JP7464832B2 - Bolts and bolt steel - Google Patents

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JP7464832B2 JP2020085413A JP2020085413A JP7464832B2 JP 7464832 B2 JP7464832 B2 JP 7464832B2 JP 2020085413 A JP2020085413 A JP 2020085413A JP 2020085413 A JP2020085413 A JP 2020085413A JP 7464832 B2 JP7464832 B2 JP 7464832B2
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Description

本発明は,ボルト、及びボルト用鋼材に関するものである。 The present invention relates to bolts and steel materials for bolts.

自動車及び産業機械の高性能化、自動車及び産業機械の軽量化、又は土木・建築構造物の大型化に伴い、ボルトの高強度化が要求されている。
ボルトには、JIS G 4053:2016で規定されたSCM435、SCM440などの機械構造用合金鋼が用いられる。ボルトは、機械構造用合金鋼を所定の形状に成形後、焼入れ-焼戻し処理で強度を調整する。
ボルトを高強度化するためには、鋼材の炭素量を高める、あるいは焼戻し温度を低くすればよい。
2. Description of the Related Art With the increasing performance and weight reduction of automobiles and industrial machinery, and the increasing size of civil engineering and architectural structures, there is a demand for bolts with higher strength.
The bolts are made of alloy steel for machine construction, such as SCM435 and SCM440, as specified in JIS G 4053: 2016. The bolts are made by forming the alloy steel for machine construction into a predetermined shape, and then adjusting the strength by quenching and tempering.
To increase the strength of a bolt, the carbon content of the steel can be increased or the tempering temperature can be lowered.

しかしながら、引張強さが1000MPaを超えるようなボルトでは、水素脆化の一種である遅れ破壊が問題となる。遅れ破壊は、静的応力下に置かれた部品が、ある時間経過後に突然、脆性的に破壊する現象である。
遅れ破壊は、水素の侵入に起因する現象であり、鋼材の強度が高くなるほど、遅れ破壊に至る水素侵入量の臨界値が低下する。
ボルトが屋外、特に、海水、融雪塩などが飛来する環境で使用される場合には、塩分付着によって水素侵入量が多くなり、遅れ破壊が生じる可能性が高まる。
However, bolts with a tensile strength exceeding 1000 MPa are susceptible to delayed fracture, a type of hydrogen embrittlement, which is a phenomenon in which a component placed under static stress suddenly breaks in a brittle manner after a certain period of time.
Delayed fracture is a phenomenon caused by the penetration of hydrogen, and the higher the strength of the steel material, the lower the critical value of the amount of hydrogen penetration that leads to delayed fracture.
When bolts are used outdoors, particularly in environments where seawater or de-icing salt is present, the amount of hydrogen that penetrates increases due to salt adhesion, increasing the possibility of delayed fracture.

そこで、従来から、耐遅れ破壊性に優れたボルトが検討されている。
例えば、特許文献1には、水素のトラップサイトとなるV炭窒化物を活用した、引張強さが1000~1600MPaの、耐遅れ破壊特性に優れたボルトおよび鋼材が開示されている。
Therefore, bolts with excellent resistance to delayed fracture have been studied.
For example, Patent Document 1 discloses a bolt and steel material that utilizes V carbonitride, which acts as a hydrogen trapping site, and has a tensile strength of 1000 to 1600 MPa and excellent delayed fracture resistance.

特開2002-276637号公報JP 2002-276637 A

最近は、特許文献1のボルトよりも、さらに耐遅れ破壊特性に優れたボルトが求められている。
本発明の課題は、一般的に遅れ破壊が生じる危険性が非常に高い、引張強さが1000MPa以上の強度レベルにおいて、優れた耐遅れ破壊特性を示すボルト、およびその素材となるボルト用鋼材を提供することにある。
Recently, there has been a demand for bolts having even better delayed fracture resistance than the bolt of Patent Document 1.
An object of the present invention is to provide a bolt that exhibits excellent resistance to delayed fracture at a strength level having a tensile strength of 1000 MPa or more, where the risk of delayed fracture is generally very high, and a steel material for such a bolt.

発明者らは、ボルトの素材として所定の化学組成を有し、かつ、Mo、V、Wの含有量が以下の式(1)、及び式(2)を満たす鋼材を採用することで、水素のトラップサイトとなるM2C炭化物がボルト中に分散することを見出した。
0.10<(2V+0.5W+0.4Cr)/Mo<0.50 ・・・(1)
Mo/95.95+V/50.94+W/183.8-C/6.0>0・・・(2)
その結果、発明者らは、高強度で、かつ優れた耐遅れ破壊特性を有するボルトが得られることを見出した。
上記課題は、以下の手段により解決される。
The inventors discovered that by using a steel material as the bolt material that has a predetermined chemical composition and whose Mo, V, and W contents satisfy the following formulas (1) and (2), M2C carbides, which act as hydrogen trapping sites, are dispersed in the bolt.
0.10<(2V+0.5W+0.4Cr)/Mo<0.50 ... (1)
Mo/95.95+V/50.94+W/183.8-C/6.0>0...(2)
As a result, the inventors discovered that a bolt having high strength and excellent delayed fracture resistance can be obtained.
The above problems are solved by the following means.

<1>
組成が、質量%で、
C :0.10~0.34%、
Si:0.02~0.10%、
Mn:0.40~2.50%、
Cr:0~0.50%、
Mo:1.50~5.00%、
W :0~4.00%、
V :0~1.00%、
Al:0.010~0.100%、
N:0.0010~0.0150%、
P:0.015%以下、および
S:0.015%以下、
を含有し、
残部がFe及び不純物からなり、
ボルトの軸部表面から深さ2mmに位置し、かつボルトの表面と平行な部位において、長さ5nm以上のMC型炭化物が、単位体積0.001μm当たり10個以上存在する、
引張強さが、1000MPa以上であるボルト。
0.10<(2V+0.5W+0.4Cr)/Mo<0.50 ・・・(1)
Mo/95.95+V/50.94+W/183.8-C/6.0>0・・・(2)
但し、Mは金属元素を表し、式(1)、および式(2)において、Mo、V、W、Cr、およびCには、それぞれボルトが含有するMo、V、W、Cr、およびCの含有量(質量%)が代入され、該当する元素が含まれないときは該当する元素記号に0が代入される。また、式(2)の左辺の式の値が小数点以下で0超になる組成は、式(2)を満たすとする。
<2>
前記組成が、質量%で、
Ti:0.100%以下、
Nb:0.100%以下、
B :0.0050%以下、
Ni:0.20%以下、
Cu:0.20%以下、
REM:0.020%以下、
Sn:0.20%以下、および
Bi:0.20%以下
よりなる群から選択される少なくとも1種をさらに含有する、<1>に記載のボルト。
<3>
前記組成が、質量%で、
Pb:0.05%以下、
Cd:0.05%以下、
Co:0.05%以下、
Zn:0.05%以下、
Ca:0.02%以下、および
Zr:0.02%以下、
よりなる群から選択される少なくとも1種をさらに含有する、<1>又は<2>に記載のボルト。
<4>
3.0質量%の塩化ナトリウム水溶液1L当たり3.0gのチオシアン酸アンモニウムを添加した室温の溶液中で、電流密度0.03mA/cmで24時間陰極水素チャージした後、水素透過防止めっきを施し、96時間放置した後、引張強さの0.9倍の一定荷重を負荷した時の、破断に至るまで100時間以上である、<1>~<3>のいずれか1項に記載のボルト。
<5>
3.0質量%の塩化ナトリウム水溶液1L当たり3.0gのチオシアン酸アンモニウムを添加した室温の溶液中で、電流密度0.2mA/cmで72時間陰極水素チャージし、室温で48時間静置した後のトラップ水素量が3.0ppm以上である<1>~<4>のいずれか1項に記載のボルト。
<6>
<1>~<5>のいずれか1項に記載のボルトの素材であるボルト用鋼材であって、
前記ボルトの組成を有するボルト用鋼材。
<1>
The composition is, in mass%,
C: 0.10 to 0.34%,
Si: 0.02 to 0.10%,
Mn: 0.40 to 2.50%,
Cr: 0 to 0.50%,
Mo: 1.50 to 5.00%,
W: 0 to 4.00%,
V: 0 to 1.00%,
Al: 0.010 to 0.100%,
N: 0.0010 to 0.0150%,
P: 0.015% or less, and S: 0.015% or less,
Contains
The balance is Fe and impurities,
At a portion located 2 mm deep from the surface of the bolt shaft and parallel to the surface of the bolt, there are 10 or more M2C type carbides with a length of 5 nm or more per unit volume of 0.001 μm3 .
A bolt having a tensile strength of 1000 MPa or more.
0.10<(2V+0.5W+0.4Cr)/Mo<0.50 ... (1)
Mo/95.95+V/50.94+W/183.8-C/6.0>0...(2)
Here, M represents a metal element, and in formulas (1) and (2), Mo, V, W, Cr, and C are substituted with the contents (mass%) of Mo, V, W, Cr, and C contained in the bolt, respectively, and when the corresponding element is not contained, 0 is substituted for the corresponding element symbol. Also, a composition in which the value of the formula on the left side of formula (2) is more than 0 after the decimal point is considered to satisfy formula (2).
<2>
The composition, in mass %,
Ti: 0.100% or less,
Nb: 0.100% or less,
B: 0.0050% or less,
Ni: 0.20% or less,
Cu: 0.20% or less,
REM: 0.020% or less,
The bolt according to <1>, further containing at least one selected from the group consisting of Sn: 0.20% or less and Bi: 0.20% or less.
<3>
The composition, in mass %,
Pb: 0.05% or less,
Cd: 0.05% or less,
Co: 0.05% or less,
Zn: 0.05% or less,
Ca: 0.02% or less, and Zr: 0.02% or less,
The bolt according to <1> or <2>, further comprising at least one selected from the group consisting of:
<4>
The bolt according to any one of <1> to <3>, wherein the bolt is subjected to cathodic hydrogen charging at a current density of 0.03 mA/ cm2 for 24 hours in a room temperature solution containing 3.0 g of ammonium thiocyanate added per 1 L of a 3.0 mass % aqueous sodium chloride solution, and then subjected to hydrogen permeation prevention plating. The bolt is then left for 96 hours, and then subjected to a constant load of 0.9 times the tensile strength. The bolt thus obtained takes 100 hours or more to break.
<5>
The bolt according to any one of <1> to <4>, in which the amount of trapped hydrogen is 3.0 ppm or more after cathodic hydrogen charging at a current density of 0.2 mA/ cm2 for 72 hours in a room temperature solution containing 3.0 g of ammonium thiocyanate added per 1 L of a 3.0 mass % aqueous sodium chloride solution and then allowed to stand at room temperature for 48 hours.
<6>
A steel material for a bolt, which is a material for the bolt according to any one of <1> to <5>,
A steel material for bolts having the composition of the bolt.

本発明によれば、高強度で、かつ、優れた耐遅れ破壊強度を示すボルト、およびその素材となるボルト用鋼材を提供できる。 The present invention provides a bolt that is high in strength and exhibits excellent resistance to delayed fracture, as well as the steel material for the bolt.

以下、本発明の一例である実施形態について詳細に説明する。
なお、本明細書中において、化学組成の各元素の含有量の「%」表示は、「質量%」を意味する。
化学組成の各元素の含有量を「元素量」と表記することがある。例えば、Cの含有量は、C量と表記することがある。
「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
「~」の前後に記載される数値に「超」または「未満」が付されている場合の数値範囲は、これら数値を下限値または上限値として含まない範囲を意味する。
「工程」とは、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.
In this specification, the "%" designation for the content of each element in a chemical composition means "mass %."
The content of each element in a chemical composition may be expressed as the “element amount.” For example, the content of C may be expressed as the C amount.
A numerical range expressed using "to" means a range that includes the numerical values before and after "to" as the lower and upper limits.
When the numerical range described before and after "to" is followed by "greater than" or "less than," it means that the numerical range does not include the numerical value as the lower limit or upper limit.
The term "process" includes not only an independent process, but also a process that cannot be clearly distinguished from other processes, as long as the intended purpose of the process is achieved.

[ボルトの化学組成]
本実施形態に係るボルトの化学組成は、以下のとおりである。
[Chemical composition of bolts]
The chemical composition of the bolt according to this embodiment is as follows:

(必須元素)
C :0.10~0.34%
Cは、鋼の強度を向上させる元素であり、ボルトの強度を高める。C量が0.10%未満であると、ボルトとして必要な強度が得られない。一方、C量が0.34%よりも多いと、所定の焼戻し時に多量のセメンタイトが析出するため、炭素量に見合った合金炭化物の析出強化が得られない上、水素トラップ能も低くなるため、遅れ破壊特性が低下する。
従って、C量は0.10~0.34%とする。なお、好ましいC量は0.20~0.32%である。
(Essential elements)
C: 0.10 to 0.34%
C is an element that improves the strength of steel and increases the strength of bolts. If the C content is less than 0.10%, the strength required for a bolt cannot be obtained. On the other hand, if the C content is more than 0.34%, a large amount of cementite precipitates during the specified tempering, so that precipitation strengthening of alloy carbides commensurate with the carbon content cannot be obtained, and the hydrogen trapping ability is also reduced, resulting in a decrease in delayed fracture properties.
Therefore, the C content is set to 0.10 to 0.34%, and preferably to 0.20 to 0.32%.

Si:0.02~0.10%
Siは、含有量を低減することで耐遅れ破壊強度を向上させることができる。耐遅れ破壊強度を高めるため、Si量を0.10%以下とする。一方、0.02%未満としても耐遅れ破壊強度の向上は飽和し、また製鋼工程におけるコストが増大する。
従って、Si量は0.02~0.10%とする。なお、好ましいSi量は0.02~0.08%である。
Si: 0.02 to 0.10%
The Si content can be reduced to improve delayed fracture strength. In order to increase delayed fracture strength, the Si content is set to 0.10% or less. On the other hand, if the Si content is less than 0.02%, the improvement in delayed fracture strength saturates and the cost of the steelmaking process increases.
Therefore, the Si content is set to 0.02 to 0.10%, and preferably to 0.02 to 0.08%.

Mn:0.40~2.50%
Mnは、Sと結合してMnSを形成し、Sの粒界偏析を防止する。また、焼入れ性向上の作用を有する。Mn量が0.40%未満であると、十分な焼入れ性向上効果が得られない。一方、Mn量が2.50%を超えると、部品形状に加工する際の冷間加工性が低下するうえ、焼割れが生じ易くなる。
従って、Mn量は0.40~2.50%とする。なお、好ましいMn量は0.50~0.80%である。
Mn: 0.40 to 2.50%
Mn combines with S to form MnS, preventing the grain boundary segregation of S. It also has the effect of improving hardenability. If the Mn content is less than 0.40%, the hardenability improvement effect is not sufficient. On the other hand, if the Mn content exceeds 2.50%, the cold workability when processing into a part shape is reduced, and quench cracks are likely to occur.
Therefore, the Mn content is set to 0.40 to 2.50%, and preferably to 0.50 to 0.80%.

Mo:1.50~5.00%
W :0~4.00%
V :0~1.00%
Mo、WおよびVは、本発明において重要な元素である。Mo、及びWは、MC型の炭化物を形成する元素である。Vは、MC型の炭化物を形成する元素であるが、適量のMoと共に、Vを複合して含有させた場合、Moと共に、Vを含むMC型炭化物が析出する。なお、これらMC型炭化物は、Moと、Cr、VおよびWの少なくとも1種と、を含む炭化物が該当する。
微細なMC型炭化物は、鋼をオーステナイト域から焼入れした後、570~690℃の高温で焼戻しをすることで、多く析出させることができる。この微細なMC型炭化物が析出することで、析出強化により鋼の強度を上昇させることができる。また、微細なMC型炭化物は、水素のトラップサイトとして機能し、耐遅れ破壊特性を向上させることができる。トラップ水素とは、前記MC型炭化物によって固定された、鋼中を自由に移動できない水素である。
Mo: 1.50 to 5.00%
W: 0 to 4.00%
V: 0 to 1.00%
Mo, W, and V are important elements in the present invention. Mo and W are elements that form M2C type carbides. V is an element that forms MC type carbides, and when V is contained in combination with an appropriate amount of Mo, M2C type carbides containing V are precipitated together with Mo. These M2C type carbides include carbides containing Mo and at least one of Cr, V, and W.
Fine M 2 C type carbides can be precipitated in large quantities by quenching steel from the austenite region and then tempering it at a high temperature of 570 to 690°C. The precipitation of these fine M 2 C type carbides can increase the strength of the steel through precipitation strengthening. Furthermore, the fine M 2 C type carbides function as hydrogen trapping sites and can improve delayed fracture resistance. Trapped hydrogen is hydrogen that is fixed by the M 2 C type carbides and cannot move freely through the steel.

トラップサイトとしての効果を得るためには、Moを1.50%以上含有させる必要がある。加えて、W及びVの少なくとも一方を適量含有させる場合、MC型炭化物による、トラップサイトとしての効果はさらに向上する。一方、Moの含有量が5.00%を超えた場合、またはWの含有量が4.00%を超えた場合、またはVの含有量が1.00%を超えた場合は、焼入れ加熱時に未固溶の粗大な炭窒化物が残存する。そして、この粗大な炭窒化物をオーステナイト中に固溶させるために焼入れ加熱温度を高くする必要が生じ、焼入れ時の歪み発生、表面の酸化物増加の問題が発生する。
従って、Moの含有量は1.50~5.00%、Wの含有量は0~4.00%、Vの含有量は0~1.00%とする。
なお、好ましいMo量は、2.00~4.00%、好ましいW量は、0.02~1.00%、好ましいV量は、0.10~0.35%である。
In order to obtain the effect as a trap site, it is necessary to contain Mo at 1.50% or more. In addition, when at least one of W and V is contained in an appropriate amount, the effect of M2C type carbides as a trap site is further improved. On the other hand, when the Mo content exceeds 5.00%, when the W content exceeds 4.00%, or when the V content exceeds 1.00%, undissolved coarse carbonitrides remain during quenching heating. Then, in order to dissolve these coarse carbonitrides in austenite, it becomes necessary to increase the quenching heating temperature, which causes problems such as distortion during quenching and an increase in oxides on the surface.
Therefore, the Mo content is set to 1.50 to 5.00%, the W content is set to 0 to 4.00%, and the V content is set to 0 to 1.00%.
The preferred Mo content is 2.00 to 4.00%, the preferred W content is 0.02 to 1.00%, and the preferred V content is 0.10 to 0.35%.

Mo、WおよびVの含有量は、式(1)、(2)を満たす必要がある。
0.10<(2V+0.5W+0.4Cr)/Mo<0.50 ・・・(1)
Mo/95.95+V/50.94+W/183.8-C/6.0>0・・・(2)
式(1)、及び式(2)において、Mo、V、W、Cr、およびCには、それぞれボルトが含有するMo、V、W、Cr、およびCの含有量(質量%)が代入され、該当する元素が含まれないときは該当する元素記号に0が代入される。また、式(2)の左辺の式の値が小数点以下で0超になる組成は、式(2)を満たすとする。
The contents of Mo, W and V must satisfy the formulas (1) and (2).
0.10<(2V+0.5W+0.4Cr)/Mo<0.50 ... (1)
Mo/95.95+V/50.94+W/183.8-C/6.0>0...(2)
In formulas (1) and (2), the contents (mass%) of Mo, V, W, Cr, and C contained in the bolt are substituted for Mo, V, W, Cr, and C, respectively, and when the corresponding element is not contained, the corresponding element symbol is substituted with 0. Furthermore, a composition in which the value of the formula on the left side of formula (2) exceeds 0 after the decimal point is considered to satisfy formula (2).

Cr:0~0.50%
Crは、鋼の焼入れ性を確保するために有効な元素であるとともに、MC型炭化物に固溶し、水素トラップ能を向上させる効果があるが、Cr量が0.50%を超えると、セメンタイト及びM23を安定化させ、焼戻し時にもセメンタイトが残存させるため、目的の水素トラップ効果を得ることができない。
従って、Cr量は0~0.50%とする。なお、好ましいCr量は0.05~0.35%である。
Cr: 0 to 0.50%
Cr is an element effective for ensuring the hardenability of steel, and also has the effect of improving hydrogen trapping ability by dissolving in M2C type carbides. However, if the Cr content exceeds 0.50%, it stabilizes cementite and M23C6 , and cementite remains even during tempering, making it impossible to obtain the desired hydrogen trapping effect.
Therefore, the Cr content is set to 0 to 0.50%, and preferably to 0.05 to 0.35%.

ここで、引張り強さ1000MPa以上の高強度を有するボルトにおいては、耐遅れ破壊強度を向上させるために、水素トラップサイトである微細なMC型炭化物を大量に鋼中に分散させることが必要である。
式(1)において、「(2V+0.5W+0.4Cr)/Mo」の値が0.10以下では、MC型炭化物中の、Moと、Cr、WおよびVの少なくとも1種との複合度が低く、水素トラップ能が不足して耐遅れ破壊強度が低下する。一方、式(1)において、「(2V+0.5W+0.4Cr)/Mo」の値が0.50以上では、MC型炭化物が不安定となり、別の炭化物となるため、水素トラップ能が不足して耐遅れ破壊強度が低下する。焼入れの加熱時にMC型炭化物が完全に固溶できなくなり、焼戻し後のMC型炭化物が粗大化して耐遅れ破壊強度が低下する。
なお、「(2V+0.5W+0.4Cr)/Mo」の値は、0.15~0.45が好ましい。
Here, in a bolt having a high strength of tensile strength of 1000 MPa or more, it is necessary to disperse a large amount of fine M 2 C type carbides, which act as hydrogen trapping sites, in the steel in order to improve delayed fracture resistance.
In formula (1), if the value of "(2V+0.5W+0.4Cr)/Mo" is 0.10 or less, the degree of combination of Mo with at least one of Cr, W and V in the M 2 C carbide is low, the hydrogen trapping ability is insufficient, and the delayed fracture resistance strength is reduced. On the other hand, if the value of "(2V+0.5W+0.4Cr)/Mo" is 0.50 or more in formula (1), the M 2 C carbide becomes unstable and turns into a different carbide, so the hydrogen trapping ability is insufficient and the delayed fracture resistance strength is reduced. During heating for quenching, the M 2 C carbide cannot be completely dissolved, and the M 2 C carbide after tempering becomes coarse, and the delayed fracture resistance strength is reduced.
The value of "(2V+0.5W+0.4Cr)/Mo" is preferably 0.15 to 0.45.

式(2)において、「Mo/95.95+V/50.94+W/183.8-C/6.0」の値が0以下では焼戻し時にセメンタイトが残存し、MC型炭化物の水素トラップ能が低下する。
なお、「Mo/95.95+V/50.94+W/183.8-C/6.0」の値は、0.0003以上が好ましい。ただし、合金コスト低減の観点から、「Mo/95.95+V/50.94+W/183.8-C/6.0」の値の上限は、0.0200以下が好ましく、0.0160以下がより好ましい。
In formula (2), if the value of "Mo/95.95+V/50.94+W/183.8-C/6.0" is 0 or less, cementite remains during tempering, and the hydrogen trapping ability of the M 2 C type carbide decreases.
The value of "Mo/95.95+V/50.94+W/183.8-C/6.0" is preferably 0.0003 or more. However, from the viewpoint of reducing alloy costs, the upper limit of the value of "Mo/95.95+V/50.94+W/183.8-C/6.0" is preferably 0.0200 or less, and more preferably 0.0160 or less.

Al:0.010~0.100%
Alは、脱酸剤として機能する元素であるとともに、窒化物を形成して焼入れ加熱時のオーステナイト結晶粒の粗大化を抑制する元素である。これらの効果を得るためには、Alを0.010%以上含有させる必要がある。一方、Alの含有量が0.100%を超えると、粗大な酸化物系介在物が鋼中に残存して、ボルトの破壊起点となる。
従って、Al量は0.010~0.100%とする。なお、好ましいAl量は0.012~0.050%である。
Al: 0.010 to 0.100%
Al is an element that functions as a deoxidizer and also forms nitrides to suppress the coarsening of austenite grains during quenching heating. In order to obtain these effects, it is necessary to contain 0.010% or more of Al. On the other hand, if the Al content exceeds 0.100%, coarse oxide-based inclusions remain in the steel and become the starting point of bolt fracture.
Therefore, the Al content is set to 0.010 to 0.100%, and preferably to 0.012 to 0.050%.

N:0.0010~0.0150%
Nは、窒化物又は炭窒化物を形成し、焼入れ加熱時のオーステナイト結晶粒の粗大化を抑制する元素である。結晶粒の粗大化を抑制するには、N量を0.0010%以上とする必要がある。一方、N量が0.0150%を超えた場合、粗大な窒化物や炭窒化物が生成して、破壊起点となる。
従って、N量は0.0010~0.0150%とする。なお、好ましいN量は0.0020~0.0100%である。
N: 0.0010 to 0.0150%
N is an element that forms nitrides or carbonitrides and suppresses the coarsening of austenite grains during quenching heating. In order to suppress the coarsening of grains, the N content must be 0.0010% or more. On the other hand, if the N content exceeds 0.0150%, coarse nitrides or carbonitrides are generated and become the starting points of fracture.
Therefore, the N content is set to 0.0010 to 0.0150%, and preferably to 0.0020 to 0.0100%.

P:0.015%以下
Pは、不純物である。P含有量は極力低いことが好ましい。Pは、オーステナイト粒界に偏析する。P量が0.015%を超えると、焼入れ、焼戻し後の旧オーステナイト粒界が脆化して粒界割れの原因となる。このため、P量を0.015%以下の範囲に制限する必要がある。好ましいP含有量の上限は0.012%である。Pは不可避的にボルト用鋼に含有される不純物元素であるが、上記範囲内であれば、Pは、ボルトに0%超えで含有されていてもよい。
ただし、脱Pコスト低減の観点から、P量の下限は、0.005%以上でもよい。
P: 0.015% or less P is an impurity. It is preferable that the P content is as low as possible. P segregates at the austenite grain boundaries. If the P content exceeds 0.015%, the prior austenite grain boundaries after quenching and tempering become embrittled, causing grain boundary cracking. For this reason, it is necessary to limit the P content to a range of 0.015% or less. The preferred upper limit of the P content is 0.012%. P is an impurity element that is inevitably contained in bolt steel, but within the above range, P may be contained in the bolt at more than 0%.
However, from the viewpoint of reducing the cost of dephosphorization, the lower limit of the P content may be 0.005% or more.

S:0.015%以下
Sは、不純物である。S含有量は極力低いことが好ましい。Sは、ボルト中でMn硫化物として存在する。Mn硫化物は、鋼表面が腐食する際の化学反応で硫化水素を発生する。この硫化水素が分解して水素を発生することで鋼中へ水素が侵入し、耐遅れ破壊強度を低下させる。また、Mn硫化物が破壊起点となる。このため、S量を0.015%以下の範囲に制限する必要がある。好ましいS含有量の上限は0.012%である。Sは、不可避的に含有される不純物元素であるが、上記範囲内であれば、Sは、ボルトに0%超えで含有されていてもよい。
ただし、脱Sコスト低減の観点から、S量の下限は、0.005%以上でもよい。
S: 0.015% or less S is an impurity. It is preferable that the S content is as low as possible. S exists as Mn sulfide in the bolt. Mn sulfide generates hydrogen sulfide through a chemical reaction when the steel surface corrodes. This hydrogen sulfide decomposes to generate hydrogen, which penetrates into the steel and reduces the delayed fracture resistance strength. In addition, Mn sulfide becomes the starting point of fracture. For this reason, it is necessary to limit the S content to a range of 0.015% or less. The preferred upper limit of the S content is 0.012%. S is an impurity element that is inevitably contained, but within the above range, S may be contained in the bolt at more than 0%.
However, from the viewpoint of reducing the desulfurization cost, the lower limit of the S content may be 0.005% or more.

(任意元素)
本実施形態に係るボルトは、任意元素として、Ti、Nb、B、Ni、Cu、REM、Sn、及びBiよりなる群から選択される少なくとも1種を含有してもよい。具体的には、これら任意元素を、各々0%~後述する各元素の上限の範囲で含有してもよい。
(Optional element)
The bolt according to the present embodiment may contain at least one element selected from the group consisting of Ti, Nb, B, Ni, Cu, REM, Sn, and Bi as an optional element. Specifically, each of these optional elements may be contained in a range from 0% to the upper limit of each element described below.

Ti:0.100%以下
Tiは、ボルト中でN及びCと結合して炭窒化物を形成する元素である。この炭窒化物はオーステナイト結晶粒界をピンニングして組織の粗大化を防止する。この組織の粗大化の防止効果を得るためには、Tiを0.100%以下含有させてもよい。一方、Tiを、0.100%を超えて含有させると、素材硬さの上昇に起因して部品形状に加工する際の冷間加工性が低下する。
Ti: 0.100% or less Ti is an element that combines with N and C in the bolt to form carbonitrides. These carbonitrides pin the austenite grain boundaries to prevent the structure from coarsening. In order to obtain this effect of preventing the structure from coarsening, Ti may be contained in an amount of 0.100% or less. On the other hand, if Ti is contained in an amount exceeding 0.100%, the cold workability when processing into a part shape decreases due to an increase in the material hardness.

従って、Ti含有量は0.100%以下とすることが好ましく、0%超~0.100%がより好ましく、0.005~0.050%がさらに好ましい。 Therefore, the Ti content is preferably 0.100% or less, more preferably between 0% and 0.100%, and even more preferably between 0.005% and 0.050%.

Nb:0.100%以下
Nbは、鋼中でN、Cと結合して炭窒化物を形成する元素である。この炭窒化物はオーステナイト結晶粒界をピンニングし、組織の粗大化を防止する。この組織の粗大化の防止効果を得るためには、Nbを0.100%以下含有させてもよい。一方、Nbを、0.100%を超えて含有させると、素材硬さの上昇に起因して部品形状に加工する際の冷間加工性が低下する。
Nb: 0.100% or less Nb is an element that combines with N and C in steel to form carbonitrides. These carbonitrides pin the austenite grain boundaries and prevent the structure from coarsening. In order to obtain this effect of preventing the structure from coarsening, Nb may be contained in an amount of 0.100% or less. On the other hand, if Nb is contained in an amount exceeding 0.100%, the cold workability when processing into a part shape decreases due to an increase in the material hardness.

従って、Nb含有量は0.100%以下とすることが好ましく、0%超~0.100%がより好ましく、0.005~0.050%がさらに好ましい。 Therefore, the Nb content is preferably 0.100% or less, more preferably between 0% and 0.100%, and even more preferably between 0.005% and 0.050%.

B:0.0050%以下
Bは、オーステナイト中に僅かに固溶させただけで鋼の焼入れ性を高める。Bは、浸炭焼入れ時にマルテンサイトを効率的に得るためにボルトに含有させてもよい。一方、0.0050%を超えてBを含有すると、多量のBNを形成してNを消費するため、オーステナイト粒の粗大化を招来する。
従って、B含有量は0.0050%以下とすることが好ましく、0超~0.0050%がより好ましく、0.0007~0.0030%がさらに好ましい。
B: 0.0050% or less B improves the hardenability of steel even when dissolved in austenite in a small amount. B may be contained in bolts to efficiently obtain martensite during carburizing and quenching. On the other hand, if B is contained in excess of 0.0050%, a large amount of BN is formed and N is consumed, resulting in coarsening of austenite grains.
Therefore, the B content is preferably 0.0050% or less, more preferably more than 0 to 0.0050%, and further preferably 0.0007 to 0.0030%.

Ni:0.20%以下
Niは、耐食性と靭性を高める元素であり、ボルトに含有させてもよい。Ni量が多量になると、コストに見合った効果が得られないため、Ni量の上限は0.20%が好ましい。一方、Ni量の下限は0.01%が好ましい。
Ni: 0.20% or less Ni is an element that enhances corrosion resistance and toughness, and may be contained in the bolt. If the Ni content is too high, the effect commensurate with the cost cannot be obtained, so the upper limit of the Ni content is preferably 0.20%. On the other hand, the lower limit of the Ni content is preferably 0.01%.

Cu:0.20%以下
Cuは耐食性を高める元素であり、ボルトに含有させてもよい。一方、Cu量が0.20%を超えると熱間延性が低下するため、Cu量の上限は0.20%が好ましい。一方、Cu量の下限は0.01%が好ましい。
Cu: 0.20% or less Cu is an element that enhances corrosion resistance and may be contained in the bolt. On the other hand, if the Cu content exceeds 0.20%, the hot ductility decreases, so the upper limit of the Cu content is preferably 0.20%. On the other hand, the lower limit of the Cu content is preferably 0.01%.

REM:0.020%以下
REM(希土類元素)とは、原子番号57のランタンから原子番号71ルテシウムまでの15元素と、原子番号21のスカンジウム及び原子番号39のイットリウムと、の合計17元素の総称である。ボルトにREMを含有させると、圧延時及び熱間鍛造時にMnS粒子の伸延が抑制され、冷間鍛造時の割れを抑制する効果が得られる。但し、REM含有量が0.020%を超えると、REMを含む硫化物が大量に生成され、ボルト用鋼材の被削性が劣化する。
従って、REM含有量は、前記17元素の合計量で0.020%以下とすることが好ましく、0%超~0.020%がより好ましく、0.005%~0.015%がさらに好ましい。
REM: 0.020% or less REM (rare earth elements) is a collective term for 17 elements, including 15 elements from lanthanum with atomic number 57 to lutetium with atomic number 71, scandium with atomic number 21, and yttrium with atomic number 39. When REM is contained in a bolt, the extension of MnS particles during rolling and hot forging is suppressed, and cracks during cold forging are suppressed. However, if the REM content exceeds 0.020%, a large amount of sulfides containing REM is generated, deteriorating the machinability of the steel material for the bolt.
Therefore, the REM content is preferably 0.020% or less in terms of the total amount of the 17 elements, more preferably from more than 0% to 0.020%, and even more preferably from 0.005% to 0.015%.

Sn:0.20%以下
Snは耐食性を高める元素であり、ボルトに含有させてもよい。Sn量が多量になると、高温延性が低下し、鋳造時の割れが生じる可能性が高まるため、Sn量の上限は0.20%が好ましい。一方、Sn量の下限は0.005%が好ましく、0.10%がより好ましい。
Sn: 0.20% or less Sn is an element that enhances corrosion resistance and may be contained in the bolt. If the amount of Sn is large, the high-temperature ductility decreases and the possibility of cracking during casting increases, so the upper limit of the Sn amount is preferably 0.20%. On the other hand, the lower limit of the Sn amount is preferably 0.005%, and more preferably 0.10%.

Bi:0.20%以下
Biは加工性を高める元素であり、ボルトに含有させてもよい。Bi量が多量になると、高温延性が低下し、鋳造時の割れが生じる可能性が高まるため、Bi量の上限は0.20%が好ましい。一方、Bi量の下限は0.005%が好ましく、0.10%がより好ましい
Bi: 0.20% or less Bi is an element that improves workability and may be contained in bolts. If the Bi content is large, high temperature ductility decreases and the possibility of cracking during casting increases, so the upper limit of the Bi content is preferably 0.20%. On the other hand, the lower limit of the Bi content is preferably 0.005%, and more preferably 0.10%.

(その他任意元素)
本実施形態に係るボルトは、任意元素として、次の元素よりなる群から選択される少なくとも1種を含有してもよい。具体的には、これら任意元素を、各々0%~後述する各元素の上限の範囲で含有してもよい。これら任意元素を後述する範囲でボルトに含んでも、ボルトの特性に影響はない。
Pb:0.05%以下
Cd:0.05%以下
Co:0.05%以下
Zn:0.05%以下
Ca:0.02%以下
Zr:0.02%以下
(Other optional elements)
The bolt according to this embodiment may contain at least one optional element selected from the group consisting of the following elements. Specifically, these optional elements may each be contained in a range between 0% and the upper limit of each element described below. The properties of the bolt are not affected even if these optional elements are contained in the bolt within the range described below.
Pb: 0.05% or less Cd: 0.05% or less Co: 0.05% or less Zn: 0.05% or less Ca: 0.02% or less Zr: 0.02% or less

本実施形態におけるボルトの化学組成の残部は、Fe及び不純物からなる。ここで、不純物とは、鋼の原料として利用される鉱石、スクラップ、又は製造過程の環境等から混入する元素を意味する。 The remainder of the chemical composition of the bolt in this embodiment is composed of Fe and impurities. Here, impurities refer to elements that are mixed in from the ores and scraps used as raw materials for steel, or from the environment during the manufacturing process.

(MC型炭化物)
本実施形態に係るボルトは、長さ5nm以上のMC型炭化物が、単位体積0.001μm当たり10個以上存在することが好ましい。
焼戻し過程で析出する微細なMC型炭化物(Moと、Cr、W及びVの少なくとも1種と、を含む炭化物)は、VC、MoC等に比べ、水素トラップ能が高く、耐遅れ破壊特性の向上に寄与する。
ここで、MC型炭化物は、M(金属元素)に対し、MoとCr、W及びVの少なくとも1種とを合計で70原子%以上含むMC型炭化物である。
具体的には、微細なMC型炭化物は、(Mo、Cr、W、V)C、(Mo、Cr、W)C、(Mo、Cr、V)C、(Mo、Cr)C、(Mo、W)C、(Mo、V)Cが該当する。これらMC型炭化物は、VC、MoC等に比べ、水素トラップ能が高く、耐遅れ破壊特性の向上に寄与する。
そのため、長さ5nm以上のMC型炭化物を、所定量存在させることが好ましい。
よって、長さ5nm以上のMC型炭化物の個数密度(単位体積0.001μm当たりに存在する長さ5nm以上のMC型炭化物の個数)は、10個以上が好ましい。
耐遅れ破壊特性の向上の観点から、MC型炭化物の個数密度は、単位体積0.001μm当たり15個以上がより好ましく、単位体積0.001μm当たり20個以上がさらに好ましい。
ただし、MC型炭化物の個数密度の上限は、伸び及び靱性の低下抑制の観点から、例えば、単位体積0.001μm当たり100個以下とする。
( M2C type carbide)
In the bolt according to this embodiment, it is preferable that 10 or more M 2 C type carbides having a length of 5 nm or more are present per unit volume of 0.001 μm 3 .
Fine M 2 C type carbides (carbides containing Mo and at least one of Cr, W and V) precipitated during the tempering process have a higher hydrogen trapping ability than VC, Mo 2 C, etc., and contribute to improving delayed fracture resistance.
Here, the M 2 C type carbide is an M 2 C type carbide containing Mo and at least one of Cr, W and V in a total amount of 70 atomic % or more relative to M (metal element).
Specifically, fine M 2 C type carbides include (Mo, Cr, W, V) 2 C, (Mo, Cr, W) 2 C, (Mo, Cr, V) 2 C, (Mo, Cr) 2 C, (Mo, W) 2 C, and (Mo, V) 2 C. These M 2 C type carbides have higher hydrogen trapping ability than VC, Mo 2 C, etc., and contribute to improving delayed fracture resistance.
Therefore, it is preferable that a predetermined amount of M 2 C type carbides having a length of 5 nm or more are present.
Therefore, the number density of M 2 C type carbides having a length of 5 nm or more (the number of M 2 C type carbides having a length of 5 nm or more present per unit volume of 0.001 μm 3 ) is preferably 10 or more.
From the viewpoint of improving the delayed fracture resistance, the number density of M 2 C type carbides is more preferably 15 or more per 0.001 μm 3 unit volume, and further preferably 20 or more per 0.001 μm 3 unit volume.
However, the upper limit of the number density of M 2 C type carbides is set to, for example, 100 particles per unit volume of 0.001 μm 3 from the viewpoint of suppressing a decrease in elongation and toughness.

C型炭化物の個数密度の測定は、薄膜法により薄膜試験片を作製し、透過型電子顕微鏡(TEM)で測定する。
C型炭化物の成分の測定は、TEMに付属するエネルギー分散型X線分析装置(EDS)を用いて行う。
具体的には、次の通りである。
The number density of M 2 C type carbides is measured by preparing a thin film test piece by the thin film method and measuring it with a transmission electron microscope (TEM).
The components of the M 2 C type carbide are measured using an energy dispersive X-ray analyzer (EDS) attached to the TEM.
Specifically, the following applies:

測定対象となるボルトの軸部表面から深さ2mmに位置し、かつボルトの表面と平行な面(以下「測定面」とも称する)を有する部位を採取し、薄膜法により薄膜試験片を作製する。 A section located 2 mm deep from the shank surface of the bolt to be measured and having a surface parallel to the bolt surface (hereafter also referred to as the "measurement surface") is taken, and a thin film test piece is prepared using the thin film method.

ここで、薄膜法による薄膜試験片の作製は、次の通りである。まず、精密切断機により元材を厚さ0.5mmに切断する。次に、P320~1200のエメリー紙を用いて両側から60μm厚まで切削研磨を行い直径3mmの試料を打抜く。その後、両面ジェット電解研磨を行い、中心部に穴が開くまで電解研磨を行い、TEM観察用の薄膜試験片とする。電界研磨はテヌポールで行い、電解研磨液として100ml過塩素酸-800ml氷酢酸溶液-100mlメタノールを用い、電解研磨条件は30V、0.1Aとする。 The thin film test specimens are prepared using the thin film method as follows. First, the original material is cut to a thickness of 0.5 mm using a precision cutting machine. Next, P320-1200 emery paper is used to cut and polish both sides to a thickness of 60 μm, and a sample with a diameter of 3 mm is punched out. After that, double-sided jet electrolytic polishing is performed until a hole is made in the center, and a thin film test specimen for TEM observation is prepared. Electrolytic polishing is performed using Tenupol, and the electrolytic polishing solution is 100 ml perchloric acid - 800 ml glacial acetic acid solution - 100 ml methanol, and the electrolytic polishing conditions are 30 V, 0.1 A.

次に、MC型炭化物の数密度を次の通り測定する。鉄のマトリクスの{001}面に垂直な方向を電子線の入射方向として、薄膜試験片(その測定面)の任意の視野を倍率400000倍(観察面積0.25μm×0.25μm)で3視野観察する。MC型炭化物は電子線回折パターン解析にて同定する。その後、観察画面の中心部の0.1μm×0.1μmの領域に存在する全てのMC型炭化物の長さと数を測定し、5nm以上の長さを有するMC型炭化物の数を測定し、さらに膜厚を測定して、3つの視野それぞれの単位体積0.001μm当たりの「MC型炭化物の個数密度」を求める。
ここで、MC型炭化物の長さとは、観察されるMC型炭化物の最大長さを意味する。
なお、TEM観察は、FE-TEMにて加速電圧200kVにて実施する。
Next, the number density of M 2 C type carbides is measured as follows. The direction perpendicular to the {001} plane of the iron matrix is the incident direction of the electron beam, and three arbitrary visual fields of the thin film test piece (its measurement surface) are observed at a magnification of 400,000 times (observation area 0.25 μm × 0.25 μm). The M 2 C type carbides are identified by electron beam diffraction pattern analysis. Then, the length and number of all M 2 C type carbides present in the 0.1 μm × 0.1 μm area in the center of the observation screen are measured, the number of M 2 C type carbides having a length of 5 nm or more is measured, and the film thickness is further measured to determine the "number density of M 2 C type carbides" per unit volume of 0.001 μm3 for each of the three visual fields.
Here, the length of the M 2 C type carbide means the maximum length of the observed M 2 C type carbide.
The TEM observation is carried out using an FE-TEM at an accelerating voltage of 200 kV.

また、薄膜試料にて観察される5nm以上のMC型炭化物において、金属元素Mが、Moと、Cr、W及びVの少なくとも1種とを含むことは、EDS分析により確認する。ただし、分析元素からFeは除く。 Furthermore, it is confirmed by EDS analysis that the metal element M in the M 2 C type carbides of 5 nm or more observed in the thin film sample contains Mo and at least one of Cr, W and V. However, Fe is excluded from the analyzed elements.

(引張強さ)
本実施形態に係るボルトにおいて、ボルトから引張り試験片を採取して測定した引張強さは1000MPa以上である。
ボルトの引張強さは、JIS Z 2241:2011に従って測定される値である。
具体的には、ボルトの軸部から、平行部の直径がボルトの直径の50%となる14A号試験片を切り出し、室温(25℃)の大気中で引張試験を行い、引張強さを求める。
(Tensile strength)
In the bolt according to this embodiment, the tensile strength measured by taking a tensile test piece from the bolt is 1000 MPa or more.
The tensile strength of the bolt is a value measured in accordance with JIS Z 2241:2011.
Specifically, a No. 14A test piece in which the diameter of the parallel part is 50% of the diameter of the bolt is cut out from the shank of the bolt, and a tensile test is carried out in air at room temperature (25° C.) to determine the tensile strength.

(トラップ水素量)
本実施形態に係るボルトにおいて、3.0質量%の塩化ナトリウム水溶液1L当たり3.0gのチオシアン酸アンモニウムを添加した室温の溶液中で、電流密度0.2mA/cm2で72時間陰極水素チャージし、室温(25℃)で48時間静置した後のトラップ水素量は3.0ppm以上が好ましい。
トラップ水素量が3.0ppm未満であると、ボルトに侵入した水素が拡散し、旧オーステナイト結晶粒界に集積して、遅れ破壊が生じる危険性が高まることがある。そのため、トラップ水素量は3.0ppm以上であることが好ましい。
(Trapped hydrogen amount)
In the bolt according to this embodiment, the amount of trapped hydrogen after cathodic hydrogen charging for 72 hours at a current density of 0.2 mA/cm in a room temperature solution containing 3.0 g of ammonium thiocyanate added per 1 L of a 3.0 mass % aqueous sodium chloride solution and then leaving the bolt at rest for 48 hours at room temperature (25° C.) is preferably 3.0 ppm or more.
If the amount of trapped hydrogen is less than 3.0 ppm, the hydrogen that has entered the bolt diffuses and accumulates at the prior austenite grain boundaries, increasing the risk of delayed fracture. Therefore, it is preferable that the amount of trapped hydrogen is 3.0 ppm or more.

トラップ水素量は、ガスクロマトグラフによる昇温水素分析法で測定した。昇温速度100℃/ 時間で、室温から400℃までに試料から放出される水素量をトラップ水素量と定義する。なお、本実施形態における室温は25℃とする。 The amount of trapped hydrogen was measured by a temperature rise hydrogen analysis method using a gas chromatograph. The amount of trapped hydrogen is defined as the amount of hydrogen released from the sample from room temperature to 400°C at a temperature rise rate of 100°C/hour. In this embodiment, room temperature is 25°C.

トラップ水素量の測定は、ボルトから採取した直径7mm、長さ70mmの丸棒試験片(トラップ水素量調査用の丸棒試験片)に対して、実施する。
ただし、上記大きさの丸棒試験片を採取できない場合、直径5mm、長さ20mmの丸棒試験片で代用し、同様の水素チャージと静置を行い、同様の昇温分析により、水素トラップ量を測定してもよい。
The measurement of the amount of trapped hydrogen is carried out on a round bar test piece (round bar test piece for investigating the amount of trapped hydrogen) having a diameter of 7 mm and a length of 70 mm taken from the bolt.
However, if it is not possible to obtain a round bar test piece of the above size, a round bar test piece having a diameter of 5 mm and a length of 20 mm may be used instead, and the hydrogen charging and standing process may be carried out in the same manner, followed by the same temperature rise analysis to measure the amount of trapped hydrogen.

(耐遅れ破壊強度)
本実施形態に係るボルトは、実環境で使用するため、十分な耐遅れ破壊強度を備えることが好ましい。本実施形態に係るボルトにおいて、3.0質量%の塩化ナトリウム水溶液1L当たり3.0gのチオシアン酸アンモニウムを添加した室温(25℃)の溶液中で、電流密度0.03mA/cmで24時間陰極水素チャージした後、水素透過防止めっきを施し、96時間放置した後、引張強さの0.9倍の一定荷重を負荷した時の、破断に至るまでの時間が100時間以上であることが好ましい。100時間で破断しなかった場合、耐遅れ破壊強度に優れると判断する。
ここで、水素透過防止めっきは、ボルト中に水素を閉じ込めるために行うものであり、溶融亜鉛めっきを用いる。
(Delayed fracture resistance)
The bolt according to the present embodiment is preferably provided with sufficient delayed fracture resistance strength for use in an actual environment. In the bolt according to the present embodiment, the bolt is subjected to cathodic hydrogen charging at a current density of 0.03 mA/ cm2 for 24 hours in a room temperature (25°C) solution containing 3.0 g of ammonium thiocyanate added per 1 L of 3.0 mass% sodium chloride aqueous solution, and then plated to prevent hydrogen permeation. After leaving the bolt for 96 hours, a constant load of 0.9 times the tensile strength is applied. When the bolt does not break within 100 hours, the delayed fracture resistance strength is judged to be excellent.
Here, the hydrogen permeation prevention plating is performed to trap hydrogen within the bolt, and hot-dip galvanizing is used.

耐遅れ破壊強度の測定は、ボルトから採取した直径7mm、長さ70mmの切欠き(切欠き部直径4.2mm、角度60°)付き丸棒試験片(遅れ破壊試験片)に対して、実施する。
ただし、上記大きさの丸棒試験片を採取できない場合、直径5mmの切欠き(切欠き部直径3.0mm、確度60°)付き丸棒試験片で代用してもよい。長さは、チャッキングできる範囲であれば特に制約はない。
The measurement of delayed fracture resistance strength is carried out on a round bar test piece (delayed fracture test piece) with a notch (notch diameter 4.2 mm, angle 60°) of 7 mm diameter and 70 mm length taken from a bolt.
However, if it is not possible to obtain a round bar test piece of the above size, a round bar test piece with a notch of 5 mm diameter (notch diameter 3.0 mm, accuracy 60°) may be used instead. There is no particular restriction on the length as long as it can be chucked.

<ボルト用鋼材>
本実施形態に係るボルト用鋼材は、本実施形態に係るボルトの素材となる鋼材である。そして、本実施形態に係るボルト用鋼材は、本実施形態に係るボルトと同じ化学組成を有する。
<Bolt steel material>
The bolt steel according to the present embodiment is a steel material that is a raw material for the bolt according to the present embodiment. The bolt steel according to the present embodiment has the same chemical composition as the bolt according to the present embodiment.

<ボルトの製造方法>
以下、本実施形態に係るボルト用鋼材を用いて、本実施形態に係るボルトの製造方法の一例について詳述する。
<Bolt manufacturing method>
Hereinafter, an example of a method for manufacturing a bolt according to this embodiment using the bolt steel according to this embodiment will be described in detail.

(ボルト形状に成形する工程)
本実施形態に係るボルトの化学組成を有する溶鋼を得た後、溶鋼を鋳造によりインゴットまたは鋳片とする。鋳造されたインゴットまたは鋳片は、熱間圧延、熱間押出、熱間鍛造などの熱間加工によって、丸棒など所要の粗形状を有する鋼材に仕上げる。その後、該鋼材に伸線、焼鈍、冷間加工、ねじ転造などを施して、所定のボルト形状に成形する。複数回の冷間加工の中間に、焼鈍または球状化焼鈍処理を複数回施してもよい。また、成形の工程に熱間加工を含めることもできる。
(Process of forming into bolt shape)
After obtaining molten steel having the chemical composition of the bolt according to the present embodiment, the molten steel is cast into an ingot or a cast piece. The cast ingot or cast piece is finished into a steel material having a desired rough shape such as a round bar by hot working such as hot rolling, hot extrusion, and hot forging. The steel material is then subjected to wire drawing, annealing, cold working, thread rolling, and the like to be formed into a desired bolt shape. Annealing or spheroidizing annealing treatment may be performed multiple times between multiple cold workings. The forming process may also include hot working.

(焼入れ・焼戻しを行う工程)
所定のボルト形状に成形した後、強度を付与するため、鋼をオーステナイト化以上の温度に加熱した後、水冷または油冷によって焼入れ処理を行う。なお、焼入れのための加熱温度(以下、「焼入れ加熱温度」という。)が低すぎると、Mo、W、Vの炭窒化物のマトリックス中への固溶が不十分となり、粗大な炭化物が残存する。その結果、焼戻し時に析出する微細なMC型炭化物の量が少なくなるため、目的の強度及び水素トラップ効果を得ることができない。
(Quenching and tempering process)
After forming into a desired bolt shape, the steel is heated to a temperature equal to or higher than the austenitizing temperature, and then quenched by water or oil cooling to impart strength. If the heating temperature for quenching (hereinafter referred to as the "quenching heating temperature") is too low, the solid solution of Mo, W, and V carbonitrides in the matrix becomes insufficient, and coarse carbides remain. As a result, the amount of fine M2C type carbides precipitated during tempering is reduced, and the desired strength and hydrogen trapping effect cannot be obtained.

一方、焼入れ加熱温度を過度に高くすると、結晶粒の粗大化を招き、靭性及び耐遅れ破壊特性の劣化を招き、また、操業熱処理炉の炉体および付属部品の損傷が顕著になり、製造コストが上昇するため、好ましくない。
このため、焼入れ加熱温度は970~1050℃とするのが好ましい。また、焼入れ加熱温度での保持時間は30~90分とすることが好ましい。
On the other hand, if the quenching heating temperature is excessively high, the crystal grains become coarse, leading to deterioration of toughness and resistance to delayed fracture. In addition, damage to the furnace body and auxiliary parts of the operating heat treatment furnace becomes significant, and the manufacturing cost increases, which is undesirable.
For this reason, the quenching heating temperature is preferably set to 970 to 1050° C. Furthermore, the holding time at the quenching heating temperature is preferably set to 30 to 90 minutes.

耐遅れ破壊強度を向上させるためには、上記の焼入れ処理を行った後に焼戻しを行う必要がある。そのため、焼戻しの温度を、570~690℃に限定する必要がある。 To improve delayed fracture resistance, tempering is required after the above quenching treatment. Therefore, the tempering temperature must be limited to 570-690°C.

焼戻し温度が570℃未満では、焼戻し時に析出するMC型炭化物の析出が不十分で、目的の水素トラップ能、および遅れ破壊限界水素量を達成することができない。
一方、焼戻し温度が690℃超の場合は、MC型炭化物がオストワルド成長し、目的の水素トラップ能、および遅れ破壊限界水素量を達成することができない。
そのため、焼戻し温度は570~690℃に限定する。
なお、焼戻し温度の好ましい範囲は、590~660℃である。
また、焼戻し温度での保持時間は30~90分とすることが好ましい。
If the tempering temperature is less than 570° C., the precipitation of M 2 C type carbides during tempering is insufficient, making it impossible to achieve the desired hydrogen trapping ability and delayed fracture limit hydrogen amount.
On the other hand, if the tempering temperature exceeds 690° C., the M 2 C type carbide undergoes Ostwald ripening, making it impossible to achieve the desired hydrogen trapping ability and delayed fracture limit hydrogen amount.
Therefore, the tempering temperature is limited to 570 to 690°C.
The preferable range of the tempering temperature is 590 to 660°C.
The holding time at the tempering temperature is preferably 30 to 90 minutes.

以上の工程により、本実施形態に係るボルトが製造される。 The bolt according to this embodiment is manufactured through the above process.

以上に示すとおり、本実施形態に係るボルトは、最適な化学組成を備える鋼材に、最適な焼入れ焼戻しを施すことで、引張強さ、トラップ水素量及び遅れ破壊限界水素量の好適化を図ったものである。 As described above, the bolt according to this embodiment is made by subjecting steel material with an optimal chemical composition to optimal quenching and tempering, thereby optimizing the tensile strength, amount of trapped hydrogen, and delayed fracture limit hydrogen amount.

次に、本発明の実施例について説明するが、以下に示す各条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一例にすぎず、本発明の条件はこの一例に限定されるものではない。本発明の実施においては、その要旨を逸脱せず、その目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用することができる。 Next, an embodiment of the present invention will be described. However, the conditions shown below are merely examples adopted to confirm the feasibility and effects of the present invention, and the conditions of the present invention are not limited to these examples. In implementing the present invention, various conditions can be adopted as long as they do not deviate from the gist of the invention and achieve the purpose.

<各種試験片の成形>
(棒鋼の準備)
表1-1及び表1-2に示す化学組成を有する鋼(鋼No.A~Z2及びAA~AV)をそれぞれ溶製し、熱間鍛造により、直径20mm、長さ1000mmの棒鋼を準備した。
なお、表1-1及び表1-2において下線を付した数値は当該数値が本発明の範囲外であることを示す。また、表1-1及び表1-2における「-」は各元素が無添加であることを示す。また、式(1)及び式(2)において、「-」で表記された元素の含有量は「0」が代入される。そして、残部は、Fe及び不純物である。
表1-1及び表1-2の「式(2)」の欄内の値は、式(2)の左辺の式の値の小数点第5位を四捨五入した値であり、発明例3、比較例13及び比較例15は、いずれも式(2)を満たす。
<Molding of various test pieces>
(Preparation of steel bars)
Steels (steels Nos. A to Z2 and AA to AV) having the chemical compositions shown in Tables 1-1 and 1-2 were melted and hot forged to prepare steel bars having a diameter of 20 mm and a length of 1000 mm.
In Tables 1-1 and 1-2, underlined values indicate that the values are outside the range of the present invention. In Tables 1-1 and 1-2, "-" indicates that the respective elements are not added. In Formulas (1) and (2), the contents of elements marked with "-" are substituted with "0". The remainder is Fe and impurities.
The values in the "Formula (2)" column in Tables 1-1 and 1-2 are values obtained by rounding off the value of the left side of formula (2) to the nearest five decimal places, and all of Example 3, Comparative Example 13, and Comparative Example 15 satisfy formula (2).

次に、ボルト製造を再現するため、表2の条件で焼入れ、焼戻しを施し、続いて、焼入れ、焼戻ししたボルト相当品の引張り強度、トラップ水素量の測定、および耐遅れ破壊強度を以下の方法で評価した。 Next, to reproduce the bolt manufacturing process, the bolts were quenched and tempered under the conditions in Table 2. The tensile strength and amount of trapped hydrogen of the quenched and tempered bolts were then measured, and the delayed fracture resistance was evaluated using the following methods.

(焼入れの実施)
上記のようにして得た直径20mm、長さ1000mmの丸棒を切断し、直径20mm、長さ300mmの丸棒を切り出し、表2に記載の温度で焼入れを行った。焼入れ加熱温度での保持時間は60分とした。その後、60℃に保持した油槽へ焼入れを行った。
(Hardening)
The round bar obtained as described above with a diameter of 20 mm and a length of 1000 mm was cut to obtain a round bar with a diameter of 20 mm and a length of 300 mm, and quenched at the temperature shown in Table 2. The holding time at the quenching heating temperature was 60 minutes. Then, quenching was performed in an oil bath held at 60°C.

(焼戻しの実施)
油焼入れ後、表2に記載の温度で焼戻しを行った。焼戻し温度での保持時間は60分とし、焼戻し後の冷却は空冷した。
(Performance of tempering)
After oil quenching, tempering was performed at the temperature shown in Table 2. The holding time at the tempering temperature was 60 minutes, and cooling after tempering was performed by air cooling.

(引張試験片)
上記の焼入れ焼戻し処理後の直径20mm、長さ300mmの丸棒から、全長70mm、平行部の直径6mm、長さ32mmの平滑引張試験片(14A号試験片)を採取した。
(Tensile test piece)
From the round bar having a diameter of 20 mm and a length of 300 mm after the above quenching and tempering treatment, a smooth tensile test piece (test piece No. 14A) having a total length of 70 mm, a parallel part diameter of 6 mm and a length of 32 mm was taken.

(トラップ水素量調査用の試験片作製)
上記の焼入れ焼戻し処理後の直径20mm、長さ300mmの丸棒から、直径7mm、長さ70mmの丸棒を採取し、トラップ水素量調査用の丸棒試験片とした。
(Preparation of test pieces for investigating trapped hydrogen amount)
From the round bar having a diameter of 20 mm and a length of 300 mm after the above quenching and tempering treatment, a round bar having a diameter of 7 mm and a length of 70 mm was taken as a round bar test piece for investigating the amount of trapped hydrogen.

(耐遅れ破壊強度の試験片の作製)
上記の焼入れ焼戻し処理後の直径20mm、長さ300mmの丸棒から、直径7mm、長さ70mmの切欠き(切欠き部直径4.2mm、角度60°)付き丸棒試験片を採取し、耐遅れ破壊強度の試験片とした。
(Preparation of test pieces for delayed fracture resistance)
From the round bar having a diameter of 20 mm and a length of 300 mm after the above quenching and tempering treatment, a round bar test piece having a notch having a diameter of 7 mm and a length of 70 mm (notch diameter 4.2 mm, angle 60°) was taken as a test piece for delayed fracture resistance.

以上のようにして、製造No.1~54の引張試験片、製造No.1~54のトラップ水素量調査用の試験片、及び製造No.1~54の遅れ破壊強度の試験片を、それぞれ得た。ただし、製造No.40については焼割れが発生したため、以降の試験を中断した。 In this manner, tensile test pieces for Production No. 1 to 54, test pieces for investigating the amount of trapped hydrogen for Production No. 1 to 54, and test pieces for delayed fracture strength for Production No. 1 to 54 were obtained. However, quench cracks occurred in Production No. 40, so further testing was discontinued.

<各試験片を用いた性能評価>
(長さ5nm以上のMC型炭化物の個数密度)
長さ5nm以上のMC型炭化物の個数密度(単位体積0.001μm当たりの個数)は、既述の通り測定した。そして、次の基準で評価した。
A:MC型炭化物の個数密度が10個/0.001μm以上14個/0.001μm以下
B:MC型炭化物の個数密度が15個/0.001μm以上19個/0.001μm以下
C:MC型炭化物の個数密度が20個/0.001μm以上100個/0.001μm以下
D:MC型炭化物の個数密度が9個/0.001μm以下
<Performance evaluation using each test piece>
(Number density of M2C type carbides having a length of 5 nm or more)
The number density (number per unit volume of 0.001 μm 2 ) of M 2 C type carbides having a length of 5 nm or more was measured as described above, and was evaluated according to the following criteria.
A: The number density of M2C type carbides is 10 pieces/0.001 μm3 or more and 14 pieces/0.001 μm3 or less . B: The number density of M2C type carbides is 15 pieces/0.001 μm3 or more and 19 pieces/0.001 μm3 or less . C: The number density of M2C type carbides is 20 pieces/0.001 μm3 or more and 100 pieces/0.001 μm3 or less. D: The number density of M2C type carbides is 9 pieces/0.001 μm3 or less.

(引張強さ)
引張強さは、既述の通り測定した。
具体的には、上記の手順で作製した引張試験片を用い、JIS Z 2241:2011に準拠して、室温(25℃)の大気中で引張試験を行い、引張強さを求めた。
(Tensile strength)
Tensile strength was measured as previously described.
Specifically, a tensile test was performed in air at room temperature (25° C.) in accordance with JIS Z 2241:2011 using the tensile test pieces prepared by the above procedure to determine the tensile strength.

(トラップ水素量)
トラップ水素量は、既述の通り測定した。
具体的には、上記の手順で作製した直径7mm、長さ70mmの丸棒試験片に、3.0質量%の塩化ナトリウム水溶液1L当たり3.0gのチオシアン酸アンモニウムを添加した室温(25℃)の溶液中で、電流密度0.2mA/cmで72時間陰極水素チャージを行った。その後、室温(25℃)で48時間静置した。そして、ガスクロマトグラフを用い、昇温速度100℃/時間で、室温(25℃)から400℃まで昇温し、丸棒試験片から放出される水素量を測定した。
(Trapped hydrogen amount)
The amount of trapped hydrogen was measured as described above.
Specifically, the round bar test piece having a diameter of 7 mm and a length of 70 mm prepared by the above procedure was subjected to cathodic hydrogen charging at a current density of 0.2 mA/ cm2 for 72 hours in a room temperature (25°C) solution containing 3.0 g of ammonium thiocyanate added per 1 L of 3.0 mass% sodium chloride aqueous solution. The test piece was then left to stand at room temperature (25°C) for 48 hours. The amount of hydrogen released from the round bar test piece was measured using a gas chromatograph by increasing the temperature from room temperature (25°C) to 400°C at a rate of 100°C/hour.

(耐遅れ破壊強度試験)
トラップ水素量は、既述の通り測定した。
具体的には、上記の手順で作製した直径7mm×長さ70mmの切欠き(長さ中央部にV字状環状切欠き付き。切欠き深さ1.4mm、切欠き角度60°、切欠き先端半径0.175mm)付き耐遅れ破壊試験片に、3.0質量%の塩化ナトリウム水溶液1L当たり3.0gのチオシアン酸アンモニウムを添加した室温(25℃)の溶液中で、電流密度0.03mA/cmで24時間陰極水素チャージした後、Znで水素透過防止めっきを施し、96時間放置した後、引張強さの0.9倍の一定荷重を負荷し、破断に至るまでの時間を測定した。100時間破断しなかった場合は試験を打ち切りとした。
(Delayed fracture resistance test)
The amount of trapped hydrogen was measured as described above.
Specifically, the delayed fracture resistance test piece with a diameter of 7 mm and a length of 70 mm (with a V-shaped circular notch in the center of the length, notch depth 1.4 mm, notch angle 60°, notch tip radius 0.175 mm) prepared by the above procedure was cathodically charged with hydrogen at a current density of 0.03 mA/ cm2 for 24 hours in a solution at room temperature (25°C) containing 3.0 g of ammonium thiocyanate per 1 L of 3.0 mass% sodium chloride aqueous solution, then plated with Zn to prevent hydrogen permeation, left for 96 hours, and then a constant load of 0.9 times the tensile strength was applied to measure the time until fracture. If fracture did not occur after 100 hours, the test was discontinued.

C型炭化物の個数密度、引張強さ、トラップ水素量、及び遅れ破壊有無の結果を表2に記載する。なお、表2中の下線を付した数値は当該数値が本発明の範囲外であることを示す。また、表2中の符号“-”は、引張強さ等の必要条件を満たさなかったため、試験を行わなかったことを意味する。 The results of the number density of M2C type carbides, tensile strength, amount of trapped hydrogen, and the presence or absence of delayed fracture are shown in Table 2. Note that underlined values in Table 2 indicate that the values are outside the range of the present invention. Also, the symbol "-" in Table 2 indicates that the test was not performed because the necessary conditions such as tensile strength were not met.

表1-1、表1-2及び表2から明らかなように、化学組成、並びに、焼入れ焼戻しの条件について好適化を図った発明例1~28(製造No.1~28)は、いずれも、引張強さが高く、また、トラップ水素量が高く、遅れ破壊が生じなかったことから、優れた強度と耐遅れ破壊特性が得られていることが判る。 As is clear from Tables 1-1, 1-2, and 2, invention examples 1 to 28 (production numbers 1 to 28), which have optimized chemical compositions and quenching and tempering conditions, all have high tensile strength, a high amount of trapped hydrogen, and no delayed fracture, indicating that excellent strength and resistance to delayed fracture were obtained.

尚、発明例1、18は、本発明の組成要件を満たすが、焼入れ条件が好適な範囲から若干外れる製造条件で製造された。発明例18は、他の発明例に比べて焼入れ温度が高い製造条件で製造されており、その強度は他の発明例に比べて若干大きい。そのため、強度-延性バランスに関しては、他の発明例の方が相対的に優れている。また、発明例1は、他の発明例に比べて焼入れ温度が低い製造条件で製造されており、強度に関しては、他の発明例の方が相対的に優れている。 Incidentally, although invention examples 1 and 18 satisfy the composition requirements of the present invention, they were manufactured under manufacturing conditions in which the quenching conditions were slightly outside the preferred range. Invention example 18 was manufactured under manufacturing conditions in which the quenching temperature was higher than the other invention examples, and its strength is slightly greater than the other invention examples. Therefore, in terms of the strength-ductility balance, the other invention examples are relatively superior. Moreover, invention example 1 was manufactured under manufacturing conditions in which the quenching temperature was lower than the other invention examples, and its strength is relatively superior to the other invention examples.

これに対し、化学組成、並びに、焼入れ焼戻しの条件について、少なくともいずれかについて好適化を図っていない比較例1~26(製造No.29~54)については、いずれも、耐遅れ破壊特性が不十分であることが判る。
また、比較例3、11及び21は、強度が不十分であり、比較例1、2、4~6、8~10、13~15、17~20、22~26はいずれも十分なトラップ水素量が得られていない。
なお、比較例16は、トラップ水素量は高くても鋼成分のAl量が0.100より高いため、Alを含む酸化物系介在物が多数存在し、破壊の起点が多数形成され遅れ破壊特性が低下している
In contrast, in Comparative Examples 1 to 26 (Production Nos. 29 to 54), in which no attempt was made to optimize at least either the chemical composition or the quenching and tempering conditions, it was found that the delayed fracture resistance was insufficient.
Furthermore, Comparative Examples 3, 11 and 21 had insufficient strength, and Comparative Examples 1, 2, 4 to 6, 8 to 10, 13 to 15, 17 to 20 and 22 to 26 did not obtain a sufficient amount of trapped hydrogen.
In addition, in Comparative Example 16, although the amount of trapped hydrogen is high, the amount of Al in the steel components is higher than 0.100, so that a large number of oxide-based inclusions containing Al are present, and a large number of fracture starting points are formed, resulting in a decrease in delayed fracture properties.

本発明によれば、高強度で、かつ、優れた耐遅れ破壊強度を示すボルト、およびその素材となるボルト用鋼材を提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide a bolt having high strength and exhibiting excellent delayed fracture resistance, and a steel material for the bolt that is the raw material thereof.

Claims (6)

組成が、質量%で、
C :0.10~0.34%、
Si:0.02~0.10%、
Mn:0.40~2.50%、
Cr:0~0.50%、
Mo:1.50~5.00%、
W :0~4.00%、
V :0~1.00%、
Al:0.010~0.100%、
N:0.0010~0.0150%、
P:0.015%以下、および
S:0.015%以下、
を含有し、
残部がFe及び不純物からなり、
かつ、下記式(1)、および下記式(2)を満たし、
ボルトの軸部表面から深さ2mmに位置し、かつボルトの表面と平行な部位において、長さ5nm以上のMC型炭化物が、単位体積0.001μm当たり10個以上存在する、
引張強さが、1000MPa以上であるボルト。
0.10<(2V+0.5W+0.4Cr)/Mo<0.50 ・・・(1)
Mo/95.95+V/50.94+W/183.8-C/6.0>0・・・(2)
但し、Mは金属元素を表し、式(1)、および式(2)において、Mo、V、W、Cr、およびCには、それぞれボルトが含有するMo、V、W、Cr、およびCの含有量(質量%)が代入され、該当する元素が含まれないときは該当する元素記号に0が代入される。また、式(2)の左辺の式の値が小数点以下で0超になる組成は、式(2)を満たすとする。
The composition is, in mass%,
C: 0.10 to 0.34%,
Si: 0.02 to 0.10%,
Mn: 0.40 to 2.50%,
Cr: 0 to 0.50%,
Mo: 1.50 to 5.00%,
W: 0 to 4.00%,
V: 0 to 1.00%,
Al: 0.010 to 0.100%,
N: 0.0010 to 0.0150%,
P: 0.015% or less, and S: 0.015% or less,
Contains
The balance is Fe and impurities,
And satisfy the following formula (1) and the following formula (2),
At a portion located 2 mm deep from the surface of the bolt shaft and parallel to the surface of the bolt, there are 10 or more M2C type carbides with a length of 5 nm or more per unit volume of 0.001 μm3 .
A bolt having a tensile strength of 1000 MPa or more.
0.10<(2V+0.5W+0.4Cr)/Mo<0.50 ... (1)
Mo/95.95+V/50.94+W/183.8-C/6.0>0...(2)
Here, M represents a metal element, and in formulas (1) and (2), Mo, V, W, Cr, and C are substituted with the contents (mass%) of Mo, V, W, Cr, and C contained in the bolt, respectively, and when the corresponding element is not contained, 0 is substituted for the corresponding element symbol. Also, a composition in which the value of the formula on the left side of formula (2) is more than 0 after the decimal point is considered to satisfy formula (2).
前記組成が、質量%で、
Ti:0.100%以下、
Nb:0.100%以下、
B :0.0050%以下、
Ni:0.20%以下、
Cu:0.20%以下、
REM:0.020%以下、
Sn:0.20%以下、および
Bi:0.20%以下
よりなる群から選択される少なくとも1種をさらに含有する、請求項1に記載のボルト。
The composition, in mass %,
Ti: 0.100% or less,
Nb: 0.100% or less,
B: 0.0050% or less,
Ni: 0.20% or less,
Cu: 0.20% or less,
REM: 0.020% or less,
2. The bolt according to claim 1, further comprising at least one selected from the group consisting of Sn: 0.20% or less and Bi: 0.20% or less.
前記組成が、質量%で、
Pb:0.05%以下、
Cd:0.05%以下、
Co:0.05%以下、
Zn:0.05%以下、
Ca:0.02%以下、および
Zr:0.02%以下、
よりなる群から選択される少なくとも1種をさらに含有する、請求項1又は請求項2に記載のボルト。
The composition, in mass %,
Pb: 0.05% or less,
Cd: 0.05% or less,
Co: 0.05% or less,
Zn: 0.05% or less,
Ca: 0.02% or less, and Zr: 0.02% or less,
The bolt according to claim 1 or claim 2, further comprising at least one selected from the group consisting of:
3.0質量%の塩化ナトリウム水溶液1L当たり3.0gのチオシアン酸アンモニウムを添加した室温の溶液中で、電流密度0.03mA/cmで24時間陰極水素チャージした後、水素透過防止めっきを施し、96時間放置した後、引張強さの0.9倍の一定荷重を負荷した時の、破断に至るまで100時間以上である、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のボルト。 The bolt according to any one of claims 1 to 3, which is subjected to cathodic hydrogen charging for 24 hours at a current density of 0.03 mA/ cm2 in a room temperature solution containing 3.0 g of ammonium thiocyanate added per 1 L of a 3.0 mass % aqueous sodium chloride solution, and then subjected to hydrogen permeation prevention plating and left for 96 hours, and then when a constant load of 0.9 times the tensile strength is applied, it takes 100 hours or more until fracture. 3.0質量%の塩化ナトリウム水溶液1L当たり3.0gのチオシアン酸アンモニウムを添加した室温の溶液中で、電流密度0.2mA/cmで72時間陰極水素チャージし、室温で48時間静置した後のトラップ水素量が3.0ppm以上である請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のボルト。 5. The bolt according to claim 1, which is subjected to cathodic hydrogen charging for 72 hours at a current density of 0.2 mA/ cm2 in a room temperature solution containing 3.0 g of ammonium thiocyanate added per 1 L of a 3.0 mass % aqueous sodium chloride solution, and then allowed to stand at room temperature for 48 hours, and has an amount of trapped hydrogen of 3.0 ppm or more. 請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のボルトの素材であるボルト用鋼材であって、
前記ボルトの組成を有するボルト用鋼材。
A steel material for a bolt, which is a material for the bolt according to any one of claims 1 to 5,
A steel material for bolts having the composition of the bolt.
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