高力ボルト10.9級と12.9級の性能の違いと交換トラップ

最も基本的な機械的性能指標から、10.9 グレードの高力ボルトの公称引張強さは 1000MPa に達しますが、降伏強さは降伏強さの比 (0.9) により 900MPa と計算されます。これは、引張力を受けたとき、ボルトが耐えることができる最大引張力は、破壊強度の 90% 近くであることを意味します。これに対し、12.9級ボルトの公称引張強さは1200MPa、降伏強さは1080MPaと高く、優れた耐引張強度と耐降伏強度を示します。ただし、すべての場合において、高グレードのボルトを無差別に低グレードのボルトに置き換えることができるわけではありません。これには複数の考慮事項が含まれます。

1. コストパフォーマンス：高力ボルトは性能に優れていますが、その分製造コストも高くなります。極端な強度要件が必要ない状況では、低グレードのボルトを使用する方が経済的で合理的である可能性があります。

2. サポートコンポーネントの保護: ボルトの寿命を延ばし、分解や交換時のメンテナンスコストを削減するために、設計時にボルトとナットの強度に意図的に差を付けることがよくあります。勝手に交換するとこのバランスが崩れ、ナット等の付属品の破損が早まる可能性があります。

3. 特殊プロセスの影響: 亜鉛めっきなどの表面処理プロセスは、高強度ボルトに水素脆化などの悪影響を与える可能性があるため、代替ソリューションを選択する際には慎重な評価が必要です。

4. 材料の靭性要件: 厳しい交互荷重がかかる特定の環境では、ボルトの靭性が特に重要になります。このとき、やみくもに高力ボルトに交換すると、材料の靭性不足により早期破断が発生し、構造全体の信頼性が低下する可能性があります。

5. 安全警報機構: ブレーキ装置などの一部の特殊な用途では、保護機構が作動するために特定の条件下でボルトが破損する必要があります。この場合、何らかの代替品を使用すると、安全機能が故障する可能性があります。

要約すると、グレード 10.9 とグレード 12.9 の高力ボルトの間には機械的特性に大きな違いがあります。ただし、実際のアプリケーションでは、シナリオの特定のニーズに基づいて、その選択を包括的に検討する必要があります。やみくもに高強度を追求すると、不必要なコストが増加するだけでなく、安全上の問題を引き起こす可能性があります。選択したボルトが性能要件を満たし、構造物の安全性と信頼性を確保するには、さまざまなボルトの性能特性と適用制限を十分に理解する必要があります。