JPS59226116A - 耐遅れ破壊特性を有する高張力ボルトおよびその製造方法 - Google Patents
耐遅れ破壊特性を有する高張力ボルトおよびその製造方法Info
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- JPS59226116A JPS59226116A JP1277283A JP1277283A JPS59226116A JP S59226116 A JPS59226116 A JP S59226116A JP 1277283 A JP1277283 A JP 1277283A JP 1277283 A JP1277283 A JP 1277283A JP S59226116 A JPS59226116 A JP S59226116A
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0093—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for screws; for bolts
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は耐遅れ破壊特性を有する高張カゴルトとおよび
その製造方法に関する。
その製造方法に関する。
近来、高張力ボルトの需要は部材の軽量化等の必要から
急激に増加しつつある。しかるに、Ｊ■Ｓ規格で制定さ
れたＦ１３Ｔ（引張シ強さ１３０ ｋｙｆ／ｍｍ２以上
）に該当する高張力ボルトは過去の実施例で遅れ破壊事
故が多発したため、現在では使用禁止措置がとられてい
る。
急激に増加しつつある。しかるに、Ｊ■Ｓ規格で制定さ
れたＦ１３Ｔ（引張シ強さ１３０ ｋｙｆ／ｍｍ２以上
）に該当する高張力ボルトは過去の実施例で遅れ破壊事
故が多発したため、現在では使用禁止措置がとられてい
る。
高張力ボルトの遅れ破壊について材料面か・らみた場合
、σ３が１２０〜１−３０ Ａｙｆ ７ｍｍ２以上のも
のに遅れ破壊現象が発生し、かつ強度レベルが高くなる
につれて遅れ破壊感受性が著しく増加する。渦該遅れ破
壊現象を惹起せトめる要因として、■外部環境が腐蝕性
雰囲気である場合に発生する応力腐蝕割れと、■鋼材そ
のものに起因する水素脆化割れとの２点が挙げられてい
る。前者は使用状態の問題として籾措き、後者に限って
さらに言及すれば、鋼材中の水累含鳴量の多少が水素脆
化割れに大きく関連する事は当然であるが、たとえ水素
含有量が同一であっても強度レベルが高くなるほど水素
脆化割れが発生し易くなシ、かつ締付応力が高いほど短
時間でボルトの破断を招来する。この点に関し、従来、
鋼材内部での微視的応力勾配が商くなるほど水素原子の
移動度が高くなシ、粒界等の応力集中部にこれが集結し
て脆性破壊をおこすと云われている。遅れ破壊現象の低
減には＆元素を鋼材に添加すれば有効であることが試験
結果から判明しているが、＆添加鋼材からなる従来高張
力ボルトも未だ光分信頼を保証される境には達していな
い。
、σ３が１２０〜１−３０ Ａｙｆ ７ｍｍ２以上のも
のに遅れ破壊現象が発生し、かつ強度レベルが高くなる
につれて遅れ破壊感受性が著しく増加する。渦該遅れ破
壊現象を惹起せトめる要因として、■外部環境が腐蝕性
雰囲気である場合に発生する応力腐蝕割れと、■鋼材そ
のものに起因する水素脆化割れとの２点が挙げられてい
る。前者は使用状態の問題として籾措き、後者に限って
さらに言及すれば、鋼材中の水累含鳴量の多少が水素脆
化割れに大きく関連する事は当然であるが、たとえ水素
含有量が同一であっても強度レベルが高くなるほど水素
脆化割れが発生し易くなシ、かつ締付応力が高いほど短
時間でボルトの破断を招来する。この点に関し、従来、
鋼材内部での微視的応力勾配が商くなるほど水素原子の
移動度が高くなシ、粒界等の応力集中部にこれが集結し
て脆性破壊をおこすと云われている。遅れ破壊現象の低
減には＆元素を鋼材に添加すれば有効であることが試験
結果から判明しているが、＆添加鋼材からなる従来高張
力ボルトも未だ光分信頼を保証される境には達していな
い。
本発明者は上記現況に鑑み、引張す強さ１３０ ＃ ｆ
／ａｍ２以上の高張力がルトの実用化に敢て取組むべ
く、遅れ破壊現象についてさらに解明を試みた。これを
以下に述べる。
／ａｍ２以上の高張力がルトの実用化に敢て取組むべ
く、遅れ破壊現象についてさらに解明を試みた。これを
以下に述べる。
確かに鋼材に＆を添加することは遅れ破壊感受性を低減
する一助とはなる。しかし、＆添加の有無に拘らず、焼
入れ焼戻しして得た鋼材の強度が１２０ ｋｉ ｆ ／
ｍｍ２以下である場合には遅れ破壊現象はあまり問題と
はされず、強度が１２０ ｋｆ ｆ ／ｍ’Ｒ２を越え
て高強度になるに従って遅れ破壊感受性が増加するのは
何故か。この観点からすると鋼材の表面状態も遅れ破壊
に無視出来ない大きな影響を及ぼしていることが明らか
となる。即ち、ボルトに荷重がかかった場合、鋼材表面
の微細な切欠きゃピット等に応力集中がおこるが、１２
０却ｆ／ｍｍ２を越えて高強度になるほど、対応荷重に
対して応力集中の度合が急激に高まり、上記切欠きゃビ
ット等を核として微細クラックが発生することによって
急激に感受性が増加し遅れ破壊現象の発現へと導くもの
と判断した。
する一助とはなる。しかし、＆添加の有無に拘らず、焼
入れ焼戻しして得た鋼材の強度が１２０ ｋｉ ｆ ／
ｍｍ２以下である場合には遅れ破壊現象はあまり問題と
はされず、強度が１２０ ｋｆ ｆ ／ｍ’Ｒ２を越え
て高強度になるに従って遅れ破壊感受性が増加するのは
何故か。この観点からすると鋼材の表面状態も遅れ破壊
に無視出来ない大きな影響を及ぼしていることが明らか
となる。即ち、ボルトに荷重がかかった場合、鋼材表面
の微細な切欠きゃピット等に応力集中がおこるが、１２
０却ｆ／ｍｍ２を越えて高強度になるほど、対応荷重に
対して応力集中の度合が急激に高まり、上記切欠きゃビ
ット等を核として微細クラックが発生することによって
急激に感受性が増加し遅れ破壊現象の発現へと導くもの
と判断した。
本発明者は上記判断を基本として従来高張力ボルトに存
する欠点を解消する目的で本発明をなしたものであって
、これにより遅れ破壊感受性を大巾に低減するとともに
従来品に比べより高強度の高張力ボルトを提供するもの
である。
する欠点を解消する目的で本発明をなしたものであって
、これにより遅れ破壊感受性を大巾に低減するとともに
従来品に比べより高強度の高張力ボルトを提供するもの
である。
本願第１発明の要旨は、
（１）重量％でＣ；０，３〜０，６．８４ ； １．２
以上を必須含有成分とする低合金鋼を素材とした、 （２）表面層が微細パーライト組織となり、（３）中心
部が引張り強さ１５０ Ａｙｆ ７ｍｍ２以上であるマ
ルテンサイト組織となっていて、（４）端部に転造ねじ
を有する熱処理棒材の引張シ強さが１３０１４ｆ／ｍｍ
２以上であることを特徴とする 剛遅れ破壊特性を有する高張力ボルトにある。
以上を必須含有成分とする低合金鋼を素材とした、 （２）表面層が微細パーライト組織となり、（３）中心
部が引張り強さ１５０ Ａｙｆ ７ｍｍ２以上であるマ
ルテンサイト組織となっていて、（４）端部に転造ねじ
を有する熱処理棒材の引張シ強さが１３０１４ｆ／ｍｍ
２以上であることを特徴とする 剛遅れ破壊特性を有する高張力ボルトにある。
而して本願第１発明高張力ボルトを製造する方法である
本願第２発明の要旨は、 （１）重量％でＣ；Ｏ，ａ〜０，６、ＳＬ ； １．２
以上を必須含有成分とする低合金鋼棒材に、（２）全断
面にわたる焼入れ焼戻しを施して当該棒材の引張シ強さ
を１５０８ ｆ ／ｗｍ２以上に仕上げ、 （３）ついで棒材の表面層のみを上記焼戻し温度よシ高
温の所定温度まで高周波誘導加熱手段をもって急速加熱
のうえ急速冷却して再焼戻し処理することによシ微細パ
ーライト組織としたのち、 （４）棒材端部に転造ねじ加工を施し、（５）引張り強
さが１３０ Ｈｆ／ｍｍ”以上のがルトとすることを％
徴とする 耐遅れ破壊特性を有する高張力ボルトの製造方法にある
。
本願第２発明の要旨は、 （１）重量％でＣ；Ｏ，ａ〜０，６、ＳＬ ； １．２
以上を必須含有成分とする低合金鋼棒材に、（２）全断
面にわたる焼入れ焼戻しを施して当該棒材の引張シ強さ
を１５０８ ｆ ／ｗｍ２以上に仕上げ、 （３）ついで棒材の表面層のみを上記焼戻し温度よシ高
温の所定温度まで高周波誘導加熱手段をもって急速加熱
のうえ急速冷却して再焼戻し処理することによシ微細パ
ーライト組織としたのち、 （４）棒材端部に転造ねじ加工を施し、（５）引張り強
さが１３０ Ｈｆ／ｍｍ”以上のがルトとすることを％
徴とする 耐遅れ破壊特性を有する高張力ボルトの製造方法にある
。
これを以下に詳述する。
本発明に用いる素材鋼材としては低合金鋼ではあるが、
下記元素を所定重量％含有していることを必須条件とす
るものである。
下記元素を所定重量％含有していることを必須条件とす
るものである。
Ｃｅ Ｏ１３〜０．６％ Ｃ含有量の少いほど基本的に
は遅れ破壊を惹起しにくいとされてはいるが、引張９強
さ１５０ Ａ？ｆ／ｍ♂以上を保有させるだめの焼入れ
性を確保するにＦｉｏ、 ３％以下では十分ではなく、
また０、６チ以上は不要である。 □ ′Ｓ４；
１．２％以上 フェライト強化元素として、また前述の
如く内蔵水素原子の移動を拘束するものとして添加する
が、その含有量については下記の試験データによるもの
である。
は遅れ破壊を惹起しにくいとされてはいるが、引張９強
さ１５０ Ａ？ｆ／ｍ♂以上を保有させるだめの焼入れ
性を確保するにＦｉｏ、 ３％以下では十分ではなく、
また０、６チ以上は不要である。 □ ′Ｓ４；
１．２％以上 フェライト強化元素として、また前述の
如く内蔵水素原子の移動を拘束するものとして添加する
が、その含有量については下記の試験データによるもの
である。
即ち第１表に示す含有成分の９．５即φ熱間圧延鋼棒を
酸洗、中和後９．１ ｍ、φに冷間引抜きし、ついで高
周波誘導加 熱により焼入れ焼戻しを行って１５０ ｋｆｆ／ｆＨ２レベルの引張り強さおよびその他プレス
トレストコンクリート用鋼棒 として要求される所要機械的性質を満 足する試験材としたうえ、越験材それ ぞれに対して行った応カ腐蝕割れ試験 および水素チャージによる遅れ破壊試 験の結果から求めた鋼材中の＆含有量 と破断時間との関係を示す第１図（ａ）および（ｂ）
Ｋ示される線図から効果の顕著なる１、２％＆以上を請
求の範囲とした。
酸洗、中和後９．１ ｍ、φに冷間引抜きし、ついで高
周波誘導加 熱により焼入れ焼戻しを行って１５０ ｋｆｆ／ｆＨ２レベルの引張り強さおよびその他プレス
トレストコンクリート用鋼棒 として要求される所要機械的性質を満 足する試験材としたうえ、越験材それ ぞれに対して行った応カ腐蝕割れ試験 および水素チャージによる遅れ破壊試 験の結果から求めた鋼材中の＆含有量 と破断時間との関係を示す第１図（ａ）および（ｂ）
Ｋ示される線図から効果の顕著なる１、２％＆以上を請
求の範囲とした。
第１表
面して本発明の高張カｙｌＦルトは上記必須成分を含有
する低合盗鋼からなる熱処理棒材の端部に転造ねじを有
しているものであるが、表面層は微細・ぐ−ライトｍ織
で例えば引張り強さ１００ ＃ｆ／ｍｍ２程度となって
おシ、箔該表面層を除く中心までの残余の部分は引張シ
強さ１５０ ＠ｆ／ｗ２以上としたマルテンサイト組織
となっていて、総合的にみれば引張シ強さ１３０ Ｊｃ
５／ｆ乃ｍ２以上のボルトとなっていることが特長とさ
れる。これは、前述発明者の考察結果から導いた判断に
もとづき、鋼棒材の表面にたとえ微細な切欠きゃピット
等が存在していても、当該銅棒材の表面が１００１ｃｆ
！ｆ／ｍｍ”程度の強度としておけば、応力集中の度合
が低くなるので上記切欠きゃピット等を核とした微細ク
ラックの発生が阻止され、遅れ破壊感受性が低減される
こととなシ、かっ崩該鋼棒材の上記表面層を除く中心ま
での残余の部分を引張シ強さ１５０ ｋｙｆ／ｍｍ”以
上に保持しておけば、がルトの強度を１３０ ＃ｆ／ｍ
π２以上とすることが可能となるからである。かくして
鋼棒材内部組織上からはＳＬ元素の添加によって内蔵水
素原子の移動を拘束し、表面では強度を押えることによ
って応力集中の度合を低くした、両者の相乗効果が引張
り強さ１３０＃ｆ／ｍｍ２以上を保証し、かつ耐遅れ破
壊特性にすぐれた高張力ｆルトをもたらすものである。
する低合盗鋼からなる熱処理棒材の端部に転造ねじを有
しているものであるが、表面層は微細・ぐ−ライトｍ織
で例えば引張り強さ１００ ＃ｆ／ｍｍ２程度となって
おシ、箔該表面層を除く中心までの残余の部分は引張シ
強さ１５０ ＠ｆ／ｗ２以上としたマルテンサイト組織
となっていて、総合的にみれば引張シ強さ１３０ Ｊｃ
５／ｆ乃ｍ２以上のボルトとなっていることが特長とさ
れる。これは、前述発明者の考察結果から導いた判断に
もとづき、鋼棒材の表面にたとえ微細な切欠きゃピット
等が存在していても、当該銅棒材の表面が１００１ｃｆ
！ｆ／ｍｍ”程度の強度としておけば、応力集中の度合
が低くなるので上記切欠きゃピット等を核とした微細ク
ラックの発生が阻止され、遅れ破壊感受性が低減される
こととなシ、かっ崩該鋼棒材の上記表面層を除く中心ま
での残余の部分を引張シ強さ１５０ ｋｙｆ／ｍｍ”以
上に保持しておけば、がルトの強度を１３０ ＃ｆ／ｍ
π２以上とすることが可能となるからである。かくして
鋼棒材内部組織上からはＳＬ元素の添加によって内蔵水
素原子の移動を拘束し、表面では強度を押えることによ
って応力集中の度合を低くした、両者の相乗効果が引張
り強さ１３０＃ｆ／ｍｍ２以上を保証し、かつ耐遅れ破
壊特性にすぐれた高張力ｆルトをもたらすものである。
本発明にかかる高張力ボルトをその強度に相当する荷重
−伸び曲線で示せば、第２図（、）の如くなる。図にお
いて縦軸には荷重を応力に換算した値４ｆ／ｍｍ２を、
横軸には伸びチをとって引張り強さ１３０ ｊｃｌｆ／
ｍｕ２レベルのボルトの中心部のみ、表面層のみおよび
両者を総合したボルト自体それぞれの荷重−伸び曲線を
（５）、（Ｂ）および（Ｃ）として模式的に表わした。
−伸び曲線で示せば、第２図（、）の如くなる。図にお
いて縦軸には荷重を応力に換算した値４ｆ／ｍｍ２を、
横軸には伸びチをとって引張り強さ１３０ ｊｃｌｆ／
ｍｕ２レベルのボルトの中心部のみ、表面層のみおよび
両者を総合したボルト自体それぞれの荷重−伸び曲線を
（５）、（Ｂ）および（Ｃ）として模式的に表わした。
また、本発明にかかる高張力ボルトの断面硬さ分布を第
２図（ｂ）に示す。図において縦軸に硬さＨＲＣを、横
軸に棒材の中心から両外周まで、の距離間をとし、引張
シ強さ１３０ ｋｆ／ｆ／ｙｎｍ２レベルのボルトの硬
さ分布曲線を模式的に表わした。
２図（ｂ）に示す。図において縦軸に硬さＨＲＣを、横
軸に棒材の中心から両外周まで、の距離間をとし、引張
シ強さ１３０ ｋｆ／ｆ／ｙｎｍ２レベルのボルトの硬
さ分布曲線を模式的に表わした。
ところで上記特性を有する本発明にかかる高張力ボルト
の製造方法を以下に詳述する。
の製造方法を以下に詳述する。
まず重量％でＣ；Ｏ，ａ〜０，６％、Ｓも；”１．２φ
以上を必須含有成分とする低合金鋼からなる棒材を通常
の前処理・・・即ち酸洗・中和および引抜きしたのち、
尚該棒材を全断面にわたり焼入れ焼戻しして引張り強さ
１５０ ＃ｆ／、ｍ２以上に仕上げる。ついで焼入れ焼
戻し済の棒材の表面層のみを高周波誘導加熱手段を用い
て上記焼入れ時に施した焼戻し温度よシ高い所定温朋ま
で急速加熱のうえ、急速冷却して再焼戻し処理する。再
焼戻し処理が施される上記表面層の厚みは棒材の径の大
小に関係なく例えば１ ｍｍ以下、技術的に可能であれ
ば薄いほど好ましく、薄くすることによりボルトの強度
をよシ高く維持しうろこととなる。而して上記再焼戻し
の目的とするところは棒材の表面層のみの強度を例えば
１００ Ｈｆ／ｍｍ”程度に低下せしめた微細パーライ
ト組織となすことにあるし、そのため当該再焼戻し加熱
温度は、勿論鋼種によって異るため一率には論じられな
いが、焼入時の焼戻し温度よシ少くとも１００℃以上高
温となる。かくして得た熱処理棒材を所定長さとしてそ
の端部に転造によるねじ加工を施し製品とする。ねじ加
工を転造によるのは棒材強度から切削よりも転造の方が
加工容易であるのは勿論有効断面積が切削ねじ加工に比
し犬きくとれ、かつ転造加工による組織の強化が得られ
るので、平行部の強度に比べて低下するねじ部のそれを
最小限とするとともに、遅れ破壊感受性の低減に資する
。上記製造方法によって得たがルトは１３０ ＃ｆ／ｍ
ｍ２以上の引張り強さを有する耐遅れ破壊性に極めて富
んている。
以上を必須含有成分とする低合金鋼からなる棒材を通常
の前処理・・・即ち酸洗・中和および引抜きしたのち、
尚該棒材を全断面にわたり焼入れ焼戻しして引張り強さ
１５０ ＃ｆ／、ｍ２以上に仕上げる。ついで焼入れ焼
戻し済の棒材の表面層のみを高周波誘導加熱手段を用い
て上記焼入れ時に施した焼戻し温度よシ高い所定温朋ま
で急速加熱のうえ、急速冷却して再焼戻し処理する。再
焼戻し処理が施される上記表面層の厚みは棒材の径の大
小に関係なく例えば１ ｍｍ以下、技術的に可能であれ
ば薄いほど好ましく、薄くすることによりボルトの強度
をよシ高く維持しうろこととなる。而して上記再焼戻し
の目的とするところは棒材の表面層のみの強度を例えば
１００ Ｈｆ／ｍｍ”程度に低下せしめた微細パーライ
ト組織となすことにあるし、そのため当該再焼戻し加熱
温度は、勿論鋼種によって異るため一率には論じられな
いが、焼入時の焼戻し温度よシ少くとも１００℃以上高
温となる。かくして得た熱処理棒材を所定長さとしてそ
の端部に転造によるねじ加工を施し製品とする。ねじ加
工を転造によるのは棒材強度から切削よりも転造の方が
加工容易であるのは勿論有効断面積が切削ねじ加工に比
し犬きくとれ、かつ転造加工による組織の強化が得られ
るので、平行部の強度に比べて低下するねじ部のそれを
最小限とするとともに、遅れ破壊感受性の低減に資する
。上記製造方法によって得たがルトは１３０ ＃ｆ／ｍ
ｍ２以上の引張り強さを有する耐遅れ破壊性に極めて富
んている。
本発明によって例えば１５０ ｋｇｆ／ｍｍ”あるいは
１８０ ＠ｆ／ｍｍ２以上の超高強度の高張力ボルトそ
の他の緊張材を得たいときには、棒材を最初に焼入れす
る際の加熱手段を急速加熱例えば高周波誘導加熱あるい
は直接通電加熱とし急速冷却し、また焼戻しも同様の手
段による急速加熱・急速冷却によれば鋼材組織の粗大化
が阻止されるので、例えば１８０＠ｆ／ｍｍ”あるいは
２００ ＃ｆ／ｗ２以上に仕上げても伸び・絞９等の他
の高張力ボルト等の緊張材に必要とされる諸性質を満足
する焼入れ済棒材が得られ、当該焼入れ済棒材の表面層
を上記と同様に再焼戻しして製品とすればよい。
１８０ ＠ｆ／ｍｍ２以上の超高強度の高張力ボルトそ
の他の緊張材を得たいときには、棒材を最初に焼入れす
る際の加熱手段を急速加熱例えば高周波誘導加熱あるい
は直接通電加熱とし急速冷却し、また焼戻しも同様の手
段による急速加熱・急速冷却によれば鋼材組織の粗大化
が阻止されるので、例えば１８０＠ｆ／ｍｍ”あるいは
２００ ＃ｆ／ｗ２以上に仕上げても伸び・絞９等の他
の高張力ボルト等の緊張材に必要とされる諸性質を満足
する焼入れ済棒材が得られ、当該焼入れ済棒材の表面層
を上記と同様に再焼戻しして製品とすればよい。
本発明において、ねじ部の強度を平行部のそれとほぼ等
しく保って、より高強度のぎルトを得たい場合には、棒
材端部に転造ねじ加工を施したのち３００〜３５０℃で
のプルｉイング処理をすればよい。
しく保って、より高強度のぎルトを得たい場合には、棒
材端部に転造ねじ加工を施したのち３００〜３５０℃で
のプルｉイング処理をすればよい。
本発明者は本発明の効果を証するため次の実験を行った
。
。
実施例
（１）供試体の作成
ａ、素材１ＪＩｓ規格５３５Ｃ相尚鋼成分に特にＳＬを
１．５重量％となるように調整した熱間圧延線材９．５
φと、ＳＣＭ４４０Ｈ相当熱間圧延線材９．５φとを用
い、それぞれを酸洗・中和のうえ冷間引抜きにより９．
２φとして、＆添加材はこれを２分して供試体（１）お
よび（ＩＩ）とし、ＳＣＭ４４０）Ｉ材はそのｉｔ供試
体（２）とした。各供試体の微量含有成分は第２表のと
おりであった。
１．５重量％となるように調整した熱間圧延線材９．５
φと、ＳＣＭ４４０Ｈ相当熱間圧延線材９．５φとを用
い、それぞれを酸洗・中和のうえ冷間引抜きにより９．
２φとして、＆添加材はこれを２分して供試体（１）お
よび（ＩＩ）とし、ＳＣＭ４４０）Ｉ材はそのｉｔ供試
体（２）とした。各供試体の微量含有成分は第２表のと
おりであった。
第 ２ 表
重量％
ｂ、熱処理；線材供試体（Ｉ）には本発明の製造方法を
実施した。即ち焼入れ焼戻しには高周波誘導加熱手段を
用いて焼入れ焼戻し処理を施したうえで、高周波誘導加
熱手段で再焼戻しを施したが、描該熱処理において供試
体（Ｉ）を２分割してイおよび口としたうえで焼入れ焼
戻しを行い、供試体（１）−イは引張り強さ１５０ ｋ
’ｉｆ／ｍｍ”に仕上げ、また供試体（１）−口は引張
り強さ１３０ ＩＳｆ／’ｍｍ２に仕上げたうえで、そ
れぞれの供試体（１）−イおよび（１，）−口を所定温
度の再焼戻し処理に付した。それぞれについての焼戻し
温度および再焼戻し温度は下記のとおりである。
実施した。即ち焼入れ焼戻しには高周波誘導加熱手段を
用いて焼入れ焼戻し処理を施したうえで、高周波誘導加
熱手段で再焼戻しを施したが、描該熱処理において供試
体（Ｉ）を２分割してイおよび口としたうえで焼入れ焼
戻しを行い、供試体（１）−イは引張り強さ１５０ ｋ
’ｉｆ／ｍｍ”に仕上げ、また供試体（１）−口は引張
り強さ１３０ ＩＳｆ／’ｍｍ２に仕上げたうえで、そ
れぞれの供試体（１）−イおよび（１，）−口を所定温
度の再焼戻し処理に付した。それぞれについての焼戻し
温度および再焼戻し温度は下記のとおりである。
供試体 （Ｉ）＝イ （１）−口
焼戻し温度 ５３０℃ ５８０℃ −再焼戻し温
度 ７２０℃ ７２０℃ 線材供試体（Ｉ［）および（２）にはそれぞれ同じく高
周波誘導加熱手段を用いて焼入れ焼戻し処理を施したが
、それぞれの供試体（ＩＩ）および（２）をそれぞれを
２分割して熱処理し、それぞれ引張り強さ１５０ ｋｇ
ｆ／ｗ２と１３０ Ｈｆ／ｍｍ２の供試体（ＩＩ）−イ
と（ＩＩ）−口および（ト）−イと（２）−口に仕上げ
た。
度 ７２０℃ ７２０℃ 線材供試体（Ｉ［）および（２）にはそれぞれ同じく高
周波誘導加熱手段を用いて焼入れ焼戻し処理を施したが
、それぞれの供試体（ＩＩ）および（２）をそれぞれを
２分割して熱処理し、それぞれ引張り強さ１５０ ｋｇ
ｆ／ｗ２と１３０ Ｈｆ／ｍｍ２の供試体（ＩＩ）−イ
と（ＩＩ）−口および（ト）−イと（２）−口に仕上げ
た。
Ｃ０ねじ加工；上記熱処理済供試体線材（Ｉ）−イ、（
Ｉ）−口、（Ｉｆ）−イ、（１１）−口、（至）−イお
よび（２）−口それぞれを所定長さに切断のうえ、供試
体外周に転造ダイスを用いてＭＩＯＸｌ、２５メートル
細目ねじを冷間塑性加工した。
Ｉ）−口、（Ｉｆ）−イ、（１１）−口、（至）−イお
よび（２）−口それぞれを所定長さに切断のうえ、供試
体外周に転造ダイスを用いてＭＩＯＸｌ、２５メートル
細目ねじを冷間塑性加工した。
（２）遅れ破壊試験
上記供試体それぞれを下記試験条件のもとにロダンアン
モン溶液による遅れ破壊試験に付し、破断時間を測定し
た。
モン溶液による遅れ破壊試験に付し、破断時間を測定し
た。
浸漬溶液； ＮＨ４ＳＣＮ ２０％
溶液温度；５０℃
供試体への負荷加重；母材（焼入れ焼戻し後の線材供試
体）実荷重の８０％ （３）試験結果 第３図に示すとおりてあった。第３図は縦軸に破断時間
ｈｒ を、横軸に母材の引張り強さ＃ｉ／ｍｌＢ２をと
った座標上に各供試体それぞれの破断時間をプロットし
、かつ種別ごとの傾向曲線を画いた。（１）は本発明を
実施した供試体の、また（ｎ）および（２）はそれぞれ
従来方法による供試体の傾向曲線であって、本発明供試
体（Ｉ）は引張り強さ１３０ｊｃ９ｆ／ｍｍ”レベルで
供試体（２）の４倍弱、供試体（Ｉｔ）に対しても５割
増の破断に至るまでの経過時間があり、１５０ Ｎ１１
７ｍｍ”レベルでは供試体（２）および（ｎ）に対して
それぞれ５倍および２，５倍の破断に至るまでの経過時
間があることが看取される。
体）実荷重の８０％ （３）試験結果 第３図に示すとおりてあった。第３図は縦軸に破断時間
ｈｒ を、横軸に母材の引張り強さ＃ｉ／ｍｌＢ２をと
った座標上に各供試体それぞれの破断時間をプロットし
、かつ種別ごとの傾向曲線を画いた。（１）は本発明を
実施した供試体の、また（ｎ）および（２）はそれぞれ
従来方法による供試体の傾向曲線であって、本発明供試
体（Ｉ）は引張り強さ１３０ｊｃ９ｆ／ｍｍ”レベルで
供試体（２）の４倍弱、供試体（Ｉｔ）に対しても５割
増の破断に至るまでの経過時間があり、１５０ Ｎ１１
７ｍｍ”レベルでは供試体（２）および（ｎ）に対して
それぞれ５倍および２，５倍の破断に至るまでの経過時
間があることが看取される。
上記実験結果から、本発明はＳｔ元素を不可避成分とす
るボルトに対してはもとより、Ｓｃ添加材からなるボル
トに対しても耐遅れ破壊性にすぐれ、特に高強度になる
ほどその耐遅れ破壊特性が顕著となることが確認された
。
るボルトに対してはもとより、Ｓｃ添加材からなるボル
トに対しても耐遅れ破壊性にすぐれ、特に高強度になる
ほどその耐遅れ破壊特性が顕著となることが確認された
。
同第３図は本発明にかかる供試体（Ｉ）−イの母材断面
の硬さくＨＲＣ）測定結果を示す硬さ分布曲線図である
。
の硬さくＨＲＣ）測定結果を示す硬さ分布曲線図である
。
本発明にかかる高張力ボルトは上述の如〈従来品に比べ
て高強度になればなるほど遅れ破壊感受性が低減する傾
向にあシ、本発明は従来品が遅れ破壊事故多発によって
使用禁止となっているＦ１３Ｔまたはそれ以上の強度の
ボルト使用解禁の可能性が期待される劇遅れ破壊特性を
有する高張力ボルトおよびその製造方法として建設業界
その他関係業界の部材軽量化要請に応えうる極めて顕著
な効果をもたらすものである。
て高強度になればなるほど遅れ破壊感受性が低減する傾
向にあシ、本発明は従来品が遅れ破壊事故多発によって
使用禁止となっているＦ１３Ｔまたはそれ以上の強度の
ボルト使用解禁の可能性が期待される劇遅れ破壊特性を
有する高張力ボルトおよびその製造方法として建設業界
その他関係業界の部材軽量化要請に応えうる極めて顕著
な効果をもたらすものである。
第１図（、）および（ｂ）はそれぞれ耐遅れ破壊性低減
の目安となる鋼材中の＆含有量と応力腐蝕割れ破断時間
および水素チャージによる水素脆化破断時間との関係を
示す線図、第２図（、）および（ｂ）はそれぞれ本発明
高張カゴルトの強度を模式的に示す荷重−伸び曲線図お
よび硬さ分布曲線図、第３図は本発明を実施した供試体
と従来品供試体それぞれの耐遅れ破壊感受性を試験する
ロダンアンモン溶液による試験結果を示す曲線図、第４
図は本発明にかかる供試体（１）−イの母材断面硬さ分
布曲線図である。 特許出願人 高胸波熱錬株式会社 ゛ 代 理 人 弁理士 小 林 傅第１図
（０） ｒ 第 １ 図 （ｂ） １１’ｆ２図（０） 第２図（ｂ） 第 ３ 図 第４図 ４．６←Ｏ−４，６ｍｍ タト ÷ タト 川 ・こ・ 川 手続補正書（自発） 昭和５８年４月２７日 特許庁長官 若杉和夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年特 許願第１２７７２号 ２、発明の名称 耐遅れ破壊特性を有する高張カホル１−およびその製造
力ン３、補正をする者 ４、代理人 の１０５ 住 所 東京都港区西新横２丁目２番２０号７、補正
の内容 （１１添付図面の第３図を別紙図面と差し替えます。 （２）明細書第１６頁第１行目にｒ１５０Ｊとあるのを
ｒ１７．ＯＪと訂正します。 （３）同書同頁第３行月にｒ１３’ＯＪとあるのをｒ１
５０Ｊと訂正します。 ｋ（４）同書同頁第５行目の「処理に付し」の次に下記
の「」内の文章を挿入します。 引張り強さ１５０ ｋｇｔ／−および１３０ ｋｇｔ／
ｍ＋ｎ”当とし」 以上 手続補正書（自発） 昭和５９年０４月２８日 特許庁長官 殿 １、事件の表示 昭和５８年特 許 願第１２．７７２号２、発明の名称 耐遅れ破壊特性を有する高張力ボルトおよびその製造方
法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人 ◎１０５ 住 所 東京都港区西新橋２丁目２番２０号三喜ビル
内 狙（５０４） ３６１３ ６、補正の内容 （１） 明細書第１２真下から第６行目に「例えばｉ
ｎ＋ｎ“以下、技術的に可能であれば」の次に「 」
内の字句を挿入する。 「、後工程で施されるねじ転造でねし底に再焼戻し層が
残留する程度に」 （２）明細書第１４頁下から第５行目に「実験例」とあ
るのを、次の「」内に訂正する。 実施例 （３）明細書第１６頁第１７行から第１７頁にかけて、
「および−・−塑性加工した。」とあるのを次の「」内
の字句に訂正する 「および（ＩＩＩ）−イと（ＩＩＩ）−口に仕上げ、そ
れぞれを所定長さに切断のうえ供試体とした６Ｊ （４）明細書第１８頁第６行目と第７行目との間に「」
内の文章を加入する。 ［本発明者はさらに上記実験例、■に引続いて次の実験
を行った。 実施例 （１）供試体 実験例、１に使用した熱処理線材 （Ｉ） −イ、 （Ｉ）−口、 （■）−イ。 （ＩＩ）−口、 （■）−イ、 （■）−口および、上
記（１）、 （ＩＩ）とは焼入れ工程までが同じであ
るが、第３表の如く（１）については焼戻し工程と再表
層焼戻し工程とが異なる（Ｉ）−ハ、（ｎ）については
焼戻し工程が異なる（■）−ハ、を用いて所定長さに切
断のうえ、供試体外周に転造ダイスを用いてＭ１０×１
．２５メートル細目ねじを冷間塑性加工した。 第３表 （２）遅れ破壊試験 実験例６１と同一試験方法による （３）試験結果 第５図に示す通りであった。第５図は縦軸に破断時間ｈ
ｒを、横軸に母相の引張り強さｋｇｆ ／ ｎ＋ｍＦを
とった座標上に各供試体（Ｎ＝３）それぞれの破断時間
をプロットし傾向線図を求めた。（１）は本発、明を実
施した供試体の、また（ＩＩ）および（ＩＩＩ）はそれ
ぞれ従来方法による供試体の試験結果を示している。 第５図から本発明供試体（Ｉ）は引張 り強さ１３０ ｋｇｆ ／ｍｍは勿論のこと、１５０
ｋｇｆ ／ｍ＋ｎ２も冷間転造ねし加工によって、さら
に耐遅れ破壊特性が増加したことが証明された。ただ引
張り強さ １６５ ｋｇｆ ／ｍ♂レベルのものについては結果に
ばらつきが大き≦、１６０ｋｇｆ／ｍｍ’前後に限界点
があるもののように看取された。」 （５）明細書第１８頁第１２行目に「尚第３図」とある
のを次の「」の字句に訂正する。 「尚第５図」 （６）明細書第１９頁第１２行目から再下行にかけて、
「第３図は・・・・・・硬さ分布曲線である。」となる
のを次の「」内の文章に訂正する。 ［第３図および第４図はそれぞれ実験例１および実験例
２における各供試体の耐遅れ破壊感受性を試験するロダ
ンアンモン溶液による試験結果を示す線図、第５図は本
発明にかかる供試体（１）−イの母材断面硬さ分布曲線
図である。」 （７）図面の「第４図」を「第５図」と訂正し、添付の
図面を第４図として加える。 手 続 補 正 書（方式） 昭和５９年７月ｌｚ日 ｑ６許庁長宮 殿 】、事件の表示 昭和５８年特 許 願第１２７７２号 ２、発明の名称 耐遅れ破壊特性を有する高張力ボルトおよびその製造方
法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人 ■１０５ 住 所 東京都港区西新、橋２丁目２番２０号７、補
正の内容 図面の第４図の図番「第４図」を「第５図」と朱書き訂
正した別紙複写図を提出します。
の目安となる鋼材中の＆含有量と応力腐蝕割れ破断時間
および水素チャージによる水素脆化破断時間との関係を
示す線図、第２図（、）および（ｂ）はそれぞれ本発明
高張カゴルトの強度を模式的に示す荷重−伸び曲線図お
よび硬さ分布曲線図、第３図は本発明を実施した供試体
と従来品供試体それぞれの耐遅れ破壊感受性を試験する
ロダンアンモン溶液による試験結果を示す曲線図、第４
図は本発明にかかる供試体（１）−イの母材断面硬さ分
布曲線図である。 特許出願人 高胸波熱錬株式会社 ゛ 代 理 人 弁理士 小 林 傅第１図
（０） ｒ 第 １ 図 （ｂ） １１’ｆ２図（０） 第２図（ｂ） 第 ３ 図 第４図 ４．６←Ｏ−４，６ｍｍ タト ÷ タト 川 ・こ・ 川 手続補正書（自発） 昭和５８年４月２７日 特許庁長官 若杉和夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年特 許願第１２７７２号 ２、発明の名称 耐遅れ破壊特性を有する高張カホル１−およびその製造
力ン３、補正をする者 ４、代理人 の１０５ 住 所 東京都港区西新横２丁目２番２０号７、補正
の内容 （１１添付図面の第３図を別紙図面と差し替えます。 （２）明細書第１６頁第１行目にｒ１５０Ｊとあるのを
ｒ１７．ＯＪと訂正します。 （３）同書同頁第３行月にｒ１３’ＯＪとあるのをｒ１
５０Ｊと訂正します。 ｋ（４）同書同頁第５行目の「処理に付し」の次に下記
の「」内の文章を挿入します。 引張り強さ１５０ ｋｇｔ／−および１３０ ｋｇｔ／
ｍ＋ｎ”当とし」 以上 手続補正書（自発） 昭和５９年０４月２８日 特許庁長官 殿 １、事件の表示 昭和５８年特 許 願第１２．７７２号２、発明の名称 耐遅れ破壊特性を有する高張力ボルトおよびその製造方
法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人 ◎１０５ 住 所 東京都港区西新橋２丁目２番２０号三喜ビル
内 狙（５０４） ３６１３ ６、補正の内容 （１） 明細書第１２真下から第６行目に「例えばｉ
ｎ＋ｎ“以下、技術的に可能であれば」の次に「 」
内の字句を挿入する。 「、後工程で施されるねじ転造でねし底に再焼戻し層が
残留する程度に」 （２）明細書第１４頁下から第５行目に「実験例」とあ
るのを、次の「」内に訂正する。 実施例 （３）明細書第１６頁第１７行から第１７頁にかけて、
「および−・−塑性加工した。」とあるのを次の「」内
の字句に訂正する 「および（ＩＩＩ）−イと（ＩＩＩ）−口に仕上げ、そ
れぞれを所定長さに切断のうえ供試体とした６Ｊ （４）明細書第１８頁第６行目と第７行目との間に「」
内の文章を加入する。 ［本発明者はさらに上記実験例、■に引続いて次の実験
を行った。 実施例 （１）供試体 実験例、１に使用した熱処理線材 （Ｉ） −イ、 （Ｉ）−口、 （■）−イ。 （ＩＩ）−口、 （■）−イ、 （■）−口および、上
記（１）、 （ＩＩ）とは焼入れ工程までが同じであ
るが、第３表の如く（１）については焼戻し工程と再表
層焼戻し工程とが異なる（Ｉ）−ハ、（ｎ）については
焼戻し工程が異なる（■）−ハ、を用いて所定長さに切
断のうえ、供試体外周に転造ダイスを用いてＭ１０×１
．２５メートル細目ねじを冷間塑性加工した。 第３表 （２）遅れ破壊試験 実験例６１と同一試験方法による （３）試験結果 第５図に示す通りであった。第５図は縦軸に破断時間ｈ
ｒを、横軸に母相の引張り強さｋｇｆ ／ ｎ＋ｍＦを
とった座標上に各供試体（Ｎ＝３）それぞれの破断時間
をプロットし傾向線図を求めた。（１）は本発、明を実
施した供試体の、また（ＩＩ）および（ＩＩＩ）はそれ
ぞれ従来方法による供試体の試験結果を示している。 第５図から本発明供試体（Ｉ）は引張 り強さ１３０ ｋｇｆ ／ｍｍは勿論のこと、１５０
ｋｇｆ ／ｍ＋ｎ２も冷間転造ねし加工によって、さら
に耐遅れ破壊特性が増加したことが証明された。ただ引
張り強さ １６５ ｋｇｆ ／ｍ♂レベルのものについては結果に
ばらつきが大き≦、１６０ｋｇｆ／ｍｍ’前後に限界点
があるもののように看取された。」 （５）明細書第１８頁第１２行目に「尚第３図」とある
のを次の「」の字句に訂正する。 「尚第５図」 （６）明細書第１９頁第１２行目から再下行にかけて、
「第３図は・・・・・・硬さ分布曲線である。」となる
のを次の「」内の文章に訂正する。 ［第３図および第４図はそれぞれ実験例１および実験例
２における各供試体の耐遅れ破壊感受性を試験するロダ
ンアンモン溶液による試験結果を示す線図、第５図は本
発明にかかる供試体（１）−イの母材断面硬さ分布曲線
図である。」 （７）図面の「第４図」を「第５図」と訂正し、添付の
図面を第４図として加える。 手 続 補 正 書（方式） 昭和５９年７月ｌｚ日 ｑ６許庁長宮 殿 】、事件の表示 昭和５８年特 許 願第１２７７２号 ２、発明の名称 耐遅れ破壊特性を有する高張力ボルトおよびその製造方
法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人 ■１０５ 住 所 東京都港区西新、橋２丁目２番２０号７、補
正の内容 図面の第４図の図番「第４図」を「第５図」と朱書き訂
正した別紙複写図を提出します。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）重量％でＣ；０．３〜０．６、Ｓｉ ； １．２以
上を必須含有成分とする低合金鋼を素材とした、表面層
が微細パーライト組織となり、中心部が引張り強さ１５
０ ｋＬｉｆ／ｍｍ２ 以上であるマルテンサイト組織
となっていて、端部に転造ねじを有する熱処理棒材の引
張り強さが１３０ Ｉｃｙ ｆ ７ｍｍ２以上であるこ
とを特徴とする耐遅れ破壊特性を有する高張力がルト。 ２） ＊ＭＺ％でｃ；Ｑ、ａ〜０，６、Ｓｊ、 ；
１．２以上を必須含有成分とする低合金鋼棒材に、全断
面にわたる焼入れ焼戻しを施して当該棒材の引張り強さ
を１５０ ＃ ｆ ／ＩＬＮ７ｔｒ２以上に仕上げ、つ
いで棒材の表面層のみを上記焼戻し温度より高温の所定
温度まで高周波誘導加熱手段をもって急速加熱のうえ急
速冷却して再焼戻し処理することによシ微細パーライト
組織としたのち、棒材端部に転造ねじ加工を施し、引張
り強さが１３０ ＃ｆ ７ｍｍ２以上のボルトとするこ
とを特徴とする耐遅れ破壊特性を有する高張力ボルトの
製造方法。 ３）重量係でＣ；Ｏ，ａ〜０．６、ＳＬ ； １．２以
上を必須含有成分とする低合金鋼棒材に、全断面にわた
る焼入れ焼戻しを施して当該棒材の引張り強さを１５０
＃ｆ／ｍｍ２以上に仕上げ、ついで棒材の表面層のみ
を上記焼戻し温度よシ高温の所定温度まで高周波誘導加
熱手段をもって急速加熱のうえ急速冷却して再焼戻し処
理することによって微細ｉＲ−ライト組織としたのち、
棒材端部に転造ねじ加工を施してボルトに形成したのち
ブルーイング処理をした引張り強さが１３０＃ ｆ ７
ｍｍ２以上を有することを特徴とする耐遅れ破壊特性を
有する尚張力ボルトの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1277283A JPS59226116A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 耐遅れ破壊特性を有する高張力ボルトおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1277283A JPS59226116A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 耐遅れ破壊特性を有する高張力ボルトおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59226116A true JPS59226116A (ja) | 1984-12-19 |
| JPH0344127B2 JPH0344127B2 (ja) | 1991-07-05 |
Family
ID=11814693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1277283A Granted JPS59226116A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 耐遅れ破壊特性を有する高張力ボルトおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59226116A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012088241A (ja) * | 2010-10-21 | 2012-05-10 | Nippon Steel Corp | Ｐｃ鋼材の遅れ破壊特性評価方法 |
| CN107664151A (zh) * | 2016-07-29 | 2018-02-06 | 卡迈锡控股两合公司 | 具有去硬层的高强螺栓 |
| WO2023243730A1 (ja) * | 2022-06-17 | 2023-12-21 | 濱中ナット株式会社 | 表層部に高周波焼き戻し調質層を有する中炭素クロムモリブデン鋼からなる高強度鋼製部材及びその製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005083141A1 (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-09 | Honda Motor Co., Ltd. | 耐遅れ破壊特性及び耐リラクセーション特性に優れた高強度ボルト |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4870616A (ja) * | 1971-12-27 | 1973-09-25 | ||
| JPS4943816A (ja) * | 1972-09-01 | 1974-04-25 |
-
1983
- 1983-01-31 JP JP1277283A patent/JPS59226116A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4870616A (ja) * | 1971-12-27 | 1973-09-25 | ||
| JPS4943816A (ja) * | 1972-09-01 | 1974-04-25 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012088241A (ja) * | 2010-10-21 | 2012-05-10 | Nippon Steel Corp | Ｐｃ鋼材の遅れ破壊特性評価方法 |
| CN107664151A (zh) * | 2016-07-29 | 2018-02-06 | 卡迈锡控股两合公司 | 具有去硬层的高强螺栓 |
| JP2018040488A (ja) * | 2016-07-29 | 2018-03-15 | カマックス ホールディング ゲーエムベーハー アンド コーポレイテッド ケージーＫＡＭＡＸ Ｈｏｌｄｉｎｇ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧ | 未硬化層を含む高強度ねじ |
| WO2023243730A1 (ja) * | 2022-06-17 | 2023-12-21 | 濱中ナット株式会社 | 表層部に高周波焼き戻し調質層を有する中炭素クロムモリブデン鋼からなる高強度鋼製部材及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0344127B2 (ja) | 1991-07-05 |
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