11 支缺口螺栓有 10 支斷前三天內淋過雨：曝露中斷掉的 1700 MPa 螺栓，氫來自腐蝕，出廠前的烘烤管不到

一個問題：11T 比較強嗎

2022 年 3 月，Yahoo!知恵袋汽車改裝分類裡有一則提問：「ハイテンションボルト」（高力螺栓）和「11T ボルト」 直徑相同時，能力會差很多嗎？當天唯一的回答說，8T、10T 是當作高力螺栓用的，沒有 11T 這個規格， 所以「11Tの方が強い」。

這個回答只看了一個數字。T 前面的數字代表抗拉強度的等級：F10T 規定 1000–1200 N/mm²，F11T 規定 1100–1300 N/mm²， F11T 的下限比較高，但兩個範圍有重疊。 沒講到的是：日本的摩擦接合用高力螺栓規格 JIS B 1186 曾經有 F11T，後來被加上括號， 理由是延遲破壞（delayed fracture）。螺栓鎖好之後，過了幾個月到幾年在原處突然斷掉，就是延遲破壞。

F11T 為什麼停產、被列為盡量不用

兩篇日本鋼鐵協會期刊的文章交代了這段歷史。2002 年神戶製鋼的並村裕一寫的回顧， 與 2026 年 NIMS 的木村勇次、井上忠信論文的前言，可以拼成下面這張表。

並村的回顧引用了更早的資料：一般的低合金調質鋼，抗拉強度超過 1200 N/mm² 之後延遲破壞的敏感性會升高，11T 以上就有可能發生，強度越高風險越大。 同一篇也寫到，用低碳硼鋼做的 10T 螺栓已經用了 20 年以上，延遲破壞的發生「皆無」。 木村等人則寫到，使用 F11T 的橋梁在檢修時，螺栓的延遲破壞已經是一個問題。

所以就一般的低合金調質鋼來說，強度等級往上提，換來的是延遲破壞的風險。並村也寫到已經有克服延遲破壞的 14T 超高力螺栓， 風險高低還要看鋼材與設計，不是只看 T 前面的數字。剩下的問題是：鎖在戶外的螺栓，氫是從哪裡來的？

試驗怎麼做

要說清楚：這篇論文測的是 1700 MPa 級螺栓，比 F11T 高出一截，用 0.4%C-2%Si-1%Cr-1%Mo 鋼淬火回火做成。 這組曝露試驗屬於 2000 MPa 級超高力螺栓的研發計畫；這一篇要釐清的是 1700 MPa 級螺栓在戶外延遲破壞的過程與機制。

缺口螺栓是在螺桿上車一道缺口，模擬不完全螺紋（螺紋收尾處）的應力集中，讓破壞提早出現。 論文說它在環境溫和得多的筑波，加速重現了宮古島上不完全螺紋處的斷裂。

十年裡斷了哪些、斷在哪

第一列和其他列是兩回事。鎖緊後 28 天內斷在頭下圓角的 15 支，作者推定是製造過程帶進去的氫， 其中 12 支是電鍍鋅、3 支是未處理；論文沒有追到是哪一道工序帶進去的。製程氫正是本站氫脆與烘烤那篇講的情況。 第 97 天斷的那一支，作者也認為很可能屬於早期破壞。其餘已知日期的斷裂落在第 302 天到第 3053 天； 另有 15 支到第 3685 天拆下時才發現已斷，實際斷在哪一天不知道。

塗層的差別也看得出來。GEOMET 螺栓沒有一支斷在不完全螺紋，作者認為是防鏽擋住了氫； 但它們的斷裂集中在螺帽咬合的那一段，作者提出的一個可能原因是塗層在鎖緊或曝露時受損，氫從破口局部進去；論文沒有實際檢查塗層損傷。

斷之前三天內下過雨

筑波的缺口螺栓有一個宮古島沒有的條件：研究者每天看，斷了就在 4 到 24 小時內收回來， 再跟 2 公里外氣象研究所的雨量資料對照。

這樣收回的 11 支裡，10 支在斷前三天內淋過雨，這些降雨的日雨量是 2 到 46 mm。 第 1 期從第 15 天開始斷，之後 71 天內累積到 9 支，271 天的累積破斷率是 70% 到 90%。 有一支斷在頭下圓角的螺栓，斷的那天下了 33.5 mm。沒斷的螺栓拆下來時，螺桿上還掛著水滴， 第 1 期有 4 支、第 2 期有 5 支。

論文也引用了 1983 年鐵道橋的調查：F11T、F13T 發生延遲破壞的接頭，把螺栓抽出來時螺桿常常是濕的。 另一個對照是頭的朝向。宮古島頭朝上，螺帽咬合部斷了 21 支（未處理 4、GEOMET 14、電鍍鋅 3），頭下圓角只有 2 支； 筑波頭朝下，頭下圓角斷 3 支、螺帽咬合部 1 支。鐵道橋頭朝下鎖的接頭也常斷在頭下圓角，原因之一是水積在那裡。 作者據此認為，雨水的進入與積存可能和延遲破壞的發生關係密切；不過頭朝下的資料只有筑波這一組，作者自己也說數據有限。

第 2 期有 6 支缺口螺栓在缺口段噴了有機富鋅漆、纏防水膠帶。缺口處的斷裂被壓下來了，6 支裡只有 1 支斷， 而且斷在螺帽內的牙根，不在缺口。

氫在哪裡、有多少

斷掉和沒斷的螺栓都被切段，用升溫脫附分析量擴散氫（從室溫加熱到 300 ℃ 放出來的氫，單位 mass ppm）。

氫量最多的地方是螺紋露在螺帽外的那一截，比螺桿高一個數量級以上；論文的外觀觀察也寫到，頭部與螺紋尖端的腐蝕比螺桿明顯。 宮古島的飛來鹽分比沖繩本島多，所以十年後的值高過模擬沖繩本島的 0.36，作者認為合理。

但量到最多的地方不一定是造成斷裂的地方。第 2 期把缺口段防鏽之後，缺口就不斷了； 作者據此判斷，造成斷裂的氫是從缺口自己的表面進去的。 論文的結論用的是「結果顯示（suggested）」：促成斷裂的氫，可能來自斷裂處表面局部腐蝕反應產生的氫。

還有一個數字跟後面的討論有關。一支宮古島螺栓的螺紋尖端切下、除鏽，在室溫放 72 小時，擴散氫還有 0.40 mass ppm。 對照組是用電解充氫的薄板：1.0 降到 24 小時後的 0.27，72 小時後歸零。 作者的說法是，長期曝露吸收的氫在室溫下不容易放出來。

為什麼出廠前的烘烤管不到

電鍍後的除氫烘烤，處理的是電鍍與酸洗時進入鋼裡的氫，在出廠前做一次 （見本站氫脆與烘烤；烘多久的爭論見烘 8 小時還是 12 小時）。 這篇論文沒有做烘烤試驗。宮古島那 15 支 28 天內就斷的螺栓，作者推定是製程氫，來源跟烘烤要處理的氫同類， 但論文沒有驗證烘烤能不能避免它們斷。

這篇論文裡其他的斷裂，作者認為氫是在曝露期間，由淋雨、乾燥反覆的局部腐蝕反應送進去的 （筑波缺口螺栓螺紋尖端的氫，在前 100 天快速上升，之後持平）。 烘烤做在安裝之前，那時這些氫還沒進去，時間順序上就碰不到它。這是本站依時間先後下的工程推論，論文本身沒有討論烘烤。

十年的反覆入氫有沒有讓沒斷的螺栓變差？作者把存活的螺栓拿去做拉伸，抗拉強度跟曝露時間無關， 破斷應力只比抗拉強度低 1% 到 3%，一支 GEOMET 螺栓是 1710 對 1700 MPa。 結論是損傷沒有累積到影響機械性質的程度。換句話說，十年裡強度沒有往下走。斷在不完全螺紋與螺帽第 1 牙的， 作者解釋為局部氫濃度超過臨界值後形成破壞起點；斷在頭下圓角與螺帽內牙根的，作者另提出軸力下降、裂紋表面入氫的機制。斷的過程也很快： 應變計記錄到一支缺口螺栓從開始掉軸力到斷只有 30 分鐘；斷在頭下圓角的兩支是 590 分鐘與 340 分鐘。

實際怎麼做

先看強度等級落在哪裡。 並村整理的經驗值是：一般的低合金調質鋼，抗拉強度超過 1200 N/mm² 之後延遲破壞敏感性升高。 本站的建議是，這類鋼的螺栓標稱抗拉強度落在這個值以上，又要放在會淋雨的戶外，就把延遲破壞列進選型的條件，不能只比強度。 問「11T 是不是比較強」之前，先問用得到那麼強嗎。

把水的路徑畫出來。 這篇論文的斷裂位置和水可能積存的地方對得上：頭朝上的宮古島組多斷在螺帽咬合部，頭朝下的筑波組多斷在頭下圓角。 兩組條件不同、頭朝下的樣本也少，但本站的建議是，設計接頭時就看螺栓頭與螺帽哪一端朝上、板間縫隙會不會讓水進去停住。

防鏽層只在完整的地方有用。 GEOMET 擋住了不完全螺紋的斷裂，富鋅漆加防水膠帶擋住了缺口的斷裂； 但 GEOMET 螺栓在螺帽咬合部照樣斷，作者推測是那裡的塗層可能受損。鎖緊會刮傷的部位，本站建議不要預設它還有保護。

不要用「第一個月沒斷」當作過關。 這組試驗裡，推定為製程氫的斷裂集中在鎖緊後 28 天內，曝露期間的斷裂則從第 302 天到第 3053 天都有， 還有到第 3685 天拆下時才發現的。一個月沒斷，不代表之後不會斷；這組數據也不能當成「一個月沒斷就排除製程氫」的通用判準。

不要指望目視巡檢抓得到。 作者寫明，頭下圓角與螺帽內牙根的延遲破壞有時用目視和觸摸都難以發現； 應變計記錄的一支缺口螺栓，從軸力開始下降到缺口根部斷掉只有 30 分鐘。高強度螺栓用在戶外結構， 要在設計階段處理，不能留給維護階段。

這一頁不能下的結論

試驗的是 1700 MPa 級、特定成分的 M12 螺栓，不是 F11T，也不是 10.9 級或 F10T； 論文沒測較低強度的螺栓，不能拿來說 10T 級在戶外會不會斷。「11 支有 10 支斷前三天內淋過雨」 指的是筑波的缺口螺栓、而且是斷後一天內收回的那 11 支，不是所有斷掉的螺栓。 斷裂天數不能換算成實際結構的壽命。GEOMET 與富鋅漆的效果只在這兩組試驗裡觀察到，沒有年數。 筑波組鎖在中空圓管上、用人工缺口，應力和宮古島組不同；頭朝下組與防鏽組的樣本都少。 雨量取自約 2 公里外的氣象站，不能證明每支螺栓實際淋到多少水。局部腐蝕入氫與雨水的作用，論文用的是「suggested」， 屬機制推論，不是逐支直接證明。「烘烤管不到」是本站依時間順序的推論。JIS B 1186 中 F11T 的處理方式依 2002 年的回顧轉述， 本站沒有讀現行版原文。

這一篇屬於第 1 步，母材。完整的順序是母材、牙、頭型、驅動、表面處理、文件；至於為什麼順序做反了是重工而不是微調，見指定一顆螺絲。

常見問題

F11T 螺栓為什麼不建議用？

因為延遲破壞。依並村 2002 年的回顧，JIS B 1186 雖列有 F11T（1100–1300 N/mm²），但因延遲破壞的危險加上括號，盡量不使用；一般低合金調質鋼抗拉強度超過 1200 N/mm² 時延遲破壞敏感性升高。木村、井上 2026 年的論文寫到 F11T 在 1981 年停產，使用 F11T 的橋梁在檢修時延遲破壞是問題。

鎖在戶外的高強度螺栓，氫從哪裡來？

這篇論文指向使用中的腐蝕（鎖緊後 28 天內斷的 15 支例外，作者推定是製程帶入的氫）。NIMS 的 1700 MPa 級螺栓在宮古島曝露十年後，螺紋外露端的擴散氫平均 0.49 mass ppm，螺桿約 0.02。筑波的缺口螺栓在斷後一天內回收的 11 支裡，10 支斷前三天內淋過雨；缺口段防鏽後缺口就不再斷，作者據此提出氫可能來自斷裂處表面的局部腐蝕。

做過除氫烘烤，就不會延遲破壞了嗎？

烘烤處理的是電鍍與酸洗帶進去的製程氫。這篇論文裡，推定為製程氫的斷裂在鎖緊後 28 天內出現；其餘已知日期的斷裂多在第 302 天到第 3053 天，另有到第 3685 天拆下才發現的，作者認為氫是曝露期間由腐蝕送進去的。烘烤在出廠前做，碰不到這些氫（這是本站依時間順序的判斷，論文沒有討論烘烤）。

定期目視檢查能發現延遲破壞嗎？

不一定。論文作者寫明，頭下圓角與螺帽內牙根的延遲破壞有時用目視和觸摸都難以發現；應變計量到一支缺口螺栓從開始掉軸力到斷只有 30 分鐘。

參考資料

• Kimura Y、Inoue T（2026）—— Delayed Fracture Mechanism of 1700 MPa-Class Quenched and Tempered Bolt under Atmospheric Corrosion Environment，ISIJ International（advance publication，轉載自鐵と鋼 112(2):60–72，開放全文）
• 並村裕一（2002）—— 鋼構造に使用されるボルト用鋼材，鐵と鋼 88(10):600–605（回顧）
• Yahoo!知恵袋（2022-03-09）—— ハイテンションボルトと11Tボルトでは径が同じ場合、能力的には全然違いますでしょうか？
• JIS B 1186 摩擦接合用高力六角ボルト・六角ナット・平座金のセット（本站未讀原文，F11T 的處理依並村 2002 轉述）
• 防了鏽卻斷了：氫脆與那一道烘烤 —— 製程帶入的氫
• 烘 8 小時夠、12 小時多餘：這個結論靠 0.1 個百分點

兩篇論文全文由本站讀過，試驗條件、斷裂天數、擴散氫數值與雨量照原文（Kimura、Inoue 2026 的 §2、§3、§4 與 Fig. 5、9、10、15；並村 2002 的 §2 與 §3.6）。「11 支有 10 支」限於斷後 4–24 小時內回收的缺口螺栓。「烘烤碰不到使用中產生的氫」是本站依時間順序的判斷，論文沒有做烘烤試驗。