JPS6249334B2 - - Google Patents

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JPS6249334B2
JPS6249334B2 JP56098290A JP9829081A JPS6249334B2 JP S6249334 B2 JPS6249334 B2 JP S6249334B2 JP 56098290 A JP56098290 A JP 56098290A JP 9829081 A JP9829081 A JP 9829081A JP S6249334 B2 JPS6249334 B2 JP S6249334B2
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JP
Japan
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steel
strain
steel rod
delayed fracture
tempering
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JP56098290A
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English (en)
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JPS58338A (ja
Inventor
Kunio Suehiro
Eiji Yamashita
Hajime Nitsuta
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koshuha Netsuren KK
Original Assignee
Koshuha Netsuren KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Koshuha Netsuren KK filed Critical Koshuha Netsuren KK
Priority to JP9829081A priority Critical patent/JPS58338A/ja
Publication of JPS58338A publication Critical patent/JPS58338A/ja
Publication of JPS6249334B2 publication Critical patent/JPS6249334B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/06Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
    • C21D8/08Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires for concrete reinforcement

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は遅れ破壊特性および機械的性質のすぐ
れたプレストレストコンクリート用鋼棒又は鋼線
(以下「プレストレストコンクリート用鋼棒」と
いう)の製造装置に関するものである。プレスト
レストコンクリート(以下「PC」という)くい
又はボールの製造時におけるコンクリートの養生
は養生期間の短縮を目的として近年、180゜〜200
℃で10気圧程度の雰囲気で行なう高温高圧養生法
(以下「オートクレーブ養生」という)によるも
のがかなりの範囲を占めるようになつてきた。 しかし、オートクレーブ養生法には、コンクリ
ート中の鋼棒のリラクゼーシヨン量がかなり増大
するという欠点がある。このリラクゼーシヨン現
象は時間依存の塑性変形、すなわち、クリーブ変
形に起因するものであつて温度、初期応力および
時間により大きく影響される。 従来、オートクレーブ養生法のもとで生ずるリ
ラクゼーシヨン量を少なくするために行なわれて
いる方法は鋼棒の素材に合金元素を添加して固溶
強化、析出強化の効果をねらう方法とホツトスト
レツチのような温間域での引張り加工を加えるこ
とによつて、ひずみ時効強化をねらう方法とに大
別される。しかして、後者の従来方法によつてリ
ラクゼーシヨン量を大巾に減少させた場合、特に
熱処理されたPC鋼棒については「一様伸び」が
低下すると云う重大な欠点がある。 本発明はこのような従来方法の欠陥を改善する
ためになされたもので、高周波誘導加熱等の急熱
急冷の熱処理ラインにおける焼戻過程において、
焼戻温度に加熱された鋼棒に2%程度以下という
微少な曲げ歪を加えることによつて、「一様伸
び」の特性を損うことなく、かつリラクゼーシヨ
ン特性を大巾に改善できるごとき装置を提供しよ
うとするものであり、さらに本発明によつて、高
強度鋼材であるPC鋼棒にとつて重要な特性であ
る遅れ破壊特性を、従来方法によるものと比し、
格段に向上させることができる。 以下、本発明を第1〜第5図に従つて詳細に説
明する。 第1図には本発明の第1の実施例が示されてい
る。Wは鋼棒で、鋼棒Wは、たとえばピンチロー
ル等の送り手段1,4,11で矢印方向へ送られ
る。上記送り過程において鋼棒Wは、まず矯正用
縦段ロール2、ついで矯正用横段ロール3で直線
性を保持するように矯正された後、焼入用高周波
誘導加熱コイル5で、たとえば900゜〜1000℃の
焼入温度に加熱された後、水冷ジヤケツト6で急
冷焼入れされる。焼入れされた鋼棒Wは、ついで
焼戻し用高周波誘導加熱コイル7で鋼種によつて
定まる通常の焼戻し温度に加熱される。焼戻し温
度に加熱された鋼棒Wは直ちに歪付加装置8つい
で9に送られて微少な曲げ歪が加えられる。歪付
加装置8において81〜84は、上下方向および
送り方向へ変位しないように、かつ相隣るもの
が、それぞれ所定間隙を保持するように送り通路
の上方に沿つて取付けられた固定ロールであり、
85〜87は送り通路の下方に沿つて取付けられ
た上下方向の変位が可能な可動ロールで、可動ロ
ール85は固定ロール81と82との下方の中間
位置に、86は82と83の、87は83と84
の、それぞれ下方の中間位置にある。鋼棒Wは固
定ロール群81〜84と上方変位させた可動ロー
ル群85〜87との間を通過する過程で微少な曲
げ歪が与えられる。この点について、第1図bに
よつて、さらに詳細に説明する。 固定ロール81と82との間の下方の中心位置
にある可動ロール85を第1図bにおいて点線で
示すようにHmm上方変位させると、固定ロール8
1と82との間の鋼材に高さHmm(可動ロール8
5の上方変位量)に相当する曲げ歪が与えられ
る。この場合における固定ロール81と82との
間の鋼棒Wが作る円弧を第1図cに示すように円
周の一部とする円の半径をR,lを固定ロール8
1と82との間の間隔ABの1/2とすると、 R2=l2+(R−H) l2−2RH+H2=0 からAB=95mmとすればl=47.5mmとなり、 R=l+H/2Hから H(mm) R(mm) 1 1128.6 2 565.1 3 377.5 4 284.0 となる。 歪量εは第1図dに示すように曲げを与えた場
合、鋼棒の外側A′B′と中心ABの長さは A′B′=2l′(R+D)θ AB=2l(R+D/2)θ 但し、Dは鋼棒の直径 θは中心角(ラジアン) で与えられられる。これより曲げを与えたときの
鋼棒の伸びは 2l′−2l=D/2 これより歪量εは となり、たとえば7.4mm径の鋼棒については、次
のような関係が成立する。
【表】 このような曲げ歪が固定ロール82と83およ
び可動ロール86との間、ついで固定ロール83
と84および可動ロール87との間で連続的に与
えられる。歪付加装置9は、歪付加装置8と同一
構成からなる固定ロール群と可動ロール群とから
なるものを歪付加装置8に対して90゜変位させた
ものを送り通路に沿つて配置したことからなつて
いる。従つて鋼棒は歪付加装置8で上下方向の曲
げ歪が加えられた後、歪付加装置9で左右方向に
曲げ歪が加えられ、しかる後、水冷ジヤケツト1
0で急冷されて所定位置に送られる。 以上の処理はすべて、図示するように連続的一
工程で行なわれる。 第2図aおよびbには本発明の第2の実施例が
示されている。 第2の実施例を第1の実施例と比較した場合、
歪付加装置8,9に代えて1個の歪付加装置12
を用いている点が異なるが、他は同様でである。 第2図bには歪付加装置12の詳細が示されて
いる。 12′は中空回転体で、回転体12′の軸方向に
沿つて複数の駒123〜127が固定されてい
る。駒123〜127は軸直角方向の位置が互に
変位しており、かつ、鋼棒の通路となる貫通孔が
設けられている。121は回転体12′の入口側
方向に、又122は回転体12′の出口側方向
に、それぞれ設けられたガイドである。 焼戻し用高周波誘導加熱コイル7で焼戻し温度
に加熱された鋼棒Wは歪付加装置12の入口12
8からガイド121を経て回転体12′内の駒1
23〜127ガイド122を介して歪付加装置1
2の出口から水冷ジヤケツト10に送られる。こ
の送り過程で回転体12′を、たとえば矢印a方
向へ所定速度で回転させると、各駒間の鋼棒に全
周に亘る微少な曲げ歪を連続的に与えることがで
き、又駒間の軸直角方向の変位を所定のごとく設
定することによつて所望の微少な曲げ歪を全周に
亘つて容易に付加できる利点がある。 第3図は本発明の第3の実施例を示すもので、
これを第1および第2の実施例と比較した場合、
第1および第2の実施例においては焼入れ用加熱
手段として高周波誘導加熱コイルを用いているの
に対し、直接通電機構13を用いるようにした点
が異るが、他は同一である。131,132およ
び133,134はそれぞれ電極を兼ねた一対の
送りロールで、それぞれ電源Eに接続されてお
り、鋼棒Wは一対の電極間を送られる過程で焼入
温度に加熱される。なお第3図においては歪付加
装置として第1図a,bに8,9として示したも
のが描かれているが、それに代えて第2図a,b
に12として示した歪付加装置を用いてもよい
し、さらに又、公知の傾斜ロール式の歪付加装置
を用いてもよい。 本発明者は本発明の効果を確認するため種々の
実験を行なつた。その一部を示すと次のとおりで
ある。 実験例 1 1 供試体 第1表にその化学組成を示した8mmφの鋼棒
を7.4mmφに異形引抜したものを用いた。
【表】 2 実験方法 供試体のあるものには第1図に示すラインに
従つて本発明による処理を施し、他は従来ライ
ン、すなわち第1図における歪付加装置を設け
ないラインでの処理をした。両者の熱処理条件
は同一とした。 焼入温度940℃ 焼戻温度430℃ 3 本発明によるものと従来ラインによるものと
の機械的性質、遅れ破壊特性及び軸方向の表面
残留応力を測定した。 (1) 機械的性質 第2表に示すとおりであつた。
【表】 第2表において、破断伸びの標点距離は8
d、一様伸びの標点距離は10dとし、常温
リラクゼーシヨン値は初期荷重4160Kgfで10
時間の値を示し、高温リラクゼーシヨン値
は、初期荷重4060Kgfで、第4図aに示すよ
うな条件で行なつた。第4図bは実際のデー
タを示す。 (2) 遅れ破壊試験 第2表に機械的性質を示した本発明および
従来ラインによる供試体について遅れ破壊試
験を行なつた。結果は第3表に示すとおりで
あつた。
【表】 ここにロダンアンモン(50℃)法とは
NH4SCHの20%溶液を50℃に維持し、その中
に試験片を浸漬して120Kgf/mm2の定荷重を
かけ、試験片が破断するまでの時間によつて
当該試験片の遅れ破壊性能を判定する方法
で、第3表にはA〜Dそれぞれの10本の試験
片の平均値を示した。 上記から本発明による鋼棒は従来ラインに
よるものと比し、遅れ破壊特性がきわめて優
れていることが確認できた。 (3) 軸方向の表面残留応力; 軸方向の表面における圧縮残留応力の増加
は遅れ破壊特性の改善に寄与する因子と考え
られる処からX線応力測定装置を用いて各試
料A〜Dについて2本づつ測定した。結果は
第4表に示すとおりであつた。 測定位置は第5図において〜として示
した位置である。
【表】 第4表から本発明による鋼棒は焼戻し中に
歪が付加されるため、歪の付加方向に関係な
く全周に亘つて従来品と比し、ほぼ均一な圧
縮残留応力の増加が見られる。 実験例 2 1 供試体 素材そのものは元来成分上、遅れ破壊特性の
良好な第5表に示す化学組成の供試体を用い
た。
【表】 2 実験方法 実験例1は第1図に示すラインに従つて本発
明品を製造したが、本実験例においては第2図
a,bに示すラインに従つて本発明品を製造し
た点が異なるが、他は実験例1におけると同様
である。 本発明によるものと従来ラインによるものと
の機械的性質は第6表に示すとおりであつた。
【表】 なお、遅れ破壊試験についてはロダンアンモ
ン(50℃)法で各10本実施したが、いずれも72
時間以上破断せず良好な結果であつた。 実験例 3 1 供試体 第7表にその化学組成を示したJIS G 3109
PC鋼棒(9.2mm)異形棒D種1号を用いた。
【表】 2 実験方法 実験例1は第1図に示すラインに従つて本発
明品を製造したが、本実験例においては第3図
に示すライン、すなわち鋼棒を高周波誘導加熱
コイルではなく、直接通電機構によつて焼入温
度に加熱した点が異なるが、他は実験例1にお
けると同様である。 3 実験結果 (1) 機械的性質 第8表に示すとおりであつた。 (2) 遅れ破壊試験 ロダンアンモン(50℃)法による遅れ破壊
試験の結果は第9表に示すとおりであつた。
【表】
【表】 以上から明らかなように、本発明によれば
従来ラインによるものと比較して、遅れ破壊
特性がすぐれ、かつ機械的性質、特に高温リ
ラクゼーシヨン特性、一様伸び特性のすぐれ
た鋼棒の製造が可能である。 実験例 4 本発明は焼戻し中に鋼棒に微少な曲げ歪を加え
ることを特徴とするが、曲げ歪量がどの程度であ
るのが好ましいかを確認するため実験を行なつ
た。 1 供試体 実験例1に示したものと同一の供試体を用い
た。 2 実験方法 実験例1に示した実験方法と全く同一であ
る。たゞし焼戻し中に付加した曲げ歪量を大き
くとつた。 3 実験結果 第10表に示すとおりであつた。
【表】 以上から焼戻し中の鋼棒に与える歪量は2%を
超えると一様伸び特性が低下することから2%程
度以下が好ましいことが確められた。
【図面の簡単な説明】
第1図aは本発明の実施例を示す正面図、第1
図bは第1図aにおける歪付加装置の作用を説明
するための一部拡大正面図、第1図cは第1図a
における歪付加装置によつて与えられる歪量を説
明するための線図、第1図dは鋼棒の歪量の求め
方を説明するための線図、第2図aは本発明の第
2の実施例を示す正面図、第2図bは第2図aに
おける歪付加装置の詳細を示す縦断面図、第3図
は本発明の第3の実施例を示す正面図、第4図a
は本発明の実験例1におけるリラクゼーシヨンに
ついての実験条件を示す線図、第4図bは第4図
aの実験条件に従つた高温リラクゼーシヨン値を
示す線図、第5図は本発明の実験例における軸方
向の表面残留応力測定位置を示す断面図である。 5,13……焼入用急速加熱機構、6……焼入
用冷却機構、7……焼戻し用高周波誘導加熱コイ
ル、8,12……歪付加装置、10……急速冷却
機構、81〜84……固定ロール群、85〜87
……可動ロール群。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 鋼棒又は鋼線の送り通路の送り方向に、順
    次、焼入用急速加熱機構、焼入用冷却機構ついで
    焼戻し用誘導加熱装置および急速冷却機構を配置
    し、上記焼戻し用誘導加熱装置と上記急速冷却機
    構との間に、焼戻温度に加熱された鋼棒又は鋼線
    に微少曲げ歪を付加する歪付加機構を設けたこと
    からなる、遅れ破壊特性および機械的性質のすぐ
    れたプレストレストコンクリート用鋼棒又は鋼線
    の製造装置。 2 歪付加機構として、送り通路に沿つて所定間
    隔をへだてて配置された固定ロール群と、相隣る
    固定ロール間と対向する、固定ロール間方向又は
    その逆方向へ移動可能な可動ロール群とで構成さ
    れたものを用いる特許請求の範囲第1項記載の遅
    れ破壊特性および機械的性質のすぐれたプレスト
    レストコンクリート用鋼棒又は鋼線の製造装置。 3 歪付加機構として、軸方向に沿つて複数の駒
    を設けた中空回転体からなり、上記複数の駒には
    鋼棒又は鋼線の通路となる貫通孔が形成され、か
    つ上記駒は軸直角方向の位置がたがいに変位して
    おり、中空回転体の回転により鋼棒又は鋼線の全
    周に亘つて所望の微少曲げ歪を付加するよう上記
    変位量を設定するようにしたものを用いる特許請
    求の範囲第1項記載の遅れ破壊特性および機械的
    性質のすぐれたプレストレストコンクリート用鋼
    棒又は鋼線の製造装置。
JP9829081A 1981-06-26 1981-06-26 遅れ破壊特性および機械的性質のすぐれたプレストレストコンクリ−ト用鋼棒又は鋼線の製造装置 Granted JPS58338A (ja)

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CN1042148C (zh) * 1993-08-10 1999-02-17 住友电气工业株式会社 平直度及锻压特性优良的pc钢丝或钢筋

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