[发明专利]耐延迟断裂性和螺栓成形性优异的高强度螺栓用钢和螺栓

说明书

技术领域

本发明涉及汽车和各种工业机械等所用的螺栓用钢，和使用该螺栓用钢得到的螺栓。特别是涉及即使抗拉强度在1100MPa以上，仍发挥着优异的耐延迟断裂性和螺栓成形性的作为高强度螺栓的原材有用的螺栓用钢和高强度螺栓。

背景技术

作为一般的螺栓用钢，特别通用的是SCM435、SCM440等的JIS规格钢。然而，在这些普通钢中存在的问题是，若抗拉强度为1100MPa以上，则使用一段期间后，容易突然发生脆性断裂这种所谓的延迟断裂。因此，以改善针对于延迟断裂的特性为目的，即以改善耐延迟断裂性为目的，提出有实现了回火软化阻抗提高的高强度螺栓用钢。

例如，在专利文献1中提出有一种技术，其通过用Mo系化合物、Ti系化合物、V系化合物、以及含有从Mo、Ti、V中选择的两种以上的元素的碳化物和氮化物等的复合化合物，使大小为50nm以下的复合化合物适量分散在钢中，从而提高耐氢脆化特性，改善耐延迟断裂性。

另外在专利文献2、3中提出有一种技术，其是通过适当调整钢的化学成分组成，并且适当调整螺栓制造时的淬火·回火条件，从而改善耐延迟断裂性的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-17985号公报

专利文献2：日本特开2004-84010号公报

专利文献3：日本特开2007-31734号公报

如上述，通过使碳化物、氮化物等的复合化合物大量地析出而使氢捕获点生成，或筹划螺栓的制造工序而使回火软化阻抗增加，由此能够一定程度地改善耐延迟断裂性。然而，若螺栓的使用环境变得更加严酷，则相比由碳化物、氮化物进行的氢捕获中能够使之无力化的极限氢量而言，从使用环境侵入到螺栓中的侵入氢量超过这一极限，成为延迟断裂的原因的扩散性氢增加，由此达到断裂。

在上述专利文献1中，水中施加恒定载荷而评价延迟断裂性，在上述专利文献2中，通过在盐酸中浸渍一定时间之后，在大气中负荷恒定载荷，由此评价耐延迟断裂性。但是，无论什么情况，如果评价的环境更加严酷，则耐延迟断裂性仍有可能降低。

另一方面，上述专利文献3涉及抗拉强度为1400MPa以上，耐延迟断裂性优异的高强度螺栓。但是，若抗拉强度为1400MPa以上，则在钢材的腐蚀和氢进入同时进行的严酷的环境中，耐延迟断裂性有可能降低。另外，在上述专利文献3中，因为需要付与螺钉底部以压缩残余应力，所以有招致制造成本增大的可能性。

如此，在为了改善耐延迟断裂性而至今所提出的现有技术中，在严酷的环境下的耐延迟断裂性均说不上充分。

发明内容

本发明着眼于上述这样的情况而形成，其目的在于，提供一种高强度螺栓用钢和由上述螺栓用钢得到的螺栓，该螺栓用钢可以制造在维持螺栓所要求的高强度的状态下，即使在向螺栓侵入的氢量、腐蚀量多的严酷的环境下，也能够发挥充分的耐延迟断裂性，而且螺栓成形性也良好的螺栓。

能够解决上述课题的本发明的高强度螺栓用钢，在以下方面具有要旨：以质量％计，分别含有C：0.10～0.30％(“质量％”的意思，涉及化学成分组成以下均同)、Ni：0.4～0.7％、Si：0％以上且0.2％以下、Mn：0.3～0.8％、P：高于0％并在0.03％以下、S：高于0％并在0.03％以下、Cr：0.8～1.2％、Mo：0.8～1.5％、V：0.05～0.13％、Ti：0.02～0.08％、Al：0.01～0.1％、N：0.001～0.01％，余量由铁和不可避免的杂质构成，并且，满足下述(1)式和(2)式。

0.85≤[C]+[Si]/7+[Mn]/5+[Ni]/20+[Cr]/9+[Mo]/2≤1.3…(1)

[C]-(0.07×[Mo]+0.20×[V])≤0.20…(2)

其中，[C]、[Si]、[Mn]、[Ni]、[Cr]、[Mo]和[V]分别表示以质量％计的C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo和V的含量。

在本发明的高强度螺栓用钢中，根据需要，还含有Cu：高于0％并在0.70％以下也有用。通过Cu的添加，耐延迟断裂性得到进一步改善。

另外，能够解决上述课题的本发明的耐延迟断裂性优异的高强度螺栓，是使用上述的高强度螺栓用钢得到的螺栓，旧奥氏体晶粒度的晶粒度号数为10.0以上。