JP2000073139A - 耐硫酸腐食性に優れたボルト用鋼 - Google Patents
耐硫酸腐食性に優れたボルト用鋼Info
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- JP2000073139A JP2000073139A JP10240092A JP24009298A JP2000073139A JP 2000073139 A JP2000073139 A JP 2000073139A JP 10240092 A JP10240092 A JP 10240092A JP 24009298 A JP24009298 A JP 24009298A JP 2000073139 A JP2000073139 A JP 2000073139A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】この発明は、冷間鍛造性および、耐硫酸腐食性
に優れたボルト用鋼を提供する。 【解決手段】本発明は、冷間鍛造性向上のため、Ｎ量を
０．０１％以下とし、Ａｌ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉの一種また
は二種以上を適当量添加するとともに、耐硫酸腐食性向
上のため、Ｃｒ，Ｃｕ，Ｓｉ及び、Ｓｎ，Ｓｂの一種ま
たは二種以上を適当量添加する。
に優れたボルト用鋼を提供する。 【解決手段】本発明は、冷間鍛造性向上のため、Ｎ量を
０．０１％以下とし、Ａｌ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉの一種また
は二種以上を適当量添加するとともに、耐硫酸腐食性向
上のため、Ｃｒ，Ｃｕ，Ｓｉ及び、Ｓｎ，Ｓｂの一種ま
たは二種以上を適当量添加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、火力発
電所の煙道等のように、耐硫酸腐食性が要求される部位
に用いることが可能で、且つ、冷間鍛造性に優れたボル
ト用鋼に関する。
電所の煙道等のように、耐硫酸腐食性が要求される部位
に用いることが可能で、且つ、冷間鍛造性に優れたボル
ト用鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼材を重油炊きボイラーの節炭器、空気
予熱器、各種交換器、煙道、煙突等などに用いた場合、
硫酸腐食の生じることが知られている。例えば、重油燃
焼のように、燃焼ガス中にＳＯ2 が生じる雰囲気におい
ては、ＳＯ2 の一部が酸化され、ＳＯ3 となり、このＳ
Ｏ3 がガス中の水分と結合して硫酸ガスを生成し、鋼材
表面で結露する場合がある。重油燃焼ガス中の水蒸気が
８％程度、露点１７５℃の条件で鋼材の表面温度が上が
ると、その表面に結露する液中の硫酸濃度は上昇し、１
３０℃で８０％にも達する。特公昭４７−１８７６、特
公昭５３−４６７７６、特開昭６１−３８６７、特開平
９−２５５３６、特開平１０−１１０２３７等は、この
ような硫酸腐食環境における耐食性を改善する鋼材に関
するものである。
予熱器、各種交換器、煙道、煙突等などに用いた場合、
硫酸腐食の生じることが知られている。例えば、重油燃
焼のように、燃焼ガス中にＳＯ2 が生じる雰囲気におい
ては、ＳＯ2 の一部が酸化され、ＳＯ3 となり、このＳ
Ｏ3 がガス中の水分と結合して硫酸ガスを生成し、鋼材
表面で結露する場合がある。重油燃焼ガス中の水蒸気が
８％程度、露点１７５℃の条件で鋼材の表面温度が上が
ると、その表面に結露する液中の硫酸濃度は上昇し、１
３０℃で８０％にも達する。特公昭４７−１８７６、特
公昭５３−４６７７６、特開昭６１−３８６７、特開平
９−２５５３６、特開平１０−１１０２３７等は、この
ような硫酸腐食環境における耐食性を改善する鋼材に関
するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の鋼材は厚板、継目無鋼管、電縫鋼管等が対象で、ボル
トは含まれておらず、熱間加工性はともかく、ボルト用
鋼に必要とされる冷間鍛造性については、言及されてい
ない。冷間鍛造後の耐硫酸腐食性も不明である。本発明
は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、耐硫
酸腐食性および冷間鍛造性の両者を兼ね備えたボルト用
鋼を提供することにある。
の鋼材は厚板、継目無鋼管、電縫鋼管等が対象で、ボル
トは含まれておらず、熱間加工性はともかく、ボルト用
鋼に必要とされる冷間鍛造性については、言及されてい
ない。冷間鍛造後の耐硫酸腐食性も不明である。本発明
は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、耐硫
酸腐食性および冷間鍛造性の両者を兼ね備えたボルト用
鋼を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
達成するため、ボルト用鋼を対象に、冷間鍛造性およ
び、冷間鍛造後の耐硫酸腐食性に及ぼす、組織、化学成
分の影響を検討し、以下の知見を得た。（１）冷間鍛造
後の耐硫酸腐食性は、比較的パーライトの少ない組織の
場合（Ｃ≦０．１５％），パーライト組織の強化（Ｃｒ
添加によるラメラー間隔の低減）、フェライトの耐食性
強化（Ｃｕ、Ｓｉ添加）と、冷間鍛造により生じるフェ
ライトとセメンタイト界面剥離の抑制（Ｓｉ添加）によ
って向上する。 （２）耐硫酸腐食性はＳｎ，Ｓｂの一種または二種以上
の添加によって、更に向上する。 （３）冷間鍛造性はＮ量を低下させ、かつ、Ａｌ，Ｖ，
Ｎｂ，Ｔｉの一種または二種以上の添加により、固定し
た場合、向上する。本発明は、これらの知見をもとに、
ボルト用鋼に必要とされる熱間加工性、強度特性を劣化
させることなく、完成させたものである。すなわち、本
発明は １．Ｃ：０．０１以上０．１５％以下、Ｓｉ：０．１％
以上３．０％以下、Ｍｎ：０．１％以上１．０％以下、
Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０５％以下、Ｃｕ：０．
１％以上１．０％以下、Ｎｉ：０．１％以上０．６％以
下、Ｃｒ：０．２％以上１．０％以下、Ｎ：０．０１％
以下、及び、Ａｌ：０．０１％以上０．１０％以下、Ｎ
ｂ：０．０１％以上０．２０％以下、Ｖ：０．０１％以
上０．２０％以下、Ｔｉ：０．０１％以上０．１０％以
下の一種または二種以上を含有し、残部が実質的にＦｅ
よりなることを特徴とする耐硫酸腐食性に優れたボルト
用鋼 ２．Ｓｎ：０．０２％以上０．５０％以下，Ｓｂ：０．
０２％以上０．５０％以下の一種または二種以上を含有
する１記載の耐硫酸腐食性に優れたボルト用鋼 ３．Ｍｏ：０．０１％以上０．１％以下、Ｂ：０．００
３０％以上０．０２０％以下の一種または二種以上を含
有する１又は２記載の耐硫酸腐食性に優れたボルト用鋼
達成するため、ボルト用鋼を対象に、冷間鍛造性およ
び、冷間鍛造後の耐硫酸腐食性に及ぼす、組織、化学成
分の影響を検討し、以下の知見を得た。（１）冷間鍛造
後の耐硫酸腐食性は、比較的パーライトの少ない組織の
場合（Ｃ≦０．１５％），パーライト組織の強化（Ｃｒ
添加によるラメラー間隔の低減）、フェライトの耐食性
強化（Ｃｕ、Ｓｉ添加）と、冷間鍛造により生じるフェ
ライトとセメンタイト界面剥離の抑制（Ｓｉ添加）によ
って向上する。 （２）耐硫酸腐食性はＳｎ，Ｓｂの一種または二種以上
の添加によって、更に向上する。 （３）冷間鍛造性はＮ量を低下させ、かつ、Ａｌ，Ｖ，
Ｎｂ，Ｔｉの一種または二種以上の添加により、固定し
た場合、向上する。本発明は、これらの知見をもとに、
ボルト用鋼に必要とされる熱間加工性、強度特性を劣化
させることなく、完成させたものである。すなわち、本
発明は １．Ｃ：０．０１以上０．１５％以下、Ｓｉ：０．１％
以上３．０％以下、Ｍｎ：０．１％以上１．０％以下、
Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０５％以下、Ｃｕ：０．
１％以上１．０％以下、Ｎｉ：０．１％以上０．６％以
下、Ｃｒ：０．２％以上１．０％以下、Ｎ：０．０１％
以下、及び、Ａｌ：０．０１％以上０．１０％以下、Ｎ
ｂ：０．０１％以上０．２０％以下、Ｖ：０．０１％以
上０．２０％以下、Ｔｉ：０．０１％以上０．１０％以
下の一種または二種以上を含有し、残部が実質的にＦｅ
よりなることを特徴とする耐硫酸腐食性に優れたボルト
用鋼 ２．Ｓｎ：０．０２％以上０．５０％以下，Ｓｂ：０．
０２％以上０．５０％以下の一種または二種以上を含有
する１記載の耐硫酸腐食性に優れたボルト用鋼 ３．Ｍｏ：０．０１％以上０．１％以下、Ｂ：０．００
３０％以上０．０２０％以下の一種または二種以上を含
有する１又は２記載の耐硫酸腐食性に優れたボルト用鋼
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の化学成分の限定理由につ
いて詳細に説明する。Ｃは強度を確保するため、０．０
１％以上添加するが、０．１５％を超えると冷間鍛造性
が劣化するので、０．０１％以上０．１５％以下とす
る。Ｓｉは脱酸に必要で、また、耐硫酸腐食性の向上に
も有効であり、それらの効果を得るため、０．１％以上
添加するが、３．０％を超えると冷間鍛造性が劣化する
ので、０．１％以上３．０％以下とする。パーライトが
少なく、フェライト主体の組織における好適範囲は１．
５％以上３．０％以下である。Ｍｎは脱酸と強度確保に
必要で、そのため、０．１％以上添加するが、１．０％
を超えると冷間鍛造性が劣化するので、０．１％以上
１．０％以下とする。Ｐはフェライトを硬化し、冷間鍛
造性を劣化させるので、０．０５％以下とする。ＳはＭ
ｎＳとなって、冷間鍛造性を劣化させるので、０．０５
％以下とする。Ｃｕは耐硫酸腐食特性を向上させるた
め、０．１％以上添加するが、１．０％を超えると熱間
加工性が劣化するので、０．１％以上１．０％以下とす
る。ＮｉはＣｕを添加する本発明鋼の場合、熱間加工性
の確保に必要で、０．１％以上添加するが、０．６％を
超えると効果が飽和し、コストが上昇するので、０．１
％以上０．６％以下とする。Ｃｒは耐硫酸腐食特性を向
上させるため、０．２％以上添加するが、１．０％を超
えると冷間鍛造性が劣化するので、０．２％以上１．０
％以下とする。Ｎは不純物として、鋼中に含まれるが、
冷間鍛造時、歪み時効によって冷間鍛造性を劣化させる
ため、０．０１％以下とする。また、Ａｌ，Ｎｂ，Ｖ，
Ｔｉの一種または二種以上を、Ｎを固定し、冷間鍛造性
を向上させるため、添加する。Ａｌは０．０１％以上添
加するが、０．１０％を超えると効果が飽和し、熱間加
工性が劣化するので、０．０１％以上０．１０％以下と
する。Ｎｂは０．０１％以上添加するが、０．２０％を
超えると効果が飽和し、熱間加工性が劣化するため、
０．０１％以上０．２０％以下とする。Ｖは０．０１％
以上添加するが、０．２０％を超えると効果が飽和し、
熱間加工性が劣化するため、０．２０％以下とする。Ｔ
ｉは０．０１％以上添加するが、０．１０％を超えると
効果が飽和し、熱間加工性が劣化するため、０．０１％
以上０．１０％以下とする。以上が基本成分組成であ
り、耐硫酸腐食特性を一層向上させる場合、Ｓｎ，Ｓｂ
の一種以上を添加する。Ｓｎ、Ｓｂともに０．０２％以
上添加するが、０．５０％を超えると熱間加工性が劣化
するため、０．０２％以上０．５０％以下とする。ま
た、高強度が必要とされる場合、Ｂ，Ｍｏの一種以上を
添加することもできる。Ｂは０．００３０％以上添加す
るが、０．０２０％を超えると効果が飽和するため、
０．００３０％以上０．０２０％以下とする。Ｍｏは
０．０１％以上添加するが、０．１％を超えると効果が
飽和するため、０．０１％以上０．１％以下とする。
尚、本発明は冷間鍛造ままで使用されるボルト以外に、
熱処理（焼入れ焼戻し）を施される高強度のボルト、冷
間加工されるナット、ワッシャーにも適用できる。
いて詳細に説明する。Ｃは強度を確保するため、０．０
１％以上添加するが、０．１５％を超えると冷間鍛造性
が劣化するので、０．０１％以上０．１５％以下とす
る。Ｓｉは脱酸に必要で、また、耐硫酸腐食性の向上に
も有効であり、それらの効果を得るため、０．１％以上
添加するが、３．０％を超えると冷間鍛造性が劣化する
ので、０．１％以上３．０％以下とする。パーライトが
少なく、フェライト主体の組織における好適範囲は１．
５％以上３．０％以下である。Ｍｎは脱酸と強度確保に
必要で、そのため、０．１％以上添加するが、１．０％
を超えると冷間鍛造性が劣化するので、０．１％以上
１．０％以下とする。Ｐはフェライトを硬化し、冷間鍛
造性を劣化させるので、０．０５％以下とする。ＳはＭ
ｎＳとなって、冷間鍛造性を劣化させるので、０．０５
％以下とする。Ｃｕは耐硫酸腐食特性を向上させるた
め、０．１％以上添加するが、１．０％を超えると熱間
加工性が劣化するので、０．１％以上１．０％以下とす
る。ＮｉはＣｕを添加する本発明鋼の場合、熱間加工性
の確保に必要で、０．１％以上添加するが、０．６％を
超えると効果が飽和し、コストが上昇するので、０．１
％以上０．６％以下とする。Ｃｒは耐硫酸腐食特性を向
上させるため、０．２％以上添加するが、１．０％を超
えると冷間鍛造性が劣化するので、０．２％以上１．０
％以下とする。Ｎは不純物として、鋼中に含まれるが、
冷間鍛造時、歪み時効によって冷間鍛造性を劣化させる
ため、０．０１％以下とする。また、Ａｌ，Ｎｂ，Ｖ，
Ｔｉの一種または二種以上を、Ｎを固定し、冷間鍛造性
を向上させるため、添加する。Ａｌは０．０１％以上添
加するが、０．１０％を超えると効果が飽和し、熱間加
工性が劣化するので、０．０１％以上０．１０％以下と
する。Ｎｂは０．０１％以上添加するが、０．２０％を
超えると効果が飽和し、熱間加工性が劣化するため、
０．０１％以上０．２０％以下とする。Ｖは０．０１％
以上添加するが、０．２０％を超えると効果が飽和し、
熱間加工性が劣化するため、０．２０％以下とする。Ｔ
ｉは０．０１％以上添加するが、０．１０％を超えると
効果が飽和し、熱間加工性が劣化するため、０．０１％
以上０．１０％以下とする。以上が基本成分組成であ
り、耐硫酸腐食特性を一層向上させる場合、Ｓｎ，Ｓｂ
の一種以上を添加する。Ｓｎ、Ｓｂともに０．０２％以
上添加するが、０．５０％を超えると熱間加工性が劣化
するため、０．０２％以上０．５０％以下とする。ま
た、高強度が必要とされる場合、Ｂ，Ｍｏの一種以上を
添加することもできる。Ｂは０．００３０％以上添加す
るが、０．０２０％を超えると効果が飽和するため、
０．００３０％以上０．０２０％以下とする。Ｍｏは
０．０１％以上添加するが、０．１％を超えると効果が
飽和するため、０．０１％以上０．１％以下とする。
尚、本発明は冷間鍛造ままで使用されるボルト以外に、
熱処理（焼入れ焼戻し）を施される高強度のボルト、冷
間加工されるナット、ワッシャーにも適用できる。
【０００６】
【実施例】表１に示す化学成分の鋼を１５０ｋｇ真空溶
解炉にて溶製し、鋼塊にした後、熱間圧延により、１６
ｍｍの丸棒とした。その後、酸洗、ボンデ処理、伸線
（１６ｍｍから１５．６ｍｍ），頭部冷間鍛造、ねじ転
造の工程を経てＪＩＳＢ １１８０ 六角ボルトＭ１６
＊５０を製造した。強度確認のためボルト中心部よりＪ
ＩＳ４号試験片（平行部７ｍｍ径）を削り出し、引張試
験をおこなった。冷間鍛造性はボルト頭部成形時（１０
０本）の割れ発生率（％）で評価した。耐硫酸腐食性は
各鋼種５本のボルトを通常の条件で板に締め付けて３条
件（３０℃・２０％硫酸，５０℃・４０％硫酸、１３０
℃・８０％硫酸）で５時間浸漬した後、腐食による腐食
減量を測定し、腐食速度（ｍｇ／ｃｍ2 ／５ｈ）を求め
た。表２には引張速度（ｎ＝３の平均値）、冷間鍛造
性、腐食速度（ｎ＝５の平均値）を示した。本発明鋼
（Ｎｏ．１〜９）は耐硫酸腐食特性、冷間鍛造性ともに
優れていることをがわかる。一方、比較鋼（Ｎｏ．１０
〜１７）は耐硫酸腐食特性または冷間鍛造性に劣ってい
る。
解炉にて溶製し、鋼塊にした後、熱間圧延により、１６
ｍｍの丸棒とした。その後、酸洗、ボンデ処理、伸線
（１６ｍｍから１５．６ｍｍ），頭部冷間鍛造、ねじ転
造の工程を経てＪＩＳＢ １１８０ 六角ボルトＭ１６
＊５０を製造した。強度確認のためボルト中心部よりＪ
ＩＳ４号試験片（平行部７ｍｍ径）を削り出し、引張試
験をおこなった。冷間鍛造性はボルト頭部成形時（１０
０本）の割れ発生率（％）で評価した。耐硫酸腐食性は
各鋼種５本のボルトを通常の条件で板に締め付けて３条
件（３０℃・２０％硫酸，５０℃・４０％硫酸、１３０
℃・８０％硫酸）で５時間浸漬した後、腐食による腐食
減量を測定し、腐食速度（ｍｇ／ｃｍ2 ／５ｈ）を求め
た。表２には引張速度（ｎ＝３の平均値）、冷間鍛造
性、腐食速度（ｎ＝５の平均値）を示した。本発明鋼
（Ｎｏ．１〜９）は耐硫酸腐食特性、冷間鍛造性ともに
優れていることをがわかる。一方、比較鋼（Ｎｏ．１０
〜１７）は耐硫酸腐食特性または冷間鍛造性に劣ってい
る。
【０００７】
【表１】
【０００８】
【表２】
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば耐
硫酸腐食特性のみならず、冷間鍛造性にも優れた耐硫酸
腐食ボルト用鋼が得られ、重油炊きボイラーの節炭器、
空気予熱器、各種交換器、煙道、煙突等に利用でき、産
業上きわめて有用である。
硫酸腐食特性のみならず、冷間鍛造性にも優れた耐硫酸
腐食ボルト用鋼が得られ、重油炊きボイラーの節炭器、
空気予熱器、各種交換器、煙道、煙突等に利用でき、産
業上きわめて有用である。
Claims (3)
- 【請求項１】Ｃ：０．０１以上０．１５％以下、Ｓｉ：
０．１％以上３．０％以下、Ｍｎ：０．１％以上１．０
％以下、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０５％以下、Ｃ
ｕ：０．１％以上１．０％以下、Ｎｉ：０．１％以上
０．６％以下、Ｃｒ：０．２％以上１．０％以下、Ｎ：
０．０１％以下、及び、Ａｌ：０．０１％以上０．１０
％以下、Ｎｂ：０．０１％以上０．２０％以下、Ｖ：
０．０１％以上０．２０％以下、Ｔｉ：０．０１％以上
０．１０％以下の一種または二種以上を含有し、残部が
実質的にＦｅよりなることを特徴とする耐硫酸腐食性に
優れたボルト用鋼 - 【請求項２】Ｓｎ：０．０２％以上０．５０％以下，Ｓ
ｂ：０．０２％以上０．５０％以下の一種または二種以
上を含有する請求項１記載の耐硫酸腐食性に優れたボル
ト用鋼 - 【請求項３】Ｍｏ：０．０１％以上０．１％以下、Ｂ：
０．００３０％以上０．０２０％以下の一種または二種
以上を含有する請求項１及び２記載の耐硫酸腐食性に優
れたボルト用鋼
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10240092A JP2000073139A (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | 耐硫酸腐食性に優れたボルト用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10240092A JP2000073139A (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | 耐硫酸腐食性に優れたボルト用鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000073139A true JP2000073139A (ja) | 2000-03-07 |
Family
ID=17054380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10240092A Pending JP2000073139A (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | 耐硫酸腐食性に優れたボルト用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000073139A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-08-26 JP JP10240092A patent/JP2000073139A/ja active Pending
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