JPH06136441A - Production of high strength and low yield ratio bar steel for reinforcing bar - Google Patents
Production of high strength and low yield ratio bar steel for reinforcing barInfo
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- JPH06136441A JPH06136441A JP29047792A JP29047792A JPH06136441A JP H06136441 A JPH06136441 A JP H06136441A JP 29047792 A JP29047792 A JP 29047792A JP 29047792 A JP29047792 A JP 29047792A JP H06136441 A JPH06136441 A JP H06136441A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、降伏点が686 N/mm2 以
上であって、明瞭な降伏棚を有し、かつ降伏比｛ (降伏
強度／引張強度) ×100 ％｝が80.0％以下である高強度
低降伏比鉄筋用棒鋼の製造方法に関する。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has a yield point of 686 N / mm 2 or more, a clear yield shelf, and a yield ratio {(yield strength / tensile strength) × 100%} of 80.0%. The present invention relates to a method for manufacturing a steel bar for a high-strength low-yield ratio reinforcing bar as described below.
【０００２】[0002]
【従来の技術】最近の地価高騰により、都心部では鉄筋
コンクリートを用いて建造される建築構造物がますます
高層化される傾向にある。したがって、鉄筋に対しては
高強度化への要望が高い。一方、鉄筋を高強度化する
と、降伏比 (降伏強度／引張強度) が高くなり鉄筋の塑
性変形能を著しく損なうとされている。2. Description of the Related Art Due to the recent rise in land prices, building structures constructed by using reinforced concrete tend to be made higher in urban areas. Therefore, there is a strong demand for reinforcing bars to have higher strength. On the other hand, it is said that when the strength of the reinforcing bar is increased, the yield ratio (yield strength / tensile strength) increases and the plastic deformability of the reinforcing bar is significantly impaired.
【０００３】このため、建設省のNew RC総合プロジェク
トでは、降伏強度が686 N/mm2 以上の高強度鉄筋では降
伏比は80％以下であることが好ましいとされている。Therefore, in the New RC comprehensive project of the Ministry of Construction, it is said that the yield ratio is preferably 80% or less for the high-strength reinforcing bars having the yield strength of 686 N / mm 2 or more.
【０００４】従来より、高強度低降伏比鉄筋用棒鋼を製
造する方法が種々提案されている。Conventionally, various methods have been proposed for producing high strength and low yield ratio steel bars for reinforcing bars.
【０００５】特公昭56−19375 号公報には、圧延材が仕
上スタンドに入る前に水で冷却し、圧延材が仕上スタン
ドに入る際の温度を(Ac3点〜 Ac3点＋150 ℃) の温度域
であって、しかも Ac3点に可及的に近い温度とし、圧延
材が仕上スタンドを出た後、圧延された棒鋼を急冷して
表層のマルテンサイトおよび／またはベイナイト焼入れ
を行い、その際、棒鋼が冷却区帯を出ていくときにその
芯部が、この芯部からもたらされる熱量により焼きの入
った表層部の自然昇温が起こり、かつこの自然昇温の最
後に表層部が450 〜750 ℃、望ましくは550 〜700 ℃の
温度域に達するような温度となるように冷却条件を制御
し、これによって焼きの入った表層の焼戻しを達成する
技術が提案されている。この技術によれば、棒鋼の周囲
は比較的大きな厚さ (例えば２mm) にわたってマルテン
サイトおよび／またはベイナイトからなり、芯部は極微
粒のパーライトからなる複合組織を有する圧延棒鋼を得
ることができ、特に優れた引張強度、弾性限度および溶
接性を示すとされている。JP-B-56-19375 discloses that a rolled material is cooled with water before entering a finishing stand, and the temperature at which the rolled material enters the finishing stand is defined as (Ac 3 point to Ac 3 point + 150 ° C). The temperature is within the temperature range and as close as possible to the Ac 3 point, and after the rolled material comes out of the finishing stand, the rolled steel bar is rapidly cooled to carry out martensite and / or bainite quenching of the surface layer. At this time, when the steel bar exits the cooling zone, the core part of the steel bar naturally heats up due to the amount of heat provided by the core part, and at the end of this natural temperature rise, the surface layer part A technique has been proposed in which the cooling conditions are controlled so that the temperature reaches a temperature range of 450 to 750 ° C, preferably 550 to 700 ° C, and thereby tempering of the quenched surface layer is achieved. According to this technique, it is possible to obtain a rolled steel bar having a composite structure composed of martensite and / or bainite over a relatively large thickness (for example, 2 mm) around the steel bar, and the core portion having a microstructure of ultrafine pearlite, It is said to exhibit particularly excellent tensile strength, elastic limit and weldability.
【０００６】特開昭62−86125 号公報には、Ｃ：0.20〜
0.60％ (以下、本明細書においては特にことわりがない
限り「％」は「重量％」を意味するものとする) 、Si：
0.10〜0.35％、Mn：0.30〜1.80％、Mn：0.30〜1.80％、
残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼に熱間圧延を行
った後、A3点〜A3点＋150 ℃の温度域から、 (50〜 MS
点) の温度域へ急冷し、表面温度が100 〜600 ℃の範囲
となるように内部保有熱を有せしめ、自己焼戻しさせ
て、表層部が焼戻しマルテンサイト組織、中心部が焼戻
しマルテンサイト、ベイナイトおよび／または過冷フェ
ライト・パーライト組織を主たる組織として有せしめる
技術が提案されている。この技術によれば、表層部が焼
戻しマルテンサイト、中心部が焼戻しマルテンサイト、
ベイナイトおよび／または過冷フェライト・パーライト
を主要組織として有するため、再加熱、焼入れ焼戻し処
理を要せずして、圧延ままに調質鋼と同等かそれ以上に
高強度高靱性を有し、また、表層部は焼戻しマルテンサ
イト組織を有するが、内部がフェライト・パーライト組
織である表面焼入れ棒鋼に比較すると靱性が一層優れる
とされている。In Japanese Patent Laid-Open No. 62-86125, C: 0.20-
0.60% (hereinafter, "%" means "% by weight" unless otherwise specified), Si:
0.10 to 0.35%, Mn: 0.30 to 1.80%, Mn: 0.30 to 1.80%,
After hot rolling the steel consisting of the balance Fe and unavoidable impurities, from the temperature range of A 3 points to A 3 points + 150 ℃, (50 to M S
(Point) temperature range, the internal temperature is kept so that the surface temperature is in the range of 100 to 600 ℃, and it is self-tempered, the surface layer part is tempered martensite structure, the center part is tempered martensite, bainite. And / or a technique for providing a supercooled ferrite / pearlite structure as a main structure has been proposed. According to this technology, the surface layer part is tempered martensite, the center part is tempered martensite,
Since it has bainite and / or supercooled ferrite / pearlite as the main structure, it does not require reheating, quenching and tempering, and has high strength and high toughness equivalent to or better than heat-treated steel as rolled, and Although the surface layer has a tempered martensite structure, it is said that the toughness is more excellent than that of a surface-hardened steel bar having a ferrite-pearlite structure inside.
【０００７】特公昭63−64494 号公報には、Ｃ：0.2 〜
0.4 ％、Si：0.5 ％以下、Mn：0.6〜２％、Al：0.1 ％
以下、Nb：0.01〜0.1 ％を含有する鋼を1200℃以上に加
熱した後、900 〜1200℃の温度域で減面率60％以上の粗
圧延を行い、その後875 ℃以下の温度域で減面率60％以
上の中間圧延および仕上圧延を行うことにより、オース
テナイト未再結晶域における圧延を充分に利用して、変
態後のフェライトパーライト組織を微細にして、降伏棚
比の大きい高強度鉄筋用棒鋼を製造する技術が提案され
ている。なお、降伏棚比とは、鋼の応力−歪曲線におけ
る、下降伏点までの歪量εy と降伏後の応力−歪曲線に
おける応力が再度増加する点までの塑性歪εP との比で
あるεP ／εy をいう。Japanese Patent Publication No. 63-64494 discloses C: 0.2-
0.4%, Si: 0.5% or less, Mn: 0.6 to 2%, Al: 0.1%
After heating steel containing Nb: 0.01 to 0.1% to 1200 ° C or higher, rough rolling with a surface reduction rate of 60% or higher is performed in the temperature range of 900 to 1200 ° C, and then reduction is performed in the temperature range of 875 ° C or lower. By performing intermediate rolling and finish rolling with an area ratio of 60% or more, the rolling in the austenite unrecrystallized region is fully utilized to make the ferrite pearlite structure after transformation fine and for high-strength reinforcing bars with a large yield shelf ratio. Techniques for manufacturing steel bars have been proposed. The yield shelf ratio is the ratio of the strain amount ε y to the yield point in the stress-strain curve of steel and the plastic strain ε P to the point where the stress in the stress-strain curve after yield increases again. Refers to a certain ε P / ε y .
【０００８】さらに、特開平２−213415号公報には、
Ｃ：0.20〜0.60％、Si：0.10〜1.00％、Mn：0.50〜1.80
％を含有する鋼を、850 〜1000℃に加熱して圧延し、(A
c1点〜850 ℃) の温度域で圧延を終了し、次いで最終圧
延後の棒鋼の表面温度を50〜500 ℃の間の温度域に一旦
急冷し、棒鋼の内部保有熱により棒鋼表面を400 〜650
℃の間の温度域に復熱せしめて、表層部に微細なフェラ
イトと粒状炭化物および／または層状炭化物を生成せし
め、しかる後、再度急冷して表面を400 ℃未満とするこ
とにより表層部をその内部より軟質とする高強度高靱性
棒鋼の製造方法が提案されている。Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 2-213415,
C: 0.20 to 0.60%, Si: 0.10 to 1.00%, Mn: 0.50 to 1.80
% Containing steel, heated to 850-1000 ℃ and rolled,
(c 1 point to 850 ℃) rolling is completed, then the surface temperature of the steel bar after final rolling is rapidly cooled to a temperature range between 50 and 500 ℃, and the surface of the steel bar is kept at 400 by the internal heat of the steel bar. ~ 650
By reheating to a temperature range between ℃, to generate fine ferrite and granular carbide and / or layered carbide in the surface layer, and then quenching again to bring the surface to less than 400 ° C A method for producing a high-strength and high-toughness steel bar that is softer from the inside has been proposed.
【０００９】しかし、これらの技術では、棒鋼の強度を
確保することができるものの降伏比が上昇してしまい、
所望の高強度低降伏比棒鋼を得ることはできなかった。However, with these techniques, although the strength of the steel bar can be secured, the yield ratio increases,
It was not possible to obtain the desired high strength and low yield ratio steel bar.
【００１０】さらに、特開平４−56727 号公報には、
Ｃ：0.2 〜0.4 ％、Si：0.5 ％以下、Mn：1.7 ％以下、
Cr：1.0 ％以下、 (Mn＋Cr) ：1.7 ％以下、Ｖ：0.15〜
0.5 ％、Ti：0.15〜0.4 ％、Ｎ：0.004 〜0.01％をそれ
ぞれ含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる素材
を、圧延終了温度が900 ℃以下となるように圧延する技
術が提案されている。この技術は、圧延ままで棒鋼の高
強度化を図るためにＶやTiを多量に添加する技術である
が、このような高価な元素を多量に添加する場合のコス
トアップは膨大である。さらに、その実施例によれば、
降伏比が80％を越えてしまう例 (実施例１、実施例２お
よび実施例３) もあり、所望の高強度低降伏比鉄筋用棒
鋼を確実に製造できるとはいえない。Further, Japanese Patent Laid-Open No. 4-56727 discloses that
C: 0.2 to 0.4%, Si: 0.5% or less, Mn: 1.7% or less,
Cr: 1.0% or less, (Mn + Cr): 1.7% or less, V: 0.15 ~
A technique has been proposed for rolling a material containing 0.5%, Ti: 0.15 to 0.4%, N: 0.004 to 0.01% and the balance Fe and unavoidable impurities so that the rolling end temperature is 900 ° C or less. There is. This technique is a technique for adding a large amount of V or Ti in order to increase the strength of a steel bar as it is rolled, but the cost increase when adding a large amount of such an expensive element is enormous. Furthermore, according to the embodiment,
There are also cases where the yield ratio exceeds 80% (Example 1, Example 2 and Example 3), and it cannot be said that the desired high-strength low-yield ratio steel bar for bar can be reliably manufactured.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の鉄
筋用棒鋼の降伏点は 490〜588 N/mm2 級が主体であり、
686 N/mm2 級の高強度を確保するためには、焼入れ焼戻
しの熱処理を施すか、あるいはＶやTiを多量に添加した
鋼を用いる等の手段によるため、製造コストが嵩んでし
まうばかりか、たとえこれらの手段を用いたとしても降
伏比を確実に80.0％以下に抑制することはできなかっ
た。ここに、本発明の目的は、高強度(686 N/mm2以上)
であって低降伏比 (80.0％以下) の高強度低降伏比鉄筋
用棒鋼の製造方法を提供することにある。As described above, the yield points of conventional steel bars for reinforcing bars are mainly 490 to 588 N / mm 2 grade,
In order to secure high strength of 686 N / mm 2 grade, not only the manufacturing cost increases because the heat treatment such as quenching and tempering is applied or steel containing a large amount of V or Ti is used. However, even if these means were used, the yield ratio could not be reliably suppressed to 80.0% or less. Here, the object of the present invention is high strength (686 N / mm 2 or more).
Another object of the present invention is to provide a method for producing a high-strength low-yield-ratio steel bar with a low yield ratio (80.0% or less).
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、高強度低
降伏比鉄筋用棒鋼を得るために鋭意検討した結果、以下
に列記する知見 (1)ないし(4) を得ることができ、本発
明を完成した。 (1) Ｖ、Ti等高価な元素を添加せずに高強度を得るに
は、圧延が行われた棒鋼を圧延後直ちに水冷することが
有効である。 (2) 降伏比を80％以下にするには、水冷時に全断面を焼
入組織とするのではなく、表層部から半径比で最大0.3
の深さまでの表層を350 ℃以下の温度に急冷することに
より、表層の硬質相と中心の軟質相との２相組織とする
ことが有効である。[Means for Solving the Problems] The inventors of the present invention have made extensive studies to obtain a high strength and low yield ratio steel bar for reinforcing bars, and as a result, the findings (1) to (4) listed below can be obtained. The present invention has been completed. (1) In order to obtain high strength without adding expensive elements such as V and Ti, it is effective to water-cool the rolled steel bar immediately after rolling. (2) In order to reduce the yield ratio to 80% or less, the entire cross section should not have a quenched structure during water cooling, but a maximum radius ratio of 0.3 from the surface layer.
It is effective to form a two-phase structure of the hard phase of the surface layer and the soft phase of the center by rapidly cooling the surface layer up to the depth of 3 to a temperature of 350 ° C or less.
【００１３】(3) しかし、焼入れままでは表層の硬化に
より曲げ特性を損なうため、圧延後の搬送中に芯部から
の復熱を利用して棒鋼の表層温度を450 ℃以上とするこ
とにより、曲げ特性を改善することができる。 (4) 以上のように、水冷により棒鋼の表層に焼入層を形
成させるためには、熱間圧延の仕上温度を少なくとも75
0 ℃以上とする。(3) However, since the bending property is impaired by hardening of the surface layer when the steel is quenched, the surface layer temperature of the steel bar is set to 450 ° C. or higher by utilizing the heat recovery from the core during conveyance after rolling. Bending characteristics can be improved. (4) As described above, in order to form the quenching layer on the surface layer of the steel bar by water cooling, the finishing temperature of hot rolling should be at least 75
It shall be 0 ° C or higher.
【００１４】ここに、本発明の要旨とするところは、
Ｃ:0.20 〜0.50％、Si:1.50 ％以下、Mn:0.30 〜2.0
％、Cr:0.02 〜2.0 ％、Ｖ:0.01 〜0.15％、sol.Al:0.0
05〜0.08％、Ｎ:0.002〜0.015 ％、必要に応じて、Nb:
0.005〜0.10％、Ti:0.005〜0.10％、Cu:0.02 〜0.50
％、Ni:0.02 〜0.50％、Mo:0.02 〜0.50％およびＢ:0.0
0003〜0.0030％からなる群から選ばれた１種または２種
以上残部Feおよび不可避的不純物から成る鋼組成を有す
る鋼を、950 ℃以上1250℃以下の温度域に加熱し、750
℃以上の温度域で仕上圧延を行って棒鋼を製造し、圧延
終了後直ちに水冷を行って棒鋼の表層から半径比で0.05
から最大0.3 の深さの範囲までを350 ℃以下の温度域に
急冷し、その後の搬送中における中心部からの復熱によ
り、表層部を450 ℃以上700 ℃以下の温度域に昇温する
ことを特徴とする高強度低降伏比鉄筋用棒鋼の製造方法
である。The gist of the present invention is as follows.
C: 0.20 to 0.50%, Si: 1.50% or less, Mn: 0.30 to 2.0
%, Cr: 0.02 to 2.0%, V: 0.01 to 0.15%, sol.Al: 0.0
05 to 0.08%, N: 0.002 to 0.015%, if necessary, Nb:
0.005-0.10%, Ti: 0.005-0.10%, Cu: 0.02-0.50
%, Ni: 0.02-0.50%, Mo: 0.02-0.50% and B: 0.0
A steel having a steel composition consisting of the balance Fe and inevitable impurities selected from the group consisting of 0003 to 0.0030% is heated to a temperature range of 950 ° C. or higher and 1250 ° C. or lower, and 750 ° C.
Finishing rolling is performed in the temperature range of ℃ or higher to produce steel bars, and water cooling is performed immediately after the rolling is completed to obtain a radius ratio of 0.05 from the surface layer of the steel bars.
To a maximum depth of 0.3 to a temperature range of 350 ° C or less, and then by heat recovery from the center during transport, raise the surface layer to a temperature range of 450 ° C to 700 ° C. Is a method for producing a steel bar for high strength and low yield ratio reinforcing bar.
【００１５】[0015]
【作用】以下、本発明を作用効果とともに詳述する。ま
ず、本発明で用いる鋼の組成を限定する理由を説明す
る。 Ｃ：0.20〜0.50％ Ｃは、強度を高めるのに有効な元素である。本発明が目
標とする所望の強度レベルを得るためには、Ｃは0.20％
以上含有させる必要がある。しかし、0.50％を越えて含
有させると曲げ特性が著しく劣化する。そこで、本発明
では、Ｃ含有量は0.20％以上0.50％以下と限定する。The operation of the present invention will be described in detail below. First, the reason for limiting the composition of the steel used in the present invention will be described. C: 0.20 to 0.50% C is an element effective in increasing strength. In order to obtain the desired strength level targeted by the present invention, C is 0.20%.
It is necessary to contain the above. However, if the content exceeds 0.50%, the bending properties deteriorate significantly. Therefore, in the present invention, the C content is limited to 0.20% or more and 0.50% or less.
【００１６】Si：1.50％以下 Siは、脱酸剤として使用される元素である。しかし、1.
50％を越えて含有させてもその脱酸効果は飽和するとと
もにコストが嵩むだけである。そこで、本発明では、Si
含有量は1.50％以下と限定する。Si: 1.50% or less Si is an element used as a deoxidizing agent. But 1.
Even if the content exceeds 50%, the deoxidizing effect is saturated and the cost is increased. Therefore, in the present invention, Si
The content is limited to 1.50% or less.
【００１７】Mn：0.30〜2.0 ％ Mnは、強度を高めるのに有効な元素であり、そのために
0.30％以上含有させる。一方、2.0 ％を越えて含有させ
ると焼入性が著しく高くなり、水冷時に簡単に棒鋼の軸
心部までベイナイト主体の焼入組織となり、降伏点が出
現しなくなる。そこで、本発明では、Mn含有量は0.30％
以上2.0 ％以下と限定する。Mn: 0.30-2.0% Mn is an element effective for increasing strength, and therefore,
Include 0.30% or more. On the other hand, if the content exceeds 2.0%, the hardenability becomes remarkably high, and when water-cooled, the hardened structure mainly of bainite mainly reaches the shaft center of the steel bar, and the yield point does not appear. Therefore, in the present invention, the Mn content is 0.30%.
The limit is 2.0% or less.
【００１８】Cr：0.02〜2.0 ％ Crは、Mnと同様に強度を高めるのに有効な元素であり、
そのためには0.02％以上添加する。一方、2.0 ％を越え
て添加すると焼入性が著しく上昇し、水冷時のベイトナ
イト組織の出現により降伏点が出現しなくなる。そこ
で、本発明では、Cr含有量は0.02％以上2.0 ％以下と限
定する。Cr: 0.02 to 2.0% Cr is an element effective for increasing the strength like Mn,
Therefore, 0.02% or more is added. On the other hand, if it exceeds 2.0%, the hardenability is remarkably increased, and the yield point does not appear due to the appearance of the bainite structure during water cooling. Therefore, in the present invention, the Cr content is limited to 0.02% or more and 2.0% or less.
【００１９】Ｖ：0.01〜0.15％ Ｖは、強度を高めるのに有効な元素であり、そのために
は0.01％以上添加する。しかし、0.15％を越えて添加し
ても強度上昇効果は飽和しており、逆に製造コストを上
昇させる。そこで、本発明では、Ｖ含有量は0.01％以上
0.15％以下と限定する。V: 0.01 to 0.15% V is an element effective for increasing strength, and for that purpose, 0.01% or more is added. However, even if added over 0.15%, the effect of increasing the strength is saturated, and conversely increases the manufacturing cost. Therefore, in the present invention, the V content is 0.01% or more.
Limited to 0.15% or less.
【００２０】sol.Al：0.005 〜0.08％ Alは、脱酸剤として使用される元素であるとともにオー
ステナイト粒の細粒化にも効果のある元素である。かか
る効果を確保するために0.005 ％以上含有させる。一
方、0.08％を越えて含有させても脱酸効果およびオース
テナイト粒細粒化効果はともに飽和する。そこで、本発
明では、sol.Al含有量は0.005 ％以上０．０８％以下と
限定する。Sol.Al: 0.005 to 0.08% Al is an element used as a deoxidizing agent and is also an element effective in making austenite grains fine. To secure this effect, 0.005% or more is contained. On the other hand, even if the content exceeds 0.08%, both the deoxidizing effect and the austenite grain refining effect are saturated. Therefore, in the present invention, the sol.Al content is limited to 0.005% or more and 0.08% or less.
【００２１】Ｎ：０．００２ 〜0.015 ％ Ｎは、ＶやNb等の微量添加合金元素とフェライト中で窒
化物を形成して強度上昇に大きく寄与する元素である。
本発明では、通常の高強度低降伏比鉄筋用棒鋼と同様
に、0.002 ％以上含有させる。一方、0.015 ％を越えて
含有させると、連続鋳造等で製造される鋳片に表面疵が
多発してしまう。そこで、本発明では、Ｎ含有量は0.00
2 ％以上0.015 ％以下と限定する。N: 0.002 to 0.015% N is an element that forms a nitride in a trace addition alloy element such as V or Nb and ferrite and greatly contributes to the strength increase.
In the present invention, 0.002% or more is contained as in the case of a normal high-strength low-yield ratio steel bar for reinforcing bars. On the other hand, when the content exceeds 0.015%, surface defects frequently occur in the slab produced by continuous casting or the like. Therefore, in the present invention, the N content is 0.00
It is limited to 2% or more and 0.015% or less.
【００２２】さらに、本発明で用いる鋼では、強度上昇
を図るため、上記の元素以外に、以下に列記する元素を
任意添加元素として１種または２種以上添加してもよ
い。以下に、これらの任意添加元素について説明する。Further, in the steel used in the present invention, in order to increase the strength, in addition to the above elements, one or more of the elements listed below may be added as optional additional elements. Hereinafter, these optional additional elements will be described.
【００２３】Nb：0.005 〜0.10％ Nbは、Ｖと同様に強度を高めるのに有効な元素であり、
強度向上のために0.005 ％以上添加してもよい。一方、
0.10％を越えて添加すると、強度上昇効果は飽和し逆に
製造コストを上昇させるだけである。そこで、Nbを添加
する場合には、その含有量は0.005 ％以上0.10％以下と
限定することが望ましい。Nb: 0.005 to 0.10% Nb is an element effective for increasing the strength like V, and
You may add 0.005% or more for strength improvement. on the other hand,
If added over 0.10%, the strength increasing effect is saturated and conversely increases the manufacturing cost. Therefore, when Nb is added, its content is preferably limited to 0.005% or more and 0.10% or less.
【００２４】Ti：0.005 〜0.10％ Tiは、TiＣとして析出し析出強化に寄与するばかりでな
く、TiＮとして析出してオーステナイト粒の細粒化に寄
与し、鋼の伸び特性を向上させる。かかる効果を奏する
ためには0.005 ％以上添加することが有効であるが、0.
10％超添加してもこれらの効果は飽和しコストアップと
なるばかりである。そこで、Tiを添加する場合には、そ
の含有量は0.005 ％以上0.10％以下と限定することが望
ましい。Ti: 0.005 to 0.10% Ti not only precipitates as TiC and contributes to precipitation strengthening, but also precipitates as TiN to contribute to austenite grain refinement and improve the elongation property of steel. To achieve this effect, it is effective to add 0.005% or more.
Even if added over 10%, these effects are saturated and the cost is increased. Therefore, when adding Ti, it is desirable to limit its content to 0.005% or more and 0.10% or less.
【００２５】Cu：0.02〜0.50％、Ni：0.02〜0.50％、M
o：0.02〜0.50％ これらの元素は、強度を上昇させる効果を奏する。この
ためには各元素ともににそれぞれ0.02％以上添加するこ
とが有効である。一方、各元素をそれぞれ０．５０％超
添加すると、強度上昇効果よりコストアップのデメリッ
トのほうが大きくなる。そこで、これらの元素を単独で
または複合して添加する場合には、Ｃｕ：0.02％以上0.
50％以下、Ni：0.02％以上0.50％以下、Mo：0.02％以上
0.50％以下とそれぞれ限定することが望ましい。Cu: 0.02-0.50%, Ni: 0.02-0.50%, M
o: 0.02 to 0.50% These elements have the effect of increasing strength. For this purpose, it is effective to add 0.02% or more to each element. On the other hand, if each element is added in excess of 0.50%, the demerit of cost increase becomes larger than the strength increasing effect. Therefore, when these elements are added alone or in combination, Cu: 0.02% or more 0.
50% or less, Ni: 0.02% or more and 0.50% or less, Mo: 0.02% or more
It is desirable to limit each to 0.50% or less.
【００２６】Ｂ：0.00003 〜0.0030％ Ｂは、結晶粒界に固溶Ｂとして存在することにより焼入
性向上に寄与し、強度を上昇させるのに有効な元素であ
る。そのためには、0.00003 ％以上添加することが有効
である。一方、0.0030％を越えて添加すると、逆に焼入
性向上効果が低下することがある。そこで、Ｂを添加す
る場合には、その含有量は0.00003 ％以上0.0030％以下
と限定することが望ましい。B: 0.00003 to 0.0030% B is an element effective in increasing the strength by contributing to the improvement of hardenability by being present as a solid solution B in the crystal grain boundaries. For that purpose, it is effective to add 0.00003% or more. On the other hand, if added in excess of 0.0030%, on the contrary, the effect of improving hardenability may decrease. Therefore, when B is added, its content is preferably limited to 0.00003% or more and 0.0030% or less.
【００２７】本発明で用いる鋼の上記以外の組成は、Fe
および不可避的不純物である。次に、本発明の製造工程
を説明する。本発明では、上記組成を有する鋼を、950
℃以上1250℃以下の温度域に加熱し、750 ℃以上の温度
域で仕上圧延を行って棒鋼を製造する。The composition of the steel used in the present invention other than the above is Fe
And unavoidable impurities. Next, the manufacturing process of the present invention will be described. In the present invention, a steel having the above composition is 950
A steel bar is manufactured by heating to a temperature range of ℃ to 1250 ℃ and finishing rolling at a temperature of 750 ℃ or higher.
【００２８】(i) 加熱工程 本発明は、ＶさらにはNbやTi等の添加元素の析出硬化を
利用することが前提となっている。そのためには、これ
らの元素を圧延前の加熱時にオーステナイト中に充分に
固溶させておく。そこで、本発明では、上記組成を有す
る鋼を950 ℃以上に加熱する。一方、1250℃を越えて加
熱しても、これらの元素の固溶は充分達成されているた
めにコストアップにつながるだけである。そこで、本発
明では、加熱温度は950 ℃以上1250℃以下に限定する。(I) Heating Step The present invention is premised on the use of V and the precipitation hardening of additional elements such as Nb and Ti. For that purpose, these elements are sufficiently dissolved in austenite during heating before rolling. Therefore, in the present invention, the steel having the above composition is heated to 950 ° C or higher. On the other hand, even if it is heated above 1250 ° C., solid solution of these elements has been sufficiently achieved, which only leads to cost increase. Therefore, in the present invention, the heating temperature is limited to 950 ° C or higher and 1250 ° C or lower.
【００２９】(ii)圧延工程 本発明では、後述するように、仕上圧延後に直ちに圧延
材である棒鋼を水冷して表層に焼入硬化層を形成させ
る。このためには、圧延の際の仕上温度は少なくともAr
3 点以上とする必要がある。本発明で用いる鋼のAr3 点
は 640〜810 ℃程度であるため、本発明では、これらの
温度域を勘案して仕上温度は750 ℃以上と限定する。仕
上温度の上限は上記観点からは限定する必要がないが、
現実の圧延工程を考えると加熱温度が950 ℃以上1250℃
以下であることから、1050℃程度である。(Ii) Rolling Step In the present invention, as will be described later, a steel bar as a rolled material is immediately water-cooled after finish rolling to form a quench-hardened layer on the surface layer. For this, the finishing temperature during rolling is at least Ar.
Must be 3 or higher. Since the Ar 3 point of the steel used in the present invention is about 640 to 810 ° C., the finishing temperature is limited to 750 ° C. or higher in the present invention in consideration of these temperature ranges. Although there is no need to limit the upper limit of the finishing temperature from the above viewpoint,
Considering the actual rolling process, the heating temperature is 950 ℃ or more 1250 ℃
Since it is below, it is about 1050 ° C.
【００３０】なお、製造する棒鋼の寸法は何ら限定を要
さない。本発明では、このようにして圧延を終了して製
造された棒鋼に、圧延終了後に直ちに水冷を行って棒鋼
の表層から半径比で0.05から最大0.3 の深さの範囲を35
0 ℃以下の温度域に急冷する。The size of the steel bar to be manufactured is not limited at all. In the present invention, the steel bar manufactured by rolling in this way is immediately water-cooled after the rolling, and the depth ratio of the radial ratio from the surface layer of the steel bar is 0.05 to 0.3 at the maximum.
Quench to a temperature range below 0 ° C.
【００３１】(iii) 水冷工程 本発明では、高強度および低降伏比を達成するために、
圧延終了後に圧延材である棒鋼の表層に焼入硬化層を形
成させる。そのためには少なくとも表層の温度を350 ℃
以下に急冷する必要がある。なお、急冷は、水冷により
行えばよい。(Iii) Water cooling step In the present invention, in order to achieve high strength and low yield ratio,
After the rolling is completed, a quench-hardened layer is formed on the surface layer of the steel bar as a rolled material. To do this, at least the surface temperature should be 350 ° C.
It is necessary to quench below. The rapid cooling may be performed by water cooling.
【００３２】また、本発明において焼入硬化層を形成す
る範囲の下限を棒鋼の表層から半径比で0.05以上と限定
するのは、これ以上の厚さの硬化層を形成しないと、圧
延材である棒鋼の強度上昇を充分に図ることができなく
なるからである。一方、この表層の硬化層が深くなれば
なる程、マルテンサイト、ベイトナイトの体積率が増加
するために強度が上昇して降伏比は小さくなる。しか
し、この場合降伏棚は消失する傾向にある。よって、明
瞭な降伏棚を存在させるためには、硬化層深さは表層部
から半径比で0.3 以下に抑制する必要がある。Further, in the present invention, the lower limit of the range for forming the quench-hardened layer is limited to 0.05 or more in terms of the radius ratio from the surface layer of the steel bar in the rolled material unless a hardened layer having a thickness greater than this is formed. This is because it is not possible to sufficiently increase the strength of a certain steel bar. On the other hand, as the surface hardened layer becomes deeper, the volume ratio of martensite and bainite increases, so that the strength increases and the yield ratio decreases. However, in this case the yield shelf tends to disappear. Therefore, in order to have a clear yield shelf, the depth of the hardened layer must be suppressed to 0.3 or less in terms of the radius ratio from the surface layer.
【００３３】なお、本発明で用いる鋼の組成では350 ℃
超の温度域に急冷された場合にも表層に焼入硬化層を形
成させることが可能なこともあるが、この場合硬化層深
さを半径比で0.05以上確保することができなくなる。そ
こで、本発明では、圧延終了後に直ちに水冷を行って棒
鋼の表層から半径比で0.05から最大0.3 の深さの範囲の
表層を350 ℃以下の温度域に急冷する。そして、本発明
では、このようにして急冷を行った棒鋼の搬送中におけ
る中心部からの復熱により、表層部を450 ℃以上700 ℃
以下の温度域に昇温する。The composition of the steel used in the present invention is 350 ° C.
Although it may be possible to form a quench-hardened layer on the surface layer even when it is rapidly cooled to an excessive temperature range, in this case, the hardened layer depth cannot be secured at a radius ratio of 0.05 or more. In view of this, in the present invention, water cooling is performed immediately after the completion of rolling to rapidly cool the surface layer from the surface layer of the steel bar in a depth range of 0.05 to 0.3 in radius ratio to a temperature range of 350 ° C. or less. In the present invention, the surface layer portion is heated to 450 ° C. or higher and 700 ° C. or higher by recuperating heat from the central portion during the transportation of the steel bar that has been rapidly cooled in this way.
The temperature is raised to the following temperature range.
【００３４】(iv)復熱工程 本発明が対象とする高強度鉄筋は、曲げ加工を施された
状態で使用されることもあるため、曲げ割れの発生を抑
制しなければならない。そのため、水冷により表層に焼
入組織を形成する本発明では、高温である中心部からの
復熱により表層の焼入組織の曲げ特性を改善・向上させ
る。そのためには、急冷を行った棒鋼の搬送中に、表層
部を450 ℃以上に昇温させる。しかし、700 ℃を越えて
昇温させると強度が低下してしまう。そこで、本発明で
は、搬送中における中心部からの復熱により、表層部を
450 ℃以上700 ℃以下の温度域に昇温する。この後は、
搬送ラインにしたがって、冷却すればよい。(Iv) Reheating Step Since the high-strength reinforcing bars targeted by the present invention are sometimes used in a state of being bent, it is necessary to suppress the occurrence of bending cracks. Therefore, in the present invention in which a quenching structure is formed in the surface layer by water cooling, the bending property of the quenching structure in the surface layer is improved / improved by the heat recovery from the high temperature central portion. To do so, the surface layer is heated to 450 ° C or higher during the transportation of the rapidly cooled steel bar. However, if the temperature is raised above 700 ° C, the strength will decrease. Therefore, in the present invention, the surface layer portion is removed by the heat recovery from the central portion during the transportation.
The temperature is raised to a temperature range of 450 ° C to 700 ° C. After this,
It may be cooled according to the transfer line.
【００３５】このようにして、本発明により、高強度(6
86 N/mm2以上) であって低降伏比 (80.0％以下) の高強
度低降伏比鉄筋用棒鋼を確実かつ低コストで製造するこ
とが可能となる。さらに、本発明を実施例を参照しなが
ら詳述するが、これは本発明の例示であり、これにより
本発明が限定されるものではない。Thus, according to the present invention, high strength (6
86 N / mm 2 or more) and low yield ratio (80.0% or less), high strength and low yield ratio steel bar for reinforcing bar can be reliably manufactured at low cost. Further, the present invention will be described in detail with reference to examples, but this is an example of the present invention and the present invention is not limited thereto.
【００３６】[0036]
【実施例】表１に示す組成の鋼を供試鋼として (本発明
の範囲を満足する鋼：Ａ〜Ｇ、本発明の範囲を満足しな
い鋼：ａ〜ｄ）、表２に示す加熱温度および仕上温度で
加熱および熱間圧延を行って、JIS G 3112に規定される
形状を有する鉄筋用棒鋼を製造した。EXAMPLES Steels having the compositions shown in Table 1 were used as test steels (steels satisfying the scope of the present invention: A to G, steels not satisfying the scope of the present invention: a to d), and heating temperatures shown in Table 2. Then, heating and hot rolling were performed at the finishing temperature to manufacture a steel bar for a reinforcing bar having a shape defined by JIS G 3112.
【００３７】そして、圧延終了後に直ちに水冷を行っ
て、表２に示す表面温度に圧延材である棒鋼を水冷し、
同じく表２に示す表層水冷温度に急冷し、急冷後は搬送
中における中心部からの復熱により、表層部を同じく表
２に示す復熱表層温度に昇温して、表２に示す試料No.1
ないし試料No.18 を製造した。Immediately after the completion of rolling, water cooling was performed to cool the rolled steel bar to the surface temperature shown in Table 2,
Similarly, after being rapidly cooled to the surface water cooling temperature shown in Table 2, the temperature of the surface layer is raised to the reheat surface temperature shown in Table 2 by the heat recovery from the central portion during transportation after the rapid cooling. .1
To Sample No. 18 were manufactured.
【００３８】これらの試料から、 硬化層深さa/2d (ａ：硬化層深さ、ｄ：試料の直径）
を測定するとともに、 引張試験片を切り出して引張試験を行うことにより、
YP、TSおよびYRを測定するとともに応力−歪曲線より降
伏棚の有無を確認し、さらに 曲げ試験を行って湾曲部の外側の裂け傷の有無、また
は早期に裂け傷が発生した場合には裂け傷発生時の内径
(mm)を測定した。From these samples, the hardened layer depth a / 2d (a: hardened layer depth, d: sample diameter)
By measuring and measuring the tensile test piece and performing a tensile test,
Measure YP, TS, and YR and confirm the presence of a yield shelf from the stress-strain curve, and then perform a bending test to determine the presence of tears on the outside of the curved portion, or if tears occur early, tear them. Inner diameter when scratches occur
(mm) was measured.
【００３９】結果を表２にまとめて示す。表２から、本
発明例である試料No.1ないし試料No.7は、いずれも強度
TS、降伏強度YP、降伏比YRおよび曲げ特性ともに優れて
おり、本発明によれば、高強度(686 N/mm2以上) であっ
て低降伏比 (80.0％以下) の高強度低降伏比鉄筋用棒鋼
を製造できたことがわかる。The results are summarized in Table 2. From Table 2, sample No. 1 to sample No. 7 which are examples of the present invention are all
TS, yield strength YP, yield ratio YR, and bending properties are all excellent. According to the present invention, high strength (686 N / mm 2 or more) and low yield ratio (80.0% or less), high strength and low yield ratio It can be seen that the steel bar for reinforcing bars was manufactured.
【００４０】これに対し、試料No.8は、加熱温度および
仕上温度が本発明の範囲を下回っているため、所望の強
度が得られなかった。試料No.9は、水冷時の表層温度が
本発明の範囲を上回っているため、所望の強度が得られ
なかった。試料No.10 は、復熱による昇温が本発明の範
囲を下回っているため、所望の降伏比が得られなかっ
た。On the other hand, in the sample No. 8, the heating temperature and the finishing temperature were below the range of the present invention, so that the desired strength could not be obtained. In Sample No. 9, the surface temperature during water cooling exceeded the range of the present invention, so the desired strength could not be obtained. In sample No. 10, the temperature rise due to recuperation was below the range of the present invention, so the desired yield ratio could not be obtained.
【００４１】試料No.11 は、仕上温度および復熱表層温
度がともに本発明の範囲を下回っているため、強度が不
足するとともに降伏比が上昇した。試料No.12 は、復熱
表層温度が本発明の範囲を上回っているため、降伏比が
上昇した。試料No.13 は、加熱温度および仕上温度がと
もに本発明の範囲を下回っているため、降伏比が上昇し
た。In sample No. 11, both the finishing temperature and the recuperative surface temperature were below the range of the present invention, so the strength was insufficient and the yield ratio was increased. In sample No. 12, the recuperation surface temperature was above the range of the present invention, so the yield ratio increased. Since the heating temperature and the finishing temperature of the sample No. 13 were both below the range of the present invention, the yield ratio increased.
【００４２】試料No.14 は、仕上温度が本発明の範囲を
下回っているため、強度が不足した。試料No.15 ないし
試料No.18 は、いずれも用いた鋼の組成が本発明の範囲
を満足していないため、強度および／または降伏比が所
望の値にならなかった。The sample No. 14 had a finishing temperature lower than the range of the present invention, so the strength was insufficient. In each of Sample No. 15 to Sample No. 18, the composition of the steel used did not satisfy the range of the present invention, so the strength and / or the yield ratio did not reach the desired values.
【００４３】[0043]
【表１】 [Table 1]
【００４４】[0044]
【表２】 [Table 2]
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
鉄筋用棒鋼の降伏強さを686 N/mm2 以上に向上させるこ
とができ、かつ降伏比を80.0％以下に低下することがで
きた。したがって、本発明によって製造した棒鋼は、超
高層ビルの鉄筋コンクリートに用いるのに最適である。As described in detail above, according to the present invention,
It was possible to improve the yield strength of steel bars for reinforcing bars to 686 N / mm 2 or more, and to reduce the yield ratio to 80.0% or less. Therefore, the steel bars produced according to the present invention are optimal for use in reinforced concrete of skyscrapers.
Claims (2)
％、Cr:0.02 〜2.0 ％、 Ｖ:0.01 〜0.15％、sol.Al:0.005〜0.08％、Ｎ:0.002〜
0.015 ％、 残部Feおよび不可避的不純物から成る鋼組成を有する鋼
を、950 ℃以上1250℃以下の温度域に加熱し、750 ℃以
上の温度域で仕上圧延を行って棒鋼を製造し、圧延終了
後直ちに水冷を行って前記棒鋼の表層から半径比で0.05
から最大0.3 の深さの範囲までを350 ℃以下の温度域に
急冷し、その後の搬送中における中心部からの復熱によ
り、表層部を450 ℃以上700 ℃以下の温度域に昇温する
ことを特徴とする高強度低降伏比鉄筋用棒鋼の製造方
法。1. By weight%, C: 0.20 to 0.50%, Si: 1.50% or less, Mn: 0.30 to 2.0.
%, Cr: 0.02 to 2.0%, V: 0.01 to 0.15%, sol.Al: 0.005 to 0.08%, N: 0.002 to
Steel with a steel composition consisting of 0.015%, balance Fe and unavoidable impurities is heated to a temperature range of 950 ° C or higher and 1250 ° C or lower, and finish rolling is performed in the temperature range of 750 ° C or higher to manufacture steel bar, and rolling is completed. Immediately after that, water cooling was performed and the radius ratio from the surface of the steel bar was 0.05.
To a maximum depth of 0.3 to a temperature range of 350 ° C or less, and then by heat recovery from the center during transport, raise the surface layer to a temperature range of 450 ° C to 700 ° C. And a method for producing a steel bar for high strength and low yield ratio reinforcing bar.
％、Ni:0.02 〜0.50％、Mo:0.02 〜0.50％およびＢ:0.0
0003〜0.0030％からなる群から選ばれた１種または２種
以上を含有することを特徴とする請求項１記載の高強度
低降伏比鉄筋用棒鋼の製造方法。2. The steel further comprises, by weight%, Nb: 0.005-0.10%, Ti: 0.005-0.10%, Cu: 0.02-0.50.
%, Ni: 0.02-0.50%, Mo: 0.02-0.50% and B: 0.0
The method for producing a high-strength low-yield ratio steel bar for a reinforcing bar according to claim 1, characterized in that it contains one or more selected from the group consisting of 0.0003 to 0.0030%.
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