JP2009299181A - 耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼材、高強度ボルト及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鋼材の表面の窒化層深さが200μm以上であることを特徴とする耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼材並びにその製造方法である。特に、表面の圧縮残留応力が200MPa以上有すると耐遅れ破壊特性が向上する。鋼は、適正量のC、Si、Mnを含有し、Cr、V、Mo、Nb、Cu、Ni、B、Al、Ti、Mg、Ca、Zr1種又は2種以上を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなることが好ましい。鋼材の表面から少なくとも200μm以上の深さまで平均窒素濃度より0.02%以上窒素濃度を高めることにより、拡散性水素の侵入が大幅に抑制され、耐遅れ破壊特性が向上する。
【選択図】図2
Description
(1) 質量%で、C:0.10〜0.55%、Si:0.01〜3%、Mn:0.1〜2%を含有し、さらに、Cr:0.05〜1.5%、V:0.05〜0.2%、Mo:0.05〜0.4%、Nb:0.001〜0.05%、Cu:0.01〜4%、Ni:0.01〜4%、B:0.0001〜0.005%の1種又は2種以上を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなり、焼戻しマルテンサイト主体の組織で、表面から少なくとも200μm深さまでの窒素濃度が平均窒素濃度より0.02%以上高いことを特徴とする耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼材。
(2) さらに、Al:0.003〜0.1%、Ti:0.003〜0.05%、Mg:0.0003〜0.01%、Ca:0.0003〜0.01%、Zr:0.0003〜0.01%の1種又は2種以上を含有することを特徴とする(1)記載の耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼材。
(3) 表面に、窒素濃度が平均窒素濃度より0.02%以上高い窒化層を有し、該窒化層の深さが表面から200μm以上、1000μm以下であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼材。
(4) 焼戻しマルテンサイトの面積率が85%以上であることを特徴とする(1)〜(3)の何れか1項に記載の耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼材。
(5) 鋼材表面の圧縮残留応力が200MPa以上であることを特徴とする(1)〜(4)の何れか1項に記載の耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼材。
(6) 質量%で、C:0.10〜0.55%、Si:0.01〜3%、Mn:0.1〜2%を含有し、さらに、Cr:0.05〜1.5%、V:0.05〜0.2%、Mo:0.05〜0.4%、Nb:0.001〜0.05%、Cu:0.01〜4%、Ni:0.01〜4%、B:0.0001〜0.005%の1種又は2種以上を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなり、焼戻しマルテンサイト主体の組織で、表面から少なくとも200μm深さまでの窒素濃度が平均窒素濃度より0.02%以上高いことを特徴とする耐遅れ破壊特性に優れた高強度ボルト。
(7) さらに、Al:0.003〜0.1%、Ti:0.003〜0.05%、Mg:0.0003〜0.01%、Ca:0.0003〜0.01%、Zr:0.0003〜0.01%の1種又は2種以上を含有することを特徴とする(6)記載の耐遅れ破壊特性に優れた高強度ボルト。
(8) 表面に、窒素濃度が平均窒素濃度より0.02%以上高い窒化層を有し、該窒化層の深さが表面から200μm以上、1000μm以下であることを特徴とする(6)又は(7)に記載の耐遅れ破壊特性に優れた高強度ボルト。
(9) 焼戻しマルテンサイトの面積率が85%以上であることを特徴とする(6)〜(8)の何れか1項に記載の耐遅れ破壊特性に優れた高強度ボルト。
(10) 鋼材表面の圧縮残留応力が200MPa以上であることを特徴とする(6)〜(9)の何れか1項に記載の耐遅れ破壊特性に優れた高強度ボルト。
(11) (1)〜(5)の何れか1項に記載の高強度鋼材の製造方法であって、(1)又は(2)に記載の成分からなる鋼材を所望の形状に加工した後、窒化処理温度を500℃以下で窒化処理することを特徴とする耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼材の製造方法。
(12) (6)〜(10)の何れか1項に記載のボルトの製造方法であって、(5)又は(6)に記載の成分を有する鋼材をボルトに加工した後、窒化処理温度を500℃以下で窒化処理することを特徴とする耐遅れ破壊特性に優れた高強度ボルトの製造方法。
2 バランスウェイト
3 支点
Claims (12)
- 質量%で、
C :0.10〜0.55%、
Si:0.01〜3%、
Mn:0.1〜2%
を含有し、さらに、
Cr:0.05〜1.5%、
V :0.05〜0.2%、
Mo:0.05〜0.4%、
Nb:0.001〜0.05%、
Cu:0.01〜4%、
Ni:0.01〜4%、
B :0.0001〜0.005%
の1種又は2種以上を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなり、焼戻しマルテンサイト主体の組織で、表面から少なくとも200μm深さまでの窒素濃度が平均窒素濃度より0.02%以上高いことを特徴とする耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼材。 - さらに、
Al:0.003〜0.1%、
Ti:0.003〜0.05%、
Mg:0.0003〜0.01%、
Ca:0.0003〜0.01%、
Zr:0.0003〜0.01%
の1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項1記載の耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼材。 - 表面に、窒素濃度が平均窒素濃度より0.02%以上高い窒化層を有し、該窒化層の深さが表面から200μm以上、1000μm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼材。
- 焼戻しマルテンサイトの面積率が85%以上であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼材。
- 鋼材表面の圧縮残留応力が200MPa以上であることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼材。
- 質量%で、
C :0.10〜0.55%、
Si:0.01〜3%、
Mn:0.1〜2%
を含有し、さらに、
Cr:0.05〜1.5%、
V :0.05〜0.2%、
Mo:0.05〜0.4%、
Nb:0.001〜0.05%、
Cu:0.01〜4%、
Ni:0.01〜4%、
B :0.0001〜0.005%
の1種又は2種以上を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなり、焼戻しマルテンサイト主体の組織で、表面から少なくとも200μm深さまでの窒素濃度が平均窒素濃度より0.02%以上高いことを特徴とする耐遅れ破壊特性に優れた高強度ボルト。 - さらに、
Al:0.003〜0.1%、
Ti:0.003〜0.05%、
Mg:0.0003〜0.01%、
Ca:0.0003〜0.01%、
Zr:0.0003〜0.01%
の1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項6記載の耐遅れ破壊特性に優れた高強度ボルト。 - 表面に、窒素濃度が平均窒素濃度より0.02%以上高い窒化層を有し、該窒化層の深さが表面から200μm以上、1000μm以下であることを特徴とする請求項6又は7に記載の耐遅れ破壊特性に優れた高強度ボルト。
- 焼戻しマルテンサイトの面積率が85%以上であることを特徴とする請求項6〜8の何れか1項に記載の耐遅れ破壊特性に優れた高強度ボルト。
- 鋼材表面の圧縮残留応力が200MPa以上であることを特徴とする請求項6〜9の何れか1項に記載の耐遅れ破壊特性に優れた高強度ボルト。
- 請求項1〜5の何れか1項に記載の高強度鋼材の製造方法であって、請求項1又は2に記載の成分からなる鋼材を所望の形状に加工した後、窒化処理温度を500℃以下で窒化処理することを特徴とする耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼材の製造方法。
- 請求項6〜10の何れか1項に記載のボルトの製造方法であって、請求項5又は6に記載の成分を有する鋼材をボルトに加工した後、窒化処理温度を500℃以下で窒化処理することを特徴とする耐遅れ破壊特性に優れた高強度ボルトの製造方法。
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