為進一步提高1500MPa級高強度耐磨板的延遲斷裂特性,可以想到的是增加化學成分的高合金化鋼。在這種情況下,雖然可以期待鋼材本身延遲斷裂特性會提高,但考慮到在螺栓零部件的應用時,從電化學原理來看,螺栓與易氧化的螺母、墊圈或鋼板之間有可能產生腐蝕電池作用。也就是說,由于有許多的氫滲入抗氧化性好的螺栓,因此會使螺栓的延遲斷裂特性變差。
以往有的研究是假設螺栓坯料不變,使用異種金屬制作墊圈,調查了在腐蝕電池作用下延遲斷裂特性的變化。但是,關于改變螺栓材質后,螺栓與可實際使用的螺母、墊圈或鋼板之間會產生腐蝕電池作用的研究報告完全沒有。
日本采用3種鋼進行試驗。試驗用鋼為JFE-c500高強度耐磨板(JFE鋼鐵公司產高強度耐磨板)、A鋼(1300MPa級高強度螺栓用鋼)、B鋼(低C馬氏體時效鋼)、C鋼(Ni大量添加鋼)。
將切削加工后的試樣放在3%鹽水中進行延遲斷裂特性(KⅠscc)的試驗。在各試驗鋼種中能看到,當坯料的強度提高,KⅠscc下降時,螺栓有發(fā)生斷裂的趨勢。沒有發(fā)生斷裂的強度等級因鋼種的不同而不同,C鋼的強度等級比SCM435或A鋼高,即使強度達到1500MPa,也沒有發(fā)生延遲斷裂。雖然B鋼的KⅠscc值非常高,但螺栓發(fā)生了延遲斷裂。
為評價螺栓與易氧化零部件(螺母、墊圈或固定板)的接觸后向螺栓滲入氫的量,對軟鋼與試驗用鋼接觸時和不接觸時的滲入氫量進行了比較。在沒有接觸的情況下,A、B、C鋼都能看到在常溫~350℃附近有擴散氫的析出。只有在B鋼中能看到擴散氫的析出。在B鋼中所看到的擴散氫,從試驗鋼個體來看當然不是滲入的氫,而是與軟鋼接觸后才滲入鋼中的氫。
由此可以認為,雖然B鋼的延遲斷裂特性好,但在螺栓試驗中出現(xiàn)劣化是由于接觸腐蝕后使?jié)B入的氫增加所致。另外,用C鋼制作的螺栓可以提高延遲斷裂特性是由于Ni的大量添加可以抑制接觸腐蝕所致。