JPH0565540A - 高強度ボルトの製造方法 - Google Patents
高強度ボルトの製造方法Info
- Publication number
- JPH0565540A JPH0565540A JP23040391A JP23040391A JPH0565540A JP H0565540 A JPH0565540 A JP H0565540A JP 23040391 A JP23040391 A JP 23040391A JP 23040391 A JP23040391 A JP 23040391A JP H0565540 A JPH0565540 A JP H0565540A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strength
- bolt
- quenching
- delayed fracture
- bainite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Forging (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 焼入れ後の焼もどし処理を省略したうえで、
優れた耐遅れ破壊性および疲労強度を有し、製造時の工
程および熱経済性にも優れた高強度ボルトを製造する。 【構成】 重量％で、Ｃ：０．０４〜０．１５％、Ｓ
ｉ：０．０５〜１．５％、Ｍｎ：０．５〜１．５％、Ｃ
ｒ：０．１〜１．５％，Ｂ：０．０００３〜０．００５
％、Ｔｉ：０．０１〜０．０４％およびＳｏｌ．Ａｌ：
０．０１〜０．０６％のうちの１種または２種、残部Ｆ
ｅおよび不純物からなる組成の鋼素材を用いてボルト形
状に冷間加工成形し、次いでＡＣ３点以上の温度域に加
熱した後、１°Ｃ／ｓｅｃ以上の冷却速度で少なくとも
４００°Ｃ以下の温度まで冷却して焼入れを行い、組織
の主体をマルテンサイトまたはベイナイトあるいはマル
テンサイトとベイナイトの混在組織とする耐遅れ破壊性
および疲労強度に優れた高強度ボルトの製造方法。
優れた耐遅れ破壊性および疲労強度を有し、製造時の工
程および熱経済性にも優れた高強度ボルトを製造する。 【構成】 重量％で、Ｃ：０．０４〜０．１５％、Ｓ
ｉ：０．０５〜１．５％、Ｍｎ：０．５〜１．５％、Ｃ
ｒ：０．１〜１．５％，Ｂ：０．０００３〜０．００５
％、Ｔｉ：０．０１〜０．０４％およびＳｏｌ．Ａｌ：
０．０１〜０．０６％のうちの１種または２種、残部Ｆ
ｅおよび不純物からなる組成の鋼素材を用いてボルト形
状に冷間加工成形し、次いでＡＣ３点以上の温度域に加
熱した後、１°Ｃ／ｓｅｃ以上の冷却速度で少なくとも
４００°Ｃ以下の温度まで冷却して焼入れを行い、組織
の主体をマルテンサイトまたはベイナイトあるいはマル
テンサイトとベイナイトの混在組織とする耐遅れ破壊性
および疲労強度に優れた高強度ボルトの製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、各種機械構造物の締
結部品として用いられるボルトを製造するのに利用され
るボルトの製造方法に関し、とくに、１００Ｋｇｆ／ｍ
ｍ２を越える大きな引張強度を有し、かつ、耐遅れ破壊
性に優れ、しかも良好な疲労強度を有する高強度ボルト
の製造方法に関する。
結部品として用いられるボルトを製造するのに利用され
るボルトの製造方法に関し、とくに、１００Ｋｇｆ／ｍ
ｍ２を越える大きな引張強度を有し、かつ、耐遅れ破壊
性に優れ、しかも良好な疲労強度を有する高強度ボルト
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、引張強度が９０Ｋｇｆ／ｍｍ２以
上の高強度ボルトの製造においては、ＪＩＳ規格Ｓ４５
Ｃ等の炭素鋼、あるいはＭｎＢ鋼（Ｆｅ−０．３５％Ｃ
−０．８％Ｍｎ−０．００２％Ｂ）等を用い、ボルト形
状に成形した後焼入れ焼もどしの熱処理を施して製造さ
れるのが普通である。
上の高強度ボルトの製造においては、ＪＩＳ規格Ｓ４５
Ｃ等の炭素鋼、あるいはＭｎＢ鋼（Ｆｅ−０．３５％Ｃ
−０．８％Ｍｎ−０．００２％Ｂ）等を用い、ボルト形
状に成形した後焼入れ焼もどしの熱処理を施して製造さ
れるのが普通である。
【０００３】また、引張強度が１２０Ｋｇｆ／ｍｍ２以
上の高強度ボルト、例えば、エンジン・ヘッドボルトに
おいては、上記炭素鋼やＭｎＢ鋼では、高強度を得るた
めに焼入れ後の焼もどし温度を下げる必要があり、これ
が一般に知られている焼もどし脆性を生じる温度域とな
るので、靱性の低下や遅れ破壊感受性の増大などといっ
た問題があるため、高い焼もどし温度をとることのでき
るＪＩＳ規格 ＳＣＭ４４０等の合金鋼を用いることが
一般に行われている。
上の高強度ボルト、例えば、エンジン・ヘッドボルトに
おいては、上記炭素鋼やＭｎＢ鋼では、高強度を得るた
めに焼入れ後の焼もどし温度を下げる必要があり、これ
が一般に知られている焼もどし脆性を生じる温度域とな
るので、靱性の低下や遅れ破壊感受性の増大などといっ
た問題があるため、高い焼もどし温度をとることのでき
るＪＩＳ規格 ＳＣＭ４４０等の合金鋼を用いることが
一般に行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな高強度ボルトの製造工程において、ＳＣＭ４４０等
の合金鋼を用いる場合に、この合金鋼はＭｏを含有して
いるので、コストが高く、また鋼素材の硬さが高く変形
抵抗が大きいため、冷間加工前に長時間の球状化焼鈍を
施すことが必要であり、さらに高強度・高靱性を得るた
めに焼入れ後に必ず焼もどし処理をしなければならず、
多大なエネルギーを消費するといった原価の上昇をもた
らす種々の問題点があった。
うな高強度ボルトの製造工程において、ＳＣＭ４４０等
の合金鋼を用いる場合に、この合金鋼はＭｏを含有して
いるので、コストが高く、また鋼素材の硬さが高く変形
抵抗が大きいため、冷間加工前に長時間の球状化焼鈍を
施すことが必要であり、さらに高強度・高靱性を得るた
めに焼入れ後に必ず焼もどし処理をしなければならず、
多大なエネルギーを消費するといった原価の上昇をもた
らす種々の問題点があった。
【０００５】そこで、このような問題点を低減するため
に、例えば、冷間での加工性を向上させたり、焼入れ後
の焼もどし処理を省略した上で高靱性を得るためには、
炭素含有量を低減すれば良いものの、その場合、鋼素材
の焼入れ性が著しく悪化するという問題点があり、これ
らの問題点を解決することが課題となっていた。
に、例えば、冷間での加工性を向上させたり、焼入れ後
の焼もどし処理を省略した上で高靱性を得るためには、
炭素含有量を低減すれば良いものの、その場合、鋼素材
の焼入れ性が著しく悪化するという問題点があり、これ
らの問題点を解決することが課題となっていた。
【０００６】
【発明の目的】この発明は、上述したような従来の課題
に鑑みてなされたもので、ボルトの製造に用いる鋼素材
の組成を低炭素化し、焼入れ性を補うためにＢを添加す
ることによって、鋼素材の良好な冷間加工性を確保する
とともに、焼入れ後の焼もどし処理を省略したうえで、
優れた耐遅れ破壊性および疲労強度を有し、製造工程に
おいてエネルギー消費の少ない経済性のよい高強度ボル
トの製造方法を提供することを目的としている。
に鑑みてなされたもので、ボルトの製造に用いる鋼素材
の組成を低炭素化し、焼入れ性を補うためにＢを添加す
ることによって、鋼素材の良好な冷間加工性を確保する
とともに、焼入れ後の焼もどし処理を省略したうえで、
優れた耐遅れ破壊性および疲労強度を有し、製造工程に
おいてエネルギー消費の少ない経済性のよい高強度ボル
トの製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる高強度ボ
ルトの製造方法は、重量％で、Ｃ：０．０４〜０．１５
％、Ｓｉ：０．０５〜１．５％、Ｍｎ：０．５〜１．５
％、Ｃｒ：０．１〜１．５％、Ｂ：０．０００３〜０．
００５％、Ｔｉ：０．０１〜０．０４％およびＳｏｌ．
Ａｌ：０．０１〜０．０６％のうちの１種または２種、
残部Ｆｅおよび不純物からなる組成の鋼素材を用いてボ
ルト形状に冷間加工成形し、次いでＡＣ ３点以上のオー
ステナイト温度域に加熱した後、１°Ｃ／ｓｅｃ以上の
冷却速度で少なくとも４００°Ｃ以下の温度まで冷却し
て焼入れを行い、組織の主体をマルテンサイトまたはベ
イナイトあるいはマルテンサイトとベイナイトの混在組
織として焼入れ後の焼もどし処理を省略する構成とした
ことを特徴としており、このような耐遅れ破壊性および
疲労強度に優れた高強度ボルトの製造方法に係わる発明
の構成をもって前述した従来の課題を解決するための手
段としている。
ルトの製造方法は、重量％で、Ｃ：０．０４〜０．１５
％、Ｓｉ：０．０５〜１．５％、Ｍｎ：０．５〜１．５
％、Ｃｒ：０．１〜１．５％、Ｂ：０．０００３〜０．
００５％、Ｔｉ：０．０１〜０．０４％およびＳｏｌ．
Ａｌ：０．０１〜０．０６％のうちの１種または２種、
残部Ｆｅおよび不純物からなる組成の鋼素材を用いてボ
ルト形状に冷間加工成形し、次いでＡＣ ３点以上のオー
ステナイト温度域に加熱した後、１°Ｃ／ｓｅｃ以上の
冷却速度で少なくとも４００°Ｃ以下の温度まで冷却し
て焼入れを行い、組織の主体をマルテンサイトまたはベ
イナイトあるいはマルテンサイトとベイナイトの混在組
織として焼入れ後の焼もどし処理を省略する構成とした
ことを特徴としており、このような耐遅れ破壊性および
疲労強度に優れた高強度ボルトの製造方法に係わる発明
の構成をもって前述した従来の課題を解決するための手
段としている。
【０００８】次に、この発明に係わる高強度ボルトの製
造方法に用いる鋼素材の合金元素の含有量の限定理由に
ついて説明する。
造方法に用いる鋼素材の合金元素の含有量の限定理由に
ついて説明する。
【０００９】Ｃ：０．０４〜０．１５％ Ｃは強度を確保するのに必要な元素であり、とくに焼入
れままの状態で十分な強度を維持するために、少なくと
も０．０４％含有させる必要がある。しかし、０．１５
％を超えて添加すると冷間加工性を阻害するとともに、
焼入れままの状態では強度が高くなりすぎ、靱性が大幅
に低下すると共に、耐遅れ破壊性が劣化するようになる
のでこれらを回避するために焼もどしが必要となること
から、Ｃ含有量を０．０４〜０．１５％とした。
れままの状態で十分な強度を維持するために、少なくと
も０．０４％含有させる必要がある。しかし、０．１５
％を超えて添加すると冷間加工性を阻害するとともに、
焼入れままの状態では強度が高くなりすぎ、靱性が大幅
に低下すると共に、耐遅れ破壊性が劣化するようになる
のでこれらを回避するために焼もどしが必要となること
から、Ｃ含有量を０．０４〜０．１５％とした。
【００１０】Ｓｉ：０．０５〜１．５％ Ｓｉは鋼の脱酸剤として必要な元素であり、少なくとも
０．０５％含有させる必要がある。しかし、Ｓｉ含有量
が１．５％を超えると、靱性の劣化が著しくなり、ま
た、遅れ破壊感受性を高めることになるので、Ｓｉ含有
量を０．０５〜１．５％とした。
０．０５％含有させる必要がある。しかし、Ｓｉ含有量
が１．５％を超えると、靱性の劣化が著しくなり、ま
た、遅れ破壊感受性を高めることになるので、Ｓｉ含有
量を０．０５〜１．５％とした。
【００１１】Ｍｎ：０．５〜１．５％ Ｍｎは焼入れ性の改善に有効な元素であるが、０．５％
未満ではその効果が十分でなく、１．５％を超えて添加
すると、冷間加工製を阻害し、また、熱処理時にＰの粒
界偏析を助長して遅れ破壊感受性も高くなることから、
Ｍｎ含有量は０．５〜１．５％とした。
未満ではその効果が十分でなく、１．５％を超えて添加
すると、冷間加工製を阻害し、また、熱処理時にＰの粒
界偏析を助長して遅れ破壊感受性も高くなることから、
Ｍｎ含有量は０．５〜１．５％とした。
【００１２】Ｃｒ：０．１〜１．５％ Ｃｒは鋼の焼入れ性および強度を増大させるのに有用な
元素であるが、０．１％未満ではその効果が得られず、
一方、１．５％を超えて含有させると、靱性の劣化およ
び焼き割れ感受性の増大をもたらすばかりでなく、経済
性を損なうことから、Ｃｒ含有量を０．１〜１．５％と
定めた。
元素であるが、０．１％未満ではその効果が得られず、
一方、１．５％を超えて含有させると、靱性の劣化およ
び焼き割れ感受性の増大をもたらすばかりでなく、経済
性を損なうことから、Ｃｒ含有量を０．１〜１．５％と
定めた。
【００１３】Ｂ：０．０００３〜０．００５％ Ｂは微量の添加で鋼の焼入れ性を著しく向上させる作用
があるが、０．０００３％未満では焼入れ性改善の効果
が十分でなく、０．００５％を超えて添加してもこの添
加量の増加に見合った焼入れ性の向上効果が期待できな
いばかりでなく、靱性を劣化させるといった問題が生じ
るため、Ｂ含有量を０．０００３〜０．００５％とし
た。
があるが、０．０００３％未満では焼入れ性改善の効果
が十分でなく、０．００５％を超えて添加してもこの添
加量の増加に見合った焼入れ性の向上効果が期待できな
いばかりでなく、靱性を劣化させるといった問題が生じ
るため、Ｂ含有量を０．０００３〜０．００５％とし
た。
【００１４】Ｔｉ：０．０１〜０．０４％およびＳｏ
ｌ．Ａｌ：０．０１〜０．０６％のうちの１種または２
種 Ｔｉ，Ｓｏｌ．Ａｌは添加したＢを有効に作用させるた
めに鋼中のＮ，Ｏを化合物として固定させるのに有効な
元素であるが、各々の下限値未満ではその効果が十分で
なく、一方、含有量が過剰になると材料の清浄度を悪化
させることから、これらの含有量をＴｉ：０．０１〜
０．０４％およびＳｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．０６％
のうちの１種または２種とした。
ｌ．Ａｌ：０．０１〜０．０６％のうちの１種または２
種 Ｔｉ，Ｓｏｌ．Ａｌは添加したＢを有効に作用させるた
めに鋼中のＮ，Ｏを化合物として固定させるのに有効な
元素であるが、各々の下限値未満ではその効果が十分で
なく、一方、含有量が過剰になると材料の清浄度を悪化
させることから、これらの含有量をＴｉ：０．０１〜
０．０４％およびＳｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．０６％
のうちの１種または２種とした。
【００１５】そのほか、Ｐは熱処理時に粒界に偏析し、
靱性や耐遅れ破壊性を低下させる不純物元素であり、ま
た、冷間加工性を阻害する元素である。そして、とくに
耐遅れ破壊性の観点からは，０．０１％以下に制限する
ことが望ましい。
靱性や耐遅れ破壊性を低下させる不純物元素であり、ま
た、冷間加工性を阻害する元素である。そして、とくに
耐遅れ破壊性の観点からは，０．０１％以下に制限する
ことが望ましい。
【００１６】続いて、製造条件の限定理由について述べ
る。
る。
【００１７】従来、引張り強度が１００Ｋｇｆ／ｍｍ２
以上の高強度ボルトは、ボルト形状に成形したのち、Ａ
Ｃ３点以上に加熱し、焼入れを行った後にＡＣ１点以下
で焼もどしを行うことにうより製造されていた。
以上の高強度ボルトは、ボルト形状に成形したのち、Ａ
Ｃ３点以上に加熱し、焼入れを行った後にＡＣ１点以下
で焼もどしを行うことにうより製造されていた。
【００１８】しかし、このような焼入れ焼もどしの熱処
理は、焼もどし時に鋼中のＰの旧オーステナイト粒界へ
の偏析を促進し、靱性の低下とともに、耐遅れ破壊性を
劣化させる原因となっていた。
理は、焼もどし時に鋼中のＰの旧オーステナイト粒界へ
の偏析を促進し、靱性の低下とともに、耐遅れ破壊性を
劣化させる原因となっていた。
【００１９】そこでこの発明では、ボルト形状に冷間加
工成形し、次いでボルト鋼素材の組織を完全にオーステ
ナイト化した後、すなわち、ＡＣ３点以上の温度域に加
熱した後、焼入れを行なうことにより、焼きもどしを施
すことなしに所望の強度および靱性を得ることができる
ようにし、焼もどしを省略することによって、粒界への
Ｐの偏析を抑制することが可能となり、耐遅れ破壊性を
向上させたものである。
工成形し、次いでボルト鋼素材の組織を完全にオーステ
ナイト化した後、すなわち、ＡＣ３点以上の温度域に加
熱した後、焼入れを行なうことにより、焼きもどしを施
すことなしに所望の強度および靱性を得ることができる
ようにし、焼もどしを省略することによって、粒界への
Ｐの偏析を抑制することが可能となり、耐遅れ破壊性を
向上させたものである。
【００２０】また、上記焼入れ時の冷却速度は、１°Ｃ
／ｓｅｃ以上とする必要がある。これは、冷却速度が小
さいと組織がフェライト・パーライトもしくはベイナイ
トとフェライト・パーライトの混合組織となり、焼入れ
ままの状態で所望の強度を確保することが困難になるた
めである。
／ｓｅｃ以上とする必要がある。これは、冷却速度が小
さいと組織がフェライト・パーライトもしくはベイナイ
トとフェライト・パーライトの混合組織となり、焼入れ
ままの状態で所望の強度を確保することが困難になるた
めである。
【００２１】また、遅れ破壊性の観点からＰが粒界に偏
析する４００〜６００°Ｃの温度域を急冷してこれを防
ぐ観点から、少なくとも４００°Ｃ以下の温度まで冷却
する必要がある。
析する４００〜６００°Ｃの温度域を急冷してこれを防
ぐ観点から、少なくとも４００°Ｃ以下の温度まで冷却
する必要がある。
【００２２】
【発明の作用】この発明に係わる高強度ボルトの製造方
法では、ボルトの製造に用いる鋼素材の組成を低炭素化
し、低炭素化による焼入れ性の低下を補うためにＢを添
加することによって、鋼素材の良好な冷間加工性を確保
し、ボルト形状に冷間加工成形したのち、ＡＣ３点以上
のオーステナイト温度域に加熱し、１°Ｃ／ｓｅｃ以上
の冷却速度で少なくとも４００°Ｃ以下の温度まで冷却
して焼入れを行い、組織の主体をマルテンサイトまたは
ベイナイトあるいはマルテンサイトとベイナイトの混在
組織とするようにしているので、焼入れ後の焼もどしを
省略したうえで優れた耐遅れ破壊性および疲労強度を有
し、製造工程においてエネルギー消費の少ない経済性の
よい高強度ボルトが製造されるようになる。
法では、ボルトの製造に用いる鋼素材の組成を低炭素化
し、低炭素化による焼入れ性の低下を補うためにＢを添
加することによって、鋼素材の良好な冷間加工性を確保
し、ボルト形状に冷間加工成形したのち、ＡＣ３点以上
のオーステナイト温度域に加熱し、１°Ｃ／ｓｅｃ以上
の冷却速度で少なくとも４００°Ｃ以下の温度まで冷却
して焼入れを行い、組織の主体をマルテンサイトまたは
ベイナイトあるいはマルテンサイトとベイナイトの混在
組織とするようにしているので、焼入れ後の焼もどしを
省略したうえで優れた耐遅れ破壊性および疲労強度を有
し、製造工程においてエネルギー消費の少ない経済性の
よい高強度ボルトが製造されるようになる。
【００２３】
【実施例】次に、本発明の実施例を比較例とともに説明
する。
する。
【００２４】ＭｎＢ鋼であるＳＡＥ規格 １０Ｂ３５を
素材として従来法によりボルトを製造した比較例１およ
び比較例３と、合金鋼であるＪＩＳ規格 ＳＣＭ４４０
を素材として従来法によりボルトを製造した比較例２お
よび比較例４と、本発明法によりボルトを製造した実施
例１および実施例２とについて比較試験を行なった結果
について説明する。
素材として従来法によりボルトを製造した比較例１およ
び比較例３と、合金鋼であるＪＩＳ規格 ＳＣＭ４４０
を素材として従来法によりボルトを製造した比較例２お
よび比較例４と、本発明法によりボルトを製造した実施
例１および実施例２とについて比較試験を行なった結果
について説明する。
【００２５】まず、表１に示す化学成分の各鋼素材を線
引き加工した後、ボルトヘッダー機にてボルトサイズ：
Ｍ１０、首下長さ：７０ｍｍ のフランジ付六角ボルト
に冷間加工成形し、次いで、ピッチ：１．２５、ネジ部
長さ：３０ｍｍのネジ転造を施したボルトを実験に供し
た。
引き加工した後、ボルトヘッダー機にてボルトサイズ：
Ｍ１０、首下長さ：７０ｍｍ のフランジ付六角ボルト
に冷間加工成形し、次いで、ピッチ：１．２５、ネジ部
長さ：３０ｍｍのネジ転造を施したボルトを実験に供し
た。
【００２６】熱処理は、同じく表１に示す条件で行い、
比較例１，２と本発明実施例３、および比較例３，４と
本発明実施例２が同じ強度レベルとなるように、すなわ
ち各々引張強度が１２５Ｋｇｆ／ｍｍ２、１４０Ｋｇｆ
／ｍｍ２となるように行った。
比較例１，２と本発明実施例３、および比較例３，４と
本発明実施例２が同じ強度レベルとなるように、すなわ
ち各々引張強度が１２５Ｋｇｆ／ｍｍ２、１４０Ｋｇｆ
／ｍｍ２となるように行った。
【００２７】表２は、酸浸漬法による遅れ破壊性評価試
験を行った結果を示す。
験を行った結果を示す。
【００２８】この遅れ破壊性評価試験は、ボルトを治具
に取り付け、ナット回転角法にてボルトの降伏点まで応
力を付与したのち、０．１ＮのＨＣ１に２分間浸積した
後、水洗、乾燥したものを常温に放置し、４８時間後の
破損の有無で評価する方法を用いた。
に取り付け、ナット回転角法にてボルトの降伏点まで応
力を付与したのち、０．１ＮのＨＣ１に２分間浸積した
後、水洗、乾燥したものを常温に放置し、４８時間後の
破損の有無で評価する方法を用いた。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【表２】
【００３１】表１および表２に示す結果から、本発明に
よるボルトは、焼入れ後の焼もどし処理を省略しても、
引張強度１２５Ｋｇｆ／ｍｍ２、１４０Ｋｇｆ／ｍｍ２
級の高強度が得られ、さらに焼もどし処理の省略による
Ｐの焼もどし時の旧オーステナイト粒界への偏析の防
止、および低Ｃ化やＳｉ、Ｍｎ、Ｐ量の最適化による遅
れ破壊感受性の低減が可能となるため、従来鋼を用いた
比較例と比べて、いずれの強度レベルにおいても極めて
良好な耐遅れ破壊特性を有していることがわかる。
よるボルトは、焼入れ後の焼もどし処理を省略しても、
引張強度１２５Ｋｇｆ／ｍｍ２、１４０Ｋｇｆ／ｍｍ２
級の高強度が得られ、さらに焼もどし処理の省略による
Ｐの焼もどし時の旧オーステナイト粒界への偏析の防
止、および低Ｃ化やＳｉ、Ｍｎ、Ｐ量の最適化による遅
れ破壊感受性の低減が可能となるため、従来鋼を用いた
比較例と比べて、いずれの強度レベルにおいても極めて
良好な耐遅れ破壊特性を有していることがわかる。
【００３２】次に、上記した比較例３，４および本発明
実施例の各ボルトを使い、ボルト単体で引張−引張の繰
り返し加重を負荷し、疲労試験を行った結果を図１に示
す。
実施例の各ボルトを使い、ボルト単体で引張−引張の繰
り返し加重を負荷し、疲労試験を行った結果を図１に示
す。
【００３３】図１より明らかなように、同じ引張強度レ
ベルで比較すると、本発明実施例２によるボルトの方が
比較例３，４によるボルトに比べて優れた疲労強度を有
することがわかる。
ベルで比較すると、本発明実施例２によるボルトの方が
比較例３，４によるボルトに比べて優れた疲労強度を有
することがわかる。
【００３４】この実験において、破損部位はネジ部であ
り、ネジの谷部分を疲労の起点としているが、本発明に
よるボルトは、低Ｃ化により繰り返し入力に対する切欠
き感受性が大幅に低くなっているので、ボルトのネジ底
部のように応力集中部が疲労の起点となる部材に対して
有効であることがわかる。
り、ネジの谷部分を疲労の起点としているが、本発明に
よるボルトは、低Ｃ化により繰り返し入力に対する切欠
き感受性が大幅に低くなっているので、ボルトのネジ底
部のように応力集中部が疲労の起点となる部材に対して
有効であることがわかる。
【００３５】次に、焼入れ時の冷却速度の下限を見極め
るために、表１の本発明実施例１に示す鋼素材を用いた
ボルトを供試体とし、ＡＣ３点以上のオーステナイト温
度域から種々の速度で冷却したものの硬さの測定結果を
図２に示す。
るために、表１の本発明実施例１に示す鋼素材を用いた
ボルトを供試体とし、ＡＣ３点以上のオーステナイト温
度域から種々の速度で冷却したものの硬さの測定結果を
図２に示す。
【００３６】図２より明らかなように、冷却速度が１°
Ｃ／ｓｅｃ付近において硬さ−冷却速度の関係の変曲点
が認められる。これは、冷却速度がほぼ１°Ｃ／ｓｅｃ
よりも遅くなると組織がベイナイト単体からフェライト
＋パーライトが混在した組織となるためであり、硬さの
低下とともに引張強度にも変曲点が認められた。
Ｃ／ｓｅｃ付近において硬さ−冷却速度の関係の変曲点
が認められる。これは、冷却速度がほぼ１°Ｃ／ｓｅｃ
よりも遅くなると組織がベイナイト単体からフェライト
＋パーライトが混在した組織となるためであり、硬さの
低下とともに引張強度にも変曲点が認められた。
【００３７】従って、冷却速度が１°Ｃ／ｓｅｃ以上で
あれば、組織は耐遅れ破壊性および疲労強度に優れたマ
ルテンサイトまたはベイナイトあるいはそれらの混在組
織とすることが可能である。
あれば、組織は耐遅れ破壊性および疲労強度に優れたマ
ルテンサイトまたはベイナイトあるいはそれらの混在組
織とすることが可能である。
【００３８】
【発明の効果】この発明に係わる高強度ボルトの製造方
法によれば、ボルトの製造に用いる鋼部材の組成とし
て、高価なＭｏを添加せず、低Ｃ化して冷間加工性を向
上させるとともに、Ｂを添加して焼入れ性を保証し、Ｃ
ｒ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ等の量を最適化した鋼を選
択することによって、ボルトを製造するにあたっての鋼
素材の優れた冷間加工性を確保し、焼入れ後の焼もどし
処理の省略が可能となるため、材料費の低減、工程の短
縮、エネルギー消費量の低減、設備投資の軽減等の多大
な経済的効果をもたらし、かつまた優れた耐遅れ破壊性
および疲労強度を有する品質の優れた高強度ボルトを得
ることが出来るという著大なる効果がもたらされる。
法によれば、ボルトの製造に用いる鋼部材の組成とし
て、高価なＭｏを添加せず、低Ｃ化して冷間加工性を向
上させるとともに、Ｂを添加して焼入れ性を保証し、Ｃ
ｒ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ等の量を最適化した鋼を選
択することによって、ボルトを製造するにあたっての鋼
素材の優れた冷間加工性を確保し、焼入れ後の焼もどし
処理の省略が可能となるため、材料費の低減、工程の短
縮、エネルギー消費量の低減、設備投資の軽減等の多大
な経済的効果をもたらし、かつまた優れた耐遅れ破壊性
および疲労強度を有する品質の優れた高強度ボルトを得
ることが出来るという著大なる効果がもたらされる。
【図１】本発明実施例２，比較例３，比較例４のボルト
について疲労試験を行った結果を示すグラフである。
について疲労試験を行った結果を示すグラフである。
【図２】ＡＣ３点以上のオーステナイト温度域からの冷
却速度による硬さへの影響を調べた結果を示すグラフで
ある。
却速度による硬さへの影響を調べた結果を示すグラフで
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０１ Ａ 7217−4Ｋ 38/32
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．０４〜０．１５％、
Ｓｉ：０．０５〜１．５％、Ｍｎ：０．５〜１．５％、
Ｃｒ：０．１〜１．５％，Ｂ：０．０００３〜０．００
５％、Ｔｉ：０．０１〜０．０４％およびＳｏｌ．Ａ
ｌ：０．０１〜０．０６％のうちの１種または２種、残
部Ｆｅおよび不純物からなる組成の鋼素材を用いてボル
ト形状に冷間加工成形し、次いでＡＣ３点以上の温度域
に加熱した後、１°Ｃ／ｓｅｃ以上の冷却速度で少なく
とも４００°Ｃ以下の温度まで冷却して焼入れを行い、
組織の主体をマルテンサイトまたはベイナイトあるいは
マルテンサイトとベイナイトの混在組織とすることを特
徴とする耐遅れ破壊性および疲労強度に優れた高強度ボ
ルトの製造方法。 - 【請求項２】 不純物中のＰ：０．０１％以下である鋼
素材を用いる請求項１に記載の高強度ボルトの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23040391A JPH0565540A (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | 高強度ボルトの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23040391A JPH0565540A (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | 高強度ボルトの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0565540A true JPH0565540A (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=16907339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23040391A Pending JPH0565540A (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | 高強度ボルトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0565540A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2756298A1 (fr) * | 1996-11-26 | 1998-05-29 | Ascometal Sa | Acier et procede pour la fabrication d'une piece de mecanique ayant une structure bainitique |
| EP0851038A1 (fr) * | 1996-12-31 | 1998-07-01 | Ascometal | Acier et procédé pour la fabrication d'une piéce en acier mise en forme par déformation plastique à froid |
| KR100345641B1 (ko) * | 1997-09-05 | 2002-10-25 | 토피 고교 가부시키가이샤 | 열처리부재의제조방법 |
| CN103084799A (zh) * | 2012-12-04 | 2013-05-08 | 安徽六方重联机械股份有限公司 | 抗断裂螺栓锻造方法 |
| CN103084797A (zh) * | 2012-12-04 | 2013-05-08 | 安徽六方重联机械股份有限公司 | 挖掘机履带用螺栓锻造方法 |
| CN103084798A (zh) * | 2012-12-04 | 2013-05-08 | 安徽六方重联机械股份有限公司 | 高强度螺栓锻造方法 |
| CN103084533A (zh) * | 2012-12-04 | 2013-05-08 | 安徽六方重联机械股份有限公司 | 扭剪型高强度螺栓的锻造方法 |
| CN103586645A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-02-19 | 郑州水野大一热处理技术有限公司 | 一种m72高强度螺栓的生产工艺 |
-
1991
- 1991-09-10 JP JP23040391A patent/JPH0565540A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2756298A1 (fr) * | 1996-11-26 | 1998-05-29 | Ascometal Sa | Acier et procede pour la fabrication d'une piece de mecanique ayant une structure bainitique |
| EP0845544A1 (fr) * | 1996-11-26 | 1998-06-03 | Ascometal | Produit sidérurgique en acier ayant une structure bainitique et procédé pour la fabrication du produit sidérurgique |
| EP0851038A1 (fr) * | 1996-12-31 | 1998-07-01 | Ascometal | Acier et procédé pour la fabrication d'une piéce en acier mise en forme par déformation plastique à froid |
| FR2757877A1 (fr) * | 1996-12-31 | 1998-07-03 | Ascometal Sa | Acier et procede pour la fabrication d'une piece en acier mise en forme par deformation plastique a froid |
| US5919415A (en) * | 1996-12-31 | 1999-07-06 | Ascometal | Steel and process for the manufacture of a steel component formed by cold plastic deformation |
| KR100345641B1 (ko) * | 1997-09-05 | 2002-10-25 | 토피 고교 가부시키가이샤 | 열처리부재의제조방법 |
| CN103084799A (zh) * | 2012-12-04 | 2013-05-08 | 安徽六方重联机械股份有限公司 | 抗断裂螺栓锻造方法 |
| CN103084797A (zh) * | 2012-12-04 | 2013-05-08 | 安徽六方重联机械股份有限公司 | 挖掘机履带用螺栓锻造方法 |
| CN103084798A (zh) * | 2012-12-04 | 2013-05-08 | 安徽六方重联机械股份有限公司 | 高强度螺栓锻造方法 |
| CN103084533A (zh) * | 2012-12-04 | 2013-05-08 | 安徽六方重联机械股份有限公司 | 扭剪型高强度螺栓的锻造方法 |
| CN103586645A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-02-19 | 郑州水野大一热处理技术有限公司 | 一种m72高强度螺栓的生产工艺 |
| CN103586645B (zh) * | 2013-11-28 | 2016-08-17 | 郑州水野大一热处理技术有限公司 | 一种m72高强度螺栓的生产工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3940270B2 (ja) | 耐遅れ破壊性および耐リラクセーション特性に優れた高強度ボルトの製造方法 | |
| JPH11315349A (ja) | 耐遅れ破壊性に優れた高強度線材およびその製造方法並びに高強度ボルト | |
| JP2002097551A (ja) | 耐水素疲労特性の優れた高強度ばね用鋼およびその製造方法 | |
| JP2017160525A (ja) | 高強度ボルト | |
| KR102905601B1 (ko) | 고강도 강판 및 그의 제조 방법 | |
| JP3851533B2 (ja) | 高強度非調質アプセットボルト用線材およびその製造方法並びに高強度非調質アプセットボルトの製造方法 | |
| JPH0565540A (ja) | 高強度ボルトの製造方法 | |
| JP3218442B2 (ja) | 耐遅れ破壊特性の優れた機械構造用鋼の製造方法 | |
| JP3733229B2 (ja) | 冷間加工性及び耐遅れ破壊性に優れた高強度ボルト用棒鋼の製造方法 | |
| JP4009218B2 (ja) | 耐水素脆化特性に優れたボルトおよびその製造方法 | |
| JP2991064B2 (ja) | 窒化非調質鍛造用鋼および窒化非調質鍛造品 | |
| JP6822548B2 (ja) | 窒化処理部品及びその製造方法 | |
| JPH11131134A (ja) | 非調質鋼製高強度成形品の製法 | |
| JP4124590B2 (ja) | 耐遅れ破壊性および耐食性に優れた高強度鋼線 | |
| JP3267164B2 (ja) | 窒化用鋼および窒化鋼製品の製造方法 | |
| JPH07188840A (ja) | 耐水素脆化特性に優れた高強度鋼およびその製法 | |
| JP2739713B2 (ja) | 高強度ボルト | |
| JP3211627B2 (ja) | 窒化用鋼およびその製造法 | |
| JP2000008141A (ja) | 非調質軟窒化鋼鍛造部品およびその製造方法 | |
| JP2002146480A (ja) | 冷間加工性に優れた線材・棒鋼およびその製造方法 | |
| JP3028713B2 (ja) | 高疲労強度快削非調質鋼 | |
| JP4332446B2 (ja) | 冷間加工性および耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼、並びに耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼部品 | |
| JP3819529B2 (ja) | 冷間加工性に優れた肌焼鋼 | |
| JPH01225751A (ja) | 耐スポーリング性に優れた高負荷冷間圧延用ワークロールおよびその製造方法 | |
| JP2842238B2 (ja) | 冷間加工性と耐遅れ破壊性に優れたボルト用鋼の製造方法 |