JPH10141341A - 遅れ破壊特性に優れた高強度ボルト - Google Patents
遅れ破壊特性に優れた高強度ボルトInfo
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- JPH10141341A JPH10141341A JP30169596A JP30169596A JPH10141341A JP H10141341 A JPH10141341 A JP H10141341A JP 30169596 A JP30169596 A JP 30169596A JP 30169596 A JP30169596 A JP 30169596A JP H10141341 A JPH10141341 A JP H10141341A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】遅れ破壊特性に優れた引張強さ：１４２０Ｎ／
ｍｍ2 超えの高強度ボルトを提供する。 【解決手段】本発明のボルトは、重量％で、Ｃ＞０．３
％を含有する鋼を用いたボルトであって、内部硬さ：Ｈ
Ｖ＞４３０、表面硬さ：ＨＶ＜２５０及び０．１ｍｍ＜
脱炭深さ≦０．３ｍｍを満たすことを特徴とする引張強
さ：１４２０Ｎ／ｍｍ2 超えの遅れ破壊特性に優れた高
強度ボルトである。
ｍｍ2 超えの高強度ボルトを提供する。 【解決手段】本発明のボルトは、重量％で、Ｃ＞０．３
％を含有する鋼を用いたボルトであって、内部硬さ：Ｈ
Ｖ＞４３０、表面硬さ：ＨＶ＜２５０及び０．１ｍｍ＜
脱炭深さ≦０．３ｍｍを満たすことを特徴とする引張強
さ：１４２０Ｎ／ｍｍ2 超えの遅れ破壊特性に優れた高
強度ボルトである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、遅れ破壊特性に優
れた高強度ボルトに関する。
れた高強度ボルトに関する。
【０００２】
【従来の技術】高強度ボルトはJIS Ｂ 1186 「摩擦接合
用高力六角ボルト・六角ナット・平座金のセット」やJI
S Ｂ 1051 「鋼製のボルト・小ねじの機械的性質」で強
度が規格化されているが、遅れ破壊が問題となるため、
１２００Ｎ／ｍｍ2 級までの強度となっている。一方
で、自動車の軽量化や建築物の高層化に対応し、更なる
高強度化が要望されているが、１２００Ｎ／ｍｍ2 以上
の強度の鋼は未だ確立されていない。遅れ破壊の起点は
表面であり、表面を軟化し、遅れ破壊感受性に優れた鋼
あるいはボルトを造る考え方がある。軟化法では一般的
に脱炭が考えられるが、この思想で出されたものとし
て、特開昭61-79015号公報、特開昭61-82014号公報及び
特開昭62-267420 号公報がある。
用高力六角ボルト・六角ナット・平座金のセット」やJI
S Ｂ 1051 「鋼製のボルト・小ねじの機械的性質」で強
度が規格化されているが、遅れ破壊が問題となるため、
１２００Ｎ／ｍｍ2 級までの強度となっている。一方
で、自動車の軽量化や建築物の高層化に対応し、更なる
高強度化が要望されているが、１２００Ｎ／ｍｍ2 以上
の強度の鋼は未だ確立されていない。遅れ破壊の起点は
表面であり、表面を軟化し、遅れ破壊感受性に優れた鋼
あるいはボルトを造る考え方がある。軟化法では一般的
に脱炭が考えられるが、この思想で出されたものとし
て、特開昭61-79015号公報、特開昭61-82014号公報及び
特開昭62-267420 号公報がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
61-79015号公報では脱炭を用いるとは言っても、表面硬
さがＨＶ２９５〜３８３と比較的高い上、脱炭深さの規
定がなく、遅れ破壊の完全な防止は難しい。特開昭61-8
2014号公報も表面硬さがＨＶ２５０〜３５０と比較的高
く、脱炭深さを規定しているものの０．０１〜０．１ｍ
ｍと浅いため、遅れ破壊の完全な防止は難しい。特開昭
62-267420 号公報は高Ｓｉ添加鋼を用い、直接焼入れし
たものであり、ボルトへの適用は難しい。本発明の目的
は、上記した問題点を解決し、遅れ破壊特性に優れた引
張強さ：１４２０Ｎ／ｍｍ2 超えの高強度ボルトを提供
することにある。
61-79015号公報では脱炭を用いるとは言っても、表面硬
さがＨＶ２９５〜３８３と比較的高い上、脱炭深さの規
定がなく、遅れ破壊の完全な防止は難しい。特開昭61-8
2014号公報も表面硬さがＨＶ２５０〜３５０と比較的高
く、脱炭深さを規定しているものの０．０１〜０．１ｍ
ｍと浅いため、遅れ破壊の完全な防止は難しい。特開昭
62-267420 号公報は高Ｓｉ添加鋼を用い、直接焼入れし
たものであり、ボルトへの適用は難しい。本発明の目的
は、上記した問題点を解決し、遅れ破壊特性に優れた引
張強さ：１４２０Ｎ／ｍｍ2 超えの高強度ボルトを提供
することにある。
【０００４】
【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。 （１）本発明のボルトは、重量％（以下％は重量％を示
す）で、Ｃ＞０．３％を含有する鋼を用いたボルトであ
って、内部硬さ：ＨＶ＞４３０、表面硬さ：ＨＶ＜２５
０及び０．１ｍｍ＜脱炭深さ≦０．３ｍｍを満たすこと
を特徴とする引張強さ：１４２０Ｎ／ｍｍ2 超えの遅れ
破壊特性に優れた高強度ボルトである。
達成するために、本発明は以下に示す手段を用いてい
る。 （１）本発明のボルトは、重量％（以下％は重量％を示
す）で、Ｃ＞０．３％を含有する鋼を用いたボルトであ
って、内部硬さ：ＨＶ＞４３０、表面硬さ：ＨＶ＜２５
０及び０．１ｍｍ＜脱炭深さ≦０．３ｍｍを満たすこと
を特徴とする引張強さ：１４２０Ｎ／ｍｍ2 超えの遅れ
破壊特性に優れた高強度ボルトである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明者は、１４２０Ｎ／ｍｍ2
超えの高強度ボルトにおいて、脱炭による遅れ破壊特性
の向上を確実なものにするよう、鋭意研究を重ねた。そ
の結果、１４２０Ｎ／ｍｍ2 超えの高強度ボルトにおい
て、脱炭による遅れ破壊特性を確実に向上させるために
は、ボルトの内部硬さ、表面硬さ及び脱炭深さを最適化
することが有効であるという知見を得た。
超えの高強度ボルトにおいて、脱炭による遅れ破壊特性
の向上を確実なものにするよう、鋭意研究を重ねた。そ
の結果、１４２０Ｎ／ｍｍ2 超えの高強度ボルトにおい
て、脱炭による遅れ破壊特性を確実に向上させるために
は、ボルトの内部硬さ、表面硬さ及び脱炭深さを最適化
することが有効であるという知見を得た。
【０００６】この知見に基づき、本発明者は、高強度ボ
ルトの内部硬さ、表面硬さ及び脱炭深さを一定範囲内に
制限するようにして、遅れ破壊特性に優れた引張強さ：
１４２０Ｎ／ｍｍ2 超えの本発明の高強度ボルトを見出
し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は鋼組成及
びボルトの内部硬さ、表面硬さ及び脱炭深さを下記範囲
に限定することにより、遅れ破壊特性に優れた引張強
さ：１４２０Ｎ／ｍｍ2 超えの高強度ボルトを提供する
ことができる。
ルトの内部硬さ、表面硬さ及び脱炭深さを一定範囲内に
制限するようにして、遅れ破壊特性に優れた引張強さ：
１４２０Ｎ／ｍｍ2 超えの本発明の高強度ボルトを見出
し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は鋼組成及
びボルトの内部硬さ、表面硬さ及び脱炭深さを下記範囲
に限定することにより、遅れ破壊特性に優れた引張強
さ：１４２０Ｎ／ｍｍ2 超えの高強度ボルトを提供する
ことができる。
【０００７】以下に本発明の成分添加理由、成分限定理
由、ボルトの内部硬さ、表面硬さ及び脱炭深さの限定理
由について説明する。 （１）成分組成範囲 Ｃ＞０．３％ Ｃは焼入れ焼戻し処理により引張強度を確保するために
必要であり、０．３％以下では所望の引張強度が得られ
ない。従って、Ｃ量は０．３％超えである。
由、ボルトの内部硬さ、表面硬さ及び脱炭深さの限定理
由について説明する。 （１）成分組成範囲 Ｃ＞０．３％ Ｃは焼入れ焼戻し処理により引張強度を確保するために
必要であり、０．３％以下では所望の引張強度が得られ
ない。従って、Ｃ量は０．３％超えである。
【０００８】また、Ｓｉ，Ｐ，Ｓ，は本発明の効果を阻
害しない範囲で、それぞれ０．５％、０．０１５％、
０．０１５％の混入は許容される。また、必要に応じて
Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｉを、それぞれ、＜２％、＜２
％、＜０．５％、＜２％添加することも可能である。 （２）ボルトの内部硬さ、表面硬さ及び脱炭深さの範囲 内部硬さ＞ＨＶ４３０ 内部硬さがＨＶ４３０以下では所望の引張強度を確保で
きない。従って、ＨＶ４３０超えである。
害しない範囲で、それぞれ０．５％、０．０１５％、
０．０１５％の混入は許容される。また、必要に応じて
Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｉを、それぞれ、＜２％、＜２
％、＜０．５％、＜２％添加することも可能である。 （２）ボルトの内部硬さ、表面硬さ及び脱炭深さの範囲 内部硬さ＞ＨＶ４３０ 内部硬さがＨＶ４３０以下では所望の引張強度を確保で
きない。従って、ＨＶ４３０超えである。
【０００９】表面硬さ＜ＨＶ２５０ 表面硬さがＨＶ２５０以上では遅れ破壊感受性が高い。
従って、ＨＶ２５０未満である。 ０．１ｍｍ＜脱炭深さ≦０．３ｍｍ 脱炭深さが０．１ｍｍ以下では表面硬さが低くても遅れ
破壊抑制の効果がない。また、０．３ｍｍを超えるとボ
ルト実体での強度にばらつきが出やすい。従って、０．
１ｍｍ超えで０．３ｍｍ以下である。
従って、ＨＶ２５０未満である。 ０．１ｍｍ＜脱炭深さ≦０．３ｍｍ 脱炭深さが０．１ｍｍ以下では表面硬さが低くても遅れ
破壊抑制の効果がない。また、０．３ｍｍを超えるとボ
ルト実体での強度にばらつきが出やすい。従って、０．
１ｍｍ超えで０．３ｍｍ以下である。
【００１０】なお、上記（２）の範囲に調整するための
鋼の熱処理条件については、本発明では特に規定しない
が、焼入れ温度を７５０〜９００℃に制御することが好
ましい。
鋼の熱処理条件については、本発明では特に規定しない
が、焼入れ温度を７５０〜９００℃に制御することが好
ましい。
【００１１】９００℃を超えて焼入れした場合、結晶粒
の粗大化により靭性が低下するため、上限を９００℃と
するのが好ましい。一方、７５０℃未満ではフェライト
分率が増え、必要な強度が出ないため、また脱炭深さが
浅いため、下限を７５０℃とするのが好ましい。
の粗大化により靭性が低下するため、上限を９００℃と
するのが好ましい。一方、７５０℃未満ではフェライト
分率が増え、必要な強度が出ないため、また脱炭深さが
浅いため、下限を７５０℃とするのが好ましい。
【００１２】上記の鋼成分範囲及びボルトの内部硬さ、
表面硬さ及び脱炭深さの範囲に調整することにより、遅
れ破壊特性に優れた引張強さ：１４２０Ｎ／ｍｍ2 超え
の高強度ボルトを得ることが可能である。以下に本発明
の実施例を挙げ、本発明の効果を立証する。
表面硬さ及び脱炭深さの範囲に調整することにより、遅
れ破壊特性に優れた引張強さ：１４２０Ｎ／ｍｍ2 超え
の高強度ボルトを得ることが可能である。以下に本発明
の実施例を挙げ、本発明の効果を立証する。
【００１３】
（実施例１）ＳＣＭ４３５（Ｃ：0.35％，Ｓｉ：0.23
％，Ｍｎ：0.77％，Ｐ：0.009 ％，Ｓ：0.008 ％，Ｃ
ｒ：1.06％，Ｍｏ：0.15％）のＭ２２ボルトを用い、焼
入れ焼き戻しを行い、所定の強度を付与した。この際、
雰囲気制御を行い、脱炭性とし、焼入れ温度を７５０〜
９００℃に制御し、内部硬さ、表面硬さ及び脱炭深さを
変化させた。熱処理後、ボルト軸部を切断し研磨後、硬
さをマイクロビッカース硬度計で測定した。
％，Ｍｎ：0.77％，Ｐ：0.009 ％，Ｓ：0.008 ％，Ｃ
ｒ：1.06％，Ｍｏ：0.15％）のＭ２２ボルトを用い、焼
入れ焼き戻しを行い、所定の強度を付与した。この際、
雰囲気制御を行い、脱炭性とし、焼入れ温度を７５０〜
９００℃に制御し、内部硬さ、表面硬さ及び脱炭深さを
変化させた。熱処理後、ボルト軸部を切断し研磨後、硬
さをマイクロビッカース硬度計で測定した。
【００１４】硬さは表面から０．０２５ｍｍ間隔で０．
５ｍｍまで測定し、内部は１ｍｍ間隔で測定した。表面
硬さは表面から０．０２５ｍｍの硬さ、内部硬さは表面
から０．５ｍｍより内部の硬さの平均値とした。脱炭深
さは表面硬さが内部硬さと同等になる位置とした。強度
はボルト実体で引張試験を行い、評価した。
５ｍｍまで測定し、内部は１ｍｍ間隔で測定した。表面
硬さは表面から０．０２５ｍｍの硬さ、内部硬さは表面
から０．５ｍｍより内部の硬さの平均値とした。脱炭深
さは表面硬さが内部硬さと同等になる位置とした。強度
はボルト実体で引張試験を行い、評価した。
【００１５】遅れ破壊試験は溝付きの２枚重ねの鋼板に
耐力点締め付けを行った供試ボルト１００本を３．５％
食塩水中で乾湿繰り返し（１日浸漬、１日乾燥で６カ月
間）を行い、破断本数で評価した。
耐力点締め付けを行った供試ボルト１００本を３．５％
食塩水中で乾湿繰り返し（１日浸漬、１日乾燥で６カ月
間）を行い、破断本数で評価した。
【００１６】結果を表１に示す。Ｎｏ．１〜３は本発明
例であり、Ｎｏ．４〜６は比較例である。本発明例のＮ
ｏ．１〜３は、それぞれ１００本の試験を行い、１本の
破断もなかった。
例であり、Ｎｏ．４〜６は比較例である。本発明例のＮ
ｏ．１〜３は、それぞれ１００本の試験を行い、１本の
破断もなかった。
【００１７】これに対して、比較例のＮｏ．４は表面硬
さが高く、Ｎｏ．５は脱炭深さが浅く、それぞれ本発明
の範囲から外れており、いずれも遅れ破壊特性に劣る。
また、Ｎｏ．６は脱炭をしない通常のボルトでこの場合
は全数破断してしまった。
さが高く、Ｎｏ．５は脱炭深さが浅く、それぞれ本発明
の範囲から外れており、いずれも遅れ破壊特性に劣る。
また、Ｎｏ．６は脱炭をしない通常のボルトでこの場合
は全数破断してしまった。
【００１８】
【表１】
【００１９】（実施例２）Ｓ４５Ｃ（Ｃ：0.44％，Ｓ
ｉ：0.26％，Ｍｎ：0.81％，Ｐ：0.009 ％，Ｓ：0.007
％，Ｃｒ：0.16％）のＭ１２ボルトを用い、実施例１と
同様の試験を行った。
ｉ：0.26％，Ｍｎ：0.81％，Ｐ：0.009 ％，Ｓ：0.007
％，Ｃｒ：0.16％）のＭ１２ボルトを用い、実施例１と
同様の試験を行った。
【００２０】結果を表２に示す。Ｎｏ．１〜３は本発明
例であり、Ｎｏ．４〜６は比較例である。本発明例のＮ
ｏ．１〜３は、それぞれ１００本の試験を行い、１本の
破断もなかった。
例であり、Ｎｏ．４〜６は比較例である。本発明例のＮ
ｏ．１〜３は、それぞれ１００本の試験を行い、１本の
破断もなかった。
【００２１】これに対して、比較例のＮｏ．４は表面硬
さが高く、Ｎｏ．５は脱炭深さが浅く、それぞれ本発明
の範囲から外れており、いずれも遅れ破壊特性に劣る。
また、Ｎｏ．６は脱炭をしない通常のボルトでこの場合
は全数破断してしまった。
さが高く、Ｎｏ．５は脱炭深さが浅く、それぞれ本発明
の範囲から外れており、いずれも遅れ破壊特性に劣る。
また、Ｎｏ．６は脱炭をしない通常のボルトでこの場合
は全数破断してしまった。
【００２２】
【表２】
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、鋼組成及びボルトの内
部硬さ、表面硬さ及び脱炭深さを特定することにより、
１４２０Ｎ／ｍｍ2 超えの強度を有する高強度ボルトで
あっても、遅れ破壊を生じない遅れ破壊特性に優れた高
強度ボルトを提供することができる。また、この技術は
高強度ボルト以外にもＰＣ鋼棒他の高強度鋼においても
適用できるなど、産業上極めて有用な効果をもたらすも
のである。
部硬さ、表面硬さ及び脱炭深さを特定することにより、
１４２０Ｎ／ｍｍ2 超えの強度を有する高強度ボルトで
あっても、遅れ破壊を生じない遅れ破壊特性に優れた高
強度ボルトを提供することができる。また、この技術は
高強度ボルト以外にもＰＣ鋼棒他の高強度鋼においても
適用できるなど、産業上極めて有用な効果をもたらすも
のである。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ＞０．３％を含有する鋼を
用いたボルトであって、内部硬さ：ＨＶ＞４３０、表面
硬さ：ＨＶ＜２５０及び０．１ｍｍ＜脱炭深さ≦０．３
ｍｍを満たすことを特徴とする引張強さ：１４２０Ｎ／
ｍｍ2 超えの遅れ破壊特性に優れた高強度ボルト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30169596A JPH10141341A (ja) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | 遅れ破壊特性に優れた高強度ボルト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30169596A JPH10141341A (ja) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | 遅れ破壊特性に優れた高強度ボルト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10141341A true JPH10141341A (ja) | 1998-05-26 |
Family
ID=17900044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30169596A Pending JPH10141341A (ja) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | 遅れ破壊特性に優れた高強度ボルト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10141341A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009123227A1 (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | 高周波熱錬株式会社 | 鋼材、鋼材の製造方法及び鋼材の製造装置 |
| WO2011030853A1 (ja) * | 2009-09-10 | 2011-03-17 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 高強度ボルト |
| WO2011111873A1 (ja) * | 2010-03-11 | 2011-09-15 | 新日本製鐵株式会社 | 耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼材と高強度ボルト、及び、その製造方法 |
| WO2011111872A1 (ja) * | 2010-03-11 | 2011-09-15 | 新日本製鐵株式会社 | 耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼材と高強度ボルト、及び、その製造方法 |
| WO2019150434A1 (ja) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | 日産自動車株式会社 | ボルト |
-
1996
- 1996-11-13 JP JP30169596A patent/JPH10141341A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009123227A1 (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | 高周波熱錬株式会社 | 鋼材、鋼材の製造方法及び鋼材の製造装置 |
| CN102597543A (zh) * | 2009-09-10 | 2012-07-18 | 独立行政法人物质·材料研究机构 | 高强度螺栓 |
| WO2011030853A1 (ja) * | 2009-09-10 | 2011-03-17 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 高強度ボルト |
| US8876451B2 (en) | 2009-09-10 | 2014-11-04 | National Institute For Materials Science | High-strength bolt |
| KR101322534B1 (ko) * | 2010-03-11 | 2013-10-28 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 내지연파괴 특성이 우수한 고강도 강재와 고강도 볼트 및 그 제조 방법 |
| EP2546380A1 (en) * | 2010-03-11 | 2013-01-16 | Nippon Steel Corporation | High-strength steel and high-strength bolt with excellent resistance to delayed fracture, and manufacturing method therefor |
| JP5135557B2 (ja) * | 2010-03-11 | 2013-02-06 | 新日鐵住金株式会社 | 耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼材と高強度ボルト、及び、その製造方法 |
| JP5177323B2 (ja) * | 2010-03-11 | 2013-04-03 | 新日鐵住金株式会社 | 耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼材と高強度ボルト、及び、その製造方法 |
| WO2011111872A1 (ja) * | 2010-03-11 | 2011-09-15 | 新日本製鐵株式会社 | 耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼材と高強度ボルト、及び、その製造方法 |
| EP2546380A4 (en) * | 2010-03-11 | 2013-12-25 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | HIGH-STRENGTH STEEL AND HIGH-STRENGTH BOLT HAVING EXCELLENT BREAKAGE RESISTANCE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME |
| KR101366375B1 (ko) * | 2010-03-11 | 2014-02-24 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 내지연 파괴 특성이 우수한 고강도 강재와 고강도 볼트 및 그 제조 방법 |
| WO2011111873A1 (ja) * | 2010-03-11 | 2011-09-15 | 新日本製鐵株式会社 | 耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼材と高強度ボルト、及び、その製造方法 |
| US8951365B2 (en) | 2010-03-11 | 2015-02-10 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | High strength steel and high strength bolt excellent in delayed fracture resistance and methods of production of same |
| WO2019150434A1 (ja) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | 日産自動車株式会社 | ボルト |
| JPWO2019150434A1 (ja) * | 2018-01-30 | 2021-01-14 | 日産自動車株式会社 | ボルト |
| US11333189B2 (en) | 2018-01-30 | 2022-05-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | Bolt |
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