볼트 강도 등급 8.8, 10.9, 12.9: 강재와 열처리

각인 읽는 법

ISO 898-1에 따르면, 강도 등급 X.Y는 다음을 의미합니다:

• 공칭 인장 강도 ≈ X × 100 MPa
• 항복비 ≈ Y/10 — 즉 10.9는 인장 강도의 약 90%에서 항복합니다

등급	인장 강도(공칭)	항복 강도(공칭)	대표적인 경도 범위
8.8	800 MPa	640 MPa	약 23–34 HRC
10.9	1000 MPa	900 MPa	약 32–39 HRC
12.9	1200 MPa	1080 MPa	약 39–44 HRC

대표적인 강재

• 8.8: 중탄소강(C35/1045급) 또는 작은 직경용 붕소강을 담금질-템퍼링한 것. 구조용과 기계용의 주력 등급입니다.
• 10.9: 42CrMo4 / SCM440과 같은 합금강 또는 붕소 합금 강종(10B38급) — 더 큰 직경에서 더 높은 강도를 얻으려면 단면 전체에 걸친 경화능이 필요하기 때문입니다.
• 12.9: SCM435 / 4140급 합금강을 엄격히 관리한 것; 표준 상용 볼트의 강도 상한입니다.

담금질-템퍼링 논리

세 등급 모두 같은 방식으로 제조됩니다 — 마르텐사이트로 담금질한 뒤 목표 범위까지 템퍼링 되돌리는 것입니다 — 템퍼링 온도가 등급을 결정합니다. ISO 898-1은 최소 템퍼링 온도(10.9까지의 등급은 425 °C 수준, 12.9는 다소 낮음)를 규정하여 인성과 응력 완화 거동을 보장하는데, 이는 템퍼링이 부족한 볼트는 경도 수치는 달성하면서도 취성을 유지할 수 있기 때문입니다.

물리학적 특성에서 비롯되는 두 가지 주의 사항이 있습니다. 첫째, 강도는 단면에 따라 달라집니다: 대직경 12.9는 코어까지 변태가 일어나야 하므로 소직경보다 정직하게 만들기 어렵습니다. 둘째, 12.9(및 전기도금된 10.9)는 수소 취화에 민감합니다 — 도금과 산 세척에는 베이킹 관리가 필요하며, 이것이 중요한 12.9 접합부가 종종 무도금 상태로 두거나 기계적 코팅을 하는 이유입니다.

등급이 알려주지 않는 것

강도 등급은 볼트의 인장 거동만을 인증할 뿐, 그 이상은 아닙니다. 접합부가 달성할 **체결력(클램프 하중)**은 인증하지 않습니다: 설치 장력은 체결 방법과 마찰(나사산과 머리 아래면)에 따라 달라지며, 이것이 토크 표에 항상 마찰 조건이 명시되는 이유이자, 같은 10.9 볼트라도 건조, 오일 도포, 코팅 상태에 따라 매우 다른 예압을 제공할 수 있는 이유입니다. 또한 등급은 단독으로 존재하지 않습니다 — 너트도 이에 맞춰 등급이 정해지며(10.9 볼트에는 등급 10 너트 등), 더 낮은 등급의 너트를 사용하면 조립품 전체가 조용히 강등됩니다.

ISO 898-1은 나사산 표면의 탈탄도 제한하고 대직경(약 M39 초과)에 대해서는 경도를 다르게 규정하는데(이 크기에서는 규격이 합의 사항으로 넘어갑니다), 따라서 매우 큰 고강도 체결 부품은 카탈로그 등급이 아닌 프로젝트 또는 공장 규격으로 지정되는 경우가 많습니다. 마지막으로, 피로가 중요한 접합부에서는 열처리 후에 나사산을 전조하는 경우가 많습니다 — 전조에 의한 압축 잔류 응력이 피로 강도를 현저히 높이며, 이 제조상의 사항은 본격적인 볼트 규격에서 강도 등급 바로 옆에 기재됩니다.