JPS6013029A - 高張力鋼棒材の製造方法 - Google Patents

高張力鋼棒材の製造方法

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JPS6013029A
JPS6013029A JP11826083A JP11826083A JPS6013029A JP S6013029 A JPS6013029 A JP S6013029A JP 11826083 A JP11826083 A JP 11826083A JP 11826083 A JP11826083 A JP 11826083A JP S6013029 A JPS6013029 A JP S6013029A
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Kunihiko Kataoka
片岡 圀彦
Yasushi Shioda
塩田 恭
Fumiaki Kashiwa
柏 文明
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KAWATETSU KOUSEN KOGYO KK
JFE Steel Corp
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KAWATETSU KOUSEN KOGYO KK
Kawasaki Steel Corp
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/06—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
    • C21D8/08—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires for concrete reinforcement

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  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 PC鋼棒を代表例とする高張力鋼棒材は、一般に熱間圧
延を経て調質熱処理すなわち焼入れおよび焼戻し処理を
施し、その後に上記PC鋼棒によるコンクリート構造物
に対するプレストレス導入の便宜を与える几めの、ヘッ
ディングを典型例とする温間加工(亜熱間加工を含む)
を行って使用に供されることが多い。
このような温間加工の九めの加熱には通常高周波誘導加
熱の如き急熱が行われる。
それ故かような温間加工部材における棒材性能の劣化を
来丁うれいがお9、その有効な回避に関連して以下のべ
る技術内容は、高張力鋼棒材の成分調整の下での調質組
織の改善を目指し、一般にPC鋼棒を代表例とする高張
力鋼棒材の製造方法が属する技術の分野に位置する。
問題点 この種の鋼棒材はすでに触れたように、たとえばPC鋼
俸としてPOパイルなどの製造に利用され、通常引張り
強さ14+5/+g/;、−以上のものが多く使用され
る。
しかるにPCパイルの製造にあたってPC鋼棒は予め補
助鉄筋などと組合わせて点溶接などにより鉄筋かとに編
まれるが、それに先立って鋼棒の端部にしばしばヘッデ
ィング加工を施し、多数のPC鋼棒を端層と固定する便
宜に供される。
このようにしてつくられたヘッド部がもしも鋼棒のプレ
ストレス導入のための荷重下に破断すると、鋼棒ヘッド
部の破片が飛び散って重大災害音引きおこすおそれがあ
り、この故にヘッダー加工全適用した鋼棒の端部におけ
る・強度を十分ならしめることが要求でれる一万で、作
業上このヘッディング加工つまり亜熱間加工の条件とく
に力ロ熱の温度範囲が広く許容され、しかも安定な強度
持続が期待され得る必要がある。
一般にこの糧鋼棒材として(30J5重量%(以下単に
チで示す) 、Mn o、s%程度を含み、焼入れ焼戻
し処理を施したものが広く用いられて来た75ζ点溶接
後の伸びのほか、とくにヘッダー加工部に充分な強度全
実現するためのへラダー加工加熱温度の範囲が狭いこと
などの点に問題が残されているO 鋼棒材の端部を亜熱間でヘッダー加工する場合の加熱手
段には通常高周波による短時間加熱が用いられ、高周波
出力と加熱時間を調節する0ここに形成されるヘッド部
の強度と、その破断形態は刀日熱条件に大きく左右され
る。
そのため従来鋼棒材のロットによって、また場合によっ
ては同一ロットにおいてもヘッダー自体の変動などから
、十分なヘッド部強度をもたらすために高周波出力、加
熱時間の設定をかえる必要を伴う不利があった。
それ故ヘッダー加工条件すなわち加熱条件が広い範囲で
選び得て、ここに充分なヘッド部強度が達成されること
による利益は技術的にきわめて大きい。
さてヘッド部における破断試験(第1図りの結果によれ
ば、破断形態は第2図のような五種類に大別される。
(a)はへラダー力ロエの影響をうけないところで破断
を生じたものでこの場合へラダー加工による強度低下は
生じていない。
(b) 、 (Cりはヘッダー加工時の加熱によって、
ヘッド部またはヘッド下部の軟化が大きかったものと考
えられ、強度は低下することが多い。
(d) 、 (e)は、ヘッダー加工によりヘッド内部
またはヘッド下部が脆化しあるいはそこにクラックが入
ったものと考えられ、強度は大きく低下する場合がある
。
かかる問題に対処する方法として、さきに温間における
加工性を良好にし、しかも焼戻し軟化抵抗を大きくする
手段につき、特公昭!55−11726号公報をもつ・
て提案をした。
しかるにその開示に従い破断形態(t)) 、 (C+
)丁なわちヘッダー加工時のヘッド下部の軟化を防止す
ることでは有効であるが、ヘッダー加工時の加熱時間が
短い側および長い側に振れたような場合には、しばしば
ヘッド内部またはヘッド下部の脆化による破断形態(C
I) 、 (133’に生じ、これを完全に抑えること
ができなかった。
発想の端緒 発明者らはかかる脆化の原因を種々検討し、その原因が
素材成分のうちSiおよびMnのミクロ偏析にもとづく
縞状組織に起因することをつきとめ・(si)/(Mn
)比を制御することにより縞状組織の解消を果たし、P
C鋼棒のヘッド下部の脆化を完全に防止することができ
た。
発明の目的 上記知見に基き、熱間圧延を経て調質熱処理を施し、そ
の後に温間加工を行って使用に供される□高張力鋼棒材
の、該温間加工に由来する棒材性能の劣化を回避するこ
とが、この発明の目的である。
発明の構成 上記の目的は次の事項にて有効に達成される。
熱間圧延を経て調貿熱処理全施し、その後に温間加工を
行って使用に供される高張力鋼棒材として、0 : 0
.20〜0.50%、 si : 0.5〜2.0%。
In : 0.9〜2.0%およびOr : 0.10
〜0.60 %を0.005%以下のBあるいはさらに
0.010〜0.10係のAA及び/又はT1とともに
含有する溶鋼を溶製し、かつその81およびMn含有量
’c (Sill、(In) Tあられした両者の比(
”)/(Mn) = (1,85±0.85の条件を満
たす組成に成分調整した鋼を用いて熱間圧延したのち焼
入れし、ついで280°0以上の温度で焼戻しを行うこ
とにより、爾後の温間加工中Si 、 Mnのミクロ偏
析に基く、縞状組織を含まずして温間加工性にすぐれし
かも点溶接性レラクセーション値を良好に改良し得る高
張力鋼棒材の製造法。
上記成分調整を行った溶鋼については常法に従う造塊又
は連続鋳造のあと熱間圧延を加えて棒材とし、その後オ
ーステナイト領域より急冷する焼入れ、ついで280℃
以上の温度にて焼戻しする調質熱処理を施すことにより
爾後のたとえばPC鋼棒としての使用に当って亜熱間で
施されるヘッダ・−加工の加熱条件や、その温度変動に
拘らずヘッド部の強度が阻害されずして、しかもヘッド
下部の脆化は完全に防止されるのであり、加えて棒材に
要求される点溶接性やレラクセーション値において、優
れていることが確かめられた。
鋼中成分の限定理由は次のとおりである。
0 : U、2〜0.5% Ofd焼戻しのあとでの引張り強さに関係し0.2チ未
満では280″C以上の焼戻しによυ所要の引張強式と
することが困難となり、また0、5チを越えると充分な
溶接強度を与える溶接条件のもとての伸びの劣化が著し
くなるため0.2〜0.5%の範囲を規定する。
ここに溶接後の伸びの劣化に対しても上記〔8i〕/〔
Mn〕比の制御が有効であって、それによる脆化の防止
により、止揚特公昭55−11726号公報にあっては
Cの上限が0.3%に規制されていたのヲ0.5%まで
拡太し得る。
Si : 0.5〜2.0 % Slについては、ヘラティング加工時におけるヘッド下
部の脆化を抑止するのに不可欠な(Sl)l(In)=
 0.85±0.35の条件を満たすため最低値に、0
.45%となるのが若干の余裕をみこんで下限を0.5
チとする。またSiは半金属としての性格を有するため
、添加量を増すと材料の靭性を損なう傾向があるため上
限値は2.0チとした。
Mn : 0.9〜2.0 % Mnは通常の脱酸および焼入れ効果のほかに、点溶接性
の改善に役立ち、それに有効な0.9〜2.0チにおい
て従来の通常鋼材よりも高目に設定した。
Or : 0.1〜0.6% Orは亜熱間でのへラダー加工における加工性改善と広
範な加熱条件の下で、ヘッド部の強度をl安定に維持す
るのに有効な成分であ、!2%0・1%に満たないとヘ
ッダー加工の加熱条件の範囲を拡げる効果に乏しく、ま
た0、6%’i越えて含有させても効果の増強が期待さ
れず、経済性も劣ることから0.1〜0.6 %の範囲
に限定した。
焼入性を改善する目的でBを0.0050%以下で添カ
ロし、また必要により有効Bを確保するために0.01
0〜0.100チのTi及び/又はA71を添加する。
なお調質熱処理のための焼戻し温度は、280℃より低
いときには、良好なレラクセーショy値が得られ難く、
それ故280℃以上を必要とする。
実施例 従来品種として低si 、低In材(A) 、 CB)
 、高Si低Mn材(0) 、 CD)および(E)な
らびに低Si。
高Mn材(F、G、H)’e、比較例とし、これに対し
この発明に従う実施例(1) 、 (J)および(K)
について行なったヘッド部の破断試験結果を以下に示す
。
表1に供試材の成分を掲げ、これらに高周彼出力を一定
にして加熱時間を変えてヘッダー加工を行なった鋼棒ヘ
ッド部の破断試験結果を第3図に示した。
比較例では加熱時間6秒を越えると破断強度は低下して
いるのに対し、実施例は強度の低下がほとんどなかった
。
次に形態(a)のみの破断とそれ以外の破断形態を含む
ものとを記号を分けて、〔81)/(Kn)比と破断強
度の関係をヘッダー加工時の熱負荷の最も大きい加熱時
間7.5秒について示すと第4図のとおりである。
図から明らかなように、7.5秒加熱後の破断強度は(
si)/(Mn)比0.85前後を最良値トシ、読比が
0.5よりも小さい場合もまた1、2より大きい場合も
著しく破断強度が低下する。
また破断形態についても=)/(In)比0.5未満お
よび1.2越えては形態(Q以外の破断を示す。
従って(S”/(In)比の範囲としては・0・85±
0・85の間に調整すべき必要が明らかである。
これは縞状組織を解消するための炭素溶解度に対する溶
質原子量の適当なバランスがあり、(si)/(Mn)
比0.85はこのバランス量比を示している。
次にPCパイルなどをオートクレーブ養生する場合の高
温でのりラクセーション値ヲ示す。
試験条件線、180℃にて8時間保持して実施した。
表2にレラクセーション値を示した。
表2 リラクセーショ7値 (180°X 3 Hr保
持Xり=3)(チ) この結果より実施例は、従来品に比ペリラクセージョン
特性もとくにすぐれていることがわかったO 第5図は、焼戻し温度とレラクセーションm(ここでは
初期荷重104kg/朋2で室温10時間の値)の関係
をめたものである。
レラクセーション値に焼戻し温度280℃未満では急激
に増加している。このことから焼戻し温度は、280“
C以上とすることがとくに有利である。
発明の効果 この発明によれば熱間加工を経て焼入れ、焼戻し処理を
施した高張力鋼棒材につき、使用に際して温間加工が加
えられる場合に、該加工に伴う棒材特性の劣化を来すべ
き原因が適切な鋼材の成分調整によって除去されたので
、この種の使途における該特性の信頼性を高めその使途
の増大に著しい寄与をもたらす。
【図面の簡単な説明】
第1図はヘッド部の破断試験要領説明図、第2図は破断
形態模式図、 第3図は温間加工加熱時間が破断強度に及はす影響を示
すグラフ、 第5図は、焼戻し温度とレラクセーション関係グラフで
ある。 特許出願人 川崎製鉄株式会社 同 出願人 川鉄鋼線工業株式会社 (f、−eり梁邸塘澱 Δ旭すべきシー五箱3

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 熱間圧延を経て調質熱処理を施し、その後に温間加
    工を行って使用に供される高張カ鋼徨材として、 a : 0.20〜0.50重−iチ Si : 0.5〜2.0重量% In : 0.9〜2.0重−j1% およびOr :
     0.10〜0.60重f% を、0.005重量%以下のBあるいはさらに、0.0
    10〜0.100 li量チのAI及び/又はTiとと
    もに含有する溶鋼を溶製し、かつそのslおよびMn含
    有量を(Si) 、 (Mn)であられした両者の比C
    3i)/(H,) = 0.85±0.85の条件を満
    たす組成に成分調整した鋼を用いて、熱間圧延したのち
    焼入れし、ついで280−0以上の温度で焼き戻しをす
    ることを特徴とする高張力棒材の製造方法−0
JP11826083A 1983-07-01 1983-07-01 高張力鋼棒材の製造方法 Granted JPS6013029A (ja)

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