JP3458762B2 - 海岸耐候性に優れた高強度鋼 - Google Patents

海岸耐候性に優れた高強度鋼

Info

Publication number
JP3458762B2
JP3458762B2 JP11630799A JP11630799A JP3458762B2 JP 3458762 B2 JP3458762 B2 JP 3458762B2 JP 11630799 A JP11630799 A JP 11630799A JP 11630799 A JP11630799 A JP 11630799A JP 3458762 B2 JP3458762 B2 JP 3458762B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel
weather resistance
less
strength
content
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP11630799A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000119814A (ja
Inventor
智之 横田
哲夫 白神
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Priority to JP11630799A priority Critical patent/JP3458762B2/ja
Publication of JP2000119814A publication Critical patent/JP2000119814A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3458762B2 publication Critical patent/JP3458762B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、建築・土木分野に
おける各種構造物に用いる摩擦接合用の高力ボルト・ナ
ットの製造に適した鋼に関し、特に海岸地域の構造物な
ど塩水が関与した腐食環境で用いられる海岸耐候性に優
れた高力ボルト・ナットの製造に適した鋼に関する。
【0002】
【従来の技術】従来鋼構造物を無塗装のままで使用する
場合、耐候性鋼を用いることが知られており、既に鋼板
や形鋼に関してはJIS G3114「溶接構造用耐候
性熱間圧延鋼材」やJIS G3125「高耐候性圧延
鋼材」に規格化されている。しかしそれらの鋼構造物の
継手に用いられる高力ボルトに関しては国内で何ら規格
化されていない。
【0003】高力ボルトは、その目的から、鋼板や形鋼
と異なり、極めて高強度を必要とするため、焼入れ焼戻
し処理が施される。従って上記規格の鋼をそのまま高力
ボルト用素材として利用することは不可能である。この
ような問題を解決する技術として、これまでに特公昭5
3−24890号公報および特公昭56−20350号
公報が開示されている。
【0004】これらはいずれも最終的に焼入れ焼戻し処
理を施され1000MPa以上の強度で用いることを前
提としている。特公昭53−24890号公報はCu,
Cr,Siの添加で耐候性を確保すると同時に、Si,
Al添加の効果で、高強度鋼に特有の遅れ破壊を抑制し
たことが特徴である。また特公昭56−20350号公
報はCu,Crの添加で耐候性を確保したうえで、Si
を低減してボルト冷間成型前の焼鈍省略を可能としたも
のである。
【0005】このような耐候性鋼は、大気暴露環境にお
いて、Cu,Crなどの有効元素が富化した防食性の高
い安定錆が表面を覆うことにより、著しく腐食の進展が
遅延されるというものである。その著しく良好な耐候性
のため、耐候性を利用した鋼構造物は、しばしば無塗装
のまま数十年の供用に耐えることが知られている。しか
し、海岸地域のように塩分が比較的多い環境(飛来塩分
量0.05mdd以上)では、耐候性鋼の錆は安定化し
にくく、実用的な耐食性が得難いことが知られている。
こうした環境で実用に耐えうる鋼材を提供する技術とし
て、特開平7−207340号公報や特開平7−242
993号公報が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
7−207340号公報や特開平7−242993号公
報に開示されている技術はいずれも鋼板を対象としたも
のであり、上述のように高力ボルト・ナット向けの素材
として利用することは不可能である。
【0007】以上のように、従来の技術によっては、飛
来塩分量0.05mdd以上の地域において実用的な耐
候性を有する鋼で、高力ボルトの製造においては冷間鍛
造前の焼鈍省略が可能で、かつ上述した耐候性を有する
ナットを製造することができなかった。
【0008】本発明の目的は、このような問題点を解決
するために、塩分、特に0.05mdd以上の塩分が飛
来する環境において高い耐候性を有し、かつ熱間圧延後
硬さがHRB85以下である、焼入れ焼戻し後引張強
さ:980MPa以上の焼鈍省略型高力ボルトおよびナ
ットの製造に適した鋼を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は以下に示す手段を用いてい
る。
【0010】(1)本発明の鋼は、質量%で、C:0.
15〜0.3%と、Si:0.15%以下と、Mn:
0.3〜0.6%と、P:0.01%以下と、S:0.
01%以下と、Al:0.01〜0.05%と、N:
0.002〜0.01%と、Ni:1〜2%と、Mo:
0.1〜0.3%と、Ti:0.01〜0.05%と、
B:0.0003〜0.005%と、残部Fe及び不可
避的不純物とからなる、海岸耐候性に優れた高強度鋼で
ある。
【0011】(2)本発明の鋼は、鋼成分として、質量
でさらに、Cu:0.1〜0.5%、Cr:0.3〜
1%のうちの一種または二種を含有する、上記(1)に
記載の海岸耐候性に優れた高強度鋼である。 (3)本発明のボルトは上記(1)又は(2)の鋼成分
を有する。 ()本発明のナットは上記(1)又は(2)の鋼成分
を有する。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明者らは上記課題の達成のた
めに、引張強さ:980MPa以上の強度を確保するこ
とを前提として、鋼材の化学成分と耐候性および熱間圧
延後硬さとの関係について鋭意検討を行った結果、次の
知見を得るに至った。
【0013】(1)飛来塩分量0.05mdd以上の環
境で優れた耐候性を得るためには、NiおよびMoの複
合添加が有効である。
【0014】(2)Pは飛来塩分量0.05mdd以上
の環境で優れた耐候性を得るのに有効であるが、高力ボ
ルトにおいては遅れ破壊を助長する悪影響が顕著なた
め、その添加量を抑制する必要がある。しかしPを低減
することによる耐食性の低下は、Niの増量で十分に補
うことができる。
【0015】(3)NiおよびMo添加の一方で、Si
およびMn添加量を低減することによって、熱間圧延後
のHRB硬さを85以下に抑えることができる。
【0016】以上の知見に基づき、本発明者らは、0.
05mdd以上の塩分が飛来する環境において耐候性向
上のためNi,Moを一定量複合添加し、耐遅れ破壊の
ためP量を低減し、さらに高力ボルトの製造において冷
間鍛造前の焼鈍省略のためSi,Mn添加量を低減した
高強度鋼を見出し、本発明を完成させた。
【0017】すなわち、本発明は、鋼組成を下記範囲に
限定することにより、塩分、特に0.05mdd以上の
塩分が飛来する環境において高い耐候性を有し、高力ボ
ルトの製造においては熱間圧延後硬さがHRB:85以
下で、冷間鍛造前の焼鈍省略が可能でその後の焼入れ焼
戻し後引張強さ:980MPa以上となる高力ボルトの
製造に適し、ナットの製造においては上述した耐候性を
有するナットの製造に適した高強度鋼を提供することが
できる。
【0018】以下に、本発明の成分添加理由、及び成分
限定理由について説明する。
【0019】(1)成分組成範囲 C:0.15〜0.3% Cは焼入れ焼戻し処理により引張強さを確保するために
必要な元素である。0.15%未満では必要な引張強さ
が得られず、0.3%を越えるとボルト成型加工時の変
形抵抗が増大して加工性が低下するため、その含有量は
0.15〜0.3%である。
【0020】Si:0.15%以下 Siは脱酸剤として必要であるが0.15%越えとなる
と熱間圧延後の硬さが増大するため、その含有量は0.
15%以下である。
【0021】Mn:0.3〜0.6% MnはSを固定するために添加するが、0.3%未満で
は熱間圧延時にMnSの固溶再析出が生じて延性が低下
する。また0.6%を越えると焼入れ性が高くなり、熱
間圧延後の硬さが上昇するため、その含有量は0.3〜
0.6%である。 P:0.01%以下 Pは優れた耐候性を得るのに有効であるが、0.01%
を越えると靭性が劣化するため、その含有量は0.01
%以下である。
【0022】S:0.01%以下 Sは鋼中でMnSとして存在するが、0.01%を越え
るとMnS量が多くなって靭性が劣化するため、その含
有量は0.01%以下である。
【0023】Al:0.01〜0.05% Alは脱酸剤として添加されるだけでなく、AlNとし
て析出することにより組織を微細化して靭性を向上させ
るため、その添加量は0.01%以上である。しかし
0.05%を越えると酸化物系の介在物が多くなりかえ
って靭性が劣化するため、その含有量は0.01〜0.
05%である。
【0024】N:0.002〜0.01% NはAlNとして析出することにより組織を微細化して
靭性を向上させるため、その添加量は0.002%以上
である。しかし0.01%を越えると固溶Nによって靭
性が劣化するため、その含有量は0.002〜0.01
%である。
【0025】Ni:1〜2% Niは本発明において重要な元素であり、Moとの複合
添加で0.05mdd以上の塩分が飛来する環境におい
て耐候性を大幅に改善する効果を有する。1%未満では
その効果が得られず、2%を越えると焼入れ性が高くな
り、熱間圧延後の硬さが上昇するため、その含有量は1
〜2%である。
【0026】Mo:0.1〜0.3% Moは本発明において重要な元素であり、Niとの複合
添加で0.05mdd以上の塩分が飛来する環境におい
て耐候性を大幅に改善する効果を有する。0.1%未満
ではその効果が得られず、0.3%を越えると焼入れ性
が高くなり、熱間圧延後の硬さが上昇するため、その含
有量は0.1〜0.3%である。
【0027】Ti:0. 01〜0.05% TiはNを固定することにより、Bの窒化物としての析
出を抑え、焼入れ性に対して有効に作用する効果を有す
る。0.01%以上で効果を有するが、0.05%を越
えると効果が飽和するため、その含有量は0.01〜
0.05%である。 B:0.0003〜0.005% Bは焼入れ性を高める効果があるが、0.0003%未
満ではその効果が得られず、0.005%を越えると効
果が飽和するため、その含有量は0.0003〜0.0
05%である。
【0028】本発明では、上記化学成分の他に、Cu,
Crの一種または二種を適宜添加することができる。
【0029】これら化学成分の限定理由について説明す
る。
【0030】Cu:0.1〜0.5% Cuは、NiやMoと同様、耐候性を向上させるのに有
効な元素であるが、その含有量が0.1%未満では効果
がなく、0.5%をこえると加工性が低下するため、そ
の添加量は0.1〜0.5%である。
【0031】Cr:0.3〜1% CrはNiやMoと同様、耐候性を向上させるのに有効
な元素であるが、その含有量が0.3%未満では効果が
なく、1%を越えると熱間圧延後の硬さが上昇するた
め、その添加量は0.3〜1%である。
【0032】なお、高力ボルトは上記の化学成分の鋼を
溶製し、熱間圧延により丸棒にされた後、冷間でボルト
成形・ネジ転造され、焼入れ焼戻し処理をされて製造さ
れる。ナットはボルトと同一の化学成分の鋼を熱間圧延
により丸棒にしたものを素材とし、熱間鍛造で成形、そ
のまま鍛造焼き入れされ、引き続き焼戻し処理されて製
造される。ボルト施工に際しては、座金もボルト・ナッ
トと共金にすることが望ましい。以下に本発明の実施例
を挙げ、本発明の効果を立証する。
【0033】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。表
1に示す化学成分を有する鋼(No.1〜9:本発明
鋼、No.10〜15:比較鋼)を溶製し、熱間圧延に
より22mmφの丸棒にした。この丸棒の断面のHRB
硬さを1/4d位置で5点測定し、その平均値を求めた
結果を併せて表1に示す。
【0034】本発明鋼No.1〜9はいずれもHRB硬
さが85未満であり、冷間鍛造前の焼鈍が不要であるの
に対し、比較鋼No.10、11、13、15はそれぞ
れC、Mn、Ni、Mo添加量が多いために熱間圧延後
の硬さが増加しており、焼鈍なしでは冷間鍛造ができな
い状況であった。比較鋼No.12および14について
はHRB硬さは85未満であった。
【0035】上記丸棒を素材としてボルト成形を行っ
た。比較鋼No.10、11、13、15については軟
化焼鈍の後冷間鍛造で、それ以外については直接冷間鍛
造で(焼鈍無しで)行った。ボルト成形後、850℃か
ら1000℃の温度に加熱して焼入れを行い、その後1
030〜1130MPa級の引張強さになるよう焼戻し
処理をおこなった。ナットについては、ボルトと同一の
化学成分(表1)を有する鋼を熱間圧延により28mm
径の丸棒にしたあと、熱間鍛造でナットに成形してその
まま焼入れ、HRC25〜30の硬さが得られるよう焼
戻し処理を行った。
【0036】以上のようにして得られたボルトとナット
を暴露腐食試験に供した。締め付けはボルト耐力の85
%の軸力で行った。施工の際、ボルト・ナット・座金す
べて共金とした。暴露腐食試験地は銚子で、試験期間は
1年間、飛来する塩分量はおよそ0.25mddであ
る。1年間の暴露の後、各供試鋼からなるボルトとナッ
トそれぞれの最大孔あき腐食深さを測定した。
【0037】最大孔あき腐食深さ(ボルトとナットそれ
ぞれの最大孔あき腐食深さでより大きな孔あき腐食深
さ)の測定結果を併せて表1に示す。本発明鋼No.1
〜9はいずれも最大孔あき腐食深さが0.4mm未満で
あり、厳しい暴露条件のもとでも良好な耐候性を示すこ
とがわかる。
【0038】一方、比較鋼No.12および14はそれ
ぞれそれぞれNi、Moが少ないために、耐候性が劣化
している。比較鋼No.10、11、13、15は本発
明鋼と同等の耐候性を示した。
【0039】
【表1】
【0040】
【発明の効果】以上に示したように、本発明によれば、
鋼組成を特定することにより、0.05mdd以上の塩
分が飛来する環境において高い耐候性を有し、かつ高力
ボルトの製造においては熱間圧延後硬さがHRB:85
以下であり、冷間鍛造前の焼鈍が不要で、さらに、上述
した耐候性を有するナットの製造も可能な高強度鋼を提
供することができる。
【0041】本発明鋼からなる高力ボルトは、飛来塩分
量の多い海岸地域においても、無塗装のまま摩擦接合用
高力ボルトとしての使用が可能であり、その上熱処理コ
ストも少なくてすむため産業上極めて有用である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−119815(JP,A) 特開2000−63993(JP,A) 特開2000−54066(JP,A) 特開 平11−172370(JP,A) 特開 平6−220576(JP,A) 特開 平6−212346(JP,A) 特開 昭62−86149(JP,A) 特開 平10−36940(JP,A) 特開 平5−51668(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 38/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 質量%で、C:0.15〜0.3%
    と、Si:0.15%以下と、Mn:0.3〜0.6%
    と、P:0.01%以下と、S:0.01%以下と、A
    l:0.01〜0.05%と、N:0.002〜0.0
    1%と、Ni:1〜2%と、Mo:0.1〜0.3%
    と、Ti:0.01〜0.05%と、B:0.0003
    〜0.005%と、残部Fe及び不可避的不純物とから
    なる、海岸耐候性に優れた高強度鋼。
  2. 【請求項2】 鋼成分として、質量%でさらに、Cu:
    0.1〜0.5%、Cr:0.3〜1%のうちの一種ま
    たは二種を含有する、請求項1に記載の海岸耐候性に優
    れた高強度鋼。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の鋼成分を有するボ
    ルト。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2記載の鋼成分を有するナ
    ット。
JP11630799A 1998-08-13 1999-04-23 海岸耐候性に優れた高強度鋼 Expired - Fee Related JP3458762B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11630799A JP3458762B2 (ja) 1998-08-13 1999-04-23 海岸耐候性に優れた高強度鋼

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10-229041 1998-08-13
JP22904198 1998-08-13
JP11630799A JP3458762B2 (ja) 1998-08-13 1999-04-23 海岸耐候性に優れた高強度鋼

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000119814A JP2000119814A (ja) 2000-04-25
JP3458762B2 true JP3458762B2 (ja) 2003-10-20

Family

ID=26454669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11630799A Expired - Fee Related JP3458762B2 (ja) 1998-08-13 1999-04-23 海岸耐候性に優れた高強度鋼

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3458762B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105002427B (zh) * 2015-05-27 2017-03-22 钢铁研究总院 一种工业稳定高性能螺栓用钢及其制造方法
CN114908303B (zh) * 2022-04-28 2022-11-15 宁波金鼎紧固件有限公司 一种紧固件用复合材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000119814A (ja) 2000-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5167616B2 (ja) 耐遅れ破壊特性に優れた金属ボルト
US20080264524A1 (en) High-Strength Steel and Metal Bolt Excellent In Character of Delayed Fracture
JP5182642B2 (ja) 耐遅れ破壊特性および溶接性に優れる高強度厚鋼板およびその製造方法
DE102010026808B4 (de) Korrosionsbeständiger austenithaltiger phosphorlegierter Stahlguss mit TRIP- bzw. TWIP-Eigenschaften und seine Verwendung
JP3494799B2 (ja) 遅れ破壊特性の優れた高強度ボルトおよびその製造方法
JP6798557B2 (ja)
JP4867638B2 (ja) 耐遅れ破壊特性および耐腐食性に優れた高強度ボルト
JP2007031735A (ja) 耐遅れ破壊特性に優れた熱間鍛造部品およびその製造方法
JP3863647B2 (ja) トンネル支保工用h形鋼およびその製造方法
JP3458762B2 (ja) 海岸耐候性に優れた高強度鋼
JP4430559B2 (ja) 耐遅れ破壊性に優れた高強度ボルト用鋼及び高強度ボルト
RU2173729C1 (ru) Аустенитная коррозионностойкая сталь и изделие, выполненное из нее
JP2007217772A (ja) 高強度・高靭性鋼の製造方法
JP3463600B2 (ja) 海岸耐候性に優れた高強度鋼
JP5136174B2 (ja) 耐候性、耐遅れ破壊特性に優れた高強度ボルト用鋼
JP3232666B2 (ja) 耐遅れ破壊性に優れたばね用鋼
JP7240086B2 (ja) 水素脆化感受性を抑えた高硬度非磁性鋼
JP4074385B2 (ja) 高海塩粒子環境で優れた耐食性及び耐遅れ破壊特性を示す機械構造用鋼
JP3471586B2 (ja) トンネル支保工用h形鋼およびその製造方法
JPH05171356A (ja) 高強度ボルト用鋼
JP2000063993A (ja) 海岸耐候性に優れた焼鈍省略型高力ボルト用鋼
JP2551251B2 (ja) 耐火性に優れたボルトおよびナット用鋼
JP3371715B2 (ja) 耐溶融亜鉛メッキ割れ性に優れたTS780MPa級鋼の製造方法
JP2659814B2 (ja) 高強度低合金耐熱鋼の製造方法
JP2001107190A (ja) 海岸耐候性に優れた高力ボルト・ナット用鋼

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070808

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080808

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080808

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090808

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090808

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100808

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110808

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120808

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120808

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130808

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees