GB/T 3098.1-2010 締結具の機械的特性：ボルト、ねじ、スタッド

GB/T 3098.1-2010規格の概要

記事の概要

本稿では、GB/T 3098.1-2010規格の包括的な概要を、炭素鋼および合金鋼製のボルト、ねじ、スタッドの機械的特性に焦点を当てて解説する。構成は以下のとおりである。

規格の概要
採点システムと教材
機械的特性および物理的特性
申請ガイドラインと試験の適用範囲
よくある質問（FAQ）

規格の概要

GB/T 3098.1-2010は、炭素鋼または合金鋼製のボルト、ねじ、スタッドの機械的特性および物理的特性を規定しており、10℃～35℃の周囲温度で試験されます。この規格は、公称ねじ径が1.6mm～39mmの締結部品に適用され、構造、自動車、機械用途における性能の一貫性を保証します。

本規格は、引張強度、降伏強度、伸び、硬度などの指標に基づいて特性クラスを定義し、品質管理と安全性を促進します。ISO 898-1:2009に準拠しており、国際的な互換性を確保しつつ、中国の製造基準に関する特定の要件にも対応しています。

適用範囲：標準条件下における炭素鋼および合金鋼製の締結部品を対象とします。
主な更新内容：高強度クラスおよび試験方法に関する仕様を強化しました。
重要性：締結部品が工学分野における耐荷重性と耐久性の要件を満たすことを保証する。

採点システムと教材

特性クラスのマーキングシステムでは、ドットで区切られた2つの数字を使用し、左側の数字は公称引張強度（R）を示します。_メートル（MPa単位）を100で割った値、右側は降伏比を10倍した値です。例えば、「8.8」は、引張強度が800MPa、降伏比が0.8であることを示します。

材料は、所望の特性を得るために、化学組成の制限値および熱処理要件を満たす必要がある。ホウ素、マンガン、クロムなどの元素を添加した炭素鋼が一般的であり、焼入れ性を確保するために最低焼戻し温度が規定されている。

表1：降伏強度比
小数点以下の桁数	.6	.8	.9
比率	0.6	0.8	0.9

耐荷重能力が低下した締結部品で、特性が8.8と同等のものについては、「08.8」と表記してください。

表2：材料および化学組成の制限
プロパティクラス	材料および熱処理	化学組成の許容限度（%取鍋分析）					焼き戻し温度（最低）（℃）
		C		Pmax	S最大	B最大
		分	最大
4.6	炭素鋼または添加剤入り炭素鋼	—	0.55	0.05	0.06	指定されていない	—
4.8		—	0.55	0.05	0.06
5.6		0.13	0.55	0.05	0.06
5.8		—	0.55	0.05	0.06
6.8		0.15	0.55	0.05	0.06
8.8	添加剤（例：B、Mn、Cr）を添加した炭素鋼を焼入れ焼戻ししたもの	0.15	0.4	0.025	0.025	0.003	425
	炭素鋼の焼入れ焼戻し	0.25	0.55	0.025	0.025
	合金鋼の焼入れ焼戻し	0.2	0.55	0.025	0.025
9.8	添加剤入りの炭素鋼を焼入れ・焼き戻ししたもの	0.15	0.4	0.025	0.025	0.003	425
	炭素鋼の焼入れ焼戻し	0.25	0.55	0.025	0.025
	合金鋼の焼入れ焼戻し	0.2	0.55	0.025	0.025
10.9	添加剤入りの炭素鋼を焼入れ・焼き戻ししたもの	0.20	0.55	0.025	0.025	0.003	425
	炭素鋼の焼入れ焼戻し	0.25	0.55	0.025	0.025
	合金鋼の焼入れ焼戻し	0.2	0.55	0.025	0.025
12.9	合金鋼の焼入れ焼戻し	0.3	0.5	0.025	0.025	0.003	425
12.9	添加剤入りの炭素鋼を焼入れ・焼き戻ししたもの	0.28	0.5	0.025	0.025	0.003	380

注：

紛争が発生した場合は、製品分析が適用されます。
ホウ素は最大0.005%まで、チタンおよび/またはアルミニウムによって制御され、効果のないホウ素は除去される。
4.6級および5.6級の場合、延性を確保するために、冷間鍛造された締結部品に熱処理が必要となる場合があります。
特定のクラスでは、最大S 0.34%、P 0.11%、Pb 0.35%の快削鋼が認められています。
C < 0.25% のホウ素鋼の場合、最小 Mn は 8.8 では 0.6%、9.8 および 10.9 では 0.7% です。
上位クラスの材料は、焼き戻し前に中心部に90%マルテンサイトが存在することを確認する必要がある。
合金鋼は、Cr 0.30%、Ni 0.30%、Mo 0.20%、V 0.10%のうち少なくとも1つを含む。
12.9級表面には白色のリン化物層が存在しない。熱処理前に除去すること。
応力腐食割れの危険性があるため、12.9クラスの材料は慎重に使用してください。

これらの仕様は材料選定の指針となり、締結部品が必要な強度と水素脆化などの破損モードに対する耐性を確実に満たすことを保証する。

機械的特性および物理的特性

締結部品は、引張強度、降伏強度、伸び、硬度、衝撃エネルギーなど、常温における規定の機械的特性を満たさなければなりません。適合性を確認するための試験方法が概説されています。

表3：ボルト、ねじ、スタッドの機械的特性および物理的特性
いいえ。	機械的特性または物理的特性		プロパティクラス
			4.6	4.8	5.6	5.8	6.8	8.8		9.8 (d≤16 mm)	10.9	12.9
			4.6	4.8	5.6	5.8	6.8	d≤16 mm	d>16 mm	9.8 (d≤16 mm)	10.9	12.9
1	引張強度R_メートル（MPa）	ノム	400	400	500	500	600	800	800	900	1000	1200
1	引張強度R_メートル（MPa）	分	400	420	500	520	600	800	830	900	1040	1220
2	降伏強度Rが低い_eL （MPa）	ノム	240	—	300	—	—	—	—	—	—	—
2	降伏強度Rが低い_eL （MPa）	分	240	—	300	—	—	—	—	—	—	—
3	0.2%非比例伸長Rにおける応力_p0.2 （MPa）	ノム	—	—	—	—	—	640	640	720	900	1080
3	0.2%非比例伸長Rにおける応力_p0.2 （MPa）	分	—	—	—	—	—	640	660	720	940	1100
4	フルサイズファスナーRの0.0048d非比例伸び時の応力_pf （MPa）	ノム	—	320	—	400	480	—	—	—	—	—
4	フルサイズファスナーRの0.0048d非比例伸び時の応力_pf （MPa）	分	—	340	—	420	480	—	—	—	—	—
5	耐力S_p （MPa）	ノム	225	310	280	380	440	580	600	650	830	970
5	耐力比	0.94	0.91	0.93	0.9	0.92	0.91	0.91	0.9	0.88	0.88
6	機械加工された試験片A（%）の破断後伸び	分	22	—	20	—	—	12	12	10	9	8
7	機械加工された試験片の破断後の断面積減少率 Z (%)	分	—					52	52	48	48	44
18	表面の不連続性		GB/T 5779.1									GB/T 5779.3

注：

構造用ボルト締めには使用しないでください。
構造用ボルトの場合、d ≥ M12。
指定目的のみに使用される名目値。
R_p0.2 Rが測定可能_eL 判断できません。
R_pf 4.8、5.8、6.8の最小値については調査中です。
表5および表7に耐力荷重を示す。
特定のクラスでは、端面の硬度が低くなる場合があります。
表面硬度には制限があり、一部の部品では芯部より30HV以上高くすることはできません。
d ≥ 16 mmの場合、-20 °Cでの衝撃試験。
GB/T 5779.3は合意により代替することができる。

これらの特性により、締結具は規定の荷重下で確実に機能し、引張試験や硬度試験などの品質試験によって品質が検証されます。高強度用途においては、荷重容量に対するサイズの影響を考慮してください。

申請ガイドラインと試験の適用範囲

この規格は、実物大の締結部品または機械加工された試験片に適用可能な検証試験方法を規定しています。脱炭や脆化などの不具合を避けるため、環境要因、取り付けトルク、表面処理などを考慮してください。

負荷要件に応じて適切なクラスを使用してください。例えば、高負荷環境の場合は10.9を使用します。
サイズとクラスに応じて、引張強度、耐荷重、硬度、衝撃に関する試験を実施する。
溶融亜鉛めっきファスナーについては、GB/T 5267.3を参照してください。
トレーサビリティと法令遵守のために、必ずマーキングを行ってください。
腐食性環境下では、12.9クラスの製品の使用には注意が必要です。

これらのガイドラインは、締結部品の選定と試験を支援し、機械組立品の信頼性を向上させます。

よくある質問（FAQ）

「8.8」のような不動産分類の表示は何を意味するのですか？

これは、公称引張強度800MPa、降伏強度比0.8を示しており、エンジニアリング設計における選定のための標準化された性能識別を保証する。

材料組成は締結部品の性能にどのように影響しますか？

ホウ素などの元素を添加した組成物は、焼入れ性を向上させ、より高い強度クラスを可能にする一方で、表2の制限に従って、脆性を防ぐためにPとSの含有量を制限する。

衝撃試験はいつ実施すべきか？

d ≥ 16 mm および -20 °C で最低 27 J を要求するクラスについては、低温用途での靭性を評価し、脆性破壊を回避するために使用します。

脱炭がねじ山に及ぼす影響は何ですか？

強度が低下するため、規格では耐荷重能力を維持するために、完全脱炭の最大深さを0.015mm、非脱炭部分の最小高さを規定している。

この規格はISO 898-1とどのように整合していますか？

これはISO 898-1:2009を改訂したもので、特性クラスは類似しているものの、中国の状況に合わせて調整されており、締結部品の仕様における世界的な相互運用性を確保している。

フルサイズのファスナーにはどのような試験が適用されますか？

引張試験、耐荷重試験、およびくさび引張試験は、特に機械加工された試験片が実際の挙動を反映しない可能性があるサイズの場合に、実際の性能を検証する。