JP2016145415A - Steel material for reinforcement and manufacturing method therefor - Google Patents
Steel material for reinforcement and manufacturing method therefor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016145415A JP2016145415A JP2016007163A JP2016007163A JP2016145415A JP 2016145415 A JP2016145415 A JP 2016145415A JP 2016007163 A JP2016007163 A JP 2016007163A JP 2016007163 A JP2016007163 A JP 2016007163A JP 2016145415 A JP2016145415 A JP 2016145415A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- steel
- steel material
- elongation
- ductility
- 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
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 97
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 97
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 18
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 title abstract description 14
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 21
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 229910001294 Reinforcing steel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 40
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 21
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 13
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 13
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 13
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 6
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001035 Soft ferrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
本発明は、鉄筋コンクリート構造物に用いられる剪断補強筋等の素材として使用される鉄筋用鋼材およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a steel material for reinforcing steel used as a material such as a shear reinforcement used in a reinforced concrete structure and a method for manufacturing the same.
鉄筋コンクリート構造物を補強してその崩壊を防ぐために、該構造物には剪断補強筋が使用されるのが一般的である。この剪断補強筋を使用した鉄筋コンクリート構造物では、鉄筋コンクリート構造物が剪断変形する際に、剪断補強筋が伸びて塑性変形することにより鉄筋コンクリート構造物の変形エネルギーが剪断補強筋に吸収され、鉄筋コンクリート構造物の崩壊が防がれる。しかし、従前の剪断補強筋は、延性および靱性の点からは必ずしも十分なものではない。剪断補強筋は、棒鋼に曲げ加工を施して円形や角形等に成形されて製造されるものであるため、素材として使用される鋼材が延性および靱性に優れていれば曲げ加工が容易となり、加工性の面で大きなメリットとなる。 In order to reinforce a reinforced concrete structure and prevent its collapse, it is common to use shear reinforcement in the structure. In the reinforced concrete structure using this shear reinforcement, when the reinforced concrete structure undergoes shear deformation, the shear reinforcement is stretched and plastically deformed, so that the deformation energy of the reinforced concrete structure is absorbed by the shear reinforcement, and the reinforced concrete structure Is prevented from collapsing. However, conventional shear reinforcements are not always sufficient in terms of ductility and toughness. Since the shear reinforcement is manufactured by bending a steel bar into a round shape or a square shape, if the steel used as the material is excellent in ductility and toughness, the bending work becomes easy. This is a great merit in terms of sex.
また、近年は、剪断補強筋を溶接して施工することによって鉄筋コンクリート構造物を補強する、施工性のよい溶接閉鎖型剪断補強筋の需要が高まっている。この溶接閉鎖型剪断補強筋では、溶接によって鋼材の強度および延性が低下しないことが重要であり、また、溶接部の継手伸びも重要な特性となる。通常、剪断補強筋の溶接では、フラッシュバット溶接やアプセットバット溶接と呼ばれる高能力かつ高生産性の抵抗溶接が適用される。 Further, in recent years, there is an increasing demand for a welded closed type shear reinforcing bar having good workability, which reinforces a reinforced concrete structure by welding and installing the shear reinforcing bar. In this welded closed type reinforcing reinforcement, it is important that the strength and ductility of the steel material are not reduced by welding, and the joint elongation of the welded portion is also an important characteristic. In general, high capacity and high productivity resistance welding called flash butt welding or upset butt welding is applied to the welding of the shear reinforcement.
ここで、フラッシュバット溶接とは、2本の棒鋼の間に大電圧を印加した状態で、該棒鋼の端面同士を繰り返し接触させ、その際に発生するアークを利用して棒鋼端部に溶融部を形成し、この溶融部を最終的にアプセット(据え込み変形)により排出し、2本の棒鋼の端部に接合部を形成する溶接法である。また、アプセットバット溶接とは、完全に突き合わせられた2本の棒鋼の端面間に大電圧を加えて、抵抗発熱により端部をアプセットし、2本の棒鋼の端部に接合部を形成する溶接法である。 Here, flash butt welding is a state where a large voltage is applied between two steel bars, the end faces of the steel bars are repeatedly brought into contact with each other, and an arc generated at that time is used to melt the molten steel at the steel bar ends. , And the molten part is finally discharged by upsetting (upsetting deformation), and a joining part is formed at the ends of the two steel bars. Upset butt welding is welding in which a large voltage is applied between the two end faces of two steel bars that are completely butted, the ends are upset by resistance heat generation, and a joint is formed at the ends of the two steel bars. Is the law.
このような剪断補強筋に用いる鉄筋用鋼材として、圧延後に焼入れや焼き戻し等の熱処理を施さなくとも強度と延性に優れ、溶接しても母材と同等レベルの引張強さや延性を有する非調質鉄筋用鋼材が知られている(例えば、特許文献1〜5)。 As a steel material for reinforcing bars used for such a shear reinforcement, it is excellent in strength and ductility without being subjected to heat treatment such as quenching and tempering after rolling, and it is a non-adjustable material having tensile strength and ductility equivalent to that of the base material even if it is welded. Steel materials for quality reinforcing steel are known (for example, Patent Documents 1 to 5).
しかし、特許文献1に記載されている非調質鉄筋用鋼材は、Moの添加を必須とするため、コストが高いという問題がある。また、特許文献1、2に記載されている高強度鉄筋用非調質鋼材は、いずれもTiを含有している。Tiは、固溶窒素を固定して歪時効を低減する機能を有する元素であり、Tiの添加により溶接後の延性を向上させることができる。しかし、該Tiは、圧延後にはTiNを形成しており、TiNは鋭角で硬く、比較的大きい介在物となるため、鋼材の曲げ特性が低下する場合がある。 However, the steel for non-tempered rebar described in Patent Document 1 has a problem of high cost because it requires the addition of Mo. Moreover, all the non-tempered steel materials for high-strength reinforcing bars described in Patent Documents 1 and 2 contain Ti. Ti is an element having a function of fixing solute nitrogen and reducing strain aging, and by adding Ti, ductility after welding can be improved. However, since Ti forms TiN after rolling, and TiN is hard at an acute angle and becomes a relatively large inclusion, the bending characteristics of the steel material may deteriorate.
さらに、特許文献1、2に記載された鋼材においては、鋼材の靱性について考慮されておらず、曲げ加工時に破断するおそれもある。加えて、これらの鋼材では、熱間圧延後の線材冷却履歴等のばらつきに起因した特性のばらつきが大きく、優れた特性を安定的に得ることが困難である。 Furthermore, in the steel materials described in Patent Documents 1 and 2, the toughness of the steel material is not taken into consideration, and there is a possibility that the steel material may break during bending. In addition, these steel materials have large variations in characteristics due to variations in the wire cooling history after hot rolling, and it is difficult to stably obtain excellent properties.
また、特許文献3〜5に記載された非調質鉄筋用鋼材は、Tiの添加量を0.04%未満に抑えており、靱性劣化の問題を解決できる優れた鋼材であるが、Ti添加量を少なくした場合、靭性は向上するものの、圧延時の熱履歴、特に圧延前の加熱時間によっては、固溶Bが不足して素材の強度が不足する可能性があった。 Moreover, the steel materials for non-tempered rebars described in Patent Documents 3 to 5 are excellent steel materials in which the addition amount of Ti is suppressed to less than 0.04% and can solve the problem of toughness deterioration. When the amount is reduced, the toughness is improved, but depending on the heat history during rolling, particularly the heating time before rolling, the solid solution B may be insufficient and the strength of the material may be insufficient.
従って、本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、0.2%耐力(降伏応力):785MPa以上の高強度鉄筋用鋼材であって、高価な合金元素を含有せず、延性のばらつきが小さく、靱性に優れ、しかも、溶接後においても母材と同等レベルの引張強さや延性を有する鉄筋用鋼材を提供することを目的とする。また、本発明は、鉄筋用鋼材の製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, 0.2% proof stress (yield stress): high strength steel for reinforcing bars of 785 MPa or more, does not contain expensive alloy elements, and is ductile. It is an object of the present invention to provide a steel material for reinforcing steel having a small variation in strength, excellent toughness, and having a tensile strength and ductility equivalent to those of a base material even after welding. Moreover, an object of this invention is to provide the manufacturing method of the steel material for reinforcing bars.
発明者らは、強度および延性に優れ、しかも溶接しても母材と同等レベルの引張強さや延性を有する鉄筋用鋼材を製造するために種々の実験・研究を行った。その際に、焼入れ焼戻しを行わない状態(圧延まま)において、0.2%耐力:785MPa以上、引張強さ:930MPa以上、母材伸び(El):8%以上、180°曲げ加工で亀裂発生無し、溶接後伸び:5%以上という特性を有する、強度並びに延性を兼ね備えた鉄筋用鋼材を製造することを目標とした。 The inventors have conducted various experiments and researches in order to produce a steel material for reinforcing steel having excellent strength and ductility, and having a tensile strength and ductility equivalent to those of the base metal even after welding. At that time, 0.2% proof stress: 785 MPa or more, tensile strength: 930 MPa or more, base material elongation (El): 8% or more, and cracking occurred at 180 ° bending in a state where quenching and tempering is not performed (as rolled). None, Elongation after welding: The objective was to produce a steel material for reinforcing bars that had the properties of 5% or more and had both strength and ductility.
本発明者らは、検討の結果、鉄筋用鋼材の特性に関して次の知見を得た。
(1)圧延後の曲げ加工性を確保するためには、鋼材の金属組織に占めるベイナイトの体積比率を85%以上とすることが重要である。
(2)伸び特性を確保するためには、残留オーステナイトを少量存在させ、延性を高めることが重要である。
(3)溶接後の延性低下を防止するためには、接合部付近の溶接熱影響部(HAZ)の軟化抑制が効果的である。
(4)前記HAZの軟化抑制には、一般的に用いられるTiやV炭窒化物等による析出強化に加えて、MnSによる微細ベイナイト組織の析出が有効である。
(5)Tiを適量添加すると圧延材および溶接後の強度・延性が、圧延前加熱条件の時間変動によらず、安定して得られるが、TiNにより靭性が低下し曲げ加工性が劣ることが考えられる。しかし、残留オーステナイトを少量存在させる事によって安定して高い靭性を確保し、曲げ性を改善できる。
(6)残留オーステナイトは圧延後の冷却時に析出するが、鋼にTiを適量含有させるとともに、製造条件を制御する事によって、所望の量の残留オーステナイトを安定して得ることができる。
以上の知見に基づき、上記の目標達成が可能であることを見出して、本発明を完成するに至った。
As a result of the study, the present inventors have obtained the following knowledge regarding the characteristics of the steel material for reinforcing bars.
(1) In order to ensure bending workability after rolling, it is important that the volume ratio of bainite in the metal structure of the steel material is 85% or more.
(2) In order to ensure elongation properties, it is important to increase the ductility by allowing a small amount of retained austenite to exist.
(3) In order to prevent a decrease in ductility after welding, it is effective to suppress softening of the weld heat affected zone (HAZ) near the joint.
(4) In order to suppress the softening of the HAZ, in addition to precipitation strengthening by commonly used Ti, V carbonitride, etc., precipitation of a fine bainite structure by MnS is effective.
(5) When an appropriate amount of Ti is added, the strength and ductility after rolling and welding can be stably obtained regardless of temporal fluctuations in the heating conditions before rolling, but the toughness is lowered by TiN and bending workability may be inferior. Conceivable. However, the presence of a small amount of retained austenite ensures stable high toughness and improves bendability.
(6) Although retained austenite precipitates at the time of cooling after rolling, a desired amount of retained austenite can be stably obtained by adding an appropriate amount of Ti to the steel and controlling the production conditions.
Based on the above findings, the inventors have found that the above-described goal can be achieved, and have completed the present invention.
すなわち、本発明の要旨構成は、次のとおりである。
<1> 質量%で、
C :0.15〜0.30%、
Si:0.05〜1.00%、
Mn:0.20〜2.50%、
P :0.030%以下、
S :0.008〜0.035%、
sol.Al:0.010〜0.100%、
Nb:0.001〜0.300%、
Ti:0.004〜0.080%、
N :0.0080%以下、および
B :0.0005〜0.0100%
を含み、残部Feおよび不可避不純物からなり、かつ下記(1)および(2)式を満足する成分組成を有し、
体積比率で85%以上のベイナイト、2〜9%の残留オーステナイト、および残部のマルテンサイトからなる金属組織を有し、
0.2%耐力:785MPa以上、伸び:8%以上、絞り:30%以上、および溶接後伸び:5%以上の機械的特性を有する鉄筋用鋼材。
記
B(%)≧{N(%)/14−Ti(%)/48+S(%)/72}×11+0.0005 ・・・ (1)
S(%)≧(Ti(%)/2×3)×0.27+0.001 ・・・ (2)
That is, the gist configuration of the present invention is as follows.
<1> By mass%
C: 0.15-0.30%,
Si: 0.05-1.00%,
Mn: 0.20 to 2.50%,
P: 0.030% or less,
S: 0.008 to 0.035%,
sol. Al: 0.010 to 0.100%,
Nb: 0.001 to 0.300%,
Ti: 0.004 to 0.080%,
N: 0.0080% or less, and B: 0.0005-0.0100%
Comprising the balance Fe and inevitable impurities and satisfying the following formulas (1) and (2):
It has a metal structure consisting of bainite of 85% or more by volume ratio, 2 to 9% of retained austenite, and the remaining martensite,
0.2% proof stress: 785 MPa or higher, elongation: 8% or higher, drawing: 30% or higher, and post-weld elongation: 5% or higher mechanical properties.
B (%) ≧ {N (%) / 14−Ti (%) / 48 + S (%) / 72} × 11 + 0.0005 (1)
S (%) ≧ (Ti (%) / 2 × 3) × 0.27 + 0.001 (2)
<2> 前記成分組成が、質量%で、
Cr:2.0%以下、
Mo:1.0%以下、
V :1.0%以下、
Ni:1.0%以下、
Cu:1.0%以下、および
Sb:0.0100%以下
の中から選ばれる1種又は2種以上をさらに含有する、前記<1>に記載の鉄筋用鋼材。
<2> The component composition is mass%,
Cr: 2.0% or less,
Mo: 1.0% or less,
V: 1.0% or less,
Ni: 1.0% or less,
The steel material for reinforcing bars according to <1>, further including one or more selected from Cu: 1.0% or less and Sb: 0.0100% or less.
<3> 前記<1>または<2>に記載の鉄筋用鋼材の製造方法であって、
前記成分組成を有する鋼素材を、800℃以上1350℃以下の温度域に加熱した後に、終了温度が800℃以上の熱間加工を施し、その後500℃以上800℃以下の温度範囲における冷却速度が3℃/s以上10℃/s以下の条件で冷却を行い、さらに100℃以上450℃以下の温度域で10分以上保持する、鉄筋用鋼材の製造方法。
<3> A method for producing a steel material for reinforcing steel as described in <1> or <2>,
After heating the steel material having the component composition to a temperature range of 800 ° C. or higher and 1350 ° C. or lower, the steel is subjected to hot working with an end temperature of 800 ° C. or higher, and then a cooling rate in a temperature range of 500 ° C. or higher and 800 ° C. or lower. The manufacturing method of the steel material for reinforcing steel which cools on the conditions of 3 degreeC / s or more and 10 degrees C / s or less, and also hold | maintains in the temperature range of 100 degreeC or more and 450 degrees C or less for 10 minutes or more.
本発明によれば、0.2%耐力:785MPa以上の高強度鉄筋用鋼材であって、延性のばらつきが小さく、靱性に優れ、しかも、溶接後においても母材と同等レベルの引張強さや延性を有する鉄筋用鋼材を得ることができる。また、本発明の鉄筋用鋼材は性能面で優れるのみならず、高価な合金元素を含有しないため、製造コストの点でも有利である。 According to the present invention, 0.2% proof stress: a steel material for high-strength reinforcing steel with a strength of 785 MPa or more, with small variation in ductility, excellent toughness, and even after welding, the same level of tensile strength and ductility as the base material It is possible to obtain a steel material for reinforcing bars having Further, the steel material for reinforcing bars of the present invention is not only excellent in performance but also advantageous in terms of production cost because it does not contain expensive alloy elements.
次に、本発明を実施する方法について具体的に説明する。
本発明においては、鉄筋用鋼材が体積比率で85%以上のベイナイト、2〜9%の残留オーステナイト、および残部のマルテンサイトからなる金属組織を有し、0.2%耐力:785MPa以上、伸び:8%以上、絞り:30%以上、および溶接後伸び:5%以上の機械的特性を有することが重要である。以下、本発明における鋼材の金属組織と、機械的特性の限定理由について説明する。なお、金属組織に関する「%」表示は、特に断らない限り体積分率を意味するものとする。
Next, a method for carrying out the present invention will be specifically described.
In the present invention, the steel material for reinforcing bars has a metal structure composed of 85% or more of bainite, 2 to 9% of retained austenite, and the balance of martensite, 0.2% proof stress: 785 MPa or more, elongation: It is important to have mechanical properties of 8% or more, drawing: 30% or more, and elongation after welding: 5% or more. Hereinafter, the metal structure of the steel material in the present invention and the reasons for limiting the mechanical properties will be described. Note that the “%” display regarding the metal structure means the volume fraction unless otherwise specified.
[金属組織]
・ ベイナイト:85%以上
本発明においては、鋼材の強度と延性のバランスを確保するために、金属組織に占めるベイナイトの体積分率を85%以上とする。85%以上のベイナイトを含有することにより、高い強度が得られるとともに、後述する30%以上の絞りを実現すること可能となる。ベイナイトの体積分率は、87%以上とすることが好ましく、89%以上とすることがより好ましく、91%以上とすることがさらに好ましい。一方、ベイナイトの体積分率の上限は特に限定されないが、後述するように2〜9%の残留オーステナイトが存在するため、98%未満となる。
[Metal structure]
-Bainite: 85% or more In the present invention, in order to ensure the balance between the strength and ductility of the steel material, the volume fraction of bainite in the metal structure is set to 85% or more. By containing 85% or more of bainite, high strength can be obtained, and a 30% or more aperture can be realized as described later. The volume fraction of bainite is preferably 87% or more, more preferably 89% or more, and further preferably 91% or more. On the other hand, although the upper limit of the volume fraction of bainite is not particularly limited, it is less than 98% because 2 to 9% of retained austenite exists as will be described later.
・ 残留オーステナイト:2〜9%
本発明においては、鋼材の伸び特性を確保するために、金属組織に占める残留オーステナイトの体積分率を2〜9%とする。残留オーステナイトは、歪誘起変態すなわち材料が変形する場合に歪を受けた部分がマルテンサイト相に変態することで、変形部が硬質化し、歪の集中を防いで延性を向上させる機能を有する組織である。そのため、残留オーステナイトの体積分率を2%以上とすることにより、鉄筋用鋼材の延性を高め、伸び特性を確保することができる。一方、残留オーステナイト相はC濃度が高く硬質なため、過剰に存在するとかえって伸び特性が低下する。そのため、残留オーステナイトの体積分率は9%以下とする。残留オーステナイトの体積分率は、7%以下とすることが好ましい。
-Residual austenite: 2-9%
In the present invention, in order to secure the elongation characteristics of the steel material, the volume fraction of retained austenite in the metal structure is set to 2 to 9%. Residual austenite is a strain-induced transformation, that is, a structure having a function of improving ductility by preventing strain concentration by transforming the strained portion into a martensite phase when the material is deformed and transforming into a martensite phase. is there. Therefore, by setting the volume fraction of retained austenite to 2% or more, it is possible to increase the ductility of the steel for reinforcing bars and ensure the elongation characteristics. On the other hand, the retained austenite phase has a high C concentration and is hard, so if it exists in excess, the elongation characteristics are rather lowered. Therefore, the volume fraction of retained austenite is set to 9% or less. The volume fraction of retained austenite is preferably 7% or less.
・ マルテンサイト
上記ベイナイトおよび残留オーステナイト以外の残部の組織はマルテンサイトとする。
残部が軟質なフェライト組織になると硬さのばらつきが大きくなってしまい、十分な強度が得られない。
-Martensite The remaining structure other than bainite and retained austenite is martensite.
If the balance becomes a soft ferrite structure, the variation in hardness becomes large, and sufficient strength cannot be obtained.
[機械的特性]
本発明においては、鉄筋用鋼材が0.2%耐力:785MPa以上、伸び:8%以上、絞り:30%以上、および溶接後伸び:5%以上の機械的特性を有することが重要である。0.2%耐力、伸び、および絞りは、いずれも引張試験によって測定される特性値であり、0.2%耐力は鋼材の強度を、伸びと絞りは鋼材の延性を、それぞれ反映している。鉄筋コンクリート構造体の剪断補強筋として使用される鉄筋用鋼材には、該鉄筋コンクリート構造体の剪断変形を防止するために、初期変形を防ぐことのできる高い耐力(降伏応力)と、塑性変形して変形のエネルギーを吸収するための優れた伸びとを備えていることが求められる。また、施工時の曲げ加工による破断を防止するためには、絞り値に代表される優れた局部延性が必要となる。そのため、本発明においては鉄筋用鋼材の機械的特性を上記範囲内とする。なお、溶接伸びを測定するに先立って行う溶接は、アップセット溶接又はフラッシュバット溶接が用いられるが、これら溶接の際の溶接条件は特に規定しない。これらの溶接を行なうに際して突合せ部分が発熱して溶融様態になれば良く、接合部分が剥離するなどの溶接不具合が無ければ、溶接後の伸びは溶接条件に依存するものでなく、材料の特性に依存するからである。
[Mechanical properties]
In the present invention, it is important that the steel for reinforcing bars has mechanical properties of 0.2% proof stress: 785 MPa or more, elongation: 8% or more, drawing: 30% or more, and elongation after welding: 5% or more. 0.2% yield strength, elongation, and drawing are all characteristic values measured by a tensile test. 0.2% yield strength reflects the strength of the steel material, and elongation and drawing reflect the ductility of the steel material. . Reinforced steel materials used as shear reinforcement for reinforced concrete structures have high proof stress (yield stress) that can prevent initial deformation and plastic deformation to prevent shear deformation of reinforced concrete structures. It is required to have excellent elongation for absorbing the energy. Moreover, in order to prevent the fracture | rupture by the bending process at the time of construction, the outstanding local ductility represented by the drawing value is needed. Therefore, in this invention, the mechanical characteristic of the steel material for reinforcing bars is made into the said range. In addition, upset welding or flash butt welding is used for the welding performed prior to measuring the weld elongation, but the welding conditions for these welding are not particularly defined. When these weldings are performed, it is sufficient that the butt portion generates heat and a melting state is obtained, and if there is no welding failure such as separation of the joining portion, the elongation after welding does not depend on the welding conditions and depends on the characteristics of the material. Because it depends.
[鋼材の成分組成]
本発明においては、さらに、鉄筋用鋼材が所定の成分組成を有することが重要である。そこで、次に、本発明において鋼材の成分組成を上記のように限定する理由を説明する。なお、成分組成に関する「%」表示は、特に断らない限り「質量%」を意味するものとする。
[Component composition of steel materials]
In the present invention, it is further important that the steel material for reinforcing bars has a predetermined component composition. Then, next, the reason which limits the component composition of steel materials in the present invention as described above will be described. Note that “%” in relation to the component composition means “mass%” unless otherwise specified.
C:0.15〜0.30%
Cは、Tiなどの元素と析出物を形成することによって、鋼の強度を高める作用を有する元素である。本発明で所期する強度を確保するためは、C含有量を0.15%以上とする必要がある。しかし、0.30%を超えて添加すると溶接性や延性が劣化するため、本発明ではC含有量を0.30%以下とする。
C: 0.15-0.30%
C is an element having an effect of increasing the strength of steel by forming a precipitate with an element such as Ti. In order to ensure the strength expected in the present invention, the C content needs to be 0.15% or more. However, if added over 0.30%, the weldability and ductility deteriorate, so in the present invention the C content is made 0.30% or less.
Si:0.05〜1.00%
Siは、鋼の脱酸及び強化のために添加される元素である。前記効果を得るために、本発明ではSi含有量を0.05%以上とする。一方、Si含有量が1.00%を超えると継手曲げ性が低下するため、本発明ではSi含有量を1.00%以下とする。
Si: 0.05-1.00%
Si is an element added for deoxidation and strengthening of steel. In order to acquire the said effect, Si content shall be 0.05% or more in this invention. On the other hand, when the Si content exceeds 1.00%, the joint bendability deteriorates. Therefore, in the present invention, the Si content is set to 1.00% or less.
Mn:0.20〜2.50%
Mnは、鋼の強度や焼入れ性を向上させる作用を有する元素である。所期の焼入れ性と強度を得るためには、Mn含有量を0.20%以上とする必要がある。一方、Mn含有量が2.50%を超えると延性や溶接性が低下するため、本発明ではMn含有量を2.50%以下とする。
Mn: 0.20 to 2.50%
Mn is an element having an effect of improving the strength and hardenability of steel. In order to obtain the desired hardenability and strength, the Mn content needs to be 0.20% or more. On the other hand, if the Mn content exceeds 2.50%, ductility and weldability deteriorate, so the Mn content is set to 2.50% or less in the present invention.
P:0.030%以下
Pは、不可避不純物元素であり、鋼材を脆化し、延性および低温靭性を劣化させる性質を有している。そのため、本発明ではP含有量を0.030%以下とする。なお、下限については限定されないが、工業的には0%超である。また、過度の低P化は精錬時間の増加やコストの上昇を招くため、0.001%以上とすることが好ましい。
P: 0.030% or less P is an inevitable impurity element, and has a property of embrittlement of steel and deterioration of ductility and low-temperature toughness. Therefore, in the present invention, the P content is 0.030% or less. In addition, although it does not limit about a minimum, it is over 0% industrially. Further, excessively low P causes an increase in refining time and cost, so 0.001% or more is preferable.
S:0.008〜0.035%
Sは、鋼中でMnと結合してMnSを晶出する。MnSは、溶接の際の加熱によって再溶融し、微細に分散析出する。この微細なMnSによりベイナイトが微細化されるため、溶接による延性の低下が抑制される。前記効果を得るために、本発明ではS含有量を0.008%以上とする。一方、Sが過剰に存在すると、粗大な硫化物を形成し、延性や低温靭性を低下させるが、S含有量が0.035%以下であれば、このような特性の低下は問題とならない。したがって、本発明ではS含有量を0.035%以下とする。
S: 0.008 to 0.035%
S combines with Mn in the steel to crystallize MnS. MnS is remelted by heating during welding and finely dispersed and precipitated. Since the bainite is refined by the fine MnS, a decrease in ductility due to welding is suppressed. In order to acquire the said effect, S content shall be 0.008% or more in this invention. On the other hand, if S is present excessively, coarse sulfides are formed and ductility and low-temperature toughness are reduced. However, if the S content is 0.035% or less, such deterioration in properties does not pose a problem. Therefore, in the present invention, the S content is set to 0.035% or less.
sol.Al:0.010〜0.100%
Alは、脱酸剤として添加される元素である。sol.Al(酸可溶性アルミニウム)が0.01%未満では十分な脱酸効果を得ることができないため、本発明ではsol.Alを0.010%以上とする。しかし、0.100%を超えて添加すると継手曲げ性が低下するため、sol.Alを0.100%以下とする。
sol. Al: 0.010 to 0.100%
Al is an element added as a deoxidizer. sol. If Al (acid-soluble aluminum) is less than 0.01%, a sufficient deoxidizing effect cannot be obtained. Al is made 0.010% or more. However, if added over 0.100%, the joint bendability deteriorates. Al is made 0.100% or less.
Nb:0.001〜0.300%
Nbは、鋼中に微細な炭窒化物を形成し、母材の強度を上昇させるとともに、溶接熱影響部の軟化抑制に有効な元素である。析出するNbの炭窒化物はTiNよりもさらに微細であるため、靭性への悪影響も小さい。しかし、0.001%未満の添加では十分な効果が得られず、一方0.300%を超えると、Nb炭窒化物といえども溶接熱影響部の靭性劣化が著しくなる。したがって、Nb含有量は0.001〜0.300%とする。
Nb: 0.001 to 0.300%
Nb is an element that forms fine carbonitrides in steel, increases the strength of the base material, and is effective in suppressing softening of the weld heat affected zone. Since the precipitated Nb carbonitride is finer than TiN, the adverse effect on toughness is small. However, if the addition is less than 0.001%, a sufficient effect cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 0.300%, the toughness deterioration of the weld heat-affected zone becomes remarkable even with Nb carbonitride. Therefore, the Nb content is 0.001 to 0.300%.
Ti:0.004〜0.080%
Tiは、Nを固定して窒化物(TiN)を生成し、溶接時の炭窒化物析出により強度低下を抑制する作用を有している。また、圧延材の残留オーステナイト量をコントロールする作用もある。前記作用を得るには0.004%以上の添加が必要である。しかし、Tiが過剰に存在すると靭性劣化により曲げ折損が起こる。そのため、Tiの含有量は0.004〜0.080%とする。より好ましくは、0.004〜0.050%とする。
Ti: 0.004 to 0.080%
Ti fixes N and produces nitrides (TiN), and has an effect of suppressing strength reduction by carbonitride precipitation during welding. It also has the effect of controlling the amount of retained austenite of the rolled material. Addition of 0.004% or more is necessary to obtain the above action. However, if Ti is excessively present, bending breakage occurs due to toughness deterioration. Therefore, the content of Ti is set to 0.004 to 0.080%. More preferably, it is 0.004 to 0.050%.
N:0.0080%以下
Nは、不可避的不純物であり、0.0080%以上含有された場合、溶接時にTiN、VN等の粗大な析出物が形成され、溶接継手の引張強さ及び曲げ性が低下する。そのため、N含有量は0.0080%以下とする。なお、下限については限定されないが、工業的には0%超である。また、過度の低N化は精錬時間の増加やコストの上昇を招くため、0.0005%以上とすることが好ましい。
N: 0.0080% or less N is an unavoidable impurity. When 0.0080% or more is contained, coarse precipitates such as TiN and VN are formed during welding, and the tensile strength and bendability of the welded joint. Decreases. Therefore, the N content is 0.0080% or less. In addition, although it does not limit about a minimum, it is over 0% industrially. Further, excessively low N causes an increase in refining time and cost, so 0.0005% or more is preferable.
B:0.0005〜0.0100%
Bは、焼入れ性を向上させる元素であり、添加することによって母材の強度を向上させることができる。前記効果を得るために、B含有量を0.0005%以上とする。一方、0.0100%を超えて添加しても焼入れ性の向上効果が飽和する一方で、溶接性が劣化するため、B含有量は0.0100%以下とする。
B: 0.0005 to 0.0100%
B is an element that improves the hardenability, and the strength of the base material can be improved by adding B. In order to acquire the said effect, B content shall be 0.0005% or more. On the other hand, even if added over 0.0100%, the effect of improving the hardenability is saturated, but the weldability deteriorates, so the B content is set to 0.0100% or less.
Bによる焼入れ性向上効果を得るためには、Bが鋼中に固溶している必要がある。鋼中に固溶Nが存在する場合には鋼中BはBNの形成に消費されて、BNとなった場合には、焼入れ性の向上に寄与しない。そのため、Bを添加する場合には、BNの形成に消費される以上の量を添加する必要があり、その必要B量と鋼中のN量との関係は、次式(1)で表すことができる。
B(%)≧{N(%)/14−Ti(%)/48+S(%)/72}×11+0.0005 ・・・ (1)
In order to obtain the effect of improving hardenability by B, B needs to be dissolved in steel. When solid solution N is present in the steel, B in the steel is consumed for the formation of BN, and when it becomes BN, it does not contribute to the improvement of hardenability. Therefore, when adding B, it is necessary to add more than is consumed for the formation of BN, and the relationship between the required amount of B and the amount of N in steel is expressed by the following formula (1). Can do.
B (%) ≧ {N (%) / 14−Ti (%) / 48 + S (%) / 72} × 11 + 0.0005 (1)
また、溶接後にSを微細MnSとして析出させ、溶接熱影響部のベイナイト組織を微細化するためには、Mnと結合できるSが一定量以上存在する必要がある。その必要S量と鋼中のTi量との関係は、次式(2)で表すことができる。
S(%)≧(Ti(%)/2×3)×0.27+0.001 ・・・ (2)
尚、上記(1)、(2)式の各元素記号は質量%での各元素の含有量を表す。
Moreover, in order to precipitate S as fine MnS after welding and refine the bainite structure of the weld heat affected zone, it is necessary that a certain amount or more of S that can be combined with Mn exists. The relationship between the necessary amount of S and the amount of Ti in steel can be expressed by the following equation (2).
S (%) ≧ (Ti (%) / 2 × 3) × 0.27 + 0.001 (2)
In addition, each element symbol of the said (1) and (2) formula represents content of each element in the mass%.
さらに、以下の成分は、鋼材の強度−延性のバランス向上に有効であることから、必要に応じて1種または2種以上を選択して添加することができる。 Furthermore, since the following components are effective in improving the balance between strength and ductility of the steel material, one or more kinds can be selected and added as necessary.
Cr:2.0%以下
Crは、焼入れ性を高める作用を有する元素である。十分な強度向上効果を得るためには、Cr添加量を0.1%以上とすることが好ましい。しかし、2.0%を超えて添加すると、焼入れ性が過大となり延性や溶接性が低下するため、Crの添加量は2.0%以下とする。
Cr: 2.0% or less Cr is an element having an effect of improving hardenability. In order to obtain a sufficient strength improvement effect, the Cr addition amount is preferably 0.1% or more. However, if added over 2.0%, the hardenability becomes excessive and the ductility and weldability deteriorate, so the added amount of Cr is made 2.0% or less.
Mo:1.0%以下
Moは、焼入れ性を高めるとともに、組織を改善して延性を向上させる作用を有する元素である。前記効果を得るためには、Mo添加量を0.01%以上とすることが好ましい。しかし、1.0%を超えて添加するとコストが上昇し、また溶接性が劣化するため、Mo添加量は1.0%以下とする。
Mo: 1.0% or less Mo is an element having an effect of improving hardenability and improving the structure to improve ductility. In order to acquire the said effect, it is preferable to make Mo addition amount 0.01% or more. However, if added over 1.0%, the cost increases and weldability deteriorates, so the Mo addition amount is made 1.0% or less.
V:1.0%以下
Vは、鋼材の焼入れ性を向上させる作用を有する元素である。また、Vは、炭窒化物を形成することにより母材の強度を向上させるとともに、溶接熱影響部の軟化を抑制する作用も有している。前記効果を得るために、V添加量は0.01%以上とすることが好ましい。一方、添加量が1.0%を超えると溶接熱影響部の靭性が著しく低下するため、V添加量は1.0%以下とする。
V: 1.0% or less V is an element having an action of improving the hardenability of the steel material. Moreover, V has the effect | action which suppresses the softening of a welding heat affected zone while improving the intensity | strength of a base material by forming a carbonitride. In order to acquire the said effect, it is preferable that V addition amount shall be 0.01% or more. On the other hand, if the addition amount exceeds 1.0%, the toughness of the weld heat affected zone is remarkably lowered, so the V addition amount is 1.0% or less.
Ni:1.0%以下
Niは、焼入れ性を向上させる元素である。強度の確保が必要な場合に添加することができるが、高価である上に過剰に添加すれば溶接性を劣化させるため、Ni添加量は1.0%以下とする。焼入れ性向上の観点から、添加する場合は0.01%以上添加する事が好ましい。
Ni: 1.0% or less Ni is an element that improves hardenability. Although it can be added when it is necessary to ensure strength, the amount of Ni added is 1.0% or less because it is expensive and deteriorates weldability if added excessively. From the viewpoint of improving hardenability, when added, it is preferable to add 0.01% or more.
Cu:1.0%以下
Cuは、焼入れ性を高めることにより強度を向上させる元素である。強度を確保する必要のある場合に添加することができるが、添加量が0.01%以上では効果が発現するので0.01%以上とする事が好ましい。また、1.0%を超えると熱間加工性や溶接性が低下する。そのため、Cu添加量は1.0%以下とする。
Cu: 1.0% or less Cu is an element that improves strength by enhancing hardenability. Although it can be added when it is necessary to ensure the strength, the effect is manifested when the addition amount is 0.01% or more, and therefore it is preferably 0.01% or more. Moreover, when it exceeds 1.0%, hot workability and weldability will fall. Therefore, the Cu addition amount is set to 1.0% or less.
Sb:0.0100%以下
Sbは、熱間圧延前の加熱時のγ粒径粗大化を抑制するとともに、加熱時の表層脱炭を抑制する作用を有しており、熱間圧延時の加熱温度を高くする場合に添加することができる。しかし、0.0100%を超えて添加すると効果が飽和するとともに熱間加工性および低温靭性の低下をもたらすため、Sb添加量は0.0100%以下とする。なお、上記の作用を有効に発現させるためには、Sbは0.0010%以上で添加する事が好ましい。
Sb: 0.0100% or less Sb has the effect of suppressing γ grain size coarsening during heating before hot rolling and suppressing surface decarburization during heating, and heating during hot rolling. It can be added when the temperature is increased. However, if added over 0.0100%, the effect is saturated and hot workability and low-temperature toughness are reduced, so the amount of Sb added is 0.0100% or less. In order to effectively express the above action, Sb is preferably added in an amount of 0.0010% or more.
上記以外の残部は、Fe及び上記以外の不可避不純物からなる。 The balance other than the above consists of Fe and inevitable impurities other than the above.
[製造方法]
次に、本発明の鉄筋用鋼材を製造する方法について説明する。
本発明の鉄筋用鋼材は、上記所定の成分組成を有する鋼素材を加熱して熱間加工した後、所定の条件で冷却および保持することによって得ることができる。その際には、熱間加工の前の加熱温度を800℃以上1350℃以下、熱間加工の終了温度を800℃以上、熱間加工後の冷却における500℃以上800℃以下の温度範囲における冷却速度を3℃/s以上10℃/s以下とするとともに、前記熱処理条件においては100℃以上450℃以下の温度域で10分以上保持する条件とすることが重要である。なお、前記熱間加工としては、熱間圧延を始めとする任意の熱間加工方法を使用することができる。
[Production method]
Next, a method for producing the steel for reinforcing bars of the present invention will be described.
The steel material for reinforcing bars of the present invention can be obtained by heating and hot-working a steel material having the above-mentioned predetermined component composition, and then cooling and holding it under predetermined conditions. In that case, the heating temperature before hot working is 800 ° C. or higher and 1350 ° C. or lower, the end temperature of hot working is 800 ° C. or higher, and cooling in the temperature range of 500 ° C. or higher and 800 ° C. or lower in cooling after hot working. It is important that the speed is 3 ° C./s or more and 10 ° C./s or less, and that the heat treatment conditions are such that the temperature is maintained at 100 ° C. or more and 450 ° C. or less for 10 minutes or more. As the hot working, any hot working method including hot rolling can be used.
以下、上記製造条件の限定理由について説明する。
まず、鋼素材の加熱温度を800℃以上1350℃以下としたのは、加熱温度が800℃未満になると、加熱後に引き続いて行われる圧延において加工性が悪化することに加え、鋼のミクロ組織中に伸張したフェライトが残留して伸びが低下するからである。また、同様の理由により、熱間加工の終了温度を800℃以上とする。一方、1350℃を超える温度域で加熱すると、オーステナイト粒の粗大化にともなって、延性および靭性が低下し、また、燃料原単位の上昇にもつながる。そのため、加熱温度は1350℃以下とする。
Hereinafter, the reasons for limiting the manufacturing conditions will be described.
First, the heating temperature of the steel material is set to 800 ° C. or more and 1350 ° C. or less because, when the heating temperature is less than 800 ° C., in addition to deterioration of workability in the subsequent rolling after heating, This is because the expanded ferrite remains and the elongation decreases. For the same reason, the end temperature of hot working is set to 800 ° C. or higher. On the other hand, when heating in a temperature range exceeding 1350 ° C., the austenite grains become coarser, the ductility and toughness are lowered, and the fuel consumption rate is increased. Therefore, heating temperature shall be 1350 degrees C or less.
熱間圧延後の冷却においては、500℃以上800℃以下の温度範囲における冷却速度を3℃/s以上10℃/s以下とする。前記温度範囲における冷却速度が3℃/s未満であると組織中にフェライトが増加し、一方、前記温度範囲における冷却速度が10℃/sを超えると、島状マルテンサイトの体積分率が増加し、いずれの場合も強度と伸びのバランスが悪化するからである。 In cooling after hot rolling, the cooling rate in the temperature range of 500 ° C. to 800 ° C. is set to 3 ° C./s to 10 ° C./s. When the cooling rate in the temperature range is less than 3 ° C./s, ferrite increases in the structure. On the other hand, when the cooling rate in the temperature range exceeds 10 ° C./s, the volume fraction of island martensite increases. In either case, the balance between strength and elongation deteriorates.
その後、100℃以上450℃以下の温度域で10分以上保持する。この間に、鋼のベイナイト組織への変態が進行する。これにより、鋼中のミクロ組織レベルの硬さバラツキが低減し、絞り値の向上とともにバラツキの低減が可能となる。保持時間が10分未満であると、前述の変態が十分進行せず、目的とする特性、特に絞りのバラツキ低下を安定的に達成することが困難となる。よって、本発明では、100℃以上450℃以下の温度域で10分以上保持する。
上記以外の製造工程は特に限定されず、通常の鉄筋製造方法に従うことができる。
Then, it hold | maintains for 10 minutes or more in the temperature range of 100 to 450 degreeC. During this time, the transformation of steel into a bainite structure proceeds. Thereby, the hardness variation of the microstructure level in the steel is reduced, and it is possible to improve the aperture value and reduce the variation. If the holding time is less than 10 minutes, the above-described transformation does not proceed sufficiently, and it becomes difficult to stably achieve the target characteristics, particularly the reduction in aperture variation. Therefore, in this invention, it hold | maintains for 10 minutes or more in the temperature range of 100 to 450 degreeC.
A manufacturing process other than the above is not particularly limited, and can follow a normal reinforcing bar manufacturing method.
次に、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例は、本発明の好適な一例を示すものであり、本発明は、該実施例によって何ら限定されるものではない。 Next, the present invention will be described more specifically based on examples. The following examples show preferred examples of the present invention, and the present invention is not limited to the examples.
(実施例1)
表1に示す成分組成の鋼(鋼No.1〜60)を溶製後に鋳造してビレットとし、熱間圧延を行って異形棒鋼を製造した。熱間圧延前の加熱温度、圧延終了温度、500〜800℃の温度範囲における冷却速度、および100〜450℃での保持時間は、それぞれ表2に示すとおりとした。また、異形棒鋼の寸法と形状は、JIS G3112に呼び名D13として定められたとおりとした。
Example 1
Steels having the composition shown in Table 1 (steel Nos. 1 to 60) were cast after being melted to form billets, and hot rolled to produce deformed steel bars. Table 2 shows the heating temperature before hot rolling, the rolling end temperature, the cooling rate in the temperature range of 500 to 800 ° C, and the holding time at 100 to 450 ° C. Further, the dimensions and shape of the deformed steel bar were as defined in JIS G3112 as the name D13.
製造した各異形棒鋼No.1〜60について、顕微鏡観察により金属組織を調べた。残留オーステナイト(γ)量についてはX線を用いて測定した。また、母材の機械的特性を調べるためにJIS2号試験片を用いて引張試験を行い、0.2%耐力、引張強さ(TS)、伸び(El)、および絞りを測定した。引張試験は、No.1〜60の条件それぞれについて20本の試験片を用意して行い、測定された値の平均を採用した。さらに、曲げ半径を有効直径(12.7mm)の1.5倍とする180°曲げ加工試験を各10本の試験片について行い、試験時の破断発生率を求めた。金属組織および機械的特性の測定結果は、表2に示したとおりである。また、絞りに関しては、20本の試験片における測定値のばらつき(3σ)を合わせて示した。 Each deformed steel bar No. About 1-60, the metal structure was investigated by microscope observation. The amount of retained austenite (γ) was measured using X-rays. Further, in order to investigate the mechanical properties of the base material, a tensile test was performed using a JIS No. 2 test piece, and 0.2% yield strength, tensile strength (TS), elongation (El), and drawing were measured. The tensile test is No. 20 test pieces were prepared for each of the conditions 1 to 60, and the average of the measured values was adopted. Furthermore, a 180 ° bending test was performed on each of the 10 test pieces, with the bending radius being 1.5 times the effective diameter (12.7 mm), and the rate of occurrence of fracture during the test was determined. The measurement results of the metal structure and mechanical properties are as shown in Table 2. In addition, regarding the diaphragm, the variation (3σ) of measured values in 20 test pieces is also shown.
次に、図1に示すように、それぞれ節10a、20aを有する2本の異形棒鋼10および20をアプセットバット溶接して溶接継手1を作製し、これを引張試験に供して溶接後伸び(溶接部を含む棒鋼そのものを引張試験した際の伸びの値)を測定するとともに、破断位置を確認した。破断位置は、溶接部近傍について0.5mmピッチでビッカース硬さを測定し、図1に示したように、長さ方向の硬さプロファイルを求め、母材硬さより硬さが大きい部分を溶接部、母材硬さより硬さが小さい部分を軟化部として、母材、溶接部または軟化部のいずれにあるかを調査した。溶接後伸びおよび破断位置の測定結果は、表2に示したとおりであった。
Next, as shown in FIG. 1, two
鋼材の成分組成と製造条件の両者が本発明の条件を満たすNo.1〜34は、いずれも0.2%耐力:785MPa以上、伸び:8%以上、絞り:30%以上、および溶接後の伸び:5%以上という優れた特性を有しており、0.2%耐力と引張強さにも優れるとともに、180°曲げ加工試験における破断も発生しなかった。 No. 2 in which both the composition of steel materials and the production conditions satisfy the conditions of the present invention. 1 to 34 all have excellent properties of 0.2% proof stress: 785 MPa or more, elongation: 8% or more, drawing: 30% or more, and elongation after welding: 5% or more, 0.2 % Proof stress and tensile strength were excellent, and no breakage occurred in the 180 ° bending test.
それに対し、鋼材の成分組成が本発明の条件を満たさないNo.35〜60は、圧延条件は本発明の条件を満たしているものの、0.2%耐力、引張強さ、伸び、絞り、溶接後伸びのいずれか、あるいは複数が劣っているか、曲げ試験で破断が発生しており、機械的特性に劣っていた。 On the other hand, the component composition of the steel material does not satisfy the conditions of the present invention. 35 to 60, although the rolling conditions satisfy the conditions of the present invention, either 0.2% proof stress, tensile strength, elongation, drawing, elongation after welding, or a plurality are inferior, or are broken in a bending test. Was generated and the mechanical properties were inferior.
(実施例2)
素材として表1の鋼No.30を用い、表3に示すように製造条件を変えて異形棒鋼を製造した。その結果、加熱温度、圧延終了温度、500〜800℃における冷却速度、および100℃〜450℃間の保持時間のいずれかが本発明の条件を満たしていないA、B、C、D、G、H、I、J、K、Lにおいては、金属組織が本発明の条件を満たさないとともに、機械的特性が劣っていた。それに対し本発明範囲の製造条件を満たすE、Fは、金属組織が本発明の条件を満たすとともに、機械的特性が優れていた。
(Example 2)
Steel No. 1 in Table 1 as the material No. 30 was used to change the manufacturing conditions as shown in Table 3 to produce deformed steel bars. As a result, A, B, C, D, G, in which any of the heating temperature, the rolling end temperature, the cooling rate at 500 to 800 ° C., and the holding time between 100 ° C. and 450 ° C. does not satisfy the conditions of the present invention. In H, I, J, K, and L, the metal structure did not satisfy the conditions of the present invention, and the mechanical properties were inferior. On the other hand, E and F satisfying the production conditions of the present invention range were excellent in mechanical properties while the metal structure satisfied the conditions of the present invention.
(実施例3)
素材として、本発明の条件を満たす鋼No.31、34(表1−1)、および本発明の条件を満たさない比較鋼No.60(表1−2)を用い、実施例1と同様の手順で異形棒鋼を製造した。製造条件は表4に示す通り、いずれも本発明の条件を満たしているが、圧延前加熱温度での保持時間を1.5〜3時間の間で変化させた。
(Example 3)
As a material, steel No. 1 that satisfies the conditions of the present invention is used. 31, 34 (Table 1-1), and comparative steel No. which does not satisfy the conditions of the present invention. 60 (Table 1-2) was used to produce deformed steel bars in the same procedure as in Example 1. As shown in Table 4, the production conditions all satisfy the conditions of the present invention, but the holding time at the heating temperature before rolling was changed between 1.5 and 3 hours.
得られた異形棒鋼の組織や機械的特性等を実施例1と同様の方法で評価した。結果は表4に示した通りである。成分組成が本発明の条件を満たす鋼No.31、No.34を使用した発明例M〜Tにおいては、保持時間によらず良好な結果が得られている。一方、Ti含有量が本発明範囲よりも低い鋼No.60を用いた比較例U〜Xでは、保持時間が2時間までは良好な結果が得られているものの、3時間以上となった場合に金属組織が本発明範囲外となり、機械的性質のうち0.2%耐力が本発明範囲外となった。 The structure and mechanical properties of the obtained deformed steel bar were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are as shown in Table 4. Steel No. whose component composition satisfies the conditions of the present invention. 31, no. In Invention Examples M to T using No. 34, good results are obtained regardless of the holding time. On the other hand, a steel No. having a Ti content lower than the range of the present invention. In Comparative Examples U to X using No. 60, good results were obtained up to 2 hours, but the metal structure was out of the scope of the present invention when the retention time was 3 hours or more. The 0.2% proof stress was out of the scope of the present invention.
1 溶接継手
10、20 異形棒鋼
10a、20a 節
1 Welded
Claims (3)
C :0.15〜0.30%、
Si:0.05〜1.00%、
Mn:0.20〜2.50%、
P :0.030%以下、
S :0.008〜0.035%、
sol.Al:0.010〜0.100%、
Nb:0.001〜0.300%、
Ti:0.004〜0.080%、
N :0.0080%以下、および
B :0.0005〜0.0100%
を含み、残部Feおよび不可避不純物からなり、かつ下記(1)および(2)式を満足する成分組成を有し、
体積比率で85%以上のベイナイト、2〜9%の残留オーステナイト、および残部のマルテンサイトからなる金属組織を有し、
0.2%耐力:785MPa以上、伸び:8%以上、絞り:30%以上、および溶接後伸び:5%以上の機械的特性を有する鉄筋用鋼材。
記
B(%)≧{N(%)/14−Ti(%)/48+S(%)/72}×11+0.0005 ・・・ (1)
S(%)≧(Ti(%)/2×3)×0.27+0.001 ・・・ (2) % By mass
C: 0.15-0.30%,
Si: 0.05-1.00%,
Mn: 0.20 to 2.50%,
P: 0.030% or less,
S: 0.008 to 0.035%,
sol. Al: 0.010 to 0.100%,
Nb: 0.001 to 0.300%,
Ti: 0.004 to 0.080%,
N: 0.0080% or less, and B: 0.0005-0.0100%
Comprising the balance Fe and inevitable impurities and satisfying the following formulas (1) and (2):
It has a metal structure consisting of bainite of 85% or more by volume ratio, 2 to 9% of retained austenite, and the remaining martensite,
0.2% proof stress: 785 MPa or higher, elongation: 8% or higher, drawing: 30% or higher, and post-weld elongation: 5% or higher mechanical properties.
B (%) ≧ {N (%) / 14−Ti (%) / 48 + S (%) / 72} × 11 + 0.0005 (1)
S (%) ≧ (Ti (%) / 2 × 3) × 0.27 + 0.001 (2)
Cr:2.0%以下、
Mo:1.0%以下、
V :1.0%以下、
Ni:1.0%以下、
Cu:1.0%以下、および
Sb:0.0100%以下
の中から選ばれる1種又は2種以上をさらに含有する、請求項1に記載の鉄筋用鋼材。 The component composition is mass%,
Cr: 2.0% or less,
Mo: 1.0% or less,
V: 1.0% or less,
Ni: 1.0% or less,
The steel material for reinforcing bars according to claim 1, further comprising one or more selected from Cu: 1.0% or less and Sb: 0.0100% or less.
前記成分組成を有する鋼素材を、800℃以上1350℃以下の温度域に加熱した後に、終了温度が800℃以上の熱間加工を施し、その後500℃以上800℃以下の温度範囲における冷却速度が3℃/s以上10℃/s以下の条件で冷却を行い、さらに100℃以上450℃以下の温度域で10分以上保持する熱処理を施す、鉄筋用鋼材の製造方法。 It is a manufacturing method of the steel material for reinforcing bars according to claim 1 or 2,
After heating the steel material having the component composition to a temperature range of 800 ° C. or higher and 1350 ° C. or lower, the steel is subjected to hot working with an end temperature of 800 ° C. or higher, and then a cooling rate in a temperature range of 500 ° C. or higher and 800 ° C. or lower. A method for producing a steel material for reinforcing steel, wherein cooling is performed under conditions of 3 ° C./s or more and 10 ° C./s or less, and heat treatment is further performed in a temperature range of 100 ° C. or more and 450 ° C. or less for 10 minutes or more.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015015842 | 2015-01-29 | ||
JP2015015842 | 2015-01-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016145415A true JP2016145415A (en) | 2016-08-12 |
JP6149951B2 JP6149951B2 (en) | 2017-06-21 |
Family
ID=56685397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016007163A Active JP6149951B2 (en) | 2015-01-29 | 2016-01-18 | Steel for rebar and method for manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6149951B2 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110218952A (en) * | 2019-07-17 | 2019-09-10 | 山东钢铁股份有限公司 | A kind of finish rolling deformed bar and its production method |
US20200010921A1 (en) * | 2017-03-10 | 2020-01-09 | Tata Steel Limited | Hot rolled steel product with ultra-high strength minimum 1100mpa and good elongation 21% |
KR20200078722A (en) * | 2018-12-21 | 2020-07-02 | 현대제철 주식회사 | Steel reinforcement and method of manufacturing the same |
CN111961986A (en) * | 2020-08-26 | 2020-11-20 | 盐城市联鑫钢铁有限公司 | High-strength corrosion-resistant steel bar and manufacturing method thereof |
CN112195408A (en) * | 2020-09-30 | 2021-01-08 | 首钢集团有限公司 | High-strength high-toughness deformed steel bar and preparation method thereof |
WO2021139505A1 (en) * | 2020-01-11 | 2021-07-15 | 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 | Fabrication method for 600 mpa-grade fine-grain anti-seismic rebar |
WO2021256590A1 (en) * | 2020-06-19 | 2021-12-23 | 현대제철 주식회사 | Rebar and manufacturing method therefor |
JP2022534102A (en) * | 2019-05-23 | 2022-07-27 | インスティテュート オブ リサーチ オブ アイロン アンド スティール,ジィァンスー プロビンス/シャー-スティール カンパニー リミテッド | High-strength reinforcing bar and its manufacturing method |
CN115725904A (en) * | 2022-12-23 | 2023-03-03 | 东北大学 | Titanium-niobium microalloyed 800 MPa-grade hot-rolled ribbed steel bar and production method thereof |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0978194A (en) * | 1995-09-13 | 1997-03-25 | Nippon Steel Corp | High strength pc steel bar excellent in delayed fracture characteristic and its production |
JPH0978195A (en) * | 1995-09-13 | 1997-03-25 | Nippon Steel Corp | High strength pc steel bar excellent in delayed fracture characteristic and its production |
JPH0978192A (en) * | 1995-09-13 | 1997-03-25 | Nippon Steel Corp | High strength pc steel bar excellent in delayed fracture characteristic and its production |
JPH0978193A (en) * | 1995-09-13 | 1997-03-25 | Nippon Steel Corp | High strength pc steel bar excellent in delayed fracture characteristic and its production |
JPH09279303A (en) * | 1996-04-10 | 1997-10-28 | Nippon Steel Corp | High strength pc steel bar excellent in delayed fracture characteristic and its production |
JP2008007855A (en) * | 2006-05-31 | 2008-01-17 | Jfe Steel Kk | Steel material for reinforcement and its manufacturing method |
JP2008196045A (en) * | 2007-01-17 | 2008-08-28 | Jfe Steel Kk | Manufacturing method of steel for high strength reinforcement |
JP2011174137A (en) * | 2010-02-24 | 2011-09-08 | Jfe Steel Corp | Method for manufacturing steel material for reinforcing bar |
CN103981446A (en) * | 2014-03-26 | 2014-08-13 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | Bainite type 700 MPa-level threaded steel bar and production method thereof |
CN104046907A (en) * | 2014-06-25 | 2014-09-17 | 武汉钢铁(集团)公司 | Finish-rolled twisted steel with yield strength being more than or equal to 960MPa and production method thereof |
-
2016
- 2016-01-18 JP JP2016007163A patent/JP6149951B2/en active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0978194A (en) * | 1995-09-13 | 1997-03-25 | Nippon Steel Corp | High strength pc steel bar excellent in delayed fracture characteristic and its production |
JPH0978195A (en) * | 1995-09-13 | 1997-03-25 | Nippon Steel Corp | High strength pc steel bar excellent in delayed fracture characteristic and its production |
JPH0978192A (en) * | 1995-09-13 | 1997-03-25 | Nippon Steel Corp | High strength pc steel bar excellent in delayed fracture characteristic and its production |
JPH0978193A (en) * | 1995-09-13 | 1997-03-25 | Nippon Steel Corp | High strength pc steel bar excellent in delayed fracture characteristic and its production |
JPH09279303A (en) * | 1996-04-10 | 1997-10-28 | Nippon Steel Corp | High strength pc steel bar excellent in delayed fracture characteristic and its production |
JP2008007855A (en) * | 2006-05-31 | 2008-01-17 | Jfe Steel Kk | Steel material for reinforcement and its manufacturing method |
JP2008196045A (en) * | 2007-01-17 | 2008-08-28 | Jfe Steel Kk | Manufacturing method of steel for high strength reinforcement |
JP2008196046A (en) * | 2007-01-17 | 2008-08-28 | Jfe Steel Kk | Steel for high strength reinforcing rod, high strength reinforcing rod, and method for producing them |
JP2011174137A (en) * | 2010-02-24 | 2011-09-08 | Jfe Steel Corp | Method for manufacturing steel material for reinforcing bar |
CN103981446A (en) * | 2014-03-26 | 2014-08-13 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | Bainite type 700 MPa-level threaded steel bar and production method thereof |
CN104046907A (en) * | 2014-06-25 | 2014-09-17 | 武汉钢铁(集团)公司 | Finish-rolled twisted steel with yield strength being more than or equal to 960MPa and production method thereof |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11293073B2 (en) * | 2017-03-10 | 2022-04-05 | Tata Steel Limited | Hot rolled steel product with ultra-high strength minimum 1100MPA and good elongation 21% |
US20200010921A1 (en) * | 2017-03-10 | 2020-01-09 | Tata Steel Limited | Hot rolled steel product with ultra-high strength minimum 1100mpa and good elongation 21% |
KR20200078722A (en) * | 2018-12-21 | 2020-07-02 | 현대제철 주식회사 | Steel reinforcement and method of manufacturing the same |
KR102250322B1 (en) * | 2018-12-21 | 2021-05-11 | 현대제철 주식회사 | Steel reinforcement and method of manufacturing the same |
JP7348310B2 (en) | 2019-05-23 | 2023-09-20 | インスティテュート オブ リサーチ オブ アイロン アンド スティール,ジィァンスー プロビンス/シャー-スティール カンパニー リミテッド | High-strength reinforcing bars and their manufacturing method |
JP2022534102A (en) * | 2019-05-23 | 2022-07-27 | インスティテュート オブ リサーチ オブ アイロン アンド スティール,ジィァンスー プロビンス/シャー-スティール カンパニー リミテッド | High-strength reinforcing bar and its manufacturing method |
CN110218952A (en) * | 2019-07-17 | 2019-09-10 | 山东钢铁股份有限公司 | A kind of finish rolling deformed bar and its production method |
WO2021139505A1 (en) * | 2020-01-11 | 2021-07-15 | 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 | Fabrication method for 600 mpa-grade fine-grain anti-seismic rebar |
JP2022542740A (en) * | 2020-06-19 | 2022-10-07 | ヒュンダイ スチール カンパニー | Reinforcing bar and its manufacturing method |
CN114080466A (en) * | 2020-06-19 | 2022-02-22 | 现代制铁株式会社 | Reinforcing bar and method for manufacturing same |
WO2021256590A1 (en) * | 2020-06-19 | 2021-12-23 | 현대제철 주식회사 | Rebar and manufacturing method therefor |
JP7262617B2 (en) | 2020-06-19 | 2023-04-21 | ヒュンダイ スチール カンパニー | Reinforcing bar and its manufacturing method |
CN111961986A (en) * | 2020-08-26 | 2020-11-20 | 盐城市联鑫钢铁有限公司 | High-strength corrosion-resistant steel bar and manufacturing method thereof |
CN112195408B (en) * | 2020-09-30 | 2022-05-20 | 首钢集团有限公司 | High-strength high-toughness deformed steel bar and preparation method thereof |
CN112195408A (en) * | 2020-09-30 | 2021-01-08 | 首钢集团有限公司 | High-strength high-toughness deformed steel bar and preparation method thereof |
CN115725904A (en) * | 2022-12-23 | 2023-03-03 | 东北大学 | Titanium-niobium microalloyed 800 MPa-grade hot-rolled ribbed steel bar and production method thereof |
CN115725904B (en) * | 2022-12-23 | 2023-09-12 | 东北大学 | Titanium-niobium microalloyed 800 MPa-grade hot rolled ribbed steel bar and production method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6149951B2 (en) | 2017-06-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6149951B2 (en) | Steel for rebar and method for manufacturing the same | |
JP5205820B2 (en) | Steel material for high-strength rebar, high-strength rebar, and manufacturing method | |
JP5950045B2 (en) | Steel sheet and manufacturing method thereof | |
JP5521705B2 (en) | Steel material for high-strength reinforcing bars and method for producing the same | |
JP4673784B2 (en) | High strength steel sheet having excellent weld heat affected zone toughness and method for producing the same | |
JP5000619B2 (en) | One-pass large heat input welded joint with excellent weld metal toughness and manufacturing method thereof | |
JP2012184500A (en) | High tensile strength steel sheet having excellent low temperature toughness in weld heat-affected zone, and method for producing the same | |
JPWO2011099408A1 (en) | Thick steel plate manufacturing method | |
EP2811045A1 (en) | Base metal for high-toughness clad steel plate giving weld with excellent toughness, and process for producing said clad steel plate | |
JP2013104124A (en) | Directly quenched and tempered high tensile strength steel sheet having excellent bendability and method for producing the same | |
JP5391656B2 (en) | High tensile welded steel pipe for automobile parts and manufacturing method thereof | |
JP6245352B2 (en) | High-tensile steel plate and manufacturing method thereof | |
JP6297960B2 (en) | Wire rod or steel bar for rebar, and method for producing the same | |
JP4978146B2 (en) | Thick high-strength hot-rolled steel sheet and manufacturing method thereof | |
JP5540764B2 (en) | Manufacturing method for steel for rebar | |
JP2018031068A (en) | Method for producing component using age hardening type bainitic non-heat treated steel | |
JP6303628B2 (en) | Hot rolled steel sheet for ERW steel pipe with a thickness of 15mm or more | |
KR20170128575A (en) | Steel plate for structural pipe, method for producing steel plate for structural pipe, and structural pipe | |
JP6418418B2 (en) | Steel material for large heat input welding | |
JP6729522B2 (en) | Thick wear-resistant steel plate, method of manufacturing the same, and method of manufacturing wear-resistant member | |
JP4715166B2 (en) | Non-heat treated steel for rebar and manufacturing method thereof | |
JP4770415B2 (en) | High tensile steel plate excellent in weldability and method for producing the same | |
JP5205815B2 (en) | Steel for rebar and method for manufacturing the same | |
JP6226163B2 (en) | High-tensile steel plate with excellent low-temperature toughness in heat affected zone and its manufacturing method | |
JP6327186B2 (en) | Non-tempered low-yield ratio high-tensile steel plate and method for producing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160825 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170414 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170425 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170508 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6149951 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |