JPH06228635A

JPH06228635A - 高強度低降伏比鉄筋用鋼の製造方法

Info

Publication number: JPH06228635A
Application number: JP1766593A
Authority: JP
Inventors: Norihito Kunitani; 法仁訓谷; Yoshihiko Kamata; 芳彦鎌田; Koichiro Kawakami; 浩一郎川上; Hiroshi Hirashima; 弘詩平島
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-02-04
Filing date: 1993-02-04
Publication date: 1994-08-16
Anticipated expiration: 2013-01-14
Also published as: JP2697543B2

Abstract

(57)【要約】【目的】引張強さ680N/mm²以上、降伏比 80 ％以下で
曲げ性能に優れた鉄筋用鋼を提供する。【構成】Ｃ：0.15〜0.50％、Si：0.15〜1.50％、Mn：0.
30〜2.50％、Cr：0.02〜2.00％、Ｖ：0.01〜0.30％、N
b：0.01〜0.40％、sol.Al：0.05％以下、Ti：0.05％以
下、Ｎ：0.005 〜0.02％、残部Feと不可避不純物から成
る鋼組成を有する鋼を、加熱温度950 〜1200℃、圧延終
了温度650 〜850 ℃の条件で熱間圧延をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄筋用鋼、特に降伏点
が680 Ｎ／mm²以上あり、明瞭な降伏棚を有し、かつ降
伏比が80％以下である曲げ性能に優れた高強度低降伏比
鉄筋用鋼の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築物の高層化が進む今日、そのための
建築資材として従来よりも高い引張強さをもつ高強度鉄
筋が要求されている。例えば引張強さ680N/mm²以上、降
伏比80％以下を備え、かつ優れた曲げ性能を有し、耐震
性能に優れる高強度低降伏比鉄筋が求められている。し
かし、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、耐震性能を含めた鉄筋の性能が低下
する。

【０００３】これら降伏強度、降伏比を満足させる鋼材
として、例えば特開平4 ─56727 号公報では、圧延まま
で鉄筋の高強度化をはかるため、Ｖ:0.15 〜0.5 ％、T
i: 0.15〜0.4 ％とＶ、Tiを多量に添加する方法が提案
されている。しかしながら、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り、一方降
伏比を抑えることもできない。

【０００４】また、特開平2 ─213415号公報および特開
昭62─86125 号公報では、熱間仕上圧延に際し、表層部
のみの制御冷却を行い、次いで焼戻しを行って表層部が
焼戻しマルテンサイト、内部がフェライト＋パーライト
組織またはベイナイトあるいはこれらの混合組織から成
る構造の鋼材を製造する方法が提案されている。しか
し、この強制冷却＋セルフテンパーを用いた製法では、
曲げ試験時において表層の焼戻マルテンサイト層より割
れが生じるという問題点をかかえていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かくして、本発明の目
的は、降伏棚が見られ、曲げ性能に優れ、高強度であっ
て低降伏比の鉄筋用鋼の製造方法を提供することであ
る。なお、降伏棚が見られることによって優れた耐震性
能が発揮される。

【０００６】また、本発明のより具体的目的は、微量の
Ｖ、Nbを添加し、Ti、Al添加量を極力抑えた素材鋼を制
御圧延することにより、比較的低コストにて引張強度を
保ちつつ、曲げ性能を確保した耐震性能に優れる高強度
低降伏比鉄筋用鋼の製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】ここに、本発明者らは、
微量のＶ、NbとTiとの間に次のような相関が見られる場
合には特に鉄筋用鋼として耐震性能と高強度を併せもつ
点で優れていることが判明し、本発明を完成した。

【０００８】よって、本発明の要旨とするところは、重
量％で、Ｃ：0.15〜0.50％、 Si：0.15〜1.50％、 Mn：0.
30〜2.50％、 Cr：0.02〜2.00％、Ｖ：0.01〜0.30％、 Nb：0.
01〜0.40％、 sol ・Al：0.05％以下、Ti：0.05％以下、Ｎ：0.
005 〜0.02％残部Feおよび不可避不純物より成る鋼組成を有する鋼
を、加熱温度950 〜1200℃、圧延終了温度650 〜850 ℃
の条件で熱間圧延することを特徴とする、曲げ性能にす
ぐれた高強度低降伏比鉄筋用鋼の製造方法である。

【０００９】

【作用】本発明は、上記のように鋼の成分組成および熱
間圧延条件を定めることによって、引張強さおよび曲げ
特性が共にすぐれた鉄筋を得ることに成功したものであ
り、以下に本発明におけるそれらの限定理由について説
明する。

【００１０】Ｃ：0.15〜0.50％Ｃは、強度および靱性を支配する重要な元素である。高
強度を得るには、0.15％以上を必要とするが0.50％を超
えると、炭化物の過剰析出が起こり、却って曲げ特性が
劣化するため、0.15〜0.50％、好ましくは0.20〜0.50％
とした。

【００１１】Si：0.15〜1.50％ Siは、脱酸剤として不可欠の元素であるばかりでなく、
強化元素としても有効なものであり、0.15％以上含有さ
せなければならない。しかし、多過ぎると靱性が劣化す
るので1.50％以下に制限する。

【００１２】Mn：0.30〜2.50％ Mnは、強度を高めるのに必要な元素であり、そのために
は0.30％以上の添加が必要である。一方、2.50％を越え
て添加すると、焼入性が高くなるため、本発明にあって
はその範囲を0.30〜2.50％とする。

【００１３】Cr：0.02〜2.00％ CrはMnと同様強度を高めるのに必要な元素であり、その
ためには0.02％以上添加する必要がある。一方２％を越
えて添加すると、焼入性が高くなるため、その範囲を0.
02〜2.00％とする。

【００１４】Ｖ：0.01〜0.30％Ｖはオ−ステナイト相からフェライト相への変態の際、
析出する炭窒化物が、フェライトへの分散析出強化を生
じ、また結晶粒の微細化を促進し、低降伏比と降伏棚を
維持しながら強度の向上に寄与する元素であり、そのた
めには0.01％以上添加する必要がある。しかし、0.30％
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だけであるため、その範囲を0.
01〜0.3％とした。

【００１５】Nb：0.01〜0.40％ NbもＶ同様、その炭窒化物がオ−ステナイト結晶粒の粗
大化を抑えて析出強化に寄与する極めて重要な元素であ
り、そのためには0.01％以上添加する必要がある。しか
し、0.40％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だけであるため、そ
の範囲を0.01〜0.40％とした。

【００１６】sol.Al：0.05％以下、Ti：0.05％以下 sol.AlおよびTiは、それ自身窒化物を形成するため、強
化機構を発揮させるＶ、Nbの窒化物形成を粗害するもの
であり、強度の低下をもたらす。そのため本発明にあっ
てはsol. Al は0.05％以下、Tiは0.05％以下とする。

【００１７】Ｎ：0.005 〜0.02％前述のＶ、Nbと結合して炭窒化物を析出し、結晶粒の微
細化を促して鋼の強靱化に寄与するが、この効果は不純
物として混入してくる程度のＮでは期待できない。Ｎの
効果を得るにはＮを積極的に添加して含有量を0.005 ％
以上にする必要があるが、0.02％を越えると靱性の低下
等の弊害をもたらす。

【００１８】Cu、Ni、Mo これらの元素は強度を上昇させる効果を有するが、その
ためには、0.02％以上の添加が必要である。しかし、0.
50％以上の添加の場合、強度上昇効果よりコストアップ
の方が優れるので、0.02〜0.50％をその範囲とした。

【００１９】次に圧延条件の限定理由について述べる。熱間圧延のための鋼片加熱温度：950 〜1200℃ 鋼片の加熱温度は、Ｖ、Nbの固溶化の点から考慮し、95
0 ℃以上とする必要がある。一方、1200℃を超えた高温
加熱では、オ−ステナイト粒の成長が著しいので加熱温
度は、950 〜1200℃の範囲とする。

【００２０】熱間圧延終了温度：650 〜850 ℃ 圧延仕上げ温度が650 ℃未満では圧延機の負荷が大き
く、一方850 ℃を越える場合は再結晶が著しくなり、微
細な組織を得ることができず強度不足となるので、圧延
終了温度は650 〜850 ℃とする。熱間圧延終了後は、制
御水冷などの処理を行わず放冷を行う。

【００２１】このようにして熱間圧延された鋼は、いわ
ゆる鉄筋としての形状を有した棒鋼であって、既に述べ
たように引張強さ680N/mm²以上、降伏比80％以下の特性
を有し、降伏棚が見られることから優れた耐震性能をも
つのであって、さらに曲げ性能性も良好であり、特に今
日求められている耐震設計型超高層用鉄筋材として有用
である。

【００２２】

【実施例】以下に本発明を実施例に従って具体的に説明
する。表１に示す鋼組成を有する供試鋼を表２および表
３に示す条件で熱間圧延を行い、得られた棒鋼の機械的
特性を試験した。

【００２３】表１において鋼No. Ａ〜Ｓは本発明の範囲
内の鋼組成であり、鋼No.a〜ｌは比較例として用いたも
のである。表２および表３に、製造条件とともに機械的
特性をまとめて示すが、例No.1〜19は本発明の成分系の
鋼を用いて本発明の製造条件で製造した本発明例であ
る。

【００２４】なお、曲げ特性は、曲げ半径＝2d×90°
(ここでｄは製品径) での曲げ試験によって求めた。○
は試験後製品ワレなしであり、×は試験後ワレありであ
る。

【００２５】これらの結果からも分かるように、本発明
の実施例によって製造された鋼は降伏強度、降伏比、曲
げ特性共に満足しており本発明の効果が優れたものであ
ることを示している。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】

【表３】

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明にかかる方法で製
造された鉄筋は、引張強さ680N/mm²以上、降伏比80％以
下を有し、降伏棚が見られるほか、優れた曲げ性能を備
えている。

【００３０】従って、本発明によって製造した棒鋼は低
コストにて超高層ビルの鉄筋コンクリート用鉄筋として
用いるのに最適である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平島弘詩北九州市小倉北区許斐町１番地住友金属工業株式会社小倉製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、Ｃ：0.15〜0.50％、 Si：0.15〜1.50％、 Mn：0.
30〜2.50％、 Cr：0.02〜2.00％、Ｖ：0.01〜0.30％、 Nb：0.
01〜0.40％、 sol.Al：0.05％以下、Ti：0.05％以下、Ｎ：0.00
5 〜0.02％残部Feおよび不可避不純物より成る鋼組成を有する鋼
を、加熱温度950 〜1200℃、圧延終了温度650 〜850 ℃
の条件で熱間圧延することを特徴とする、曲げ性能に優
れた高強度低降伏比鉄筋用鋼の製造方法。
【請求項２】前記鋼は、さらに、重量％で、 Cu:0.02 〜0.50％、Ni:0.02 〜0.50％およびMo:0.02 〜
0.50％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記載の方法。