JPH0995734A - 耐震性に優れる鉄筋用鋼材の製造方法 - Google Patents
耐震性に優れる鉄筋用鋼材の製造方法Info
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- JPH0995734A JPH0995734A JP25739795A JP25739795A JPH0995734A JP H0995734 A JPH0995734 A JP H0995734A JP 25739795 A JP25739795 A JP 25739795A JP 25739795 A JP25739795 A JP 25739795A JP H0995734 A JPH0995734 A JP H0995734A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】降伏強度が３４５ＭＰａ以上、降伏比が０．８
以下、降伏伸びが１．４％以上、且つ、シャルピー衝撃
値が２７Ｊ／ｃｍ2 以上である耐震性に優れたコンクリ
ート鉄筋用鋼材の製造方法を提供する。 【解決手段】特定の組成を有する鋼材を、９５０〜１２
５０℃の温度域に加熱して粗圧延を行い、次いで中間圧
延及び／又は仕上げ圧延のパス間で水冷して鋼材の表面
を６００〜７００℃の温度域に急冷することを１回〜５
回繰り返しながら圧延し、更に、圧延仕上げ温度を７５
０〜９５０℃の範囲に制御して圧延を終了し、その後
０．１〜３．０℃／ｓの冷却速度で冷却する。
以下、降伏伸びが１．４％以上、且つ、シャルピー衝撃
値が２７Ｊ／ｃｍ2 以上である耐震性に優れたコンクリ
ート鉄筋用鋼材の製造方法を提供する。 【解決手段】特定の組成を有する鋼材を、９５０〜１２
５０℃の温度域に加熱して粗圧延を行い、次いで中間圧
延及び／又は仕上げ圧延のパス間で水冷して鋼材の表面
を６００〜７００℃の温度域に急冷することを１回〜５
回繰り返しながら圧延し、更に、圧延仕上げ温度を７５
０〜９５０℃の範囲に制御して圧延を終了し、その後
０．１〜３．０℃／ｓの冷却速度で冷却する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐震性に優れる鉄
筋用鋼材の製造方法に関し、より詳しくは降伏強度が３
４５ＭＰａ以上、降伏比が０．８以下、降伏伸びが１．
４％以上、且つ、シャルピー衝撃値が２７Ｊ／ｃｍ2 以
上である耐震性に優れたコンクリート鉄筋用鋼材の製造
方法に関する。
筋用鋼材の製造方法に関し、より詳しくは降伏強度が３
４５ＭＰａ以上、降伏比が０．８以下、降伏伸びが１．
４％以上、且つ、シャルピー衝撃値が２７Ｊ／ｃｍ2 以
上である耐震性に優れたコンクリート鉄筋用鋼材の製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来コンクリート用鉄筋には、JIS G 31
12に「鉄筋コンクリ−ト用棒鋼」としてその化学成分と
機械的性質が規格化された鋼材が用いられてきた。現
在、この規格鋼材は通常の一般ビル建築構造用鉄筋とし
て使用されている。
12に「鉄筋コンクリ−ト用棒鋼」としてその化学成分と
機械的性質が規格化された鋼材が用いられてきた。現
在、この規格鋼材は通常の一般ビル建築構造用鉄筋とし
て使用されている。
【０００３】しかしながら、先の兵庫県南部地震を始め
とした巨大地震の発生を契機に、耐震基準の見直しが行
われており、その結果、従来の鉄筋用鋼材よりも高強度
で高靭性を有する鉄筋用鋼材に対する要求が大きくなっ
ている。
とした巨大地震の発生を契機に、耐震基準の見直しが行
われており、その結果、従来の鉄筋用鋼材よりも高強度
で高靭性を有する鉄筋用鋼材に対する要求が大きくなっ
ている。
【０００４】高強度鉄筋用鋼材に関しては、例えば特公
平７−２６１５２号公報に「降伏伸びの大きい高強度鉄
筋用鋼の製造方法」が提案されている。この公報に記載
の方法で製造すれば、確かに鉄筋用鋼に高い降伏強度と
大きな降伏伸びを付与することが可能ではある。しか
し、鉄筋用鋼の靭性について配慮された製造方法にはな
っていない。そのため、前記の公報に提案された方法で
製造された高強度鉄筋用鋼は、建物に衝撃的に大きな応
力がかかる巨大地震が発生した際の備えとしては必ずし
も充分なものとは言えない。
平７−２６１５２号公報に「降伏伸びの大きい高強度鉄
筋用鋼の製造方法」が提案されている。この公報に記載
の方法で製造すれば、確かに鉄筋用鋼に高い降伏強度と
大きな降伏伸びを付与することが可能ではある。しか
し、鉄筋用鋼の靭性について配慮された製造方法にはな
っていない。そのため、前記の公報に提案された方法で
製造された高強度鉄筋用鋼は、建物に衝撃的に大きな応
力がかかる巨大地震が発生した際の備えとしては必ずし
も充分なものとは言えない。
【０００５】特公昭６３−６４４９４号公報には「降伏
棚比の大きい高強度鉄筋用鋼の製造法」が提案されてい
る。この公報に記載の技術では高強度鉄筋用鋼の靭性に
対して配慮はなされているものの、所謂「降伏棚比」を
規定して靭性を確保しようとするものである。そのた
め、建物に衝撃的に複雑で大きな応力がかかる巨大地震
に対しては、前記公報に提案された方法で製造された高
強度鉄筋用鋼も必ずしも充分な備えになるとは言い難
い。
棚比の大きい高強度鉄筋用鋼の製造法」が提案されてい
る。この公報に記載の技術では高強度鉄筋用鋼の靭性に
対して配慮はなされているものの、所謂「降伏棚比」を
規定して靭性を確保しようとするものである。そのた
め、建物に衝撃的に複雑で大きな応力がかかる巨大地震
に対しては、前記公報に提案された方法で製造された高
強度鉄筋用鋼も必ずしも充分な備えになるとは言い難
い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記現状に鑑
みなされたもので、その目的は降伏強度が３４５ＭＰａ
以上、降伏比が０．８以下、降伏伸びが１．４％以上で
あって、且つ、２ｍｍＶノッチシャルピー衝撃値が２７
Ｊ／ｃｍ2 以上である耐震性に優れる鉄筋用鋼材を、高
い生産性の下に製造する方法を提供することにある。特
に、上記特性を満足させることで耐震性能を大幅にアッ
プし、先の兵庫県南部地震のような巨大地震が発生して
も充分耐え得るような、耐震性に優れたコンクリート用
鉄筋の製造方法を提供することを最大の目的とするもの
である。
みなされたもので、その目的は降伏強度が３４５ＭＰａ
以上、降伏比が０．８以下、降伏伸びが１．４％以上で
あって、且つ、２ｍｍＶノッチシャルピー衝撃値が２７
Ｊ／ｃｍ2 以上である耐震性に優れる鉄筋用鋼材を、高
い生産性の下に製造する方法を提供することにある。特
に、上記特性を満足させることで耐震性能を大幅にアッ
プし、先の兵庫県南部地震のような巨大地震が発生して
も充分耐え得るような、耐震性に優れたコンクリート用
鉄筋の製造方法を提供することを最大の目的とするもの
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決するために先ず現行のJIS G 3112規格鋼材の常温
における衝撃試験及び引張試験を行い、耐震性能上の問
題点を検討した。その結果、ＪＩＳ規格鋼材は耐震鉄筋
用鋼材に必要な機械的特性、なかでも靭性、引張伸び及
び降伏比が低く、耐震鉄筋用として使用するにはあまり
好ましくないことが明らかとなった。従って、構造物の
安全性を高めるためには靭性に優れ、且つ、引張伸びと
降伏比の高い高強度鉄筋を使用することが重要であると
の結論に達した。
を解決するために先ず現行のJIS G 3112規格鋼材の常温
における衝撃試験及び引張試験を行い、耐震性能上の問
題点を検討した。その結果、ＪＩＳ規格鋼材は耐震鉄筋
用鋼材に必要な機械的特性、なかでも靭性、引張伸び及
び降伏比が低く、耐震鉄筋用として使用するにはあまり
好ましくないことが明らかとなった。従って、構造物の
安全性を高めるためには靭性に優れ、且つ、引張伸びと
降伏比の高い高強度鉄筋を使用することが重要であると
の結論に達した。
【０００８】そこで本発明者は次に、耐震性能と機械的
特性の関係、更には靭性、引張伸び及び降伏比を高める
ことのできる組織に関して検討を重ねた結果、下記〜
の知見を得た。
特性の関係、更には靭性、引張伸び及び降伏比を高める
ことのできる組織に関して検討を重ねた結果、下記〜
の知見を得た。
【０００９】衝撃的に複雑で大きな応力がかかる場
合、鋼材の靭性としては所謂「降伏棚比」を確保するよ
りも衝撃値そのものを大きくすることが重要である。
合、鋼材の靭性としては所謂「降伏棚比」を確保するよ
りも衝撃値そのものを大きくすることが重要である。
【００１０】鋼材の表面近傍を微細なフェライト・パ
−ライト組織とすれば衝撃値、引張伸び及び降伏比を高
めることができる。
−ライト組織とすれば衝撃値、引張伸び及び降伏比を高
めることができる。
【００１１】上記の組織とするには中間圧延及び／又
は仕上げ圧延のパス間で水冷して鋼材の表面を６００〜
７００℃の温度域に急冷すればよい。
は仕上げ圧延のパス間で水冷して鋼材の表面を６００〜
７００℃の温度域に急冷すればよい。
【００１２】上記の処理に続いて圧延仕上げ温度を
７５０〜９５０℃の範囲に制御し、その後０．１〜３．
０℃／ｓの冷却速度で冷却すれば効果が大きい。
７５０〜９５０℃の範囲に制御し、その後０．１〜３．
０℃／ｓの冷却速度で冷却すれば効果が大きい。
【００１３】兵庫県南部地震クラスの巨大地震に対し
て高層ビルや橋梁などが耐え得るためには、少なくとも
コンクリート鉄筋用鋼材には、（イ）降伏強度３４５Ｍ
Ｐａ以上、降伏比０．８以下、降伏伸び１．４％以上の
引張特性と、（ロ）２ｍｍＶノッチシャルピー衝撃値２
７Ｊ／ｃｍ2 以上の衝撃特性、の双方が必要である。
て高層ビルや橋梁などが耐え得るためには、少なくとも
コンクリート鉄筋用鋼材には、（イ）降伏強度３４５Ｍ
Ｐａ以上、降伏比０．８以下、降伏伸び１．４％以上の
引張特性と、（ロ）２ｍｍＶノッチシャルピー衝撃値２
７Ｊ／ｃｍ2 以上の衝撃特性、の双方が必要である。
【００１４】上記との処理を行えば、サイズが呼
び名Ｄ３２以上の太径であっても、降伏強度が３４５Ｍ
Ｐａ以上、降伏比が０．８以下、降伏伸びが１．４％以
上、２ｍｍＶノッチシャルピー衝撃値が２７Ｊ／ｃｍ2
以上を有する微細なフェライト・パ−ライト組織からな
る鉄筋用鋼材が得られる。
び名Ｄ３２以上の太径であっても、降伏強度が３４５Ｍ
Ｐａ以上、降伏比が０．８以下、降伏伸びが１．４％以
上、２ｍｍＶノッチシャルピー衝撃値が２７Ｊ／ｃｍ2
以上を有する微細なフェライト・パ−ライト組織からな
る鉄筋用鋼材が得られる。
【００１５】上記知見に基づく本発明は、下記（１）と
（２）に示す耐震性に優れる鉄筋用鋼材の製造方法を要
旨とする。
（２）に示す耐震性に優れる鉄筋用鋼材の製造方法を要
旨とする。
【００１６】（１）圧延工程が粗圧延、中間圧延及び仕
上げ圧延の各工程からなる耐震性に優れる鉄筋用鋼材の
製造方法であって、重量％で、Ｃ：０．１０〜０．４０
％、Ｓｉ：０．０５〜０．６０％、Ｍｎ：０．６０〜
２．００％、Ａｌ：０．００５〜０．０８０％、Ｎ：
０．００１〜０．００７％、Ｂ：０〜０．００８０％、
Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｃｕ：
０．３％以下、Ｎｉ：０．３％以下、Ｍｏ：０．１％以
下、Ｔｉ：０．０１％以下、残部Ｆｅ及び不可避不純物
の組成を有する鋼材を、９５０〜１２５０℃の温度域に
加熱して粗圧延を行い、次いで中間圧延及び／又は仕上
げ圧延のパス間で水冷して鋼材の表面を６００〜７００
℃の温度域に急冷することを１回〜５回繰り返しながら
圧延し、更に、圧延仕上げ温度を７５０〜９５０℃の範
囲に制御して圧延を終了し、その後０．１〜３．０℃／
ｓの冷却速度で冷却することを特徴とする耐震性に優れ
る鉄筋用鋼材の製造方法。
上げ圧延の各工程からなる耐震性に優れる鉄筋用鋼材の
製造方法であって、重量％で、Ｃ：０．１０〜０．４０
％、Ｓｉ：０．０５〜０．６０％、Ｍｎ：０．６０〜
２．００％、Ａｌ：０．００５〜０．０８０％、Ｎ：
０．００１〜０．００７％、Ｂ：０〜０．００８０％、
Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｃｕ：
０．３％以下、Ｎｉ：０．３％以下、Ｍｏ：０．１％以
下、Ｔｉ：０．０１％以下、残部Ｆｅ及び不可避不純物
の組成を有する鋼材を、９５０〜１２５０℃の温度域に
加熱して粗圧延を行い、次いで中間圧延及び／又は仕上
げ圧延のパス間で水冷して鋼材の表面を６００〜７００
℃の温度域に急冷することを１回〜５回繰り返しながら
圧延し、更に、圧延仕上げ温度を７５０〜９５０℃の範
囲に制御して圧延を終了し、その後０．１〜３．０℃／
ｓの冷却速度で冷却することを特徴とする耐震性に優れ
る鉄筋用鋼材の製造方法。
【００１７】（２）圧延工程が粗圧延、中間圧延及び仕
上げ圧延の各工程からなる耐震性に優れる鉄筋用鋼材の
製造方法であって、上記（１）に記載の成分、並びに重
量％で、Ｖ：０．０１〜０．２０％及びＮｂ：０．０１
〜０．１０％の１種以上、残部Ｆｅ及び不可避不純物の
組成を有する鋼材を、９５０〜１２５０℃の温度域に加
熱して粗圧延を行い、次いで中間圧延及び／又は仕上げ
圧延のパス間で水冷して鋼材の表面を６００〜７００℃
の温度域に急冷することを１回〜５回繰り返しながら圧
延し、更に、圧延仕上げ温度を７５０〜９５０℃の範囲
に制御して圧延を終了し、その後０．１〜３．０℃／ｓ
の冷却速度で冷却することを特徴とする耐震性に優れる
鉄筋用鋼材の製造方法。
上げ圧延の各工程からなる耐震性に優れる鉄筋用鋼材の
製造方法であって、上記（１）に記載の成分、並びに重
量％で、Ｖ：０．０１〜０．２０％及びＮｂ：０．０１
〜０．１０％の１種以上、残部Ｆｅ及び不可避不純物の
組成を有する鋼材を、９５０〜１２５０℃の温度域に加
熱して粗圧延を行い、次いで中間圧延及び／又は仕上げ
圧延のパス間で水冷して鋼材の表面を６００〜７００℃
の温度域に急冷することを１回〜５回繰り返しながら圧
延し、更に、圧延仕上げ温度を７５０〜９５０℃の範囲
に制御して圧延を終了し、その後０．１〜３．０℃／ｓ
の冷却速度で冷却することを特徴とする耐震性に優れる
鉄筋用鋼材の製造方法。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各要件について詳
しく説明する。なお、成分含有量の「％」は「重量％」
を意味する。
しく説明する。なお、成分含有量の「％」は「重量％」
を意味する。
【００１９】（Ａ）鋼材の化学組成 Ｃ：Ｃは強度を高めるのに有効な元素である。しかし、
その含有量が０．１０％未満では添加効果に乏しく所望
の強度が得られない。一方、０．４０％を超えると、本
発明の製造方法によっても製品鋼材の靭性が目標値に達
しない。従って、Ｃの含有量を０．１０〜０．４０％と
した。
その含有量が０．１０％未満では添加効果に乏しく所望
の強度が得られない。一方、０．４０％を超えると、本
発明の製造方法によっても製品鋼材の靭性が目標値に達
しない。従って、Ｃの含有量を０．１０〜０．４０％と
した。
【００２０】Ｓｉ：Ｓｉは焼入れ性と強度を向上させる
のに有効な元素である。しかし、その含有量が０．０５
％未満では所望の強度が確保できず、０．６０％を超え
ると靭性の劣化を招くことになるので、その含有量を
０．０５〜０．６０％とした。
のに有効な元素である。しかし、その含有量が０．０５
％未満では所望の強度が確保できず、０．６０％を超え
ると靭性の劣化を招くことになるので、その含有量を
０．０５〜０．６０％とした。
【００２１】Ｍｎ：Ｍｎは鋼の焼入れ性向上及び熱間延
性向上に有効な元素である。しかし、その含有量が０．
６０％未満では充分な焼入れ性が得られず、２．００％
を超えて含有させると偏析を起こし、却って熱間延性が
低下するようになる。従って、Ｍｎの含有量を０．６０
〜２．００％とした。
性向上に有効な元素である。しかし、その含有量が０．
６０％未満では充分な焼入れ性が得られず、２．００％
を超えて含有させると偏析を起こし、却って熱間延性が
低下するようになる。従って、Ｍｎの含有量を０．６０
〜２．００％とした。
【００２２】Ａｌ：Ａｌは鋼の脱酸の安定化及び均質化
を図る作用がある。更に、Ｎと結合して微細なＡｌＮを
形成し結晶粒を微細にして靭性と強度を向上させる効果
も有する。
を図る作用がある。更に、Ｎと結合して微細なＡｌＮを
形成し結晶粒を微細にして靭性と強度を向上させる効果
も有する。
【００２３】しかし、その含有量が０．００５％未満で
は所望の効果が得られず、０．０８０％を超えると前記
効果が飽和するばかりか、却って熱間圧延中に鋼材表面
に割れを生ずることとなるので、Ａｌの含有量を０．０
０５〜０．０８０％とした。
は所望の効果が得られず、０．０８０％を超えると前記
効果が飽和するばかりか、却って熱間圧延中に鋼材表面
に割れを生ずることとなるので、Ａｌの含有量を０．０
０５〜０．０８０％とした。
【００２４】Ｎ ：ＮはＡｌと結合して微細なＡｌＮを
形成し、結晶粒を微細にして靭性と強度を向上させる作
用を有する。しかし、その含有量が０．００７％未満で
は結晶粒を微細化するのに有効な量のＡｌＮが生成しな
くなり、一方、０．００７％を超えると、靭性の劣化を
招く。従って、Ｎの含有量を０．００１〜０．００７％
とした。
形成し、結晶粒を微細にして靭性と強度を向上させる作
用を有する。しかし、その含有量が０．００７％未満で
は結晶粒を微細化するのに有効な量のＡｌＮが生成しな
くなり、一方、０．００７％を超えると、靭性の劣化を
招く。従って、Ｎの含有量を０．００１〜０．００７％
とした。
【００２５】Ｂ：Ｂは添加しなくても良い。添加すれば
焼入れ性を高める作用がある。この効果を確実に得るに
はＢは０．０００３％以上の含有量とすることが望まし
い。しかし、その含有量が０．００８０％を超えると前
記効果が飽和することに加えて、結晶粒の粗大化をきた
して靭性の劣化を招く場合がある。従って、Ｂの含有量
を０〜０．００８０％とした。
焼入れ性を高める作用がある。この効果を確実に得るに
はＢは０．０００３％以上の含有量とすることが望まし
い。しかし、その含有量が０．００８０％を超えると前
記効果が飽和することに加えて、結晶粒の粗大化をきた
して靭性の劣化を招く場合がある。従って、Ｂの含有量
を０〜０．００８０％とした。
【００２６】Ｐ、Ｓ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｏ及びＴｉ：本発
明で用いる鋼が上記の成分元素に加えて、Ｐ、Ｓ、Ｃ
ｕ、Ｎｉ、Ｍｏ及びＴｉを通常の不純物のレベルで含ん
でいても、本発明によって得られる耐震性に優れる鉄筋
用鋼材の特性に対しては何ら影響がない。従って、不純
物元素としてＰ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％
以下、Ｃｕ：０．３％以下、Ｎｉ：０．３％以下、Ｍ
ｏ：０．１％以下及びＴｉ：０．０１％以下とした。な
お、鉄筋用鋼材の靭性を高めておけば、衝撃的に複雑で
大きな応力が加わった場合でもコンクリート構造物の安
全性は大きなものとなるので、２ｍｍＶノッチシャルピ
ー衝撃値のより大きな値を確保するために、特に不純物
元素としてのＰは０．０１５％以下に、又、Ｓも０．０
１５％以下に規制することが好ましい。
明で用いる鋼が上記の成分元素に加えて、Ｐ、Ｓ、Ｃ
ｕ、Ｎｉ、Ｍｏ及びＴｉを通常の不純物のレベルで含ん
でいても、本発明によって得られる耐震性に優れる鉄筋
用鋼材の特性に対しては何ら影響がない。従って、不純
物元素としてＰ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％
以下、Ｃｕ：０．３％以下、Ｎｉ：０．３％以下、Ｍ
ｏ：０．１％以下及びＴｉ：０．０１％以下とした。な
お、鉄筋用鋼材の靭性を高めておけば、衝撃的に複雑で
大きな応力が加わった場合でもコンクリート構造物の安
全性は大きなものとなるので、２ｍｍＶノッチシャルピ
ー衝撃値のより大きな値を確保するために、特に不純物
元素としてのＰは０．０１５％以下に、又、Ｓも０．０
１５％以下に規制することが好ましい。
【００２７】本発明に係る鋼にはその組成として、上記
の成分に加えて、更に、Ｖ及びＮｂのうちの１種以上を
含んでいても良い。これらの合金元素の作用効果と望ま
しい含有量は下記のとおりである。
の成分に加えて、更に、Ｖ及びＮｂのうちの１種以上を
含んでいても良い。これらの合金元素の作用効果と望ま
しい含有量は下記のとおりである。
【００２８】Ｖ、Ｎｂ：Ｖ及びＮｂは鋼の焼入れ性を向
上させるとともに、鋼中で炭化物を形成して結晶粒を微
細化して靭性と強度を向上させる効果を有する。従っ
て、Ｖ及びＮｂは必要に応じて一方又は両方を添加して
も良い。しかし、Ｖの場合には０．０１％未満の含有量
では所望の効果が得られず、０．２０％を超えて含有す
ると前記効果が飽和するばかりか、却って脆化現象を引
き起こし常温衝撃値の大きな低下を招く。一方、Ｎｂの
場合にも、０．０１％未満の含有量では所望の効果が得
られず、０．１０％を超えて含有すると前記効果が飽和
するばかりか、却って脆化現象を引き起こし靭性の低下
を招く。従って、これらの合金元素を１種以上添加する
場合には、Ｖ：０．０１〜０．２０％、Ｎｂ：０．０１
〜０．１０％の含有量とするのが良い。
上させるとともに、鋼中で炭化物を形成して結晶粒を微
細化して靭性と強度を向上させる効果を有する。従っ
て、Ｖ及びＮｂは必要に応じて一方又は両方を添加して
も良い。しかし、Ｖの場合には０．０１％未満の含有量
では所望の効果が得られず、０．２０％を超えて含有す
ると前記効果が飽和するばかりか、却って脆化現象を引
き起こし常温衝撃値の大きな低下を招く。一方、Ｎｂの
場合にも、０．０１％未満の含有量では所望の効果が得
られず、０．１０％を超えて含有すると前記効果が飽和
するばかりか、却って脆化現象を引き起こし靭性の低下
を招く。従って、これらの合金元素を１種以上添加する
場合には、Ｖ：０．０１〜０．２０％、Ｎｂ：０．０１
〜０．１０％の含有量とするのが良い。
【００２９】（Ｂ）熱間圧延 （Ｂ−１）加熱 熱間での連続圧延に際しての加熱温度は、オーステナイ
ト結晶粒の粗大化を防ぐため低温であることが望ましい
が、９５０℃未満では圧延時に割れを生ずる恐れがあ
り、又低温ほど圧延抵抗が高くなって圧延機に過度の負
荷がかかる。一方、加熱温度が１２５０℃を超えると圧
延素材の表面酸化が著しくなって圧延時に表面割れを生
ずる。従って、加熱温度を９５０〜１２５０℃とした。
ト結晶粒の粗大化を防ぐため低温であることが望ましい
が、９５０℃未満では圧延時に割れを生ずる恐れがあ
り、又低温ほど圧延抵抗が高くなって圧延機に過度の負
荷がかかる。一方、加熱温度が１２５０℃を超えると圧
延素材の表面酸化が著しくなって圧延時に表面割れを生
ずる。従って、加熱温度を９５０〜１２５０℃とした。
【００３０】（Ｂ−２）中間圧延及び／又は仕上げ圧延
のパス間水冷 熱間連続圧延工程は、粗圧延、中間圧延及び仕上げ圧延
の３工程からなるが、このうち中間圧延及び／又は仕上
げ圧延のパス間において水冷を行い、鋼材の表面を６０
０〜７００℃の温度域に急冷することを１〜５回繰り返
しながら圧延することが重要である。すなわち、中間圧
延及び／又は仕上げ圧延のパス間で水冷して鋼材の表面
をＡr1点を下回る７００℃以下に急冷してオ−ステナイ
トからフェライトとパ−ライトに変態させる処理と、鋼
材内部の保有熱により復熱させてフェライト・パ−ライ
トからオ−ステナイトへ逆変態させる処理を繰り返すこ
とにより、最終的な鋼材の組織を微細なフェライト・パ
ーライト組織にすることが必要である。前記の処理によ
って鋼材の表面を微細なフェライト・パーライト組織に
することで始めて鋼材の靭性と強度を著しく改善するこ
とが可能となる。
のパス間水冷 熱間連続圧延工程は、粗圧延、中間圧延及び仕上げ圧延
の３工程からなるが、このうち中間圧延及び／又は仕上
げ圧延のパス間において水冷を行い、鋼材の表面を６０
０〜７００℃の温度域に急冷することを１〜５回繰り返
しながら圧延することが重要である。すなわち、中間圧
延及び／又は仕上げ圧延のパス間で水冷して鋼材の表面
をＡr1点を下回る７００℃以下に急冷してオ−ステナイ
トからフェライトとパ−ライトに変態させる処理と、鋼
材内部の保有熱により復熱させてフェライト・パ−ライ
トからオ−ステナイトへ逆変態させる処理を繰り返すこ
とにより、最終的な鋼材の組織を微細なフェライト・パ
ーライト組織にすることが必要である。前記の処理によ
って鋼材の表面を微細なフェライト・パーライト組織に
することで始めて鋼材の靭性と強度を著しく改善するこ
とが可能となる。
【００３１】パス間水冷した場合の鋼材表面温度が７０
０℃を上回る場合はオ−ステナイトからフェライトとパ
−ライトへの変態が充分起こらないので所望の組織が得
られず、６００℃を下回る場合は鋼材内部の保有熱によ
る復熱による再加熱が充分でないためフェライト・パ−
ライトからオ−ステナイトへの逆変態が不十分となって
やはり所望の組織が得られない。従って、前記のパス間
水冷を行う場合に鋼材の表面を急冷する温度は６００〜
７００℃の温度域としなければならない。
０℃を上回る場合はオ−ステナイトからフェライトとパ
−ライトへの変態が充分起こらないので所望の組織が得
られず、６００℃を下回る場合は鋼材内部の保有熱によ
る復熱による再加熱が充分でないためフェライト・パ−
ライトからオ−ステナイトへの逆変態が不十分となって
やはり所望の組織が得られない。従って、前記のパス間
水冷を行う場合に鋼材の表面を急冷する温度は６００〜
７００℃の温度域としなければならない。
【００３２】前記したパス間水冷を１回以上行うことに
より、鋼材表面を微細なフェライト・パ−ライト組織に
することが可能であるが、６回以上繰り返してもフェラ
イト・パーライト組織を微細化する効果が飽和する。従
って、パス間水冷は１〜５回繰り返すこととした。
より、鋼材表面を微細なフェライト・パ−ライト組織に
することが可能であるが、６回以上繰り返してもフェラ
イト・パーライト組織を微細化する効果が飽和する。従
って、パス間水冷は１〜５回繰り返すこととした。
【００３３】ところで、パス間水冷する「鋼材表面」は
単に鋼材の表面に留まらず、鋼材表面から半径比で０．
３の深さの部位までであっても良い。パス間水冷によっ
て６００〜７００℃の温度域に急冷される部位が前記深
さまでの場合には所謂「表面部」の組織が微細となっ
て、降伏強度３４５ＭＰａ以上、降伏比０．８以下、降
伏伸び１．４％以上、２ｍｍＶノッチシャルピー衝撃値
が２７Ｊ／ｃｍ2 以上という耐震鉄筋用鋼材に必要な特
性を付与することができるためである。これに対して前
記深さが鋼材表面から半径比で０．３の深さを超える
と、内部保有熱量が小さくなって復熱による再加熱が充
分起こらなくなって所望の組織が得られなくなるととも
に、急冷後の圧延時に変形抵抗が大きくなって圧延機に
過度の負荷がかかってしまう。
単に鋼材の表面に留まらず、鋼材表面から半径比で０．
３の深さの部位までであっても良い。パス間水冷によっ
て６００〜７００℃の温度域に急冷される部位が前記深
さまでの場合には所謂「表面部」の組織が微細となっ
て、降伏強度３４５ＭＰａ以上、降伏比０．８以下、降
伏伸び１．４％以上、２ｍｍＶノッチシャルピー衝撃値
が２７Ｊ／ｃｍ2 以上という耐震鉄筋用鋼材に必要な特
性を付与することができるためである。これに対して前
記深さが鋼材表面から半径比で０．３の深さを超える
と、内部保有熱量が小さくなって復熱による再加熱が充
分起こらなくなって所望の組織が得られなくなるととも
に、急冷後の圧延時に変形抵抗が大きくなって圧延機に
過度の負荷がかかってしまう。
【００３４】（Ｂ−３）圧延仕上げ温度 結晶粒微細化のためには圧延仕上げ温度を低くするほど
効果があるが、７５０℃を下回ると圧延機に対する負荷
が過大となることに加えて鋼材に表面割れが生じるよう
になり、一方、９５０℃を超えると結晶粒が粗大化して
所望の微細な組織が得られなくなるので、圧延仕上げ温
度を７５０〜９５０℃とした。なお、この圧延仕上げ温
度は、被圧延鋼材自身の復熱及び圧延時の加工発熱によ
って確保できる。
効果があるが、７５０℃を下回ると圧延機に対する負荷
が過大となることに加えて鋼材に表面割れが生じるよう
になり、一方、９５０℃を超えると結晶粒が粗大化して
所望の微細な組織が得られなくなるので、圧延仕上げ温
度を７５０〜９５０℃とした。なお、この圧延仕上げ温
度は、被圧延鋼材自身の復熱及び圧延時の加工発熱によ
って確保できる。
【００３５】（Ｃ）圧延後の冷却 圧延終了後は鋼材を０．１〜３．０℃／ｓの冷却速度で
４００℃未満の温度まで冷却する必要がある。３．０℃
／ｓを超える冷却速度で冷却した場合には、極表層部は
焼きが入った所謂「低温変態組織」となり内部はフェラ
イト・パ−ライト組織となって、組織が不均一となるた
め靭性並びに引張り特性の劣化を招く。
４００℃未満の温度まで冷却する必要がある。３．０℃
／ｓを超える冷却速度で冷却した場合には、極表層部は
焼きが入った所謂「低温変態組織」となり内部はフェラ
イト・パ−ライト組織となって、組織が不均一となるた
め靭性並びに引張り特性の劣化を招く。
【００３６】一方、０．１℃／ｓ未満の冷却速度では中
心部の組織が粗大なフェライト・パ−ライト組織となる
ため所望の機械的特性（靭性並びに引張特性）が得られ
ない。
心部の組織が粗大なフェライト・パ−ライト組織となる
ため所望の機械的特性（靭性並びに引張特性）が得られ
ない。
【００３７】従って、圧延後の冷却速度は０．１〜３．
０℃／ｓとした。なお、ここでいう冷却速度とは鋼材表
面における冷却速度のことである。
０℃／ｓとした。なお、ここでいう冷却速度とは鋼材表
面における冷却速度のことである。
【００３８】上記の（Ａ）に示した成分組成を有する鋼
材に、上記の（Ｂ）及び（Ｃ）に示した条件によって制
御圧延・冷却を行うことにより、特に、圧延鋼材の表面
部の組織を微細化して靭性を高めるとともに高強度化す
ることが可能となり、降伏強度が３４５ＭＰａ以上、降
伏比が０．８以下、降伏伸びが１．４％以上、２ｍｍＶ
ノッチシャルピー衝撃値が２７Ｊ／ｃｍ2 以上という特
性を有する耐震性に優れる高強度・高靭性鉄筋を製造す
ることができる。
材に、上記の（Ｂ）及び（Ｃ）に示した条件によって制
御圧延・冷却を行うことにより、特に、圧延鋼材の表面
部の組織を微細化して靭性を高めるとともに高強度化す
ることが可能となり、降伏強度が３４５ＭＰａ以上、降
伏比が０．８以下、降伏伸びが１．４％以上、２ｍｍＶ
ノッチシャルピー衝撃値が２７Ｊ／ｃｍ2 以上という特
性を有する耐震性に優れる高強度・高靭性鉄筋を製造す
ることができる。
【００３９】
【実施例】次に、本発明の実施例について述べる。
【００４０】表１に示す化学組成の鋼を通常の方法によ
り７０ｔ転炉溶製した。表１において、鋼Ａ〜Ｃは成分
のいずれかが本発明で規定する含有量の範囲から外れた
比較鋼であり、鋼Ｄ〜Ｈは本発明の対象鋼（以下、本発
明鋼という）である。
り７０ｔ転炉溶製した。表１において、鋼Ａ〜Ｃは成分
のいずれかが本発明で規定する含有量の範囲から外れた
比較鋼であり、鋼Ｄ〜Ｈは本発明の対象鋼（以下、本発
明鋼という）である。
【００４１】次いで、これらの鋼を連続鋳造法により鋼
片となし、更に、通常の方法で３ｔビレットに分塊圧延
した。
片となし、更に、通常の方法で３ｔビレットに分塊圧延
した。
【００４２】この後、前記の３ｔビレットに表２〜７に
示す条件で連続圧延と冷却を施し、直径が３２、３５、
３８、４１及び５１ｍｍの棒鋼を製造した。なお、圧延
後の冷却は表中に記載の冷却速度で常温まで行った。
示す条件で連続圧延と冷却を施し、直径が３２、３５、
３８、４１及び５１ｍｍの棒鋼を製造した。なお、圧延
後の冷却は表中に記載の冷却速度で常温まで行った。
【００４３】こうして得られた棒鋼から制御圧延・冷却
したままの直径で長さが３０ｍｍの組織観察用試験片を
切り出し、表面から半径比で０．３の深さの部位の組織
を光学顕微鏡によって観察した。
したままの直径で長さが３０ｍｍの組織観察用試験片を
切り出し、表面から半径比で０．３の深さの部位の組織
を光学顕微鏡によって観察した。
【００４４】又、棒鋼の表面部からＪＩＳ４号引張試験
片及びＪＩＳ４号衝撃試験片（２ｍｍＶノッチシャルピ
ー衝撃試験片）を採取し、常温（２０℃）での衝撃特性
及び引張特性を調査した。
片及びＪＩＳ４号衝撃試験片（２ｍｍＶノッチシャルピ
ー衝撃試験片）を採取し、常温（２０℃）での衝撃特性
及び引張特性を調査した。
【００４５】試験結果の一例を表８〜１３に示す。表８
〜１３によれば、本発明で規定する化学組成を有する鋼
を、本発明で規定する条件で「熱間圧延−冷却」すれば
所望の降伏強度、降伏比、降伏伸び及びシャルピー衝撃
値が得られることが明らかである。
〜１３によれば、本発明で規定する化学組成を有する鋼
を、本発明で規定する条件で「熱間圧延−冷却」すれば
所望の降伏強度、降伏比、降伏伸び及びシャルピー衝撃
値が得られることが明らかである。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
【００４８】
【表３】
【００４９】
【表４】
【００５０】
【表５】
【００５１】
【表６】
【００５２】
【表７】
【００５３】
【表８】
【００５４】
【表９】
【００５５】
【表１０】
【００５６】
【表１１】
【００５７】
【表１２】
【００５８】
【表１３】
【００５９】
【発明の効果】本発明の耐震性に優れる鉄筋用鋼材の製
造方法によれば、比較的容易に、且つ高い生産性の下
に、降伏強度が３４５ＭＰａ以上、降伏比が０．８以
下、降伏伸びが１．４％以上で、且つ、２ｍｍＶノッチ
シャルピー衝撃値が２７Ｊ／ｃｍ２以上を有する耐震性
に優れた鉄筋用鋼材を製造することが可能である。従っ
て、ビルなどの鉄筋コンクリート用として使用される場
合にも安全性の高い耐震性能に優れた構造用鉄筋を提供
することができる。
造方法によれば、比較的容易に、且つ高い生産性の下
に、降伏強度が３４５ＭＰａ以上、降伏比が０．８以
下、降伏伸びが１．４％以上で、且つ、２ｍｍＶノッチ
シャルピー衝撃値が２７Ｊ／ｃｍ２以上を有する耐震性
に優れた鉄筋用鋼材を製造することが可能である。従っ
て、ビルなどの鉄筋コンクリート用として使用される場
合にも安全性の高い耐震性能に優れた構造用鉄筋を提供
することができる。
Claims (2)
- 【請求項１】圧延工程が粗圧延、中間圧延及び仕上げ圧
延の各工程からなる耐震性に優れる鉄筋用鋼材の製造方
法であって、重量％で、Ｃ：０．１０〜０．４０％、Ｓ
ｉ：０．０５〜０．６０％、Ｍｎ：０．６０〜２．００
％、Ａｌ：０．００５〜０．０８０％、Ｎ：０．００１
〜０．００７％、Ｂ：０〜０．００８０％、Ｐ：０．０
３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｃｕ：０．３％以
下、Ｎｉ：０．３％以下、Ｍｏ：０．１％以下、Ｔｉ：
０．０１％以下、残部Ｆｅ及び不可避不純物の組成を有
する鋼材を、９５０〜１２５０℃の温度域に加熱して粗
圧延を行い、次いで中間圧延及び／又は仕上げ圧延のパ
ス間で水冷して鋼材の表面を６００〜７００℃の温度域
に急冷することを１回〜５回繰り返しながら圧延し、更
に、圧延仕上げ温度を７５０〜９５０℃の範囲に制御し
て圧延を終了し、その後０．１〜３．０℃／ｓの冷却速
度で冷却することを特徴とする耐震性に優れる鉄筋用鋼
材の製造方法。 - 【請求項２】圧延工程が粗圧延、中間圧延及び仕上げ圧
延の各工程からなる耐震性に優れる鉄筋用鋼材の製造方
法であって、請求項１に記載の成分、並びに重量％で、
Ｖ：０．０１〜０．２０％及びＮｂ：０．０１〜０．１
０％の１種以上、残部Ｆｅ及び不可避不純物の組成を有
する鋼材を、９５０〜１２５０℃の温度域に加熱して粗
圧延を行い、次いで中間圧延及び／又は仕上げ圧延のパ
ス間で水冷して鋼材の表面を６００〜７００℃の温度域
に急冷することを１回〜５回繰り返しながら圧延し、更
に、圧延仕上げ温度を７５０〜９５０℃の範囲に制御し
て圧延を終了し、その後０．１〜３．０℃／ｓの冷却速
度で冷却することを特徴とする耐震性に優れる鉄筋用鋼
材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7257397A JP3022279B2 (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 耐震性に優れる鉄筋用鋼材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7257397A JP3022279B2 (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 耐震性に優れる鉄筋用鋼材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0995734A true JPH0995734A (ja) | 1997-04-08 |
| JP3022279B2 JP3022279B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=17305825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7257397A Expired - Fee Related JP3022279B2 (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 耐震性に優れる鉄筋用鋼材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3022279B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108396245A (zh) * | 2017-02-08 | 2018-08-14 | 鞍钢股份有限公司 | 一种345MPa级LP钢板及其生产方法 |
| CN114032468A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-11 | 新疆八一钢铁股份有限公司 | 一种低成本q345e结构钢板的生产方法 |
| CN115283434A (zh) * | 2022-09-30 | 2022-11-04 | 中冶检测认证有限公司 | 一种生产hrb400e盘螺钢筋的新型降本增效工艺方法 |
| CN115537662A (zh) * | 2022-10-12 | 2022-12-30 | 重庆钢铁股份有限公司 | 一种空铁轨道梁用正火态Q345qD钢板及其制造方法 |
| CN115612931A (zh) * | 2022-10-12 | 2023-01-17 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种400MPa级-50℃低温抗震钢筋及其生产方法 |
-
1995
- 1995-10-04 JP JP7257397A patent/JP3022279B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114032468A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-11 | 新疆八一钢铁股份有限公司 | 一种低成本q345e结构钢板的生产方法 |
| CN115283434A (zh) * | 2022-09-30 | 2022-11-04 | 中冶检测认证有限公司 | 一种生产hrb400e盘螺钢筋的新型降本增效工艺方法 |
| CN115283434B (zh) * | 2022-09-30 | 2023-01-24 | 中冶检测认证有限公司 | 一种生产hrb400e盘螺钢筋的工艺方法 |
| CN115537662A (zh) * | 2022-10-12 | 2022-12-30 | 重庆钢铁股份有限公司 | 一种空铁轨道梁用正火态Q345qD钢板及其制造方法 |
| CN115612931A (zh) * | 2022-10-12 | 2023-01-17 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种400MPa级-50℃低温抗震钢筋及其生产方法 |
| CN115612931B (zh) * | 2022-10-12 | 2023-11-24 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种400MPa级-50℃低温抗震钢筋及其生产方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3022279B2 (ja) | 2000-03-15 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |