ガイド / 強度区分と材質
SAE J429 Grade 5とGrade 8: バイヤー向けインチボルトの仕様
2026年10月24日
SAE Grade 5とGrade 8は、バイヤーが最もよく目にする2つのインチボルトのグレードです。ねじ形状も頭部形状も同じで、ビンの中では見分けがつかないことがあります。鋼、強度、リスクは異なります。機械や車両用に特注のインチボルトを購入する場合、図面のグレードが、材質、熱処理、試験を決めるため、その数字の意味を知っておく必要があります。
このガイドでは、SAE J429の数値を使い、刻印と硬さを説明し、メートルの対応区分を示し、図面指定の部品が妥当な場面を解説します。
2つのグレードの概要
Grade 5。 中炭素鋼を焼入れ焼戻ししたものです。一般的なサイズ、1/4インチから1インチは1つの強度水準、1インチを超え1.5インチまでは、わずかに低い水準が適用されます。
Grade 8。 中炭素合金鋼を焼入れ焼戻ししたもので、焼戻し温度の範囲が高くても、はるかに高い強度が得られます。1/4から1.5インチの全範囲に対して、1組の値があります。
J429は、低強度の部品向けのGrade 1とGrade 2、およびGrade 8の強度に匹敵するマルテンサイト組織の低炭素ボロン鋼であるGrade 8.2も対象とします。鋼構造の接合用の構造用ボルトは、J429ではなく、ASTM A325とA490に従います。
J429の強度の数値
| 特性 | Grade 5、1/4から1 in | Grade 5、1 in超から1.5 in | Grade 8、1/4から1.5 in |
|---|---|---|---|
| 最小引張強さ | 120 ksi (827 MPa) | 105 ksi (724 MPa) | 150 ksi (1,034 MPa) |
| 最小降伏強さ | 92 ksi (634 MPa) | 81 ksi (558 MPa) | 130 ksi (896 MPa) |
| 保証荷重応力 | 85 ksi (586 MPa) | 74 ksi (510 MPa) | 120 ksi (827 MPa) |
| 芯部硬さ、ロックウェルC | 25から34 | 19から30 | 33から39 |
図面に写す前に、すべての数値を、SAE J429の最新版で確認してください。
引張応力断面積が約0.142平方インチの1/2-13 UNCボルトを例にします。保証荷重では、Grade 5のボルトは約12,100 lbf、Grade 8は約17,000 lbfを受け持ちます。一般的な使用締付け力は保証荷重の約75パーセントで、およそ9,000 lbfと12,800 lbfです。そのため、5から8への変更により、より小さいボルトや高い締付け力が可能になります。
刻印
頭部刻印は仕様の一部であり、特注ボルトにも付ける必要があります。
- Grade 5: 3本の放射状の線。
- Grade 8: 6本の放射状の線。
- Grade 2または刻印なし: 線なし。
- メーカーマーク: グレード刻印付きのボルトには必須で、ボルトのトレーサビリティを確保します。
刻印は、冷間圧造のパンチによって頭部に成形されます。刻印付きのボルトが必要な場合は、金型にパンチの形状を含めるよう工場に依頼してください。頭部の細部がダイス一式にどう影響するかは、冷間圧造の金型費をご覧ください。
メートルの対応区分
バイヤーは、インチの部品をメートルの部品に合わせる、またはその逆を必要とすることがよくあります。
| インチのグレード | 近似するISO 898-1の区分 | 一般的な引張強さ |
|---|---|---|
| Grade 5 | 8.8 | 約830 MPa |
| Grade 8 | 10.9 | 約1,040 MPa |
対応は近似です。メートルの8.8の引張強さは、サイズにより800から830 MPa、10.9は1,040 MPaです。硬さの範囲はわずかに異なり、サイズも正確には一致しません。一方の体系から他方に切り替える図面には、技術者の確認が必要です。メートル側の詳細は、ファスナーの強度区分と等級で説明しています。
延性、硬さ、起こりうる不具合
強度が高くなると、トレードオフが生じます。
- 延性が低い。 Grade 8は、破断までの伸びが小さくなります。ボルトの降伏で衝撃を吸収することに頼る接合部では、Grade 5の方が適していることがあります。
- 水素脆化。 Grade 8の硬さは、めっきで遅れ割れが生じうる範囲にあります。この点でGrade 8は強度区分10.9と同様に振る舞うため、10.9と12.9のボルトの水素脆化をお読みになり、工場とめっきを指定してください。
- 切欠き感度。 鋭い頭下のRや切削ねじは、柔らかいボルトより硬いボルトに、より大きな悪影響を与えます。Grade 8では、転造ねじと適切なRが効果的です。
- 熱処理の品質。 Grade 8のボルトの脱炭した表層は、疲労寿命を下げます。ファスナーの熱処理では、その管理について説明しています。
特注のインチボルトが適している場面
カタログの販売店は、標準的なサイズと長さのGrade 5とGrade 8の六角ボルトを在庫しています。次の場合には、特注の方が適しています。
- 長さがカタログにない場合。たとえば2-3/8インチ、またはインチねじでメートルの長さ。
- 頭部が特殊な場合: 安全線用の穴あき頭、フランジ、段部、大きな座面。
- ねじが部分ねじ、または特殊な長さの場合。
- グレードを、カタログにないめっきや緩み止めの機能と組み合わせる場合。
- 年間数量が、直接購入を安くする場合。
これらの場合、図面には、規格、グレード、ねじの公差等級を記載します。見積りの組み立て方は、特注ファスナーの調達方法をご覧ください。
一般的な製造ルート
約3/4インチまでのGrade 5のボルトは、中炭素の線材から冷間圧造し、焼入れ焼戻しして、ねじを転造します。Grade 8も同じルートで、合金線材を使うか、大きいサイズは熱間鍛造します。切削のGrade 8は、少量ロットなら可能で、通常は合金の棒材から作ります。線材の種類が熱処理に影響するため、冷間圧造用線材の種類を見る価値があります。
一般的なサイズのトルクと予圧
ボルトは締め付けた荷重を負担するため、グレードは話の半分にすぎません。次の表は、2つの一般的なサイズについて、ねじの引張応力断面積を使った、保証荷重の75パーセントでのおおよその締付け力を示します。
| サイズ | 応力断面積 (in²) | Grade 5の締付け力、保証荷重の75パーセント | Grade 8の締付け力、保証荷重の75パーセント |
|---|---|---|---|
| 3/8-16 UNC | 0.0775 | 約4,900 lbf | 約7,000 lbf |
| 1/2-13 UNC | 0.1419 | 約9,000 lbf | 約12,800 lbf |
| 5/8-11 UNC | 0.2260 | 約14,400 lbf | 約20,300 lbf |
これらはおおよその数値で、実際の締付け力は、摩擦、潤滑剤、締付け方法によって変わります。トルクレンチでは、締付け力のばらつきがプラスマイナス25パーセント以上になるため、重要な接合部には、トルクと角度、または張力による方法を使います。トルクとともに、方法を図面に明記し、ねじが乾燥、油付き、コーティング付きのどれかも記載してください。
特注インチボルトの注文例
1/2-13 x 2-3/8の六角ボルト、Grade 5、亜鉛めっき、年間80,000個。 長さがカタログのサイズではないため、メーカーは中炭素の線材から頭部を圧造し、熱処理して、ねじを転造します。Grade 5の硬さは水素のリスク範囲の境界付近にあるため、めっき品にはベーキングを行います。
3/4-10の穴あき頭ボルト、Grade 8、無処理、年間2,000個。 頭部に安全線用の横穴があります。工場は熱処理後に穴を加工し、位置を検査します。穴あき頭は、カタログから離れる典型的な理由です。
5/16-18 x 1-1/8のセレーション付きフランジのフランジねじ、Grade 5、年間600,000個。 フランジは圧造ダイスで成形します。購入者はサンプルを承認し、めっきを含む、トルクと張力の試験を求めます。
グレードの代替と、混在した運用
多くのバイヤーは、インチとメートルの両方の製品を扱っています。一方の体系の図面が、他方のサプライチェーンに出会うと、間違いが起こります。いくつかのルールが役立ちます。数値が近くても、技術者の確認なしに、Grade 8を10.9に、Grade 5を8.8に置き換えないでください。ねじの体系を混ぜないでください。M12と1/2-13は似て見えますが、噛み合いません。設計者が特定の予圧と疲労寿命を計算した接合部で、異なるグレードのボルトを入れ替えないでください。
接合部がGrade 8で計算されていて、供給が途絶えた場合、代替は、試験報告書のある供給元の別のGrade 8であり、再設計なしに、より大きいサイズのGrade 5ではありません。現場にあるボルトのグレードを後から確認できるよう、グレード刻印と証明書をロットとともに保管してください。見積依頼のチェックリストには、すべての注文に必要な項目が挙げられています。
よくある発注ミス
- 規格やねじ系列なしに、「grade 8ボルト」と書く。
- 水素除去について触れずに、Grade 8のボルトにめっきする。
- 工場にある刻印のないボルトを、Grade 5と思い込む。
- 1つのファスナーキットに、グレードを混在させる。
- 技術者の確認なしに、Grade 8のボルトを、同程度のサイズのメートル10.9に置き換える。
たとえば、SAE J429 Grade 8、1/2-13 UNC-2Aに、めっきと刻印を添えた完全な指定があれば、これらをすべて防げます。
見積依頼のチェックリスト
- グレードと規格: SAE J429 Grade 5またはGrade 8、必要ならASTMの同等品。
- 径、ねじ系列 (UNCまたはUNF)、公差等級 (通常は2A)、長さ。
- 頭部の種類と寸法、刻印の要求。
- めっきと、Grade 8については水素脆化の除去に関する記載。
- 証明書: 材料、熱処理、試験結果。
- 年間数量と1回の納入ロット。
完全なリストがあれば、比較できる見積りが得られます。始めるには、見積依頼を送ると、図面指定のインチボルトを製造する最大3社のメーカーにマッチングします。
よくある質問
頭部を見て、Grade 5とGrade 8を見分けるにはどうすればよいですか。
SAE J429は、Grade 5の頭部に3本の放射状の線、Grade 8に6本の放射状の線を刻印します。刻印のない部品は、通常Grade 2か、強度区分のないボルトです。特注ボルトにはグレード刻印とメーカーのマークを付け、図面には刻印を明記してください。
Grade 8は、常にGrade 5より優れていますか。
より強いですが、常に優れているとは限りません。Grade 8は、硬さが高く、延性が低く、めっき後の水素脆化のリスクも高くなります。多くの接合部では、Grade 5で十分な締付け力が得られ、費用も低く、リスクも小さくなります。どのボルトでも同様に、荷重を満たす最も低いグレードを選んでください。
Grade 5とGrade 8に対応するメートルの強度区分は何ですか。
Grade 5はISO強度区分8.8に、Grade 8は強度区分10.9に近い関係です。強度の数値がわずかに異なり、サイズ範囲や硬さの範囲も同一ではないため、対応は近似です。設計を確認せずに、図面上で入れ替えないでください。