JPH10287957A - High strength pc steel bar and its manufacture - Google Patents

High strength pc steel bar and its manufacture

Info

Publication number
JPH10287957A
JPH10287957A JP11415697A JP11415697A JPH10287957A JP H10287957 A JPH10287957 A JP H10287957A JP 11415697 A JP11415697 A JP 11415697A JP 11415697 A JP11415697 A JP 11415697A JP H10287957 A JPH10287957 A JP H10287957A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel
strength
ferrite
less
delayed fracture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP11415697A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3457498B2 (en
Inventor
Toshizo Tarui
敏三 樽井
Shingo Yamazaki
真吾 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP11415697A priority Critical patent/JP3457498B2/en
Publication of JPH10287957A publication Critical patent/JPH10287957A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3457498B2 publication Critical patent/JP3457498B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high strength PC steel bar capable of spot welding and excellent in uniform elongation as well as in immunity to delayed fracture by providing a steel with a lamellar structure composed essentially of martensite and ferrite. SOLUTION: In the lamellar structure composed essentially of tempered martensite and ferrite, immunity to delayed fracture can be improved to a greater extent and strength can be increased by precipitation strengthening and also relaxation characteristic can be improved when the carbonitrides of one or more elements among V, Nb, Ti, and Ta are incorporated into ferrite. Further, the composition of the steel consists of, by weight, 0.2-0.4% C, <=3.0% Si, 0.2-2.0% Mn, 0.005-0.1% Al, and the balance Fe with inevitable impurities. At the time of manufacture, the steel with the above composition is heated to a temp. range between Ac1 and Ac3 , cooled at >=20 deg.C/sec cooling rate, and then tempered at 200 to 600 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポール、パイルお
よび建築、橋梁等のプレストレストコンクリート構造物
の補強材として広く使われているPC鋼棒に関わるもの
であり、特にスポット溶接が可能で引張強さが1230
MPa以上であるとともに遅れ破壊特性および一様伸び
に優れた高強度PC鋼棒およびその製造方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a PC steel rod widely used as a reinforcing material for poles, piles, and prestressed concrete structures such as buildings and bridges. Saga 1230
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high-strength PC steel bar which is not less than MPa and has excellent delayed fracture characteristics and uniform elongation, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポール、パイルおよび建築、橋梁等のプ
レストレストコンクリート構造物の補強材として広く使
われているPC鋼材は、通常、PC鋼線及びPC鋼より
線、PC鋼棒が使われている。PC鋼線は、パテンティ
ング処理をした後、伸線加工することにより製造され
る。一方、PC鋼棒は、例えば特公平5−41684号
公報に記載されているように、C量が0.25〜0.3
5%の中炭素鋼を用いて熱間圧延後、焼入れ・焼戻し処
理をすることによって製造されている。PC鋼線の強度
はPC鋼棒に比べ高いものの、C含有量が高いためにス
ポット溶接ができないという欠点がある。これに対し
て、PC鋼棒のスポット溶接性はPC鋼線に比べ良好で
あるが、「プレストレストコンクリート設計施工規準・
同解説」(日本建築学会編集、丸善)の43〜45頁に
記載されているように、強度が1275MPa(130
kgf/mm2)を超えるような高強度PC鋼棒は、P
C鋼線に比べて遅れ破壊特性が劣っている。また、特公
平5−59967号公報に記載されているように、スポ
ット溶接部は急冷されるためマルテンサイトを主体とし
た組織となり、スポット溶接部で遅れ破壊が発生しやす
くなるという問題点がある。更に、最近では、特開平7
−3396号公報に記載されているように、パイルなど
の用途に対して曲げ靭性を向上させるために一様伸びの
優れたPC鋼棒の開発が要請されている。
2. Description of the Related Art PC steel, which is widely used as a reinforcing material for prestressed concrete structures such as poles, piles, buildings, bridges, etc., is usually a PC steel wire, a PC steel strand, and a PC steel rod. . The PC steel wire is manufactured by performing a patenting process and then drawing. On the other hand, as described in Japanese Patent Publication No. 5-41684, for example, a PC steel rod has a C content of 0.25 to 0.3.
It is manufactured by performing quenching and tempering after hot rolling using 5% medium carbon steel. Although the strength of the PC steel wire is higher than that of the PC steel bar, there is a disadvantage that spot welding cannot be performed due to the high C content. On the other hand, the spot weldability of PC steel rod is better than that of PC steel wire,
As described on pages 43-45 of the same commentary (edited by the Architectural Institute of Japan, Maruzen), the strength was 1275 MPa (130
kgf / mm 2 ) for high-strength PC steel bars
The delayed fracture characteristics are inferior to the C steel wire. Further, as described in Japanese Patent Publication No. 5-59967, the spot weld is rapidly cooled to have a structure mainly composed of martensite, and there is a problem that delayed fracture easily occurs in the spot weld. . Furthermore, recently, Japanese Patent Application Laid-Open
As described in Japanese Patent No. 3396, development of a PC steel rod having excellent uniform elongation is required to improve bending toughness for applications such as piles.

【0003】PC鋼棒の遅れ破壊特性を向上させる従来
の知見として、例えば、特公平5−59967号公報で
は、P、S含有量を低減することが有効であるとしてい
る。確かに、低P、低S化は遅れ破壊に対して有効であ
るが、現行のPC鋼棒のP、S含有量はいずれも既に
0.01%前後となっている。P、S含有量を更に低減
することは可能であるが、製造コストが高くなる欠点が
ある。特公平5−41684号公報では、Si、Mn含
有量を規制するとともに焼入れ処理後、焼戻し工程中で
曲げ加工または引き抜き加工を施すことが提案されてい
る。また、特開平5−7963号公報では、PC鋼棒と
鉄線とのスポット溶接部周辺に樹脂被覆層を設けて遅れ
破壊に対する感受性を低下させることが提案されてい
る。更に、特開平6−212346号公報では、Niな
どの合金元素の添加によって遅れ破壊特性を向上させる
手段が提案されている。しかしながら、いずれの提案
も、大幅な遅れ破壊特性の改善には至っていない。
As a conventional finding for improving the delayed fracture characteristics of PC steel bars, for example, Japanese Patent Publication No. 5-59967 discloses that it is effective to reduce the contents of P and S. Certainly, low P and low S are effective for delayed fracture, but the P and S contents of the current PC steel rods are already around 0.01%. Although it is possible to further reduce the contents of P and S, there is a disadvantage that the production cost is increased. In Japanese Patent Publication No. 5-41684, it is proposed to control the contents of Si and Mn and to perform a bending process or a drawing process during a tempering process after a quenching process. Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-7963 proposes that a resin coating layer is provided around a spot weld between a PC steel rod and an iron wire to reduce the susceptibility to delayed fracture. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-212346 proposes a means for improving delayed fracture characteristics by adding an alloy element such as Ni. However, none of the proposals has led to a significant improvement in delayed fracture characteristics.

【0004】一方、PC鋼棒の一様伸びを向上させる従
来の知見として、例えば、特開平7−3396号公報で
は焼戻し温度を500℃以上の高温で行う方法が提案さ
れているが、C量が0.45%以上と高いためにスポッ
ト溶接が出来ないと言う欠点がある。また、特開平8−
158010号公報では、SiおよびAlの多量添加が
一様伸びの向上に対して有効であると述べている。しか
し、Si、Alを多量に添加すると、スポット溶接部の
遅れ破壊特性が低下し、また製造コストも高くなる欠点
がある。
On the other hand, as a conventional finding for improving the uniform elongation of a PC steel bar, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-3396 proposes a method in which a tempering temperature is set to a high temperature of 500 ° C. or more. However, there is a disadvantage that spot welding cannot be performed because the ratio is as high as 0.45% or more. Further, Japanese Unexamined Patent Publication No.
JP-A-158010 states that the addition of a large amount of Si and Al is effective for improving uniform elongation. However, when Si and Al are added in large amounts, there are disadvantages in that the delayed fracture characteristics of the spot welds are reduced and the manufacturing cost is increased.

【0005】以上のように従来技術では、スポット溶接
が可能な高強度PC鋼棒において、遅れ破壊特性と一様
伸びの個々の課題は勿論のこと、この両者を抜本的に向
上させた高強度PC鋼棒を製造することに限界があっ
た。
As described above, in the prior art, in a high-strength PC steel rod capable of spot welding, not only the individual problems of delayed fracture characteristics and uniform elongation, but also a high-strength steel rod that drastically improves both of these problems. There was a limit in manufacturing PC steel bars.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の如き実
状に鑑みなされたものであって、スポット溶接が可能で
且つ遅れ破壊特性と一様伸びの良好な強度が1230M
Pa以上の高強度のPC鋼棒を実現するとともにその製
造方法を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and is capable of performing spot welding, has a delayed fracture characteristic, and has a uniform strength of 1230M.
It is an object of the present invention to realize a high-strength PC steel bar of Pa or more and to provide a method of manufacturing the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、まず焼入
れ・焼戻し処理によって製造した種々の強度レベルのP
C鋼棒を用いて、遅れ破壊挙動を詳細に解析した。遅れ
破壊は鋼材中の水素に起因して発生していることは既に
明らかにされており、そこで、本解析では遅れ破壊特性
について、遅れ破壊が発生しない「限界拡散性水素量」
を求めることにより評価した。この方法は、電解水素チ
ャージにより種々のレベルの拡散性水素量を試料に含有
させた後、遅れ破壊試験中に試料から大気中に水素が抜
けることを防止するためにCdめっきを施し、その後、
大気中で所定の荷重を負荷し、遅れ破壊が発生しなくな
る拡散性水素量を評価するものである。図1に拡散性水
素量と遅れ破壊に至るまでの破断時間の関係について解
析した一例を示す。試料中に含まれる拡散性水素量が少
なくなるほど遅れ破壊に至るまでの時間が長くなり、拡
散性水素量がある値以下では遅れ破壊が発生しなくな
る。この水素量を「限界拡散性水素量」と定義する。限
界拡散性水素量が高いほど鋼材の耐遅れ破壊特性は良好
であり、鋼材の成分、熱処理等の製造条件によって決ま
る鋼材固有の値である。なお、試料中の拡散性水素量は
ガスクロマトグラフで容易に測定することができる。
Means for Solving the Problems The present inventors first made various strength levels of P produced by quenching and tempering.
The delayed fracture behavior was analyzed in detail using a C steel rod. It has already been clarified that delayed fracture is caused by hydrogen in steel materials. Therefore, in this analysis, regarding the delayed fracture characteristics, the "critical diffusible hydrogen amount" where delayed fracture does not occur
Was evaluated. In this method, various levels of diffusible hydrogen are contained in a sample by electrolytic hydrogen charging, and then Cd plating is performed to prevent hydrogen from leaking from the sample to the atmosphere during the delayed fracture test, and then,
A predetermined load is applied in the atmosphere, and the amount of diffusible hydrogen at which delayed fracture does not occur is evaluated. FIG. 1 shows an example in which the relationship between the amount of diffusible hydrogen and the rupture time until delayed fracture is analyzed. As the amount of diffusible hydrogen contained in the sample decreases, the time until delayed fracture increases, and when the amount of diffusible hydrogen is less than a certain value, delayed fracture does not occur. This amount of hydrogen is defined as “critical diffusible hydrogen amount”. The higher the critical diffusible hydrogen content, the better the delayed fracture resistance properties of the steel material, which is a value specific to the steel material determined by the composition of the steel material and manufacturing conditions such as heat treatment. The amount of diffusible hydrogen in a sample can be easily measured by gas chromatography.

【0008】高強度PC鋼棒の限界拡散性水素量を増加
させる手段、即ち遅れ破壊特性ならびに一様伸びを向上
させるために組織形態の観点から種々検討を重ねた結
果、マルテンサイトもしくは焼戻しマルテンサイトとフ
ェライトからなる層状組織の形成、あるいは炭窒化物が
析出したフェライトとマルテンサイトもしくは焼戻しマ
ルテンサイトの層状組織を形成させれば、1230MP
aを超えるような高強度域でも、限界拡散性水素量が高
く、遅れ破壊特性が大幅に向上すると言う全く新たな知
見を得た。また、このような層状組織に制御することに
より、一様伸びも格段に向上することを見い出した。更
に、マルテンサイトもしくは焼戻しマルテンサイトとフ
ェライトからなる層状組織およびフェライト中に析出し
た炭窒化物と遅れ破壊特性、一様伸びの関係を詳細に解
析し、その最適な製造条件を確立することによって本発
明をなしたものである。
As a result of various studies from the viewpoint of microstructure to improve the critical diffusible hydrogen content of the high-strength PC steel rod, that is, to improve delayed fracture characteristics and uniform elongation, martensite or tempered martensite was obtained. If the formation of a layered structure composed of ferrite and martensite or tempered martensite with carbonitride precipitated ferrite and a layered structure of
A completely new finding was obtained that the critical diffusible hydrogen content is high even in a high strength region exceeding a, and the delayed fracture characteristics are greatly improved. In addition, it has been found that uniform elongation is remarkably improved by controlling such a layered structure. Furthermore, the layered structure composed of martensite or tempered martensite and ferrite and the relationship between carbonitride precipitated in ferrite and delayed fracture characteristics and uniform elongation are analyzed in detail, and the optimum manufacturing conditions are established. It is the invention.

【0009】本発明は以上の知見に基づいてなされたも
のであって、その要旨とするところは下記の通りであ
る。
The present invention has been made based on the above findings, and its gist is as follows.

【0010】(1) 鋼の組織が実質的にマルテンサイ
トとフェライトの層状組織からなることを特徴とする高
強度PC鋼棒。
(1) A high-strength PC steel rod characterized in that the steel structure substantially comprises a layered structure of martensite and ferrite.

【0011】(2) 鋼の組織が実質的に焼戻しマルテ
ンサイトとフェライトの層状組織からなることを特徴す
る高強度PC鋼棒。
(2) A high-strength PC steel rod characterized in that the steel structure substantially comprises a layered structure of tempered martensite and ferrite.

【0012】(3) 鋼の組織が実質的に焼戻しマルテ
ンサイトとフェライトの層状組域からなり、フェライト
中にV、Nb、Ti、Taの内の1種または2種以上の
炭窒化物が析出していることを特徴とする高強度PC鋼
棒。
(3) The structure of the steel is substantially composed of a layered region of tempered martensite and ferrite, and one or more carbonitrides of V, Nb, Ti, and Ta are precipitated in the ferrite. A high-strength PC steel rod characterized in that:

【0013】(4) 重量%で、 C:0.2〜0.4% Si:3.0%以下 Mn:0.2〜2.0% Al:0.005〜0.1% を含有し、残部がFe及び不可避的不純物よりなること
を特徴とする上記(1)または(2)記載の高強度PC
鋼棒。
(4) By weight%, C: 0.2 to 0.4% Si: 3.0% or less Mn: 0.2 to 2.0% Al: 0.005 to 0.1% Wherein the balance comprises Fe and unavoidable impurities, and the high-strength PC according to the above (1) or (2)
Steel bar.

【0014】(5) 重量%で、 C:0.2〜0.4% Si:3.0%以下 Mn:0.2〜2.0% Al:0.005〜0.1% を含有し、更に Cr:0.05〜2.0% Mo:0.05〜1.0% Ni:0.05〜5.0% Cu:0.05〜1.0% W:0.05〜0.5% B:0.0003〜0.005% の1種または2種以上を含有し、残部がFe及び不可避
的不純物よりなることを特徴とする上記(1)または
(2)記載の高強度PC鋼棒。
(5) By weight%, C: 0.2 to 0.4% Si: 3.0% or less Mn: 0.2 to 2.0% Al: 0.005 to 0.1% , Cr: 0.05-2.0% Mo: 0.05-1.0% Ni: 0.05-5.0% Cu: 0.05-1.0% W: 0.05-0. 5% B: High strength PC according to the above (1) or (2), containing one or more of 0.0003 to 0.005%, with the balance being Fe and unavoidable impurities. Steel bar.

【0015】(6) 重量%で、 C:0.2〜0.4% Si:3.0%以下 Mn:0.2〜2.0% Al:0.005〜0.1% を含有し、更に V:0.05〜0.3% Nb:0.005〜0.1% Ti:0.005〜0.05% Ta:0.005〜0.5% の1種または2種以上を含有し、残部がFe及び不可避
的不純物よりなることを特徴とする上記(1)、(2)
または(3)記載の高強度PC鋼棒。
(6) By weight%, C: 0.2 to 0.4% Si: 3.0% or less Mn: 0.2 to 2.0% Al: 0.005 to 0.1% And V: 0.05 to 0.3% Nb: 0.005 to 0.1% Ti: 0.005 to 0.05% Ta: 0.005 to 0.5% (1) and (2), wherein the balance is Fe and unavoidable impurities.
Or the high-strength PC steel rod according to (3).

【0016】(7) 重量%で、 C:0.2〜0.4% Si:3.0%以下 Mn:0.2〜2.0% Al:0.005〜0.1% を含有し、更に Cr:0.05〜2.0% Mo:0.05〜1.0% Ni:0.05〜5.0% Cu:0.05〜1.0% W:0.05〜0.5% B:0.0003〜0.005% の1種または2種以上を含有し、且つ V:0.05〜0.3% Nb:0.005〜0.1% Ti:0.005〜0.05% Ta:0.005〜0.5% の1種または2種以上を含有し、残部がFe及び不可避
的不純物よりなることを特徴とする上記(1)、(2)
または(3)記載の高強度PC鋼棒。
(7) By weight%, C: 0.2 to 0.4% Si: 3.0% or less Mn: 0.2 to 2.0% Al: 0.005 to 0.1% , Cr: 0.05-2.0% Mo: 0.05-1.0% Ni: 0.05-5.0% Cu: 0.05-1.0% W: 0.05-0. 5% B: contains one or more of 0.0003 to 0.005%, and V: 0.05 to 0.3% Nb: 0.005 to 0.1% Ti: 0.005 to (1), (2) wherein one or more of 0.05% Ta: 0.005 to 0.5% is contained, and the balance is Fe and unavoidable impurities.
Or the high-strength PC steel rod according to (3).

【0017】(8) 重量%で C:0.2〜0.4% Si:3.0%以下 Mn:0.2〜2.0% Al:0.005〜0.1% を含有し残部がFe及び不可避的不純物よりなる鋼をA
1〜Ac 3の温度範囲に加熱後、20℃/秒以上の冷却
速度で冷却することを特徴とする高強度PC鋼棒の製造
方法。
(8) C: 0.2 to 0.4% by weight Si: 3.0% or less Mn: 0.2 to 2.0% Al: 0.005 to 0.1% with the balance being the balance Of steel consisting of Fe and unavoidable impurities
c1~ Ac ThreeAfter heating to the temperature range, cooling at 20 ° C / sec or more
Of high-strength PC steel bars characterized by cooling at a high speed
Method.

【0018】(9) 重量%で、 C:0.2〜0.4% Si:3.0%以下 Mn:0.2〜2.0% Al:0.005〜0.1% を含有し残部がFe及び不可避的不純物よりなる鋼をA
1〜Ac 3の温度範囲に加熱後、20℃/秒以上の冷却
速度で冷却し、その後、200〜600℃の温度範囲で
焼き戻すことを特徴とする高強度PC鋼棒の製造方法。
(9) By weight%, C: 0.2 to 0.4% Si: 3.0% or less Mn: 0.2 to 2.0% Al: 0.005 to 0.1% A steel whose balance is composed of Fe and unavoidable impurities
c1~ Ac ThreeAfter heating to the temperature range, cooling at 20 ° C / sec or more
Cooling at a speed and then in a temperature range of 200-600 ° C
A method for producing a high-strength PC steel bar, characterized by tempering.

【0019】(10) 重量%で、 C:0.2〜0.4% Si:3.0%以下 Mn:0.2〜2.0% Al:0.005〜0.1% を含有し残部がFe及び不可避的不純物よりなる鋼をA
1〜Ac 3の温度範囲に加熱後、20℃/秒以上の冷却
速度で冷却し、その後、0.3%以上の塑性歪みを付与
し、引き続き200〜600℃の温度範囲で焼き戻すこ
とを特徴とする高強度PC鋼棒の製造方法。
(10) By weight%, C: 0.2 to 0.4% Si: 3.0% or less Mn: 0.2 to 2.0% Al: 0.005 to 0.1% A steel whose balance is composed of Fe and unavoidable impurities
c1~ Ac ThreeAfter heating to the temperature range, cooling at 20 ° C / sec or more
Cool at speed, then apply plastic strain of 0.3% or more
And then tempered in the temperature range of 200 to 600 ° C.
A method for producing a high-strength PC steel bar, characterized by the following.

【0020】(11) 重量%で、 C:0.2〜0.4% Si:3.0%以下 Mn:0.2〜2.0% Al:0.005〜0.1% を含有し残部がFe及び不可避的不純物よりなる鋼をA
1〜Ac 3の温度範囲に加熱後、20℃/秒以上の冷却
速度で冷却し、その後、200〜600℃の温度範囲に
加熱し0.3%以上の塑性歪みを付与することを特徴と
する高強度PC鋼棒の製造方法。
(11) In weight%, C: 0.2 to 0.4% Si: 3.0% or less Mn: 0.2 to 2.0% Al: 0.005 to 0.1% A steel whose balance is composed of Fe and unavoidable impurities
c1~ Ac ThreeAfter heating to the temperature range, cooling at 20 ° C / sec or more
Cooling at a speed, then to a temperature range of 200-600 ° C
It is characterized by applying plastic strain of 0.3% or more by heating
Of producing high-strength PC steel bars.

【0021】(12) 重量%で、 Cr:0.05〜2.0% Mo:0.05〜1.0% Ni:0.05〜5.0% Cu:0.05〜1.0% W:0.05〜0.5% B:0.0003〜0.005% の1種または2種以上を含有することを特徴とする上記
(8)、(9)、(10)または(11)記載の高強度
PC鋼棒の製造方法。
(12) Cr: 0.05 to 2.0% Mo: 0.05 to 1.0% Ni: 0.05 to 5.0% Cu: 0.05 to 1.0% by weight% (8), (9), (10) or (11), wherein one or more of W: 0.05 to 0.5% B: 0.0003 to 0.005% are contained. )).

【0022】(13) 重量%で、 V:0.05〜0.3% Nb:0.005〜0.1% Ti:0.005〜0.05% Ta:0.005〜0.5% の1種または2種以上を含有することを特徴とする上記
(8)、(9)、(10)または(11)記載の高強度
PC鋼棒の製造方法。
(13) By weight%, V: 0.05-0.3% Nb: 0.005-0.1% Ti: 0.005-0.05% Ta: 0.005-0.5% The method for producing a high-strength PC steel rod according to the above (8), (9), (10) or (11), comprising one or more of the following.

【0023】(14) 重量%で、 Cr:0.05〜2.0% Mo:0.05〜1.0% Ni:0.05〜5.0% Cu:0.05〜1.0% W:0.05〜0.5% B:0.0003〜0.005% の1種または2種以上を含有し、更に V:0.05〜0.3% Nb:0.005〜0.1% Ti:0.005〜0.05% Ta:0.005〜0.5% の1種または2種以上を含有することを特徴とする上記
(8)、(9)、(10)または(11)記載の高強度
PC鋼棒の製造方法。
(14) Cr: 0.05-2.0% Mo: 0.05-1.0% Ni: 0.05-5.0% Cu: 0.05-1.0% by weight% W: 0.05 to 0.5% B: One or more of 0.0003 to 0.005%, and V: 0.05 to 0.3% Nb: 0.005 to 0.5% (8), (9), (10) or (1) wherein one or more of 1% Ti: 0.005 to 0.05% Ta: 0.005 to 0.5% is contained. (11) The method for producing a high-strength PC steel rod according to (11).

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。まず、本発明で目的とする高強度PC鋼棒
の遅れ破壊特性と一様伸びの向上に対して最も重要な点
である組織形態の限定理由について述べる。
Next, an embodiment of the present invention will be described. First, the reason for limiting the microstructure, which is the most important point for improving the delayed fracture characteristics and uniform elongation of the high-strength PC steel rod intended in the present invention, is described.

【0025】本発明のマルテンサイトもしくは焼戻しマ
ルテンサイトとフェライトの層状組織の走査型電子顕微
鏡写真の一例を図2に示す。図2はマルテンサイトとフ
ェライトの場合であるが、マルテンサイトとフェライト
は微細な層状組織になっていることがわかる。なお、こ
の組織を焼き戻すと焼戻しマルテンサイトとフェライト
の層状組織となる。マルテンサイトもしくは焼戻しマル
テンサイトとフェライトの微細な層状組織に制御するこ
とによって、遅れ破壊特性と一様伸びの両者を同時に向
上させることが可能となる。遅れ破壊特性と一様伸びに
及ぼす組織形態の影響について解析した一例を図3、図
4に示す。マルテンサイトもしくは焼戻しマルテンサイ
トとフェライトの層状組織にすることによって、限界拡
散性水素量が高く、また一様伸びが大幅に向上すること
がわかる。これに対して、従来の焼入れ・焼戻し方法に
よる焼戻しマルテンサイトの単一の組織では、限界拡散
性水素量と一様伸びが低い。高強度で且つ遅れ破壊特性
と一様伸びを大幅に向上させるためには、マルテンサイ
トもしくは焼戻しマルテンサイトとフェライトの層状組
織において、マルテンサイト間もしくは焼戻しマルテン
サイト間の平均間隔は10μm以下が好ましく、より好
ましい条件は5μm以下である。平均間隔は切断法によ
って測定することができる。また、層状組織のマルテン
サイトもしくは焼戻しマルテンサイト中に残留オーステ
ナイトあるいは少量のベイナイト、パーライトが存在し
ていても、一様伸び、遅れ破壊特性に対して何ら差し支
えがない。また、マルテンサイトもしくは焼戻しマルテ
ンサイトの層状組織において、フェライト分率は10〜
70%の範囲が好ましい条件である。これは、フェライ
ト分率が10%未満では、大幅な一様伸びの向上が期待
できず、一方、70%を越えると1230MPa以上の
高強度にすることが困難になるためである。PC鋼棒の
高強度化および遅れ破壊特性と一様伸びの向上を同時に
達成する点で、より好ましいフェライト分率の範囲は、
20〜60%である。
FIG. 2 shows an example of a scanning electron micrograph of the layered structure of martensite or tempered martensite and ferrite of the present invention. FIG. 2 shows the case of martensite and ferrite, and it can be seen that martensite and ferrite have a fine layered structure. When this structure is tempered, it becomes a layered structure of tempered martensite and ferrite. By controlling the fine layered structure of martensite or tempered martensite and ferrite, both delayed fracture characteristics and uniform elongation can be simultaneously improved. FIGS. 3 and 4 show an example of analysis of the influence of the microstructure on the delayed fracture characteristics and uniform elongation. It can be seen that by forming a layered structure of martensite or tempered martensite and ferrite, the critical diffusible hydrogen content is high and uniform elongation is greatly improved. On the other hand, the single structure of tempered martensite by the conventional quenching / tempering method has low critical diffusible hydrogen content and low uniform elongation. In order to significantly improve the strength and delayed fracture characteristics and uniform elongation, in the layered structure of martensite or tempered martensite and ferrite, the average interval between martensite or tempered martensite is preferably 10 μm or less, More preferable conditions are 5 μm or less. The average interval can be measured by a cutting method. Further, even if residual austenite or a small amount of bainite or pearlite is present in martensite or tempered martensite having a layered structure, there is no problem with uniform elongation and delayed fracture characteristics. In the layered structure of martensite or tempered martensite, the ferrite fraction is 10 to 10.
A preferred range is 70%. This is because if the ferrite fraction is less than 10%, a significant improvement in uniform elongation cannot be expected, while if it exceeds 70%, it is difficult to achieve a high strength of 1230 MPa or more. In order to simultaneously enhance the strength and delayed fracture characteristics of PC steel bars and improve uniform elongation, a more preferable range of the ferrite fraction is as follows.
20 to 60%.

【0026】焼戻しマルテンサイトとフェライトの層状
組織において、フェライト中にV、Nb、Ti、Taの
内の1種または2種以上の炭窒化物を析出させると、図
3に示したように遅れ破壊特性が一層向上する。更に、
析出強化によって強度が増加するととともにリラクゼー
ション特性も向上させる効果がある。
In the layered structure of tempered martensite and ferrite, when one or more carbon nitrides of V, Nb, Ti, and Ta are precipitated in the ferrite, delayed fracture occurs as shown in FIG. The characteristics are further improved. Furthermore,
Precipitation strengthening has the effect of increasing strength and at the same time improving relaxation characteristics.

【0027】次に、本発明の対象とする鋼の成分の限定
理由について述べる。
Next, the reasons for limiting the components of the steel to which the present invention is applied will be described.

【0028】C:CはPC鋼棒の強度を確保する上で必
須の元素であるが、0.2%未満では目的とする高強度
のPC鋼棒が得られず、一方0.4%を越えるとスポッ
ト溶接性が著しく劣化するため、0.2〜0.4%の範
囲に制限した。
C: C is an essential element for securing the strength of the PC steel rod, but if it is less than 0.2%, the desired high strength PC steel rod cannot be obtained, while 0.4% If it exceeds, the spot weldability deteriorates remarkably, so the range is limited to the range of 0.2 to 0.4%.

【0029】Si:Siはリラクゼーション特性を向上
させるとともに固溶体硬化作用によって強度を高める作
用がある。3%を超えても添加量に見合う効果が期待で
きず、スポット溶接部の遅れ破壊特性が低下するため、
3%以下の範囲に制限した。好ましい範囲は、0.2〜
2.5%である。
Si: Si has the effect of improving the relaxation properties and increasing the strength by the solid solution hardening action. Even if it exceeds 3%, an effect commensurate with the added amount cannot be expected, and the delayed fracture characteristics of the spot welded portion are reduced.
It was restricted to a range of 3% or less. The preferred range is 0.2 to
2.5%.

【0030】Mn:Mnは脱酸、脱硫のために必要であ
るばかりでなく、焼入性を高めるために有効な元素であ
るが、0.2%未満では上記の効果が得られず、一方
2.0%を越えるとスポット溶接性が悪化するために、
0.2〜2.0%の範囲に制限した。
Mn: Mn is not only necessary for deoxidation and desulfurization but is also an effective element for enhancing hardenability, but if it is less than 0.2%, the above effects cannot be obtained. If it exceeds 2.0%, the spot weldability deteriorates.
It was limited to the range of 0.2 to 2.0%.

【0031】Al:Alは脱酸およびAlNを形成する
ことによりオーステナイト粒の粗大化を防止する効果を
有しているが、0.005%未満ではこれらの効果が発
揮されず、0.1%を越えても効果が飽和するため0.
005〜0.1%の範囲に限定した。
Al: Al has the effect of preventing the austenite grains from becoming coarse by deoxidizing and forming AlN. However, if it is less than 0.005%, these effects are not exhibited, and 0.1% If the value exceeds 0.1, the effect is saturated.
It was limited to the range of 005 to 0.1%.

【0032】以上が本発明の対象とする鋼の基本成分で
あるが、本発明においては、更にこの鋼に (A)Cr:0.05〜2.0% Mo:0.05〜1.0% Ni:0.05〜5.0% Cu:0.05〜1.0% W:0.05〜0.5% B:0.0003〜0.005% の1種または2種以上、あるいは (B)V:0.05〜0.3% Nb:0.005〜0.1% Ti:0.005〜0.05% Ta:0.005〜0.5% の1種または2種以上の(A)、(B)の群の一方また
は両方を含有せしめることができる。(A)群の元素は
主に焼入れ性と遅れ破壊特性を向上させる目的で添加す
るものである。一方、(B)群の元素は、前述したよう
にフェライト中に炭窒化物を析出させ、遅れ破壊特性と
リラクゼーション特性の向上効果、強度の増加、更に結
晶粒を微細化させることを目的に添加するものである。
The above are the basic components of the steel targeted by the present invention. In the present invention, (A) Cr: 0.05 to 2.0% Mo: 0.05 to 1.0 % Ni: 0.05 to 5.0% Cu: 0.05 to 1.0% W: 0.05 to 0.5% B: 0.0003 to 0.005% (B) V: 0.05 to 0.3% Nb: 0.005 to 0.1% Ti: 0.005 to 0.05% Ta: 0.005 to 0.5% (A) and / or (B). The elements of group (A) are added mainly for the purpose of improving hardenability and delayed fracture characteristics. On the other hand, the elements of the group (B) are added for the purpose of precipitating carbonitride in the ferrite as described above, improving the delayed fracture and relaxation properties, increasing the strength, and further refining the crystal grains. Is what you do.

【0033】Cr:Crは焼入性と遅れ破壊特性を向上
させるとともに焼戻し処理時の軟化抵抗を増加させるた
めに有効な元素であるが、0.05%未満ではその効果
が十分に発揮できず、一方2.0%を超えるとスポット
溶接性が劣化するために0.05〜2.0%に限定し
た。
Cr: Cr is an element effective for improving hardenability and delayed fracture characteristics and increasing softening resistance during tempering, but if it is less than 0.05%, its effect cannot be fully exhibited. On the other hand, if it exceeds 2.0%, the spot weldability deteriorates, so the content is limited to 0.05 to 2.0%.

【0034】Mo:MoはCrと同様に焼入れ性と遅れ
破壊特性を向上させ、強い焼戻し軟化抵抗を有し熱処理
後の引張強さを高めるために有効な元素であり、更にリ
ラクゼーション特性を向上させる効果も有しているが、
0.05%未満ではその効果が少なく、一方1.0%を
越えて添加してもその効果が飽和するため、0.05〜
1.0%の範囲に制限した。
Mo: Mo is an element which improves hardenability and delayed fracture characteristics like Cr, has a strong tempering softening resistance and is effective for increasing tensile strength after heat treatment, and further improves relaxation characteristics. It also has an effect,
If the content is less than 0.05%, the effect is small. On the other hand, if the content exceeds 1.0%, the effect is saturated.
Limited to 1.0% range.

【0035】Ni:Niは焼入性と遅れ破壊特性を高め
るために添加するが、0.05%未満ではその効果が少
なく、一方5.0%を越えても添加量にみあう効果が発
揮できないため、0.05〜5.0%の範囲に制限し
た。
Ni: Ni is added in order to enhance the hardenability and delayed fracture characteristics. If Ni is less than 0.05%, its effect is small, while if it exceeds 5.0%, the effect corresponding to the added amount is exhibited. Since it cannot be performed, it was limited to the range of 0.05 to 5.0%.

【0036】Cu:Cuは焼入れ性と焼戻しマルテンサ
イトの強度を高めるために有効な元素であるが、0.0
5%未満では効果が発揮できず、1.0%を超えると熱
間加工性が劣化するため、0.05〜1.0%に制限し
た。
Cu: Cu is an element effective for increasing the hardenability and the strength of tempered martensite,
If it is less than 5%, the effect cannot be exhibited, and if it exceeds 1.0%, the hot workability deteriorates, so the content is limited to 0.05 to 1.0%.

【0037】B:Bは、遅れ破壊特性を向上させる効果
があり、更に焼入性を著しく高める効果も有している
が、Bが0.0003%未満では前記の効果が発揮され
ず、0.005%を超えても効果が飽和するため0.0
003〜0.005%に制限した。
B: B has the effect of improving delayed fracture characteristics and also has the effect of significantly improving hardenability. However, if B is less than 0.0003%, the above effect is not exhibited, and Even if it exceeds 0.005%, the effect is saturated, so that 0.0
003 to 0.005%.

【0038】V:Vは炭窒化物を生成することにより、
遅れ破壊特性を向上させるとともに降伏強度の増加、リ
ラクゼーション特性を向上させる効果があるが、0.0
5%未満では前記作用の効果が得られず、一方0.3%
を越えても効果が飽和するため0.05〜0.3%に限
定した。
V: V forms carbonitride by
It has the effect of improving the delayed fracture characteristics and increasing the yield strength and the relaxation characteristics.
If it is less than 5%, the above effect cannot be obtained, while 0.3%
Exceeds 0.05%, the effect is saturated.

【0039】Nb:NbもVと同様に炭窒化物を生成す
ることにより、遅れ破壊特性を向上させるとともに降伏
強度の増加とリラクゼーション特性を向上させる効果が
ある。0.005%未満では上記効果が不十分であり、
一方0.1%を越えるとこの効果が飽和するため0.0
05〜0.1%に制限した。
Nb: Nb also produces carbonitrides like V, thereby improving delayed fracture characteristics, increasing yield strength and improving relaxation characteristics. If less than 0.005%, the above effect is insufficient,
On the other hand, if it exceeds 0.1%, this effect is saturated, so that 0.0%
Limited to 05-0.1%.

【0040】Ti:Tiは脱酸および炭窒化物を形成す
ることにより、遅れ破壊特性を向上させるとともに降伏
強度の増加とリラクゼーション特性の向上に有効な元素
であるが、0.005%未満ではこれらの効果が発揮さ
れず、0.05%を越えても効果が飽和するため0.0
05〜0.05%の範囲に限定した。
Ti: Ti is an element effective for improving delayed fracture characteristics and increasing yield strength and relaxation characteristics by deoxidizing and forming carbonitrides. Effect is not exhibited, and even if it exceeds 0.05%, the effect is saturated.
It was limited to the range of 0.05 to 0.05%.

【0041】Ta:TaもVと同様に炭窒化物を生成す
ることにより、遅れ破壊特性を向上させるとともに降伏
強度の増加とリラクゼーション特性を向上させる効果が
あるが、0.005%未満では前記の効果が発揮され
ず、0.5%を越えて添加しても効果が飽和するため、
0.005〜0.5%に限定した。
Ta: Like V, Ta also produces carbonitrides, thereby improving delayed fracture characteristics, increasing yield strength, and improving relaxation characteristics. The effect is not exhibited, and the effect is saturated even if added over 0.5%.
It was limited to 0.005 to 0.5%.

【0042】P、Sについては特に制限しないものの、
PC鋼棒の遅れ破壊特性を向上させる観点から、それぞ
れ0.015%以下が好ましい範囲である。また、Nは
Al、V、Nb、Tiの窒化物を生成することにより結
晶粒の細粒化、降伏強度の増加、リラクゼーション特性
の向上効果があるため、0.002〜0.015%が好
ましい範囲である。
Although P and S are not particularly limited,
From the viewpoint of improving the delayed fracture characteristics of the PC steel rod, the respective ranges are preferably 0.015% or less. In addition, since N has the effect of reducing the crystal grain size, increasing the yield strength, and improving the relaxation properties by forming nitrides of Al, V, Nb, and Ti, N is preferably 0.002 to 0.015%. Range.

【0043】本発明の高強度PC鋼棒の製造方法では、
上記成分の鋼をAc1〜Ac 3の温度範囲に加熱後、20
℃/秒以上の冷却速度で冷却するか、あるいは冷却後に
200〜600℃の温度範囲で焼き戻すか、または冷却
後に0.3%以上の塑性歪みを付与し引き続き200〜
600℃の温度範囲で焼き戻すか、もしくは冷却後に2
00〜600℃の温度範囲に加熱し0.3%以上の塑性
歪みを付与するものである。以下に製造条件の限定理由
を述べる。
In the method for producing a high-strength PC steel rod according to the present invention,
Ac1~ Ac ThreeAfter heating to the temperature range of
Cool at a cooling rate of at least
Tempering or cooling in the temperature range of 200-600 ° C
Later, a plastic strain of 0.3% or more is applied, and
Tempering in the temperature range of 600 ° C. or 2 after cooling
0.3% or more plasticity by heating to the temperature range of 00-600 ° C
This is to impart distortion. Below are the reasons for limiting the manufacturing conditions
State.

【0044】鋼材はフェライトとオーステナイトの二相
領域に加熱するものであり、この際、加熱温度がAc1
未満あるいはAc 3を越えると、最終的にマルテンサイ
トもしくは焼戻しマルテンサイトとフェライトの層状組
織が得られないため、加熱温度範囲をAc1〜Ac 3に限
定した。なお、(Ac1+10)〜(Ac 3−10)℃の
範囲がより好ましい条件である。加熱時間は、加熱方法
によっても異なるため特に限定しないが、2秒以上が好
ましい条件である。これは、2秒未満であると多量のセ
メンタイトが残存する可能性があるためである。また、
マルテンサイトもしくは焼戻しマルテンサイトとフェラ
イトの層状組織の微細化を図る上で、加熱する前の鋼
は、マルテンサイトまたは焼戻しマルテンサイトあるい
はベイナイトもしくはパーライトを主体とした組織に調
整しておくことが望ましく、この際のフェライト分率
は、10%未満であることが好ましい条件である。な
お、加熱前の組織を制御する手段としては、熱間圧延後
の冷却速度の調整、あるいは通常の焼入れ・焼戻し、オ
ーステナイト化処理後の冷却速度の調整などがあり、い
ずれの方法でもかまわない。
The steel material has two phases of ferrite and austenite
In this case, the heating temperature is Ac1
Less than or Ac ThreeCrosses the
Or tempered martensite and ferrite layered set
Since weaving cannot be obtained, the heating temperature range is set to Ac1~ Ac ThreeLimited to
Specified. Note that (Ac1+10) to (Ac Three-10) ° C
The range is a more preferable condition. The heating time depends on the heating method
There is no particular limitation because it differs depending on the
This is a good condition. This means that less than 2 seconds
This is because there is a possibility that the men- tite may remain. Also,
Blow with martensite or tempered martensite
In order to refine the layered structure of the
Is martensite or tempered martensite or
Is based on bainite or perlite.
It is desirable to adjust the ferrite fraction at this time.
Is a condition that is preferably less than 10%. What
As a means to control the structure before heating, after hot rolling
Adjustment of the cooling rate of
-Adjustment of the cooling rate after the
It does not matter if it is shifted.

【0045】加熱後の冷却速度が20℃/秒未満である
と、冷却中に多量のフェライト、パーライト、ベイナイ
トが生成し強度が低下する可能性が高くなるため、冷却
速度の下限を20℃/秒に限定した。冷却中に生成しや
すいフェライト、パーライト、ベイナイトを出来るだけ
防止する観点で、好ましい冷却速度は50℃/秒以上で
ある。なお、冷却の終了温度は、マルテンサイト変態温
度以下(Ms点以下)である。
If the cooling rate after heating is less than 20 ° C./sec, a large amount of ferrite, pearlite, and bainite will be formed during cooling and the strength is likely to decrease. Limited to seconds. From the viewpoint of minimizing ferrite, pearlite, and bainite which are easily generated during cooling, a preferable cooling rate is 50 ° C./sec or more. The cooling end temperature is not higher than the martensite transformation temperature (not higher than the Ms point).

【0046】冷却後の焼戻しは、降伏強度の増加とリラ
クゼーション特性を向上させるために行うものである。
特に、V、Nb、Ti、Taを含む鋼では、焼戻し処理
によってフェライト中にこれらの合金元素の炭窒化物が
生成し、リラクゼーション特性以外に遅れ破壊特性も向
上させる。この際、200℃未満では焼戻しの効果が少
なく、一方、600℃を越えると強度が低下し高強度の
PC鋼棒の製造が困難になるため、焼戻し温度範囲を2
00〜600℃に限定した。なお、遅れ破壊特性の向上
の点で、焼戻し時の加熱速度は20℃/秒以上が好まし
い条件である。
Tempering after cooling is performed to increase yield strength and improve relaxation characteristics.
In particular, in steels containing V, Nb, Ti, and Ta, tempering treatment produces carbonitrides of these alloying elements in ferrite, thereby improving delayed fracture characteristics in addition to relaxation characteristics. At this time, if the temperature is lower than 200 ° C., the effect of the tempering is small.
It was limited to 00-600 ° C. From the viewpoint of improving delayed fracture characteristics, the heating rate during tempering is preferably 20 ° C./sec or more.

【0047】本発明では、冷却後にPC鋼棒に0.3%
以上の塑性歪みを付与し、その後に焼き戻すか、焼戻し
の際に0.3%以上の塑性歪みを付与しても良い。この
目的は、降伏強度の増加とリラクゼーション特性を向上
させるためである。0.3%未満では、上記の効果が少
ないため、下限を0.3%に限定した。なお、塑性歪み
を付与する手段は、引張り歪み、矯直加工による歪みな
ど、いかなる方法でも良い。
In the present invention, after cooling, 0.3%
The above plastic strain may be applied and then tempered, or at the time of tempering, plastic strain of 0.3% or more may be applied. The purpose is to increase the yield strength and improve the relaxation properties. If it is less than 0.3%, the above effect is small, so the lower limit is limited to 0.3%. The means for imparting plastic strain may be any method such as tensile strain or strain due to straightening.

【0048】本発明ではAc1〜Ac 3の温度範囲に加熱
する前、加熱・冷却後あるいは焼戻し処理後に線径調
整、異形加工などの目的で軽度の伸線加工あるいは塑性
加工を行っても遅れ破壊特性、一様伸びの顕著な劣化は
なく、なんら制限を受けるものではない。
In the present invention, Ac1~ Ac ThreeHeating to the temperature range
Before heating, after heating / cooling or after tempering
Light wire drawing or plasticity for purposes such as shaping and deforming
Delayed fracture characteristics and remarkable deterioration of uniform elongation even after processing
There is no restriction.

【0049】[0049]

【実施例】以下、実施例により本発明の効果をさらに具
体的に説明する。
EXAMPLES Hereinafter, the effects of the present invention will be described more specifically with reference to examples.

【0050】表1に示す化学組成を有する鋼材を熱間圧
延後の冷却速度の調整あるいはオーステナイト化処理後
の焼入れ、焼戻しによって種々の組織形態にした後、A
1〜Ac 3の温度範囲に加熱し熱間加工を行い、その
後、冷却した。焼戻しは高周波加熱で行い、塑性歪み
は、引張り試験機を使って付与した。
The steel having the chemical composition shown in Table 1 was hot-pressed.
Adjustment of cooling rate after rolling or after austenitizing
After quenching and tempering into various structural forms,
c1~ Ac ThreeHeating to the temperature range of
Then, it was cooled. Tempering is performed by high frequency heating and plastic strain
Was applied using a tensile tester.

【0051】上記の試料を用いて、組織形態、機械的性
質、遅れ破壊特性、リラクゼーション特性について評価
した。遅れ破壊特性は、スポット溶接を施した試料を用
いて、前に述べた限界拡散性水素量で評価を行い、負荷
応力は引張強さの80%の条件で実施した。リラクゼー
ション試験は、JIS G 3137の方法で行った。
これらの結果を、表2に示す。
Using the above samples, the morphology, mechanical properties, delayed fracture properties, and relaxation properties were evaluated. The delayed fracture characteristic was evaluated by using the sample subjected to spot welding and the critical diffusible hydrogen amount described above, and the load stress was evaluated under the condition of 80% of the tensile strength. The relaxation test was performed according to JIS G 3137.
Table 2 shows the results.

【0052】表2の試験No.1〜16が本発明例で、
表3の試験No.17〜26は比較例である。同表に見
られるように本発明例はいずれもPC鋼棒の引張強さが
1230MPa以上であるとともに、マルテンサイトも
しくは焼戻しマルテンサイトとフェライトの微細な層状
組織、または焼戻しマルテンサイトと炭窒化物が析出し
たフェライトの微細な層状組織にすることにより、従来
のPC鋼棒に比べ限界拡散性水素量が高く遅れ破壊特性
に優れ、且つ高い一様伸びのPC鋼棒が実現されてい
る。また、リラクゼーションも従来PC鋼棒と同レベル
にある。
Test No. 2 in Table 2 1 to 16 are examples of the present invention,
Test No. 3 in Table 3 17 to 26 are comparative examples. As can be seen from the table, in each of the examples of the present invention, the tensile strength of the PC steel rod is 1230 MPa or more, and a fine layered structure of martensite or tempered martensite and ferrite, or tempered martensite and carbonitride are formed. By forming a fine layered structure of the precipitated ferrite, a PC steel rod having a higher critical diffusible hydrogen content, superior delayed fracture characteristics, and high uniform elongation than conventional PC steel rods has been realized. The relaxation is also at the same level as the conventional PC steel bar.

【0053】これに対して比較例であるNo.17、1
8、19は、いずれも従来の製造方法で製造したもので
ある。即ち、通常の焼入れ・焼戻し処理によって製造し
たものであり、組織が焼戻しマルテンサイトの単一組織
の例である。このため、限界拡散性水素量が低くスポッ
ト溶接部の遅れ破壊特性が悪く、また一様伸びも低い。
On the other hand, the comparative example No. 17, 1
8 and 19 are all manufactured by a conventional manufacturing method. That is, it is manufactured by a normal quenching and tempering treatment, and the structure is an example of a single structure of tempered martensite. For this reason, the critical diffusible hydrogen content is low, the delayed fracture characteristic of the spot weld is poor, and the uniform elongation is low.

【0054】比較例であるNo.20、21は、加熱温
度が不適切な例である。即ち、No.20は加熱温度が
Ac3を越えているために、オーステナイトの単相にな
り、焼戻しマルテンサイトの単一組織となったために一
様伸びが低く、遅れ破壊特性も改善が出来ていない。ま
た、No.21は加熱温度がAc1以下であるために、
セメンタイトが球状化した高温焼戻しマルテンサイト組
織となり、高強度化が達成出来ていない。
The comparative example No. 20 and 21 are examples where the heating temperature is inappropriate. That is, No. In No. 20, since the heating temperature exceeded Ac3, a single phase of austenite was formed, and a single structure of tempered martensite was obtained, so that uniform elongation was low and delayed fracture characteristics were not improved. In addition, No. 21 has a heating temperature of Ac1 or lower,
A high temperature tempered martensite structure in which cementite is spheroidized, and high strength has not been achieved.

【0055】また、比較例であるNo.22は加熱後の
冷却速度が低すぎるために、冷却途中に多量のフェライ
トおよびパーライトが生成し、強度が低下した例であ
る。
In addition, in Comparative Example No. Sample No. 22 is an example in which a large amount of ferrite and pearlite were generated during cooling because the cooling rate after heating was too low, and the strength was reduced.

【0056】更に、比較例であるNo.23〜26は、
鋼の成分が不適切な例である。即ち、No.23はC含
有量が高すぎ、No.25はMn含有量が高く、またN
o.26はSi含有量が高すぎるために、いずれもスポ
ット溶接部に亀裂が発生し、溶接部の遅れ破壊特性が著
しく劣化した例である。No.24はC含有量が低すぎ
るために目的とする強度が達成出来ていない。
Further, in Comparative Example No. 23-26
Steel is an inappropriate example. That is, No. In No. 23, the C content was too high. No. 25 has high Mn content and N
o. Sample No. 26 is an example in which the Si content was too high, cracks were generated in the spot welds, and the delayed fracture characteristics of the welds were significantly deteriorated. No. In No. 24, the intended strength could not be achieved because the C content was too low.

【0057】[0057]

【表1】 [Table 1]

【0058】[0058]

【表2】 [Table 2]

【0059】[0059]

【表3】 [Table 3]

【0060】[0060]

【発明の効果】以上の実施例からも明かなごとく、本発
明はマルテンサイトもしくは焼戻しマルテンサイトとフ
ェライトの微細な層状組織、または焼戻しマルテンサイ
トと炭窒化物が析出したフェライトの微細な層状組織に
することにより、スポット溶接が可能な高強度PC鋼棒
の遅れ破壊特性と一様伸びを大幅に向上させることを可
能にするとともに、鋼の化学成分、熱処理条件等を最適
に選択することによって、その製造方法を確立したもの
であり、産業上の効果は極めて顕著なものがある。
As is clear from the above examples, the present invention provides a fine layered structure of martensite or tempered martensite and ferrite, or a fine layered structure of tempered martensite and ferrite in which carbonitride is precipitated. By doing so, it is possible to significantly improve the delayed fracture characteristics and uniform elongation of the high strength PC steel rod capable of spot welding, and by optimally selecting the chemical composition of the steel, heat treatment conditions, etc. The production method has been established, and the industrial effect is extremely remarkable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】拡散性水素量と遅れ破壊時間の関係の一例を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the relationship between the amount of diffusible hydrogen and delayed fracture time.

【図2】マルテンサイトとフェライトの層状組織の一例
を示す金属組織の走査型電子顕微鏡写真である。
FIG. 2 is a scanning electron micrograph of a metal structure showing an example of a layered structure of martensite and ferrite.

【図3】遅れ破壊特性とPC鋼棒の組織形態の関係の一
例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a relationship between delayed fracture characteristics and a microstructure of a PC steel rod.

【図4】一様伸びとPC鋼棒の組織形態の関係の一例を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between uniform elongation and the microstructure of a PC steel rod.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鋼の組織が実質的にマルテンサイトとフ
ェライトの層状組織からなることを特徴とする高強度P
C鋼棒。
1. A high-strength steel comprising a steel having substantially a layered structure of martensite and ferrite.
C steel rod.
【請求項2】 鋼の組織が実質的に焼戻しマルテンサイ
トとフェライトの層状組織からなることを特徴する高強
度PC鋼棒。
2. A high-strength PC steel rod characterized in that the steel structure substantially comprises a layered structure of tempered martensite and ferrite.
【請求項3】 鋼の組織が実質的に焼戻しマルテンサイ
トとフェライトの層状組域からなり、フェライト中に
V、Nb、Ti、Taの内の1種または2種以上の炭窒
化物が析出していることを特徴とする高強度PC鋼棒。
3. The steel structure is substantially composed of a layered region of tempered martensite and ferrite, and one or more carbon nitrides of V, Nb, Ti, and Ta are precipitated in the ferrite. A high-strength PC steel rod characterized in that:
【請求項4】 重量%で、 C:0.2〜0.4% Si:3.0%以下 Mn:0.2〜2.0% Al:0.005〜0.1% を含有し、残部がFe及び不可避的不純物よりなること
を特徴とする請求項1または2記載の高強度PC鋼棒。
4. The composition according to claim 1, wherein C: 0.2 to 0.4% Si: 3.0% or less Mn: 0.2 to 2.0% Al: 0.005 to 0.1% 3. The high-strength PC steel rod according to claim 1, wherein the balance comprises Fe and unavoidable impurities.
【請求項5】 重量%で、 C:0.2〜0.4% Si:3.0%以下 Mn:0.2〜2.0% Al:0.005〜0.1% を含有し、更に Cr:0.05〜2.0% Mo:0.05〜1.0% Ni:0.05〜5.0% Cu:0.05〜1.0% W:0.05〜0.5% B:0.0003〜0.005% の1種または2種以上を含有し、残部がFe及び不可避
的不純物よりなることを特徴とする請求項1または2記
載の高強度PC鋼棒。
5. The composition according to claim 1, wherein C: 0.2 to 0.4% Si: 3.0% or less Mn: 0.2 to 2.0% Al: 0.005 to 0.1% Further, Cr: 0.05 to 2.0% Mo: 0.05 to 1.0% Ni: 0.05 to 5.0% Cu: 0.05 to 1.0% W: 0.05 to 0.5 The high-strength PC steel rod according to claim 1 or 2, wherein one or more kinds of B are contained, and the balance consists of Fe and unavoidable impurities.
【請求項6】 重量%で、 C:0.2〜0.4% Si:3.0%以下 Mn:0.2〜2.0% Al:0.005〜0.1% を含有し、更に V:0.05〜0.3% Nb:0.005〜0.1% Ti:0.005〜0.05% Ta:0.005〜0.5% の1種または2種以上を含有し、残部がFe及び不可避
的不純物よりなることを特徴とする請求項1、2および
3の内のいずれかに記載の高強度PC鋼棒。
6. In% by weight, C: 0.2 to 0.4% Si: 3.0% or less Mn: 0.2 to 2.0% Al: 0.005 to 0.1% V: 0.05 to 0.3% Nb: 0.005 to 0.1% Ti: 0.005 to 0.05% Ta: One or more of 0.005 to 0.5% The high-strength PC steel rod according to any one of claims 1, 2 and 3, wherein the balance consists of Fe and unavoidable impurities.
【請求項7】 重量%で、 C:0.2〜0.4% Si:3.0%以下 Mn:0.2〜2.0% Al:0.005〜0.1% を含有し、更に Cr:0.05〜2.0% Mo:0.05〜1.0% Ni:0.05〜5.0% Cu:0.05〜1.0% W:0.05〜0.5% B:0.0003〜0.005% の1種または2種以上を含有し、且つ V:0.05〜0.3% Nb:0.005〜0.1% Ti:0.005〜0.05% Ta:0.005〜0.5% の1種または2種以上を含有し、残部がFe及び不可避
的不純物よりなることを特徴とする請求項1、2、およ
び3の内のいずれかに記載の高強度PC鋼棒。
7. In% by weight, C: 0.2 to 0.4% Si: 3.0% or less Mn: 0.2 to 2.0% Al: 0.005 to 0.1% Further, Cr: 0.05 to 2.0% Mo: 0.05 to 1.0% Ni: 0.05 to 5.0% Cu: 0.05 to 1.0% W: 0.05 to 0.5 % B: contains one or more of 0.0003 to 0.005%, and V: 0.05 to 0.3% Nb: 0.005 to 0.1% Ti: 0.005 to 0% 5.05% Ta: 0.005 to 0.5%, and the balance is Fe and unavoidable impurities. A high-strength PC steel rod as described in Crab.
【請求項8】 重量%で C:0.2〜0.4% Si:3.0%以下 Mn:0.2〜2.0% Al:0.005〜0.1% を含有し残部がFe及び不可避的不純物よりなる鋼をA
1〜Ac 3の温度範囲に加熱後、20℃/秒以上の冷却
速度で冷却することを特徴とする高強度PC鋼棒の製造
方法。
8. In% by weight, C: 0.2 to 0.4% Si: 3.0% or less Mn: 0.2 to 2.0% Al: 0.005 to 0.1%, with the balance being the balance A steel consisting of Fe and unavoidable impurities
c1~ Ac ThreeAfter heating to the temperature range, cooling at 20 ° C / sec or more
Of high-strength PC steel bars characterized by cooling at a high speed
Method.
【請求項9】 重量%で、 C:0.2〜0.4% Si:3.0%以下 Mn:0.2〜2.0% Al:0.005〜0.1% を含有し残部がFe及び不可避的不純物よりなる鋼をA
1〜Ac 3の温度範囲に加熱後、20℃/秒以上の冷却
速度で冷却し、その後、200〜600℃の温度範囲で
焼き戻すことを特徴とする高強度PC鋼棒の製造方法。
9. In% by weight, C: 0.2 to 0.4% Si: 3.0% or less Mn: 0.2 to 2.0% Al: 0.005 to 0.1%, with the balance being the balance Of steel consisting of Fe and unavoidable impurities
c1~ Ac ThreeAfter heating to the temperature range, cooling at 20 ° C / sec or more
Cooling at a speed and then in a temperature range of 200-600 ° C
A method for producing a high-strength PC steel bar, characterized by tempering.
【請求項10】 重量%で、 C:0.2〜0.4% Si:3.0%以下 Mn:0.2〜2.0% Al:0.005〜0.1% を含有し残部がFe及び不可避的不純物よりなる鋼をA
1〜Ac 3の温度範囲に加熱後、20℃/秒以上の冷却
速度で冷却し、その後、0.3%以上の塑性歪みを付与
し、引き続き200〜600℃の温度範囲で焼き戻すこ
とを特徴とする高強度PC鋼棒の製造方法。
10. In% by weight, C: 0.2 to 0.4% Si: 3.0% or less Mn: 0.2 to 2.0% Al: 0.005 to 0.1%, with the balance being the balance Of steel consisting of Fe and unavoidable impurities
c1~ Ac ThreeAfter heating to the temperature range, cooling at 20 ° C / sec or more
Cool at speed, then apply plastic strain of 0.3% or more
And then tempered in the temperature range of 200 to 600 ° C.
A method for producing a high-strength PC steel bar, characterized by the following.
【請求項11】 重量%で、 C:0.2〜0.4% Si:3.0%以下 Mn:0.2〜2.0% Al:0.005〜0.1% を含有し残部がFe及び不可避的不純物よりなる鋼をA
1〜Ac 3の温度範囲に加熱後、20℃/秒以上の冷却
速度で冷却し、その後、200〜600℃の温度範囲に
加熱し0.3%以上の塑性歪みを付与することを特徴と
する高強度PC鋼棒の製造方法。
11. In% by weight, C: 0.2 to 0.4% Si: 3.0% or less Mn: 0.2 to 2.0% Al: 0.005 to 0.1% Of steel consisting of Fe and unavoidable impurities
c1~ Ac ThreeAfter heating to the temperature range, cooling at 20 ° C / sec or more
Cooling at a speed, then to a temperature range of 200-600 ° C
It is characterized by applying plastic strain of 0.3% or more by heating
Of producing high-strength PC steel bars.
【請求項12】 重量%で、 Cr:0.05〜2.0% Mo:0.05〜1.0% Ni:0.05〜5.0% Cu:0.05〜1.0% W:0.05〜0.5% B:0.0003〜0.005% の1種または2種以上を含有することを特徴とする請求
項8,9、10および11の内のいずれかに記載の高強
度PC鋼棒の製造方法。
12. In weight%, Cr: 0.05 to 2.0% Mo: 0.05 to 1.0% Ni: 0.05 to 5.0% Cu: 0.05 to 1.0% W : 0.05 to 0.5%, B: 0.0003 to 0.005%, and one or more of the following. Of producing high-strength PC steel bars.
【請求項13】 重量%で、 V:0.05〜0.3% Nb:0.005〜0.1% Ti:0.005〜0.05% Ta:0.005〜0.5% の1種または2種以上を含有することを特徴とする請求
項8,9、10および11の内のいずれかに記載の高強
度PC鋼棒の製造方法。
13. In% by weight, V: 0.05 to 0.3% Nb: 0.005 to 0.1% Ti: 0.005 to 0.05% Ta: 0.005 to 0.5% The method for producing a high-strength PC steel rod according to any one of claims 8, 9, 10 and 11, wherein the method comprises one or more kinds.
【請求項14】 重量%で、 Cr:0.05〜2.0% Mo:0.05〜1.0% Ni:0.05〜5.0% Cu:0.05〜1.0% W:0.05〜0.5% B:0.0003〜0.005% の1種または2種以上を含有し、更に V:0.05〜0.3% Nb:0.005〜0.1% Ti:0.005〜0.05% Ta:0.005〜0.5% の1種または2種以上を含有することを特徴とする請求
項8,9、10および11の内のいずれかに記載の高強
度PC鋼棒の製造方法。
14. Cr: 0.05 to 2.0% Mo: 0.05 to 1.0% Ni: 0.05 to 5.0% Cu: 0.05 to 1.0% W by weight% : 0.05 to 0.5% B: One or more of 0.0003 to 0.005% V: 0.05 to 0.3% Nb: 0.005 to 0.1 % Ti: 0.005 to 0.05% Ta: 0.005 to 0.5% 1 or 2 or more of the following: 3. The method for producing a high-strength PC steel rod according to item 1.
JP11415697A 1997-04-17 1997-04-17 High-strength PC steel bar and method of manufacturing the same Expired - Fee Related JP3457498B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11415697A JP3457498B2 (en) 1997-04-17 1997-04-17 High-strength PC steel bar and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11415697A JP3457498B2 (en) 1997-04-17 1997-04-17 High-strength PC steel bar and method of manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10287957A true JPH10287957A (en) 1998-10-27
JP3457498B2 JP3457498B2 (en) 2003-10-20

Family

ID=14630562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11415697A Expired - Fee Related JP3457498B2 (en) 1997-04-17 1997-04-17 High-strength PC steel bar and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3457498B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010011447A3 (en) * 2008-07-24 2010-03-18 Crs Holdings, Inc. High strength, high toughness steel alloy
JP2012067374A (en) * 2010-09-27 2012-04-05 Kunitomo Nekko Kk Metal reinforcing member, method of manufacturing metal reinforcing member, and heat treatment method of metal
JP2016008350A (en) * 2014-06-26 2016-01-18 新日鐵住金株式会社 High-strength steel material and production method thereof
US9518313B2 (en) 2008-07-24 2016-12-13 Crs Holdings, Inc. High strength, high toughness steel alloy
WO2017099433A1 (en) * 2015-12-10 2017-06-15 주식회사 포스코 Wire rod and steel wire having excellent hydrogen induced cracking resistance, and manufacturing method therefor
US9845519B2 (en) 2012-03-26 2017-12-19 Kobe Steel, Ltd. Boron-added high strength steel for bolt and high strength bolt having excellent delayed fracture resistance

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010011447A3 (en) * 2008-07-24 2010-03-18 Crs Holdings, Inc. High strength, high toughness steel alloy
JP2011529137A (en) * 2008-07-24 2011-12-01 シーアールエス ホールディングス,インコーポレイテッド High strength and high toughness steel alloy
US9518313B2 (en) 2008-07-24 2016-12-13 Crs Holdings, Inc. High strength, high toughness steel alloy
JP2012067374A (en) * 2010-09-27 2012-04-05 Kunitomo Nekko Kk Metal reinforcing member, method of manufacturing metal reinforcing member, and heat treatment method of metal
US9845519B2 (en) 2012-03-26 2017-12-19 Kobe Steel, Ltd. Boron-added high strength steel for bolt and high strength bolt having excellent delayed fracture resistance
JP2016008350A (en) * 2014-06-26 2016-01-18 新日鐵住金株式会社 High-strength steel material and production method thereof
WO2017099433A1 (en) * 2015-12-10 2017-06-15 주식회사 포스코 Wire rod and steel wire having excellent hydrogen induced cracking resistance, and manufacturing method therefor
CN108138294A (en) * 2015-12-10 2018-06-08 株式会社Posco The excellent wire rod of hydrogen-induced cracking resistance, steel wire and their manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP3457498B2 (en) 2003-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06128688A (en) Hot rolled steel plate excellent in fatigue characteristic and it production
JP3246210B2 (en) High strength and high toughness hot-dip coated steel wire and method for producing the same
JPH07278656A (en) Production of low yield ratio high tensile strength steel
JP3233828B2 (en) High-strength PC steel rod excellent in delayed fracture characteristics of spot welds and method of manufacturing the same
JP5130472B2 (en) Method for producing high-tensile steel material with excellent weld crack resistance
JPH05105957A (en) Production of heat resistant high strength bolt
JP3457498B2 (en) High-strength PC steel bar and method of manufacturing the same
JP3348188B2 (en) High-strength PC steel rod and method of manufacturing the same
JP3233826B2 (en) High-strength PC steel rod excellent in delayed fracture characteristics of spot welds and method of manufacturing the same
JP3233827B2 (en) High-strength PC steel rod excellent in delayed fracture characteristics of spot welds and method of manufacturing the same
JP3233829B2 (en) High-strength PC steel rod excellent in delayed fracture characteristics of spot welds and method of manufacturing the same
JPH07216451A (en) Production of stainless steel material having high welding softening resistance, high strength, and high ductility
JP3457494B2 (en) High-strength PC steel bar and method of manufacturing the same
JPS63183123A (en) Production of high tensile steel having excellent low-temperature toughness after linear and spotty reheating
JPH0790495A (en) High strength steel wire and its production
JPH0741855A (en) Production of low yield radio and high toughness seamless steel pipe showing metallic structure essentially consisting of fine-grained ferrite
JP3468828B2 (en) Manufacturing method of high strength PC steel rod
KR910003883B1 (en) Making process for high tension steel
JP2706133B2 (en) Method for producing low yield ratio, high toughness, high strength steel sheet
JPH11270531A (en) High strength bolt having good delayed fracture characteristic and manufacture thereof
JP3348189B2 (en) High-strength PC steel rod and method of manufacturing the same
JPH09279303A (en) High strength pc steel bar excellent in delayed fracture characteristic and its production
KR100368241B1 (en) A method for manufacturing hot rolled trip steels with excellent flange formability
JP2003268493A (en) Pc steel bar excellent in uniform elongation and pc steel bar of pc pile
KR0143498B1 (en) Making method of pc wire rod

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20030701

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080801

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090801

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090801

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100801

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100801

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110801

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120801

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130801

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees