【エキスパート】 ボルト締結体の対応温度帯

Q: 締結部材の対応温度帯はどうやって決まる?

Bolt Material Plating material Temperature Interval Temperature Interval
Min T (oC) Max T (oC) Min T (oF) Max T (oF)
Carbon steel/alloyed steel Oiled -50 120 -58 248
Carbon steel/alloyed steel Zinc plating -50 230 -58 446
Carbon steel/alloyed steel Cadmium -50 110 -58 230
Carbon steel/alloyed steel Phosphate -50 200 -58 392
Carbon steel/alloyed steel Heavy zinc -50 200 -58 392
Carbon steel/alloyed steel Heavy phosphate -50 200 -58 392
Carbon steel/alloyed steel Nickel -50 590 -58 1,094
Carbon steel/alloyed steel Chromium -50 650 -58 1,202
Stainless steel -120 320 -248 608
Onconel -250 650 -418 1,202
Waspalloy -250 870 -418 1,598

A: ボルトには、多くの材料から作られる様々な種類が存在しています。最も一般的なものは炭素鋼、

合金鋼、そしてステンレス製のものです。使用環境が高温である場合は、インコネルやワスパロイ等

の異なる鉄・ニッケルおよびクロムの合金がベースとして使用されます。炭素鋼および合金鋼で

作られたボルトは、下は–50度から、上はめっきの温度限度の範囲までで使用することができます。

本ページの冒頭には、一般的な例を表にして記載しています。対応温度帯の上限がニッケルは590℃、

クロムは420℃から650℃までとなるため、ニッケルやクロムめっきはより高温での動作を実現する

目的で頻繁に使用されます。しかし双方とも高価であるため、ボルトには広く普及していません。

 

合金の組合せが多様でその用途も幅広いステンレスのボルトは、通常保護コーティングを必要とせず、

一般の炭素鋼や合金鋼よりもより広い温度帯での使用が可能です。合金の組合せによってステンレス

の対応温度帯は(一般的には)–120度から320度の間となります。

 

対応温度帯を超えると発生し得る問題:

1. 炭素鋼および合金鋼は–50℃以下の温度で脆化し、破損リスクが高まります

2. めっきの対応温度帯を超えると、水素脆化や耐食性低下のためボルト折損リスクが高まります

3. ボルトの強度は温度の上昇と共に低下します

4. ボルトと被締結材が異なる材料である場合、熱膨張率に差があるため軸力損失リスクが高まります

5. 高温環境下で恒常的に圧に晒されることで、クリープと呼ばれる塑性変形リスクが高まります

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