JPH1053814A - 溶接性に優れた高強度熱延鋼材及びこれを用いた高強度鋼線並びに高強度棒鋼 - Google Patents
溶接性に優れた高強度熱延鋼材及びこれを用いた高強度鋼線並びに高強度棒鋼Info
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- JPH1053814A JPH1053814A JP14820797A JP14820797A JPH1053814A JP H1053814 A JPH1053814 A JP H1053814A JP 14820797 A JP14820797 A JP 14820797A JP 14820797 A JP14820797 A JP 14820797A JP H1053814 A JPH1053814 A JP H1053814A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高強度で加工性に優れると共に溶接性も良好
で高い溶接強度を示し、コンクリート補強用鉄筋等の棒
鋼として熱延のままで優れた性能を示し、或は熱延の後
に伸線加工を施してコンクリートパイル用の横拘束筋や
溶接金網、自動車用シート枠線、インサートワイヤ、そ
の他の各種機械用ばね等として有用な鋼線を与える熱延
鋼材を提供すること。 【解決手段】 Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ含有量の規定された鋼材
を熱間圧延後調整冷却してなり、横断面組織中に占める
（ベイナイト＋パーライト）面積率が１０〜９５％、残
部がフェライト、マルテンサイトおよび残留オーステナ
イトの１種以上である高強度熱延鋼材および該熱延鋼材
よりなる高強度棒鋼、並びに上記熱延鋼材を伸線加工し
てなる高強度鋼線を開示する。
で高い溶接強度を示し、コンクリート補強用鉄筋等の棒
鋼として熱延のままで優れた性能を示し、或は熱延の後
に伸線加工を施してコンクリートパイル用の横拘束筋や
溶接金網、自動車用シート枠線、インサートワイヤ、そ
の他の各種機械用ばね等として有用な鋼線を与える熱延
鋼材を提供すること。 【解決手段】 Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ含有量の規定された鋼材
を熱間圧延後調整冷却してなり、横断面組織中に占める
（ベイナイト＋パーライト）面積率が１０〜９５％、残
部がフェライト、マルテンサイトおよび残留オーステナ
イトの１種以上である高強度熱延鋼材および該熱延鋼材
よりなる高強度棒鋼、並びに上記熱延鋼材を伸線加工し
てなる高強度鋼線を開示する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接性および靭延
性に優れた高強度熱延鋼材および該熱延鋼材を伸線加工
してなる高強度鋼線、並びに該熱延鋼材からなる高強度
棒鋼に関するものであり、この熱延鋼材は、コンクリー
ト補強用等として使用される鉄筋やＨ鋼、Ｌ鋼の如く異
形断面形状のものを含む各種の棒鋼等として使用され、
またこれを伸線加工することによって得られる鋼線は、
溶接金網、自動車用シートの枠線、インサートワイヤ、
各種ばね材等の素材として有用である。
性に優れた高強度熱延鋼材および該熱延鋼材を伸線加工
してなる高強度鋼線、並びに該熱延鋼材からなる高強度
棒鋼に関するものであり、この熱延鋼材は、コンクリー
ト補強用等として使用される鉄筋やＨ鋼、Ｌ鋼の如く異
形断面形状のものを含む各種の棒鋼等として使用され、
またこれを伸線加工することによって得られる鋼線は、
溶接金網、自動車用シートの枠線、インサートワイヤ、
各種ばね材等の素材として有用である。
【０００２】
【従来の技術】熱間圧延後そのまま使用されるコンクリ
ート補強用の鉄筋は、ＪＩＳ Ｇ ３１１２に規定され
ている。また、溶接金網、自動車用シート枠線、インサ
ートワイヤ用鋼線の様に、優れた溶接性と曲げ加工性が
要求される鋼線は、たとえば低炭素鋼の熱延鋼材に伸線
加工を施すことによって製造されている。また高強度鋼
線を製造する際には、パテンティング処理を施した高炭
素鋼材に伸線加工を施す方法が一般的に採用されてい
る。前者の溶接性と曲げ加工性を必要とする鋼線の製造
に用いられる代表的なものは、ＪＩＳ Ｇ ３５０５に
規定される軟鋼線材であり、また後者の高強度鋼線とし
てはＪＩＳ Ｇ ３５０６に規定される高炭素鋼線材が
代表的に使用されている。
ート補強用の鉄筋は、ＪＩＳ Ｇ ３１１２に規定され
ている。また、溶接金網、自動車用シート枠線、インサ
ートワイヤ用鋼線の様に、優れた溶接性と曲げ加工性が
要求される鋼線は、たとえば低炭素鋼の熱延鋼材に伸線
加工を施すことによって製造されている。また高強度鋼
線を製造する際には、パテンティング処理を施した高炭
素鋼材に伸線加工を施す方法が一般的に採用されてい
る。前者の溶接性と曲げ加工性を必要とする鋼線の製造
に用いられる代表的なものは、ＪＩＳ Ｇ ３５０５に
規定される軟鋼線材であり、また後者の高強度鋼線とし
てはＪＩＳ Ｇ ３５０６に規定される高炭素鋼線材が
代表的に使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】熱延のままで使用され
る鉄筋には、たとえば上記ＪＩＳ Ｇ ３１１２に規定
される鉄筋コンクリート棒鋼等があり、化学成分や機械
的特性が定められている。このうち最も高強度を有して
いるのはＳＤ４９０であり、その０．２％耐力は４９０
〜６２５Ｎ／ｍｍ2 であるが、’９５年に発生した阪神
大震災以降、建造物を構成する鉄筋や基礎等の高強度化
が望まれている。こうした要望に応えるため素材の炭素
量を多くすることが考えられるが、そうすると、溶接時
に過冷却組織が生成し易くなって溶接強度が劣悪になる
といった問題が生じてくる。
る鉄筋には、たとえば上記ＪＩＳ Ｇ ３１１２に規定
される鉄筋コンクリート棒鋼等があり、化学成分や機械
的特性が定められている。このうち最も高強度を有して
いるのはＳＤ４９０であり、その０．２％耐力は４９０
〜６２５Ｎ／ｍｍ2 であるが、’９５年に発生した阪神
大震災以降、建造物を構成する鉄筋や基礎等の高強度化
が望まれている。こうした要望に応えるため素材の炭素
量を多くすることが考えられるが、そうすると、溶接時
に過冷却組織が生成し易くなって溶接強度が劣悪になる
といった問題が生じてくる。
【０００４】また、ＰＣ鋼材をコンクリートパイルに縦
筋として埋め込み、パイルの剪断破壊耐力を増大させる
プレストレスコンクリート杭があり、最近の研究による
と、震災時のプレストレスコンクリートパイル中に降伏
強度が８０ｋｇｆ／ｍｍ2 程度の高強度の横拘束筋を配
置してパイルに組成変形能を持たせ、地震により地盤に
大きな曲げモーメントが生じた場合でも、これに順応し
て曲がり破壊しない高曲げ靭性のプレストコンクリート
パイルが注目を集めている。
筋として埋め込み、パイルの剪断破壊耐力を増大させる
プレストレスコンクリート杭があり、最近の研究による
と、震災時のプレストレスコンクリートパイル中に降伏
強度が８０ｋｇｆ／ｍｍ2 程度の高強度の横拘束筋を配
置してパイルに組成変形能を持たせ、地震により地盤に
大きな曲げモーメントが生じた場合でも、これに順応し
て曲がり破壊しない高曲げ靭性のプレストコンクリート
パイルが注目を集めている。
【０００５】ところが、ＰＣ鋼材としてはＣ量が０．６
％以上の高炭素鋼材が用いられており、これを溶接で固
定すると溶接後の冷却時に過冷却組織が生じて材料の脆
化が起こるため、ＰＣ鋼材を直接溶接することはできな
い。すなわち鋼材の強度と溶接性には相反する傾向があ
り、Ｃ量が０．２％を超えると溶接性が急激に悪くなる
と考えられている。
％以上の高炭素鋼材が用いられており、これを溶接で固
定すると溶接後の冷却時に過冷却組織が生じて材料の脆
化が起こるため、ＰＣ鋼材を直接溶接することはできな
い。すなわち鋼材の強度と溶接性には相反する傾向があ
り、Ｃ量が０．２％を超えると溶接性が急激に悪くなる
と考えられている。
【０００６】他方、熱延後に伸線加工を行うことによっ
て製造される溶接金網などの場合、低炭素鋼を使用する
と優れた溶接性は得られるが、低炭素鋼であるため高強
度が得られ難い。即ち低炭素鋼では、素材そのものの強
度が低いばかりでなく、伸線加工による加工硬化もあま
り期待できないので、高強度化の目的を果たすことがで
きない。これに対し高炭素鋼では、伸線加工前の素線自
体の強度が高くしかも伸線時の加工硬化率も高いため、
高強度の鋼線が得られ易い。反面高炭素鋼は、上記の様
に炭素含有量が多いため、これを溶接用途に適用した場
合には溶接後の急冷時に過冷却組織が生じ易く、脆化に
よる靭延性の低下が大きな問題になってくる。
て製造される溶接金網などの場合、低炭素鋼を使用する
と優れた溶接性は得られるが、低炭素鋼であるため高強
度が得られ難い。即ち低炭素鋼では、素材そのものの強
度が低いばかりでなく、伸線加工による加工硬化もあま
り期待できないので、高強度化の目的を果たすことがで
きない。これに対し高炭素鋼では、伸線加工前の素線自
体の強度が高くしかも伸線時の加工硬化率も高いため、
高強度の鋼線が得られ易い。反面高炭素鋼は、上記の様
に炭素含有量が多いため、これを溶接用途に適用した場
合には溶接後の急冷時に過冷却組織が生じ易く、脆化に
よる靭延性の低下が大きな問題になってくる。
【０００７】即ち従来の鋼材では、高強度を得ようとす
ると溶接性や溶接後の靭延性が悪くなり、一方優れた溶
接性と曲げ加工性を確保しようとすると強度不足にな
り、優れた溶接性、曲げ加工性、靭延性および高強度を
同時に満足させることはできない。
ると溶接性や溶接後の靭延性が悪くなり、一方優れた溶
接性と曲げ加工性を確保しようとすると強度不足にな
り、優れた溶接性、曲げ加工性、靭延性および高強度を
同時に満足させることはできない。
【０００８】本発明は上記の様な事情に着目してなされ
たものであって、その目的は、高強度で加工性に優れる
と共に溶接性も良好で高い溶接強度を示し、コンクリー
ト補強用鉄筋等として熱延のままで優れた性能を示し、
或は熱延の後に伸線加工を施して溶接金網、自動車用シ
ート枠線、インサートワイヤ、その他の各種機械用ばね
等として有用な鋼線材を与える様な熱延鋼材を提供し、
併せて該熱延鋼材を用いた溶接性に優れた高強度棒鋼お
よび、該熱延鋼材を伸線加工してなる溶接性に優れた高
強度鋼線を提供しようとするものである。
たものであって、その目的は、高強度で加工性に優れる
と共に溶接性も良好で高い溶接強度を示し、コンクリー
ト補強用鉄筋等として熱延のままで優れた性能を示し、
或は熱延の後に伸線加工を施して溶接金網、自動車用シ
ート枠線、インサートワイヤ、その他の各種機械用ばね
等として有用な鋼線材を与える様な熱延鋼材を提供し、
併せて該熱延鋼材を用いた溶接性に優れた高強度棒鋼お
よび、該熱延鋼材を伸線加工してなる溶接性に優れた高
強度鋼線を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明にかかる高強度熱延鋼材は、 Ｃ ：０．０５〜０．２２％ Ｓｉ：０．５〜２．０％ Ｍｎ：０．５〜２．０％ の要件を満たし、あるいは他の成分として、 Ｃｒ：１．５％以下（０％を含まない） Ｍｏ：１．０％以下（０％を含まない） Ｔｉ：０．５％以下（０％を含まない） Ｖ ：０．５％以下（０％を含まない） Ｂ ：０．０１％以下（０％を含まない） Ｎｂ：０．１％以下（０％を含まない） よりなる群から選択される少なくとも１種の元素を含
み、好ましくはＡｌ，Ｐ，Ｓ，Ｎの各含有率が Ａｌ：０．０８％以下（０％を含む） Ｐ ：０．０４％以下（０％を含む） Ｓ ：０．０４％以下（０％を含む） Ｎ ：１００ｐｐｍ以下（０ｐｐｍを含む） である鋼を熱間圧延後調整冷却してなり、横断面組織中
に占める（ベイナイト＋パーライト）面積率が１０〜９
５％、残部がフェライト、マルテンサイトおよび残留オ
ーステナイトの１種以上であり、好ましくは０．２％耐
力が８００Ｎ／ｍｍ2 以上の強度を示すものであるとこ
ろにその特徴を有している。
のできた本発明にかかる高強度熱延鋼材は、 Ｃ ：０．０５〜０．２２％ Ｓｉ：０．５〜２．０％ Ｍｎ：０．５〜２．０％ の要件を満たし、あるいは他の成分として、 Ｃｒ：１．５％以下（０％を含まない） Ｍｏ：１．０％以下（０％を含まない） Ｔｉ：０．５％以下（０％を含まない） Ｖ ：０．５％以下（０％を含まない） Ｂ ：０．０１％以下（０％を含まない） Ｎｂ：０．１％以下（０％を含まない） よりなる群から選択される少なくとも１種の元素を含
み、好ましくはＡｌ，Ｐ，Ｓ，Ｎの各含有率が Ａｌ：０．０８％以下（０％を含む） Ｐ ：０．０４％以下（０％を含む） Ｓ ：０．０４％以下（０％を含む） Ｎ ：１００ｐｐｍ以下（０ｐｐｍを含む） である鋼を熱間圧延後調整冷却してなり、横断面組織中
に占める（ベイナイト＋パーライト）面積率が１０〜９
５％、残部がフェライト、マルテンサイトおよび残留オ
ーステナイトの１種以上であり、好ましくは０．２％耐
力が８００Ｎ／ｍｍ2 以上の強度を示すものであるとこ
ろにその特徴を有している。
【００１０】上記高強度熱延鋼材のうち、横断面組織中
に占める（ベイナイト＋パーライト）面積率が４０〜９
５％であるものは、特に高強度で伸線加工性がやや不足
気味であるので、これは実質的に伸線加工することなく
コンクリート補強用鉄筋などの棒鋼として有効に活用す
ることができる。
に占める（ベイナイト＋パーライト）面積率が４０〜９
５％であるものは、特に高強度で伸線加工性がやや不足
気味であるので、これは実質的に伸線加工することなく
コンクリート補強用鉄筋などの棒鋼として有効に活用す
ることができる。
【００１１】また、（ベイナイト＋パーライト）面積率
が４０〜９５％で伸線加工性の不足する熱延鋼材は、調
整冷却の後４５０〜６５０℃で熱処理し加工性を高めて
から伸線加工を施すことにより、また（ベイナイト＋パ
ーライト）面積率が１０〜６０％で伸線加工性の良好な
熱延鋼材はそのまま伸線加工を施し、伸線加工による加
工硬化によって高強度化を図ることにより、溶接金網、
自動車用シートの枠線、インサートワイヤ、各種ばね材
等の素材となる鋼線として有効に活用することができ
る。
が４０〜９５％で伸線加工性の不足する熱延鋼材は、調
整冷却の後４５０〜６５０℃で熱処理し加工性を高めて
から伸線加工を施すことにより、また（ベイナイト＋パ
ーライト）面積率が１０〜６０％で伸線加工性の良好な
熱延鋼材はそのまま伸線加工を施し、伸線加工による加
工硬化によって高強度化を図ることにより、溶接金網、
自動車用シートの枠線、インサートワイヤ、各種ばね材
等の素材となる鋼線として有効に活用することができ
る。
【００１２】従って本発明では、上記熱延鋼材の特性に
鑑み、（ベイナイト＋パーライト）面積率が４０〜９５
％であるものは、その優れた強度特性を生かし実質的に
伸線加工されていない状態の高強度棒鋼、あるいは該
（ベイナイト＋パーライト）面積率が４０〜９５％であ
る熱延鋼材を一旦軟化焼鈍し加工性を高めてから伸線加
工した鋼線、若しくは（ベイナイト＋パーライト）面積
率が１０〜６０％である加工性に優れた熱延鋼材につい
ては、これをそのまま伸線加工し加工硬化させることに
よって強度を高めた高強度鋼線についても権利範囲に包
含している。
鑑み、（ベイナイト＋パーライト）面積率が４０〜９５
％であるものは、その優れた強度特性を生かし実質的に
伸線加工されていない状態の高強度棒鋼、あるいは該
（ベイナイト＋パーライト）面積率が４０〜９５％であ
る熱延鋼材を一旦軟化焼鈍し加工性を高めてから伸線加
工した鋼線、若しくは（ベイナイト＋パーライト）面積
率が１０〜６０％である加工性に優れた熱延鋼材につい
ては、これをそのまま伸線加工し加工硬化させることに
よって強度を高めた高強度鋼線についても権利範囲に包
含している。
【００１３】尚、上記伸線加工時に金属組織は若干引き
伸ばされるが、上記（ベイナイト＋パーライト）面積率
は本質的に変わらず、また、場合により調整冷却後に熱
処理を行なうことがあっても、上記４５０〜６５０℃の
熱処理温度条件ではその前後で（ベイナイト＋パーライ
ト）面積率が本質的に変わることはなく、伸線加工によ
って得られる鋼線材の横断面組織は、伸線加工前の金属
組織、即ち（ベイナイト＋パーライト）面積率が１０〜
９５％で、残部がフェライト、マルテンサイトおよび残
留オーステナイトの１種以上である組織がほぼそのまま
維持されたものとなる。
伸ばされるが、上記（ベイナイト＋パーライト）面積率
は本質的に変わらず、また、場合により調整冷却後に熱
処理を行なうことがあっても、上記４５０〜６５０℃の
熱処理温度条件ではその前後で（ベイナイト＋パーライ
ト）面積率が本質的に変わることはなく、伸線加工によ
って得られる鋼線材の横断面組織は、伸線加工前の金属
組織、即ち（ベイナイト＋パーライト）面積率が１０〜
９５％で、残部がフェライト、マルテンサイトおよび残
留オーステナイトの１種以上である組織がほぼそのまま
維持されたものとなる。
【００１４】また、（ベイナイト＋パーライト）面積率
が４０〜９５％であり、実質的に伸線加工を行なうこと
なく棒鋼等として用いられる熱延鋼材の場合は、その表
面に付着しているスケールによって溶接性が著しく損な
われるので、該熱延鋼材や棒鋼をコンクリート補強用鉄
筋などとして実用化する際には、その表面に付着してい
るスケール量を０．４％以下に抑えることが望ましい。
が４０〜９５％であり、実質的に伸線加工を行なうこと
なく棒鋼等として用いられる熱延鋼材の場合は、その表
面に付着しているスケールによって溶接性が著しく損な
われるので、該熱延鋼材や棒鋼をコンクリート補強用鉄
筋などとして実用化する際には、その表面に付着してい
るスケール量を０．４％以下に抑えることが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】まず、本発明において鋼の化学成
分を定めた理由について詳述する。 Ｃ：０．０５〜０．２２％ Ｃは強化元素および焼入れ性向上元素として作用する元
素で、熱延後の調整冷却のままで棒鋼としたとき、ある
いはその後必要により熱処理を施してから伸線加工を施
して線材とした状態で、高強度を得るのに欠くことので
きない元素であり、０．０５％未満では強化元素として
の量が不足すると共に、焼入れ性も不十分となって満足
のいく強度が得られなくなる。一方、Ｃ量が０．２２％
を超えると、棒鋼あるいは鋼線としての靭延性が低下し
て加工時に断線等を起こし易くなるばかりでなく、溶接
性も著しく劣化し、溶接後の急冷時に過冷却組織が生じ
て脆化による靭延性の低下が大きな問題となってくる。
強度、加工性、溶接性を全て満足させるうえではＣ量を
０．１０％以上、０．１７％以下にすることがより好ま
しい。
分を定めた理由について詳述する。 Ｃ：０．０５〜０．２２％ Ｃは強化元素および焼入れ性向上元素として作用する元
素で、熱延後の調整冷却のままで棒鋼としたとき、ある
いはその後必要により熱処理を施してから伸線加工を施
して線材とした状態で、高強度を得るのに欠くことので
きない元素であり、０．０５％未満では強化元素として
の量が不足すると共に、焼入れ性も不十分となって満足
のいく強度が得られなくなる。一方、Ｃ量が０．２２％
を超えると、棒鋼あるいは鋼線としての靭延性が低下し
て加工時に断線等を起こし易くなるばかりでなく、溶接
性も著しく劣化し、溶接後の急冷時に過冷却組織が生じ
て脆化による靭延性の低下が大きな問題となってくる。
強度、加工性、溶接性を全て満足させるうえではＣ量を
０．１０％以上、０．１７％以下にすることがより好ま
しい。
【００１６】Ｓｉ：０．５〜２．０％ Ｓｉは溶製時の脱酸性元素として作用し、また溶接強度
を高める上で重要な元素である。即ち、本発明は溶接性
の改善に１つの重要な目的を有するものであり、溶接工
程では鋼材が部分的に溶融するため、溶接金属中に大気
中の酸素が取り込まれて気泡や酸化物の等介在物とな
り、溶接金属の物性を悪化させる。従って、こうした溶
接時に混入する酸素に起因する問題を回避するには、鋼
材中に脱酸元素としてＳｉを含有させる必要がある。ま
たＳｉは、伸線加工を施して鋼線やばねとした時の耐へ
たり特性やレラクセーション特性を向上させる作用を有
しており、更には固溶強化元素として作用しフェライト
を強化すると共に焼入れ性を高めて高強度化を増進する
作用も発揮する。こうしたＳｉの作用を有効に発揮させ
るには、Ｓｉを０．５％以上含有させることが必要であ
るが、Ｓｉ量が多過ぎると、延性が低下して加工性や伸
線性等に悪影響が表われるばかりでなく、曲げ性能等に
も悪影響が表われてくるので、２．０％以下に抑えるべ
きである。Ｓｉのより好ましい含有率の下限は０．７
％、より好ましい上限は１．７％である。
を高める上で重要な元素である。即ち、本発明は溶接性
の改善に１つの重要な目的を有するものであり、溶接工
程では鋼材が部分的に溶融するため、溶接金属中に大気
中の酸素が取り込まれて気泡や酸化物の等介在物とな
り、溶接金属の物性を悪化させる。従って、こうした溶
接時に混入する酸素に起因する問題を回避するには、鋼
材中に脱酸元素としてＳｉを含有させる必要がある。ま
たＳｉは、伸線加工を施して鋼線やばねとした時の耐へ
たり特性やレラクセーション特性を向上させる作用を有
しており、更には固溶強化元素として作用しフェライト
を強化すると共に焼入れ性を高めて高強度化を増進する
作用も発揮する。こうしたＳｉの作用を有効に発揮させ
るには、Ｓｉを０．５％以上含有させることが必要であ
るが、Ｓｉ量が多過ぎると、延性が低下して加工性や伸
線性等に悪影響が表われるばかりでなく、曲げ性能等に
も悪影響が表われてくるので、２．０％以下に抑えるべ
きである。Ｓｉのより好ましい含有率の下限は０．７
％、より好ましい上限は１．７％である。
【００１７】Ｍｎ：０．５〜２．０％ Ｍｎは、上記Ｓｉと同様溶製時の脱酸に有効に作用する
他、鋼の焼入れ性を高めて高強度化を図るうえで欠くこ
とのできない元素である。殊に本発明では、後で詳述す
る如く金属組織中の（ベイナイト＋パーライト）分率を
特定範囲に収めることによって高強度化を達成するもの
であり、そのためにはＭｎが必須の元素となる。Ｍｎの
好適含有量は、Ｃその他の強化元素の含有率によっても
変わってくるが、十分な焼入れ性を確保するには少なく
とも０．５％以上含有させなければならない。しかし、
Ｍｎによる強度向上効果は２．０％でほぼ飽和し、過度
にＭｎ量を多くしてもそれ以上の改善効果は得られず、
むしろＭｎが正偏析を起こして粒界強度の劣化を招くの
で、２．０％を上限として定めた。Ｍｎのより好ましい
含有率の下限は０．７％、より好ましい上限は１．７％
である。
他、鋼の焼入れ性を高めて高強度化を図るうえで欠くこ
とのできない元素である。殊に本発明では、後で詳述す
る如く金属組織中の（ベイナイト＋パーライト）分率を
特定範囲に収めることによって高強度化を達成するもの
であり、そのためにはＭｎが必須の元素となる。Ｍｎの
好適含有量は、Ｃその他の強化元素の含有率によっても
変わってくるが、十分な焼入れ性を確保するには少なく
とも０．５％以上含有させなければならない。しかし、
Ｍｎによる強度向上効果は２．０％でほぼ飽和し、過度
にＭｎ量を多くしてもそれ以上の改善効果は得られず、
むしろＭｎが正偏析を起こして粒界強度の劣化を招くの
で、２．０％を上限として定めた。Ｍｎのより好ましい
含有率の下限は０．７％、より好ましい上限は１．７％
である。
【００１８】本発明で用いられる鋼の必須構成元素は上
記の３元素であり、残部は実質的にＦｅからなるもので
あるが、該鋼中には、焼入れ性向上による高強度化等を
狙って下記の元素を含有させることも有効である。
記の３元素であり、残部は実質的にＦｅからなるもので
あるが、該鋼中には、焼入れ性向上による高強度化等を
狙って下記の元素を含有させることも有効である。
【００１９】Ｃｒ：１．５％以下、Ｍｏ：１．０％以
下、Ｔｉ：０．５％以下、Ｖ：０．５％以下、Ｂ：０．
０１％以下、Ｎｂ：０．１％以下 これらの元素は、いずれも焼入れ性を高めて高強度化に
寄与する成分である点で同効元素である。これらの元素
のうち特にＣｒ、Ｍｏは、焼入れ性を高めて高強度化に
寄与する。また本発明の鋼材は、前述の如く使用時に溶
接熱の影響を受けるが、ＣｒやＭｏは、前述したＳｉと
共に熱による軟化を抑える作用を有しており、溶接熱に
よる強度低下を抑えて溶接強度を一層高める意味からも
有効な元素である。またＶ、Ｔｉ、Ｎｂは、焼入れ性の
向上に寄与する他、オーステナイト結晶粒の粗大化を防
止して靭性を高める効果も発揮する。またＢは、粒界に
集散することにより鋼の焼入れ性を向上させると共に、
粒界へのＭｎやＰの偏析・析出を抑制する効果がある。
そうした効果は、これらの元素の１種以上を含有させる
ことによって発揮されるが、各元素の添加効果をより確
実に発揮させる意味から好ましい下限値は、Ｃｒ：０．
０５％程度以上、Ｍｏ：０．０５％程度以上、Ｔｉ：
０．０１％程度以上、Ｖ：０．０５％程度以上、Ｂ：
０．０００５％程度以上、Ｎｂ：０．０１％程度以上で
ある。しかし、上限値を超えて過度に含有させてもそれ
以上の改質効果は発揮されないので経済的に無駄であ
る。
下、Ｔｉ：０．５％以下、Ｖ：０．５％以下、Ｂ：０．
０１％以下、Ｎｂ：０．１％以下 これらの元素は、いずれも焼入れ性を高めて高強度化に
寄与する成分である点で同効元素である。これらの元素
のうち特にＣｒ、Ｍｏは、焼入れ性を高めて高強度化に
寄与する。また本発明の鋼材は、前述の如く使用時に溶
接熱の影響を受けるが、ＣｒやＭｏは、前述したＳｉと
共に熱による軟化を抑える作用を有しており、溶接熱に
よる強度低下を抑えて溶接強度を一層高める意味からも
有効な元素である。またＶ、Ｔｉ、Ｎｂは、焼入れ性の
向上に寄与する他、オーステナイト結晶粒の粗大化を防
止して靭性を高める効果も発揮する。またＢは、粒界に
集散することにより鋼の焼入れ性を向上させると共に、
粒界へのＭｎやＰの偏析・析出を抑制する効果がある。
そうした効果は、これらの元素の１種以上を含有させる
ことによって発揮されるが、各元素の添加効果をより確
実に発揮させる意味から好ましい下限値は、Ｃｒ：０．
０５％程度以上、Ｍｏ：０．０５％程度以上、Ｔｉ：
０．０１％程度以上、Ｖ：０．０５％程度以上、Ｂ：
０．０００５％程度以上、Ｎｂ：０．０１％程度以上で
ある。しかし、上限値を超えて過度に含有させてもそれ
以上の改質効果は発揮されないので経済的に無駄であ
る。
【００２０】また、鋼中に不可避不純物として混入する
ことの多いＡｌ，Ｐ，Ｓ，Ｎについては、以下に示す様
な理由から、夫々上限値を下記の様に制限することが好
ましい。
ことの多いＡｌ，Ｐ，Ｓ，Ｎについては、以下に示す様
な理由から、夫々上限値を下記の様に制限することが好
ましい。
【００２１】Ａｌ：０．０８％以下（０％を含む） Ａｌは、精錬時に脱酸剤として作用し鋼中の酸素と結合
しＡｌ2 Ｏ3 となって酸素を捕捉する他、窒素と結合し
てＡｌＮを生成して金属組織を微細化する作用を有して
いるが、多過ぎると却って結晶粒を粗大化し、また鋼中
の非金属系介在物量の増大により靭性を劣化させるの
で、０．０８％以下に抑えるのが良い。なお、該Ａｌに
よってもたらされる上記作用効果を有効に発揮させる上
では、０．００５％程度以上のＡｌを含有させることが
望ましい。
しＡｌ2 Ｏ3 となって酸素を捕捉する他、窒素と結合し
てＡｌＮを生成して金属組織を微細化する作用を有して
いるが、多過ぎると却って結晶粒を粗大化し、また鋼中
の非金属系介在物量の増大により靭性を劣化させるの
で、０．０８％以下に抑えるのが良い。なお、該Ａｌに
よってもたらされる上記作用効果を有効に発揮させる上
では、０．００５％程度以上のＡｌを含有させることが
望ましい。
【００２２】Ｐ，Ｓ：夫々０．０４％以下（０％を含
む） ＰおよびＳは、鋼材の靭延性に悪影響を及ぼすばかりで
なく、偏析を起こして焼入れ性にばらつきを生じさせる
有害な元素であり、これらの欠点を生じさせないために
は、ＰおよびＳをいずれも０．０４％以下、より好まし
くは０．０２％以下に抑えるべきである。
む） ＰおよびＳは、鋼材の靭延性に悪影響を及ぼすばかりで
なく、偏析を起こして焼入れ性にばらつきを生じさせる
有害な元素であり、これらの欠点を生じさせないために
は、ＰおよびＳをいずれも０．０４％以下、より好まし
くは０．０２％以下に抑えるべきである。
【００２３】Ｎ：１００ｐｐｍ以下（０ｐｐｍを含む） Ｎは、熱延後の伸線加工を行なう際に時効によって鋼線
の延性を悪化させる要因となり、その障害は１００ｐｐ
ｍを超えると顕著に現われてくる。尚Ｎ量は少ない方が
好ましく、勿論全く含まなくても構わないが、通常は不
可避的に混入してくる元素であり、２０〜１００ｐｐｍ
の含有は許容される。
の延性を悪化させる要因となり、その障害は１００ｐｐ
ｍを超えると顕著に現われてくる。尚Ｎ量は少ない方が
好ましく、勿論全く含まなくても構わないが、通常は不
可避的に混入してくる元素であり、２０〜１００ｐｐｍ
の含有は許容される。
【００２４】本発明の高強度熱延鋼材は、上記成分組成
の要件を満たすという条件の下で、その断面組織が極め
て重要であり、横断面組織中に占める（ベイナイト＋パ
ーライト）分率（以下、Ｂ・Ｐ分率ということがある）
が１０〜９５％で、残部がフェライト、マルテンサイト
および残留オーステナイトの１種以上からなるものでな
ければならない。しかして断面組織中に占めるＢ・Ｐ分
率は、熱延鋼材の強度と靭延性や加工性等に顕著な影響
を及ぼし、上記の様にＣ量などを低めに抑えた成分系で
本発明で意図する様な高強度を確保すると共に適度の加
工性を保証するには、Ｂ・Ｐ分率を１０〜９５％の範囲
とすることが極めて重要となる。
の要件を満たすという条件の下で、その断面組織が極め
て重要であり、横断面組織中に占める（ベイナイト＋パ
ーライト）分率（以下、Ｂ・Ｐ分率ということがある）
が１０〜９５％で、残部がフェライト、マルテンサイト
および残留オーステナイトの１種以上からなるものでな
ければならない。しかして断面組織中に占めるＢ・Ｐ分
率は、熱延鋼材の強度と靭延性や加工性等に顕著な影響
を及ぼし、上記の様にＣ量などを低めに抑えた成分系で
本発明で意図する様な高強度を確保すると共に適度の加
工性を保証するには、Ｂ・Ｐ分率を１０〜９５％の範囲
とすることが極めて重要となる。
【００２５】即ちＢ・Ｐ分率が１０％未満では、金属組
織面からの強度向上効果が有効に発揮されなくなり、本
発明で意図するレベルの高強度が得られなくなる。しか
しＢ・Ｐ分率が９５％を超えて過度に高くなり過ぎる
と、曲げ加工性が著しく悪くなる他、組織中のマルテン
サイト分率が高くなり、伸線加工におけるダイス寿命の
低下や曲げ加工時に切断し易くなるといった問題が生じ
てくるので、Ｂ・Ｐ分率の上限は９５％と定めた。また
本発明の熱延鋼材は、その目的の一つである高強度特性
を有効に発揮させる意味から、０．２％耐力が８００Ｎ
／ｍｍ2 以上であることが望ましく、こうした強度特性
と優れた溶接性を兼備せしめることによって、従来材に
対し卓越した優位性を誇ることができる。
織面からの強度向上効果が有効に発揮されなくなり、本
発明で意図するレベルの高強度が得られなくなる。しか
しＢ・Ｐ分率が９５％を超えて過度に高くなり過ぎる
と、曲げ加工性が著しく悪くなる他、組織中のマルテン
サイト分率が高くなり、伸線加工におけるダイス寿命の
低下や曲げ加工時に切断し易くなるといった問題が生じ
てくるので、Ｂ・Ｐ分率の上限は９５％と定めた。また
本発明の熱延鋼材は、その目的の一つである高強度特性
を有効に発揮させる意味から、０．２％耐力が８００Ｎ
／ｍｍ2 以上であることが望ましく、こうした強度特性
と優れた溶接性を兼備せしめることによって、従来材に
対し卓越した優位性を誇ることができる。
【００２６】尚上記のＢ・Ｐ分率は、前述の如く鋼材の
強度と加工性に大きな影響を及ぼし、Ｂ・Ｐ分率の低い
ものは相対的に強度が低めで優れた加工性を有してお
り、一方Ｂ・Ｐ分率の高いものは相対的に高強度で加工
性が不足気味となる。従って、本発明で規定する範囲の
Ｂ・Ｐ分率を有するものであっても、該Ｂ・Ｐ分率が低
めである熱延鋼材、例えばＢ・Ｐ分率が１０〜６０％程
度である熱延鋼材は、そのままで曲げ加工性等が重視さ
れる用途に適用し、あるいは更に曲げ加工や伸線加工を
施すことにより加工硬化を生じせしめ、所要の線径と強
度にしてから使用される。
強度と加工性に大きな影響を及ぼし、Ｂ・Ｐ分率の低い
ものは相対的に強度が低めで優れた加工性を有してお
り、一方Ｂ・Ｐ分率の高いものは相対的に高強度で加工
性が不足気味となる。従って、本発明で規定する範囲の
Ｂ・Ｐ分率を有するものであっても、該Ｂ・Ｐ分率が低
めである熱延鋼材、例えばＢ・Ｐ分率が１０〜６０％程
度である熱延鋼材は、そのままで曲げ加工性等が重視さ
れる用途に適用し、あるいは更に曲げ加工や伸線加工を
施すことにより加工硬化を生じせしめ、所要の線径と強
度にしてから使用される。
【００２７】またＢ・Ｐ分率が高めである熱延鋼材、例
えばＢ・Ｐ分率が４０〜９５％程度である熱延鋼材は、
そのままで高強度が求められる鉄筋等の棒鋼などとして
実用化され、あるいは、必要によっては一旦軟化焼鈍に
付すことにより加工性を高めてから曲げ加工や伸線加工
して実用化することも可能である。
えばＢ・Ｐ分率が４０〜９５％程度である熱延鋼材は、
そのままで高強度が求められる鉄筋等の棒鋼などとして
実用化され、あるいは、必要によっては一旦軟化焼鈍に
付すことにより加工性を高めてから曲げ加工や伸線加工
して実用化することも可能である。
【００２８】なお、本発明の熱延鋼材を伸線加工してか
ら鋼線として活用する場合、熱延工程で鋼材表面に生じ
たスケールは伸線加工工程で殆んど除去されるため、該
表面スケールによって溶接性が阻害されることは殆んど
ないが、実質的に伸線加工を行なわず調整冷却の後実質
的にそのままで棒鋼等として使用する場合、熱延工程で
表面に生じたスケールは溶接性に顕著な悪影響を及ぼし
てくる。従って、上記の様にＢ・Ｐ分率が４０〜９５％
で熱延後実質的に伸線加工しないで棒鋼などとして用い
られる熱延鋼材の場合は、こうしたスケールによる溶接
性の劣化を抑えるため、スケール付着量を０．４％以下
に抑えることが重要となる。
ら鋼線として活用する場合、熱延工程で鋼材表面に生じ
たスケールは伸線加工工程で殆んど除去されるため、該
表面スケールによって溶接性が阻害されることは殆んど
ないが、実質的に伸線加工を行なわず調整冷却の後実質
的にそのままで棒鋼等として使用する場合、熱延工程で
表面に生じたスケールは溶接性に顕著な悪影響を及ぼし
てくる。従って、上記の様にＢ・Ｐ分率が４０〜９５％
で熱延後実質的に伸線加工しないで棒鋼などとして用い
られる熱延鋼材の場合は、こうしたスケールによる溶接
性の劣化を抑えるため、スケール付着量を０．４％以下
に抑えることが重要となる。
【００２９】熱延ままの鋼材あるいは棒鋼としてのスケ
ール付着量を少なく抑える為の具体的手段としては、た
とえば熱延終了後の冷却開始温度を９２５℃程度以下の
低めに抑え、酸化を抑える方法等を採用すればよい。
ール付着量を少なく抑える為の具体的手段としては、た
とえば熱延終了後の冷却開始温度を９２５℃程度以下の
低めに抑え、酸化を抑える方法等を採用すればよい。
【００３０】熱延鋼材に伸線加工を施して使用する場
合、熱延鋼材の金属組織は伸線加工によって形状は若干
変わるが、Ｂ・Ｐ分率自体は殆んど変わらず、また伸線
加工に先立って加工性向上の為の熱処理を行なった場合
でも、本発明で採用される４５０〜６５０℃の範囲の熱
処理温度域では、僅かに組織の球状化傾向が認められる
だけであってＢ・Ｐ分率自体は殆んど変わらない。従っ
て、伸線加工によって得られる鋼線材の金属組織も、伸
線加工前の組織であるＢ・Ｐ分率（面積率）で１０〜９
５％の範囲内のものとなる。
合、熱延鋼材の金属組織は伸線加工によって形状は若干
変わるが、Ｂ・Ｐ分率自体は殆んど変わらず、また伸線
加工に先立って加工性向上の為の熱処理を行なった場合
でも、本発明で採用される４５０〜６５０℃の範囲の熱
処理温度域では、僅かに組織の球状化傾向が認められる
だけであってＢ・Ｐ分率自体は殆んど変わらない。従っ
て、伸線加工によって得られる鋼線材の金属組織も、伸
線加工前の組織であるＢ・Ｐ分率（面積率）で１０〜９
５％の範囲内のものとなる。
【００３１】尚上記において、Ｂ・Ｐ分率が同じであっ
ても、（ベイナイト＋パーライト）組織の中のベイナイ
トとパーライトの面積比率［ベイナイト／パーライト×
１００（％）：以下、Ｂ／Ｐ比率という］によっても強
度や加工性は変わり、ベイナイトが多くなると強度は高
くなる一方で加工性は低下傾向を示し、ベイナイトが少
なくなると強度は低くなる一方で加工性は向上してくる
が、本発明で定める上記Ｂ・Ｐ分率の範囲で高強度と優
れた加工性を安定して確保するには、Ｂ／Ｐ比率で６０
％程度以上、より好ましくは８０％程度以上が好まし
い。
ても、（ベイナイト＋パーライト）組織の中のベイナイ
トとパーライトの面積比率［ベイナイト／パーライト×
１００（％）：以下、Ｂ／Ｐ比率という］によっても強
度や加工性は変わり、ベイナイトが多くなると強度は高
くなる一方で加工性は低下傾向を示し、ベイナイトが少
なくなると強度は低くなる一方で加工性は向上してくる
が、本発明で定める上記Ｂ・Ｐ分率の範囲で高強度と優
れた加工性を安定して確保するには、Ｂ／Ｐ比率で６０
％程度以上、より好ましくは８０％程度以上が好まし
い。
【００３２】本発明で規定する上記Ｂ・Ｐ分率範囲を満
たし、あるいは更に上記の好ましいＢ／Ｐ比率を有する
熱延鋼材は、前記成分組成の要件を満足する鋼を鋳造し
た後、７５０〜１２５０℃、より好ましくは８００〜１
１５０℃の範囲で熱間圧延を施し、その後の冷却過程
で、２相域温度以上からの冷却を０．１〜３０℃／ｓｅ
ｃ、より好ましくは０．５〜１５℃／ｓｅｃの速度で調
整冷却することによって得ることができる。
たし、あるいは更に上記の好ましいＢ／Ｐ比率を有する
熱延鋼材は、前記成分組成の要件を満足する鋼を鋳造し
た後、７５０〜１２５０℃、より好ましくは８００〜１
１５０℃の範囲で熱間圧延を施し、その後の冷却過程
で、２相域温度以上からの冷却を０．１〜３０℃／ｓｅ
ｃ、より好ましくは０．５〜１５℃／ｓｅｃの速度で調
整冷却することによって得ることができる。
【００３３】かくして得られる本発明の熱延鋼材は、上
記の様に適度の伸びを有すると共に優れた溶接性と高強
度を有しており、そのままでコンクリート補強用鉄筋等
の棒鋼として有効に実用化することができ、或はＢ・Ｐ
分率が低めで加工性の優れたものについては、その後伸
線加工等を施し、また伸線工程で断線を起こす恐れがあ
る高Ｂ・Ｐ分率の熱延鋼材の場合は４５０〜６５０℃の
温度で焼鈍を行い、上記Ｂ・Ｐ分率を実質的に変えるこ
となく塑性変形能を高めてから伸線加工等を行ない、適
度の断面寸法・形状に整えて実用化される。
記の様に適度の伸びを有すると共に優れた溶接性と高強
度を有しており、そのままでコンクリート補強用鉄筋等
の棒鋼として有効に実用化することができ、或はＢ・Ｐ
分率が低めで加工性の優れたものについては、その後伸
線加工等を施し、また伸線工程で断線を起こす恐れがあ
る高Ｂ・Ｐ分率の熱延鋼材の場合は４５０〜６５０℃の
温度で焼鈍を行い、上記Ｂ・Ｐ分率を実質的に変えるこ
となく塑性変形能を高めてから伸線加工等を行ない、適
度の断面寸法・形状に整えて実用化される。
【００３４】
【実施例】次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限
を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範
囲で変更を加えて実施することも勿論可能であり、それ
らはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限
を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範
囲で変更を加えて実施することも勿論可能であり、それ
らはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３５】実施例 図１は、用いる鋼中のＣ含有量が溶接強度に及ぼす影響
を確認するために行なった実験結果を示したものであ
り、Ｓｉ：０．７５〜０．９０％、Ｍｎ：１．４０〜
１．５５％のベース組成を有し、Ｃ量のみを０．０７〜
０．４２の範囲で変えた熱延鋼線材（５．５ｍｍφ）を
使用し、オーステナイト化した後水焼入れした鋼線につ
いて、絞りおよび引張強さを調べた結果を示したもので
ある。水焼入れしてマルテンサイト組織とした理由は、
溶接時の熱影響で溶接部の金属組織がマルテンサイト組
織となり、この組織の強度や延性が溶接強度に大きな影
響を及ぼすからである。即ち、溶接部が硬い鋼組織であ
っても延性がなければ溶接強度は低下し、又たとえ延性
に優れたものであっても柔らかい鋼組織であれば十分な
溶接強度が得られなくなるからである。
を確認するために行なった実験結果を示したものであ
り、Ｓｉ：０．７５〜０．９０％、Ｍｎ：１．４０〜
１．５５％のベース組成を有し、Ｃ量のみを０．０７〜
０．４２の範囲で変えた熱延鋼線材（５．５ｍｍφ）を
使用し、オーステナイト化した後水焼入れした鋼線につ
いて、絞りおよび引張強さを調べた結果を示したもので
ある。水焼入れしてマルテンサイト組織とした理由は、
溶接時の熱影響で溶接部の金属組織がマルテンサイト組
織となり、この組織の強度や延性が溶接強度に大きな影
響を及ぼすからである。即ち、溶接部が硬い鋼組織であ
っても延性がなければ溶接強度は低下し、又たとえ延性
に優れたものであっても柔らかい鋼組織であれば十分な
溶接強度が得られなくなるからである。
【００３６】この図からも明らかである様に、鋼中のＣ
量が０．２５％までは高レベルの引張強さを保っている
が、Ｃ量が０．２２％を超えると延性の指標となる絞り
値が急激に低下しており、溶接後の急冷で延性が確保で
きなくなることを確認できる。即ちこの結果より、本発
明で意図するレベルの優れた溶接強度を確保するには、
鋼中のＣ量を０．２２％以下に抑えなければならないこ
とが分かる。
量が０．２５％までは高レベルの引張強さを保っている
が、Ｃ量が０．２２％を超えると延性の指標となる絞り
値が急激に低下しており、溶接後の急冷で延性が確保で
きなくなることを確認できる。即ちこの結果より、本発
明で意図するレベルの優れた溶接強度を確保するには、
鋼中のＣ量を０．２２％以下に抑えなければならないこ
とが分かる。
【００３７】次に、表１に示す如く化学組成を種々変化
させた鋼材を溶製・鋳造し、８００〜１１５０℃で熱間
圧延を行なった後の冷却速度を種々変えることによって
金属組織の異なる鋼材（直径１１．５ｍｍまたは７．５
ｍｍの熱延鋼材）を作製し、夫々について０．２％耐
力、伸び、スケール付着量を求めると共に十字溶接引張
試験を行ない、表２に示す結果を得た。尚十字溶接引張
試験は、２本の同一径の線材を十字状に電気抵抗溶接し
た後、交点を母材から引張り破壊し、このときの破断荷
重を測定することによって溶接性を評価した。溶接時の
据え込み量は１．５ｍｍ一定とした。
させた鋼材を溶製・鋳造し、８００〜１１５０℃で熱間
圧延を行なった後の冷却速度を種々変えることによって
金属組織の異なる鋼材（直径１１．５ｍｍまたは７．５
ｍｍの熱延鋼材）を作製し、夫々について０．２％耐
力、伸び、スケール付着量を求めると共に十字溶接引張
試験を行ない、表２に示す結果を得た。尚十字溶接引張
試験は、２本の同一径の線材を十字状に電気抵抗溶接し
た後、交点を母材から引張り破壊し、このときの破断荷
重を測定することによって溶接性を評価した。溶接時の
据え込み量は１．５ｍｍ一定とした。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】表１，２より次の様に考察することができ
る。供試鋼Ａは、従来の低炭素鋼（軟鋼）を使用し、熱
間圧延の後通常の調整冷却を行なったものであり、スケ
ール付着量が多いため溶接性が悪く、しかもＳｉ量およ
びＭｎ量が不足する他、Ｂ・Ｐ分率も規定範囲に満たな
いため耐力が乏しく高強度化の目的が果たせない。また
供試材Ｃは、Ｃ量のみが不足する比較例であり、硬さ不
足の為０．２％耐力が低く、またスケ−ル付着量がやや
多くて溶接強度も不足気味である。供試材Ｄは従来の高
炭素鋼（硬鋼）を用いた例であり、０．２％耐力は良好
であるが、スケール付着量が多く溶接時の破断荷重が低
くて溶接性が乏しい。
る。供試鋼Ａは、従来の低炭素鋼（軟鋼）を使用し、熱
間圧延の後通常の調整冷却を行なったものであり、スケ
ール付着量が多いため溶接性が悪く、しかもＳｉ量およ
びＭｎ量が不足する他、Ｂ・Ｐ分率も規定範囲に満たな
いため耐力が乏しく高強度化の目的が果たせない。また
供試材Ｃは、Ｃ量のみが不足する比較例であり、硬さ不
足の為０．２％耐力が低く、またスケ−ル付着量がやや
多くて溶接強度も不足気味である。供試材Ｄは従来の高
炭素鋼（硬鋼）を用いた例であり、０．２％耐力は良好
であるが、スケール付着量が多く溶接時の破断荷重が低
くて溶接性が乏しい。
【００４１】供試材ＥはＳｉ量が多過ぎる比較例であ
り、伸びが低くて加工性が乏しく且つ０．２％耐力も不
足気味であり、しかも溶接熱により焼入れ硬化を起こし
て溶接破断荷重が十分上がらなくなる。
り、伸びが低くて加工性が乏しく且つ０．２％耐力も不
足気味であり、しかも溶接熱により焼入れ硬化を起こし
て溶接破断荷重が十分上がらなくなる。
【００４２】これらに対し供試材Ｂ，Ｆ〜Ｌは本発明に
規定要件を全て満足する実施例であり、熱延材としての
０．２％耐力、伸びおよび溶接性のいずれにおいてもバ
ランスのとれた優れた値が得られている。
規定要件を全て満足する実施例であり、熱延材としての
０．２％耐力、伸びおよび溶接性のいずれにおいてもバ
ランスのとれた優れた値が得られている。
【００４３】尚図２（Ａ），（Ｂ）は、本発明に係る熱
延鋼材の代表例として、表２に示した（Ｉ−１）および
（Ｉ−２）の横断面組織を示す図面代用顕微鏡写真を示
している。
延鋼材の代表例として、表２に示した（Ｉ−１）および
（Ｉ−２）の横断面組織を示す図面代用顕微鏡写真を示
している。
【００４４】次に上記表１，２に示した熱延鋼材の一部
について、Ｂ・Ｐ分率の低いものについてはそのまま伸
線加工を行ない、またＢ・Ｐ分率が高く且つ伸線加工率
の高い場合は５５０℃で５時間の熱処理を施してから伸
線加工を施し、得られた各伸線材について０．２％耐
力、伸び、捻回値および溶接性を調べた。結果を表３に
示す。
について、Ｂ・Ｐ分率の低いものについてはそのまま伸
線加工を行ない、またＢ・Ｐ分率が高く且つ伸線加工率
の高い場合は５５０℃で５時間の熱処理を施してから伸
線加工を施し、得られた各伸線材について０．２％耐
力、伸び、捻回値および溶接性を調べた。結果を表３に
示す。
【００４５】
【表３】
【００４６】表３からも明らかである様に、供試材Ａ
は、従来の低炭素鋼でＢ・Ｐ分率が低過ぎる比較例であ
り、捻回値が高く加工性は良好であるが、引張強さおよ
び溶接強度が低く、本発明の目的に合致しない。また供
試材Ｄは、従来の高炭素鋼であり、伸線材としての引張
強さは良好であるが捻回値が低く、またＣ量が多過ぎる
ため溶接後に過冷却組織が出現して強度劣化を起こし、
溶接破断荷重が極端に低くなっている。
は、従来の低炭素鋼でＢ・Ｐ分率が低過ぎる比較例であ
り、捻回値が高く加工性は良好であるが、引張強さおよ
び溶接強度が低く、本発明の目的に合致しない。また供
試材Ｄは、従来の高炭素鋼であり、伸線材としての引張
強さは良好であるが捻回値が低く、またＣ量が多過ぎる
ため溶接後に過冷却組織が出現して強度劣化を起こし、
溶接破断荷重が極端に低くなっている。
【００４７】これらに対し、供試材Ｂ−１，２，３，Ｆ
−１，２はいずれも本発明の規定要件を全て満足する実
施例であり、Ｂ・Ｐ分率が低めであるものはそのまま伸
線加工を施し、Ｂ・Ｐ分率が高めであるものは適度の熱
処理を施すことによって、引張強さ、捻回値および溶接
性のいずれにおいても優れた性能を示す伸線材が得られ
ている。尚表３の熱延材と伸線材のＢ・Ｐ分率を見れば
分かる様に、熱処理の有無に拘らず伸線加工の前後でＢ
・Ｐ分率は殆んど変わっていない。尚図３（Ａ），
（Ｂ）は、他の実験で得た伸線材の横断面組織を例示す
る図面代用顕微鏡写真［図３（Ａ）は、伸線加工歪みを
０．３１とした伸線材でＢ・Ｐ分率６０％であるもの、
図３（Ｂ）は、伸線加工歪みを１．８８とした伸線材で
Ｂ・Ｐ分率５４％であるもの］であり、加工歪みが大き
くなるにつれて横断面組織の形状はかなり変わってくる
が、Ｂ・Ｐ分率の絶対値そのものは殆んど変化しない。
−１，２はいずれも本発明の規定要件を全て満足する実
施例であり、Ｂ・Ｐ分率が低めであるものはそのまま伸
線加工を施し、Ｂ・Ｐ分率が高めであるものは適度の熱
処理を施すことによって、引張強さ、捻回値および溶接
性のいずれにおいても優れた性能を示す伸線材が得られ
ている。尚表３の熱延材と伸線材のＢ・Ｐ分率を見れば
分かる様に、熱処理の有無に拘らず伸線加工の前後でＢ
・Ｐ分率は殆んど変わっていない。尚図３（Ａ），
（Ｂ）は、他の実験で得た伸線材の横断面組織を例示す
る図面代用顕微鏡写真［図３（Ａ）は、伸線加工歪みを
０．３１とした伸線材でＢ・Ｐ分率６０％であるもの、
図３（Ｂ）は、伸線加工歪みを１．８８とした伸線材で
Ｂ・Ｐ分率５４％であるもの］であり、加工歪みが大き
くなるにつれて横断面組織の形状はかなり変わってくる
が、Ｂ・Ｐ分率の絶対値そのものは殆んど変化しない。
【００４８】また図４は、上記表３に示した供試材Ａ
（比較材）、Ｂ−１（本発明材）および供試材Ｄ（比較
材）の十字溶接引張試験において、据え込み量と破断荷
重の関係を調べた結果を示したグラフであり、従来の低
炭素鋼および高炭素鋼よりなる伸線材（供試材Ａ，Ｄ）
に比べて、本発明材（供試材Ｂ−１）は格段に優れた据
え込み強度特性を有していることが分かる。
（比較材）、Ｂ−１（本発明材）および供試材Ｄ（比較
材）の十字溶接引張試験において、据え込み量と破断荷
重の関係を調べた結果を示したグラフであり、従来の低
炭素鋼および高炭素鋼よりなる伸線材（供試材Ａ，Ｄ）
に比べて、本発明材（供試材Ｂ−１）は格段に優れた据
え込み強度特性を有していることが分かる。
【００４９】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、Ｃ
量を低めに抑えた低炭素鋼をベース組成とすることによ
って優れた溶接性を確保し、且つＳｉ量やＭｎ量等を規
定すると共に、横断面組織中に占めるＢ・Ｐ分率が１０
〜９５％、残部がフェライト、マルテンサイトおよび残
留オーステナイトのうち少なくとも１種および２種以上
からなる混合組織とすることにより、優れた靭延性、加
工性、溶接性を兼ね備えた高強度熱延鋼材を提供するこ
とができる。従ってこの熱延鋼材は、熱延ままで加工性
の優れたものについては更に伸線加工等を施し、また伸
線工程で断線を起こす恐れがある高Ｂ・Ｐ分率の熱延鋼
材の場合は適当な温度で焼鈍を行い、マルテンサイトや
ベイナイト組織の塑性変形能を高めてから伸線加工等を
行ない、適度の断面寸法・形状に整えることにより、溶
接金網、自動車用シートの枠線、インサートワイヤ、各
種ばね材の如き各種鋼線として有効に活用できる。ま
た、Ｂ・Ｐ分率が４０〜９５％である高強度の熱延鋼材
については、スケール付着量を抑えることによって溶接
性の劣化を抑え、例えばコンクリート補強用鉄筋等に用
いる棒鋼等として、熱延間まで有効に活用することがで
きる。
量を低めに抑えた低炭素鋼をベース組成とすることによ
って優れた溶接性を確保し、且つＳｉ量やＭｎ量等を規
定すると共に、横断面組織中に占めるＢ・Ｐ分率が１０
〜９５％、残部がフェライト、マルテンサイトおよび残
留オーステナイトのうち少なくとも１種および２種以上
からなる混合組織とすることにより、優れた靭延性、加
工性、溶接性を兼ね備えた高強度熱延鋼材を提供するこ
とができる。従ってこの熱延鋼材は、熱延ままで加工性
の優れたものについては更に伸線加工等を施し、また伸
線工程で断線を起こす恐れがある高Ｂ・Ｐ分率の熱延鋼
材の場合は適当な温度で焼鈍を行い、マルテンサイトや
ベイナイト組織の塑性変形能を高めてから伸線加工等を
行ない、適度の断面寸法・形状に整えることにより、溶
接金網、自動車用シートの枠線、インサートワイヤ、各
種ばね材の如き各種鋼線として有効に活用できる。ま
た、Ｂ・Ｐ分率が４０〜９５％である高強度の熱延鋼材
については、スケール付着量を抑えることによって溶接
性の劣化を抑え、例えばコンクリート補強用鉄筋等に用
いる棒鋼等として、熱延間まで有効に活用することがで
きる。
【図１】鋼材中のＣ量と引張強さおよび絞りの関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図２】実施例で得た高強度熱延鋼材の代表的な横断面
金属組織を示す図面代用顕微鏡写真である。
金属組織を示す図面代用顕微鏡写真である。
【図３】実施例で得た高強度伸線材の代表的な横断面金
属組織を示す図面代用顕微鏡写真である。
属組織を示す図面代用顕微鏡写真である。
【図４】実施例および比較例で用いた熱延鋼材の破断荷
重と据込み量の関係を示すグラフである。
重と据込み量の関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/32 Ｃ２２Ｃ 38/32 (72)発明者 百▲崎▼ 寛 神戸市灘区灘浜東町２番地 株式会社神戸 製鋼所神戸製鉄所内
Claims (9)
- 【請求項１】Ｃ ：０．０５〜０．２２％（以下、特記
しない限り質量％を意味する） Ｓｉ：０．５〜２．０％ Ｍｎ：０．５〜２．０％ の要件を満たす鋼を熱間圧延後調整冷却してなり、横断
面組織中に占める（ベイナイト＋パーライト）面積率が
１０〜９５％、残部がフェライト、マルテンサイトおよ
び残留オーステナイトの１種以上であることを特徴とす
る溶接性に優れた高強度熱延鋼材。 - 【請求項２】 鋼が、他の成分として、 Ｃｒ：１．５％以下（０％を含まない） Ｍｏ：１．０％以下（０％を含まない） Ｔｉ：０．５％以下（０％を含まない） Ｖ ：０．５％以下（０％を含まない） Ｂ ：０．０１％以下（０％を含まない） Ｎｂ：０．１％以下（０％を含まない） よりなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む
ものである請求項１に記載の熱延鋼材。 - 【請求項３】 鋼中のＡｌ，Ｐ，Ｓ，Ｎの各含有率が Ａｌ：０．０８％以下（０％を含む） Ｐ ：０．０４％以下（０％を含む） Ｓ ：０．０４％以下（０％を含む） Ｎ ：１００ｐｐｍ以下（０ｐｐｍを含む） である請求項１または２記載の熱延鋼材。
- 【請求項４】 ０．２％耐力が８００Ｎ／ｍｍ2 以上で
ある請求項１〜３のいずれかに記載の熱延鋼材。 - 【請求項５】 横断面組織中に占める（ベイナイト＋パ
ーライト）面積率が１０〜６０％であり、そのまま伸線
加工を施して使用されるものである請求項１〜４のいず
れかに記載の熱延鋼材。 - 【請求項６】 横断面組織中に占める（ベイナイト＋パ
ーライト）面積率が４０〜９５％であり、調整冷却の後
４５０〜６５０℃で熱処理し、伸線加工を施して使用さ
れるものである請求項１〜４のいずれかに記載の熱延鋼
材。 - 【請求項７】 横断面組織中に占める（ベイナイト＋パ
ーライト）面積率が４０〜９５％で、且つ表面のスケー
ル付着量が０．４％以下であり、実質的に伸線加工を行
なわないで使用されるものである請求項１〜４のいずれ
かに記載の熱延鋼材。 - 【請求項８】 請求項７記載の熱延鋼材からなる溶接性
に優れた高強度棒鋼。 - 【請求項９】 請求項１〜６のいずれかに記載の熱延鋼
材を伸線加工してなり、横断面組織中に占める（ベイナ
イト＋パーライト）面積率が１０〜９５％、残部がフェ
ライト、マルテンサイトおよび残留オーステナイトの１
種以上であることを特徴とする溶接性に優れた高強度鋼
線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14820797A JP3757027B2 (ja) | 1996-06-05 | 1997-06-05 | 溶接性に優れた高強度熱延鋼材及びこれを用いた高強度鋼線並びに高強度棒鋼 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-143281 | 1996-06-05 | ||
| JP14328196 | 1996-06-05 | ||
| JP14820797A JP3757027B2 (ja) | 1996-06-05 | 1997-06-05 | 溶接性に優れた高強度熱延鋼材及びこれを用いた高強度鋼線並びに高強度棒鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1053814A true JPH1053814A (ja) | 1998-02-24 |
| JP3757027B2 JP3757027B2 (ja) | 2006-03-22 |
Family
ID=26475055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14820797A Expired - Fee Related JP3757027B2 (ja) | 1996-06-05 | 1997-06-05 | 溶接性に優れた高強度熱延鋼材及びこれを用いた高強度鋼線並びに高強度棒鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3757027B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996018483A1 (en) * | 1994-12-15 | 1996-06-20 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Pelletizer particularly suitable for pelletizing water-dispersible melt-extrudate |
| JP2006312771A (ja) * | 2005-05-09 | 2006-11-16 | Nippon Steel Corp | 冷間鍛造性に優れた線材及びその製造方法 |
| US7462251B2 (en) * | 2002-11-19 | 2008-12-09 | Usinor | Method for making an abrasion-resistant steel plate |
| JP2012132097A (ja) * | 2010-11-30 | 2012-07-12 | Kobe Steel Ltd | ばね用鋼、ばね用鋼線及びばね |
| KR101403267B1 (ko) * | 2012-04-12 | 2014-06-02 | 주식회사 포스코 | 신선성이 우수한 고강도 선재 및 강선과 이들의 제조방법 |
| KR101428172B1 (ko) * | 2012-07-13 | 2014-08-07 | 주식회사 포스코 | 강도가 우수한 스프링용 선재 및 강선 및 이들의 제조방법 |
-
1997
- 1997-06-05 JP JP14820797A patent/JP3757027B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996018483A1 (en) * | 1994-12-15 | 1996-06-20 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Pelletizer particularly suitable for pelletizing water-dispersible melt-extrudate |
| US7462251B2 (en) * | 2002-11-19 | 2008-12-09 | Usinor | Method for making an abrasion-resistant steel plate |
| US7998285B2 (en) | 2002-11-19 | 2011-08-16 | Industeel Creusot | Abrasion-resistant steel plate |
| JP2006312771A (ja) * | 2005-05-09 | 2006-11-16 | Nippon Steel Corp | 冷間鍛造性に優れた線材及びその製造方法 |
| JP2012132097A (ja) * | 2010-11-30 | 2012-07-12 | Kobe Steel Ltd | ばね用鋼、ばね用鋼線及びばね |
| KR101403267B1 (ko) * | 2012-04-12 | 2014-06-02 | 주식회사 포스코 | 신선성이 우수한 고강도 선재 및 강선과 이들의 제조방법 |
| KR101428172B1 (ko) * | 2012-07-13 | 2014-08-07 | 주식회사 포스코 | 강도가 우수한 스프링용 선재 및 강선 및 이들의 제조방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3757027B2 (ja) | 2006-03-22 |
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