KR100216420B1 - 고강도 프리스트레스 콘크리트 강연선 및 그 제조방법 - Google Patents

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고지마 세이치
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Abstract

본 발명은 펄라이트 조직을 갖고 C 0.80 내지 1.30%, Si 0.60내지 2.50% 및 Mn 0.30 내지 1.50%를 함유하고 나머지가 Fe 및 불가피적 불순물인 선재의 고강도 PC강연선에 있어서, 선재의 시멘타이트부가 섬유상 시멘타이트와 입상시멘타이트의 혼합조직으로 이루어지고, 전체 시멘타이트에 대한 입상 시멘타이트의 체적율이 10내지 40%이고, 입상 시멘타이트의 입경이 40내지 300Å이고, 인강강도가 235 kgf/㎟ 이상, 신도가 3.5% 이상인 고강도 PC 강연선에 관한 것이다

Description

고강도 프리스트레스 콘크리트 강연선 및 그 제조방법
제1도는 고강도 강선 및 강연선의 직경과 신도 3 5% 이상을 가질때의 인장강도의 관계를 나타내는 그래프이고
제2도는 시효온도, 주어진 시효온도에서의 소성변형허용율 및 연선의 소성변형을 허용하는 소성변형 최소유지시간에 대한 연선의 특성을 나타내는 그래프 이고,
제3도는 인장강도 및 신도에 대한 가열후의 전체 시멘타이트에 대한 입상 시멘타이트의 체적율과 입상 시멘타이트의 입경의 영향을 나타내는 그래프이고,
제4도는 소성신도에 의배 유발되는 변형(소정 변형율)과 소성변형유지시간의 관계를 나타내는 그래프이고 ,
제5도는 본발명에 따른 방법을 실시하기 위한 예시적인 장치를 나타내는 설명도이다 .
[발명의 배경 및 종래의 기술]
본발명은 고강도 프리스트레스 콘크리트 강연선(이하 PC 강연선이라 함) 및 그 제조방법에 관한 젓이다.
근년 콘크리트가 고강도화되어 감에 따라 콘크리트 구조물이 대형화, 긴 스팬(span)화 및/또는 경량화되어 왔다. 이를 반영하여 콘크리트를 보강하는 PC강연선에 대해서도 고강도화의 요구가 강해지고 있다.
고강도 및 우수한 연성을 갖는 강선 및 그러한 강선의 제조방법에 대해서는 많은 연구 및 개발이 행해져 왔고 또 행해지고 있다. 예를들면 일본 특공평 5-26851호 공보에는 신선(伸線)가공후 바로 물로 냉각하는 것에 의한 고강도 및 고연성을 갖는 강선의 제조 방법이 개시되어 있다. 또한 일본 특개평 3-271329호 공보에는 초석(初析) 시멘타이트를 포함하지 않는 미세펄라이트 조직을 갖는 고강선의 제조방법이 개시되어 있다. 또한 일본 특개평 2-197524호 공보에는 미세 고장력 강선의 제조방법이 개시되어 있다. 상기 공보에 개시된 강선의 직경과 인장강도의 관계를 제1도에 나타낸다.
제1도의 가로축은 소선 및 연선의 직경을 표시하고 제1도의 세로축은 신도 3.5% 이상을 나타낼때의 이들 선의 인장강도를 표시한다.
신도란 용어는 물질의 연성정도를 나타내는데 사용된다. PC 강연선의 경우에는 시험편을 600㎜의 스팬으로 척에 의해 고정하는 단계와, 이어서 파단이 생길때까지 시험편의 양 끝을 잡아당겨 파단시키고 신장된 길이를 측정하는 단계로 신도를 측정한다.
세로축에서는 프리스트레스 콘크리트에 대한 JIS G 3536 PC 강선 및 강연선에서 나타나는 신도 3.5%를 연정의 표준으로서 사용한다. 또한 가로축은 대수 눈금으로 표시한다. 직경 9㎜미만의 시료는 비연선(즉 소선)이고, 직경 9㎜ 이상의 것은 강연선이다. 제1도로 알 수 있는 바와같이 연선의 인장강도는 약 220내지 230 ㎏f/㎟ 이다. 또 소선의 인장강도는 보통 230 ㎏f/㎟ 또는 230 ㎏f/㎟ 미만이다. 230내지 245 ㎏f/㎟ 의 인강강도를 갖는 소선도 있다. 그러나, 이들 소선으로 연선을 제조하면 연선간의 접촉점에서 전단력이 작용하여 파단이 생긴다. 최대 전단강도는 인장강도의 약 60%이㎟ 므로 연선을 고강도화하는 것은 곤란하다. 따라서 연선의 인장강도는 230 ㎏f/㎟ 또는 230 ㎏f/㎟ 미만이 되는 경향이 있다.
Prestressed Concrete Vol 26, No. 3, May, 1984에 개시된 바와같이 공업적 관점 에서 7개의 소선으로 제조되고 직경이 12.7 ㎜인 일반적으로 자주 사용되고 있는 강연선에 대해서는 실질적으로 230 ㎏f/㎟이 인장강도범위의 상한이라고 말한다. 그 이유는 다음과 같다. 일반적으로 PC 강연선을 제조하는 동안에는 신선가공된 소선 을 연선으로 가공한후, 즉 꼰후, 잔류 변형을 제거하고 회복 특성을 개선하기 위해 300 내지 450℃의 온도에서 연선을 가열하는 시효처리가 실행되고 있다. 상기와 같이 인장강도가 230㎏f/㎟보다 큰 강선의 경우, 이들 강선으로 제조된 연선 은 연선처리후의 단시간의 시효처리동안 춤분히 가열될수 없어 변형시효에 의해 취화가 생기므로 연성이 회복될수 없다. 연성을 회복하기 위해서 장시간 예컨대 수십분동안 시효 처리를 수행하는 것을 고려할수 있다 그러나 그러한 경우에는 인장강도가 저하되고 생산성이 낮아지며 공업적 관점에서 문제가 있다. 또한 시효온도를 예를들면 70℃ 이상으로 올려 가열시간을 단축하는 것도 고려할수 있다. 그러한 경우에는 만족스런 특성을 갖는 연선을 제공하는 가열시간의 범위가 매우 좁고 가열시간의 작은 변화에 의해 제품의 특성이 크게 변화되기 매문에 작업성이 나쁘다. 그 결과 저강도 연선이 포함되기도 하여 연선의 고강도화는 곤란하게 된다.
종래의 기술에 존재하는 문제에 비추어 본발명의 목적은 고강도 PC 강연선 및 그러한 강연선의 제조방법을 제공하는데 있다. 본 방법에 따르면 안정한 특성을 갖는 연선이 얻어질수 있고 이 연선은 공업적으로 적합한 시효처리로 인해 235㎏f/ ㎟ 이상의 인장 강도 및 3.5%이상의 신도를 갖게 된다.
따라서 본발명의 한 양태는 펄라이트 조직을 갖고 C 0.80 내지 1.30%, Si 0.60내지 2.50% 및 Mn 0.30내지 1.50%를 함유하고 나머지가 Fe 및 불가피적 불순물인 선재 (線材)의 고강도 PC강연선에 있어서,
펄라이트 조직의 시멘타이트부가 섬유상 시멘타이트와 입상 시멘타이트의 혼합조직으로 이루어지고,
전체 시멘타이트에 대한 입상 시멘타이트의 체적율이 10내지 40%이고,
입상 시멘타이트의 입경이 40내지 30Å이고, 인강강도가 235㎏f/㎟ 이상, 신도가 3.5% 이상인 고강도 PC 강연선에 관한 것이다. 이러한 구조에 의한 고강도 PC연선은 우수한 기계적 특성과 고인장강도 및 고연신도를 가지게 된다.
본발명의 또 다른 양태는 펄라이트 조직을 갖고 C 0.80 내지 1.30%, Si 0.60내지 2.50% 및 Mn 0.30내지 1.50%를 함유하고 나머지가 Fe 및 불가피적 불순물인 선재의 고강도 PC 강연선의 제조방법에 있어서,
선재를 납파텐팅하는 납파텐팅 단계,
선재를 신선가공하는 신선가공단계,
선재를 연선가공하는 연선가공단계,
200 내지 600℃의 온도에서 2내지 1500초의 시간 동안 유지하면서 선재에 0.4내지 3% 의 소성신도를 부여하는 시효단계로 이루어지는 제조방법에 관한 것이다.
이 방법에 따르면 특정 범위내에서 선택된 시효온도에 대해서 시효단계동안 연선의 적절한 소성변형시간을 선택함으로써 인장강도 235㎏f/㎟이상, 신도 3.5% 이상의 고 강도 PC 강연선을 안정하게 제조할수 있다.
본발명의 또다른 양태에서는 연선에 부여되는 소성신도가 0.8내지 3% 일수 있다.
이 방법에 의하면 특정 범위내에서 선택된 시효온도에 대해서 시효단계동안 연선의 적절한 소성변형 시간을 선택함으로써 인장강도 235㎏f/ ㎟ 이상, 신도 5% 이상의 고강도 PC강연선을 안정하게 제조할 수 있다.
본발명의 또 다른 양태에서는 시효단계에서 온도의 함수로서 시효단계동안 연선에 소성신도를 부여하는데 필요한 최소시간을 제2도에 따라 결정한다.
제2도를 참조하면 선재의 연성을 나타내는 신도 및 인장강도와 같은 특정한 기계적 특성을 달성하기 위해 연선에 소성신도를 부여하는데 필요한 최소시간을 쉽게 측정할 수 있다. 예를들면 235 ㎏f/㎟ (인장강도) 이상 및 3.5% (신도) 이상의 연선, 또는 235 ㎏f/㎟ 이상 및 5.0%이상의 연선을 얻는 조건은 각각 시효온도와 소성변형율 (소성신도)의 함수로서 결정할수 있다.
본발명 또다른 양태에서는 시효단계에서 소성변형율(신도)의 함수로서 연선에 소성 신도를 부여하는 시간범위를 제4도에 따라 결정한다.
제4도를 참조하면, 235 ㎏f/㎟이상의 인장강도 및 3 5% 이상의 신도와 같은 우수한 기계적 특성을 달성하기 위해 연선에 소성 신도를 부여하는 시간범위는 소성변형율(소성 신도)의 함수로써 쉽게 결정할수 있다.
본발명의 다른 양태에서는 시효단계에서 온도의 함수로서 연선에 소성 신도를 부여하는 시간을 제2도 및 제4도에 따라 결정한다.
제2도는 시효처리동안 상술한 특정특성을 갖는 연선에 소성 신도를 부여하는데 필요한 최소 유지시간을 시효온도 뿐만아니라 소성신도(소성변형율)의 함수로서 제공하나, 그 이상에서는 연선이 우수한 특성을 나타내지 않는, 시효처리동안의 연선에 대한 소성변형 최대유지 시간은 제공하지 않는다. 게다가 제2도에 0.4% 내지 0.8% 또는 0.8% 내지 3.0% 의 일정 비율로 소성변형되는 연선에 대한 정확한 곡선은 제공되지 않았으므로, 연선에 부여된 소성 변형이 앞서 언급한 두 범위 , 즉 0.4-0.8% 및 0.8-3.0% 내에 있는 경우 우수한 특성을 달성하기 위해 연선에 필요한 최소유지시간을 추정하기 위해서는 제2도에서 추정되는 곡선을 그려볼 것이 요구된다. 이 경우 제4도는 X축에 따른 소성변형율의 함수로서 시효처리동안 연선을 소성변형시키는데 필요한 최소시간을 알고자 하는 자에게 좋은 지침을 제공할 것이다. 게다가 제4도는 연선의 시효처리동안의 소성변형 유지시간에 대한 상한을 제공하기도 한다. 따라서 두 도면을 참조하여 생산측면의 요건을 충족시키면서 높은 인장강도 및 큰 신도와 같은 우수한 특성을 달성하기 위한 연선의 적절한 소성변형유지시간을 쉽게 추정할수 있다.
본발명의 이들 및 기타 목적, 특징 및 이점은 이하의 상세한 설명 및 첨부도면을 참조 할 때 더욱 명백해질 것이다.
[발명을 구체화하는 형태]
본발명의 상기 성분 각각의 함량을 상기 범위에 한정하는 이유는 다음과 같다.
C : G는 파텐팅처리에 의해 얻어지는 강도를 증가시키는데 유효하고 경제적인 원소이다. 그러나 C의 함량이 0.8% 미만이면 원하는 강도를 얻을수 있다. 또한 C의 함량이 1.3%를 초과하면 입계에 망상 시멘타이트가 석출하고, 그 결과 선재의 연성이 상당히 저하한다. 따라서 C 함량의 범위는 0 8%내지 1 3%로 설정한다.
Si : Si는 탈산소재로서 필요한 원소이고 페라이트에 고용하여 고용체를 현저하게 강화시킨다. 또한 페라이트중의 Si 는 신선처리후 수행되는 시효처리에 의해 유발되는 강선강도의 저하를 방지하는 작용을 한다. 따라서 Si 는 고강도 강연선을 제조하는데 불가결한 원소이다. 따라서 Si함량 범위의 하한은 0.60% 로 설정한다.
한편 Si가 과잉으로 첨가되면 강선에 과잉량의 SiO2및 관련물질이 존재한다. 이것은 신선가공후 강선의 연성저하를 일으킨다. 따라서 Si 함량범위의 상한은 2.50%로 설정 한다.
Mn : Mn도 또한 탈산소재로서 필요한 원소이고 강의 담금질성을 개선시켜 만면이 균일한 강선 조직을 만드는데 유효하다. 따라서 Mn 함량범위의 하한은 0.30%로 설정한다. 그러나 Mn을 과잉으로 첨가하면 파텐팅 처리동안에 오스테나이트 조직을 펄라이트 조직으로 전이시키는데 장시간이 소요되므로 비실용적이다. 따라서 Mn함량범위의 상한은 1.5%로 설정한다.
나머지는 Fe와 불가피적 불순물을 포함한다. 납파텐팅은 파텐팅 처리동안에 보통 540 내지 570℃의 온도에서 어떤 특수한 조건없이 수행 한다. C 0.94중량%, Si 1.45중량% 및 Mn 0.52 중량%를 포함하는 강으로 제조된 강선을 납파텐팅, 신선가공 및 연선가공한후 시효처리한다. 시효온도, 유지시간 및 상기 시효 온도 및 유지시간하에 부여되는 소정신도(변형율)를 변화시킬때의 연선의 특성을 제2도에 나타낸다. 제2도는 고정시효온도에서 고정 유지시간동안 고정 소성 변형을 갖는 고정 시효온도에서의 연선특성을 나타낸다. 곡선으로 나타낸 소성변형 유지시간은 특정의 온도에서 가열하면서 연선의 원하는 기계적 특성 , 높은 인장강도 및 높은 연성을 달성하기 위해 장력을 가하여 연선을 소성 변형시켜 그 변형된 선을 그 온도에서 유지하는 최소시간이다. 시효온도가 200℃보다 낮으면 시효온도가 200℃보다 낮아짐에 따라 곡선이 최소 유지시간의 급격한 증가를 나타내는데 극히 잗시간을 요하기 때문에 공업적 관점에서 효과적이지 않다. 또한 시효온도가 600℃보다 높으면 연선의 특성이 급격하게 변화하기 때문에 적합하지 않다. 따라서 시효온도는 200℃ 내지 600℃로 설정한다.
제5도는 연선에 가열처리를 하기 위한 장치를 나타낸다. 연선공급드럼(1)에서 공급된 연선은 예비가열로(3)에서 예비가열한다. 이 연선을 구동풀리(4), 가열로(5) 및 구동풀리(6)를 통하여 공급하고 냉각욕(7)에서 냉각하여 권취 드럼(8)으로 권취한다. 연선은 예비가열로(3)에서 약 200℃이하의 온도로 가열되어 구동풀리(4)로 3회 권취된다. 그후 연선은 가열로(5)에 공급되어 구동풀리(8)에 다시 수회 권취된다. 구동풀리(6)의 회전속도(V1)를 구동풀리(4)의 회전속도(V0)보 다 약간 더 빠르게 절정함으로써 시효온도에서 유지되는 연선의 소성신도를 바람직하게 설정할수 있다. 이 단계에서 연선은 다음식으로 표시되는 소성신도(ε)를 갖게 된다.
ε(%) = (V1 - V0) × 100/V0
주어진 소성신도에 의해 유발되는 변형율이 3.0%를 초과하면 작업중에 연선이 파단될 가능성이 있다. 따라서 변형율(또는 소성신도)의 상한은 3.0% 로 설정한다.
제2도에 있어서 , 400℃의 처리온도에서는 3.0%의 변형(또는 소성신도)을 부여하면서 2.4초 (A점) 이상 시효처리를 수행하면 인장강도 235 ㎏f/㎟ 이상, 신도 5% 이상의 우수한 특성을 갖는 강연선을 얻을수 있다. 이 경향은 0.8% 의 변형(또는 소성신도 : B 점)을 12초 이하 동안 부여하면서 수행된 시효처리에서도 볼수 있다 변형(또는 소성 신도)이 0.4%(C점)이하이면 시효처리는 650초(10.8 분)이상을 요한다. 그 결과 연선은 그 연성은 회복될수 있지만 인장강도는 230 ㎏f/㎟에 달하지 않으므로 고강도화될 수 없다. 연선의 연성은 파단시에 측정한 션선의 신도로 나타낼수 있다 즉 연선은 파단시의 신도가 클 때 높은 연성을 갖는다.
0.2% 미만의 변형(또는 소성변형율)이 부여되는 시효 처리에서는 본발명에 따른 재료의 Si함량이 높기 때문에 악 24 분(D점) 또는 그 보다 휠씬 더 긴 시간동안 시효처리를 수행하더라도 연성을 회복할수 없어 변형시효와 경화가 현저하게 된다. 따라서 연선은 인장시험중에 탄성영역에서 조기에 파단하게 된다. 즉 연선은 인장강도가 낮아서 취화하게 된다. 변형(소성신도)을 전혀 부여하지 않은 시효처리에서는 약 29분(E점) 이상의 처리를 수행함으로써 연선의 인장강도는 단지 210 내지 230 ㎏f/㎟에 달할 뿐이다. 따라서 연선은 고강도를 가질수 없다. 시효처리가 총 약 35분(F점)동안 계속되면 연선은 급격히 연화한다.
변형(소성변형율 또는 소성신도라고도 함)의 함수로서의 200℃ 내지 600℃범위의 시효 온도에서 시효처리하는 동안의 소성변형 유지시간을 제4도에 나타낸다. 하측의 곡선은 소성신도의 함수로서의 최소 시효처리 유지시간을 나타내고 상측의 곡선은 소성신도의 함수로서의 최대 시효처리 유지시간을 나타낸다. 이 도면으로부터 연선에 가해지는 소성 변형율(또는 소성신도)이 3.0%인 경우 원하는 기계적 특성, 즉 인장강도 235 ㎏f/㎟, 신도 3.5%를 달성하는데 필요한 최소시간은 2초이며 동일 특성을 달성하기 위한 최대유지시간은 5분임을 알 수 있다. 소성신도를 동일 시효조건하에 5분이상 연선에 가하면 연선은 연화될 것이다. 이와 유사하게 시효처리 동안에 연선에 가해지는 소성변형율(소성 신도)이 0.4%인 경우 상기 기계적 특성을 달성하기 위한 최소 유지시간은 200초이고 최대유지시간은 1500초이다. 변형(소성신도)이 크면 연화가 초기단계에서 일어난다. 이 도면으로부터 시효처리동안에 연선에 가해지는 소성 신도가 낮을수록 인장강도 및 연성과 같은 원하는 기계적 특성을 달성하는데 요구되는 유지시간은 길어진다고 판단할 수 있다. 따라서 시효처리동안에 가해지는 소성신도가 높아질 때 만족스런 특성을 제공하기 위한 최대유지시간은 짧아진다. 이와 유사하게 시효처리동안에 가해지는 소성신도가 높아질 때 만족스런 특성을 제공하기 위한 최소유지시간은 짧아진다. 따라서 시효처리시간은 제4도에 따라 소성변형율(소성신도)의 함수로써 적당히 설정할수 있다. 제2도는 200 내지 600℃의 처리온도가 신도3.5%,, 인장강도 235 ㎏f/㎟의 연선을 얻기 위한 조건임을 보여준다. 시효처리 최소유지시간은 연선에 가해지는 소성변헝율에 의존하여 2내지 1200초이다. 처리온도 범위내의 소성변형율은 0.4 내지 3.0%(제2도에서 0.4%의 곡선보다 하측의 영역 및 3.0% 의 곡선보다 상측의 영역)이다. 또한 제2도로부터 신도 5.0%를 얻어서 훨씬 더 높은 연성을 달성하기 위해서는 변형율이 0.8내지 3.0% (제2도에서 0.8%의 곡선보다 하측의 영역 및 3.0% 의 곡선보다 상측의 영역)이다.
따라서 제2도는 가능한 기계적 특성을 달정하기 위한 최소유지시간을 소성변형율 및 시효온도 함수로서 제공하고 제4도는 특정한 기계적 특성 , 즉 235 ㎏f/㎟ 의 인장강도 및 3.5%의 신도를 달성하기 위한 최소유지시간 및 최대유지시간을 포함하는 유지시간의 범위를 제공하므로, 적당한 시효처리유지시간을 알기 위해서는 제2도 및 제4도를 참조한다.
고강도 및 고연성을 갖는 고강도 PC강연선을 얻는 기술적 중요성은 그 특징적인 금속조직 에 있다. 즉 이 제품에서는 시멘타이트가 섬유상 시멘타이트와 입상 시멘타이트의 혼합조직을 갖는다.
제3도는 시효처리후의 입상 시멘타이트의 입경 및 전체 시멘타이트에 대한 입상 시멘 타이트의 체적율에 대한 연선의 연성 및 인장강도를 나타내는 그래프이다. 시멘타이트는 제품으로부터 아세틸아세톤, 메탄올 및 테트라메틸암모륨클로라이드의 혼합물에 의한 전해추출에 의해 얻었다. 전체 시멘타이트에 대한 입상 시멘타이트의 체적율은 주사전자현미경 분석법으로 얻은 사진을 분석하여 결정하였다. 제3도로부터 명백히 알 수 있는 바와같이 인장강도 235 ㎏f/㎟ 이상, 신도 3.5% 이상의 특성 둘 다를 얻기 위해서는 금속조직에서 전체 시멘타이트에 대한 입상 시멘타이트의 체적율이 10내지 40%이어야 하고 입경이 40내지 300Å이어야 한다.
연선에 특정한 변형을 부여하면서 시효처리를 수행함으로써 특별한 금속조직에 의해 높은 신도를 갖는 강연선이 고강도를 유지하면서 얻어질수 있다는 것은 어느 누구도 알지 못했다고 생각된다.
[발명의 실시예]
직경이 13㎜이고 C 0.94 %, Si 1.45% 및 Mn 0.52%를 함유하는 재료로 제조된 강선 로드를 560℃에서 납파텐팅한후 산으로 세척하고 인산염으로 코팅하였다. 이렇게하여 얻어진 강선 로드를 연속신선장치의 다이를 150m/분의 속도로 11회(11회 신선) 통과시켜 직경 4.22 ㎜의 외측선 및 직경 4.4㎜의 심선을 얻었다. 이러한 선 7개를 연선가공하여 직경 12.7mm의 연선을 형성하였다. 시효처리를 200내지 600℃에서 2내지 6600초 동안 수행하고 연선을 그 온도에서 유지하면서 소성변형율을 0내지 3.0%로 변화시켰다. 결과를 표 1 내지 표 3에 나타낸다.
[표 1]
[표 2]
[ 표 3]
표1은 200℃에서의 시효처리동안 온도유지시간, 소성신도에 의한 변형율, 전체 시멘타이트에 대한 입상 시멘타이트의 체적율 및 입상 시멘타이트의 입경을 변화시킨 시험결과를 나타낸다. 이들 시험결과에 따르면 인장강도 236 ㎏f/㎟이상, 신도 3.6 % 이상의 연선은 온도유지시간이 11내지 1200초, 소성 변형율이 0.4내지 3.0%, 입상 시멘타이트의 체적율이 10내지 35%, 입상시멘타이트의 입경이 40내지 300Å 이었을 때 얻어졌다.
표 2는 400℃에서 시효처리를 수행하였을때의 유사한 시험결과를 나타낸다.
이들 시험결과에 따르면 인장강도 237 ㎏f/㎟이상, 신도 4.0%, 이상의 연선은 온도 유지시간이 2.5내지 400초, 변형율이 0.5내지 3.0%, 입상 시멘타이트의 체적율이 10내지 30%, 입상 시멘타이트의 입경이 50내지 300Å 이었을 때 얻어졌다.
표3은 600℃에서 시효처리를 수행하였을때의 유사한 시험결과를 나타낸다.이들 시험결과에 따르면 인장강도 236 ㎏f/㎟이상, 신도 4.05 이상의 연선은 온도 유지시간이 2내지 120초, 소성변형율이 0.4내지 3.0%, 입상 시멘타이트의 체적율이 15 내지 40%, 입상 시멘타이트의 입경이 40내지 100Å 이었을 때 얻어졌다.
상기 결과로부터 인장강도 235 ㎏f/㎟ 이상, 신도 3.5% 이상의 연선은 200℃, 400℃ 및 600℃에서 온도유지시간 2내지 1200초(20분), 부여된 소성변형율 0 4 내지 3.0%, 입상 시멘타이트의 체적율 10내지 40% 및 입상 시멘타이트의 입경 40내지 300Å의 조건하 에 얻어질수 있음을 알수 있다.
상기한 바와같이 본 발명에 따른 연선은, 펄라이트조직을 갖고 특정량의 C, Si 및 Mn 을 함유하는 선재에 있어서 전체 시멘타이트에 대한 입상 시멘타이트의 체적율 및 입상 시멘타이트의 입경을 특정 범위내로 설정함으로써 인장강도 235 ㎏f/㎟ 이상, 신도 3.5% 이상을 갖게 된다.
상기 선재의 제조방법에 따르면 선재를 파텐팅, 신선가공 및 연선가공한다.
그후 연선을 200내지 600℃의 온도에서 2내지 1200초 동안 유지한다. 그 온도에서 유지되는 중에 연선은 0.4내지 3.0%의 소성신도를 부여받게 되어 적절한 시간내에 시효처리를 마칠수 있게 된다. 본 방법에 따르면 인장강도 235 ㎏f/㎟이상, 신도 3.5% 이상의 고강도 PC 강연선을 안정하게 제조할수 있다. 본 발명에 따른 시효처리는 공업적 관점에서 적합하다.
본 방법에 따른 시효처리동안에 부여되는 소성 변형율은 0.8내지 3.0%, 로 설정하는 것이 바람직 하다.
소성변형율을 상기 범위내에서 설정함으로씨 인장강도 235 ㎏f/㎟이상, 신도 5.0% 이상의 고강도 PC강연선을 얻을수 있다.
원하는 특성을 달성하기 위한 표 1 내지 3에 따른 연선의 시효처리동안의 소성변형 유지시간은 2초 내지 1200초의 범위인데, 이들 수치는 연선을 듀지하는데 필요한 최소유지 시간을 나타낸다는 것에 주의해야 한다. 제4도에서 상측선의 수직 점선과의 좌측 교점 은 Y축상에서 1500초를 가리키는데, 사실 이 시간값은 소성변형율이 0 4%인 경우 연선의 시효처리동안의 소성변형 최대유지시간에 대한 지침선이다.
본발명을 첨부도면을 참조하여 실시예에 의해 충분히 설명하였으나 당업자에게는 여러 가지 변경 및 변형이 명백함을 알아야 한다. 따라서 그러한 변경 및 변형은 본발명의 범주에서 벗어나지 않는한 거기에 포항되는 것으로서 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 펄라이트 조직을 갖고 C 0.80 내지 1.30%, Si 0.60 내지 2.50% 및 Mn 0.30 내지 1.50%를 함유하고 나머지가 Fe 및 불가피적 불순물인 선재의 고강도 PC강연선에 있어서, 선재의 시멘타이트부가 섬유상 시멘타이트와 입상시멘타이트의 혼합조직으로 이루어 지고, 전체 시멘타이트에 대한 입상 시멘타이트의 체적율이 10 내지 40%이고, 입상 시멘타이트의 입경이 40 내지 300Å이고, 인강강도가 235 ㎏f/㎟ 이상, 신도가 3.5% 이상인 것을 특징으로 하는 고강도 PC 강연선.
  2. 인강강도가 235 ㎏f/㎟이상, 신도가 3.5%이상의 기계적 성질을 가지며 , 펄라 이트 조직을 갖고 C 0.80 내지 1.30%, Si 0.60 내지 2 50% 및 Mn 0.30 내지 1.50%를 함유하고 나머지가 Fe 및 불가피적 불순물인 선재의 고강도 PC 강연선의 제조방법에 있어서, 선재를 납파텐팅하는 납파텐팅 단계, 선재를 신선가공하는 신선가공단계, 선재를 연선가공하는 연선가공단계, 200 내지 600℃의 온도에서 2 내지 1500초의 시간 동안 유지하면서 선재에 0.4 내지 3%의 소성신도를 부여하는 시효단계 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 PC 강연선의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서 , 연선에 부여되는 소성신도는 0.8 내지 3%인 것을 특징으로 하는 고 강도 PC 강연선의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서, 시효단계에서 시효온도의 함수로서 연선에 소성신도를 부여 하는데 필요한 최소시간은 제2도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 고강도 PC 강연선의 제조방법.
  5. 제2항에 있어서, 시효단계에서 연선에 소성신도를 부여하는 시간범위는제4도에 따 라 결정하는 것을 특징으로 하는 고강도 PC강연선의 제조방법.
  6. 제2항에 있어서, 시효단계에서 온도의 함수 및 소성신도의 함수로서 연선에 소성신도를 부여하는 시간은 제2도 및 제4도에 따라 결정하는 것을 특징으로 하는 고강도 PG 강연선의 제조방법.
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