ボルトの脆性破壊について

質問

ＳＣＭ４３５のボルトに耐熱処理として無電解Ｎｉめっきを施して使用したところ、３２０℃で丸３日間締結した後、自然冷却し、ボルトを緩め外したところ、
ボルトが次々に折損しました。断面は完全にせん断されており、脆性破戒しているようでした。ボルトのメーカーに確認したところ、「これは低温焼き戻し脆性、または青色脆性と称されている３５０℃脆性である」と推定してきました。３５０℃脆性は焼き入れ後の焼き戻し温度が３００４００℃で行なわれる際に
起こるもので今回のケースには当てはまらないと思いますが、他に要因が考えられません。ちなみに、折損してないボルトも手でも折れるものもかなりあり、破断面は焼け焦げています。また、ボルトの頭は青色に変色しています。早急に改善しなければならず、困っています。どうか宜しくお願いします。

回答No.2

noname#230359

今日、私の学校の教授に確認したところ、「SCM鋼は、変態点以上から空冷するだけで焼きが入る（空気焼入れ）ので、その後300度程度に持っていけば十分焼き戻し脆性が起こる」ということでした。
　ボルトの成形で熱間加工を行った後、空冷したために焼きが入り、その後焼き戻しと同等の操作をしたため、焼入れ脆性が発生したとも考えられます。

　具体的にどのようなボルトかわかりませんが、少なくともボルトの成形では、大変形を行うために変態点以上に持っていってると思います。

　以上の点をもう一度メーカーに問い合わせてみてください。

回答No.1

noname#230359

ボルトがどのような用途に使われているかで変わりますが・・・。
　焼き戻しは空冷ですから、300400度の状態から空冷を行えば、焼き戻しの効果は現れます。焼き戻し脆性が現れると極端に強度が落ちますので、締結力で折れたり折れかかったりしたものだと思います。
　これを回避するには、断熱するなどしてボルトの温度を下げる工夫を施すか、焼き戻し脆性が現れない温度まで上げてやるといいと思います。ただ、温度をあげることに対して、装置が大丈夫なのか検討する必要があります。
　できれば200度ぐらいまでの温度に抑えたほうがいいかもしれません。

　また、ボルトの変色については、鉄のなべをコンロにかけたときの変色と同じものだと思います。

補足

回答ありがとうございます。焼き戻し脆性は、焼き入れ後に３００４００℃の状態から空冷した場合に起きるのではないのですか？焼き入れはしてないのですが、使用温度が３００℃前後ですので通常は温度を落とさないのですが、メンテナンス時には空冷し、温度を室温まで下げることはよくあります。ちなみに、ボルトは熱圧着機の圧着ツールをヒーター部に止めるための締結ネジで、ワークによってよく交換することから焼きつきが起こりにくい、強度がある、錆等が発生しない、熱に強いことが必要になってきます。また、使用温度はワークプロセスから来るものなので、変更はできません。室温に戻すときに、一度温度を５００℃とかに上げてから空冷した方が良いのでしょうか？