JPH0227419B2 - - Google Patents

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JPH0227419B2
JPH0227419B2 JP56098289A JP9828981A JPH0227419B2 JP H0227419 B2 JPH0227419 B2 JP H0227419B2 JP 56098289 A JP56098289 A JP 56098289A JP 9828981 A JP9828981 A JP 9828981A JP H0227419 B2 JPH0227419 B2 JP H0227419B2
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JP
Japan
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strain
steel
steel rod
present
delayed fracture
Prior art date
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JP56098289A
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English (en)
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JPS581016A (ja
Inventor
Kunio Suehiro
Eiji Yamashita
Hajime Nitsuta
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koshuha Netsuren KK
Original Assignee
Koshuha Netsuren KK
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Publication date
Application filed by Koshuha Netsuren KK filed Critical Koshuha Netsuren KK
Priority to JP9828981A priority Critical patent/JPS581016A/ja
Publication of JPS581016A publication Critical patent/JPS581016A/ja
Publication of JPH0227419B2 publication Critical patent/JPH0227419B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/06Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
    • C21D8/08Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires for concrete reinforcement

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は遅れ破壊特性および機械的性質のすぐ
れたプレストレストコンクリート用鋼棒又は鋼線
(以下「プレストレストコンクリート用鋼棒」と
いう)の製造方法に関するものである。プレスト
レストコンクリート(以下「PC」という)くい
又はポールの製造時におけるコンクリートの養生
は養生期間の短縮を目的として近年、180℃〜200
℃で10気圧程度の雰囲気で行う高温高圧養生法
(以下「オートクレーブ養生」という)によるも
のがかなりの範囲を占めるようになつてきた。 しかし、オートクレーブ養生法には、コンクリ
ート中の鋼棒のリラクゼーシヨン量がかなり増大
するという欠点がある。このリラクゼーシヨン現
像は時間依存の塑性変形、すなわち、クレーブ変
形に起因するものであつて温度、初期応力および
時間により大きく影響される。 従来、オートクレーブ養生法のもとで生ずるリ
ラクゼーシヨン量を少なくなるために行われてい
る方法は鋼棒の素材に合金元素を添加して固溶強
化、析出強化の効果をねらう方法とホツトスレツ
チのような、温間域での引張り加工を加えること
によつてひずみ時効強化をねらう方法とに大別さ
れる。 しかして、後者の従来方法によつてリラクゼー
シヨン量を大巾に減少させた場合、特に熱処理さ
れたPC鋼棒については「一様伸び」が低下する
という重大な欠点がある。 本発明はこのような従来方法の欠陥を改善する
ためになされたもので、高周波誘導加熱等の急熱
急冷の熱処理ラインにおける焼戻過程において、
焼戻温度に加熱された鋼棒に2%程度以下という
微少な曲げ歪を加えることによつて、「一様伸び」
の特性を損うことなく、かつリラクゼーシヨン特
性を大巾に改善できるごとき方法を提供しようと
するものであり、さらに本発明によつて、高強度
鋼材であるPC鋼棒にとつて重要な特性である遅
れ破壊特性を、従来方法によるものとの比し、格
段に向上させることができる。 以下、本発明を第1〜第5図に従つて詳細に説
明する。 第1図には本発明の第1の実施例が示されてい
る。Wは鋼棒で、鋼棒Wは、たとえば、ピンチロ
ール等の送り手段1,4,11で矢印方向へ送ら
れる。上記送り過程において鋼棒Wは、まず、矯
正用縦段ロール2、ついで矯正用横段ロール3で
直線性を保持するように矯正された後、焼入用高
周波誘導加熱コイル5で、たとえば900゜〜1000℃
の焼入温度に加熱された後、水冷ジヤケツト6で
急冷焼入れされる。焼入れされた鋼棒Wは、つい
で焼戻し用高周波誘導加熱コイル7で鋼種によつ
て定まる通常の焼戻し温度に加熱される。焼戻し
温度に加熱された鋼棒Wは直ちに歪付加装置8つ
いで9に送られて微少な曲げ歪が加えられる。歪
付加装置8において81〜84は、上下方向およ
び送り方向へ変位しないように、かつ相隣るもの
が、それぞれ所定間隙を保持するように送り通路
の上方に沿つて取付けられた固定ロールであり、
85〜87は送り通路の下方に沿つて取付けられ
た上下方向の変位が可能な可動ロールで、可動ロ
ール85は固定ロール81と82との下方の中間
位置に、86は82と83の、87は83と84
の、それぞれ下方の中間位置にある。鋼棒Wは固
定ロール群81〜84と上方変位させた可動ロー
ル群85〜87との間を通過する過程で微少な曲
げ歪が与えられる。この点について、第1図bに
よつて、さらに詳細に説明する。 固定ロール81と82との間の下方の中心位置
にある可動ロール85を第1図bにおいて点線で
示すようにHmm上方変位させると、固定ロール8
1と82との間の鋼材に高さHmm(可動ロール8
5の上方変位量)に相当する曲げ歪が与えられ
る。 この場合における固定ロール81と82との間
の鋼棒Wが作る円弧を第1図cに示すように円周
の一部とする円の半径をR,lを固定ロール81
と82との間の間隔ABの1/2とすると、 R2=l2+(R−H)2 l2−2RH+H2=0 からAB=95mmとすれば、l=47.5mmとなり、 R=l2+H2/2Hから H(mm) R(mm) 1 1128.6 2 565.1 3 377.5 4 284.0 となる。 歪量εは第1図dに示すように曲げを与えた場
合、鋼棒の外側A′B′と中心ABの長さは A′B′=2l′=(R+D)θ AB=2l=(R+D/2)θ 但し、Dは鋼棒の直径 θは中心角(ラジアン) で与えられる。これより曲げを与えたときの鋼棒
の伸びは 2l′−2l=D/2 これにより歪量εは ε=(D/2)θ/(R+D/2)θ=D/2R+D となり、たとえば、7.4mm径の鋼棒については、
次のような関係が成立する。 H(mm) R(mm) ε 1 1128.6 3.2×10-3 2 565.1 6.4×10-3 3 377.5 9.5×10-3 4 284.0 12.6×10-3 このような曲げ歪が固定ロール82と83およ
び可動ロール86との間、ついで固定ロール83
と84および可動ロール87との間で連続的に与
えられる。歪付加装置9は、歪付加装置8と同一
構成からなる固定ロール群と可動ロール群とから
なるものを歪付加装置8に対して90゜変位させた
ものを送り通路に沿つて配置したことからなつて
いる。従つて鋼棒は歪付加装置8で上下方向の曲
げ歪が加えられた後、歪付加装置9で左右方向の
曲げ歪が加えられ、しかる後、水冷ジヤケツト1
0で急冷されて所定位置に送られる。 以上の処理はすべて、図示するように連続的一
工程で行われる。 第2図aおよびbには本発明の第2の実施例が
示されている。 第2の実施例を第1の実施例と比較した場合、
歪付加装置8,9に代えて1個の歪付加装置12
を用いている点が異なるが、他は同様である。 第2図bには歪付加装置12の詳細が示されて
いる。 12′は回転体で、回転体12′の軸方向に沿つ
て複数の駒123〜127が固定されている。駒
123〜127は軸直角方向の位置が互に変位し
ており、かつ、鋼棒の通路となる貫通孔が設けら
れている。121は回転体12′の入口側方向に、
又122は回転体12′の出口側方向に、それぞ
れ設けられたガイドである。 焼戻し用高周波誘導加熱コイル7で焼戻し温度
に加熱された鋼棒Wは歪付加装置12の入口12
8から、ガイド121を経て回転体12′内の駒
123〜127,ガイド122を介して歪付加装
置12の出口から水冷ジヤケツト10に送られ
る。この送り過程で回転体12′を、たとえば、
矢印a方向へ所定速度で回転させると、各駒間の
鋼棒に全周に亘る微少な曲げ歪を連続的に与える
ことができる。 第3図は本発明の第3の実施例を示すもので、
これを第1および第2の実施例と比較した場合、
第1および第2の実施例においては焼入れ用加熱
手段として高周波誘導加熱コイルを用いているの
に対し、直接通電機構13を用いるようにした点
が異るが、他は同一である。131,132およ
び133,134はそれぞれ電極を兼ねた1対の
送りロールで、それぞれ電源Eに接続されてお
り、鋼棒Wは1対の電極間を送られる過程で焼入
温度に加熱される。なお、第3図においては歪付
加装置として第1図a,bに8,9として示した
ものが描かれているが、それに代えて第2図a,
bに12として示した歪付加装置を用いてもよい
し、さらに又、公知の傾斜ロール式の歪付加装置
を用いてもよい。 本発明者は本発明の効果を確認するため種々の
実験を行つた。その一部を示すと次のとおりであ
る。 実験例 1 1 供試体 第1表にその化学組成を示した8mmφの鋼棒を
7.4mmφに異形引抜したものを用いた。
【表】 2 実験方法 供試体のあるものには第1図に示すラインに従
つて本発明による処理を施し、他は従来法、すな
わち第1図における歪付加装置を設けないライン
での処理をした。両者の熱処理条件は同一とし
た。 焼入温度 940℃ 焼戻温度 430℃ 3 本発明法によるものと従来法によるものとの
機械的性質、遅れ破壊特性及び軸方向の表面残
留応力を測定した。 (1) 機械的性質 第2表に示すとおりであつた。 第2表において、破断伸びの標点距離は8d,
一様伸びの標点距離は10dとし、常温リラクゼ
ーシヨン値は初期荷重4160Kgfで、10時間の値を
示し、高温リラクゼーシヨン値は、初期荷重4060
Kgで、第4図aに示すような条件で行つた。第4
図bは実際のデータを示す。
【表】
【表】 (2) 遅れ破壊試験 第2表に機械的性質を示した本発明法および従
来法による供試体について遅れ破壊試験を行つ
た。結果は第3表に示すとおりであつた。
【表】 こゝにロダンアンモン(50℃)法とは、
NH4SCHの20%溶液を50℃に維持し、その中に
試験片を浸漬して120Kgf/mm2の定荷重をかけ、
試験片が破断するまでの時間によつて当該試験片
の遅れ破壊性能を判定する方法で、第3表にはA
〜Dそれぞれの10本の試験片の平均値を示した。 上記から本発明法による鋼棒は従来法によるも
のと比し、遅れ破壊特性がきわめて優れているこ
とが確認できた。 3 軸方向の表面残留応力 軸方向の表面における圧縮残留応力の増加は遅
れ破壊特性の改善に寄与する因子と考えられる処
からX線応力測定装置を用いて各試料A〜Dにつ
いて2本づつ測定した。結果は第4表に示すとお
りであつた。 測定位置は第5図において―として示した
位置である。
【表】 第4表から本発明法による鋼棒は焼戻し中に歪
が付加されるため、歪の付加方向に関係なく全周
に亘つて従来品と比し、ほぼ均一な圧縮残留応力
の増加が見られる。 実験例 2 1 供試体 素材そのものは元来成分上遅れ破壊特性の良好
な第5表に示す化学組成の供試体を用いた。
【表】 2 実験方法 実験例1は第1図に示すラインに従つて本発明
品を製造したが、本実験例においては第2図a,
bに示すラインに従つて本発明品を製造した点が
異なるが、他は実験例1におけると同様である。 本発明法によるものと従来法によるものとの機
械的性質は第6表に示すとおりであつた。
【表】 なお、遅れ破壊試験についてはロダンアンモン
(50℃)法で各10本実施したが、いづれも72時間
以上破断せず良好な結果であつた。 実験例 3 1 供試体 第7表にその化学組成を示したJIS G3109PC
鋼棒(9.2mm)異形棒D種1号を用いた。
【表】 2 実験方法 実験例1は第1図に示すラインに従つて本発明
品を製造したが、本実験例においては第3図に示
すライン、すなわち鋼棒を高周波誘導加熱コイル
ではなく、直接通電機構によつて焼入温度に加熱
した点が異なるが、他は実験例1におけると同様
である。 3 実験結果 (1) 機械的性質 第8表に示すとおりであつた。 (2) 遅れ破壊試験 ロダンアンモン(50℃)法による遅れ破壊試験
の結果は第9表に示すとおりであつた。
【表】
【表】 以上から明らかなように本発明によれば従来法
に比較して、遅れ破壊特性がすぐれ、かつ機械的
性質、特に高温リラクゼーシヨン特性、一様伸び
特性のすぐれた鋼棒の製造が可能である。 実験例 4 本発明は焼戻し中に鋼棒に微少な曲げ歪を加え
ることを特徴とするが、曲げ歪量などの程度であ
るのが好ましいかを確認するため実験を行つた。 1 供試体 実験例1に示したものと同一の供試体を用い
た。 2 実験方法 実験例1に示した実験方法と全く同一である。
たゞし焼戻し中に付加した曲げ歪量を大きくとつ
た。 3 実験結果 第10表に示すとおりであつた。
【表】
【表】 以上から焼戻し中の鋼棒に与える歪量は2%を
超えると一様伸び特性が低下することから2%程
度以下が好ましいことが確められた。
【図面の簡単な説明】
第1図aは本発明の実施例を示す正面図、第1
図bは第1図aにおける歪付加装置の作用を説明
するための一部拡大正面図、第1図cは第1図a
における歪付加装置によつて与えられる歪量を説
明するための線図、第1図dは鋼棒の歪量の求め
方を説明するための線図、第2図aは本発明の第
2の実施例を示す正面図、第2図bは第2図aに
おける歪付加装置の詳細を示す縦断面図、第3図
は本発明の第3の実施例を示す正面図、第4図a
は本発明の実験例1におけるリラクゼーシヨンに
ついての実験条件を示す線図、第4図bは第4図
aの実験条件に従つた高温リラクゼーシヨン値を
示す線図、第5図は本発明の実験例における軸方
向の表面残留応力測定位置を示す断面図である。 5,13……焼入用急速加熱装置、6……焼入
用冷却装置、7……焼戻し用高周波誘導加熱コイ
ル、8,12……微少曲げ歪付加装置、10……
急冷装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 急速加熱と急冷で焼入れした鋼棒又は鋼線に
    高周波誘導加熱による焼戻し中2%以下の微少な
    曲げ歪を付加した後、直ちに急冷することを連続
    的な一工程で行うことを特徴とする遅れ破壊特性
    および機械的性質のすぐれたプレストレストコン
    クリート用鋼棒又は鋼線の製造方法。
JP9828981A 1981-06-26 1981-06-26 遅れ破壊特性および機械的性質のすぐれたプレストレストコンクリ−ト用鋼棒又は鋼線の製造方法 Granted JPS581016A (ja)

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JP9828981A JPS581016A (ja) 1981-06-26 1981-06-26 遅れ破壊特性および機械的性質のすぐれたプレストレストコンクリ−ト用鋼棒又は鋼線の製造方法

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JPS581016A JPS581016A (ja) 1983-01-06
JPH0227419B2 true JPH0227419B2 (ja) 1990-06-18

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