ステンレスファスナー規格:A2-70・A4-80 の読み方と選定
エグゼクティブサマリー
GB/T 3098.6(対応 ISO 3506-1)第 5 章「ステンレス鋼グループと性能等級のマーキング制度」によれば、耐食ステンレスファスナーの強度等級記号は 2 部から成ります:第一部はステンレスグループ記号(1 文字の英字+1 桁の数字)、第二部は強度等級(ハイフン後の数字)。例えば「A2-70」では「A2」がオーステナイトグループ 2 を表し、「70」は公称引張強さの 1/10、すなわち Rm,nominal = 70×10 = 700 MPa を意味します。
目次
記号の読み方:グループ+等級の二段構成
GB/T 3098.6(対応 ISO 3506-1)第 5 章「ステンレス鋼グループと性能等級のマーキング制度」によれば、耐食ステンレスファスナーの強度等級記号は 2 部から成ります:第一部はステンレスグループ記号(1 文字の英字+1 桁の数字)、第二部は強度等級(ハイフン後の数字)。例えば「A2-70」では「A2」がオーステナイトグループ 2 を表し、「70」は公称引張強さの 1/10、すなわち Rm,nominal = 70×10 = 700 MPa を意味します。
| グループ記号 | 金属組織 | おおよその対応銘柄 | 代表的特長 |
|---|---|---|---|
| A1、A2、A3、A4、A5 | オーステナイト系 | A2≈304(18-10)、A4≈316(Mo 入り) | 非磁性、耐食、加工硬化で強化、使用量最大 |
| C1、C3、C4 | マルテンサイト系 | C1≈410、C3≈420 系 | 焼入れ焼戻し可、高強度、耐食は並 |
| F1 | フェライト系 | ≈430 系 | 磁性、耐食中程度、焼入れ強化不可 |
このうち A 系オーステナイトステンレスは、工学上「ステンレスボルト」の 90% 以上を占めます。ハイフン後の等級は 50、70、80 の 3 段が一般的です:A2-50=Rm ≥500 MPa、A2-70=Rm ≥700 MPa、A2-80=Rm ≥800 MPa。数字が大きいほど加工硬化度が高く、強度は高く延性はやや低下します。
オーステナイトグループと耐食性対比(A2/A4/A5)
同じ「A」系列でも耐食性の差は主に合金成分により、核心はクロム(Cr)、ニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)です。A2 は古典的な 18-10 クロムニッケル鋼(米国規格 304 にほぼ相当)で、通用性が最も高い;A4 は A2 をベースに約 2% モリブデンを添加し、孔食と塩化物イオン腐食への耐性を著しく向上させます(316 にほぼ相当)。
| グループ | 成分的特長 | 耐食性の位置づけ | 適用媒質 |
|---|---|---|---|
| A1 | 快削オーステナイト(硫黄含有量を上げる) | 一般耐食 | 標準部品、セルフタップ、耐食要求の低い組立 |
| A2 | 18Cr-10Ni(≈304) | 大気、淡水、食品、一般ケミカル | 室内装置、家電、建築、一般環境 |
| A3 | Ti/Nb 安定化オーステナイト(≈321) | 耐粒界腐食がより良好 | 溶接を要する、またはより高温で使われる場面 |
| A4 | モリブデン入りオーステナイト(≈316) | 耐孔食、耐塩化物 | 沿海、海水、ケミカル、医療、多湿環境 |
| A5 | モリブデン安定化オーステナイト(≈316Ti) | 耐孔食+耐粒界腐食 | 溶接構造部品、より高耐食要求の接続 |
A2-70・A4-80 強度指標比較
下表はオーステナイト系ステンレスボルト・ねじ・スタッドの代表的機械的性質指標です(ISO 3506-1/GB/T 3098.6 表掲載値による)。炭素鋼と最大に異なる点は:オーステナイトステンレスは焼入れで強度を上げることができず、その強度は冷間引抜き/冷間圧造の加工硬化に由来することで、したがって「50、70、80」は異なる冷間加工変形度に対応します。
| 等級 | 引張強さ Rm,min | 0.2% 耐力 Rp0.2,min | 状態説明 |
|---|---|---|---|
| A2-50 / A4-50 | 500 MPa | 210 MPa | 軟質/軽度加工硬化、延性良好 |
| A2-70 / A4-70 | 700 MPa | 450 MPa | 加工硬化、最も一般的な在庫等級 |
| A2-80 / A4-80 | 800 MPa | 600 MPa | 高加工硬化、高強度、延性やや低い |
| C1-110(マルテンサイト) | 1100 MPa | — | 焼入れ焼戻し、炭素鋼 8.8 級付近の強度に到達可能 |
注意:A4-80 の引張強さが 800 MPa に達しても、その耐力は炭素鋼より低く、弾性係数も約 193 GPa(鋼は約 206 GPa)しかないため、組立時に炭素鋼ボルトのトルク値を単純に当てはめてはいけません。またオーステナイト系は硬くないため、繰返し締付け時にねじが凝着損傷しやすくなります。
なぜステンレスボルトは凝着するのか、その防止法
「凝着」(Galling、かじり、cold welding とも)はステンレス組立の頭号的難題です:2 つのステンレスねじ面が高圧下で相対回転すると、接触面の金属が直接凝着・剥離し、最終的にボルトとナットが固着し、ねじ切れに至ることもあります。原因はオーステナイトステンレスが軟質で自己融着傾向が大きく、摩擦発熱で表面が局部的に溶着するためです。
- 潤滑が第一の対策:ねじと座面に二硫化モリブデン(MoS₂)、ニッケル系焼付防止剤、または専用ステンレスねじグリースを塗布し、摩擦を著しく低下させ凝着を回避。
- 締付速度とトルクを管理:低速工具を使用し、高速ねじ込みによる発熱を回避。実測 K 値でトルクを与え、「手の感覚」で強く締めない。
- 同材質同士のかじりを回避:A2 ボルト+A2 ナットは高圧環境で最もかじりやすく、異なるグループを組合せるか潤滑を追加。
- ねじ精度と清浄度:6g ねじにバリや鉄粉がなく、座面が平滑であることを確保し、局部高圧点を減らす。
選定提言:いつ A4 に上げるべきか
グループと等級を一枚の選定意思決定表に統合します。
- 室内、大気、淡水、食品機器:A2-70 で十分、汎用・在庫豊富・低コスト。
- 沿海、塩霧、海水、ケミカル多湿、医療環境:直接 A4-70 または A4-80 を選択、モリブデンが塩化物孔食に抗する。
- 溶接を要する、またはより高温での供用:A3/A5 安定化グループを選び、粒界腐食リスクを低減。
- より高強度が必要で耐食要求は並:マルテンサイト C 系(焼入れ可)を検討し、オーステナイトの加工硬化等級をむやみに上げない。
- 高圧、かじりやすい環境:必ずねじ潤滑と低速組立を併用し、必要に応じて異なるグループ材料を組合せ。
結論:A2 と A4 の覚え方
ステンレスファスナーは GB/T 3098.6(ISO 3506-1)に従って「グループ+等級」でマークされます:A2≈304、A4≈316(モリブデン入り)、ハイフン後の数字は公称引張強さの 1/10——A2-70 は Rm ≥700 MPa、Rp0.2 ≥450 MPa。室内は A2-70、沿海/塩化物環境は A4-70/80 に格上げし、組立時は必ず潤滑・低速管理・かじり防止を徹底してください。
YF Zhichengjia は 2005 年に深圳で設立されたファスナーメーカーで、A2-70、A4-70、A4-80 などのステンレスボルト・ねじ・特注品の選定と供給を提供します。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、技術エンジニアにご相談のうえ環境と材料のマッチング評価を行ってください。