JPH0849040A - 表面に凸凹をつけた高力ボルト摩擦接合用鋼板およびその製造方法 - Google Patents
表面に凸凹をつけた高力ボルト摩擦接合用鋼板およびその製造方法Info
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- JPH0849040A JPH0849040A JP6184891A JP18489194A JPH0849040A JP H0849040 A JPH0849040 A JP H0849040A JP 6184891 A JP6184891 A JP 6184891A JP 18489194 A JP18489194 A JP 18489194A JP H0849040 A JPH0849040 A JP H0849040A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 表面に凸凹をつけた高力ボルト摩擦接合用鋼
板およびその製造方法を提供する。 【構成】 C、Si、Mn、Alを所定の重量%含み、
必要に応じてNi、Cu、Cr、Mo、Nb、V、T
i、B、Ca、REMの1種または2種以上を含み、残
部Feおよび不純物からなり、焼入臨界直径DIが1.
6〜10インチで、表面硬さHvが400〜700の範
囲にあり、表面粗さ100〜150μの凸凹を有する鋼
板。 【効果】 すべり係数が従来材に比べて改善された鋼板
を提供することができる。
板およびその製造方法を提供する。 【構成】 C、Si、Mn、Alを所定の重量%含み、
必要に応じてNi、Cu、Cr、Mo、Nb、V、T
i、B、Ca、REMの1種または2種以上を含み、残
部Feおよび不純物からなり、焼入臨界直径DIが1.
6〜10インチで、表面硬さHvが400〜700の範
囲にあり、表面粗さ100〜150μの凸凹を有する鋼
板。 【効果】 すべり係数が従来材に比べて改善された鋼板
を提供することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高力ボルトによる摩擦
接合用の添え板に使用される鋼板およびその製造方法に
関するものである。
接合用の添え板に使用される鋼板およびその製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、鉄骨構造物などの高力ボルトによ
る摩擦接合構造においては、鋼材の摩擦面は自然発生の
赤錆が標準となっており(建築学会JASS6)、施工
上のバラツキを考慮して、設計上は低いすべり係数値
(μ=0.45)に設定されている。この改善策とし
て、特開昭51−52336号公報では、特殊な塗装を
提案している。また、特開平1−266309号公報で
は、セラミックスのプラズマ溶射処理が提案されてい
る。
る摩擦接合構造においては、鋼材の摩擦面は自然発生の
赤錆が標準となっており(建築学会JASS6)、施工
上のバラツキを考慮して、設計上は低いすべり係数値
(μ=0.45)に設定されている。この改善策とし
て、特開昭51−52336号公報では、特殊な塗装を
提案している。また、特開平1−266309号公報で
は、セラミックスのプラズマ溶射処理が提案されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の赤錆を発生させ
る方法は、施工上のバラツキが大きく、かつ施工品質の
管理が非常に困難であるため、0.45よりも大きなす
べり係数値を接合部設計に用いることができないという
欠点がある。また、特殊な塗装やセラミックスのプラズ
マ溶射処理の提案はいずれも煩雑であるという欠点を持
つ。
る方法は、施工上のバラツキが大きく、かつ施工品質の
管理が非常に困難であるため、0.45よりも大きなす
べり係数値を接合部設計に用いることができないという
欠点がある。また、特殊な塗装やセラミックスのプラズ
マ溶射処理の提案はいずれも煩雑であるという欠点を持
つ。
【0004】本発明は、このような現状に鑑み、高いす
べり係数が得られる表面に凸凹をつけた高力ボルト接合
用鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする
ものである。
べり係数が得られる表面に凸凹をつけた高力ボルト接合
用鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする
ものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明らは、かかる問題
点を解決すべく検討した結果、添え板と被接合母材との
強度差および表面粗度が大きいほどすべり係数が増大す
ることを見出した。そこで、添え板の表面硬さのある値
以上への規制、および表面粗度に関しては設備投資が安
価で、かつ現在広く使用されているショットブラストに
よる方法で得られる範囲の凸凹をつけることにより、摩
擦接合性能を向上させた鋼板を提供しようとするもので
ある。
点を解決すべく検討した結果、添え板と被接合母材との
強度差および表面粗度が大きいほどすべり係数が増大す
ることを見出した。そこで、添え板の表面硬さのある値
以上への規制、および表面粗度に関しては設備投資が安
価で、かつ現在広く使用されているショットブラストに
よる方法で得られる範囲の凸凹をつけることにより、摩
擦接合性能を向上させた鋼板を提供しようとするもので
ある。
【0006】即ち、本発明の要旨とするところは下記の
とおりである。 (1)表面硬さがHv400以上700以下の鋼板の表
面が表面粗さ100〜150μの凸凹を有することを特
徴とする表面に凸凹をつけた高力ボルト摩擦接合用鋼
板。 (2)重量%で、C:0.2〜0.5%、Si:0.0
05〜0.5%、Mn:0.5〜1.7%、Al:0.
005〜0.08%を含み、残部がFeおよび不可避的
不純物からなり、かつ焼入臨界直径DI が1.6インチ
以上10インチ以下であることを特徴とする前項1記載
の高力ボルト摩擦接合用鋼板。
とおりである。 (1)表面硬さがHv400以上700以下の鋼板の表
面が表面粗さ100〜150μの凸凹を有することを特
徴とする表面に凸凹をつけた高力ボルト摩擦接合用鋼
板。 (2)重量%で、C:0.2〜0.5%、Si:0.0
05〜0.5%、Mn:0.5〜1.7%、Al:0.
005〜0.08%を含み、残部がFeおよび不可避的
不純物からなり、かつ焼入臨界直径DI が1.6インチ
以上10インチ以下であることを特徴とする前項1記載
の高力ボルト摩擦接合用鋼板。
【0007】但し、 DI =0.367√C(1+0.7Si)(1+3.3
3Mn)(1+0.35Cu)(1+0.36Ni)
(1+2.16Cr)(1+3.0Mo)(1+1.7
5V)(1+1.77Al)×fB (インチ) なお、fB =1 Bが含まれない場合 fB =1+1.5(0.9−C) Bが0.0003〜
0.003%含まれる場合 (3)さらに、重量%でNi:0.05〜2.0%、C
u:0.05〜2.0%、Cr:0.1〜2.0%、M
o:0.05〜1.0%、Nb:0.005〜0.1
%、V:0.005〜0.1%、Ti:0.005〜
0.1%、B:0.0003〜0.003%、Ca:
0.001〜0.01%、REM:0.001〜0.1
%のうちの1種または2種以上を含むことを特徴とする
前項2記載の高力ボルト摩擦接合用鋼板。
3Mn)(1+0.35Cu)(1+0.36Ni)
(1+2.16Cr)(1+3.0Mo)(1+1.7
5V)(1+1.77Al)×fB (インチ) なお、fB =1 Bが含まれない場合 fB =1+1.5(0.9−C) Bが0.0003〜
0.003%含まれる場合 (3)さらに、重量%でNi:0.05〜2.0%、C
u:0.05〜2.0%、Cr:0.1〜2.0%、M
o:0.05〜1.0%、Nb:0.005〜0.1
%、V:0.005〜0.1%、Ti:0.005〜
0.1%、B:0.0003〜0.003%、Ca:
0.001〜0.01%、REM:0.001〜0.1
%のうちの1種または2種以上を含むことを特徴とする
前項2記載の高力ボルト摩擦接合用鋼板。
【0008】(4)前項1〜3記載の高力ボルト摩擦接
合用鋼板を製造する方法において、球径のバラツキが2
0%以下のショットブラストで表面処理することを特徴
とする表面に凸凹をつけた高力ボルト摩擦接合用鋼板の
製造方法。
合用鋼板を製造する方法において、球径のバラツキが2
0%以下のショットブラストで表面処理することを特徴
とする表面に凸凹をつけた高力ボルト摩擦接合用鋼板の
製造方法。
【0009】
【作用】以下に本発明を詳細に説明する。まず本発明に
おいて、高力ボルト接合用鋼板とは、ボルト接合に使用
される添え板用鋼板をいう。なお、ここでは鋼板自身の
製造方法については特に限定しないが、この種の鋼板
は、例えば特開昭63−108947号公報記載の方法
により鋳片を生成し、その後熱間圧延を行い、さらに焼
入れを行うことにより安価に得ることができる。
おいて、高力ボルト接合用鋼板とは、ボルト接合に使用
される添え板用鋼板をいう。なお、ここでは鋼板自身の
製造方法については特に限定しないが、この種の鋼板
は、例えば特開昭63−108947号公報記載の方法
により鋳片を生成し、その後熱間圧延を行い、さらに焼
入れを行うことにより安価に得ることができる。
【0010】図1は、ショットブラストした添え板の被
接合鋼板に対する表面硬さ比、表面粗さとすべり係数の
関係を求めたものである。ここでいう表面粗さとは10
点での平均粗さを示す。表面硬さ比が増加するに従い、
すべり係数が大きくなっていることが判る。ただし、表
面粗さ50〜90μの場合はすべり係数の増加は少ない
が、表面粗さ100〜150μの場合は大幅に増加す
る。表面硬さ比が2.5以上、つまり、被接合鋼板は軟
鋼または高々50キロ鋼を使用しているので表面硬さは
Hv160程度であるため、添え板の表面硬さをHv4
00以上にすることにより、添え板が被接合鋼板に食い
込むことで、高いすべり係数が得られる。
接合鋼板に対する表面硬さ比、表面粗さとすべり係数の
関係を求めたものである。ここでいう表面粗さとは10
点での平均粗さを示す。表面硬さ比が増加するに従い、
すべり係数が大きくなっていることが判る。ただし、表
面粗さ50〜90μの場合はすべり係数の増加は少ない
が、表面粗さ100〜150μの場合は大幅に増加す
る。表面硬さ比が2.5以上、つまり、被接合鋼板は軟
鋼または高々50キロ鋼を使用しているので表面硬さは
Hv160程度であるため、添え板の表面硬さをHv4
00以上にすることにより、添え板が被接合鋼板に食い
込むことで、高いすべり係数が得られる。
【0011】添え板の表面硬さをHv400以上にする
ためには、鋼板の焼入性を十分高くする必要がある。焼
入臨界直径DI は鋼材の焼入性を示す指標であり、その
値が1.6インチ未満では十分な焼入性が得られないの
で、下限を1.6インチとした。また、Hvが700
超、DI が10インチ超では、いたずらに合金コストが
上昇するため、Hvは700、DI は10インチを上限
とした。
ためには、鋼板の焼入性を十分高くする必要がある。焼
入臨界直径DI は鋼材の焼入性を示す指標であり、その
値が1.6インチ未満では十分な焼入性が得られないの
で、下限を1.6インチとした。また、Hvが700
超、DI が10インチ超では、いたずらに合金コストが
上昇するため、Hvは700、DI は10インチを上限
とした。
【0012】次に成分の限定理由を述べる。Cは焼入時
の表面硬さを得るために0.2%以上必要である。ま
た、0.5%を超えて添加すると焼入時に焼割れが発生
するので、上限を0.5%とした。Siは製鋼時の脱酸
元素として添加するが、0.005%未満ではその効果
がなく、また0.5%を超えて添加すると鋼板の表面疵
が発生しやすくなるので、0.005〜0.5%とし
た。
の表面硬さを得るために0.2%以上必要である。ま
た、0.5%を超えて添加すると焼入時に焼割れが発生
するので、上限を0.5%とした。Siは製鋼時の脱酸
元素として添加するが、0.005%未満ではその効果
がなく、また0.5%を超えて添加すると鋼板の表面疵
が発生しやすくなるので、0.005〜0.5%とし
た。
【0013】Mnは焼入性を上げるために添加するが、
0.5%未満ではその効果が不足し、また1.7%を超
えて添加すると焼割れの原因となるので、0.5〜1.
7%とした。Alは脱酸に有効であるのみでなく、不純
物としてのNを固定するのに有効な元素である。その効
果は0.005%以上の添加で十分であり、一方0.0
8%を超えて添加すると圧延時に熱間割れの原因となる
ので、0.005〜0.08%とした。
0.5%未満ではその効果が不足し、また1.7%を超
えて添加すると焼割れの原因となるので、0.5〜1.
7%とした。Alは脱酸に有効であるのみでなく、不純
物としてのNを固定するのに有効な元素である。その効
果は0.005%以上の添加で十分であり、一方0.0
8%を超えて添加すると圧延時に熱間割れの原因となる
ので、0.005〜0.08%とした。
【0014】さらに、必要に応じて添加されるNi、C
u、Cr、Mo、Nb、V、Ti、B、Ca、REMは
強度上昇に有効な元素であり、その効果が不足しない範
囲として前記の量を下限とし、また靱性および切削性が
劣下しない範囲として前記の量を上限とした。図2はシ
ョットブラストの球径のバラツキとすべり係数の関係を
求めたものである。球径のバラツキが大きくなるに従
い、すべり係数の最低値が減少している。ただし、球径
のバラツキが20%以下では、すべり係数の最低値の落
ち込みは少なく、十分高いすべり係数が得られているこ
とが判る。
u、Cr、Mo、Nb、V、Ti、B、Ca、REMは
強度上昇に有効な元素であり、その効果が不足しない範
囲として前記の量を下限とし、また靱性および切削性が
劣下しない範囲として前記の量を上限とした。図2はシ
ョットブラストの球径のバラツキとすべり係数の関係を
求めたものである。球径のバラツキが大きくなるに従
い、すべり係数の最低値が減少している。ただし、球径
のバラツキが20%以下では、すべり係数の最低値の落
ち込みは少なく、十分高いすべり係数が得られているこ
とが判る。
【0015】表面に凸凹を作るためには、主にショット
ブラストを使用するが、その他、グリッドブラスト等も
使用可能である。
ブラストを使用するが、その他、グリッドブラスト等も
使用可能である。
【0016】
【実施例】表1、表2(表1のつづき)に示す化学成分
の鋼1〜13の20mmの鋼板と、鋼12、13の25
mmの被接合母材を、図3に示すように1本の高力ボル
トで接合し、治具用鋼板と母材とを挟んで引張試験を行
い、すべりが発生した荷重を締め付け荷重で割ってすべ
り係数を求めた。ブラストとしては、本発明1〜9、比
較例12〜14はショットブラスト、本発明10、11
および比較例15はグリッドブラストを使用した。その
結果を表3に示す。
の鋼1〜13の20mmの鋼板と、鋼12、13の25
mmの被接合母材を、図3に示すように1本の高力ボル
トで接合し、治具用鋼板と母材とを挟んで引張試験を行
い、すべりが発生した荷重を締め付け荷重で割ってすべ
り係数を求めた。ブラストとしては、本発明1〜9、比
較例12〜14はショットブラスト、本発明10、11
および比較例15はグリッドブラストを使用した。その
結果を表3に示す。
【0017】本発明1〜11では、添え板の表面硬さH
vが400以上で、またショットブラストの球径のバラ
ツキが20%以下、表面粗さ100〜150μで、いず
れもすべり係数が0.8以上である。一方、比較例1
2、13は添え板の表面硬さHvが400未満であるた
め、比較例14、15はショットブラストの球径のバラ
ツキが20%を超えるため、また比較例16は表面粗さ
が70μであるため、それぞれすべり係数が低くなって
いる。
vが400以上で、またショットブラストの球径のバラ
ツキが20%以下、表面粗さ100〜150μで、いず
れもすべり係数が0.8以上である。一方、比較例1
2、13は添え板の表面硬さHvが400未満であるた
め、比較例14、15はショットブラストの球径のバラ
ツキが20%を超えるため、また比較例16は表面粗さ
が70μであるため、それぞれすべり係数が低くなって
いる。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【表3】
【0021】
【発明の効果】上記実施例からも明らかな如く、本発明
によれば、すべり係数が従来材に比べて改善された鋼板
を提供することが可能となるものであり、産業上その効
果は極めて顕著である。
によれば、すべり係数が従来材に比べて改善された鋼板
を提供することが可能となるものであり、産業上その効
果は極めて顕著である。
【図1】ショットブラストした添え板と被接合母材との
表面硬さ比とすべり係数の関係を求めた図である。
表面硬さ比とすべり係数の関係を求めた図である。
【図2】ショットブラストの球径のバラツキとすべり係
数最低値の関係を求めた図である。
数最低値の関係を求めた図である。
【図3】すべり係数を求めるための引張試験片を示す図
である。
である。
1 添え板 2 被接合母材 3 高力ボルト 4 治具用鋼板
Claims (4)
- 【請求項1】 表面硬さがHv400以上700以下の
鋼板の表面が表面粗さ100〜150μの凸凹を有する
ことを特徴とする表面に凸凹をつけた高力ボルト摩擦接
合用鋼板。 - 【請求項2】 重量%で、C:0.2〜0.5%、S
i:0.005〜0.5%、Mn:0.5〜1.7%、
Al:0.005〜0.08%を含み、残部がFeおよ
び不可避的不純物からなり、かつ焼入臨界直径DI が
1.6インチ以上10インチ以下であることを特徴とす
る請求項1記載の高力ボルト摩擦接合用鋼板。但し、 DI =0.367√C(1+0.7Si)(1+3.3
3Mn)(1+0.35Cu)(1+0.36Ni)
(1+2.16Cr)(1+3.0Mo)(1+1.7
5V)(1+1.77Al)×fB (インチ) なお、fB =1 Bが含まれない場合 fB =1+1.5(0.9−C) Bが0.0003〜
0.003%含まれる場合 - 【請求項3】 さらに、重量%でNi:0.05〜2.
0%、Cu:0.05〜2.0%、Cr:0.1〜2.
0%、Mo:0.05〜1.0%、Nb:0.005〜
0.1%、V:0.005〜0.1%、Ti:0.00
5〜0.1%、B:0.0003〜0.003%、C
a:0.001〜0.01%、REM:0.001〜
0.1%のうちの1種または2種以上を含むことを特徴
とする請求項2記載の高力ボルト摩擦接合用鋼板。 - 【請求項4】 請求項1〜3記載の高力ボルト摩擦接合
用鋼板を製造する方法において、球径のバラツキが20
%以下のショットブラストで表面処理することを特徴と
する表面に凸凹をつけた高力ボルト摩擦接合用鋼板の製
造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6184891A JPH0849040A (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 表面に凸凹をつけた高力ボルト摩擦接合用鋼板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6184891A JPH0849040A (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 表面に凸凹をつけた高力ボルト摩擦接合用鋼板およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0849040A true JPH0849040A (ja) | 1996-02-20 |
Family
ID=16161129
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6184891A Withdrawn JPH0849040A (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 表面に凸凹をつけた高力ボルト摩擦接合用鋼板およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0849040A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007231703A (ja) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Nippon Steel Corp | 折板 |
JP2008138264A (ja) * | 2006-12-04 | 2008-06-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高力ボルト摩擦接合構造 |
CN102260829A (zh) * | 2010-05-28 | 2011-11-30 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种500hb级耐磨钢板及其制造方法 |
JP2012523535A (ja) * | 2009-04-14 | 2012-10-04 | マン・ディーゼル・アンド・ターボ,フィリアル・アフ・マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー,ティスクランド | 摩擦部材、摩擦部材を備えた組立体、摩擦部材を提供する方法、及び摩擦部材を使用する方法 |
CN102747282A (zh) * | 2012-07-31 | 2012-10-24 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高硬度高韧性耐磨钢板及其制造方法 |
JP2018016866A (ja) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | 国立大学法人大阪大学 | 摩擦攪拌接合用鋼及び摩擦攪拌接合方法 |
-
1994
- 1994-08-05 JP JP6184891A patent/JPH0849040A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007231703A (ja) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Nippon Steel Corp | 折板 |
JP4551346B2 (ja) * | 2006-03-03 | 2010-09-29 | 新日本製鐵株式会社 | 折板 |
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US9994926B2 (en) | 2012-07-31 | 2018-06-12 | Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. | High-hardness, high-toughness, wear-resistant steel plate and manufacturing method thereof |
JP2018016866A (ja) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | 国立大学法人大阪大学 | 摩擦攪拌接合用鋼及び摩擦攪拌接合方法 |
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