ボルト箱に手を伸ばすと、交換したいものとそっくりなM8が出てきました。でも同じだけの力に耐えるかどうかは、頭部を見なければ分かりません。そこにはわずかな文字で、誰が作ったのか、どれだけ強いのかが刻まれています。ここでは記号の読み方と、区分ごとの強さの本当の違いを学びましょう。
頭部に表示が必要なもの
メートルねじの鋼製ボルトの多くは、ねじの呼び径5 mm以上で、形状が許す限り2つの表示があります。
- 製造業者識別記号：文字または記号。その値に責任を持つのが誰かを示します。
- 強度区分：点で区切った2つの数字。たとえば8.8や10.9です。
六角ボルトでは、4.6から12.9までのすべての区分にこれが当てはまります。六角穴付きボルトやヘクサロビュラ穴付きボルトでは、表示が義務になるのは8.8以上です。記号はたいてい頭部の上面に浮き出しか刻み込みで打刻されていて、円筒頭のボルトでは頭部の側面にあることもあります。M5未満では、包装を見るしかないことが多いです。
2つの数字を10秒で読む
最初の数字×100が引張強さ、つまりボルトが破断する応力です。2番目の数字÷10は、そのうちどれだけの割合が降伏点かを表します。それを超えると、ボルトは永久に伸びてしまいます。
- a 強度区分の最初の数字、b 2番目の数字
- Rm 引張強さ（N/mm²）
- Re 降伏点（N/mm²）、8.8以上では厳密には耐力Rp0.2
12.9なら、引張強さは1200 N/mm²、その90 %が降伏点で1080 N/mm²です。4.6は400 N/mm²しかなく、その60 %、つまり240 N/mm²ですでに永久伸びが始まります。後ろの数字が6の区分は粘り強く、9の区分は大きな力に耐えますが、破断までの余裕は小さくなります。
違いは実際どれくらい大きいのか
ボルトが永久に伸び始める力で考えると、ぐっと分かりやすくなります。そのために使うのが、ねじの有効断面積Asです。M8では36.6 mm²です。
- Fe ボルトが降伏点に達するときの引張力（N）
- As 有効断面積（mm²）
例
治具から強度区分8.8の六角穴付きボルトM8が1本なくなっています。箱には表示のないボルトと、A2-70のステンレス鋼ボルトがあります。それぞれ降伏点までどれだけ耐えるでしょうか？
8.8 → Fe = 640 N/mm² · 36.6 mm² ≈ 23.4 kN
A2-70 → Fe = 450 N/mm² · 36.6 mm² ≈ 16.5 kN
表示なし、4.6と仮定 → Fe = 240 N/mm² · 36.6 mm² ≈ 8.8 kN
ステンレス鋼ボルトは8.8の約70 %しかありません。表示のないボルトは最悪の場合を想定すると、残るのは37 %強です。8.8は降伏点までにおよそ2.4 tの重さに相当する力を支えますが、正体不明のボルトはおそらく0.9 tだけ。つまりここでは、どちらの代わりのボルトも良い選択ではありません。
この値は比較のためだけのものです。ボルトが実際の運転で負担してよい荷重は設計で決まります。締付けの目安値は、計算ガイドボルトの締付けトルクにあります。
ナットとステンレス鋼
ナットの数字は1つだけで、たとえば8、10、12です。M5以上では、側面か座面に刻み込みで、または面取り部に浮き出しで表示されます。数字の代わりに時計方式のコードが使われることもあります。ルールは簡単です。ナットの数字は、ボルトの最初の数字以上でなければなりません。8.8には8以上のナット、10.9には10以上のナットを組み合わせます。
ステンレス鋼は読み方が違います。A2-70のAは鋼種グループ、つまりオーステナイト系を、A2やA4は鋼種を表します。A4はさらにモリブデンを含み、塩化物に強くなっています。たとえば海水やプールで使う場合です。ハイフンの後の数字×10が引張強さで、A2-70なら700 N/mm²です。降伏点はここからは読み取れません。頭部に区分のないステンレス鋼ボルトは、強度区分50にとどまることが多いです。
頭部からは分からないこと
- 色：六角穴付きボルトの12.9は多くが黒いですが、黒いから12.9とは限りません。亜鉛めっきボルトもほぼすべての区分にあります。
- ねじの向き：左ねじのボルトはM5以上で追加の記号を付けることになっていますが、それを当てにしてはいけません。ボルトを垂直に持ってねじ部を見ましょう。右ねじはねじ山が右上がり、左ねじは左上がりになっています。
- 状態：伸びすぎたボルトにも、新品と同じ刻印があります。軸部がくびれていたら、スクラップにしましょう。
よくある間違い
- 8.8の代わりにステンレス鋼を使う：A2-70は強そうに聞こえますが、降伏点までは8.8の約70 %しか耐えません。
- 表示のないボルトを組み込む：頭部に区分のないM5以上の六角ボルトは、強度が証明された規格品の鋼製ボルトではありません。最も弱い区分として扱うか、別のボルトを使いましょう。
- ナットを忘れる：ボルト10.9に強度区分8のナットを組み合わせると、ボルトが全荷重を負担する前にナットのねじ山が破損することがあります。
- 8.8を確かめずに10.9に替える：強ければ良いとは限りません。高強度ボルトは伸びにくく、電気亜鉛めっきした10.9以上のボルトは水素脆化を起こすことがあります。何が求められているかは図面に書いてあります。
よくある質問
8.8を10.9に替えてもいいですか？
強度の面ではたいてい問題ありません。ナットも適合していればの話です。締付けは、その締結部に指定されたトルクで行います。10.9用の高いトルクを使うのは、部品、ねじ込み深さ、座面がそれに耐える場合だけです。電気亜鉛めっきの10.9は承認がある場合だけ使います。図面に8.8と明記されている場合、たとえば過負荷のときにボルトが真っ先に降伏するようにしてある場合は、8.8のままにします。
刻印が読めなくなったらどうしますか？
その場合、強度区分は不明です。たとえ信頼できる箱から出てきたボルトでも同じです。荷重を受ける締結部には、表示のある新しいボルトを使いましょう。
アプリのどこにありますか？
Geselloのモジュール「ねじ部品」にあります。タブ「強度」で区分を選ぶと、引張強さ、降伏点、適合するナットが表示され、ステンレス鋼にも対応しています。タブ「呼び方」では、ISO 4017 - M12x60 - 10.9のような注文時の呼び方を、アプリが各要素に分解します。