に達します。

海洋または攻撃的な化学環境の場合、 A4 は 316 グレードのステンレス鋼を指します。 A4-70 ボルトは、A2-70 と同じ 700 MPa の引張床を提供しますが、塩化物による腐食に対して優れた耐性を備えています。の範囲 304 および 316 グレードのステンレス鋼六角ボルト 標準メートル寸法にわたる A2 と A4 の両方のマテリアル グループをカバーします。

重要な注意点が 1 つあります。ステンレス鋼ボルトは磁性を持たないため、現場で炭素鋼ボルトと簡単に区別できます。ただし、ステンレス鋼ボルトは通常、引張値と降伏値が低いため、耐食性だけを理由に 10.9 やグレード 8 などの高強度構造等級の代替として使用することはできません。

ボルトグレード比較表: SAE vs メートル法 vs ASTM

3 つのシステムは独立して開発されたため、直接の等価物は正確ではなく近似値になります。熱処理、形状、試験プロトコルの違いにより、引張定格が似ていても、グレード 5 とクラス 8.8 のボルトは互換性がありません。以下の表は、代替ガイドとしてではなく、開始時の参考として使用してください。

用途に適したグレードの選択

グレードの選択は次の 3 つの要素によって決まります。 負荷要件 , 環境 、そして 組み立て方法 。どれか一つでも間違えると、接合部の破損、ファスナーの疲労、腐食の促進などのリスクが高まります。

一般的な商用および軽作業の組み立て (家具フレーム、HVAC ブラケット、非構造エンクロージャ) には、グレード 2 またはクラス 4.8 ボルトで十分であり、コスト効率が高くなります。 グレード 5 / クラス 8.8 信頼性の高いクランプ力と適度な耐振動性が必要とされる一般産業機械、自動車部品、構造接続の大部分をカバーします。 グレード 8 / クラス 10.9 これは、高トルクのジョイント、重機、および動的または周期的な負荷がかかるアセンブリにとって適切な要求です。 クラス12.9 最大の予荷重が不可欠であり、ボルトの伸びを厳密に制御する必要がある精密機械または航空宇宙用途向けに予約されています。

屋外、沿岸、または化学的に攻撃的な環境では、負荷要求がそれほど高くない場合でも、ステンレス鋼に切り替える方が長期的な投資として優れていることがよくあります。 A2-70 または A4-70 ボルトは、海洋環境では亜鉛メッキのグレード 5 よりも何年も長持ちします。狭いスペースや奥まったスペースでの六角ソケットドライブ用途の場合、 穴付きソケット用途用の DIN 912 アレンボルト コンパクトな設置面積で強力なクランプを実現します。

最後に、ナットのグレードとボルトのグレードを必ず一致させてください。グレード 8 のボルトとグレード 2 のナットの組み合わせは、高強度締結具を指定する目的を無効にする弱点を生み出します。複数のグレードと寸法にわたってステンレス ファスナーを完全に選択するには、 ステンレス鋼ボルトの全範囲 特定のアプリケーション要件に合わせて、304 および 316 材料の両方の標準メートル サイズをカバーします。