JPS6237694B2

JPS6237694B2 -

Info

Publication number: JPS6237694B2
Application number: JP22164582A
Authority: JP
Inventors: Keiji Murata; Yukio Yamaoka
Original assignee: Shinko Wire Co Ltd
Current assignee: Kobelco Wire Co Ltd
Priority date: 1982-12-16
Filing date: 1982-12-16
Publication date: 1987-08-13
Also published as: JPS59110734A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明はPC鋼棒の製造方法の改良に関する
ものである。従来、PC鋼棒の製造方法として、基本的には
以下の３種類の方法が知られている。 (A) 高周波または炉内で加熱したのち、焼入れ、
焼戻しを行つて所定性能を得る方法。 (B) 圧延後の冷却で細かいパーライトとし、その
後ストレツチング、ブルーイングを行う方法。 (C) 圧延後の冷却でベイナイトとして所定の性能
を得る方法。これらの方法には、それぞれつぎのような欠点
がある。 (A)の方法では、焼戻しを行うので強度上のばら
つきは少なく、かつ焼戻し温度を変えるだけで
種々の強度レベルのものが製造できるが、圧延さ
れたものを再度加熱したのち焼入れ、再び加熱し
て焼戻しを行うのでエネルギー的にはロスが多
く、工程も長くなる。また、油焼入れを行うので
作業上も環境が悪くなるという欠点がある。 (B)の方法では、圧延後の風冷で所定強度を得る
ので冷却によりばらつくことがある。また、強度
は高くても降伏応力は低いので後工程としてスト
レツチング、ブルーイングを行わなければなら
ず、工程が長くなる。また強度を変えるには成分
的な変更を必要とし、一成分で種々の強度レベル
のものを作ることができない。しかも、サイズの
選択性も劣り、同一強度のもので種々のサイズの
ものを作るためには鋼棒の太さごとに成分を変え
る必要があるという欠点がある。 (C)の方法では高強度が得られ、降伏応力も高い
ために後処理が不要であるが、圧延後の冷却によ
りベイナイトとするため、冷却が少し変動すると
強度も大きくばらつき、品質の安定性に劣る。ま
た、鋼棒のサイズの選択性に乏しく、同じ強度の
ものを作るにはサイズごとに成分も変えなければ
ならないという不便さがある。一般に、Ｃ含有量が高い鋼を水焼入れすると、
冷却することによる熱収縮によつて表面に圧縮応
力、中心に引張り応力が発生する。また、Ms点
以下に冷却することによるマルテンサイト変態に
よつて格子は膨張するので、表面に引張り、中心
に圧縮応力が残留する。従つて、Ｃ含有量の高い
鋼は一般に靭性が不足するから、これらの合成応
力が複雑に相加されて表面に焼割れが発生し、使
用不能に至る。油焼入れすると焼割れが軽減され
るのは、上記の冷却による応力発生が減少するか
らであり、マルクエンチのようにMs点直上の塩
浴で冷却して、処理物の内部まで均一な温度とな
つたのち、Ms点以下（例えば200℃）の焼入れ液
で焼入れすると、冷却による応力はなくなるの
で、焼割れの防止は完全になる。この発明はこのような原理に基づき、上記従来
法の欠点を解消するためになされたものであり、
工程が簡単で、強度のばらつきも少なく、しかも
サイズの選択性の優れたPC鋼棒の製造方法を提
供するものである。すなわち、この発明はＣ：0.4〜0.7％、Si：
0.15〜0.40％、Mn：0.3〜1.0％、Cr：0.4〜1.0
％、Ｂ：0.002〜0.010％と製鋼上の不可避的不純
物からなる鋼を熱間圧延後、直ちに６℃／秒以上
で風冷して完全マルテンサイトとした後、焼戻し
を行うようにしたものである。 Siは通常の製鋼上必要な脱酸効果を示すだけあ
ればよく、0.15〜0.40％とした。 Mnは製鋼上は脱硫作用として0.3％で充分であ
るが、焼入れ性を向上させるためには多い方が良
い。しかし、多くなると、残留オーステナイトが
出現するので上限は１％とした。Ｐ，Ｓは製鋼上不可避的な量だけ存在する。 Crは、焼入れ性を良くするためには多い方が
良いが、多くなるとベイナイトのCCT曲線のノ
ーズが短時間側に移り、マルテンサイト化を妨げ
るので0.4〜1.0％とした。Ｂはパーライトのノー
ズのみを長時間側にずらせ、ベイナイトノーズは
変化しないのでマルテンサイト化に有効である
が、多量に添加することは困難であり、歩留りも
悪くなるので0.002〜0.010％以下とした。第１図は、成分とCCT曲線および冷却曲線と
の関係を示したもので、曲線１は上記の成分の下
限値、すなわちFe―0.40％Ｃ―0.15％Si―0.3％
Mn―0.4％Cr―0.002％Ｂにおけるパーライト発
生開始、１ａは終了、１ｂはベイナイト開始のそ
れぞれCCT曲線、曲線２は上限値、すなわちFe
―0.7％Ｃ―0.4％Si―１％Mn―１％Cr―0.010％
Ｂにおけるパーライト発生開始、２ａは終了、２
ｂはベイナイト発生開始のそれぞれCCT曲線で
ある。曲線３は100％マルテンサイトを得るための臨
界冷却曲線で、冷却速度は６℃／秒に相当し、こ
れ以上の冷却であればマルテンサイトは100％と
なる。曲線４は圧延後の冷却床に取付けたフアン
を全開としたときの冷却速度で、20℃／秒に相当
する。これ以上の速い速度は設備的にも経済性が
悪く、マルテンサイトを得るためにも余り大きな
冷却速度は必要ではなく、20℃／秒あれば充分で
ある。第２図マルテンサイトを焼戻したときの降伏応
力、引張強さ、絞り、および伸びの変化を示し、
曲線５は降伏応力、曲線６は引張強さ、曲線７は
伸び、曲線８は絞りをそれぞれ示している。これ
より焼戻し温度を400〜700℃の範囲で適宜選択す
ることにより、160〜80Kg／mm²の範囲で種々の強
度の鋼棒を得ることができる。実施例 Fe―0.60％Ｃ―0.25％Si―0.85％Mn―0.020％
Ｐ―0.010％Ｓ―0.85％Cr―0.005％Ｂの材料を直
径32mm、26mm、15mmに圧延後、11ｍ長さに切断
し、直ちに冷却床に送り、風冷を行つた。このと
きの平均冷却速度は32mmのもので８℃／秒であ
り、すべてのサイズでマルテンサイトとなり、ま
た焼割れ等の欠陥は全く認められなかつた。この
鋼棒をそれぞれ460℃、530℃、600℃に焼戻し、
種々の鋼棒を製作した。表―１に、製作したPC鋼棒の特性と規格値
（JIS）を示す。No.１，２，３はＣ種２号、No.．
４，５，６はＢ種１号、No.．７，８，９はＡ種１
号の規格を満足しており、この方法によれば、１
成分のみで圧延後焼戻しを行うだけで種々のサイ
ズ、種々の強度レベルのものを極めて簡単に製作
することが可能となる。また、ストレツチング等
の後工程も不要であり、かつ焼戻しを行つている
ために強度のばらつきも小さいという特徴があ
る。

【表】以上説明したように、この発明は従来法と異な
りマルテンサイトを積極的に出現させ、簡単な工
程で、強度のばらつきが小さく靭性の大きなPC
鋼棒を製造するようにしたものであり、種々の強
度レベルのものを製造することができるとともに
一成分で各サイズ、各強度レベルのものを得るこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は成分とCCT曲線、冷却曲線との関係
図、第２図は焼戻し温度と降伏応力、引張強さ、
伸びおよび絞りとの関係図である。３，４…臨界冷却曲線、５…降伏応力、６…引
張強さ、７…伸び、８…絞り。

Claims

【特許請求の範囲】

１Ｃ：0.4〜0.7％、Si：0.15〜0.40％、Mn：0.3
〜1.0％、Cr：0.4〜1.0％、Ｂ：0.002〜0.010％と
製鋼上の不可避的不純物からなる鋼を熱間圧延
後、直ちに６℃／秒以上、20℃／秒以下で風冷し
て完全マルテンサイトとした後、焼戻しを行うこ
とを特徴とするPC鋼棒の製造方法。