JPH07268547A - High strength pc steel bar and its production - Google Patents

High strength pc steel bar and its production

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JPH07268547A
JPH07268547A JP6167994A JP6167994A JPH07268547A JP H07268547 A JPH07268547 A JP H07268547A JP 6167994 A JP6167994 A JP 6167994A JP 6167994 A JP6167994 A JP 6167994A JP H07268547 A JPH07268547 A JP H07268547A
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less
delayed fracture
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敏三 樽井
Michiaki Tateyama
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Abstract

PURPOSE:To produce a high strength PC steel bar excellent in delayed fracture properties and good in spot weldability and to provide a method for producing the same. CONSTITUTION:A high strength PC steel bar having a compsn. contg. 0.15 to 0.4% C, 0.05 to 2.0% Si, 0.2 to 2.0% Mn, 0.005 to 0.1% Al, <=0.015% P and <=0.015% S, furthermore contg., at need, one or >= two kinds among Ti, B, Cr, Mo, Ni, Cu, V and Nb, in which PCM is limited to the range of 0.20 to 0.45%, and the balance Fe with inevitable impurities, moreover, the ratio of tempered martensite is limited to 60 to 90% by volume fraction, and the balance Fe with inevitable impurities, furthermore having a <110> texture in the range over at least 5% of the radius in an axial center direction from the surface layer an having >=1450MPa strength is produced; where PCM(%)=C+Si/30+(Mn+Cr+Cu)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ポール、パイル及び建
築、橋梁等のプレストレストコンクリート構造物の補強
材として広く使われているPC鋼棒に関わるものであ
り、特にスポット溶接性が良好で、且つ強度が1450
MPa 以上である遅れ破壊特性に優れた高強度PC鋼棒及
びその製造方法に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a PC steel rod which is widely used as a reinforcing material for prestressed concrete structures such as poles, piles and constructions, bridges, etc. And the strength is 1450
The present invention relates to a high-strength PC steel rod excellent in delayed fracture property of MPa or more and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポール、パイル及び建築、橋梁等のプレ
ストレストコンクリート構造物の補強材として広く使わ
れているPC鋼材は、通常、JIS G3536に規定
されているPC鋼線及びPC鋼より線、JIS G31
09に規定されているPC鋼棒が使われている。PC鋼
線に用いられる材料はJIS G3502に適合したピ
アノ線材であり、パテンティング処理をした後、伸線加
工することにより製造される。一方、PC鋼棒は、例え
ば特公平5−41684号公報に記載されているよう
に、C量が0.25〜0.35%の中炭素鋼を用いて焼
入れ・焼戻し処理をすることによって製造されている。
2. Description of the Related Art PC steel widely used as a reinforcing material for prestressed concrete structures such as poles, piles and buildings, bridges is generally PC steel wire and PC steel stranded wire specified in JIS G3536, and JIS steel. G31
The PC steel rod specified in 09 is used. The material used for the PC steel wire is a piano wire material conforming to JIS G3502, and is manufactured by performing a patenting process and then drawing. On the other hand, the PC steel rod is manufactured by quenching and tempering using medium carbon steel having a C content of 0.25 to 0.35%, as described in, for example, Japanese Patent Publication No. 5-41684. Has been done.

【0003】PC鋼線の強度はPC鋼棒に比べ高いもの
の、C含有量が高いためにスポット溶接ができないとい
う欠点がある。これに対して、PC鋼棒のスポット溶接
性はPC鋼線に比べ良好であるが、「プレストレストコ
ンクリート設計施工規準・同解説」(日本建築学会編
集、丸善)の43〜45頁に記載されているように、強
度が1275MPa(130kgf/mm2 )を超えるような高強
度PC鋼棒は、PC鋼線に比べて遅れ破壊特性が劣って
いる。また、特公平5−59967号公報に記載されて
いるように、スポット溶接部は急冷されるため、マルテ
ンサイトを主体とした組織となる。この結果、スポット
溶接部に遅れ破壊が発生しやすくなる。
Although the strength of PC steel wire is higher than that of PC steel rod, it has a drawback that spot welding cannot be performed because of its high C content. On the other hand, although the spot weldability of PC steel rod is better than that of PC steel wire, it is described on pages 43 to 45 of "Prestressed concrete design and construction standard / commentary" (edited by the Architectural Institute of Japan, Maruzen). As described above, the high-strength PC steel bar whose strength exceeds 1275 MPa (130 kgf / mm 2 ) is inferior in delayed fracture property to PC steel wire. Further, as described in Japanese Examined Patent Publication No. 5-59967, the spot-welded portion is rapidly cooled, so that the structure is mainly composed of martensite. As a result, delayed fracture easily occurs in the spot welded portion.

【0004】PC鋼棒の遅れ破壊特性を向上させる従来
の知見として、例えば、特公平5−59967号公報で
は、P,S含有量を低減することが有効であると提案し
ている。確かに、低P,低S化は遅れ破壊に対して有効
であるが、現行のPC鋼棒のP,S含有量はいずれも既
に0.01%前後となっており、JIS G3109で
規定されている量より低いレベルにあるのが実態であ
る。P,S含有量を更に低減化することは可能である
が、製造コストが高くなる。また、特公平5−4168
4号公報では、Si,Mn含有量を規制するとともに焼
入れ処理後、焼戻し工程中で曲げ加工又は引き抜き加工
を施すことを提案している。しかし、スポット溶接性、
スポット溶接部の遅れ破壊特性については、述べられて
いない。
As a conventional finding for improving the delayed fracture characteristics of PC steel rods, for example, Japanese Patent Publication No. 5-59967 proposes that it is effective to reduce the P and S contents. Certainly, lowering P and S is effective for delayed fracture, but the P and S contents of the current PC steel bar are already around 0.01%, which is specified by JIS G3109. Actually, it is at a level lower than the amount that is used. Although it is possible to further reduce the P and S contents, the manufacturing cost increases. In addition, Japanese Patent Publication No. 5-4168
Japanese Patent Laid-Open No. 4 proposes to control the Si and Mn contents and to perform bending or drawing in the tempering process after the quenching process. However, spot weldability,
The delayed fracture characteristics of spot welds are not mentioned.

【0005】一方、スポット溶接性を向上させる技術と
して、例えば、特開平4−247825号公報では、鋼
材成分量を規制するとともに熱間圧延条件を限定するP
C鋼線用線材の製造方法を提案している。しかし、C含
有量を0.2%以下に制限しているため、高強度のPC
鋼線の製造は困難である。以上のように、従来の技術で
は、スポット溶接性が良好で且つ遅れ破壊特性の優れた
高強度のPC鋼棒を製造することには限界があった。
On the other hand, as a technique for improving spot weldability, for example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-247825, P is used to regulate the amount of steel components and to limit hot rolling conditions.
A method for manufacturing a wire for C steel wire is proposed. However, since the C content is limited to 0.2% or less, high strength PC
Steel wire is difficult to manufacture. As described above, the conventional technique has a limit in producing a high-strength PC steel rod having good spot weldability and excellent delayed fracture characteristics.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の如き実
状に鑑みなされたものであって、スポット溶接性が良好
で且つ遅れ破壊特性が良好な強度が1450MPa 以上の
高強度のPC鋼棒を実現するとともに、その製造方法を
提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above situation, and provides a high-strength PC steel bar having a good spot weldability and a delayed fracture property of 1450 MPa or more. It is an object of the present invention to realize and provide a manufacturing method thereof.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、まず焼入
れ・焼戻し処理によって製造した種々の強度レベルのP
C鋼棒を用いて、遅れ破壊挙動を詳細に解析した。遅れ
破壊は鋼材中の水素に起因して発生していることは既に
明らかである。そこで、遅れ破壊特性について、遅れ破
壊が発生しない「限界拡散性水素量」を求めることによ
り評価した。この方法は、電解水素チャージにより種々
のレベルの拡散性水素量を含有させた後、遅れ破壊試験
中に試料から大気中に水素が抜けることを防止するため
にCdめっきを施し、その後、大気中で所定の荷重を負
荷し、遅れ破壊が発生しなくなる拡散性水素量を評価す
るものである。
The inventors of the present invention firstly prepared P of various strength levels manufactured by quenching and tempering.
The delayed fracture behavior was analyzed in detail using a C steel rod. It is already clear that delayed fracture is caused by hydrogen in steel. Therefore, the delayed fracture characteristics were evaluated by determining the "limit diffusible hydrogen content" at which delayed fracture does not occur. In this method, various amounts of diffusible hydrogen are contained by electrolytic hydrogen charging, and then Cd plating is applied to prevent hydrogen from being released from the sample into the atmosphere during the delayed fracture test, and then in the atmosphere. Is to evaluate the amount of diffusible hydrogen at which a predetermined load is applied and delayed fracture does not occur.

【0008】図1に拡散性水素量と遅れ破壊に至るまで
の破断時間の関係について解析した一例を示す。試料中
に含まれる拡散性水素量が少なくなるほど遅れ破壊に至
るまでの時間が長くなり、拡散性水素量がある値以下で
は遅れ破壊が発生しなくなる。この水素量を「限界拡散
性水素量」と定義する。限界拡散性水素量が高いほど鋼
材の耐遅れ破壊特性は良好であり、鋼材の成分、熱処理
等の製造条件によって決まる鋼材固有の値である。な
お、試料中の拡散性水素量はガスクロマトグラフで容易
に測定することができる。
FIG. 1 shows an example of analysis of the relationship between the amount of diffusible hydrogen and the fracture time until delayed fracture. As the amount of diffusible hydrogen contained in the sample decreases, the time until delayed fracture becomes longer, and delayed fracture does not occur when the amount of diffusible hydrogen is below a certain value. This amount of hydrogen is defined as the “limit diffusible hydrogen amount”. The higher the critical diffusible hydrogen content is, the better the delayed fracture resistance of the steel material is, which is a value peculiar to the steel material determined by the composition of the steel material and the manufacturing conditions such as heat treatment. The amount of diffusible hydrogen in the sample can be easily measured with a gas chromatograph.

【0009】図2に従来方法である焼入れ焼戻しで製造
したPC鋼棒の強度と限界拡散性水素量の関係について
解析した一例を示す。強度の増加とともに遅れ破壊が発
生しない限界拡散性水素量が低下し始め、1500MPa
を超える強度域では著しく低下し、遅れ破壊が極微量の
拡散性水素量で発生することが明らかとなった。また、
遅れ破壊が発生した試料の破面を観察した結果、PC鋼
棒の強度にかかわらず、旧オーステナイト粒界の粒界割
れであった。粒界偏析元素として知られているP,S含
有量を0.005%にまで低減させると、限界拡散性水
素量は増加し遅れ破壊特性が向上するが、特に1500
MPa を超えるような高強度域では、その向上代はわずか
であった。
FIG. 2 shows an example of analysis of the relationship between the strength and the limit diffusible hydrogen content of a PC steel rod manufactured by the conventional method of quenching and tempering. The limit diffusible hydrogen content that does not cause delayed fracture begins to decrease with increasing strength, 1500 MPa
It became clear that in the strength range over 10%, the fracture rate was remarkably reduced, and delayed fracture occurred with an extremely small amount of diffusible hydrogen. Also,
As a result of observing the fracture surface of the sample in which the delayed fracture occurred, it was found that the former austenite grain boundaries were intergranular cracks regardless of the strength of the PC steel bar. When the P and S contents, which are known as grain boundary segregation elements, are reduced to 0.005%, the critical diffusible hydrogen content increases and the delayed fracture characteristics improve.
In the high-strength region over MPa, the margin for improvement was small.

【0010】そこで、高強度PC鋼棒の限界拡散性水素
量を増加させる手段、即ち遅れ破壊特性を上げるべく、
オーステナイト結晶粒度、鋼材成分、熱処理条件の影響
等について更に検討を重ねた。この結果、上記の要因の
いずれを大きく変化させても、大幅な遅れ破壊特性の向
上を図ることができないことがわかった。このことは、
熱処理による高強度化手段では遅れ破壊特性の向上に対
して限界があることを示している。遅れ破壊が旧オース
テナイト粒界の粒界割れであることから、遅れ破壊特性
の大幅な向上を達成するためには、粒界割れの発生を防
止することが重要であるとの結論に達した。
Therefore, in order to increase the critical diffusible hydrogen content of the high strength PC steel rod, that is, to improve the delayed fracture property,
Further studies were conducted on the effects of austenite grain size, steel composition, heat treatment conditions, and the like. As a result, it was found that even if any of the above factors was changed to a large extent, the delayed fracture characteristics could not be significantly improved. This is
It has been shown that there is a limit to the improvement of the delayed fracture property by means of strengthening by heat treatment. Since delayed fracture is a grain boundary crack at the former austenite grain boundary, it was concluded that it is important to prevent the occurrence of grain boundary crack in order to achieve a significant improvement in delayed fracture properties.

【0011】そこで更に、旧オーステナイト粒界割れを
防止する手段について、種々検討を重ねた結果、PC鋼
棒の表層より軸中心方向に少なくても半径の5%にわた
る領域において〈110〉集合組織を形成させれば、1
500MPa を超えるような高強度域でも旧オーステナイ
ト粒界割れを防止できることを発見した。即ち、〈11
0〉集合組織を持つフェライトと焼戻しマルテンサイト
組織からなる鋼は、旧オーステナイト粒界割れが発生し
ないため、限界拡散性水素量が大幅に増加し、耐遅れ破
壊特性が格段に向上するという全く新たな知見を見出し
たのである。また、〈110〉集合組織を付与する方法
として、冷間での伸線加工が極めて有効な手段であるこ
とを明らかにした。
Then, as a result of further studies on means for preventing the former austenite grain boundary cracking, as a result, a <110> texture was formed in a region extending at least 5% of the radius in the axial center direction from the surface layer of the PC steel bar. If formed, 1
It was discovered that the former austenite intergranular cracks can be prevented even in a high strength region exceeding 500 MPa. That is, <11
0> Steel consisting of ferrite with tempered structure and tempered martensite structure does not cause old austenite intergranular cracking, so the amount of critical diffusible hydrogen increases significantly and delayed fracture resistance is greatly improved. We have found such findings. It was also clarified that cold wire drawing is an extremely effective means for imparting a <110> texture.

【0012】しかし、フェライトとマルテンサイトの複
合組織からなる鋼は強度が低くまた伸線加工硬化特性も
低いために、1450MPa 以上の強度を達成するために
は伸線加工の総減面率を増加させる必要がある。減面率
を増加させて強度を高めると、伸びが著しく低下し、ま
た断線も発生しやすくなる。そこでこれらの特性を改善
するために詳細に解析をした結果、フェライトとマルテ
ンサイトの複合組織からなる鋼の伸線加工性は、前組織
形態と熱処理条件が重要であることがわかり、上記因子
を最適に選択すれば伸線加工性が向上することを見出し
た。
However, since the steel having a composite structure of ferrite and martensite has a low strength and a low wire-drawing hardening property, the total area reduction rate of the wire-drawing is increased in order to achieve a strength of 1450 MPa or more. Need to let. When the area reduction rate is increased to increase the strength, the elongation is remarkably reduced and the wire breakage easily occurs. Therefore, as a result of a detailed analysis in order to improve these properties, it was found that the wire drawing workability of steel composed of a composite structure of ferrite and martensite is important for the prestructural morphology and heat treatment conditions. It has been found that the wire drawing workability is improved by the optimum selection.

【0013】更に、伸線加工した鋼の伸びを向上させる
ための手段を検討した結果、最適な熱処理を伸線加工後
に施せば、伸びを向上させることができることを見出し
た。、また、高強度で且つ良好なスポット溶接性を確保
するためには、鋼材の成分含有量をPCM=0.20〜
0.45%に規制すれば良いことを明らかにした。以上
の検討結果に基づき、鋼材組成、前組織形態、フェライ
トとマルテンサイト組織の複合組織を得るための熱処理
条件、伸線加工の総減面率を最適に選択すれば、スポッ
ト溶接性及び遅れ破壊特性に優れた高強度PC鋼棒を実
現できるという結論に達し、本発明をなしたものであ
る。
Further, as a result of studying means for improving the elongation of the drawn steel, it was found that the elongation can be improved by performing an optimum heat treatment after the drawing work. Moreover, in order to secure high strength and good spot weldability, the component content of the steel material is P CM = 0.20 to
It was clarified that the regulation should be 0.45%. Based on the above examination results, if the steel composition, prestructural morphology, heat treatment conditions for obtaining a composite structure of ferrite and martensite, and the total area reduction rate of wire drawing are optimally selected, spot weldability and delayed fracture The present invention has been made upon the conclusion that a high-strength PC steel bar excellent in properties can be realized.

【0014】本発明は以上の知見に基づいてなされたも
のであって、その要旨とするところは、次の通りであ
る。 (1)重量%で、C:0.15〜0.40%、Si:0.
05〜2.0%、Mn:0.2〜2.0%、Al:0.0
05〜0.1%、P:0.015%以下、S:0.01
5%以下を含有するか、あるいは更にTi:0.005
〜0.05%、B:0.0003〜0.0050%、C
r:0.1〜2.0%、Mo:0.05〜0.5%、N
i:0.1〜5.0%、Cu:0.05〜0.5%、
V:0.05〜0.5%、Nb:0.005〜0.1%
の1種又は2種以上を含むとともにPCM(%)=C+Si/30
+(Mn+Cr+Cu)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5Bで
表されるPCMが0.20〜0.45%の範囲にあり、残
部はFe及び不可避的不純物よりなり、且つ体積分率で
焼戻しマルテンサイトが60〜90%であり残部がフェ
ライトからなる組織であって、更に表層より軸中心方向
に少なくても半径の5%にわたる領域において〈11
0〉集合組織を有し、強度が1450MPa以上であるこ
とを特徴とする高強度PC鋼棒。
The present invention has been made based on the above findings, and the gist thereof is as follows. (1) C: 0.15 to 0.40% by weight, Si: 0.
05-2.0%, Mn: 0.2-2.0%, Al: 0.0
05-0.1%, P: 0.015% or less, S: 0.01
5% or less, or further Ti: 0.005
~ 0.05%, B: 0.0003 to 0.0050%, C
r: 0.1 to 2.0%, Mo: 0.05 to 0.5%, N
i: 0.1 to 5.0%, Cu: 0.05 to 0.5%,
V: 0.05 to 0.5%, Nb: 0.005 to 0.1%
P CM (%) = C + Si / 30 with one or more of
+ (Mn + Cr + Cu) / 20 + Ni / 60 + Mo / 15 + V / 10 + 5B, P CM is in the range of 0.20 to 0.45%, the balance is Fe and inevitable impurities, and tempered martensite in volume fraction. Is 60 to 90% and the balance is ferrite, and in the region extending at least 5% of the radius in the axial center direction from the surface layer <11
0> High-strength PC steel rod having a texture and a strength of 1450 MPa or more.

【0015】(2)上記化学組成の鋼棒又は鋼線をマル
テンサイト又は焼戻しマルテンサイトあるいはベイナイ
ト組織にした後20℃/秒以上の加熱速度でAc1 〜A
3の温度範囲に加熱し、急冷することにより体積分率
でマルテンサイト組織が60〜90%であり残部がフェ
ライトよりなる組織にし、次いで50%以上の総減面率
で伸線加工を行い、その後14000≧T×(20+lo
g t)≧11000なる関係(T:絶対温度で表示され
る加熱温度、t:加熱時間(hr))を満足するように熱
処理を行うことを特徴とする高強度PC鋼棒の製造方
法。
(2) A steel rod or steel wire having the above chemical composition is made into martensite, tempered martensite or bainite structure, and then Ac 1 to A at a heating rate of 20 ° C./sec or more.
By heating in the temperature range of c 3 and quenching, a martensite structure having a volume fraction of 60 to 90% and a balance of ferrite is formed, and then wire drawing is performed at a total area reduction rate of 50% or more. , Then 14000 ≧ T × (20 + lo
g t) ≧ 11000 (T: heating temperature expressed in absolute temperature, t: heating time (hr)) A heat treatment is carried out so as to satisfy the requirement, and a high-strength PC steel bar manufacturing method is characterized.

【0016】以下に本発明を詳細に説明する。まず本発
明における高強度PC鋼棒とは、強度が1450MPa 以
上であるとともに、PC鋼棒に必要とされる延性、遅れ
破壊特性、スポット溶接性、リラクゼーション特性が優
れた鋼であることを意味している。次に本発明の対象と
する鋼の成分及びPCMの限定理由について述べる。
The present invention will be described in detail below. First, the high-strength PC steel rod in the present invention means a steel having a strength of 1450 MPa or more and excellent ductility, delayed fracture properties, spot weldability, and relaxation properties required for PC steel rods. ing. Next, the constituents of the steel to which the present invention is applied and the reasons for limiting P CM will be described.

【0017】C:CはPC鋼棒の高強度化を達成する上
で必須の元素であるが、0.15%未満ではフェライト
とマルテンサイトからなる複合組織の強度が低すぎて、
最終的にPC鋼棒の強度を1450MPa 以上にすること
が困難であるため下限を0.15%に限定した。一方、
C量が0.40%を超えるとスポット溶接性が著しく劣
化するため、上限を0.40%に制限した。 Si:Siはリラクゼーション特性を向上させるととも
に固溶体硬化作用によって強度を高める作用がある。
0.05%未満では前記作用が発揮できず、一方、2.
0%を超えても添加量に見合う効果が期待できないた
め、0.05〜2.0%の範囲に制限した。
C: C is an essential element for achieving high strength of the PC steel bar, but if less than 0.15%, the strength of the composite structure consisting of ferrite and martensite is too low,
Since it is difficult to finally raise the strength of the PC steel bar to 1450 MPa or more, the lower limit was set to 0.15%. on the other hand,
If the C content exceeds 0.40%, the spot weldability deteriorates significantly, so the upper limit was limited to 0.40%. Si: Si has an effect of improving relaxation characteristics and an effect of increasing strength by a solid solution hardening effect.
If it is less than 0.05%, the above effect cannot be exhibited, while 2.
Even if it exceeds 0%, an effect commensurate with the added amount cannot be expected, so the range is limited to 0.05 to 2.0%.

【0018】Mn:Mnは脱酸、脱硫のために必要であ
るばかりでなく、熱処理時の焼入れ性を高めるために有
効な元素であるが、0.2%未満では上記の効果が得ら
れず、一方2.0%を超えるとスポット溶接性が劣化す
るために0.2〜2.0%の範囲に制限した。 Al:Alは脱酸及び熱処理時においてAlNを形成す
ることにより、結晶粒の粗大化を防止する効果とともに
Nを固定し焼入れ性に有効な固溶Bを確保する効果も有
しているが、0.005%未満ではこれらの効果が発揮
されず、0.1%を超えても効果が飽和するため0.0
05〜0.1%の範囲に限定した。
Mn: Mn is an element effective not only for deoxidation and desulfurization but also for improving the hardenability during heat treatment, but if it is less than 0.2%, the above effect cannot be obtained. On the other hand, if the content exceeds 2.0%, the spot weldability deteriorates, so the content is limited to the range of 0.2 to 2.0%. Al: Al forms AlN during deoxidation and heat treatment, thereby having an effect of preventing coarsening of crystal grains and an effect of fixing N and securing a solid solution B effective for hardenability. If it is less than 0.005%, these effects are not exhibited, and if it exceeds 0.1%, the effect is saturated, so 0.0
It was limited to the range of 05 to 0.1%.

【0019】P:Pはオーステナイト粒界に偏析し、遅
れ破壊特性を低下させるために0.015%以下とし
た。好ましくは0.010%以下とする。 S:SもPと同様にオーステナイト粒界に偏析し、遅れ
破壊特性を劣化させるために0.015%以下とした。
好ましくは0.010%以下とする。 以上が本発明の対象とする鋼の基本成分であるが、本発
明においては、更にこの鋼に、Ti:0.005〜0.
05%、B:0.0003〜0.0050%、Cr:
0.1〜2.0%、Mo:0.05〜0.5%、Ni:
0.1〜5.0%、Cu:0.05〜0.5%、V:
0.05〜0.5%、Nb:0.005〜0.1%の1
種又は2種以上を含有せしめることができる。
P: P is set to 0.015% or less in order to segregate at the austenite grain boundaries and deteriorate delayed fracture characteristics. Preferably it is 0.010% or less. S: S is also set to 0.015% or less in the same manner as P in order to segregate in the austenite grain boundaries and deteriorate the delayed fracture characteristics.
Preferably it is 0.010% or less. The above are the basic components of the steel targeted by the present invention. In the present invention, however, Ti: 0.005-0.
05%, B: 0.0003 to 0.0050%, Cr:
0.1-2.0%, Mo: 0.05-0.5%, Ni:
0.1-5.0%, Cu: 0.05-0.5%, V:
0.05-0.5%, Nb: 0.005-0.1% of 1
It is possible to contain one kind or two or more kinds.

【0020】Ti:TiもAlと同様に脱酸及び熱処理
時においてTiNを形成することにより結晶粒の粗大化
を防止する効果とともにNを固定し焼入れ性に有効な固
溶Bを確保する効果も有しているが、0.005%未満
ではこれらの効果が発揮されず、0.05%を超えても
効果が飽和するため0.005〜0.05%の範囲に限
定した。 B:Bは熱処理時においてオーステナイト粒界に偏析す
ることにより焼入れ性を著しく高めるとともに、オース
テナイト粒界に偏析しやすいP,Sの粒界偏析量を低下
させるため遅れ破壊特性も向上させる。0.0003%
未満では前記の効果が発揮されず、0.0050%を超
えても効果が飽和するため0.0003〜0.0050
%に制限した。 Cr:Crは焼入れ性の向上及び伸線加工後の熱処理工
程での軟化抵抗を増加させるために有効な元素である
が、0.1%未満ではその効果が十分に発揮できず、一
方2.0%を超えるとスポット溶接性、伸線加工性が劣
化するために0.1〜2.0%に限定した。 Mo:MoはCrと同様に強い焼戻し軟化抵抗を有し熱
処理後の引張強さを高めるために有効な元素であり、更
にリラクゼーション特性も向上させる効果を有している
が、0.05%未満ではその効果が少なく、一方0.5
0%を超えるとスポット溶接性、伸線加工性が劣化する
ために0.05〜0.50%に制限した。
Ti: Ti, like Al, also has the effect of preventing coarsening of crystal grains by forming TiN during deoxidation and heat treatment, and the effect of fixing N and securing a solid solution B effective for hardenability. However, if less than 0.005%, these effects are not exhibited, and if more than 0.05%, the effects are saturated, so the range is limited to 0.005 to 0.05%. B: B segregates at the austenite grain boundaries during heat treatment to remarkably enhance hardenability, and also reduces the amount of grain boundary segregation of P and S, which tend to segregate at the austenite grain boundaries, thereby improving delayed fracture characteristics. 0.0003%
If it is less than 0.0050%, the above effect is not exhibited, and if it exceeds 0.0050%, the effect is saturated, so 0.0003 to 0.0050.
Limited to%. Cr: Cr is an element effective for improving the hardenability and increasing the softening resistance in the heat treatment step after wire drawing, but if it is less than 0.1%, its effect cannot be sufficiently exerted, while 2. If it exceeds 0%, spot weldability and wire drawability deteriorate, so the content is limited to 0.1 to 2.0%. Mo: Mo is an element that has strong temper softening resistance similar to Cr and is effective for increasing the tensile strength after heat treatment, and also has the effect of improving relaxation characteristics, but less than 0.05% Is less effective, while 0.5
If it exceeds 0%, spot weldability and wire drawing workability deteriorate, so the content was limited to 0.05 to 0.50%.

【0021】Ni:Niは高強度化に伴って劣化する延
性を向上させるとともに熱処理時の焼入れ性を向上させ
て引張強さを増加させるために添加されるが、0.1%
未満ではその効果が少なく、一方5.0%を超えても添
加量に見合う効果が発揮できないため、0.1〜5.0
%の範囲に制限した。 Cu:Cuは焼戻し軟化抵抗を高めるために有効な元素
であるが、0.05%未満では効果が発揮できず、0.
5%を超えると熱間加工性が劣化するため0.05〜
0.5%に制限した。
Ni: Ni is added in order to improve the ductility which deteriorates with increasing strength and the hardenability during heat treatment to increase the tensile strength.
If it is less than 5.0%, the effect is small, while if it exceeds 5.0%, the effect corresponding to the added amount cannot be exhibited, so
Limited to the range of%. Cu: Cu is an element effective for increasing the tempering softening resistance, but if it is less than 0.05%, the effect cannot be exhibited and
If it exceeds 5%, the hot workability deteriorates, so 0.05 to
Limited to 0.5%.

【0022】V:Vは焼入れ処理時において炭窒化物を
生成することにより結晶粒を微細化させるとともにリラ
クゼーション値を増加させる効果があるが、0.05%
未満では前記作用の効果が得られず、一方0.5%を超
えても効果が飽和するため0.05〜0.5%に限定し
た。 Nb:NbもVと同様に炭窒化物を生成することにより
結晶粒を微細化させるために有効な元素であるが、0.
005%未満ではその効果が不十分であり、一方0.1
%を超えるとこの効果が飽和するため0.005〜0.
1%に制限した。Nは特に制限しないものの、Ti,A
l,V,Nbの窒化物を生成することによりオーステナ
イト粒の細粒化効果があるため、0.003〜0.01
5%が好ましい範囲である。
V: V has the effect of forming carbonitrides during the quenching treatment to refine the crystal grains and increase the relaxation value, but 0.05%
If it is less than 0.5%, the effect of the above-mentioned action cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 0.5%, the effect is saturated, so the content is limited to 0.05 to 0.5%. Nb: Nb is also an element effective for refining crystal grains by forming carbonitrides similarly to V.
If it is less than 005%, the effect is insufficient, while 0.1
%, This effect is saturated, so 0.005 to 0.
Limited to 1%. Although N is not particularly limited, Ti, A
0.003 to 0.01 because the austenite grains have a grain refining effect by forming a nitride of 1, V, and Nb.
5% is a preferable range.

【0023】PCM: PCM(%)=C+Si/30+(Mn+Cr+Cu)/20+Ni/60+Mo/
15+V/10+5B で表されるPCMはスポット溶接性を示す指標であり、こ
の値が低いほどスポット溶接性が良好であることを意味
する。PCMが0.45%を超えると、スポット溶接部は
延性が低く強度の高いマルテンサイト組織となってスポ
ット溶接性が劣化し、スポット溶接部から破断しやすく
なる。また、引張試験時の伸びが低下し、更に遅れ破壊
特性も劣化するため上限を0.45%にした。一方、合
金元素量を減少させてPCMを0.20%未満にするとス
ポット溶接性は向上するものの焼入れ性が低下するため
に、60〜90%の分率のマルテンサイトが得られにく
くなるため、下限を0.20%に制限した。
P CM : P CM (%) = C + Si / 30 + (Mn + Cr + Cu) / 20 + Ni / 60 + Mo /
P CM represented by 15 + V / 10 + 5B is an index showing the spot weldability, and the lower this value, the better the spot weldability. If P CM exceeds 0.45%, the spot weld becomes a martensite structure with low ductility and high strength, the spot weldability deteriorates, and the spot weld easily breaks. Further, the elongation in the tensile test is lowered, and the delayed fracture property is also deteriorated, so the upper limit was made 0.45%. On the other hand, when the amount of alloying elements is reduced to make P CM less than 0.20%, spot weldability is improved, but hardenability is deteriorated, so that it becomes difficult to obtain martensite with a fraction of 60 to 90%. , The lower limit was limited to 0.20%.

【0024】次に本発明で目的とする高強度PC鋼棒の
遅れ破壊特性の向上に対して最も重要な点であるPC鋼
棒の〈110〉集合組織の限定理由について述べる。図
3にフェライトと焼戻しマルテンサイト組織からなるP
C鋼棒の限界拡散性水素量に及ぼす集合組織の影響につ
いて解析した一例を示す。〈110〉集合組織を有する
PC鋼棒の限界拡散性水素量(図中本発明例で表示)
は、集合組織を有していないPC鋼棒(図中比較例で表
示)、即ち従来の焼入れ・焼戻しで製造されたPC鋼棒
に比べ、はるかに高いレベルにあることがわかる。
Next, the reason for limiting the <110> texture of the PC steel rod, which is the most important point for improving the delayed fracture property of the high-strength PC steel rod of the present invention, will be described. Fig. 3 shows P consisting of ferrite and tempered martensite structure.
An example of analyzing the influence of the texture on the critical diffusible hydrogen content of the C steel rod will be shown. Critical diffusible hydrogen content of PC steel bar having <110> texture (indicated by the present invention example in the figure)
It can be seen that is at a much higher level than that of a PC steel rod having no texture (indicated by a comparative example in the figure), that is, a PC steel rod manufactured by conventional quenching and tempering.

【0025】また、図4は、限界拡散性水素量と〈11
0〉集合組織が生成しているPC鋼棒表層から軸中心方
向の深さに対する半径の比率の関係について解析した一
例を示す。〈110〉集合組織の生成領域がPC鋼棒表
層より軸中心方向に対して5%未満では限界拡散性水素
量の向上効果が少ない、即ち遅れ破壊特性向上効果が少
ないことがわかる。このため、〈110〉集合組織の生
成領域を表層より軸中心方向に少なくても半径の5%に
わたる領域に限定した。より一層の高強度で且つ遅れ破
壊特性の優れたPC鋼棒を得るためには、〈110〉集
合組織の生成領域として半径の10%以上が好ましい条
件である。なお、集合組織は、X線による極点図を測定
することにより容易に求めることができる。また、PC
鋼棒表層から軸中心方向の集合組織の分布は、化学研磨
又は電解研磨後、X線による極点図を深さ方向の各点で
測定することにより求めることができる。
FIG. 4 shows the critical diffusible hydrogen content and <11
0> An example of analysis of the relationship of the ratio of the radius to the depth in the axial center direction from the surface layer of the PC steel rod in which the texture is generated is shown. It can be seen that when the <110> texture generation region is less than 5% in the axial center direction from the surface layer of the PC steel bar, the effect of improving the limit diffusible hydrogen amount is small, that is, the effect of improving delayed fracture properties is small. For this reason, the region where the <110> texture is generated is limited to the region extending over at least 5% of the radius in the axial center direction from the surface layer. In order to obtain a PC steel bar having even higher strength and excellent delayed fracture properties, 10% or more of the radius is a preferable condition for the generation region of the <110> texture. The texture can be easily obtained by measuring the pole figure by X-ray. Also, PC
The distribution of texture from the surface layer of the steel rod in the axial center direction can be obtained by measuring the pole figure by X-ray at each point in the depth direction after chemical polishing or electrolytic polishing.

【0026】本発明の高強度PC鋼棒の製造方法では、
マルテンサイト又は焼戻しマルテンサイトあるいはベイ
ナイト組織の鋼を用いて、所定の分率のマルテンサイト
とフェライト組織にした後、冷間で伸線加工を施し、そ
の後、更に熱処理を行うものであるが、次にこれらの製
造条件の限定理由について述べる。
In the method for producing a high strength PC steel rod of the present invention,
Using steel of martensite or tempered martensite or bainite structure, after forming a martensite and ferrite structure of a predetermined fraction, cold wire drawing, then further heat treatment, The reasons for limiting these manufacturing conditions are described below.

【0027】まず、マルテンサイト又は焼戻しマルテン
サイトあるいはベイナイト組織の鋼を用いる理由は、マ
ルテンサイトとフェライトからなる複合組織にする際に
伸線加工性の良好な組織形態にするためである。即ち、
塊状のマルテンサイトが多量に存在すると伸線加工性が
劣化し伸線加工工程で断線が発生しやすくなる。伸線加
工性を向上させるためには、マルテンサイトの形態をで
きる限り塊状から針状にする必要がある。
First, the reason for using martensite, tempered martensite, or steel having a bainite structure is to obtain a structure having good wire drawability when forming a composite structure composed of martensite and ferrite. That is,
If a large amount of lumpy martensite is present, wire drawing workability deteriorates, and wire breakage easily occurs in the wire drawing process. In order to improve the wire drawing workability, it is necessary to make the morphology of martensite as lumpy as possible.

【0028】マルテンサイト又は焼戻しマルテンサイト
あるいはベイナイト組織の鋼を用いると、塊状のマルテ
ンサイトの生成が防止され針状になりやすいために、上
記の組織を有する鋼に限定した。また、伸線加工性の向
上の観点から粒径が15μm以下の上記組織の鋼にする
ことが好ましい。マルテンサイトとフェライトの複合組
織を得るための熱処理条件の限定理由は下記の通りであ
る。
[0028] When martensite or tempered martensite or bainite structure steel is used, the formation of massive martensite is prevented and it tends to become acicular, so the steel is limited to the above structure. Further, from the viewpoint of improving the wire drawing workability, it is preferable to use steel having the above-mentioned structure with a grain size of 15 μm or less. The reasons for limiting the heat treatment conditions for obtaining the composite structure of martensite and ferrite are as follows.

【0029】加熱速度;加熱速度が20℃/秒未満で
は、塊状のマルテンサイトの生成割合が多くなり伸線加
工性が劣化するため、加熱速度の下限を20℃/秒とし
た。加熱温度;加熱温度がAc3 を超えるとマルテンサ
イトの単相組織となり、一方、Ac1 未満であるとマル
テンサイトが生成しないため、加熱温度をAc1 〜Ac
3 の範囲に制限した。なお、Ac3 −10℃〜Ac3
50℃の温度範囲が60〜90%のマルテンサイト組織
分率を得る上で、好ましい条件である。加熱後は、急
冷、例えば水冷することによりフェライトとマルテンサ
イトからなる鋼にすることができる。熱処理は、通常の
炉加熱、ソルト浴、高周波加熱等の何れの方法でも良い
が、大きな加熱速度が得られるソルト浴、高周波加熱が
好ましい熱処理である。
Heating rate: If the heating rate is less than 20 ° C./sec, the rate of lumpy martensite is increased and the wire drawing workability is deteriorated. Therefore, the lower limit of the heating rate was set to 20 ° C./sec. Heating temperature: When the heating temperature exceeds Ac 3 , a single-phase structure of martensite is formed, and when the heating temperature is less than Ac 1 , martensite is not generated, and therefore the heating temperature is Ac 1 to Ac.
Limited to a range of 3 . It should be noted, Ac 3 -10 ℃ ~Ac 3 -
A temperature range of 50 ° C. is a preferable condition for obtaining a martensite structure fraction of 60 to 90%. After heating, the steel made of ferrite and martensite can be formed by quenching, for example, water cooling. The heat treatment may be any of ordinary furnace heating, salt bath, high frequency heating and the like, but salt bath and high frequency heating are preferred heat treatments because a large heating rate can be obtained.

【0030】マルテンサイト組織分率;マルテンサイト
分率が60%未満では、最終的に1450MPa 以上の高
強度のPC鋼棒を達成することが困難であり、一方、9
0%を超えると伸線加工性が劣化し断線が発生しやすく
なるため、マルテンサイト組織分率を60〜90%に限
定した。残部はフェライトからなる。なお、マルテンサ
イト組織中に残留オーステナイトが含有しても伸線加工
性には何等差し支えない。
Martensite Microstructure Fraction: When the martensite fraction is less than 60%, it is difficult to finally achieve a high strength PC steel bar of 1450 MPa or more, while 9
If it exceeds 0%, wire drawing workability deteriorates and wire breakage easily occurs, so the martensite structure fraction was limited to 60 to 90%. The balance consists of ferrite. Even if retained austenite is contained in the martensite structure, there is no problem with wire drawing workability.

【0031】総減面率;伸線加工の総減面率が50%未
満では、PC鋼棒の強度を最終的に1450MPa 以上に
することが困難であるため、下限を50%にした。ま
た、総減面率が50%以上の伸線加工を行えば、確実に
〈110〉集合組織を表層より軸中心方向に少なくても
半径の5%にわたる領域において形成することができ
る。
Total area reduction rate: If the total area reduction rate of wire drawing is less than 50%, it is difficult to finally make the strength of the PC steel bar 1450 MPa or more, so the lower limit was made 50%. Further, if the total area reduction ratio is 50% or more, the <110> texture can be surely formed in the region extending over 5% of the radius from the surface layer in the axial center direction.

【0032】伸線後の熱処理条件;フェライトとマルテ
ンサイト組織からなる鋼を冷間で伸線加工したままで
は、伸び、リラクゼーション特性が悪いため、これらの
特性を向上させる目的で熱処理を行うものである。ま
た、この熱処理により60〜90%の分率で含有してい
るマルテンサイトは、焼戻しマルテンサイト組織とな
る。熱処理温度と熱処理時間で定義される熱処理パラメ
ーター:T×(20+log t)が11000〜1400
0の範囲であれば、強度が1450MPa 以上のPC鋼棒
の伸びを5%以上、リラクゼーション値を1.5%以下
にすることができる。ここで、Tは絶対温度、tは時間
(hr)である。
Heat treatment conditions after wire drawing: If steel made of ferrite and martensite structure is cold drawn, the elongation and relaxation properties are poor. Therefore, heat treatment is performed for the purpose of improving these properties. is there. Further, the martensite contained in the fraction of 60 to 90% by this heat treatment becomes a tempered martensite structure. Heat treatment parameter defined by heat treatment temperature and heat treatment time: T × (20 + log t) is 11000 to 1400
Within the range of 0, the elongation of the PC steel bar having a strength of 1450 MPa or more can be 5% or more and the relaxation value can be 1.5% or less. Here, T is absolute temperature, and t is time (hr).

【0033】熱処理パラメーターが11000未満では
伸びを5%以上、リラクゼーション値を1.5%以下に
することが困難であり、一方、14000を超えると、
リラクゼーション値を1.5%以下にすることが困難に
なるとともに強度が1450MPa 未満となりやすくなる
ために、T×(20+log t)の式で定義される熱処理
パラメーターにおいて上限を14000とし、下限を1
1000とした。温度は特に制限しないが、300℃未
満では熱処理パラメーターを上記の範囲にするために時
間がかかりすぎて生産性が低下するために下限温度は3
00℃以上が好ましい。また上限温度は550℃を超え
ると強度が低下しやすくなるため550℃以下が好まし
い。
If the heat treatment parameter is less than 11000, it is difficult to make the elongation 5% or more and the relaxation value 1.5% or less, while if it exceeds 14000,
Since it becomes difficult to reduce the relaxation value to 1.5% or less and the strength tends to be less than 1450 MPa, the heat treatment parameter defined by the formula of T × (20 + log t) has an upper limit of 14000 and a lower limit of 1
It was set to 1000. The temperature is not particularly limited, but if the temperature is lower than 300 ° C., it takes too much time to set the heat treatment parameter within the above range and the productivity is lowered.
It is preferably 00 ° C or higher. If the upper limit temperature exceeds 550 ° C, the strength tends to decrease, so 550 ° C or lower is preferable.

【0034】[0034]

【実施例】表1に示す化学組成を有する供試材を熱間圧
延で所定の線径にした後、高周波加熱又はソルト浴によ
る熱処理で粒径が5〜12μmの所定の組織(マルテン
サイト、焼戻しマルテンサイト、ベイナイト)にし、更
に高周波加熱による熱処理で種々の強度に調整したフェ
ライトとマルテンサイトからなる複合組織の鋼にした。
その後、冷間で線径7.4mmまで伸線加工を行い、つい
で熱処理を行った。上記の試料を用いて、機械的性質、
スポット溶接性、集合組織、遅れ破壊特性、リラクゼー
ション値について評価した結果を表2に示す。
EXAMPLE A test material having the chemical composition shown in Table 1 was hot-rolled to have a predetermined wire diameter, and then subjected to high-frequency heating or heat treatment with a salt bath to have a predetermined structure (martensite, grain size of 5 to 12 μm). Tempered martensite, bainite) and further heat-treated by high-frequency heating to obtain a steel having a composite structure composed of ferrite and martensite adjusted to various strengths.
Then, wire drawing was performed to a wire diameter of 7.4 mm in a cold state, and then heat treatment was performed. Using the above sample, the mechanical properties,
Table 2 shows the results of evaluation of spot weldability, texture, delayed fracture property and relaxation value.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】[0036]

【表2】 [Table 2]

【0037】[0037]

【表3】 [Table 3]

【0038】[0038]

【表4】 [Table 4]

【0039】[0039]

【表5】 [Table 5]

【0040】スポット溶接性試験はPC鋼棒とJIS
G3532のSWM−Bを用いて行った。クロス溶接
後、試験本数が10本の引張試験を行い、スポット溶接
部の破断率50%以下の場合はスポット溶接性が良好で
あるとした(○印で表示)。遅れ破壊特性は、スポット
溶接を施した試料を用いて、前に述べた限界拡散性水素
量で評価を行い、負荷応力は引張強さの80%の条件で
実施した。リラクゼーション値はJIS G3109に
基づいて測定した。
The spot weldability test was carried out using PC steel rod and JIS
It was carried out using SWM-B of G3532. After the cross-welding, a tensile test was performed with 10 test pieces, and when the fracture rate of the spot-welded portion was 50% or less, the spot-weldability was good (indicated by a circle). The delayed fracture characteristic was evaluated by using the sample subjected to spot welding with the amount of limiting diffusible hydrogen described above, and the load stress was carried out under the condition of 80% of the tensile strength. The relaxation value was measured based on JIS G3109.

【0041】表2の試験No.2,4,6,7,9,1
1,14,15,17,18,21,22,25,2
7,28,29が本発明例で、その他は比較例である。
同表に見られるように本発明例はいずれもPC鋼棒の引
張強さが1450MPa 以上であるとともに、強度が同一
であれば限界拡散性水素量が従来のPC鋼棒に比べ高い
レベルにあり、遅れ破壊特性の優れたPC鋼棒が実現さ
れている。また、スポット溶接性、リラクゼーション値
も申し分ない。
Test No. of Table 2 2, 4, 6, 7, 9, 1
1,14,15,17,18,21,22,25,2
7, 28 and 29 are examples of the present invention, and the others are comparative examples.
As can be seen from the table, in each of the examples of the present invention, the tensile strength of the PC steel bar is 1450 MPa or more, and if the strength is the same, the critical diffusible hydrogen content is at a higher level than the conventional PC steel bar. A PC steel rod with excellent delayed fracture characteristics has been realized. The spot weldability and relaxation value are also perfect.

【0042】これに対して比較例であるNo. 1は鋼種A
を用いて従来の焼入れ・焼戻しで製造したPC鋼棒であ
る。本発明例である試験No.2と強度はほぼ同じレベル
にあるが、〈110〉集合組織が形成されていないた
め、限界拡散性水素量が低く、遅れ破壊特性が劣ってい
る。また、比較例であるNo. 3も従来の焼入れ・焼戻し
で製造したものであり、限界拡散性水素量が、本発明例
であるNo. 4と比較して低い。比較例であるNo. 5はA
1 〜Ac3 温度域への加熱速度が不適切な例である。
即ち、加熱速度が20℃/秒未満であるため塊状のマル
テンサイトの生成量が多くなり、伸線加工過程で断線が
発生した例である。
On the other hand, No. 1 which is a comparative example is steel type A.
It is a PC steel rod manufactured by conventional quenching and tempering. Test No. which is an example of the present invention Although the strength was almost the same as that of No. 2, the <110> texture was not formed, so the amount of critical diffusible hydrogen was low and the delayed fracture property was inferior. Further, the comparative example No. 3 is also manufactured by the conventional quenching and tempering, and the amount of limit diffusible hydrogen is lower than that of the present invention example No. 4. Comparative example No. 5 is A
This is an example in which the heating rate in the c 1 to Ac 3 temperature range is inappropriate.
That is, this is an example in which the heating rate is less than 20 ° C./sec, the amount of lumpy martensite produced increases, and wire breakage occurs during the wire drawing process.

【0043】比較例であるNo. 8,13,19,20は
鋼の化学成分が不適切な例である。即ち、No. 13はC
量が低すぎるために、90%の総減面率で伸線加工を行
っても強度が1450MPa に到達しなかった例である。
またNo. 8はP量が、No.20はS量がそれぞれ0.0
15%を超える鋼のため、限界拡散性水素量が低い例で
ある。No. 19はPCMが0.45%を超えるため、伸び
が5%未満であり、スポット溶接性、限界拡散性水素量
も低い例である。
Comparative examples Nos. 8, 13, 19, and 20 are examples in which the chemical composition of steel is inappropriate. That is, No. 13 is C
This is an example in which the strength did not reach 1450 MPa even when wire drawing was performed at a total area reduction rate of 90% because the amount was too low.
No. 8 has a P content of 20 has an S content of 0.0
This is an example in which the critical diffusible hydrogen content is low because the steel exceeds 15%. No. 19 is an example in which the P CM exceeds 0.45%, the elongation is less than 5%, and the spot weldability and the critical diffusible hydrogen content are also low.

【0044】比較例であるNo. 10,12は、マルテン
サイト分率が不適切な例である。即ち、No. 10はマル
テンサイト分率が60%未満であるために強度が145
0MPa に到達していない。逆にNo. 12は、マルテンサ
イト分率が90%を超えたために伸線加工性が劣化し、
伸線途中で断線が発生した例である。
Comparative examples Nos. 10 and 12 are examples in which the martensite fraction is inappropriate. That is, No. 10 has a martensite fraction of less than 60% and therefore has a strength of 145
It has not reached 0MPa. On the other hand, No. 12 has a martensite fraction of more than 90%, which deteriorates the wire drawability.
This is an example in which a wire breakage occurred during wire drawing.

【0045】比較例であるNo.24は、総減面率が50
%未満であるため、最終的に1450MPa 以上の強度が
得られなかった例である。比較例であるNo.16,2
3,26は、伸線加工後の熱処理条件が不適切な例であ
る。即ちNo.26は伸線加工後の熱処理を行わなかった
ために、伸びが5%未満であり、リラクゼーション値は
1.5%を超えている。No. 16はT×(20+log
t)が11000未満であるために、伸びが5%未満と
低いとともにリラクゼーション値も1.5%を超え劣化
している。No.23は熱処理パラメーターが14000
を超えるため強度が1450MPa 未満になるとともに、
リラクゼーション値も1.5%を超えている。更に比較
例であるNo. 30は、フェライト・パーライト組織の鋼
であるために、フェライトとマルテンサイトの複合組織
を得る熱処理で、伸線加工性の悪い塊状マルテンサイト
が多量に発生したために、伸線過程で断線が発生した例
である。
No. which is a comparative example. 24, the total reduction rate is 50
This is an example in which the strength of 1450 MPa or more was not finally obtained because it was less than%. No. which is a comparative example. 16, 2
Nos. 3 and 26 are examples of inappropriate heat treatment conditions after wire drawing. That is, No. In No. 26, the elongation was less than 5% and the relaxation value was more than 1.5% because the heat treatment after wire drawing was not performed. No. 16 is T × (20 + log
Since t) is less than 11,000, the elongation is low as less than 5% and the relaxation value is also deteriorated by more than 1.5%. No. No. 23 has a heat treatment parameter of 14000
And the strength is less than 1450 MPa,
The relaxation value is also over 1.5%. Further, No. 30, which is a comparative example, is a steel having a ferrite-pearlite structure, and therefore a large amount of massive martensite with poor wire drawability was generated in the heat treatment for obtaining a composite structure of ferrite and martensite. This is an example in which a wire breakage occurred in the wire drawing process.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明は鋼の化学成分、熱処理条件、組
織分率、伸線加工の総減面率、伸線加工後の熱処理条件
を最適に選択するとともに、〈110〉集合組織を導入
することにより、スポット溶接性が良好であり、遅れ破
壊特性の優れた強度が1450MPa 以上の高強度PC鋼
棒及びその製造を可能にしたものであり、産業上の効果
は極めて顕著なものがある。
According to the present invention, the chemical composition of steel, heat treatment conditions, microstructure fraction, total area reduction rate of wire drawing, and heat treatment conditions after wire drawing are optimally selected, and a <110> texture is introduced. By doing so, the spot weldability is excellent, the strength with excellent delayed fracture characteristics is a high strength PC steel bar of 1450 MPa or more, and the manufacturing thereof is possible, and the industrial effect is extremely remarkable. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】拡散性水素量と遅れ破壊時間の関係の一例を示
す図表である。
FIG. 1 is a chart showing an example of the relationship between the amount of diffusible hydrogen and delayed fracture time.

【図2】焼入れ・焼戻しにより製造したPC鋼棒の強度
と限界拡散性水素量の関係の一例を示す図表である。
FIG. 2 is a table showing an example of the relationship between the strength of a PC steel rod manufactured by quenching and tempering and the amount of critical diffusible hydrogen.

【図3】本発明例のPC鋼棒と従来方法で製造したPC
鋼棒の強度と限界拡散性水素量の関係の一例を示す図表
である。
FIG. 3 is a PC steel rod of the present invention and a PC manufactured by a conventional method.
3 is a chart showing an example of the relationship between the strength of a steel rod and the amount of critical diffusible hydrogen.

【図4】限界拡散性水素量に及ぼす〈110〉集合組織
の影響の一例を示す図表である。
FIG. 4 is a table showing an example of the influence of <110> texture on the critical diffusible hydrogen content.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重量%で、 C :0.15〜0.40%、 Si:0.05
〜2.0%、 Mn:0.2〜2.0%、 Al:0.00
5〜0.1%、 P :0.015%以下、 S :0.01
5%以下を含有するとともに下記式に示すPCMが0.2
0〜0.45%の範囲にあり、残部はFe及び不可避的
不純物よりなり、且つ体積分率で焼戻しマルテンサイト
が60〜90%であり残部がフェライトからなる組織で
あって、更に表層より軸中心方向に少なくても半径の5
%にわたる領域において〈110〉集合組織を有し、強
度が1450MPa 以上であることを特徴とする高強度P
C鋼棒。PCM(%)=C+Si/30+(Mn+Cr+Cu)/20+Ni/
60+Mo/15+V/10+5B
1. By weight%, C: 0.15 to 0.40%, Si: 0.05
-2.0%, Mn: 0.2-2.0%, Al: 0.00
5 to 0.1%, P: 0.015% or less, S: 0.01
It contains 5% or less and P CM shown in the following formula is 0.2
It is in the range of 0 to 0.45%, the balance is Fe and unavoidable impurities, and the volume fraction of tempered martensite is 60 to 90%, and the balance is ferrite. A radius of at least 5 towards the center
%, It has a <110> texture and has a strength of 1450 MPa or more.
C steel rod. P CM (%) = C + Si / 30 + (Mn + Cr + Cu) / 20 + Ni /
60 + Mo / 15 + V / 10 + 5B
【請求項2】 重量%で、 Ti:0.005〜0.05%、 B :0.0003
〜0.0050%、 Cr:0.1〜2.0%、 Mo:0.05〜
0.50%、 Ni:0.1〜5.0%、 Cu:0.05〜
0.5%、 V :0.05〜0.5%、 Nb:0.005〜
0.1%の1種又は2種以上を含むことを特徴とする請
求項1記載の高強度PC鋼棒。
2. By weight%, Ti: 0.005 to 0.05%, B: 0.0003
~ 0.0050%, Cr: 0.1-2.0%, Mo: 0.05 ~
0.50%, Ni: 0.1-5.0%, Cu: 0.05-
0.5%, V: 0.05 to 0.5%, Nb: 0.005
The high-strength PC steel rod according to claim 1, containing 0.1% of one or more kinds.
【請求項3】 請求項1又は請求項2記載の化学成分を
有する鋼棒又は鋼線をマルテンサイト又は焼戻しマルテ
ンサイトあるいはベイナイト組織にした後、20℃/秒
以上の加熱速度でAc1 〜Ac3 の温度範囲に加熱し、
急冷することにより体積分率でマルテンサイト組織が6
0〜90%であり残部がフェライトよりなる組織にし、
次いで50%以上の総減面率で伸線加工を行い、その後
14000≧T×(20+log t)≧11000なる関
係(T:絶対温度で表示される加熱温度、t:加熱時間
(hr))を満足するように熱処理を行うことを特徴とす
る高強度PC鋼棒の製造方法。
3. A steel rod or steel wire having the chemical composition according to claim 1 or 2 is formed into martensite, tempered martensite or bainite structure, and then Ac 1 to Ac at a heating rate of 20 ° C./sec or more. Heated to a temperature range of 3 ,
By quenching, the martensite structure becomes 6 by volume fraction.
0 to 90%, the balance is made of ferrite,
Then, wire drawing is performed at a total surface reduction rate of 50% or more, and then a relationship of 14000 ≧ T × (20 + log t) ≧ 11000 (T: heating temperature displayed in absolute temperature, t: heating time (hr)) A method for producing a high-strength PC steel rod, characterized by performing heat treatment so as to satisfy the requirement.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016080468A1 (en) * 2014-11-20 2016-05-26 株式会社ブリヂストン Carbon steel wire and method for manufacturing same
CN114525455A (en) * 2022-02-23 2022-05-24 张家港荣盛特钢有限公司 Wire rod, preparation method thereof and prestressed concrete steel bar prepared from wire rod

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016080468A1 (en) * 2014-11-20 2016-05-26 株式会社ブリヂストン Carbon steel wire and method for manufacturing same
CN107073537A (en) * 2014-11-20 2017-08-18 株式会社普利司通 Carbon steel wire and its manufacture method
CN107073537B (en) * 2014-11-20 2019-11-05 株式会社普利司通 Carbon steel wire and its manufacturing method
CN114525455A (en) * 2022-02-23 2022-05-24 张家港荣盛特钢有限公司 Wire rod, preparation method thereof and prestressed concrete steel bar prepared from wire rod
CN114525455B (en) * 2022-02-23 2022-08-02 张家港荣盛特钢有限公司 Wire rod, preparation method thereof and prestressed concrete steel bar prepared from wire rod

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