JPH02267243A - 耐遅れ破壊特性の優れた高強度ボルト用鋼 - Google Patents
耐遅れ破壊特性の優れた高強度ボルト用鋼Info
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- JPH02267243A JPH02267243A JP8702089A JP8702089A JPH02267243A JP H02267243 A JPH02267243 A JP H02267243A JP 8702089 A JP8702089 A JP 8702089A JP 8702089 A JP8702089 A JP 8702089A JP H02267243 A JPH02267243 A JP H02267243A
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- steel
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、１４０〜１６０ ｋｇ ｆ ／ ｍＪの引張
強さを有する耐遅れ破壊特性の優れた高強度ボルトに適
用する鋼である。
強さを有する耐遅れ破壊特性の優れた高強度ボルトに適
用する鋼である。
（従来の技術）
高強度ボルト（以下、ボルト）は、機械、自動屯、橋、
建物に多く使用されている。ボルトの強度が１２５ｋｇ
ｆ／ｍＡを超えると遅れ破壊の危険性が高まることはよ
く知られており、現在使用されているボルトの強度ハ９
０ｋｇ ｆ ／ ｉｊ或ハ１１０ｋｇ ｆ ／ ｍ４級
のものが主体となっている。
建物に多く使用されている。ボルトの強度が１２５ｋｇ
ｆ／ｍＡを超えると遅れ破壊の危険性が高まることはよ
く知られており、現在使用されているボルトの強度ハ９
０ｋｇ ｆ ／ ｉｊ或ハ１１０ｋｇ ｆ ／ ｍ４級
のものが主体となっている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら近年の構造物はますまず大型化の傾向にあ
り、継手効率を高めるためあるいは軽量化の目的から、
ボルトをより高強度にしたい要求が強い。そこで、強度
が！２５ｋｇｆ／ｍｌ！を超えるボルトの遅れ破壊の問
題を解決させなければならない。
り、継手効率を高めるためあるいは軽量化の目的から、
ボルトをより高強度にしたい要求が強い。そこで、強度
が！２５ｋｇｆ／ｍｌ！を超えるボルトの遅れ破壊の問
題を解決させなければならない。
ボルトの遅れ破壊は、ボルト中の水素が原因していると
言われている。遅れ破壊に関わる水素は、鋼中組織間を
常温で容易に動きうる、格子間隙または転位、或は結晶
粒界等に存在するいわゆる拡散性水素（以下、拡散性水
素）である。より高強度のボルトを使用する場合、水素
、特に拡散性水素に対する抵抗力のある鋼でなければな
らない。
言われている。遅れ破壊に関わる水素は、鋼中組織間を
常温で容易に動きうる、格子間隙または転位、或は結晶
粒界等に存在するいわゆる拡散性水素（以下、拡散性水
素）である。より高強度のボルトを使用する場合、水素
、特に拡散性水素に対する抵抗力のある鋼でなければな
らない。
（課題を解決するための手段、作用）
本発明者らは、鋼の化学成分の調整、特にＳｌ。
Ｃ「を高めることにより、遅れ破壊に至らない限界の拡
散性水素（以下、限界拡散性水素）が増加できることが
可能であるとの知見を得て、上記問題点を解決すること
ができたのである。
散性水素（以下、限界拡散性水素）が増加できることが
可能であるとの知見を得て、上記問題点を解決すること
ができたのである。
本発明は、以上の知見にもとずいてなされたものであり
、熱処理を施すことにより、１４０ｋｇ ｆ ／−〜Ｉ
Ｇ Ｏｋｇ ｆ ／ ｍＪの高強度において、従来鋼
より高い限界拡散性水素を示すことを特徴とする耐遅れ
破壊特性の優れた高強度ボルト用鋼に関わるものである
。
、熱処理を施すことにより、１４０ｋｇ ｆ ／−〜Ｉ
Ｇ Ｏｋｇ ｆ ／ ｍＪの高強度において、従来鋼
より高い限界拡散性水素を示すことを特徴とする耐遅れ
破壊特性の優れた高強度ボルト用鋼に関わるものである
。
本発明者らは、耐遅れ破壊特性に及ぼす合金元素の影響
を調べたところ、従来のボルト用鋼に採用されているも
のと比べて、Ｓｌ量の増加、特に、Ｃｒの増加が有効で
あることを見い出した。
を調べたところ、従来のボルト用鋼に採用されているも
のと比べて、Ｓｌ量の増加、特に、Ｃｒの増加が有効で
あることを見い出した。
即ち、本発明のボルト用鋼の合金成分の範囲は、次の理
由で決定した。
由で決定した。
Ｃは、焼入れ一焼戻しにより高強度を得るためには、０
．１８％以上必要とし、一方、０．３５％を超えるとじ
ん性及び耐遅れ破壊特性が低下し、高強度ボルトの特性
を満足しえないことから、０．１８〜０．３５％とした
。
．１８％以上必要とし、一方、０．３５％を超えるとじ
ん性及び耐遅れ破壊特性が低下し、高強度ボルトの特性
を満足しえないことから、０．１８〜０．３５％とした
。
Ｓｌは、元来脱酸に必要であるが、ここでは特に、鋼の
耐遅れ破壊特性を向上させる。しかし、その効果を十分
に発揮せしめるには、０．５０％超必要であるが、一方
、この増加による鋼のしん性の低下にもとずいて上限を
１．５０％とした。
耐遅れ破壊特性を向上させる。しかし、その効果を十分
に発揮せしめるには、０．５０％超必要であるが、一方
、この増加による鋼のしん性の低下にもとずいて上限を
１．５０％とした。
Ｍｎは、脱酸及び脱硫に必要であり、焼入性の確保のた
めにも０．２０％以り必要であるが、０．６０％を超え
ると遅れ破壊特性が低下するため、０．２０〜０．８０
％とした。
めにも０．２０％以り必要であるが、０．６０％を超え
ると遅れ破壊特性が低下するため、０．２０〜０．８０
％とした。
Ｃｒは、前述のとおり、かつ焼入性の確保のために１，
５０％超必要とした。また、１４０ｋｇｆ／ＩＩ＋４以
上の強度を得るための焼戻温度を高める働きが有り、一
般に、遅れ破壊特性は、焼戻温度が高い方が優れている
。しかし、多量に添加しても効果が飽和するので上限を
３．５０％とした。
５０％超必要とした。また、１４０ｋｇｆ／ＩＩ＋４以
上の強度を得るための焼戻温度を高める働きが有り、一
般に、遅れ破壊特性は、焼戻温度が高い方が優れている
。しかし、多量に添加しても効果が飽和するので上限を
３．５０％とした。
Ｍｏは、鋼の強じん性を高めるに非常に有効な元素であ
って、この場合の必要量は０，１０％以上である。しか
し、高価な元素であるため、その有効性を勘案して上限
を０．５０％とした。
って、この場合の必要量は０，１０％以上である。しか
し、高価な元素であるため、その有効性を勘案して上限
を０．５０％とした。
Ａｇは、鋼の組織を微細化して鋼の強度と靭性を向上す
る有効な量としてその下限をｏ、ｏｏｇ％としたが、多
すぎると非金属介在物が増加しその効果を減少させるた
め、その上限を０．０７０％とした。
る有効な量としてその下限をｏ、ｏｏｇ％としたが、多
すぎると非金属介在物が増加しその効果を減少させるた
め、その上限を０．０７０％とした。
上述の基本成分の飼料に対して、更に、鋼の高強度化及
び微細化のために、０．００５〜０．０３０％のＮｂ或
いはＴＩを１種以上添加することができる。
び微細化のために、０．００５〜０．０３０％のＮｂ或
いはＴＩを１種以上添加することができる。
これらは、添加効果が飽和する量で上限とした。
（実 施 例）
供試鋼の化学成分を表１に示す。
Ａ、 Ｂ、 Ｃ，Ｄ、 Ｅ及びＦは本発明のボルト
用鋼に従ったものであり、Ｇ、Ｈ及びＩは比較のために
用意した既存の鋼であり、これらのφ２０＋ａｍの棒鋼
を用いて、引張強さが１４０）ｃｇ ｆ ／ ｏ＋ｊ〜
１６０ｋｇｆ／−を目標に熱処理（焼入れ一焼戻し）を
行った。この時の熱処理条件及び引張性質を表２に示す
。
用鋼に従ったものであり、Ｇ、Ｈ及びＩは比較のために
用意した既存の鋼であり、これらのφ２０＋ａｍの棒鋼
を用いて、引張強さが１４０）ｃｇ ｆ ／ ｏ＋ｊ〜
１６０ｋｇｆ／−を目標に熱処理（焼入れ一焼戻し）を
行った。この時の熱処理条件及び引張性質を表２に示す
。
これらの鋼が、遅れ破壊に対し、どれだけの拡散性水素
を許容しつるかを調べる。即ち、６鋼の限界水素量を求
める。
を許容しつるかを調べる。即ち、６鋼の限界水素量を求
める。
次に、限界水素量を求める方法について述べる。
第１図に示したＭＩＯボルトで軸部に２＋ａ＋ｓＶの円
周ノツチを設けた試験片を作り、２本を組にして、水素
を富化するために、２０％ＨＣｊ２溶液に２０分間浸漬
した後、大気中に放置し、その放置時間を種々変えるこ
とにより、試験片中の水素量を変化させる。こうして、
そのうちの１本は、熱的分析法により水素を測定し、も
う１本は、第２図に示した試験機で遅れ破壊を行う。図
において１は試験片、２はバランスウェイト、３は支点
を示す。
周ノツチを設けた試験片を作り、２本を組にして、水素
を富化するために、２０％ＨＣｊ２溶液に２０分間浸漬
した後、大気中に放置し、その放置時間を種々変えるこ
とにより、試験片中の水素量を変化させる。こうして、
そのうちの１本は、熱的分析法により水素を測定し、も
う１本は、第２図に示した試験機で遅れ破壊を行う。図
において１は試験片、２はバランスウェイト、３は支点
を示す。
なお、試験片を２０％ＭＣＩ溶液に２０分間浸漬しても
水素侵入量が少ない場合は、浸漬時間及びＨＣｇ溶液の
濃度によって水素量を調整している。
水素侵入量が少ない場合は、浸漬時間及びＨＣｇ溶液の
濃度によって水素量を調整している。
また、遅れ破壊試験における試験荷重は、ＨＣＩ溶液に
浸漬する前の各試験片の破断荷重の７０％と一定にした
。
浸漬する前の各試験片の破断荷重の７０％と一定にした
。
そして、浸漬時間及び放置時間を種々変えた時の拡散性
水素量と、遅れ破壊試験における破断時間との関係を表
３に示す。
水素量と、遅れ破壊試験における破断時間との関係を表
３に示す。
同表から、６鋼の遅れ破壊を起こさない上限の拡散性水
素量、即ち、限界拡散性水素量を推定すると表４のよう
になる。
素量、即ち、限界拡散性水素量を推定すると表４のよう
になる。
これより、本発明の範囲にあるＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ。
Ｅ、及びＦは、比較材であるＧ、 Ｈ，及びＩに比べて
限界水素量が高く、遅れ破壊しにくいことを示している
。
限界水素量が高く、遅れ破壊しにくいことを示している
。
表
鋼種記号 限界拡散性水素推定量
Ａ ０．６２ｐｐｍ
Ｂ Ｏ，５８ｐｐｍ
ＣＯ，４４ｐｐｍ
Ｄ ０．５０ｐｐｍ
Ｅ Ｏ，４６ｐｐｍ
Ｆ Ｏ，３８ｐｐｍ
Ｇ （８０Ｍ４４０） ０．１９ｐｐｍＨ（
ＳＮ０Ｍ２４０） ０．１０ｐｐｍ１ （Ｓ
Ｎ０Ｍ４３９） Ｏ，１４ｐｐｍ
ＳＮ０Ｍ２４０） ０．１０ｐｐｍ１ （Ｓ
Ｎ０Ｍ４３９） Ｏ，１４ｐｐｍ
第１図は試験片の形状の説明図、
破壊試験装置の説明図である。
第２図は遅れ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、重量比で Ｃ：０．１８〜０．３５％、 Ｓｉ：０．５０超１．５０％、 Ｍｎ：０．２０〜０．６０％、 Ｃｒ：１．５０超３．５０％、 Ｍｏ：０．１０〜０．５０％、 Ａｌ：０．００８〜０．０７０％、 残Ｆｅ及び不純物からなることを特徴とする耐遅れ破壊
特性の優れた高強度ボルト用鋼。 ２、重量比で ０．００５〜０．０３０％のＮｂ或はＴｉを１種以上含
有し、残Ｆｅ及び不純物からなることを特徴とする請求
項１記載の耐遅れ破壊特性の優れた高強度ボルト用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8702089A JPH02267243A (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 耐遅れ破壊特性の優れた高強度ボルト用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8702089A JPH02267243A (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 耐遅れ破壊特性の優れた高強度ボルト用鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02267243A true JPH02267243A (ja) | 1990-11-01 |
Family
ID=13903278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8702089A Pending JPH02267243A (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 耐遅れ破壊特性の優れた高強度ボルト用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02267243A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002077467A1 (fr) * | 2001-03-22 | 2002-10-03 | Nippon Steel Corporation | Boulon haute resistance presentant d'excellentes proprietes de resistance a la fracture differee et son acier de production |
| JP2014098191A (ja) * | 2012-11-14 | 2014-05-29 | Kobe Steel Ltd | 腐食環境における耐遅れ破壊性に優れた高強度ボルト用鋼および高強度ボルト |
| US9695488B2 (en) | 2012-01-11 | 2017-07-04 | Kobe Steel, Ltd. | Steel for bolt use, bolt, and method for manufacturing bolt |
-
1989
- 1989-04-07 JP JP8702089A patent/JPH02267243A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002077467A1 (fr) * | 2001-03-22 | 2002-10-03 | Nippon Steel Corporation | Boulon haute resistance presentant d'excellentes proprietes de resistance a la fracture differee et son acier de production |
| US7070664B2 (en) | 2001-03-22 | 2006-07-04 | Nippon Steel Corporation | High strength bolt superior in delayed fracture resistant property and steel material for the same |
| US9695488B2 (en) | 2012-01-11 | 2017-07-04 | Kobe Steel, Ltd. | Steel for bolt use, bolt, and method for manufacturing bolt |
| JP2014098191A (ja) * | 2012-11-14 | 2014-05-29 | Kobe Steel Ltd | 腐食環境における耐遅れ破壊性に優れた高強度ボルト用鋼および高強度ボルト |
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