JP2864348B2 - 高強度高溶接性プレストレストコンクリート用鋼棒または鋼線ならびにその製造方法 - Google Patents
高強度高溶接性プレストレストコンクリート用鋼棒または鋼線ならびにその製造方法Info
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプレストレストコンクリ
ートに使用する鋼棒および鋼線に関するものであり、機
械的性質が優れ高強度で高温リラクセーション値が低く
また溶接性に優れたものを提供する。
ートに使用する鋼棒および鋼線に関するものであり、機
械的性質が優れ高強度で高温リラクセーション値が低く
また溶接性に優れたものを提供する。
【０００２】
【従来の技術】プレストレストコンクリートに使用する
鋼棒および鋼線（以下ＰＣ鋼棒という）は高いプレテン
ションをかけるため高い引張強度が要求され、ＪＩＳ規
格においては最高で１４２０Ｎ／ｍｍ2 以上のものが規
定されており、またあわせて種々の特性が要求されてい
る。すなわちコンクリートパイルやコンクリート柱など
を高能率で生産するために百数十度に加熱してコンクリ
ート強度の向上を図るオートクレーブ養生が行なわれる
ことが多いが、高い温度はＰＣ鋼棒への導入応力を低下
させるリラクセーションを生じさせる。したがって高温
リラクセーション値が低いＰＣ鋼棒が求められている。
また靱性の指標の一つである一様伸びの大きな材料も求
められている。
鋼棒および鋼線（以下ＰＣ鋼棒という）は高いプレテン
ションをかけるため高い引張強度が要求され、ＪＩＳ規
格においては最高で１４２０Ｎ／ｍｍ2 以上のものが規
定されており、またあわせて種々の特性が要求されてい
る。すなわちコンクリートパイルやコンクリート柱など
を高能率で生産するために百数十度に加熱してコンクリ
ート強度の向上を図るオートクレーブ養生が行なわれる
ことが多いが、高い温度はＰＣ鋼棒への導入応力を低下
させるリラクセーションを生じさせる。したがって高温
リラクセーション値が低いＰＣ鋼棒が求められている。
また靱性の指標の一つである一様伸びの大きな材料も求
められている。
【０００３】さらにＰＣ鋼棒の使用分野のあるものにお
いては溶接性が要求されることもある。たとえばコンク
リートパイルやコンクリート柱の製造にあたっては平行
に保持された複数のＰＣ鋼棒にらせん筋を巻きつけてこ
れとの交点を重ねてスポット溶接し、鉄筋かごを製作す
ることが行なわれる。したがってスポット溶接強度が十
分得られるなど溶接性が要求される。
いては溶接性が要求されることもある。たとえばコンク
リートパイルやコンクリート柱の製造にあたっては平行
に保持された複数のＰＣ鋼棒にらせん筋を巻きつけてこ
れとの交点を重ねてスポット溶接し、鉄筋かごを製作す
ることが行なわれる。したがってスポット溶接強度が十
分得られるなど溶接性が要求される。
【０００４】ところで高強度のＰＣ鋼棒の製造方法は強
度、靱性のバランスのとれた優れた材料が得られること
から、焼入れ焼戻しの熱処理工程により所定の特性を得
る方法が今日においては多く用いられる。この方法にお
いては熱間圧延により製造された素材の鋼棒または鋼線
を冷間で引抜きして所定の寸法にすると共にコンクリー
トの付着を良くするためのらせん模様をつけ、焼入れ焼
戻工程を行なうものである。焼入れ焼戻しは通常鋼棒ま
たは鋼線を連続的に送りながら行なわれる。
度、靱性のバランスのとれた優れた材料が得られること
から、焼入れ焼戻しの熱処理工程により所定の特性を得
る方法が今日においては多く用いられる。この方法にお
いては熱間圧延により製造された素材の鋼棒または鋼線
を冷間で引抜きして所定の寸法にすると共にコンクリー
トの付着を良くするためのらせん模様をつけ、焼入れ焼
戻工程を行なうものである。焼入れ焼戻しは通常鋼棒ま
たは鋼線を連続的に送りながら行なわれる。
【０００５】１００℃以上の高温におけるリラクセーシ
ョン特性の向上に関してはＰＣ鋼棒の素材の成分として
従来は０．２〜０．３％（重量％、以下同じ）であった
Ｓｉ量を０．５〜２．０％、最高２．３％程度まで添加
することにより達成できることが特公昭６２−４９３３
４号に開示されている。またこの発明においては、前記
の連続的な焼入れ焼戻しによる工程において、焼戻温度
に加熱した状態で微小な曲げ歪を加えた後に急冷するこ
とにより、一様伸びを維持しつつさらに高温リラクセー
ション特性を改善する技術が開示されている。
ョン特性の向上に関してはＰＣ鋼棒の素材の成分として
従来は０．２〜０．３％（重量％、以下同じ）であった
Ｓｉ量を０．５〜２．０％、最高２．３％程度まで添加
することにより達成できることが特公昭６２−４９３３
４号に開示されている。またこの発明においては、前記
の連続的な焼入れ焼戻しによる工程において、焼戻温度
に加熱した状態で微小な曲げ歪を加えた後に急冷するこ
とにより、一様伸びを維持しつつさらに高温リラクセー
ション特性を改善する技術が開示されている。
【０００６】一方、溶接性については上記のようにＳｉ
を多量に添加したＰＣ鋼棒は電気抵抗が著しく高くな
り、スポット溶接における溶接電圧の設定値を５０％程
度も高くしないと十分な接合強度が得られないという問
題がある。鉄筋かごを作成する業者は従来からの一般的
なＳｉ量の少ない鋼棒もＳｉ量が多い鋼棒も一緒に取扱
っており、電圧の設定を頻繁に行なわなければならない
ので、作業能率が低下するという問題があった。これに
対し本発明者らは先に特開平３−１５１４４５号および
特開平３−２８５０４５号においてＭｏの添加が溶接性
を改善する効果があることを開示した。
を多量に添加したＰＣ鋼棒は電気抵抗が著しく高くな
り、スポット溶接における溶接電圧の設定値を５０％程
度も高くしないと十分な接合強度が得られないという問
題がある。鉄筋かごを作成する業者は従来からの一般的
なＳｉ量の少ない鋼棒もＳｉ量が多い鋼棒も一緒に取扱
っており、電圧の設定を頻繁に行なわなければならない
ので、作業能率が低下するという問題があった。これに
対し本発明者らは先に特開平３−１５１４４５号および
特開平３−２８５０４５号においてＭｏの添加が溶接性
を改善する効果があることを開示した。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明はさらに上記発
明を改良し、引張強さ１４２０Ｎ／ｍｍ2 以上といった
高強度のＰＣ鋼棒において溶接性を損なうことなく、高
温リラクセーション特性が優れ、高靱性のものを提供す
る。すなわちＭｏは比較的高価な元素であり、本発明は
最小限のＭｏ添加量で溶接性の改善のみならず他の機械
的性質の向上にも効果を発揮させて、上記発明よりさら
に高性能のＰＣ鋼棒を製造することを目的とする。
明を改良し、引張強さ１４２０Ｎ／ｍｍ2 以上といった
高強度のＰＣ鋼棒において溶接性を損なうことなく、高
温リラクセーション特性が優れ、高靱性のものを提供す
る。すなわちＭｏは比較的高価な元素であり、本発明は
最小限のＭｏ添加量で溶接性の改善のみならず他の機械
的性質の向上にも効果を発揮させて、上記発明よりさら
に高性能のＰＣ鋼棒を製造することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、Ｃ：０．１５から０．４０％、Ｓ
ｉ：０．３から２．０％、Ｍｎ：０．４から１．６％、
Ｍｏ：０．０８から０．３５％を含有し、必要に応じて
さらにＴｉ：０．０１から０．０５％およびＢ：０．０
００５から０．００５％を含有し、かつＳｉ量とＭｏ量
についてＳｉ＋４Ｍｏが１．０％以上の関係を満足し、
残部はＦｅおよび不可避的不純物であり、かつオーステ
ナイト結晶粒度番号が９．０以上の微細組織を有するこ
とを特徴とする高強度高溶接性ＰＣ鋼棒である。
するものであって、Ｃ：０．１５から０．４０％、Ｓ
ｉ：０．３から２．０％、Ｍｎ：０．４から１．６％、
Ｍｏ：０．０８から０．３５％を含有し、必要に応じて
さらにＴｉ：０．０１から０．０５％およびＢ：０．０
００５から０．００５％を含有し、かつＳｉ量とＭｏ量
についてＳｉ＋４Ｍｏが１．０％以上の関係を満足し、
残部はＦｅおよび不可避的不純物であり、かつオーステ
ナイト結晶粒度番号が９．０以上の微細組織を有するこ
とを特徴とする高強度高溶接性ＰＣ鋼棒である。
【０００９】またこれの製造方法として、Ｃ：０．１５
から０．４０％、Ｓｉ：０．３から２．０％、Ｍｎ：
０．４から１．６％、Ｍｏ：０．０８から０．３５％を
含有し、必要に応じてさらにＴｉ：０．０１から０．０
５％およびＢ：０．０００５から０．００５％を含有
し、かつＳｉ量とＭｏ量についてＳｉ＋４Ｍｏが１．０
％以上の関係を満足し、残部はＦｅおよび不可避的不純
物である鋼棒または鋼線を２０秒以内で８５０から１０
５０℃の焼入れ温度に加熱した後急冷し、さらに２５秒
以内で所定の焼戻し温度に加熱後急冷することにより、
オーステナイト結晶粒度番号を９．０以上の微細組織と
することを特徴とするＰＣ鋼棒の製造方法である。また
さらに必要に応じ、上記焼戻し温度に加熱した状態にお
いて３％以下の曲げ歪を付加した後に急冷することも特
徴とするものである。
から０．４０％、Ｓｉ：０．３から２．０％、Ｍｎ：
０．４から１．６％、Ｍｏ：０．０８から０．３５％を
含有し、必要に応じてさらにＴｉ：０．０１から０．０
５％およびＢ：０．０００５から０．００５％を含有
し、かつＳｉ量とＭｏ量についてＳｉ＋４Ｍｏが１．０
％以上の関係を満足し、残部はＦｅおよび不可避的不純
物である鋼棒または鋼線を２０秒以内で８５０から１０
５０℃の焼入れ温度に加熱した後急冷し、さらに２５秒
以内で所定の焼戻し温度に加熱後急冷することにより、
オーステナイト結晶粒度番号を９．０以上の微細組織と
することを特徴とするＰＣ鋼棒の製造方法である。また
さらに必要に応じ、上記焼戻し温度に加熱した状態にお
いて３％以下の曲げ歪を付加した後に急冷することも特
徴とするものである。
【００１０】
【作用】本発明においてはＰＣ鋼棒にＭｏを添加するこ
とにより、高温リラクセーション特性の向上のために添
加しているＳｉの溶接性に対する害を低減し、溶接電圧
を高くしなくても良好な溶接ができるようにしたもので
ある。さらにＭｏとＳｉとの関係において最適な成分範
囲を見出すとともに、炭化物形成元素であるＭｏの結晶
粒微細化効果を最大限発揮せしめてオーステナイトを結
晶粒度番号９．０以上の細粒とすることにより最小限の
添加元素量で高強度かつ靱性の優れたＰＣ鋼棒とするこ
とができる。
とにより、高温リラクセーション特性の向上のために添
加しているＳｉの溶接性に対する害を低減し、溶接電圧
を高くしなくても良好な溶接ができるようにしたもので
ある。さらにＭｏとＳｉとの関係において最適な成分範
囲を見出すとともに、炭化物形成元素であるＭｏの結晶
粒微細化効果を最大限発揮せしめてオーステナイトを結
晶粒度番号９．０以上の細粒とすることにより最小限の
添加元素量で高強度かつ靱性の優れたＰＣ鋼棒とするこ
とができる。
【００１１】本発明者等は一般的に行なわれる連続的な
焼入れ焼戻工程を冷間引抜き後の素材に行なうことによ
り製造したＰＣ鋼棒について、添加成分の影響を調べ
た。図１はＳｉ、Ｍｏ量を種々変化させ、さらにＴｉ、
Ｂの添加をしたもの、しないものの１８０℃における高
温リラクセーション値のグラフである、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
はそれぞれＭｏ添加量がなし、０．１％、０．２％、
０．３％のものを示しており、さらに丸などを塗りつぶ
してあるのはＴｉ、Ｂ添加なし、白抜きのものはＴｉ、
Ｂの添加があるものである。これをみるとＳｉの高温リ
ラクセーション特性向上の効果は明らかであるが、その
効果は１．５％を超えると飽和する傾向にある。一方、
Ｍｏを添加することにより高温リラクセーション値は低
下し、これの改善効果があることがわかる。一方、Ｔ
ｉ、Ｂの添加の有無は高温リラクセーション値に影響を
及ぼさないことがわかる。
焼入れ焼戻工程を冷間引抜き後の素材に行なうことによ
り製造したＰＣ鋼棒について、添加成分の影響を調べ
た。図１はＳｉ、Ｍｏ量を種々変化させ、さらにＴｉ、
Ｂの添加をしたもの、しないものの１８０℃における高
温リラクセーション値のグラフである、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
はそれぞれＭｏ添加量がなし、０．１％、０．２％、
０．３％のものを示しており、さらに丸などを塗りつぶ
してあるのはＴｉ、Ｂ添加なし、白抜きのものはＴｉ、
Ｂの添加があるものである。これをみるとＳｉの高温リ
ラクセーション特性向上の効果は明らかであるが、その
効果は１．５％を超えると飽和する傾向にある。一方、
Ｍｏを添加することにより高温リラクセーション値は低
下し、これの改善効果があることがわかる。一方、Ｔ
ｉ、Ｂの添加の有無は高温リラクセーション値に影響を
及ぼさないことがわかる。
【００１２】さらに本発明者等は上記の各ＰＣ鋼棒につ
いてスポット溶接の試験を行ない溶接部の継手強度を調
査した。すなわち直径９．２ｍｍのＰＣ鋼棒と直径３．
２ｍｍのらせん筋との交点をＳｉ量の多くない普通のＰ
Ｃ鋼棒の溶接に用いられる１．４５Ｖの電圧で溶接し、
溶接電流を測定すると共に、溶接部の継手強度をＪＩＳ
Ｇ３５５１「溶接金網」の溶接点剪断強さ試験方法に
従って試験した。
いてスポット溶接の試験を行ない溶接部の継手強度を調
査した。すなわち直径９．２ｍｍのＰＣ鋼棒と直径３．
２ｍｍのらせん筋との交点をＳｉ量の多くない普通のＰ
Ｃ鋼棒の溶接に用いられる１．４５Ｖの電圧で溶接し、
溶接電流を測定すると共に、溶接部の継手強度をＪＩＳ
Ｇ３５５１「溶接金網」の溶接点剪断強さ試験方法に
従って試験した。
【００１３】図２はその結果を示したものであり、Ｍｏ
無添加のＰＣ鋼棒においてはＳｉ量が１％を超えると次
第に溶接部に溶接電流が流れ難くなり、継手強度もこれ
に従って低下する。これに対しＭｏを添加した場合では
Ｓｉ量が１．５％を超えても溶接電流の低下は少なく継
手強度の低下も少ない。またＴｉ、Ｂの添加の効果もあ
ることがわかる。
無添加のＰＣ鋼棒においてはＳｉ量が１％を超えると次
第に溶接部に溶接電流が流れ難くなり、継手強度もこれ
に従って低下する。これに対しＭｏを添加した場合では
Ｓｉ量が１．５％を超えても溶接電流の低下は少なく継
手強度の低下も少ない。またＴｉ、Ｂの添加の効果もあ
ることがわかる。
【００１４】上記のような実験事実をもとに、さらに改
良を加えて本発明はなされたものである。以下にまず化
学成分について述べる。Ｃは０．１５％から０．４０％
とする。Ｃが０．１５％未満ではＰＣ鋼棒としての必要
な強度が得られず、０．４０％を超えると靱性が低下す
ると共に溶接性も劣化する。
良を加えて本発明はなされたものである。以下にまず化
学成分について述べる。Ｃは０．１５％から０．４０％
とする。Ｃが０．１５％未満ではＰＣ鋼棒としての必要
な強度が得られず、０．４０％を超えると靱性が低下す
ると共に溶接性も劣化する。
【００１５】Ｓｉは０．３％から２．０％とする。Ｓｉ
が０．３％未満ではＭｏを添加するにしても、本発明が
目的とする高温リラクセーション特性が得られない。Ｓ
ｉ量が２．０％を超えるとリラクセーション特性改善の
効果は飽和すると共に靱性低下、溶接性劣化がみられる
ようになる。
が０．３％未満ではＭｏを添加するにしても、本発明が
目的とする高温リラクセーション特性が得られない。Ｓ
ｉ量が２．０％を超えるとリラクセーション特性改善の
効果は飽和すると共に靱性低下、溶接性劣化がみられる
ようになる。
【００１６】Ｍｎは０．４％から１．６％とする。Ｍｎ
は焼入れ性を向上させ、また強度や一様伸び特性など靱
性向上に寄与する。０．４％ではその効果が不足し、
１．６％を超えると焼入れ時にオーステナイトの残留が
多くなりかえって強度が低下する。したがって上記範囲
とする。
は焼入れ性を向上させ、また強度や一様伸び特性など靱
性向上に寄与する。０．４％ではその効果が不足し、
１．６％を超えると焼入れ時にオーステナイトの残留が
多くなりかえって強度が低下する。したがって上記範囲
とする。
【００１７】Ｍｏは０．０８％から０．３５とする。Ｍ
ｏはＳｉと共に高温リラクセーション特性を向上させる
と共にＳｉ量が多い場合の溶接性劣化を防止する。また
焼入れ性を向上すると共に結晶粒を微細化して強度、靱
性の向上に寄与する。０．０８％未満ではその効果は期
待できず、０．３５％以上では効果が飽和してくると共
にコスト上も不利となる。
ｏはＳｉと共に高温リラクセーション特性を向上させる
と共にＳｉ量が多い場合の溶接性劣化を防止する。また
焼入れ性を向上すると共に結晶粒を微細化して強度、靱
性の向上に寄与する。０．０８％未満ではその効果は期
待できず、０．３５％以上では効果が飽和してくると共
にコスト上も不利となる。
【００１８】さらにＳｉ量とＭｏ量について、Ｓｉ＋４
Ｍｏが１．０％以上の関係を満足する必要がある。所定
の高温リラクセーション特性を得るためにはＳｉ＋４Ｍ
ｏの値を１．０％以上、好ましくは１．４％以上にする
必要があり、前記Ｓｉ量、Ｍｏ量の個別の値を満足した
上でさらにこの条件を満たすことにより溶接性など他の
特性も良好にすることができる。
Ｍｏが１．０％以上の関係を満足する必要がある。所定
の高温リラクセーション特性を得るためにはＳｉ＋４Ｍ
ｏの値を１．０％以上、好ましくは１．４％以上にする
必要があり、前記Ｓｉ量、Ｍｏ量の個別の値を満足した
上でさらにこの条件を満たすことにより溶接性など他の
特性も良好にすることができる。
【００１９】またさらに必要に応じて、Ｔｉ、Ｂを同時
に添加することにより溶接性や遅れ破壊特性を向上させ
ることができる。Ｔｉは０．０１％未満ではその効果が
少なく、０．０５％を超えると材料の清浄度を害し好ま
しくない。Ｂは０．０００５％未満ではその効果が少な
く、０．００５％を超えても効果は飽和し、さらに多量
になると素材製造の熱間加工時に割れ発生の原因にな
る。
に添加することにより溶接性や遅れ破壊特性を向上させ
ることができる。Ｔｉは０．０１％未満ではその効果が
少なく、０．０５％を超えると材料の清浄度を害し好ま
しくない。Ｂは０．０００５％未満ではその効果が少な
く、０．００５％を超えても効果は飽和し、さらに多量
になると素材製造の熱間加工時に割れ発生の原因にな
る。
【００２０】また本発明のＰＣ鋼棒はオーステナイト結
晶粒度番号を９．０以上の微細組織とする。結晶粒度番
号はＪＩＳ Ｇ０５５１にあり、１ｍｍ2 当たりの結晶
粒の数ｎは粒度番号をＮとするとｎ＝２N+3 となる。こ
のオーステナイト結晶粒度は本発明の工程における焼入
れ加熱条件におけるオーステナイト相のものでこれを微
細化することにより焼入れによって極めて微細なマルテ
ンサイト組織が得られ、従来の９．０未満のものに比し
てより少ない添加元素量で高強度、高靱性のＰＣ鋼棒を
得ることができる。
晶粒度番号を９．０以上の微細組織とする。結晶粒度番
号はＪＩＳ Ｇ０５５１にあり、１ｍｍ2 当たりの結晶
粒の数ｎは粒度番号をＮとするとｎ＝２N+3 となる。こ
のオーステナイト結晶粒度は本発明の工程における焼入
れ加熱条件におけるオーステナイト相のものでこれを微
細化することにより焼入れによって極めて微細なマルテ
ンサイト組織が得られ、従来の９．０未満のものに比し
てより少ない添加元素量で高強度、高靱性のＰＣ鋼棒を
得ることができる。
【００２１】本発明のＰＣ鋼棒の製造方法は冷間引抜き
などの方法で所定の直径とし、必要に応じて表面にコン
クリート付着力向上のための模様をつけた後焼入れ焼戻
しを行なう。焼入れの加熱は２０秒以内に８５０〜１０
５０℃の焼入れ温度に加熱する。本発明の材料をこのよ
うに急速に加熱することに再結晶の核生成の箇所が多く
なり、オーステナイトを粒度番号９．０以上の細粒とす
ることができる。急速加熱の手段としては高周波誘導加
熱または直接通電加熱により行なう。焼入れ温度まで加
熱する時間が２０秒より長いと昇温途中で発生した少な
い数の再結晶核が成長する結果、本発明が目的とする微
細な結晶粒が得られない。
などの方法で所定の直径とし、必要に応じて表面にコン
クリート付着力向上のための模様をつけた後焼入れ焼戻
しを行なう。焼入れの加熱は２０秒以内に８５０〜１０
５０℃の焼入れ温度に加熱する。本発明の材料をこのよ
うに急速に加熱することに再結晶の核生成の箇所が多く
なり、オーステナイトを粒度番号９．０以上の細粒とす
ることができる。急速加熱の手段としては高周波誘導加
熱または直接通電加熱により行なう。焼入れ温度まで加
熱する時間が２０秒より長いと昇温途中で発生した少な
い数の再結晶核が成長する結果、本発明が目的とする微
細な結晶粒が得られない。
【００２２】鋼棒の焼入れ温度での保持時間は均一なオ
ーステナイト組織が得られる最小限の時間にする。本発
明の材料はＭｏの炭化物が析出しているためオーステナ
イト結晶粒は急には大きくならないが、あまり長時間は
保持せず、２０秒以内が好ましい。その後焼入れを行な
うが１００℃／秒以上の急冷を行ない完全なマルテンサ
イト組織とする。
ーステナイト組織が得られる最小限の時間にする。本発
明の材料はＭｏの炭化物が析出しているためオーステナ
イト結晶粒は急には大きくならないが、あまり長時間は
保持せず、２０秒以内が好ましい。その後焼入れを行な
うが１００℃／秒以上の急冷を行ない完全なマルテンサ
イト組織とする。
【００２３】これに引き続いて焼戻しを行なうが焼戻し
も均一な焼戻しマルテンサイト組織を得るため焼戻し温
度まで２５秒以内の急速加熱が望ましい。焼戻し温度は
所定の引張り強さ、たとえば１４２０Ｎ／ｍｍ2 以上が
得られる温度にするが、通常４００℃から５５０℃の範
囲にする。なお焼戻し後の冷却はたとえば１０秒程度焼
戻し温度に保持し、その後は比較的速やかに冷却した方
が組織の粗大化により強度が低下することなく好まし
い。
も均一な焼戻しマルテンサイト組織を得るため焼戻し温
度まで２５秒以内の急速加熱が望ましい。焼戻し温度は
所定の引張り強さ、たとえば１４２０Ｎ／ｍｍ2 以上が
得られる温度にするが、通常４００℃から５５０℃の範
囲にする。なお焼戻し後の冷却はたとえば１０秒程度焼
戻し温度に保持し、その後は比較的速やかに冷却した方
が組織の粗大化により強度が低下することなく好まし
い。
【００２４】さらに本発明の特に好ましい製造方法とし
て、前記の焼戻し温度に加熱中に３％以下の曲げ歪を加
えた後冷却する方法がある。これにより高温リラクセー
ション特性を一段と向上させることができる。曲げ歪を
加える方法は連続的に送られる鋼棒を焼戻し温度に加熱
する装置、たとえば誘導加熱装置のあとに続けて、矯正
装置などに用いられると同様の繰り返し曲げのロール列
を配置すればよい。このような微少な曲げ歪を加えるこ
とにより材料に導入された転位は絡みあっているが、炭
化物、窒化物等の析出物により転位の移動が妨げられ強
度やリラクセーション特性が向上する。曲げ歪の量は３
％以下、好ましくは２％以下が適当で多過ぎると靱性が
劣化し、一様伸び等の特性値が悪くなる。また、繰り返
し曲げにより歪を導入した後、あまり長時間焼戻し温度
に保持すると析出物が粗大化しその効果が減少するの
で、その前にたとえば１０秒以内に強制的に冷却すべき
である。
て、前記の焼戻し温度に加熱中に３％以下の曲げ歪を加
えた後冷却する方法がある。これにより高温リラクセー
ション特性を一段と向上させることができる。曲げ歪を
加える方法は連続的に送られる鋼棒を焼戻し温度に加熱
する装置、たとえば誘導加熱装置のあとに続けて、矯正
装置などに用いられると同様の繰り返し曲げのロール列
を配置すればよい。このような微少な曲げ歪を加えるこ
とにより材料に導入された転位は絡みあっているが、炭
化物、窒化物等の析出物により転位の移動が妨げられ強
度やリラクセーション特性が向上する。曲げ歪の量は３
％以下、好ましくは２％以下が適当で多過ぎると靱性が
劣化し、一様伸び等の特性値が悪くなる。また、繰り返
し曲げにより歪を導入した後、あまり長時間焼戻し温度
に保持すると析出物が粗大化しその効果が減少するの
で、その前にたとえば１０秒以内に強制的に冷却すべき
である。
【００２５】
【実施例】表１に示す化学成分の熱間圧延鋼棒の素材を
それぞれ冷間引抜きし、直径９．２ｍｍにした。これを
誘導加熱炉で９５０℃に７秒で加熱し、この温度に６秒
保持した後水冷した。この材料を誘導加熱により焼戻し
温度に５秒で加熱し１０秒保持した後、水冷した。また
別の工程として焼戻し温度に同様に加熱した後、０．９
％の曲げ歪をロール列により加え、その後焼戻し温度で
５秒経過後、水冷した材料も作成した。さらに別の工程
として焼入れの加熱について９５０℃まで加熱するのに
２５秒かけたものも一部の材料について行なった。なお
焼戻し温度は引張り強さ１４２０Ｎ／ｍｍ2 以上の規格
値を満足するように各材料について設定した。
それぞれ冷間引抜きし、直径９．２ｍｍにした。これを
誘導加熱炉で９５０℃に７秒で加熱し、この温度に６秒
保持した後水冷した。この材料を誘導加熱により焼戻し
温度に５秒で加熱し１０秒保持した後、水冷した。また
別の工程として焼戻し温度に同様に加熱した後、０．９
％の曲げ歪をロール列により加え、その後焼戻し温度で
５秒経過後、水冷した材料も作成した。さらに別の工程
として焼入れの加熱について９５０℃まで加熱するのに
２５秒かけたものも一部の材料について行なった。なお
焼戻し温度は引張り強さ１４２０Ｎ／ｍｍ2 以上の規格
値を満足するように各材料について設定した。
【００２６】
【表１】
【００２７】オーステナイト結晶粒度、機械的性質、高
温リラクセーション試験、溶接継手強度等の各試験結果
を表２および表３に示す。これによると機械的性質は本
発明は従来品と同等以上であることがわかる。特に結晶
粒度番号９．０以上の本発明材は一様伸びが大きく、各
特性が優れている。
温リラクセーション試験、溶接継手強度等の各試験結果
を表２および表３に示す。これによると機械的性質は本
発明は従来品と同等以上であることがわかる。特に結晶
粒度番号９．０以上の本発明材は一様伸びが大きく、各
特性が優れている。
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】リラクセーション試験は降伏応力の規格値
１２７５Ｎ／ｍｍ2 の８０％である１０２０Ｎ／ｍｍ2
の応力を加え、つかみ間隔をそのままで保持したときの
応力の低下の率を示すもので、常温および１８０℃の高
温について行なった。高温リラクセーションは４時間で
１８０℃に昇温し、３時間保持し、炉内冷却することに
より荷重から２３時間後に測定した。成分範囲としてＳ
ｉ＋４Ｍｏが１．０％以上の本発明の条件を満足するも
のがリラクセーション特性が優れていることがわかる。
また焼戻し温度で微少な曲げ歪を加える工程により、同
じ成分の材料でも高温リラクセーション特性が大きく向
上することがわかる。
１２７５Ｎ／ｍｍ2 の８０％である１０２０Ｎ／ｍｍ2
の応力を加え、つかみ間隔をそのままで保持したときの
応力の低下の率を示すもので、常温および１８０℃の高
温について行なった。高温リラクセーションは４時間で
１８０℃に昇温し、３時間保持し、炉内冷却することに
より荷重から２３時間後に測定した。成分範囲としてＳ
ｉ＋４Ｍｏが１．０％以上の本発明の条件を満足するも
のがリラクセーション特性が優れていることがわかる。
また焼戻し温度で微少な曲げ歪を加える工程により、同
じ成分の材料でも高温リラクセーション特性が大きく向
上することがわかる。
【００３１】溶接継手の強度の試験は先に述べた方法で
行なったものであり、特に先にグラフで示した通りＳｉ
を多量に含む材料においてＭｏによる強度向上の効果が
大きいことがわかる。またさらにＴｉ、Ｂの添加により
強度のばらつきが減少し全体に特性が向上する。
行なったものであり、特に先にグラフで示した通りＳｉ
を多量に含む材料においてＭｏによる強度向上の効果が
大きいことがわかる。またさらにＴｉ、Ｂの添加により
強度のばらつきが減少し全体に特性が向上する。
【００３２】
【発明の効果】本発明のＰＣ鋼棒はプレストレストコン
クリート材を大量生産するときのオートクレーブ養生に
おいて問題になる高温リラクセーション特性が優れ、か
つ鉄筋かごを作成するときに行なうスポット溶接におい
て特別な溶接条件を設定しなくても十分な継手強度が得
られる。またＰＣ鋼棒の規格値における最高強度クラス
の材料においても靱性に優れており、特性の極めて優れ
たＰＣ鋼棒を提供できる。
クリート材を大量生産するときのオートクレーブ養生に
おいて問題になる高温リラクセーション特性が優れ、か
つ鉄筋かごを作成するときに行なうスポット溶接におい
て特別な溶接条件を設定しなくても十分な継手強度が得
られる。またＰＣ鋼棒の規格値における最高強度クラス
の材料においても靱性に優れており、特性の極めて優れ
たＰＣ鋼棒を提供できる。
【図１】Ｓｉ、Ｍｏの含有量と高温リラクセーションの
関係の例を示すグラフ
関係の例を示すグラフ
【図２】Ｓｉ、Ｍｏの含有量と溶接電流値および溶接継
手強度の関係の例を示すグラフ
手強度の関係の例を示すグラフ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 38/14 Ｃ２２Ｃ 38/14 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60 C21D 8/08,9/52 103
Claims (5)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．１５から０．４０
％、Ｓｉ：０．３から２．０％、Ｍｎ：０．４から１．
６％、Ｍｏ：０．０８から０．３５％を含有し、かつＳ
ｉ量とＭｏ量についてＳｉ＋４Ｍｏが１．０％以上の関
係を満足し、残部はＦｅおよび不可避的不純物であり、
かつオーステナイト結晶粒度番号が９．０以上の微細組
織を有することを特徴とする高強度高溶接性プレストレ
ストコンクリート用鋼棒または鋼線。 - 【請求項２】 鋼棒または鋼線はさらにＴｉ：０．０１
から０．０５％およびＢ：０．０００５から０．００５
％を含有することを特徴とする請求項１記載の高強度高
溶接性プレストレストコンクリート用鋼棒または鋼線。 - 【請求項３】 重量％で、Ｃ：０．１５から０．４０
％、Ｓｉ：０．３から２．０％、Ｍｎ：０．４から１．
６％、Ｍｏ：０．０８から０．３５％を含有し、かつＳ
ｉ量とＭｏ量についてＳｉ＋４Ｍｏが１．０％以上の関
係を満足し、残部はＦｅおよび不可避的不純物である鋼
棒または鋼線を２０秒以内に８５０〜１０５０℃の焼入
れ温度に加熱した後急冷し、さらに２５秒以内で焼戻し
温度に加熱後急冷することにより、オーステナイト結晶
粒度番号が９．０以上の微細組織とすることを特徴とす
る高強度高溶接性プレストレストコンクリート用鋼棒ま
たは鋼線の製造方法。 - 【請求項４】 鋼棒または鋼線はさらにＴｉ：０．０１
から０．０５％およびＢ：０．０００５から０．００５
％を含有することを特徴とする請求項３記載の高強度高
溶接性プレストレストコンクリート用鋼棒または鋼線の
製造方法。 - 【請求項５】 焼戻し温度に加熱した状態において３％
以下の曲げ歪を付加した後に急冷することを特徴とする
請求項３または４記載の高強度高溶接性プレストレスト
コンクリート用鋼棒または鋼線の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6165783A JP2864348B2 (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | 高強度高溶接性プレストレストコンクリート用鋼棒または鋼線ならびにその製造方法 |
| GB9510785A GB2290800B (en) | 1994-06-27 | 1995-05-26 | High strength,high weldability steel bars and wires for prestressed concrete |
| CN 95107083 CN1044139C (zh) | 1994-06-27 | 1995-06-26 | 用于预应力混凝土的高强、高焊接性的钢筋和钢丝 |
| HK98100397A HK1001348A1 (en) | 1994-06-27 | 1998-01-16 | High strength high weldability steel bars and wire for prestressed concrete |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6165783A JP2864348B2 (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | 高強度高溶接性プレストレストコンクリート用鋼棒または鋼線ならびにその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0813082A JPH0813082A (ja) | 1996-01-16 |
| JP2864348B2 true JP2864348B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=15818932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6165783A Expired - Lifetime JP2864348B2 (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | 高強度高溶接性プレストレストコンクリート用鋼棒または鋼線ならびにその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2864348B2 (ja) |
| CN (1) | CN1044139C (ja) |
| GB (1) | GB2290800B (ja) |
| HK (1) | HK1001348A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| KR100536660B1 (ko) * | 2003-12-18 | 2005-12-14 | 삼화강봉주식회사 | 저온충격 특성이 우수한 냉간압조용 강선과 그 제조 방법 |
| CN102061370A (zh) * | 2011-01-31 | 2011-05-18 | 中国钢研科技集团有限公司 | 混凝土用钢筋的生产工艺 |
| CN103643135B (zh) * | 2013-11-20 | 2015-12-30 | 上海交通大学 | 抗拉强度2000Mpa及以上的PC钢棒及热处理方法 |
| CN103643125B (zh) * | 2013-11-21 | 2015-10-28 | 江苏天舜金属材料集团有限公司 | 一种预应力混凝土用钢棒及其生产工艺 |
| JP2017179399A (ja) * | 2016-03-28 | 2017-10-05 | 高周波熱錬株式会社 | 建築用鋼材 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| AT271532B (de) * | 1964-02-20 | 1969-06-10 | Krupp Ag Huettenwerke | Stahl für langzeitig unter Zugbeanspruchung stehende Bauelemente, insbesondere Spannbetonstahl |
| NL170159C (nl) * | 1973-06-04 | 1982-10-01 | Estel Hoogovens Bv | Werkwijze voor het vervaardigen van lasbaar staafmateriaal uit laag koolstofstaal door gecontroleerde koeling. |
| EP0022134B1 (fr) * | 1979-06-08 | 1985-09-25 | Henrik Giflo | Acier d'armature à haute résistance mécanique |
-
1994
- 1994-06-27 JP JP6165783A patent/JP2864348B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-05-26 GB GB9510785A patent/GB2290800B/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-06-26 CN CN 95107083 patent/CN1044139C/zh not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-01-16 HK HK98100397A patent/HK1001348A1/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0813082A (ja) | 1996-01-16 |
| CN1044139C (zh) | 1999-07-14 |
| GB2290800B (en) | 1997-07-23 |
| CN1121535A (zh) | 1996-05-01 |
| GB2290800A (en) | 1996-01-10 |
| HK1001348A1 (en) | 1998-06-12 |
| GB9510785D0 (en) | 1995-07-19 |
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