JP2715033B2 - 非磁性ｐｃ鋼線およびその製造方法 - Google Patents
非磁性ｐｃ鋼線およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非磁性を要求されるコン
クリート構造、例えば超電導磁気浮上式鉄道、いわゆる
リニアモーターカーの軌道構造物に適用でき、従来の非
磁性ＰＣ鋼線に比べ、耐食性および耐応力腐食割れ特性
に優れたＰＣ鋼線およびその製造方法に関するものであ
る。
クリート構造、例えば超電導磁気浮上式鉄道、いわゆる
リニアモーターカーの軌道構造物に適用でき、従来の非
磁性ＰＣ鋼線に比べ、耐食性および耐応力腐食割れ特性
に優れたＰＣ鋼線およびその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】最近の超電導技術の発展に伴い、リニア
モーターカー等の超電導を利用した大型機器用のコンク
リート構造物に非磁性が要求されることが多くなってき
ている。これは、超電導によって発生する強い磁場によ
って、コンクリート中の鉄筋が磁化され、発生磁場に悪
影響を及ぼしたり、エネルギー損失を生じたりするため
である。従って、非磁性を要求される上記コンクリート
構造物には、高マンガン非磁性鋼、あるいはＦＲＰ等の
非金属系の材料が使用されてきた。高マンガン非磁性鋼
はマンガンを多量に含有させることにより金属組織を非
磁性のオーステナイト相にし、伸線加工して強度を上昇
させても非磁性が保たれるのが特徴である。しかし、耐
食性が悪く、またＰＣ鋼線のように常時引張荷重が加わ
る場合には応力腐食割れを生じる場合がある。一方、Ｆ
ＲＰ等の非金属系の鉄筋は非磁性で化学的にも安定であ
るが、価格が非常に高い。また、ＳＵＳ３０４等の一般
的なオーステナイト系ステンレス鋼は、優れた耐食性を
有しているが、ＰＣ鋼線として使用するために冷間伸線
で強度を上昇させると、マルテンサイト相が形成し、非
磁性でなくなる。さらに、最近では特開昭６４−２５５
号および特開平２−１５６０４７号の各公報で提唱され
ているように、ＭｎあるいはＮ等を添加して非磁性を維
持しながら冷間加工後の強度を上昇させたステンレス鋼
が発表されており、非磁性を要求される電子部品等に適
用されている。しかし、これらの用途ではＰＣ鋼線のよ
うなリラクセーション特性および耐応力腐食割れ特性は
要求されず、その成分範囲の鋼を冷間加工しただけで
は、非磁性ＰＣ鋼線として使用できない。
モーターカー等の超電導を利用した大型機器用のコンク
リート構造物に非磁性が要求されることが多くなってき
ている。これは、超電導によって発生する強い磁場によ
って、コンクリート中の鉄筋が磁化され、発生磁場に悪
影響を及ぼしたり、エネルギー損失を生じたりするため
である。従って、非磁性を要求される上記コンクリート
構造物には、高マンガン非磁性鋼、あるいはＦＲＰ等の
非金属系の材料が使用されてきた。高マンガン非磁性鋼
はマンガンを多量に含有させることにより金属組織を非
磁性のオーステナイト相にし、伸線加工して強度を上昇
させても非磁性が保たれるのが特徴である。しかし、耐
食性が悪く、またＰＣ鋼線のように常時引張荷重が加わ
る場合には応力腐食割れを生じる場合がある。一方、Ｆ
ＲＰ等の非金属系の鉄筋は非磁性で化学的にも安定であ
るが、価格が非常に高い。また、ＳＵＳ３０４等の一般
的なオーステナイト系ステンレス鋼は、優れた耐食性を
有しているが、ＰＣ鋼線として使用するために冷間伸線
で強度を上昇させると、マルテンサイト相が形成し、非
磁性でなくなる。さらに、最近では特開昭６４−２５５
号および特開平２−１５６０４７号の各公報で提唱され
ているように、ＭｎあるいはＮ等を添加して非磁性を維
持しながら冷間加工後の強度を上昇させたステンレス鋼
が発表されており、非磁性を要求される電子部品等に適
用されている。しかし、これらの用途ではＰＣ鋼線のよ
うなリラクセーション特性および耐応力腐食割れ特性は
要求されず、その成分範囲の鋼を冷間加工しただけで
は、非磁性ＰＣ鋼線として使用できない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ＰＣ鋼線と
して必要な機械的性質、リラクセーション特性を満足し
ながら、非磁性を維持し、優れた耐食性および耐応力腐
食割れ特性を有するＰＣ鋼線およびその製造方法を提供
することを目的とする。本発明のＰＣ鋼線を使用するこ
とにより、非磁性のコンクリート構造が可能となり、施
工中あるいは使用中にＰＣ鋼線が応力腐食割れを発生す
ることはない。
して必要な機械的性質、リラクセーション特性を満足し
ながら、非磁性を維持し、優れた耐食性および耐応力腐
食割れ特性を有するＰＣ鋼線およびその製造方法を提供
することを目的とする。本発明のＰＣ鋼線を使用するこ
とにより、非磁性のコンクリート構造が可能となり、施
工中あるいは使用中にＰＣ鋼線が応力腐食割れを発生す
ることはない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のＰＣ鋼線では、
上記従来技術の問題点を克服するために、鋼中成分およ
びその含有量の限定を行い、伸線加工により金属組織を
最適の加工組織にした。さらにその最も有効な製造方法
を明らかにした。すなわち、本発明の第１の要旨は、重
量％で、Ｃ：０．１％未満、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍ
ｎ：５〜１５％、Ｃｒ：１３〜２０％、Ｎｉ：３〜１０
％、Ｎ：０．１〜０．５％を基本成分とし、下記（１）
式で表されるＮｉｅｑが１５以上を満足し、残部はＦｅ
ならびに不可避的不純物元素からなる鋼において、冷間
で伸線することによりその金属組織が加工組織を呈し、
ビッカース硬度で４００以上の硬さと１６０ｋｇ／ｍｍ
2 以上の引張強度を有し、かつリラクセーション特性、
耐食性および耐応力腐食割れ特性に優れた非磁性ＰＣ鋼
線にある。
上記従来技術の問題点を克服するために、鋼中成分およ
びその含有量の限定を行い、伸線加工により金属組織を
最適の加工組織にした。さらにその最も有効な製造方法
を明らかにした。すなわち、本発明の第１の要旨は、重
量％で、Ｃ：０．１％未満、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍ
ｎ：５〜１５％、Ｃｒ：１３〜２０％、Ｎｉ：３〜１０
％、Ｎ：０．１〜０．５％を基本成分とし、下記（１）
式で表されるＮｉｅｑが１５以上を満足し、残部はＦｅ
ならびに不可避的不純物元素からなる鋼において、冷間
で伸線することによりその金属組織が加工組織を呈し、
ビッカース硬度で４００以上の硬さと１６０ｋｇ／ｍｍ
2 以上の引張強度を有し、かつリラクセーション特性、
耐食性および耐応力腐食割れ特性に優れた非磁性ＰＣ鋼
線にある。
【０００５】 Ｎｉｅｑ＝Ｎｉ％＋０．５〔Ｍｎ％〕＋３０〔Ｃ％＋Ｎ％〕 （１） ここでは、伸線加工により効果的に強度を上昇させるた
めに、Ｃ、Ｎ、Ｍｎ含有量を最適化し、また耐食性およ
び耐応力腐食割れ特性を改善するためにＣｒ、Ｎｉを最
適量添加した。さらに各成分元素のバランスを（１）式
で示すＮｉｅｑを１５以上に制御することにより伸線加
工時にも非磁性を維持できるようにした。そしてＰＣ鋼
線として必要な強度、リラクセーション特性を実現させ
るために、冷間で伸線し、金属組織をビッカース硬度で
４００以上の硬さを有する加工組織とした。
めに、Ｃ、Ｎ、Ｍｎ含有量を最適化し、また耐食性およ
び耐応力腐食割れ特性を改善するためにＣｒ、Ｎｉを最
適量添加した。さらに各成分元素のバランスを（１）式
で示すＮｉｅｑを１５以上に制御することにより伸線加
工時にも非磁性を維持できるようにした。そしてＰＣ鋼
線として必要な強度、リラクセーション特性を実現させ
るために、冷間で伸線し、金属組織をビッカース硬度で
４００以上の硬さを有する加工組織とした。
【０００６】また本発明の第２の要旨は、さらに耐食性
を上昇させるために上記成分に加えて重量％で、Ｍｏ：
０．１〜３％、Ｃｕ：０．１〜３％、Ｎｂ：０．０１〜
０．５％、Ｔｉ：０．０１〜０．５％、Ｖ：０．０１〜
０．５％の１種あるいは２種以上含有させている点にあ
る。この場合にも伸線加工時に非磁性を維持するために
（２）式で示すＮｉｅｑを１５以上に制御することが必
須である。
を上昇させるために上記成分に加えて重量％で、Ｍｏ：
０．１〜３％、Ｃｕ：０．１〜３％、Ｎｂ：０．０１〜
０．５％、Ｔｉ：０．０１〜０．５％、Ｖ：０．０１〜
０．５％の１種あるいは２種以上含有させている点にあ
る。この場合にも伸線加工時に非磁性を維持するために
（２）式で示すＮｉｅｑを１５以上に制御することが必
須である。
【０００７】 Ｎｉeq＝Ｎｉ％＋0.5 〔Ｍｎ％〕＋0.3 〔Ｃｕ％〕＋30〔Ｃ％＋Ｎ％〕 （２） さらに本発明は、上記ＰＣ鋼線を製造するのに最も有効
な製造方法を提供するもので、その要旨は、９００〜１
２００℃に保持した後に毎分５０℃以上の平均冷却速度
で室温まで冷却する固溶化熱処理を施し、断面減少率で
３０％以上冷間にて伸線し、その後２００〜６００℃の
温度でブルーイング処理を施す方法にある。この製造方
法により、ＰＣ鋼線に必要な強度を達成するとともに、
優れたリラクセーション特性、優れた耐食性を有し、施
工中あるいは使用中に応力腐食割れを生じない非磁性Ｐ
Ｃ鋼線を製造することができる。
な製造方法を提供するもので、その要旨は、９００〜１
２００℃に保持した後に毎分５０℃以上の平均冷却速度
で室温まで冷却する固溶化熱処理を施し、断面減少率で
３０％以上冷間にて伸線し、その後２００〜６００℃の
温度でブルーイング処理を施す方法にある。この製造方
法により、ＰＣ鋼線に必要な強度を達成するとともに、
優れたリラクセーション特性、優れた耐食性を有し、施
工中あるいは使用中に応力腐食割れを生じない非磁性Ｐ
Ｃ鋼線を製造することができる。
【０００８】
【作用】本発明の成分限定理由および金属組織について
詳細に説明する。 Ｃ：強度を上昇させ、非磁性を維持するのに有効な元素
であるが、過多に含有すると粒界に炭化物が析出し、耐
食性を低下させるばかりでなく、応力腐食割れ感受性が
増大するために、その含有量は０．１％未満とした。
詳細に説明する。 Ｃ：強度を上昇させ、非磁性を維持するのに有効な元素
であるが、過多に含有すると粒界に炭化物が析出し、耐
食性を低下させるばかりでなく、応力腐食割れ感受性が
増大するために、その含有量は０．１％未満とした。
【０００９】Ｓｉ：脱酸元素として鋼中に不可避的に含
有されるが、過剰に添加すると伸線加工後の延性が低下
するため、その含有量を２．０％以下とした。 Ｍｎ：非磁性を維持するとともに、伸線加工時の強度上
昇および窒素の固溶量を確保するためにも重要な構成元
素である。ＰＣ鋼線として十分な強度を得るためには５
％以上の添加が必要であるが、過多に添加すると応力腐
食割れ感受性を増大させ、また加工性を低下させるた
め、その上限を１５％とした。
有されるが、過剰に添加すると伸線加工後の延性が低下
するため、その含有量を２．０％以下とした。 Ｍｎ：非磁性を維持するとともに、伸線加工時の強度上
昇および窒素の固溶量を確保するためにも重要な構成元
素である。ＰＣ鋼線として十分な強度を得るためには５
％以上の添加が必要であるが、過多に添加すると応力腐
食割れ感受性を増大させ、また加工性を低下させるた
め、その上限を１５％とした。
【００１０】Ｃｒ：耐食性および耐応力腐食割れ特性を
確保するために重要な添加元素である。Ｃｒ含有量が少
ないと耐食性が劣化し、施工中あるいは使用中に応力腐
食割れを生じる。十分な耐食性および耐応力腐食割れ特
性を確保するために、Ｃｒ含有量は１３％以上必要であ
る。しかし、２０％超えて添加するとフェライト相を生
じ易くなり、非磁性を維持できなくなる。従って、Ｃｒ
含有量は１３％以上、２０％以下とした。
確保するために重要な添加元素である。Ｃｒ含有量が少
ないと耐食性が劣化し、施工中あるいは使用中に応力腐
食割れを生じる。十分な耐食性および耐応力腐食割れ特
性を確保するために、Ｃｒ含有量は１３％以上必要であ
る。しかし、２０％超えて添加するとフェライト相を生
じ易くなり、非磁性を維持できなくなる。従って、Ｃｒ
含有量は１３％以上、２０％以下とした。
【００１１】Ｎｉ：非磁性を維持するためには３％以上
の添加が必要であるが、多量に添加しても非磁性ＰＣ鋼
線として必要な特性に影響がなく、高価な元素であるた
め含有量は１０％を上限とした。 Ｎ：固溶量が大きいため、強度を上昇させ、非磁性を維
持するためにはＣ以上に有効な元素である。伸線後の強
度を確保するためには０．１％以上の添加が必要であ
る。しかし、過多に添加すると鋼中にブローホールが生
成するため、その上限を０．５％とした。
の添加が必要であるが、多量に添加しても非磁性ＰＣ鋼
線として必要な特性に影響がなく、高価な元素であるた
め含有量は１０％を上限とした。 Ｎ：固溶量が大きいため、強度を上昇させ、非磁性を維
持するためにはＣ以上に有効な元素である。伸線後の強
度を確保するためには０．１％以上の添加が必要であ
る。しかし、過多に添加すると鋼中にブローホールが生
成するため、その上限を０．５％とした。
【００１２】以上の基本成分の他に、耐食性を向上させ
るＭｏおよびＣｕ、ブルーイング処理後の強度および耐
食性を向上させるＮｂ、Ｔｉ、Ｖの添加が有効である。
以下にその成分範囲規定理由を述べる。 Ｍｏ：耐食性を向上させるのに有効な添加元素である。
０．１％未満ではその効果は十分発揮されず、３％を超
えるとフェライト相が形成され、非磁性を維持できなく
なるため、添加量の下限を０．１％、上限を３％とし
た。
るＭｏおよびＣｕ、ブルーイング処理後の強度および耐
食性を向上させるＮｂ、Ｔｉ、Ｖの添加が有効である。
以下にその成分範囲規定理由を述べる。 Ｍｏ：耐食性を向上させるのに有効な添加元素である。
０．１％未満ではその効果は十分発揮されず、３％を超
えるとフェライト相が形成され、非磁性を維持できなく
なるため、添加量の下限を０．１％、上限を３％とし
た。
【００１３】Ｃｕ：耐食性を向上させる効果がある。
０．１％未満ではその効果は発揮されず、３％を超える
と製造時に割れ発生を招くため、添加量の下限を０．１
％、上限を３％とした。 Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ：ブルーイング処理後の強度上昇および
耐食性低下抑制に効果がある。その効果を発揮させるた
めにはそれぞれ０．０１％以上の添加が必要であるが、
０．５％を超えて添加すると製造時の割れ、疵の原因と
なる。
０．１％未満ではその効果は発揮されず、３％を超える
と製造時に割れ発生を招くため、添加量の下限を０．１
％、上限を３％とした。 Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ：ブルーイング処理後の強度上昇および
耐食性低下抑制に効果がある。その効果を発揮させるた
めにはそれぞれ０．０１％以上の添加が必要であるが、
０．５％を超えて添加すると製造時の割れ、疵の原因と
なる。
【００１４】その他の元素としてＡｌ、Ｃａ、Ｂの０．
１％までの微量添加は、製造時の割れ、疵の発生を抑制
する効果を有する。また、鋼中に不可避的に含有される
Ｐ、Ｓ、Ｏは鋼材の延性、製造性を低下させるため、そ
の含有量は各々で０．０３％以下、０．００５％以下、
０．００５％以下とすることが望ましい。以上に述べた
個々の成分範囲の他に本発明では、（１）式、Ｃｕを含
有する場合は（２）式で示すＮｉｅｑの規制が重要であ
る。このＮｉｅｑが１５未満では、伸線加工時にマルテ
ンサイト相が形成され、非磁性を維持できなくなる。従
って、上記の成分範囲に加えてＮｉｅｑが１５以上とな
るように成分を限定した。
１％までの微量添加は、製造時の割れ、疵の発生を抑制
する効果を有する。また、鋼中に不可避的に含有される
Ｐ、Ｓ、Ｏは鋼材の延性、製造性を低下させるため、そ
の含有量は各々で０．０３％以下、０．００５％以下、
０．００５％以下とすることが望ましい。以上に述べた
個々の成分範囲の他に本発明では、（１）式、Ｃｕを含
有する場合は（２）式で示すＮｉｅｑの規制が重要であ
る。このＮｉｅｑが１５未満では、伸線加工時にマルテ
ンサイト相が形成され、非磁性を維持できなくなる。従
って、上記の成分範囲に加えてＮｉｅｑが１５以上とな
るように成分を限定した。
【００１５】さらに、上記成分範囲を満たす鋼をＰＣ鋼
線として使用するためには、冷間での伸線加工により歪
を導入する必要がある。歪の導入が不十分でビッカース
硬度が４００未満では、ＰＣ鋼線として必要な引張強
度、リラクセーション特性が得られない。従って、ビッ
カース硬度で４００を下限とした。しかし、強度を上昇
させるために過度に伸線すると伸線時に割れが生じる場
合があるため、ビッカース硬度で６００以下にすること
が望ましい。本発明のＰＣ鋼線においてはその鋼材成分
のみならず、上記硬さを満足する加工組織が重要であ
る。
線として使用するためには、冷間での伸線加工により歪
を導入する必要がある。歪の導入が不十分でビッカース
硬度が４００未満では、ＰＣ鋼線として必要な引張強
度、リラクセーション特性が得られない。従って、ビッ
カース硬度で４００を下限とした。しかし、強度を上昇
させるために過度に伸線すると伸線時に割れが生じる場
合があるため、ビッカース硬度で６００以下にすること
が望ましい。本発明のＰＣ鋼線においてはその鋼材成分
のみならず、上記硬さを満足する加工組織が重要であ
る。
【００１６】次に上記成分範囲で適正な加工組織を有す
る非磁性ＰＣ鋼線の最適製造方法について説明する。Ｐ
Ｃ鋼線として十分な耐食性および耐応力腐食割れ特性を
確保するためには伸線前の固溶化熱処理が重要である。
すなわち、９００℃以上に保持し、炭窒化物を完全に消
失せしめることが必要である。しかし、１２００℃を超
えて加熱するとフェライト相を形成し、非磁性を維持で
きない。従って、固溶化熱処理の温度は、９００℃以
上、１２００℃以下に限定した。また、加熱・保持後の
冷却速度は毎分５０℃以上でなければならない。これは
冷却中に耐食性に有害な炭窒化物が再析出するのを防止
するためである。
る非磁性ＰＣ鋼線の最適製造方法について説明する。Ｐ
Ｃ鋼線として十分な耐食性および耐応力腐食割れ特性を
確保するためには伸線前の固溶化熱処理が重要である。
すなわち、９００℃以上に保持し、炭窒化物を完全に消
失せしめることが必要である。しかし、１２００℃を超
えて加熱するとフェライト相を形成し、非磁性を維持で
きない。従って、固溶化熱処理の温度は、９００℃以
上、１２００℃以下に限定した。また、加熱・保持後の
冷却速度は毎分５０℃以上でなければならない。これは
冷却中に耐食性に有害な炭窒化物が再析出するのを防止
するためである。
【００１７】次にＰＣ鋼線に必要な強度を付与するため
に、断面減少率で３０％以上の冷間伸線が必要である。
本発明の成分は加工での強度上昇が著しいが、伸線率が
３０％未満では十分な強度、リラクセーション特性が得
られない。伸線後のブルーイング処理は耐力、特にリラ
クセーション特性の確保に重要である。本発明のＰＣ鋼
線は、冷間での伸線加工で強度を確保している。オース
テナイト相を加工硬化によって強度上昇させる方法は、
リラクセーション値が大きくなる傾向を有し、そのまま
ではＰＣ鋼線で必要とされるリラクセーション値を満足
しない。そのリラクセーション特性を改善するのがブル
ーイング処理で、効果を十分に発揮させるためには２０
０℃以上の温度が必要である。しかし６００℃を超えた
温度で処理すると強度低下、耐食性低下を招く。従っ
て、ブルーイング処理温度は２００〜６００℃の範囲に
限定した。また、上記鋼線に引張強度の２０〜７０％程
度の引張応力を負荷しながらブルーイング処理を施すと
リラクセーション特性がさらに向上する効果を有する。
に、断面減少率で３０％以上の冷間伸線が必要である。
本発明の成分は加工での強度上昇が著しいが、伸線率が
３０％未満では十分な強度、リラクセーション特性が得
られない。伸線後のブルーイング処理は耐力、特にリラ
クセーション特性の確保に重要である。本発明のＰＣ鋼
線は、冷間での伸線加工で強度を確保している。オース
テナイト相を加工硬化によって強度上昇させる方法は、
リラクセーション値が大きくなる傾向を有し、そのまま
ではＰＣ鋼線で必要とされるリラクセーション値を満足
しない。そのリラクセーション特性を改善するのがブル
ーイング処理で、効果を十分に発揮させるためには２０
０℃以上の温度が必要である。しかし６００℃を超えた
温度で処理すると強度低下、耐食性低下を招く。従っ
て、ブルーイング処理温度は２００〜６００℃の範囲に
限定した。また、上記鋼線に引張強度の２０〜７０％程
度の引張応力を負荷しながらブルーイング処理を施すと
リラクセーション特性がさらに向上する効果を有する。
【００１８】
【実施例】表１に供試鋼の化学成分を示す。表中の記号
Ｌ、ＰおよびＱは工場で、その他の供試鋼は実験室の真
空溶解炉で溶製した。記号Ｌを除く各供試鋼は直径８ｍ
ｍまで熱間圧延し、素線とした。その後、１０５０℃で
１０分間の固溶化熱処理を行い、水冷した。このときの
平均冷却速度は毎分５００℃以上であった。固溶化熱処
理した線を酸洗した後、直径５ｍｍまで冷間で伸線加工
した。この伸線による断面減少率は６１％であった。ブ
ルーイング処理は、４００℃で５分保持した後、空冷と
した。この線から引張試験片、リラクセーション試験
片、透磁率測定試験片、応力腐食割れ試験片を切り出
し、ＰＣ鋼線として必要な特性を評価した。リラクセー
ション試験は、常温にて約１分間で０．２％永久伸びに
対する荷重の８０％に相当する荷重を負荷し、その後つ
かみ間隔をそのままで１０時間保持して、荷重の減少率
を測定した。透磁率は振動磁力計を使い、５００Ｏe の
磁界強さで測定した。また応力腐食割れ試験は、上記鋼
線を８０℃の温水、あるいは９０℃の人工海水中に浸漬
し、０．２％永久伸びに対する荷重の９０％に相当する
荷重を負荷し、その状態で１００時間保持し、割れある
いは破断の有無を調べた。その結果を表２に示す。この
試験結果から、本発明ＰＣ鋼線は、非磁性を維持しなが
らＰＣ鋼線として必要な特性をいずれも満足し、比較鋼
あるいは既存鋼では得られなかった特性を実現している
ことがわかる。すなわち、４００以上のビッカース硬さ
を有する本発明ＰＣ鋼線は、ＰＣ鋼線で必要とされる１
６０ｋｇ／ｍｍ2 以上の引張強度、３．０％以下のリラ
クセーション値を満足しながら、１．０１以下の透磁率
を示し、優れた耐応力腐食割れ特性を有する。
Ｌ、ＰおよびＱは工場で、その他の供試鋼は実験室の真
空溶解炉で溶製した。記号Ｌを除く各供試鋼は直径８ｍ
ｍまで熱間圧延し、素線とした。その後、１０５０℃で
１０分間の固溶化熱処理を行い、水冷した。このときの
平均冷却速度は毎分５００℃以上であった。固溶化熱処
理した線を酸洗した後、直径５ｍｍまで冷間で伸線加工
した。この伸線による断面減少率は６１％であった。ブ
ルーイング処理は、４００℃で５分保持した後、空冷と
した。この線から引張試験片、リラクセーション試験
片、透磁率測定試験片、応力腐食割れ試験片を切り出
し、ＰＣ鋼線として必要な特性を評価した。リラクセー
ション試験は、常温にて約１分間で０．２％永久伸びに
対する荷重の８０％に相当する荷重を負荷し、その後つ
かみ間隔をそのままで１０時間保持して、荷重の減少率
を測定した。透磁率は振動磁力計を使い、５００Ｏe の
磁界強さで測定した。また応力腐食割れ試験は、上記鋼
線を８０℃の温水、あるいは９０℃の人工海水中に浸漬
し、０．２％永久伸びに対する荷重の９０％に相当する
荷重を負荷し、その状態で１００時間保持し、割れある
いは破断の有無を調べた。その結果を表２に示す。この
試験結果から、本発明ＰＣ鋼線は、非磁性を維持しなが
らＰＣ鋼線として必要な特性をいずれも満足し、比較鋼
あるいは既存鋼では得られなかった特性を実現している
ことがわかる。すなわち、４００以上のビッカース硬さ
を有する本発明ＰＣ鋼線は、ＰＣ鋼線で必要とされる１
６０ｋｇ／ｍｍ2 以上の引張強度、３．０％以下のリラ
クセーション値を満足しながら、１．０１以下の透磁率
を示し、優れた耐応力腐食割れ特性を有する。
【００１９】次に、工場で溶製した記号Ｌで示す本発明
鋼から、ＰＣ鋼線を製造した。熱間圧延にて５．８〜９
ｍｍ径の素線を製作し、表３に示す固溶化熱処理、冷間
伸線およびブルーイング処理条件にてＰＣ鋼線を製造
し、その特性を上述と同じ方法で調査した。なお、固溶
化熱処理とブルーイング処理での温度保持時間はそれぞ
れ１０分と５分とした。それらの特性評価結果を表４に
示す。本発明の製造条件で製造した非磁性ＰＣ鋼線は、
優れた機械的性質、リラクセーション特性および耐応力
腐食割れ特性を有することがわかる。さらに、表３中の
記号Ｌ−３条件で製作した鋼線を７本より線にして特性
評価した。ただし、ブルーイング処理時に７０ｋｇ／ｍ
ｍ2 の引張応力を負荷した。その結果、単線と同様の機
械的性質、透磁率と、１％以下の優れたリラクセーショ
ン値を有することを確認した。
鋼から、ＰＣ鋼線を製造した。熱間圧延にて５．８〜９
ｍｍ径の素線を製作し、表３に示す固溶化熱処理、冷間
伸線およびブルーイング処理条件にてＰＣ鋼線を製造
し、その特性を上述と同じ方法で調査した。なお、固溶
化熱処理とブルーイング処理での温度保持時間はそれぞ
れ１０分と５分とした。それらの特性評価結果を表４に
示す。本発明の製造条件で製造した非磁性ＰＣ鋼線は、
優れた機械的性質、リラクセーション特性および耐応力
腐食割れ特性を有することがわかる。さらに、表３中の
記号Ｌ−３条件で製作した鋼線を７本より線にして特性
評価した。ただし、ブルーイング処理時に７０ｋｇ／ｍ
ｍ2 の引張応力を負荷した。その結果、単線と同様の機
械的性質、透磁率と、１％以下の優れたリラクセーショ
ン値を有することを確認した。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】
【表４】
【００２４】
【発明の効果】上述のように本発明は、非磁性ＰＣ鋼線
として最適な成分および加工組織を限定し、またその最
適製造条件を限定することにより、非磁性を維持しなが
ら優れた機械的性質、リラクセーション特性および耐応
力腐食割れ特性を実現することを可能にした。本発明
は、非磁性を要求されるコンクリート構造、例えばリニ
アモーターの軌道構造物に使用できるＰＣ鋼線を実現
し、産業上寄与するところは極めて大である。
として最適な成分および加工組織を限定し、またその最
適製造条件を限定することにより、非磁性を維持しなが
ら優れた機械的性質、リラクセーション特性および耐応
力腐食割れ特性を実現することを可能にした。本発明
は、非磁性を要求されるコンクリート構造、例えばリニ
アモーターの軌道構造物に使用できるＰＣ鋼線を実現
し、産業上寄与するところは極めて大である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富永 治朗 千葉県習志野市東習志野７丁目５番１号 鈴木金属工業株式会社 技術開発本部 内 (72)発明者 小森 英樹 千葉県習志野市東習志野７丁目５番１号 鈴木金属工業株式会社 技術開発本部 内 (56)参考文献 特開 平３−294453（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．１％未満、Ｓｉ：
２．０％以下、Ｍｎ：５〜１５％、Ｃｒ：１３〜２０
％、Ｎｉ：３〜１０％、Ｎ：０．１〜０．５％を基本成
分とし、下記（１）式で表されるＮｉｅｑが１５以上を
満足し、残部はＦｅならびに不可避的不純物元素からな
る鋼において、冷間で伸線することによりその金属組織
が加工組織を呈し、ビッカース硬度で４００以上の硬さ
と１６０ｋｇ／ｍｍ 2 以上の引張強度を有し、かつリラ
クセーション特性、耐食性および耐応力腐食割れ特性に
優れた非磁性ＰＣ鋼線。 Ｎｉeq＝Ｎｉ％＋０．５〔Ｍｎ％〕＋３０〔Ｃ％＋Ｎ％〕 （１） - 【請求項２】 重量％で、Ｃ：０．１％未満、Ｓｉ：
２．０％以下、Ｍｎ：５〜１５％、Ｃｒ：１３〜２０
％、Ｎｉ：３〜１０％、Ｎ：０．１〜０．５％を基本成
分とし、Ｍｏ：０．１〜３％、Ｃｕ：０．１〜３％、Ｎ
ｂ：０．０１〜０．５％、Ｔｉ：０．０１〜０．５％、
Ｖ：０．０１〜０．５％の１種あるいは２種以上含有
し、下記（２）式で表されるＮｉｅｑが１５以上を満足
し、残部はＦｅならびに不可避的不純物元素からなる鋼
において、冷間で伸線することによりその金属組織が加
工組織を呈し、ビッカース硬度で４００以上の硬さと１
６０ｋｇ／ｍｍ 2 以上の引張強度を有し、かつリラクセ
ーション特性、耐食性および耐応力腐食割れ特性に優れ
た非磁性ＰＣ鋼線。 Ｎｉeq＝Ｎｉ％＋0.5〔Ｍｎ％〕＋0.3〔Ｃｕ％〕＋30〔Ｃ％＋Ｎ％〕 （２） - 【請求項３】 重量％で、Ｃ：０．１％未満、Ｓｉ：
２．０％以下、Ｍｎ：５〜１５％、Ｃｒ：１３〜２０
％、Ｎｉ：３〜１０％、Ｎ：０．１〜０．５％を基本成
分とし、下記（１）式で表されるＮｉｅｑが１５以上を
満足し、残部はＦｅならびに不可避的不純物元素からな
る鋼を、９００〜１２００℃に保持した後に毎分５０℃
以上の平均冷却速度で室温まで冷却する固溶化熱処理を
施し、断面減少率で３０％以上冷間にて伸線し、その後
２００〜６００℃の温度でブルーイング処理を施すこと
を特徴とする金属組織が加工組織を呈し、ビッカース硬
度で４００以上の硬さと１６０ｋｇ／ｍｍ 2 以上の引張
強度を有し、かつリラクセーション特性、耐食性および
耐応力腐食割れ特性に優れた非磁性ＰＣ鋼線の製造方
法。 Ｎｉeq＝Ｎｉ％＋０．５〔Ｍｎ％〕＋３０〔Ｃ％＋Ｎ％〕 （１） - 【請求項４】 重量％で、Ｃ：０．１％未満、Ｓｉ：
２．０％以下、Ｍｎ：５〜１５％、Ｃｒ：１３〜２０
％、Ｎｉ：３〜１０％、Ｎ：０．１〜０．５％を基本成
分とし、Ｍｏ：０．１〜３％、Ｃｕ：０．１〜３％、Ｎ
ｂ：０．０１〜０．５％、Ｔｉ：０．０１〜０．５％、
Ｖ：０．０１〜０．５％の１種あるいは２種以上含有
し、下記（２）式で表されるＮｉｅｑが１５以上を満足
し、残部はＦｅならびに不可避的不純物元素からなる鋼
を、９００〜１２００℃に保持した後に毎分５０℃以上
の平均冷却速度で室温まで冷却する固溶化熱処理を施
し、断面減少率で３０％以上冷間にて伸線し、その後２
００〜６００℃の温度でブルーイング処理を施すことを
特徴とする金属組織が加工組織を呈し、ビッカース硬度
で４００以上の硬さと１６０ｋｇ／ｍｍ 2 以上の引張強
度を有し、かつリラクセーション特性、耐食性および耐
応力腐食割れ特性に優れた非磁性ＰＣ鋼線の製造方法。 Ｎｉeq＝Ｎｉ％＋0.5〔Ｍｎ％〕＋0.3〔Ｃｕ％〕＋30〔Ｃ％＋Ｎ％〕 （２）
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4349530A JP2715033B2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 非磁性ｐｃ鋼線およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4349530A JP2715033B2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 非磁性ｐｃ鋼線およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06212358A JPH06212358A (ja) | 1994-08-02 |
| JP2715033B2 true JP2715033B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=18404351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4349530A Expired - Fee Related JP2715033B2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 非磁性ｐｃ鋼線およびその製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2715033B2 (ja) |
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| SE506550C2 (sv) * | 1994-11-02 | 1998-01-12 | Sandvik Ab | Användning av ett omagnetiskt, rostfritt stål vid supraledande lågtemperaturapplikationer |
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| KR100566142B1 (ko) * | 2002-05-08 | 2006-03-30 | 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 | 염회치·강성율이 우수한 고강도 스테인레스 강선 및 그 제조 방법 |
| JP6560881B2 (ja) * | 2015-03-26 | 2019-08-14 | 日鉄ステンレス株式会社 | 極低透磁率ステンレス鋼線材、ならびに耐久性に優れる鋼線、異形線 |
| CN111020406A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-17 | 浦项(张家港)不锈钢股份有限公司 | 一种低镍全奥氏体无磁不锈钢及其制造方法与应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03294453A (ja) * | 1990-04-11 | 1991-12-25 | Nippon Steel Corp | 電子機器部品用高硬度非磁性ステンレス鋼 |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP4349530A patent/JP2715033B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH06212358A (ja) | 1994-08-02 |
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