JPH0762173B2 - Method for manufacturing high strength non-magnetic prestressed concrete steel - Google Patents
Method for manufacturing high strength non-magnetic prestressed concrete steelInfo
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- JPH0762173B2 JPH0762173B2 JP2326383A JP32638390A JPH0762173B2 JP H0762173 B2 JPH0762173 B2 JP H0762173B2 JP 2326383 A JP2326383 A JP 2326383A JP 32638390 A JP32638390 A JP 32638390A JP H0762173 B2 JPH0762173 B2 JP H0762173B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、磁気浮上式鉄道ガイドウェイ、核融合炉や磁
気共鳴診断装置設置の病院等の建物等々の磁気の影響を
及ぼさないことが要求されるコンクリート構造物の補強
材として、高強度でしかも延性が優れた高強度非磁性プ
レストレストコンクリート用鋼材の製造方法に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention requires that a magnetic levitation type railway guideway, a nuclear fusion reactor, a building such as a hospital with a magnetic resonance diagnostic apparatus installed, or the like is not affected by magnetism. The present invention relates to a method for producing a high-strength non-magnetic prestressed concrete steel material having high strength and excellent ductility as a reinforcing material for a concrete structure.
(従来技術) 従来からプレストレストコンクリートに用いるPC鋼線、
PC鋼より線、PC硬鋼線、PC鋼棒は、各々JIS G3536、G35
38、G3109に見られるように鋼材は炭素鋼をベースとし
たものが大量に使用されている。しかし、本発明の利用
分野におけるものは、これらの鋼材の有している特性に
加えて磁場に置かれる為、その影響を及ぼさないように
鋼材も非磁性特性を具備する必要がある。この従来のPC
鋼材、即ち、炭素鋼は非磁性とは逆の強磁性体の部類に
入るものであり、全く目的に合致しない。(Prior art) PC steel wire used for prestressed concrete,
JIS G3536, G35 for PC stranded wire, PC hard steel wire, and PC steel rod, respectively.
As seen in 38 and G3109, a large amount of carbon steel is used as the base material. However, in the field of application of the present invention, in addition to the characteristics possessed by these steel materials, they are placed in a magnetic field, so that the steel materials must also have non-magnetic characteristics so as not to exert their influence. This traditional PC
Steel materials, that is, carbon steels, belong to the category of ferromagnetic materials, which is the opposite of non-magnetic properties, and do not meet the purpose at all.
一方、非磁性鋼として、鋼材の内部組織がオーステナイ
ト相のみで構成される。例えば、ステンレスで固溶体化
状態のSUS304、SUS316等と高Mn鋼がある。On the other hand, as a non-magnetic steel, the internal structure of the steel material is composed only of an austenite phase. For example, there are high-Mn steels such as SUS304 and SUS316 which are made of stainless steel in a solid solution state.
これらの鋼材において、先ずSUS304では強度向上の為に
冷間加工によりオーステナイト組織が誘起されてマルテ
ンサイト組織に変態し、磁性の程度を示す透磁率が大き
くなり、非磁性特性を失う欠点がある。Among these steel materials, first of all, SUS304 has a defect that an austenite structure is induced by cold working to transform into a martensite structure in order to improve strength, the magnetic permeability indicating the degree of magnetism becomes large, and the nonmagnetic property is lost.
更に、SUS316ではSUS304に比べ非磁性特性は安定してい
るが、PC鋼線、PC鋼より線の必要とする高強度特性を得
ることが困難であり、且つ経済的負担が大きくなる欠点
がある。Furthermore, SUS316 has more stable non-magnetic properties than SUS304, but it has the drawback that it is difficult to obtain the high strength properties required for PC steel wire and PC steel stranded wire, and the economic burden increases. .
また、従来から公知の高Mn鋼については、以下に記する
ように数種提案されているが、加工硬化が高いために高
強度が得られるものゝ、強度上昇にともなって伸びが急
激に減少するので、本発明が目的としているJIS G3536
の機械的性質に規定されている伸び率3.5%以上、引張
強さが175kgf/mm2以上の強度を満足するのに困難な状況
にある。Regarding conventionally known high Mn steels, several types have been proposed as described below, but high strength can be obtained due to high work hardening, and elongation sharply decreases with increasing strength. Therefore, JIS G3536, which is the object of the present invention,
It is difficult to satisfy the following requirements: elongation rate 3.5% or more and tensile strength 175 kgf / mm 2 or more, which are specified in the mechanical properties of.
特公・昭58−44725号 この発明は、C;≦1.5%、Si;0.1〜1.5%、Mn;5〜30%、
N;0.5%以下、残部Feと不可避的不純物を含有し、100/9
(C+N)+2Mn≧25%の鋼か、又はC;≦1.5%、Si;0.1
〜1.5%、Mn;5〜30%、N;0.5%以下、更にCu;5%以下、
Ni;5%以下、Cr;9%以下、1種以上を含有し、100/9
(C+N)+2(Mn+Cu+2Ni)≧25%の鋼に600℃以下
の温度域で90%以下の加工を加えるもので、上記の非磁
性の特徴も有しているものである。Japanese Patent Publication No. Sho 58-44725 This invention is C; ≤1.5%, Si; 0.1-1.5%, Mn; 5-30%,
N; 0.5% or less, containing the balance Fe and unavoidable impurities, 100/9
(C + N) + 2Mn ≧ 25% steel or C; ≦ 1.5%, Si; 0.1
~ 1.5%, Mn; 5-30%, N; 0.5% or less, further Cu; 5% or less,
Contains Ni; 5% or less, Cr; 9% or less, 1 or more, 100/9
The steel of (C + N) +2 (Mn + Cu + 2Ni) ≧ 25% is processed by 90% or less in the temperature range of 600 ° C. or less, and also has the above-mentioned non-magnetic characteristics.
特公・昭61−53408号 この発明は、C;0.2〜1.5%、Si;0.1〜2%、Mn;4〜25
%、残部Feと不可避的不純物を含有するか又はC;0.2〜
1.5%、Mn;4〜25%、Si;0.1〜2%、Cr;0.1〜10%、残
部Feの高Mn鋼を溶体化処理した後、冷間加工後、200〜7
00℃の領域で、この温度での破断荷重より小さい荷重の
引張力を付与し、冷却する方法を採用したのであって、
これによりJISに規定された引張強さ、伸び、リラクセ
ーション値を満足すると共に非磁性の特徴も具備してい
るものである。Japanese Patent Publication No. 61-53408 This invention is C; 0.2-1.5%, Si; 0.1-2%, Mn; 4-25
%, Balance Fe and unavoidable impurities or C; 0.2 to
After solution treatment of high Mn steel with 1.5%, Mn; 4 to 25%, Si; 0.1 to 2%, Cr; 0.1 to 10%, balance Fe, and after cold working, 200 to 7
In the area of 00 ° C, a tensile force of a load smaller than the breaking load at this temperature is applied, and a method of cooling is adopted.
As a result, it satisfies the tensile strength, elongation and relaxation values specified in JIS and has non-magnetic characteristics.
以上から、これら従来のPC鋼材では、強度、延性並びに
非磁性にいずれかに欠点や不安定さが認められ、磁気的
に厳しい使用のプレストレストコンクリート構造物には
不適当である。From the above, these conventional PC steel materials have defects and instabilities in any of strength, ductility and non-magnetic property, and are unsuitable for prestressed concrete structures that are magnetically severely used.
(発明が解決しようとする課題) 以上の如く、従来提案されている上記の発明は、何ずれ
もその基本成分はFe−Mn鋼であるが、コンクリート用緊
張材として適用する際には、以下の課題を残している。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the above-mentioned inventions that have been conventionally proposed have Fe-Mn steel as their basic component, but when applied as a concrete tension material, I have left the challenge.
引張強さが高くなると脆化し伸びが低下する。When the tensile strength becomes high, it becomes brittle and the elongation decreases.
表面に薄い脱炭層が存在し、それがため、伸線加工中
に該層で強磁性相が発生して非磁性が喪失する場合があ
る。即ち、この鋼材は非磁性特性を示す透磁率μは1.01
5以下であるが、熱間圧延材をその侭使用するため、表
面に薄い脱炭層を有し、そのため使用に際して一部に曲
げ加工が加えられると、脱炭層の部分がマルテンサイト
変態を起こして磁性相が出現し、透磁率は大きくなり容
易に磁石に吸引されるようになる。There is a thin decarburized layer on the surface which can lead to the loss of non-magnetism due to the generation of ferromagnetic phases in the layer during wire drawing. In other words, this steel shows non-magnetic properties and the permeability μ is 1.01.
Although it is 5 or less, since the hot-rolled material is used as a cover, it has a thin decarburized layer on the surface.Therefore, if a part of the decarburized layer is bent during use, martensitic transformation occurs in the decarburized layer. The magnetic phase appears, the magnetic permeability increases, and it is easily attracted to the magnet.
高Mn鋼はオーステナイト系合金であるため、ワイヤの
降伏比YR(降伏応力/引張強さ)が低くなり、その結果
リラクセーション値が大きくなる。Since the high Mn steel is an austenitic alloy, the yield ratio YR (yield stress / tensile strength) of the wire is low, and as a result, the relaxation value is high.
従って、本発明にかかわる高Mn鋼においては上述のよう
な課題を解消する為に、以下の手段を講じることを試
み、新たな知見を得た。即ち、 ′成分が(C+N)≧0.55%のものは、伸び3.5%を
示す時の引張強さは、175kgf/mm2以上となる新しい関係
を見出した。Therefore, in the high Mn steel according to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, the following means were tried and new findings were obtained. That is, a new relationship was found in which the tensile strength at an elongation of 3.5% was 175 kgf / mm 2 or more when the'component (C + N) ≧ 0.55%.
′材料がCr;11%以上のものは脱炭層が存在せず、伸
線加工後も透磁率≦1.015の非磁性を示した。′ Material with Cr: 11% or more did not have a decarburized layer and showed non-magnetism with a magnetic permeability of ≦ 1.015 even after wire drawing.
′Cr/7+(C+N)/3≧2.0%の関係を満足する成分
の鋼材を300℃乃至550℃の範囲で熱処理すると、Cr
7(C・N)3の複雑な形を持った炭化物が析出して降
伏比YRが上昇し、リラクセーション値が3%以下を示す
結果を得た。When heat treating a steel material having a composition satisfying the relation of'Cr / 7 + (C + N) /3≧2.0% in the range of 300 ° C to 550 ° C, Cr
Carbides having a complex shape of 7 (CN) 3 were precipitated, the yield ratio YR increased, and the relaxation value was 3% or less.
本発明は上述の観点に鑑み発明されたものであって、そ
の目的とするところは、プレストレストコンクリート用
非磁性鋼材、特に、非磁性PC鋼線及び非磁性PC鋼より線 透磁率 ……1.015%以下 引張強さ ……175kgf/mm2以上 伸び ……3.5 %以上 リラクセーション値(10hr) ……3.0 %以下 の安定した非磁性特性と高強度を有するものを提供する
ことにある。The present invention has been invented in view of the above-mentioned viewpoint, and an object thereof is to provide a non-magnetic steel material for prestressed concrete, particularly a non-magnetic PC steel wire and a non-magnetic PC steel wire, magnetic permeability: 1.015% Tensile strength: 175 kgf / mm 2 or more Elongation: 3.5% or more Relaxation value (10hr): 3.0% or less Stable non-magnetic properties and high strength.
(課題を解決する為の手段) 前述の目的を達成する為の手段として本発明は、C;0.3
〜0.7%、Si;0.2〜2.0%、Mn;13.0〜22.0%、Cr;11.0〜
20.0%、Ni;0.1〜0.5%、N;0.10〜0.30%、残部Feと不
可避的不純物を含有し、CとN及びC、nとCrとの間に
(C+N)≧0.55%、Cr/7+(C+N)/3≧2.0%なる
関係を有する鋼を冷間加工後、300〜550℃の温度範囲で
熱処理することを特徴とする高強度非磁性プレストレス
トコンクリート用鋼材の製造方法を採用したものであ
る。(Means for Solving the Problems) As a means for achieving the above-mentioned object, the present invention is C; 0.3
~ 0.7%, Si; 0.2 ~ 2.0%, Mn; 13.0 ~ 22.0%, Cr; 11.0 ~
20.0%, Ni; 0.1 to 0.5%, N; 0.10 to 0.30%, balance Fe and unavoidable impurities are contained, and (C + N) ≧ 0.55%, Cr / 7 + between C and N and C, n and Cr. (C + N) /3≧2.0% of steel having a relation of cold working, and then subjected to heat treatment in a temperature range of 300 to 550 ° C., which employs a method for producing a steel material for high strength non-magnetic prestressed concrete. is there.
(作 用) 本発明は前掲の通りの高強度非磁性プレストレストコン
クリート用鋼材の製造方法であるが、該方法によって得
られる前記鋼材の構成成分を上述の通りとした理由は以
下の通りである。(Operation) The present invention is a method for producing a steel material for high-strength nonmagnetic prestressed concrete as described above, and the reason why the constituent components of the steel material obtained by the method are as described above is as follows.
即ち、引張強さ;175kgf/mm2以上、伸び;3.5%以上、リ
ラクセーション値(10hr);3.0%以下、透磁率μ;1.015
%以下(非磁性の基準値)を満足させる為に構成したも
のである。That is, tensile strength: 175 kgf / mm 2 or more, elongation: 3.5% or more, relaxation value (10 hr); 3.0% or less, magnetic permeability μ; 1.015
% Or less (nonmagnetic reference value).
具体的理由としては、 Cについて Cはオーステナイトを安定、且つ強化させる重要な機能
を有する成分であり、0.3%以下では強化は小さく、オ
ーステナイトも不安定になり易く、安定化の為には0.3
%以上が必要である。Specifically, regarding C, C is a component that has an important function of stabilizing and strengthening austenite, and if it is 0.3% or less, strengthening is small and austenite tends to be unstable.
% Or more is required.
また、0.7%を超えると高温の熱間圧延中にも炭化物が
析出し、圧延割れを起こし脆化するので0.7%以下の含
有量とすることが望ましい。Further, if it exceeds 0.7%, carbides precipitate during hot rolling at high temperature, causing rolling cracks and embrittlement. Therefore, it is preferable to set the content to 0.7% or less.
Siについて 0.2%以上のSi脱酸剤として製鋼上必要であるが、含有
量が2%を超えると、Siはフェライト形成元素の為オー
ステナイトを不安定にするばかりでなく、オーステナイ
ト自体を脆化させるので、その含有量の上限を2%とし
たものである。It is necessary for steelmaking as a Si deoxidizer of 0.2% or more for Si, but if the content exceeds 2%, Si not only makes austenite unstable because it is a ferrite-forming element, but also embrittles austenite itself. Therefore, the upper limit of the content is set to 2%.
Mnについて Mnは前記Cと同様に強力なオーステナイト安定化元素で
あり、13%以上添加しなければ、常温でオーステナイト
とならず、非磁性も失われる。About Mn Mn is a strong austenite stabilizing element like C, and unless added in an amount of 13% or more, it does not become austenite at room temperature and loses non-magnetism.
ところが、含有量が22%以上となると、溶製時炉の耐火
物の溶損も激しく熱間加工性が低下し、実用性が失われ
るので、その上限を22%とした。However, if the content is 22% or more, the melting loss of the refractory in the furnace during melting is severe, the hot workability is deteriorated, and the practicality is lost, so the upper limit was made 22%.
Crについて Crは高Mn鋼の耐酸化性を向上させる為の重要な元素であ
り、プレストレストコンクリート用非磁性鋼材を製造す
る為には熱間圧延された侭の線材を900〜1200℃の或る
温度で所定時間加熱して組織(結晶粒)を安定な状態に
揃える必要がある等高温状態で大気中に晒される。About Cr Cr is an important element to improve the oxidation resistance of high Mn steel, and in order to produce non-magnetic steel material for prestressed concrete, hot-rolled samurai wire rods with a temperature of 900-1200 ℃ It is exposed to the atmosphere in a high temperature state such that it is necessary to heat it at a temperature for a predetermined time to align the structure (crystal grains) in a stable state.
因って、鋼は多かれ少かれ酸化され、表面より鋼中の炭
素が失われ、脱炭層が形成される。Therefore, the steel is more or less oxidized, carbon in the steel is lost from the surface, and a decarburized layer is formed.
この為、次工程で行われる伸線加工中に該脱炭層にマル
テンサイト相が生成され、このマルテンサイト相は強磁
性であるために鋼材自体の非磁性が喪失されることにな
る。Therefore, a martensite phase is generated in the decarburized layer during the wire drawing process performed in the next step, and the martensite phase is ferromagnetic, so that the non-magnetism of the steel material itself is lost.
従って、非磁性を維持する為には上記脱炭を抑止するこ
とが必要となる。Therefore, in order to maintain non-magnetism, it is necessary to suppress the above decarburization.
この点について追求する為に、 900〜1200℃の大気中で20Min加熱 水冷した線材に減面率60%の伸線加工の条件で行った
時の透磁率の変化とCrとの関係について実験したとこ
ろ、第1図のような結果を得た。即ち、同図に示す通
り、Crの含有量が11%以上では脱炭が抑止される為に、
非磁性の基準値μ≦1.015を満たすCr含有量は、11%以
上必要であることが判明した。In order to pursue this point, an experiment was conducted on the relationship between the change in magnetic permeability and Cr when the wire rod was heated to 20 Min and cooled in the air at 900 to 1200 ° C under the conditions of wire drawing with a surface reduction rate of 60%. However, the results shown in FIG. 1 were obtained. That is, as shown in the figure, when the Cr content is 11% or more, decarburization is suppressed,
It was found that the Cr content satisfying the nonmagnetic reference value μ ≦ 1.015 is required to be 11% or more.
しかしながら、Crの含有量が2%以上となると鋼材の熱
間変形抵抗が著しく増加し、熱間加工性が劣化するので
好ましくなく、従って、その上限は20%となる。However, if the Cr content is 2% or more, the hot deformation resistance of the steel material remarkably increases and the hot workability deteriorates, which is not preferable, and therefore the upper limit is 20%.
Niについて Niはオーステナイトの熱間加工を改善する為に必要なも
のであり、分塊圧延、線材圧延時の傷発生を抑え、歩留
りを向上させることになる。About Ni Ni is necessary to improve the hot working of austenite, and will suppress the occurrence of scratches during slabbing and wire rolling, and improve the yield.
その含有量は0.1%以上は必要であるが、余り多くして
も同効であり、コストアップとなるので、上限は0.5%
とするのが好ましい。因って、Niの含有量は0.1〜0.5%
の範囲とした。The content must be 0.1% or more, but if it is too large, the effect is the same and the cost will increase, so the upper limit is 0.5%.
Is preferred. Therefore, the Ni content is 0.1-0.5%
And the range.
Nについて NはCと同様にオーステナイト相を安定させるばかりで
なく、当該オーステナイト相を強化させるので、0.1%
以上は必要であるが、0.3%を超えると造塊時に気泡の
発生が多くなり、熱間加工性を阻害する。About N N does not only stabilize the austenite phase like C, but also strengthens the austenite phase.
The above is necessary, but if it exceeds 0.3%, bubbles are often generated during the ingot making, which hinders hot workability.
従って、Nの含有量の上限を0.3%としたものである。Therefore, the upper limit of the N content is 0.3%.
本発明の非磁性PC鋼材の構成成分の限定理由は上述の通
りであるが、これらの成分においてCとNの元素はオー
ステナイト相の安定や強化に強い影響力を有する。The reasons for limiting the constituent components of the non-magnetic PC steel material of the present invention are as described above, but in these components, the elements C and N have a strong influence on the stability and strengthening of the austenite phase.
これらの元素は伸線加工中の加工硬化係数との相関が極
めて強く、これらの元素の含有量が増加すると加工硬化
係数が上昇する。These elements have an extremely strong correlation with the work hardening coefficient during wire drawing, and the work hardening coefficient increases as the content of these elements increases.
従って、強度は余り延性劣化が生じない間に大きく上昇
する事となり、高強度・高延性の組合せが実現する。Therefore, the strength is greatly increased while the ductility is not deteriorated so much, and a combination of high strength and high ductility is realized.
第2図のグラフは3.5%の伸びを示す時の加工された鋼
材の引張強さとC+Nとの関係を追求した結果を示すも
のであって、伸び3.5%以上、引張強さ175kgf/mm2以上
の値を満足するためには、 (C+N)≧0.55% ……(1)式 の関係を満足する必要がある。The graph in Fig. 2 shows the result of pursuing the relationship between the tensile strength and the C + N of the processed steel when it shows an elongation of 3.5%. The elongation is 3.5% or more and the tensile strength is 175 kgf / mm 2 or more. In order to satisfy the value of, it is necessary to satisfy the relationship of (C + N) ≧ 0.55% (1).
この上記の式に示した関係を満足することは、本発明に
おいて重要な事項である。Satisfying the relationship shown in the above equation is an important matter in the present invention.
更に、高Mn非磁性鋼はオーステナイト系の組織のため、
伸線加工したまゝの状態では降伏比YR(降伏応力/引張
応力)が小さく、従って、JISに規定されているリラク
セーション値3%以下を満足し得なくなる。Furthermore, since the high Mn non-magnetic steel has an austenitic structure,
The yield ratio YR (yield stress / tensile stress) is small in the as-drawn state, and the relaxation value of 3% or less specified in JIS cannot be satisfied.
そこで本発明は、C,N,Crとリラクセーション値との関係
を吟味したところ、第3図の結果を知見した。Therefore, in the present invention, when the relationship between C, N, Cr and the relaxation value was examined, the results shown in FIG. 3 were found.
第3図のグラフは、加工された鋼材のリラクセーション
値が処理温度とCr/7+(C+N)/3と言う要因によって
どのように変化するかを実験したものである。即ち、 Cr/7+(C+N)/3≧2.0% ……(2)式 の鋼材を300〜550℃の温度で熱処理する必要があること
が判明した。The graph of FIG. 3 is an experiment of how the relaxation value of the processed steel material changes depending on the processing temperature and factors such as Cr / 7 + (C + N) / 3. That is, it was found that it is necessary to heat treat the steel material of Cr / 7 + (C + N) /3≧2.0% (2) formula at a temperature of 300 to 550 ° C.
上記(2)式がリラクセーション値と関係があるとの理
由は、第4図の金属組織を示す顕微鏡写真にある通り、
Cr7(C・N)3と言う炭化物が微細分散し、降伏比(Y
R)が上昇する為である。The reason that the equation (2) is related to the relaxation value is as follows in the micrograph showing the metal structure of FIG.
Carbide called Cr 7 (CN) 3 is finely dispersed and yield ratio (Y
This is because R) rises.
従来例の発明において、「リラクセーション性を重要
視する場合、加工後に200〜700℃で焼鈍を行うのが好ま
しい。In the invention of the conventional example, "when the relaxation property is important, it is preferable to perform annealing at 200 to 700 ° C after processing.
特に、前述した前群の成分(N;0.5%以下、Cr;9%以下
等)を含む場合、この焼鈍によって析出硬化が起こり
…」との記述があるが、本発明はC,N,Crと時効温度との
関係をリラクセーション値と関連付けて定量化し、さら
にCrも高Cr域でのものであり、上記の観点とは異なるも
のである。In particular, when the above-mentioned components of the front group (N; 0.5% or less, Cr; 9% or less, etc.) are included, precipitation hardening occurs due to this annealing .... " The relationship between the aging temperature and the aging temperature is quantified in association with the relaxation value, and Cr is also in the high Cr region, which is different from the above viewpoint.
(実施例) 以下、本発明の実施例を記述する。(Example) Hereinafter, the Example of this invention is described.
第1表に示す各成分の熱間圧延線材(6mm)を製造し、
該線材を1100℃に維持したトンネル炉で連続的に加熱す
る。Manufacture hot-rolled wire rod (6mm) of each component shown in Table 1,
The wire is continuously heated in a tunnel furnace maintained at 1100 ° C.
その後、水冷した後、酸洗、コーティング処理を施し
た。Then, after water cooling, pickling and coating treatment were performed.
次に、連続式伸線機により4.22mm径及び4.40mm径のワイ
ヤを製造する。そして、上記4.40mm径のワイヤを芯線と
し、4.22mm径のワイヤを側線とした外径12.4mmの7本撚
りのPC鋼より線を製作した。最後に、上記PC鋼より線を
温度;500℃、加熱時間;10分間の条件で加熱処理を施し
た。Next, a wire of 4.22 mm diameter and 4.40 mm diameter is manufactured by a continuous wire drawing machine. Then, a 7-strand PC steel wire having an outer diameter of 12.4 mm was manufactured by using the wire of 4.40 mm diameter as a core wire and the wire of 4.22 mm diameter as a side wire. Finally, the PC strand was heat-treated at a temperature of 500 ° C. for a heating time of 10 minutes.
このようにして製造されたPC鋼より線の機械的性質及び
磁性を調査したところ、第2表の結果を得た。When the mechanical properties and magnetism of the PC steel wire thus produced were investigated, the results shown in Table 2 were obtained.
第2表に示される結果から判る如く、 試料1は、Cが低い為に引張強さが低下し、JIS規格に
定められた175kgf/mm2を満足していないことが認められ
た。As can be seen from the results shown in Table 2 , it was confirmed that Sample 1 did not satisfy the 175 kgf / mm 2 prescribed in JIS standard because the tensile strength was lowered due to the low C content.
試料2は、C,Nの個々の値は本発明が設定している範囲
内にあるが、C+Nの総量が0.55より低い為、引張強さ
175kgf/mm2を満足していない。In the sample 2, the individual values of C and N are within the range set by the present invention, but the total amount of C + N is lower than 0.55, the tensile strength is
175kgf / mm 2 is not satisfied.
試料3は、Mnが低い為に透磁率が高く、非磁性の特性が
失われている。Sample 3 has a high magnetic permeability due to the low Mn and loses the non-magnetic property.
試料4は、Crが低く、Cr/7+(C+N)/3の値が2.0%
より低く、リラクセーション値、透磁率が高く、非磁性
とは言えない。Sample 4 has low Cr, and the value of Cr / 7 + (C + N) / 3 is 2.0%
It is lower, has a higher relaxation value and higher magnetic permeability, and cannot be said to be non-magnetic.
試料5、6は、C、N、Crが本発明の設定範囲内にある
が、Cr/7+(C+N)/3の値が2.0%より低い為に降伏
比が低くゝ、この結果、リラクセーション値が大きくな
って実用性がなくなる。Samples 5 and 6 have C, N, and Cr within the setting range of the present invention, but the yield ratio is low because the value of Cr / 7 + (C + N) / 3 is lower than 2.0%. As a result, the relaxation value is Becomes large and becomes impractical.
試料7、8は、本発明方法により得られる鋼材であっ
て、強度が高く、伸びも3.5以上であり、リラクセーシ
ョン値も低くゝ、非磁性の特徴も充分発揮されており
(μが小さい)、強い磁場中で用いられるPC鋼より線と
して現在使用されているJIS G3536の高炭素鋼線材を用
いて製造されたPC鋼より線に代替しても遜色のない優れ
た特性を具備していることが判る。Samples 7 and 8 are steel materials obtained by the method of the present invention, which have a high strength, an elongation of 3.5 or more, a low relaxation value, and sufficiently exhibit the non-magnetic characteristics (small μ), It has excellent properties that are comparable to PC steel strands manufactured using JIS G 3536 high carbon steel wire rods currently used as PC steel strands used in strong magnetic fields. I understand.
第2表の物性は、PC鋼より線の場合の値であるが、第1
表に示す試料7、試料8の成分を具備する7mm径の線材
を、温度;1100℃、焼鈍時間;5分間の条件で焼鈍処理を
施した後、水冷、酸洗、コーティング処理する。その
後、5mmまで伸線し、直線加工の後、500℃、10分間の加
熱処理を施すと高強度非磁性PC鋼線が製造できた。The physical properties shown in Table 2 are the values for PC steel strands,
A wire rod having a diameter of 7 mm including the components of sample 7 and sample 8 shown in the table is annealed at a temperature of 1100 ° C. for an annealing time of 5 minutes, and then water-cooled, pickled and coated. After that, wire drawing was performed to 5 mm, and after linear processing, heat treatment was performed at 500 ° C for 10 minutes, whereby a high strength non-magnetic PC steel wire could be manufactured.
この結果は、第3表の通りであった。The results are shown in Table 3.
(発明の効果) 本発明は、前掲の通り、C;0.3〜0.7%、Si;0.2〜2.0
%、Mn;13.0〜22.0%、Cr;11.0〜20.0%、Ni;0.1〜0.5
%、N;0.10〜0.30%、残部Feと不可避的不純物を含有
し、CとN及びC、NとCrとの間に(C+N)≧0.55
%、Cr/7+(C+N)/3≧2.0%なる関係を有する鋼を
冷間加工後、300〜550℃の温度範囲で熱処理することに
より、延性が高く、しかも高強度が得られるようにした
ので、強磁場中において、現存するJIS G3536の規格に
定められた高炭素鋼線材を用いて製造されたPC鋼より線
に代替しても遜色のない、高強度非磁性プレストレスト
コンクリート用補強材としての非磁性鋼材の実用化を可
能としたものである。 (Effect of the invention) The present invention, as described above, C; 0.3-0.7%, Si; 0.2-2.0
%, Mn; 13.0 to 22.0%, Cr; 11.0 to 20.0%, Ni; 0.1 to 0.5
%, N; 0.10 to 0.30%, balance Fe and unavoidable impurities are contained, and (C + N) ≧ 0.55 between C and N and C and N and Cr.
%, Cr / 7 + (C + N) /3≧2.0%, by cold working, heat treating in the temperature range of 300 to 550 ° C. to obtain high ductility and high strength. Therefore, in a strong magnetic field, as a reinforcement for high-strength non-magnetic prestressed concrete, it can be replaced with PC steel stranded wire manufactured using the high-carbon steel wire stipulated in the existing JIS G3536 standard. It is possible to put the non-magnetic steel material of the above into practical use.
尚、本発明方法はPC鋼棒の製造の場合にも充分利用可能
であり、効果も前述と同様である。The method of the present invention can be sufficiently used in the production of PC steel rods, and the effects are the same as described above.
第1図は透磁率の変化とCrとの関係を示すグラフ、第2
図は3.5%の伸びを示す時の加工された鋼材の引張強さ
とC+Nとの関係を示すグラフ、第3図は加工された鋼
材のリラクセーション値が処理温度とCr/7+(C+N)
/3の値との関係を示すグラフ、第4図はCr7(C・N)
3炭化物の析出状態を示す金属組織の顕微鏡写真であ
る。Fig. 1 is a graph showing the relationship between the change in magnetic permeability and Cr.
The figure shows the relationship between the tensile strength and the C + N of the processed steel when the elongation is 3.5%. Figure 3 shows the relaxation value of the processed steel and the treatment temperature and Cr / 7 + (C + N).
Graph showing the relationship with the value of / 3, Fig. 4 shows Cr 7 (CN)
It is a microscope picture of the metal structure which shows the precipitation state of 3 carbide.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 椎名 章人 兵庫県神戸市垂水区五色山7丁目3番地26 号 (56)参考文献 特開 昭64−254(JP,A) 特開 昭60−197853(JP,A) 特開 昭53−100122(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akito Shiina 7-3-3, Goshikiyama, Tarumi-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture (56) References JP-A 64-254 (JP, A) JP-A 60-197853 (JP, A) JP-A-53-100122 (JP, A)
Claims (1)
22.0%、Cr;11.0〜20.0%、Ni;0.1〜0.5%、N;0.10〜0.
30%、残部Feと不可避的不純物を含有し、CとN及び
C、NとCrとの間に(C+N)≧0.55%、Cr/7+(C+
N)/3≧2.0%なる関係を有する鋼を冷間加工後、300〜
550℃の温度範囲で熱処理することを特徴とする高強度
非磁性プレストレストコンクリート鋼材の製造方法。1. C: 0.3-0.7%, Si; 0.2-2.0%, Mn; 13.0-
22.0%, Cr; 11.0 to 20.0%, Ni; 0.1 to 0.5%, N; 0.10 to 0.
30%, containing the balance Fe and unavoidable impurities, and (C + N) ≧ 0.55% between C and N and C, N and Cr, Cr / 7 + (C +
N) /3≧2.0%, after cold working of steel having a relationship of 300 to
A method for producing a high-strength non-magnetic prestressed concrete steel material, characterized by heat-treating at a temperature range of 550 ° C.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2326383A JPH0762173B2 (en) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | Method for manufacturing high strength non-magnetic prestressed concrete steel |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2326383A JPH0762173B2 (en) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | Method for manufacturing high strength non-magnetic prestressed concrete steel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04193934A JPH04193934A (en) | 1992-07-14 |
JPH0762173B2 true JPH0762173B2 (en) | 1995-07-05 |
Family
ID=18187193
Family Applications (1)
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JP2326383A Expired - Lifetime JPH0762173B2 (en) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | Method for manufacturing high strength non-magnetic prestressed concrete steel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0762173B2 (en) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS579589Y2 (en) * | 1977-01-18 | 1982-02-24 | ||
JPS60197853A (en) * | 1984-03-20 | 1985-10-07 | Aichi Steel Works Ltd | High strength nonmagnetic stainless steel and its manufacture |
JPS64254A (en) * | 1987-03-11 | 1989-01-05 | Nippon Steel Corp | High-hardness nonmagnetic stainless steel |
-
1990
- 1990-11-27 JP JP2326383A patent/JPH0762173B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04193934A (en) | 1992-07-14 |
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