ボルトの強度区分 8.8、10.9、12.9：鋼と熱処理

刻印の読み方

ISO 898-1 では、強度区分 X.Y は以下を意味します：

• 公称引張強さ ≈ X × 100 MPa
• 降伏比 ≈ Y/10 — つまり 10.9 はその引張強さの約 90% で降伏します

区分	引張（公称）	降伏（公称）	標準的な硬度範囲
8.8	800 MPa	640 MPa	およそ 23–34 HRC
10.9	1000 MPa	900 MPa	およそ 32–39 HRC
12.9	1200 MPa	1080 MPa	およそ 39–44 HRC

標準的な鋼

• 8.8：中炭素鋼（C35/1045 クラス）または小径向けのボロン鋼、焼入れ・焼戻し。主力の構造用および機械用区分。
• 10.9：42CrMo4 / SCM440 のような合金鋼、またはボロン合金鋼種（10B38 クラス） — より大きな径でより高い強度を得るには断面全体の焼入性が必要なためです。
• 12.9：SCM435 / 4140 クラスの合金鋼、厳密に管理されます；標準的な市販ボルトの強度の上限です。

焼入れ・焼戻しの論理

三つの区分すべてが同じ方法で作られます — マルテンサイトに焼入れし、その後目標範囲まで焼戻します — そして焼戻し温度が区分を決めます。ISO 898-1 は、靭性と応力緩和挙動を保証するために、最低焼戻し温度（10.9 までの区分では 425 °C 程度、12.9 ではやや低め）を設定します。これは、焼戻しが不十分なボルトは硬度の数値に達しながら脆いままになる可能性があるためです。

物理から二つの注意が続きます。第一に、強度は断面に依存します：大径の 12.9 は小径のものよりも正直に作るのが難しく、芯部も依然として変態しなければならないためです。第二に、12.9（および電気めっきした 10.9）は水素脆化に敏感です — めっきと酸洗いにはベーキング管理が必要であり、そのため重要な 12.9 接合部はしばしばめっきなし、または機械的コーティングのままにされます。

区分が教えてくれないこと

強度区分はボルトの引張挙動を証明するもので、それ以外は何も証明しません。接合部が達成するクランプ荷重は証明しません：取り付けられた張力は締め付け方法と摩擦（ねじ部と座面下）に依存します。そのためトルク表は常に摩擦条件を明記し、同じ 10.9 ボルトでも乾燥、油付き、コーティングの状態で非常に異なる予荷重を与えることができます。また、区分は単独では成り立ちません — ナットは適合するように区分されます（10.9 ボルトには区分 10 のナット、など）、そしてより低い区分のナットを使うとアセンブリは静かに格下げされます。

ISO 898-1 はまた、ねじ表面での脱炭を制限し、大径については硬度を異なる方法で設定します（およそ M39 を超えると規格は合意に委ねます）。そのため、非常に大きな高強度ファスナーは、カタログの区分ではなくプロジェクトまたは工場の規格で指定されることがよくあります。最後に、疲労が重要な接合部では、熱処理後にねじを転造することがよくあります — 転造による圧縮残留応力は疲労強度を著しく高め、この製造上の注意は、強度区分のすぐ隣に、真剣なボルト仕様に現れます。