A2 か A4 か：ステンレスねじの頭の表示は二つのことを言っています

表示の読み方

ISO 3506-1 によれば、ステンレスボルトの表示は 鋼種の組と強度区分から成ります。A4-80 を分解すると——

先頭の A はオーステナイト系を表します。 A2 はモリブデンを含まない組で、おおむね 304 系の材料に対応し、 A4 はモリブデンを含む組で、おおむね 316 系に対応します。 ISO 3506-1 はマルテンサイト系、フェライト系、二相ステンレスも扱い、それぞれ別の文字を使います。

A4 のモリブデンが買っているもの

機能上の違いはモリブデンです——316 系におよそ 2–3%、 304 系にはほぼありません。それが買っているのは 塩化物による孔食とすき間腐食への抵抗です。

孔食は局部的な破壊です。塩化物が表面の一点に集まり、 不動態の酸化皮膜を壊し、内へ進み続ける小さな穴を開けます。 外から見ればまだ受け入れられるように見えて、肝心の位置の断面はもう失われています。

この軸で材料を比べるとき、よく使われるのが成分から計算する耐孔食当量です——

PREN = %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N

各材料の許される成分範囲を代入すると、 304 系は十数から 20 台前半、316 系は 25 から 30 のあたりに落ちます。 差のほとんどはモリブデンの項から来ます。

A2 で本当に足りるとき

すべてを A4 に格上げするのは、よくある、そして高くつく反射です。 実際に決めている問いは単純です——その環境に塩化物はありますか。

役に立つ規律——曝露環境で決め、「この組立てがどれだけ重要そうか」で決めないこと。 乾燥した屋内の筐体のなかの重要な継手に A4 は要りません。 波打ち際から 200 メートルの、目立たない取付金具には要ります。

強度のほうの数字は、別の決定です

ここが、お金が静かに無駄になる場所です。

A2 から A4 に替えると腐食のふるまいが変わり、強度はその場に留まります。 A4-70 と A2-70 は同じ強度区分です—— この継手に必要なのがより大きな締付け力なら、文字を替えてもそれは手に入りません。 逆向きの誤りも起きます——腐食する環境で「念のため」高い強度区分を指定すること。 数字を上げても塩化物には強くなりません。

ですから二つの問いとして扱い、しかもこの順で尋ねてください——

1. 曝露環境は何か。　→　鋼種の組が決まる（A2／A4／その他）
2. この継手はどれだけの荷重を受けるか。　→　強度区分が決まる（-70／-80／その他）

別々に答えれば、表示は自分から書き上がります。 一緒に答えれば、この頁が防ごうとしているコイン投げになります。 荷重を締付けの設定へどう変えるかは トルクと締付け力の話です。

では 18-8 と指定する——そしてそれは仕様ではありません

18-8 が指しているのは呼びの成分——およそクロム 18%、ニッケル 8%——で、 300 系のオーステナイトステンレスを緩く呼ぶのに使われます。 それは記述であって等級ではありませんし、モリブデンがあるかどうかを告げません。

実務では 18-8 として売られる部品はたいてい 304 系の材料です。 あなたの用途が塩化物への抵抗に依存しているなら、その仮定が危険のすべてです。 実は A4 のことを言っている文書の上で、「18-8」という書き方を受け入れないでください。

注文書に書く四行

1. 完全な表示、両方の部分を——たとえば「ISO 3506-1, A4-80」
2. 材料の記号——図面や認証が特定のものを求めるなら
3. どの等級の検査文書が要るか——小さい寸法で規格が止まるところを参照
4. 使用環境——一文でかまいません

この記事は手順 1、相手材を扱います。全体の順序は相手材、ねじ、頭部、駆動部、表面処理、書類で、これを崩すと微調整ではなく手直しになる理由はねじの決め方にあります。

よくある質問

A4-80 の A4 と 80 は、それぞれ何を意味しますか。

独立した二つの決定です。A4 は鋼種の組——オーステナイト系でモリブデン入り、おおむね 316 系——で耐食性を管し、80 は強度区分で引張強さの水準、つまり機械的強度を管します。片方が正しくてもう片方が間違っていることがありえて、現場で問題が出るまで誰も気づきません。

A2 は 304、A4 は 316 と書いてよいですか。

「おおむね対応」までです。A2 と A4 は ISO 3506-1 が定義する締結部品の等級で、自分の成分範囲を持っています。304 と 316 は材料の記号です。両者は重なりますが同義ではないので、片方しか書かれていない注文は仕様が足りていません。図面が材料の記号を求めるなら、それをはっきり書いてください。

PREN が高いほうを選べばよいのですか。

PREN は比較のための指標であって、使用寿命の予測ではありません。温度、すき間の幾何、表面の粗さ、電気的な組合せのどれも入っていませんし、強度についてはまったく何も言っていません。当サイトが挙げる範囲——304 系が十数から 20 台前半、316 系が 25 から 30 のあたり——は、公式を各材料の許される成分範囲に当てはめて出したもので、単一の出版物からの引用ではありません。

A2-70 は 8.8 の炭素鋼とだいたい同じ強さですか。

紙の上ではそう見えますが、継手のなかでは違います。A2-70 は 8.8 に対して引張りで 12.5%、降伏で 30% 低く、450 MPa 対 640 です。ステンレスの記号が符号化しているのは引張強さだけで降伏比を運んでおらず、そして初期締付け力は降伏から設定されます。

図面に「18-8」と書いてあったら、どうすればよいですか。

18-8 は呼びの成分——およそクロム 18%、ニッケル 8%——を指す記述であって、等級ではありません。モリブデンがあるかどうかを告げないので、用途が塩化物への抵抗に依存しているなら、その一語が危険のすべてです。実務では 18-8 として売られる部品はたいてい 304 系です。実は A4 のことを言っている文書の上で、その書き方を受け入れないでください。

参考資料

• ISO 3506-1:2020 — Fasteners — Mechanical properties of corrosion-resistant stainless steel fasteners — Part 1——鋼種の組と強度区分を定義する規格

この頁の PREN の範囲は、公式を各材料の許される成分範囲に当てはめて導いたものであり、単一の出版物からの引用ではありません。数値は規格の原文とあなたの図面が優先します。