JPH0953152A - 耐候性及び耐火性に優れた高力ボルト用鋼 - Google Patents
耐候性及び耐火性に優れた高力ボルト用鋼Info
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- JPH0953152A JPH0953152A JP23070495A JP23070495A JPH0953152A JP H0953152 A JPH0953152 A JP H0953152A JP 23070495 A JP23070495 A JP 23070495A JP 23070495 A JP23070495 A JP 23070495A JP H0953152 A JPH0953152 A JP H0953152A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 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用鋼であって、特
に耐火構造建造物への利用に適した耐候性及び耐火性に
優れた高力ボルト用鋼を課題とする。 【解決手段】 Ｃ：０．１５〜０．３０％、 Ｓｉ：
０．５０〜１．５％、Ｍｎ：０．６０％未満、 Ｓ：
０．０１０％未満、 Ｃｒ：０．８０〜１．５０％、
Ｍｏ：０．２５〜０．６５％、 Ｃｕ：０．１０〜０．
５０％、 Ａｌ：０．０１〜０．０５％、 Ｎ：０．０
０７〜０．０３０％を含有し、かつＡｌ及びＮの含有量
が、Ａｌ／Ｎ：１．５〜２．８の関係を満たし、残部が
実質的にＦｅ及び不可避的不純物からなる。
造物に用いる摩擦接合用の高力ボルト用鋼であって、特
に耐火構造建造物への利用に適した耐候性及び耐火性に
優れた高力ボルト用鋼を課題とする。 【解決手段】 Ｃ：０．１５〜０．３０％、 Ｓｉ：
０．５０〜１．５％、Ｍｎ：０．６０％未満、 Ｓ：
０．０１０％未満、 Ｃｒ：０．８０〜１．５０％、
Ｍｏ：０．２５〜０．６５％、 Ｃｕ：０．１０〜０．
５０％、 Ａｌ：０．０１〜０．０５％、 Ｎ：０．０
０７〜０．０３０％を含有し、かつＡｌ及びＮの含有量
が、Ａｌ／Ｎ：１．５〜２．８の関係を満たし、残部が
実質的にＦｅ及び不可避的不純物からなる。
Description
【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用鋼
に関し、とくに耐火構造建造物への利用に適した耐候性
及び耐火性に優れた高力ボルト用鋼に関する。
おける各種構造物に用いる摩擦接合用の高力ボルト用鋼
に関し、とくに耐火構造建造物への利用に適した耐候性
及び耐火性に優れた高力ボルト用鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、各種構造物に用いられる鋼材に
は、高温に曝されると強度が著しく低下するため、火災
が発生しても鋼材の温度が高くならないように耐火被覆
を施すことが義務づけられていた。
は、高温に曝されると強度が著しく低下するため、火災
が発生しても鋼材の温度が高くならないように耐火被覆
を施すことが義務づけられていた。
【０００３】しかし、昭和６２年３月に制定された「新
耐火設計法」に基づき、高温強度に優れた鋼材を使用し
た場合には、法令で義務づけられる耐火被覆を削減また
は省略することが可能となった。そこで摩擦接合用の高
力ボルトに対しても、耐火性の指標である高温強度さえ
確保されれば、耐火被覆なしに各種構造物に用いること
ができるようになった。しかし、このとき高力ボルトは
裸で使用されるので、耐候性にも優れている必要ある。
耐火設計法」に基づき、高温強度に優れた鋼材を使用し
た場合には、法令で義務づけられる耐火被覆を削減また
は省略することが可能となった。そこで摩擦接合用の高
力ボルトに対しても、耐火性の指標である高温強度さえ
確保されれば、耐火被覆なしに各種構造物に用いること
ができるようになった。しかし、このとき高力ボルトは
裸で使用されるので、耐候性にも優れている必要ある。
【０００４】特開平２−２４７３５５号公報及び特開平
６−２６４１４１号公報においては、耐火ボルト用鋼材
として、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｖ、Ｔｉ、Ｗを添加したボルト用
鋼が提案されている。
６−２６４１４１号公報においては、耐火ボルト用鋼材
として、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｖ、Ｔｉ、Ｗを添加したボルト用
鋼が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
２−２４７３５５号公報に開示された鋼成分のボルト及
びナットでは、その耐火性が十分とは言えず、また、耐
候性については言及されていない。
２−２４７３５５号公報に開示された鋼成分のボルト及
びナットでは、その耐火性が十分とは言えず、また、耐
候性については言及されていない。
【０００６】特開平６−２６４１４１号公報に開示され
た鋼成分のボルトは耐火性に優れているが、Ｖ、Ｔｉ等
の特殊元素の多量添加が必要であり、素材コストの上昇
を招く。また、耐候性もＣｕの添加のみしか考慮されて
おらず、不十分である。
た鋼成分のボルトは耐火性に優れているが、Ｖ、Ｔｉ等
の特殊元素の多量添加が必要であり、素材コストの上昇
を招く。また、耐候性もＣｕの添加のみしか考慮されて
おらず、不十分である。
【０００７】本発明は、上記した問題点を解決するため
になされたものであり、特殊元素の多量添加による素材
コストの上昇を招くことなく、室温で９８０Ｎ／ｍｍ2
以上の引張強度を有し、かつ耐候性及び耐火性に優れた
高力ボルト用鋼を提供することを目的とする。
になされたものであり、特殊元素の多量添加による素材
コストの上昇を招くことなく、室温で９８０Ｎ／ｍｍ2
以上の引張強度を有し、かつ耐候性及び耐火性に優れた
高力ボルト用鋼を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題達成のために鋼材の化学成分と高温強度、耐火性、耐
候性の関係について鋭意検討を行った結果、次の知見を
得るに到った。 高い高温強度の優れた耐火性を得るにはＣｒ、Ｍｏの
添加が必須であり、さらにＮを通常のレベルより多く含
有させ、かつＡｌとＮの比を一定範囲にする必要があ
る。 耐候性については、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｃｕの添加が有効で
あり、また、ＭｎＳを低減する必要がある。
題達成のために鋼材の化学成分と高温強度、耐火性、耐
候性の関係について鋭意検討を行った結果、次の知見を
得るに到った。 高い高温強度の優れた耐火性を得るにはＣｒ、Ｍｏの
添加が必須であり、さらにＮを通常のレベルより多く含
有させ、かつＡｌとＮの比を一定範囲にする必要があ
る。 耐候性については、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｃｕの添加が有効で
あり、また、ＭｎＳを低減する必要がある。
【０００９】請求項１の発明は、下記の成分組成（ｗｔ
％である）を有することを特徴とする耐火性及び耐候性
に優れた高力ボルト用鋼を提供する。 Ｃ：０．１５〜０．３０％、 Ｓｉ：０．５０〜１．
５％、 Ｍｎ：０．６０％未満、 Ｓ：０．０１０％未
満、 Ｃｒ：０．８０〜１．５０％、 Ｍｏ：０．２５〜０．
６５％、 Ｃｕ：０．１０〜０．５０％、 Ａｌ：０．０１〜０．
０５％、 Ｎ：０．００７〜０．０３０％を含有し、かつＡｌ及び
Ｎの含有量がＡｌ／Ｎ：１．５〜２．８の関係を満た
し、残部が実質的にＦｅ及び不可避的不純物からなる。
％である）を有することを特徴とする耐火性及び耐候性
に優れた高力ボルト用鋼を提供する。 Ｃ：０．１５〜０．３０％、 Ｓｉ：０．５０〜１．
５％、 Ｍｎ：０．６０％未満、 Ｓ：０．０１０％未
満、 Ｃｒ：０．８０〜１．５０％、 Ｍｏ：０．２５〜０．
６５％、 Ｃｕ：０．１０〜０．５０％、 Ａｌ：０．０１〜０．
０５％、 Ｎ：０．００７〜０．０３０％を含有し、かつＡｌ及び
Ｎの含有量がＡｌ／Ｎ：１．５〜２．８の関係を満た
し、残部が実質的にＦｅ及び不可避的不純物からなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明における化学成分
の限定理由について詳細に説明する。
の限定理由について詳細に説明する。
【００１１】Ｃ：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な元素である。０．１５％未満で
は必要な引張強度が得られず、０．３０％を超えるとボ
ルト成形加工時の変形抵抗が増大し、加工性が低下する
ため、その含有量を０．１５〜０．３０％とする。
を確保するために必要な元素である。０．１５％未満で
は必要な引張強度が得られず、０．３０％を超えるとボ
ルト成形加工時の変形抵抗が増大し、加工性が低下する
ため、その含有量を０．１５〜０．３０％とする。
【００１２】Ｓｉ：Ｓｉは脱酸材として必要であるばか
りでなく、鋼の耐候性に対しても有効な元素である。
０．５０％未満ではその効果が少なく、１．５０％を超
えると変形抵抗の増大を招くため、その含有量を０．５
０〜１．５０％とする。
りでなく、鋼の耐候性に対しても有効な元素である。
０．５０％未満ではその効果が少なく、１．５０％を超
えると変形抵抗の増大を招くため、その含有量を０．５
０〜１．５０％とする。
【００１３】Ｍｎ：ＭｎはＭｎＳとなり、腐食の起点と
なりやすく耐候性を劣化させるため、０．６０％未満と
する。
なりやすく耐候性を劣化させるため、０．６０％未満と
する。
【００１４】Ｓ：ＳはＭｎＳとなり、腐食の起点となり
やすく耐候性を劣化させるため、０．０１０％未満とす
る。
やすく耐候性を劣化させるため、０．０１０％未満とす
る。
【００１５】Ｃｒ：Ｃｒは焼入れ性を高めると同時に高
温強度及び耐候性を向上させる元素である。０．８０％
未満では必要な高温強度及び耐候性が得られず、また、
１．５０％を超えて添加すると変形抵抗が増大し、加工
性の低下を招くので、その含有量を０．８０〜１．５０
％とする。
温強度及び耐候性を向上させる元素である。０．８０％
未満では必要な高温強度及び耐候性が得られず、また、
１．５０％を超えて添加すると変形抵抗が増大し、加工
性の低下を招くので、その含有量を０．８０〜１．５０
％とする。
【００１６】Ｍｏ：Ｍｏは高温強度の向上に最も有効な
元素であり、その効果を得るには０．２５％以上の添加
が必要であるが、０．６５％を超えて添加してもその効
果が飽和し、素材コストの上昇を招くだけでなく、加工
性を低下させるため、その含有量を０．２５〜０．６５
％とする。
元素であり、その効果を得るには０．２５％以上の添加
が必要であるが、０．６５％を超えて添加してもその効
果が飽和し、素材コストの上昇を招くだけでなく、加工
性を低下させるため、その含有量を０．２５〜０．６５
％とする。
【００１７】Ｃｕ：Ｃｕは耐候性を向上させる元素であ
るが、０．１０％未満ではその効果が少なく、０．５０
％を超えて添加すると素材コストが上昇するとともに加
工性も低下するため、その含有量を０．１０〜０．５０
％とする。
るが、０．１０％未満ではその効果が少なく、０．５０
％を超えて添加すると素材コストが上昇するとともに加
工性も低下するため、その含有量を０．１０〜０．５０
％とする。
【００１８】Ａｌ：Ａｌは脱酸材として添加されるだけ
でなく、ＡｌＮとして析出し、組織を微細化することに
より高温強度を向上させる元素であるが、０．０１％未
満では必要な高温強度が得られず、０．０５％を超えて
添加すると酸化物系の介在物が増加し、靱性の低下を招
くので、その含有量を０．０１〜０．０５％とする。
でなく、ＡｌＮとして析出し、組織を微細化することに
より高温強度を向上させる元素であるが、０．０１％未
満では必要な高温強度が得られず、０．０５％を超えて
添加すると酸化物系の介在物が増加し、靱性の低下を招
くので、その含有量を０．０１〜０．０５％とする。
【００１９】Ｎ：ＮはＡｌＮとして析出することにより
組織を微細化し、高温強度の向上に寄与する有効な元素
であるが、０．００７％未満では必要な高温強度が得ら
れず、０．０３０％を超えて添加すると靱性の低下を招
くので、その含有量を０．００７〜０．０３０％とす
る。
組織を微細化し、高温強度の向上に寄与する有効な元素
であるが、０．００７％未満では必要な高温強度が得ら
れず、０．０３０％を超えて添加すると靱性の低下を招
くので、その含有量を０．００７〜０．０３０％とす
る。
【００２０】Ａｌ／Ｎ：上記のＡｌ及びＮの含有量の範
囲にあっても、その含有量の比であるＡｌ／Ｎの値が
１．５未満または２．８を超えるような場合は組織が粗
大化してしまい、必要な高温強度が得られないために、
その比を１．５〜２．８とする。
囲にあっても、その含有量の比であるＡｌ／Ｎの値が
１．５未満または２．８を超えるような場合は組織が粗
大化してしまい、必要な高温強度が得られないために、
その比を１．５〜２．８とする。
【００２１】高力ボルトは、こうした組成の鋼を溶製
し、熱間圧延により丸棒された後、転造によりボルトに
成形され、１０００℃近辺の温度に加熱され、焼入れ焼
戻し処理されて製造される。
し、熱間圧延により丸棒された後、転造によりボルトに
成形され、１０００℃近辺の温度に加熱され、焼入れ焼
戻し処理されて製造される。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。表
１に示した化学成分の鋼を溶製し、熱間圧延により３０
ｍｍφの丸棒にした。そして、９００〜１０００℃の温
度に加熱し、焼入れを行い、その後常温強度が１０３０
〜１１３０Ｎ／ｍｍ2 となるよう焼き戻し処理を行っ
た。
１に示した化学成分の鋼を溶製し、熱間圧延により３０
ｍｍφの丸棒にした。そして、９００〜１０００℃の温
度に加熱し、焼入れを行い、その後常温強度が１０３０
〜１１３０Ｎ／ｍｍ2 となるよう焼き戻し処理を行っ
た。
【００２３】以上のようにして得られた焼入れ焼き戻し
後の丸棒から引張試験片を切り出し室温で引張試験を行
った。また、耐火性は６００℃で引張試験を行い、その
耐力で評価した。耐候性は、熱処理後の丸棒から２０ｍ
ｍφ×１００ｍｍの試験片を切り出し、大気中に３年間
暴露した後、腐食による重量減少量を測定して評価し
た。
後の丸棒から引張試験片を切り出し室温で引張試験を行
った。また、耐火性は６００℃で引張試験を行い、その
耐力で評価した。耐候性は、熱処理後の丸棒から２０ｍ
ｍφ×１００ｍｍの試験片を切り出し、大気中に３年間
暴露した後、腐食による重量減少量を測定して評価し
た。
【００２４】
【表１】
【００２５】引張試験、耐火性及び耐候性試験の結果を
表２に示す。Ｎｏ．１〜７は本発明鋼であるが、いずれ
も常温で９８０Ｎ／ｍｍ2 以上の引張強度を有してお
り、６００℃の高温においても高い耐力を示し、優れた
耐火性を有していることがわかる。また、腐食による重
量減少量も少なく、耐候性も良好である。
表２に示す。Ｎｏ．１〜７は本発明鋼であるが、いずれ
も常温で９８０Ｎ／ｍｍ2 以上の引張強度を有してお
り、６００℃の高温においても高い耐力を示し、優れた
耐火性を有していることがわかる。また、腐食による重
量減少量も少なく、耐候性も良好である。
【００２６】一方、Ｎｏ．８はＳｉが本発明の範囲より
少なく、Ｓが多いため、また、Ｎｏ．９はＭｎが本発明
の範囲より多く、Ｃｕが少ないため、いずれも耐火性は
良好であるが、耐候性が劣っている。
少なく、Ｓが多いため、また、Ｎｏ．９はＭｎが本発明
の範囲より多く、Ｃｕが少ないため、いずれも耐火性は
良好であるが、耐候性が劣っている。
【００２７】Ｎｏ．１０、１２〜１５はＣｒ、Ｍｏ、Ａ
ｌ、ＮまたはＡｌ／Ｎが本発明の範囲から外れているた
め耐火性に劣る。Ｎｏ．１１はＣｒ、Ｃｕが少ないので
耐火性、耐候性とも劣っている。
ｌ、ＮまたはＡｌ／Ｎが本発明の範囲から外れているた
め耐火性に劣る。Ｎｏ．１１はＣｒ、Ｃｕが少ないので
耐火性、耐候性とも劣っている。
【００２８】
【表２】
【００２９】
【発明の効果】以上示したように、本発明によれば常温
での引張温度が９８０Ｎ／ｍｍ2 以上で、かつ耐候性及
び耐火性に優れた高力ボルト用鋼を提供することができ
る。したがって、本発明の鋼からなる高力ボルトは、耐
火構造建造物で裸使用の摩擦接合用高力ボルトとして使
用可能であり、しかも特殊元素の多量添加を必要としな
いために低コストであることから、産業上極めて有用で
ある。
での引張温度が９８０Ｎ／ｍｍ2 以上で、かつ耐候性及
び耐火性に優れた高力ボルト用鋼を提供することができ
る。したがって、本発明の鋼からなる高力ボルトは、耐
火構造建造物で裸使用の摩擦接合用高力ボルトとして使
用可能であり、しかも特殊元素の多量添加を必要としな
いために低コストであることから、産業上極めて有用で
ある。
Claims (1)
- 【請求項１】 下記の成分組成（ｗｔ％である）を有す
ることを特徴とする耐候性及び耐火性に優れた高力ボル
ト用鋼。 Ｃ：０．１５〜０．３０％、 Ｓｉ：０．５０〜１．
５％、 Ｍｎ：０．６０％未満、 Ｓ：０．０１０％未
満、 Ｃｒ：０．８０〜１．５０％、 Ｍｏ：０．２５〜０．
６５％、 Ｃｕ：０．１０〜０．５０％、 Ａｌ：０．０１〜０．
０５％、 Ｎ：０．００７〜０．０３０％を含有し、かつＡｌ及び
Ｎの含有量がＡｌ／Ｎ：１．５〜２．８の関係を満た
し、残部が実質的にＦｅ及び不可避的不純物からなる。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23070495A JPH0953152A (ja) | 1995-08-17 | 1995-08-17 | 耐候性及び耐火性に優れた高力ボルト用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23070495A JPH0953152A (ja) | 1995-08-17 | 1995-08-17 | 耐候性及び耐火性に優れた高力ボルト用鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0953152A true JPH0953152A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16912014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23070495A Pending JPH0953152A (ja) | 1995-08-17 | 1995-08-17 | 耐候性及び耐火性に優れた高力ボルト用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0953152A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113549834A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-10-26 | 中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所 | 一种转向架构架用耐候钢及其制备方法 |
-
1995
- 1995-08-17 JP JP23070495A patent/JPH0953152A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113549834A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-10-26 | 中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所 | 一种转向架构架用耐候钢及其制备方法 |
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