GB/T 3098.15-2014規格の概要
GB/T 3098.15-2014は、締結部品に使用されるステンレス鋼ナットの機械的特性を規定する規格です。この規格は、マーキング、化学組成、機械的性能、および試験に関する要件を定義することにより、様々な産業用途における信頼性を確保します。オーステナイト系、マルテンサイト系、およびフェライト系のステンレス鋼で作られたナットに適用され、異なる耐荷重能力および環境条件に適した性能等級を網羅しています。この規格に準拠することで、ナットが強度、耐食性、および耐久性に関する厳格な基準を満たすことが保証され、機械設計および製造に携わるエンジニアにとって不可欠な規格となっています。
マーキング、識別、および表面仕上げ
ステンレス鋼ナットのマーキングシステムは、鋼種と性能等級をハイフンで区切って表記します。前半部分は鋼種（Aはオーステナイト系、Cはマルテンサイト系、Fはフェライト系）を示し、その後に化学組成範囲を示す数字が続きます。後半部分は性能等級を表し、高さm ≥ 0.8Dのナットの場合は耐力（MPa）の1/10、それより薄いナット（0.5D ≤ m < 0.8D）の場合は先頭にゼロを付けて表記します。
- 例：A2-70 – オーステナイト鋼、冷間加工、最小耐力700MPa（m ≥ 0.8Dナットの場合）。
- 例：C4-70 – マルテンサイト鋼、焼入れ焼戻し処理済み、最小耐力700MPa。
- 例：A2-035 – オーステナイト鋼、冷間加工、最小耐力350MPa（薄型ナット用）。
低炭素オーステナイト鋼（C ≤ 0.03%）には「L」を付加します（例：A4L-80）。GB/T 5267.4 に従って不動態化処理された表面には「P」を付加します（例：A4-80P）。公称直径 D ≥ 5 mm のナットは、ベアリング面または側面のいずれかに明確にマーキングする必要があります。製造者識別は、可能な限り必須です。包装には、GB/T 90.3 に従って、製造者マーク、鋼種、性能等級、およびロット番号を含める必要があります。特に指定がない限り、ナットは洗浄および研磨されます。耐食性を高めるために不動態化処理が推奨されます。
化学組成
ナット用ステンレス鋼の化学組成は、GB/T 3098.6-2014に準拠した表1に詳述されています。特に合意がない限り、製造業者はグループ内の組成を選択します。粒界腐食のリスクについては、GB/T 4334に従って試験を行い、安定化A3/A5鋼または低炭素（C ≤ 0.03%）A2/A4鋼を推奨します。
| カテゴリ | グループ | 化学組成（質量分率）/% | 注記 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | シ | マン | P | S | 北 | Cr | モ | ニ | 銅 | その他 | |||
| オーステナイト | A1 | 0.12 | 1 | 6.5 | 0.2 | 0.15~0.35 | — | 16~19 | 0.7 | 5~10 | 1.75~2.25 | — | b、c、d |
| A2 | 0.1 | 1 | 2 | 0.05 | 0.03 | — | 15~20 | — e | 8~19 | 4 | — | f,g | |
| A3 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | — | 17~19 | — e | 9~12 | 1 | — | h | |
| A4 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | — | 16~18.5 | 2~3 | 10~15 | 4 | — | g,i | |
| A5 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | — | 16~18.5 | 2~3 | 10.5~14 | 1 | — | こんにちは | |
| マルテンサイト | C1 | 0.09~0.15 | 1 | 1 | 0.05 | 0.03 | — | 11.5~14 | — | 1 | — | — | 私 |
| C3 | 0.17~0.25 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | — | 16~18 | — | 1.5~2.5 | — | — | — | |
| C4 | 0.08~0.15 | 1 | 1.5 | 0.06 | 0.15~0.35 | — | 12~14 | 0.6 | 1 | — | — | b,i | |
| フェライト | F1 | 0.12 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | — | 15~18 | — j | 1 | — | — | k,l |
注記: a 特に指定がない限り、最大値です。 b 硫黄はセレンに置き換えることができます。 c Ni 8% の場合、最小 Cu 制限はありません。 e Mo は製造元により任意です。 f Cr < 17% の場合、最小 Ni = 12%。 g 最大 C = 0.03% の場合、最大 N = 0.22%。 h Ti ≥5×C% ～ 0.8%、または Nb/Ta ≥10×C% ～ 1.0%。 i より大きな直径の場合、オーステナイトの場合、C は最大 0.12% まで高くなります。 j Mo は任意です。 k Ti ≥5×C% ～ 0.8%。 l Nb/Ta ≥10×C% ～ 1.0%。
この組成により、最適な耐食性と機械的強度が確保され、付録には特殊用途向けのISO規格からの例が記載されています。
機械的特性
機械的特性は、硬度（焼入れ焼戻し処理を施したC1、C3、C4の場合）および耐荷重試験を含め、表2および表3の基準を満たしている必要があります。すべての等級がすべてのナットに適用されるわけではありません。製品規格を参照してください。
表2：機械的特性 – オーステナイト系鋼グループ
| カテゴリ | グループ | パフォーマンスグレード | 耐力 SP/MPa 最小 | ||
|---|---|---|---|---|---|
| ナッツ m≥0.8D | ナッツ 0.5D≤m<0.8D | ナッツ m≥0.8D | ナッツ 0.5D≤m<0.8D | ||
| オーステナイト | A1、A2、A3、A4、A5 | 50 | 025 | 500 | 250 |
| 70 | 035 | 700 | 350 | ||
| 80 | 040 | 800 | 400 | ||
表3：機械的特性 – マルテンサイト系鋼およびフェライト系鋼
| カテゴリ | グループ | パフォーマンスグレード | 耐力 SP/MPa 最小 | 硬度 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ナッツ m≥0.8D | ナッツ 0.5D≤m<0.8D | ナッツ m≥0.8D | ナッツ 0.5D≤m<0.8D | HB | HRC | 高電圧 | ||
| マルテンサイト | C1 | 50 | 025 | 500 | 250 | 147~209 | — | 155~220 |
| 70 | — | 700 | — | 209~314 | 20~34 | 220~330 | ||
| 110 a | 055 a | 1100 | 550 | — | 36~45 | 350~440 | ||
| C3 | 80 | 040 | 800 | 400 | 228~323 | 21~35 | 240~340 | |
| C4 | 50 | — | 500 | — | 147~209 | — | 155~220 | |
| 70 | 035 | 700 | 350 | 209~314 | 20~34 | 220~330 | ||
| フェライト | F1 b | 45 | 020 | 450 | 200 | 128~209 | — | 135~220 |
| 60 | 030 | 600 | 300 | 171~271 | — | 180~285 | ||
a 焼入れ焼戻し、最低焼戻し温度275℃、D≤24mm。b 軟化処理済み。
これらの特性は、熱処理やナットの寸法を考慮した上で、特定の強度レベルを必要とする用途に適した製品を選択する際の指針となります。
試験方法
マルテンサイト鋼およびフェライト鋼の硬度試験は、GB/T 231.1 (HB)、GB/T 230.1 (HRC)、またはGB/T 4340.1 (HV) に準拠し、ビッカース硬度を基準とします。試験手順はGB/T 3098.2に準拠し、値は表3の範囲内に収まる必要があります。GB/T 3098.2に基づく耐荷重試験により、破損することなく耐荷重能力が確保されます。
- 準備された表面に対して硬度測定を実施する。
- 耐荷重を徐々に加え、保持して健全性を確認する。
- 正確性を確保するため、校正済みの機器を使用してください。
これらの方法は、実際の組立品におけるナットの性能を確実に検証するものです。
付録：追加の技術詳細
付録には詳細な情報が掲載されています。
- 付録B：ISO 683-13に基づくステンレス鋼の組成、フェライト系、マルテンサイト系、オーステナイト系の例。
- 付録D：塩化物誘発応力腐食割れを低減する材料、例えば、スイミングプールなどの高リスク環境向けに特定の組成を持つX2CrNiMoN17-13-5。
- 付録E：高温降伏強度比（例：400℃におけるA2/A4：70%）および低温適用範囲（-200℃までのA2/A3）。
- 付録G：相対透磁率（例：A2 ≈1.8、固溶化処理状態では非磁性だが、冷間加工後に磁性になる可能性がある）。
特殊な用途については、これらの資料を参照し、腐食や磁気干渉などのリスクを軽減する材料選定を行ってください。
よくある質問
- A2とA4ステンレス鋼ナットの違いは何ですか？
- 表1の組成によると、A2は耐食性に優れた汎用オーステナイト鋼であり、A4は塩化物環境における耐性を向上させるためにモリブデンを含んでいる。
- ナットの適切な性能等級はどのように選べばよいですか？
- 耐力要件とナットの高さに基づいて選択します。たとえば、適用荷重と表2/3を考慮して、m ≥ 0.8Dのナットで700 MPaの場合はグレード70を選択します。
- ステンレス鋼製ナットの受入にはどのような試験が必要ですか？
- マルテンサイト/フェライト系の硬度および全組織の耐力は、第3項の方法に従って測定し、規定された機械的特性への適合性を確認する。
- これらのナットは高温用途に使用できますか？
- はい、ただし高温での降伏強度の低下については付録Eを参照してください。例えば、A2は非周期荷重下で400℃でも70%の降伏強度を維持します。
- オーステナイト系ナットにおける粒界腐食を軽減するにはどうすればよいか？
- 化学組成の項で推奨されているように、GB/T 4334に従って試験された低炭素鋼（例：A4L）または安定化A3/A5を使用してください。
- 包装にはどのような表示が必要ですか？
- トレーサビリティを確保するため、製造者識別番号、図1に基づく鋼種／性能等級、およびGB/T 90.3に基づくロット番号を含めてください。
