8.8 vs 10.9 vs 12.9 ボルト:実際に何が違う?
熱処理業者の視点:強度区分は「材料+焼入れ焼戻し」で決まります。頭部の数字だけではありません。
Grade 8.8 vs Grade 10.9 vs Grade 12.9
要点:8.8 → 10.9 → 12.9 と上がるほど引張強さは高く、条件も厳しくなる
8.8 の呼び最小引張強さは約 800 MPa(約 22–32 HRC)、10.9 は約 1,040 MPa(約 32–39 HRC)、12.9 は約 1,220 MPa(約 39–44 HRC、合金鋼、強度区分 12 のナット、水素脆化リスク最大)。いずれも焼入れ焼戻しで、区分が高いほど焼入性の高い合金鋼が必要になり、亜鉛めっき後は ISO 4042 に基づく厳格なベーキングが不可欠です。区分の数字自体が意味を持ちます:最初の数字 ×100 が最小引張強さ(MPa)、次の数字 ×10 が降伏比(%)——つまり 12.9 は約 1,200 MPa・降伏比約 90% です。
8.8・10.9・12.9 の比較(ISO 898-1)
| 項目 | 8.8 | 10.9 | 12.9 |
|---|---|---|---|
| 最小引張強さ(呼び) | 800 MPa(M16 超は 830) | 1,040 MPa | 1,220 MPa |
| 最小降伏点(呼び) | 約 640 MPa | 約 940 MPa | 約 1,100 MPa |
| 最小保証荷重(proof load) | 580 MPa | 830 MPa | 970 MPa |
| 硬さ範囲 | 約 22–32 HRC | 約 32–39 HRC | 約 39–44 HRC |
| 典型材料 | 中炭素鋼・ボロン鋼:S45C、10B21 | 合金・ボロン鋼:SCM435、SCM440、10B33 | 合金鋼:SCM435、SCM440 |
| 工程 | 焼入れ焼戻し(焼戻し 425°C 以上) | 焼入れ焼戻し(425°C 以上、管理がより厳格) | 焼入れ焼戻し(425°C 以上、管理が最も厳格) |
| 組み合わせるナット | 強度区分 8 | 強度区分 10 | 強度区分 12 |
| めっき後の水素脆化 | リスク低め | ISO 4042 に基づくベーキング必須 | リスク最大——ISO 4042 のベーキング必須 |
| 主な用途 | 一般構造・機械の締結 | 高軸力、自動車、繰返し荷重 | 最高強度の締結:エンジン、高張力の機械・構造 |
選び方
Grade 8.8
設計荷重に余裕がある一般締結は 8.8:安価で材料調達が容易、めっき後の脆化リスクも低め。
Grade 10.9
高い軸力が必要、またはボルトを減らす・小さくしたい場合は 10.9(自動車・繰返し荷重構造)。厳格なベーキングと工程管理を受け入れること。
Grade 12.9
設計が本当に最高強度を要する場合のみ 12.9 を選びます(エンジン、高張力の機械継手)。合金鋼、強度区分 12 のナット、最大の水素脆化リスク(ISO 4042 のベーキング必須)、最も高い締付トルクを受け入れること。8.8/10.9 をそのまま置き換えられる上位品ではありません。
図面指定前の注意
- 強度区分は完成ボルト(材料+熱処理+ねじ)の性質で、鋼材単体の性質ではありません。
- MPa/HRC は規格の最小値・範囲で、全ロットの実測値ではありません。試験で検証を。
- ナットの区分をボルトより下げないこと。上位区分(10.9/12.9)は締付トルクも高くなります。
- 締付トルクは区分が上がるほど大きくなります——同サイズでも 12.9 は 8.8 よりはるかに高い締付トルクが必要です。締付前に当社のボルト締付トルク計算機(bolt-torque calculator)で確認してください。
- 10.9 以上の電気めっき品はベーキングを必ず指定(当社は記録付き炉を自社保有)。
発注時に送る情報
- 1目標区分(8.8/10.9/12.9)と参照規格 ISO 898-1
- 2成形線材・鋼材のミルシート
- 3サイズとロット量
- 4硬さ範囲・測定位置・方法
- 5後工程の表面処理(亜鉛/リン酸塩)とベーキング要否
よくある質問
10.9 を 8.8 の代わりに使えますか?
強度面では可能なことが多いですが、10.9 は強度区分 10 のナット、より高い締付トルク、亜鉛めっき時のベーキングが必要です。置き換え前に継手設計とトルクを確認してください。
それぞれ組み合わせるナットの区分は?
8.8 ボルトには区分 8、10.9 ボルトには区分 10、12.9 ボルトには区分 12 のナットを使います。ボルトより低い区分のナットは使わないでください。
ボルトの製造もしていますか、熱処理だけですか?
当社は焼入れ焼戻しと表面処理で強度区分に仕上げます(頭部の冷間圧造は行いません)。成形済みの部品をミルシートと目標区分とともにお送りください。