10.9級ボルトの総合硬さ解析

クラス 10.9 ボルト 広く使用されている高強度六角ファスナーです。強度と硬度が高いため、精密機械装置や工具の金型などの作業現場で多く使用されています。クラス 10.9 ボルトの標準硬度範囲はどれくらいですか?この記事では、業界の参考資料に基づいた分析を提供します。

まずは10.9級ボルトの硬さの指標を見てみましょう。ファスナーの国家規格 GB/T 3098.1 によると、クラス 10.9 ボルトのコア ビッカース硬度は HV320 ～ 380 の範囲であり、ロックウェル硬度 HRC32 ～ 39 に相当します。この硬度範囲は、適切な焼入れおよび焼き戻し熱処理プロセスによって達成されます。実際の製造では、ボルトをオーステナイト化した後、焼入れ油に浸漬して焼き入れし、その後高温で焼き戻しを行います。焼入れおよび焼き戻しの保持時間と温度パラメータは、最終的な硬度と総合的な機械的特性に決定的な役割を果たします。

次に、クラス 10.9 ボルトの実際の製造プロセスのケースについて詳しく説明します。

プロセスケース1

35CrMo プロセススキームとして表示されていますが、実際には 40Cr 合金鋼がボルトの製造に採用されています。ボルトは直径 22 mm、長さ 114 mm で、トラックの車輪の固定に使用されます。焼入れおよび焼き戻し熱処理後の硬度は HV320～380 (HRC32～39) に達し、最小引張強さは 1040 MPa になります。理想的な金属組織は焼き戻しソルバイトです。

プロセスケース2

試験スキーム 1: 熱間鍛造成形とそれに続く機械加工、熱処理はメッシュベルト炉で行われます。ゾーン 1～4 の焼入れ温度設定はそれぞれ 860～870～870～860 度で、総焼入れ保持時間は約 90 分で、その後油焼入れして冷却します。焼入れ後の硬度はHRC49～52に達します。ゾーン1～3の焼戻し温度は一律510度に設定されており、焼戻し後の硬さはHRC32～35となります。検査の結果、このプロセスでの製品の引張強さはクラス 10.9 の要件を満たしていないことが示され、そのためこのプロセスは不適格とみなされます。

試験スキーム 2: 焼鈍、リン酸塩処理、冷間押出成形からなる製造ルート。メッシュベルト炉のゾーン 1‑4 の焼入れ温度は 860‑870‑870‑860 度、焼入れ保持時間は約 90 分、油焼入れ冷却。焼入れ後の硬さはHRC49～52です。 2 セットの焼き戻しパラメータを比較します。 グループ 1: すべてのゾーン 1 ～ 3 の焼き戻し温度 480 度。焼戻し後の硬さ：HRC34～38、引張強さ実測値：1005MPa。金属組織検査では、少量の未溶解フェライトが観察されます。グループ 2: すべてのゾーン 1 ～ 3 で 460 度の焼き戻し温度。焼戻し後の硬さ：HRC36～40、引張強さの実測値：960MPaで、クラス10.9の引張強さの最低要件を満たしていません。

たとえ硬度が目標範囲内であっても、引張強さが要件を満たしていない場合は、製品が不適合であることがわかります。微量のフェライトはボルトの機械的性能を低下させるため、高い疲労要件が要求される作業条件下では厳密に管理する必要があります。

要約すると、認定されたコア硬度の範囲は、グレード 10.9 ボルトHV320～380、HRC32～39に相当します。一般的な参考熱処理パラメータ: 850 度で焼入れ、60 分間保持、炭素ポテンシャルを 0.45 に制御、等温段階焼入れ油、油温 100 度、焼入れ保持 30 分。 480度で120分間保持した焼き戻し。製造においては、硬度だけを唯一の基準とすることはできません。引張強さ、降伏強さ、その他の機械的特性はすべて国家規格に準拠するものとします。金属組織は、焼き戻しソルバイトが大半を占めることが好ましい。ボルトの耐荷重性能や耐疲労性能が損なわれないように、フェライトなどの非理想的な構造は最小限に抑える必要があります。