GB/T 3098.1 機械的性質：8.8・10.9・12.9 ボルト強度等級の完全解説
エグゼクティブサマリー
GB/T 3098.1-2010「締結用部品の機械的性質——ボルト・ねじ・スタッド」第 5 章「マーキング制度」によれば、ボルト・ねじ・スタッドの強度等級記号はドットで区切られた 2 つの数字から成ります：ドット左側の 1〜2 桁は公称引張強さ Rm,nominal の 1/100（MPa 単位）、ドット右側の数字は降伏比すなわち 0.2% 耐力 Rp0.2（または下降伏点）と公称引張強さの比の 10 倍です。
目次
性能等級記号：2 つの数字は何を表すか
GB/T 3098.1-2010「締結用部品の機械的性質——ボルト・ねじ・スタッド」第 5 章「マーキング制度」によれば、ボルト・ねじ・スタッドの強度等級記号はドットで区切られた 2 つの数字から成ります：ドット左側の 1〜2 桁は公称引張強さ Rm,nominal の 1/100（MPa 単位）、ドット右側の数字は降伏比すなわち 0.2% 耐力 Rp0.2（または下降伏点）と公称引張強さの比の 10 倍です。
規格原文の例を挙げます：公称引張強さ Rm,nominal = 800 MPa、降伏比が 0.8 のとき、その強度等級は「8.8」とマークされます。つまり 8.8 級ボルトの公称引張強さは 8×100 = 800 MPa、公称耐力は 800×0.8 = 640 MPa です。同様に：10.9 級は公称引張強さ 1000 MPa、降伏比 0.9、公称耐力 900 MPa；12.9 級は公称引張強さ 1200 MPa、降伏比 0.9、公称耐力 1080 MPa です。
| 記号 | 左桁の意味（公称引張強さ） | 右桁の意味（降伏比） | 公称耐力の推算 |
|---|---|---|---|
| 8.8 | 8×100 = 800 MPa | 0.8 | 800×0.8 = 640 MPa |
| 10.9 | 10×100 = 1000 MPa | 0.9 | 1000×0.9 = 900 MPa |
| 12.9 | 12×100 = 1200 MPa | 0.9 | 1200×0.9 = 1080 MPa |
8.8/10.9/12.9 主要強度指標対比
下表のデータは GB/T 3098.1-2010 表 3「ボルト・ねじ・スタッドの機械的・物理的性質」から直接引用したものです。表中の引張強さは公称値と最小値の 2 段があり、工事検収が見るのは最小値です。8.8 級はさらに呼び径 d ≤16 mm と d >16 mm で分列され、小径仕様の最小値要求はやや低めです。
| 性能指標 | 8.8 級 | 10.9 級 | 12.9 級 |
|---|---|---|---|
| 公称引張強さ Rm,nominal | 800 MPa | 1000 MPa | 1200 MPa |
| 最小引張強さ Rm,min | 800 / 830 MPa | 1040 MPa | 1220 MPa |
| 公称 0.2% 耐力 Rp0.2,nominal | 640 MPa | 900 MPa | 1080 MPa |
| 最小 Rp0.2,min | 640 / 660 MPa | 940 MPa | 1100 MPa |
| 公称保証応力 Sp,nominal | 580 MPa | 830 MPa | 970 MPa |
| ビッカース硬さ HV（min〜max） | 250〜320 | 320〜380 | 385〜435 |
| 機械加工試験片の破断後伸び A,min | 12% | 9% | 8% |
8.8 から 12.9 まで、引張強さは約 50% 向上しますが、破断後伸びは 12% から 8% まで一路低下します——等級が高いほど材料は「脆い」。これが高力ボルト接合が予張力管理、水素脆性、応力腐食に特に敏感な理由です。表中の「保証応力 Sp」は、規定荷重下でボルトに永久変形を生じさせない応力で、保証荷重試験（GB/T 3098.1 第 9.6 条）に対応し、組立予張力上限を照査する重要な根拠です。
材料と熱処理：なぜ 12.9 級は慎重を要するか
国家規格表 2 によれば、8.8 級〜12.9 級はいずれも焼入れ焼戻しを要求します：添加元素入り炭素鋼（ホウ素、マンガン、またはクロム）を焼入れ焼戻しするか、炭素鋼・合金鋼を焼入れ焼戻しします。最低焼戻し温度は一般に 425°C で、12.9 級（ホウ素鋼ルート）は 380°C です。8.8〜12.9 級については、リン（P）と硫黄（S）の最大含有量がいずれも 0.025% と規定され、焼入れ性と靭性を確保します。
特に注意すべきは国家規格が 12.9 級に対して与える注意書きです：「12.9 級の使用を考える場合は慎重に行うべきである」。理由は 12.9 級が高強度・高硬度（最大 435 HV）で、環境と工程により敏感なことにあります：表面に金属組織学的に検出可能な白色リン化物集積層があってはならず；表面処理以外にも使用環境が応力腐食割れを引き起こす可能性があり；めっき後の脱水素が不十分だと水素脆性破断を誘発しやすい。したがって 12.9 級は「高ければ高いほど良い」ものではなく、明確な高力要求があり、かつ表面処理と組立品質を管理できる場面で使用すべきです。
頭部と包装のマーキング：現場でどう識別するか
国家規格第 10.3 条は、六角および六角花形頭ボルト、内六角穴付きボルトなどについて、呼び径 ≥5 mm のファスナーはすべてマークを備えなければならないと規定します：第一に製造者識別マーク（社印/商標）、第二に強度等級記号（例 8.8、10.9、12.9、ドットは省略可）です。マークは通常頭部上面に凹字または凸字で記され、内六角穴付きねじは頭部側面にマークしても構いません。
ねじが小さすぎて頭部形状上直接刻印できない場合、国家規格表 20 は時計文字盤マーク記号を提示します：12 時位置の製造者マークまたはドットを基準に、長い横線の数で等級を表します——例えば 1 本、2 本の長い横線でそれぞれ異なる等級を表し、12.9 級は 1 つのドットを使用します。さらに包装にも製造者商標、強度等級記号、生産ロット番号のマークが必要です（第 10.5 条）。現場識別時は「社印＋等級番号」が対で揃って初めてトレーサブルな合格品となります；等級番号だけで社印がないものは出所に疑義があります。
選定原則：12.9 を盲目に追わない
選定は単純に「高ければ高いほど良い」ではありません。国家規格の指標を工学的意思決定に翻訳します。
- 一般鉄骨構造、装置ベース、カバープレート：8.8 級で完全に足り、コスト低く、靭性良好、表面処理に鈍感で、最も広く使われる等級。
- スペース制約があり、より小さい寸法でより大きい締付力を伝える必要がある：エンジン、トランスミッション、高強度接続など、10.9 級を選び、強度向上で小口径を補償。
- 極限スペース、高予張力密度が必要：一部の自動車シャーシ、ロボット関節などで 12.9 級を使い、同時に脱水素、潤滑、厳格な予張力管理を併用。
- 交番荷重、振動疲労環境：強度を満たす前提で、延性のより良い低い等級を優先し、むやみに高強度を積み増さない——伸びの大きい材料は疲労余裕が良好。
強度等級は「強度と靭性」のトレードオフであって、「高いほど先進的」ではありません。記号を読み解き、国家規格表 3 の指標を照合し、材料熱処理と表面処理能力を組合せて選定して初めて、接続信頼性を確保しつつ、不要なコストと脆性破断リスクを回避できます。
結論：ボルト強度等級を 1 枚で覚える
GB/T 3098.1-2010 は「引張強さ 1/100 + 降伏比×10」の二段式記号でボルト強度言語を統一しました：8.8 級＝800/640 MPa、10.9 級＝1000/900 MPa、12.9 級＝1200/1080 MPa、3 等級とも焼入れ焼戻しを要し、頭部に社印と等級番号を刻印します（d ≥5 mm）。選定時はまず締付力要求から等級を定め、次に延性、表面処理、水素脆性リスクを評価し、12.9 級は慎重に使用してください。
YF Zhichengjia は 2005 年に深圳で設立されたファスナーメーカーで、GB/T 3098.1 に従って 8.8/10.9/12.9 級ボルト・ねじ・スタッドのカスタムと選定支援を提供します。詳しいねじ接続技術資料は技術文書ライブラリをご参照いただくか、直接技術エンジニアにご相談のうえ一対一の選定評価を行ってください。
