JPS6112849A - 低温靭性および耐海水性のすぐれた鉄筋棒鋼 - Google Patents
低温靭性および耐海水性のすぐれた鉄筋棒鋼Info
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- JPS6112849A JPS6112849A JP8228285A JP8228285A JPS6112849A JP S6112849 A JPS6112849 A JP S6112849A JP 8228285 A JP8228285 A JP 8228285A JP 8228285 A JP8228285 A JP 8228285A JP S6112849 A JPS6112849 A JP S6112849A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は低温靭性および耐海水性の優れた鉄筋棒鋼に関
するものである。
するものである。
近年の石油事情から液化天然ガスの需要が増加し、貯蔵
基地建設用として鉄筋棒鋼の需要量が多くなってきた。
基地建設用として鉄筋棒鋼の需要量が多くなってきた。
すなわち最近設置される天然ガス貯蔵用容器は、安全性
が重視され、外殻をコンクリートで覆った構造のものが
指向され、補強用鉄筋棒鋼の需要量が増加している。天
然ガス貯蔵用コンクリート鉄筋棒鋼に要求される特性は
、川砂の枯渇からコンクリートの原料として海砂が使用
されるため耐海水性に優れている事、さらに天然ガスの
沸点は一１６５℃であるため一１６５℃までの低温にお
いても脆性を示さない事、および鉄筋棒鋼に要求される
一般的な特性として降伏強度が高い事等である。
が重視され、外殻をコンクリートで覆った構造のものが
指向され、補強用鉄筋棒鋼の需要量が増加している。天
然ガス貯蔵用コンクリート鉄筋棒鋼に要求される特性は
、川砂の枯渇からコンクリートの原料として海砂が使用
されるため耐海水性に優れている事、さらに天然ガスの
沸点は一１６５℃であるため一１６５℃までの低温にお
いても脆性を示さない事、および鉄筋棒鋼に要求される
一般的な特性として降伏強度が高い事等である。
高Ｎｉ鋼は周知のように低温靭性にすぐれ、低温用圧力
容器等に使用されているが非常に高価なため、さほどの
低温靭性を必要としない場合は数％のＮｉを含有する鋼
材が低温圧力用鋼板や低温用鋼管に実用されている。
容器等に使用されているが非常に高価なため、さほどの
低温靭性を必要としない場合は数％のＮｉを含有する鋼
材が低温圧力用鋼板や低温用鋼管に実用されている。
しかしこれは再加熱による焼ならし一焼戻や焼入−焼戻
等のコストの高い熱処理を施して製造されており、また
コンクリート用に海砂が多用される事から近年要求され
始めた耐海水性は必ずしも満足出来るものではなかった
。
等のコストの高い熱処理を施して製造されており、また
コンクリート用に海砂が多用される事から近年要求され
始めた耐海水性は必ずしも満足出来るものではなかった
。
一方鉄筋棒鋼は直径数１０ｍｍに対して長さ数ｍの独特
の細長い形状のため、再加熱焼入・焼戻による製造法で
は熱処理による曲りが避けられず、これの矯正工程およ
び矯正による硬化を除去するための焼鈍工程がさらに必
要となり、繁雑な手間と高い製造コストを要するため従
来殆んどがえりみられていない。このような棒鋼の簡便
な熱処理方法のひとつとして熱間圧延直後の保有熱を利
用し、オーステナイト組織の温度範囲にある赤熱鋼材を
急冷し表層部のみを焼入硬化する方法が提案されている
。この方法は熱処理による曲りも極めて少なくコストも
比較的安い製造法である。
の細長い形状のため、再加熱焼入・焼戻による製造法で
は熱処理による曲りが避けられず、これの矯正工程およ
び矯正による硬化を除去するための焼鈍工程がさらに必
要となり、繁雑な手間と高い製造コストを要するため従
来殆んどがえりみられていない。このような棒鋼の簡便
な熱処理方法のひとつとして熱間圧延直後の保有熱を利
用し、オーステナイト組織の温度範囲にある赤熱鋼材を
急冷し表層部のみを焼入硬化する方法が提案されている
。この方法は熱処理による曲りも極めて少なくコストも
比較的安い製造法である。
従来は低炭素鋼鉄筋に表面焼入法を適用する事によって
合金元素の節減や溶接性の改善を目的としたものであっ
たが、鉄筋内部はフェライトとパーライトの混合組織の
ため、焼入焼戻材に匹敵する靭性を得る事は困雅であっ
た。本発明者らは、低Ｎｉ棒鋼の圧延後の表面焼入につ
いて研究した結果、仕上圧延温度をコントロールし結晶
粒度を細かくする事によってＮｉの効果とあいまって棒
鋼内部の非硬化部も低温靭性が低下せず、さらに鋼材成
分中のＳｉ、ＰおよびＳ含有量を低減すれば靭性が改善
できる事を見出した。
合金元素の節減や溶接性の改善を目的としたものであっ
たが、鉄筋内部はフェライトとパーライトの混合組織の
ため、焼入焼戻材に匹敵する靭性を得る事は困雅であっ
た。本発明者らは、低Ｎｉ棒鋼の圧延後の表面焼入につ
いて研究した結果、仕上圧延温度をコントロールし結晶
粒度を細かくする事によってＮｉの効果とあいまって棒
鋼内部の非硬化部も低温靭性が低下せず、さらに鋼材成
分中のＳｉ、ＰおよびＳ含有量を低減すれば靭性が改善
できる事を見出した。
次にＮｉ鋼の耐海水性について試験したところ、Ｎｉの
耐食作用により耐海水性は一般炭素鋼よりややすぐれて
いるが焼入によるマルテンサイトやベーナイト組織鋼は
焼戻されても化学的に不安定のため耐食性は劣り、目標
とする耐海水性が得られなかった。しかしながら、これ
らの焼戻マルテンサイトまたはベーナイト組織鋼におい
てもｓｉ。
耐食作用により耐海水性は一般炭素鋼よりややすぐれて
いるが焼入によるマルテンサイトやベーナイト組織鋼は
焼戻されても化学的に不安定のため耐食性は劣り、目標
とする耐海水性が得られなかった。しかしながら、これ
らの焼戻マルテンサイトまたはベーナイト組織鋼におい
てもｓｉ。
ＰおよびＳを低減する事によって耐海水性が著しく向」
ニする事がわかった。とくにＳ量の影響は極めて顕著で
ある。
ニする事がわかった。とくにＳ量の影響は極めて顕著で
ある。
本発明は以上の知見にもとづいて、耐海水性および低温
靭性に著しくすぐれた鉄筋棒鋼を提供するものである。
靭性に著しくすぐれた鉄筋棒鋼を提供するものである。
即ち、本発明の要旨とするところは、
Ｃ： ０．１７％以下、Ｓｉ：Ｑ、Ｑ３％以下、Ｍｎ：
０．７０％以下、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ ： Ｏ。
０．７０％以下、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ ： Ｏ。
００５％以下、Ｎｉ：２〜４％、残部が鉄および不可避
的不純物から成り、外周部に深さ３ｍｍ以上の焼戻しマ
ルテンサイトまたはベーナイト層を有し内部はフェライ
トおよびパーライトから成る降伏強度４０ｋｇ／ｍｒｒ
？以上、−１５０℃におけるシャルピー衝撃値４ｋｇ−
ｍ以上を有する低温靭性および耐海水性のすぐれた鉄筋
棒鋼、である。
的不純物から成り、外周部に深さ３ｍｍ以上の焼戻しマ
ルテンサイトまたはベーナイト層を有し内部はフェライ
トおよびパーライトから成る降伏強度４０ｋｇ／ｍｒｒ
？以上、−１５０℃におけるシャルピー衝撃値４ｋｇ−
ｍ以上を有する低温靭性および耐海水性のすぐれた鉄筋
棒鋼、である。
次に本発明において前記のように成分範囲を定めた理由
と本発明鋼に適した製造方法について述べる。
と本発明鋼に適した製造方法について述べる。
Ｃを０．１７％以下としたのは、Ｃは焼入性の高い元素
であり０．１７％を超えると靭性の劣化をきたすためで
ある。他元素との組合せにおいてＣ量が増加すると棒鋼
内部の非硬化部はもとより表層の焼入焼戻部の靭性も低
下し、Ｃ量が０．１７％を越えると目標とする貯蔵タン
クに必要な低温靭性が得られないがらである。Ｓｉはコ
ンクリ−１〜中に埋設した際、鉄筋の表面に生成した被
膜中にＳｉが富化し、シリケートを生成し、コンクリー
トを構成するアルカリ液に侵食される傾向が大きくなる
。従ってこの傾向を軽減させるためにＳｉ量は０．０３
％以下とした。Ｍｎは靭性低下の少ない強化元素として
使用するものであるが、０．７０％超では焼入性が過大
となってＣ同様靭性を劣化させるため０．０７％以下と
した。Ｐは不純物元素として避けられない元素であり０
．０１５％超では耐海水性および低温靭性が劣化するの
で０．０１５％以下とした。ＳはＰとの組合せにおいて
０．００５％以下にする事によって耐海水性および低温
靭性が著しく向上することが判明したので０．００５％
以下とした。Ｎｉは地鉄に固溶し強度および靭性を向上
させるもので、２％未満ではその効果が小さくなりまた
合金コストの点も考慮して２〜４％の範囲とした。また
表層部の焼戻マルテンサイトまたはベーナイト層の深さ
を３ ｍ ｍ以上としたのは３ｍｍ未満では所要の降伏
強度およびシャルピー衝撃値が得られないからである。
であり０．１７％を超えると靭性の劣化をきたすためで
ある。他元素との組合せにおいてＣ量が増加すると棒鋼
内部の非硬化部はもとより表層の焼入焼戻部の靭性も低
下し、Ｃ量が０．１７％を越えると目標とする貯蔵タン
クに必要な低温靭性が得られないがらである。Ｓｉはコ
ンクリ−１〜中に埋設した際、鉄筋の表面に生成した被
膜中にＳｉが富化し、シリケートを生成し、コンクリー
トを構成するアルカリ液に侵食される傾向が大きくなる
。従ってこの傾向を軽減させるためにＳｉ量は０．０３
％以下とした。Ｍｎは靭性低下の少ない強化元素として
使用するものであるが、０．７０％超では焼入性が過大
となってＣ同様靭性を劣化させるため０．０７％以下と
した。Ｐは不純物元素として避けられない元素であり０
．０１５％超では耐海水性および低温靭性が劣化するの
で０．０１５％以下とした。ＳはＰとの組合せにおいて
０．００５％以下にする事によって耐海水性および低温
靭性が著しく向上することが判明したので０．００５％
以下とした。Ｎｉは地鉄に固溶し強度および靭性を向上
させるもので、２％未満ではその効果が小さくなりまた
合金コストの点も考慮して２〜４％の範囲とした。また
表層部の焼戻マルテンサイトまたはベーナイト層の深さ
を３ ｍ ｍ以上としたのは３ｍｍ未満では所要の降伏
強度およびシャルピー衝撃値が得られないからである。
次に本発明鋼に適した製造方法について述べる。
本発明鋼のＡｒ、変態点は７５０〜８００℃、Ａｒ工変
態点は６７０〜６８０℃であり、オーステナイト域での
圧延、およびオーステナイトーフェライトニ相域での圧
延のいずれにおいても結晶粒が微細化し良好な特性が得
られる事から面域における圧延温度は７５０℃〜９００
℃とするのが望ましい。しかしこの範囲の中でも７５０
０Ｃ〜８５０℃の低温仕上げ圧延の方が更に好ましい。
態点は６７０〜６８０℃であり、オーステナイト域での
圧延、およびオーステナイトーフェライトニ相域での圧
延のいずれにおいても結晶粒が微細化し良好な特性が得
られる事から面域における圧延温度は７５０℃〜９００
℃とするのが望ましい。しかしこの範囲の中でも７５０
０Ｃ〜８５０℃の低温仕上げ圧延の方が更に好ましい。
下限温度７５０℃は、７５０℃未満では圧延時の変形抵
抗が大となり、通常圧延機の能力を越える。また材質上
も強度が向上する反面、靭性が劣化するからである。な
お、７９０℃〜７５０℃における二相域圧延による材質
特性はオーステナイト域圧延におけるよりも、非焼入部
のフェライト・パーライト組織がより細粒となり低温靭
性および降伏強度の優れたものが得られる。しかし変形
抵抗はオーステナイト域圧延におけるよりも大きい。
抗が大となり、通常圧延機の能力を越える。また材質上
も強度が向上する反面、靭性が劣化するからである。な
お、７９０℃〜７５０℃における二相域圧延による材質
特性はオーステナイト域圧延におけるよりも、非焼入部
のフェライト・パーライト組織がより細粒となり低温靭
性および降伏強度の優れたものが得られる。しかし変形
抵抗はオーステナイト域圧延におけるよりも大きい。
従って低温靭性および降伏強度を若干犠牲にしてよい場
合にはオーステナイト域における圧延を行なう方が圧延
負荷上有利である。上限温度９００℃は、これを越える
温度ではオーステナイト結晶粒の粗大化および加熱温度
上昇に伴なう燃料コス１への上昇を来たす。
合にはオーステナイト域における圧延を行なう方が圧延
負荷上有利である。上限温度９００℃は、これを越える
温度ではオーステナイト結晶粒の粗大化および加熱温度
上昇に伴なう燃料コス１への上昇を来たす。
また圧延終了後の冷却速度（γ域から４００℃まで）を
２０ ’Ｃ／ ｓｅｅ以上とするのが有効でこれ未満の
冷却速度では表面層が焼入組織にならない。
２０ ’Ｃ／ ｓｅｅ以上とするのが有効でこれ未満の
冷却速度では表面層が焼入組織にならない。
次に本発明の実施例について述べる。第１表に供試材の
種類および化学組成を示す。
種類および化学組成を示す。
供試材として本発明鋼の他に比較材として通常生産され
ている３、５Ｎｉ鋼（ＪＩＳ Ｇ３１２７゜５Ｌ３Ｎ
４５） 、異形鉄筋棒鋼３種（ＪＩＳ Ｇ３１’１２
，５Ｄ３５）および鉄筋コンクリート用棒鋼１種（ＪＩ
’Ｓ Ｇ３１’１２．’５Ｒ２４）に適合する化学組
成の１２０ のビレットを用いた。
ている３、５Ｎｉ鋼（ＪＩＳ Ｇ３１２７゜５Ｌ３Ｎ
４５） 、異形鉄筋棒鋼３種（ＪＩＳ Ｇ３１’１２
，５Ｄ３５）および鉄筋コンクリート用棒鋼１種（ＪＩ
’Ｓ Ｇ３１’１２．’５Ｒ２４）に適合する化学組
成の１２０ のビレットを用いた。
各供試材ビレットいずれも１１００℃〜１１５０℃に加
熱し異形棒′鋼（Ｄ２５）に圧延した。この時の仕上圧
延温度を８００℃〜８５０℃となるようコントロールし
た。仕上圧延直後供試材のうち本発明鋼及び３．５％鋼
は強力なり−リングトラフによって強制冷却し鋼材表面
部を焼入処理したのち、冷却床上において鋼材内部の熱
によって復熱せしめ自動的°に焼戻させた。供試材５Ｄ
３５゜５Ｒ２４は強制冷却を行なわず通常どおり冷却床
上において単純に放冷した。
熱し異形棒′鋼（Ｄ２５）に圧延した。この時の仕上圧
延温度を８００℃〜８５０℃となるようコントロールし
た。仕上圧延直後供試材のうち本発明鋼及び３．５％鋼
は強力なり−リングトラフによって強制冷却し鋼材表面
部を焼入処理したのち、冷却床上において鋼材内部の熱
によって復熱せしめ自動的°に焼戻させた。供試材５Ｄ
３５゜５Ｒ２４は強制冷却を行なわず通常どおり冷却床
上において単純に放冷した。
第１図は表面焼入処理を実施した供試材の冷却曲線を示
す。最表面部における平均冷却速度は１２０℃／ｓｅｅ
程度であり、この場合外周部の焼入組織の深さは５ ｍ
ｍであった。次に前記圧延材を用いて、機械的特性を
調査するために引張および低温衝撃試験を実施した。引
張試験片はＪＩＳ２号（Ｌ＝８Ｄ）を、また衝撃試験片
はＪＩＳ４号（Ｖノツチ）を用いた。第２表に機械試験
結果を示す。
す。最表面部における平均冷却速度は１２０℃／ｓｅｅ
程度であり、この場合外周部の焼入組織の深さは５ ｍ
ｍであった。次に前記圧延材を用いて、機械的特性を
調査するために引張および低温衝撃試験を実施した。引
張試験片はＪＩＳ２号（Ｌ＝８Ｄ）を、また衝撃試験片
はＪＩＳ４号（Ｖノツチ）を用いた。第２表に機械試験
結果を示す。
本発明鋼および３ 、５ ｑ ｉ鋼の引張強度はクーリ
ングトラフにより起用性冷却を行なったため、単純放冷
によって製造した５Ｄ３５および５Ｒ２４に比較し高い
値を示している。一方低温衝撃値はＳｉ、ＰおよびＳを
低減した本発明鋼では一１６５℃において１０ｋｇ−ｍ
以上であり他の供試材に比較し高強度であるにもかかわ
らず低温靭性のすぐれた性質を示している。
ングトラフにより起用性冷却を行なったため、単純放冷
によって製造した５Ｄ３５および５Ｒ２４に比較し高い
値を示している。一方低温衝撃値はＳｉ、ＰおよびＳを
低減した本発明鋼では一１６５℃において１０ｋｇ−ｍ
以上であり他の供試材に比較し高強度であるにもかかわ
らず低温靭性のすぐれた性質を示している。
次に第１表に示す成分の本発明鋼を用い、従来行なわれ
ていた熱処理方法に、よる機械的特性値と比較するため
に焼入・焼戻処理（８００℃×３０分保持→水冷、６０
０℃Ｘ６Ｑ分→水冷）を実施した。第３表に焼入・焼戻
処理を行なった場合および表面焼入を行なった場合の特
性値を併記した。
ていた熱処理方法に、よる機械的特性値と比較するため
に焼入・焼戻処理（８００℃×３０分保持→水冷、６０
０℃Ｘ６Ｑ分→水冷）を実施した。第３表に焼入・焼戻
処理を行なった場合および表面焼入を行なった場合の特
性値を併記した。
クーリングトラフにより強制冷却を行って製造した表面
焼入鋼は従来から行われている焼入焼戻法とほぼ同等の
引張特性および低温靭性が得られた。
焼入鋼は従来から行われている焼入焼戻法とほぼ同等の
引張特性および低温靭性が得られた。
第２図は第１表に示す成分の本発明鋼について焼入焼戻
および本発明に係る表面焼入処理した場合のミクロ組織
を示す。焼入焼戻材の組織は表層部および中心部共焼入
・焼戻マルテンサイトおよびベイナイト組織であるが、
表面焼入処理処理材は表層部は焼戻マルテンサイトおよ
びベーナイト組織、中心部は著しく微細なフェライト−
パーライト組織となっている。
および本発明に係る表面焼入処理した場合のミクロ組織
を示す。焼入焼戻材の組織は表層部および中心部共焼入
・焼戻マルテンサイトおよびベイナイト組織であるが、
表面焼入処理処理材は表層部は焼戻マルテンサイトおよ
びベーナイト組織、中心部は著しく微細なフェライト−
パーライト組織となっている。
次に耐海水性を調査するために前記第１表に示した供試
材を用い、試験方法として０．２％食塩水を使用し液温
２５℃で定電位法により供試材の陽分極曲線の測定を行
なった。第３図に各供試材の電位−電流密度曲線を示す
。同図に示すように本発明鋼は最も高電位まで電流密度
は増加しない。
材を用い、試験方法として０．２％食塩水を使用し液温
２５℃で定電位法により供試材の陽分極曲線の測定を行
なった。第３図に各供試材の電位−電流密度曲線を示す
。同図に示すように本発明鋼は最も高電位まで電流密度
は増加しない。
すなわち耐海水性が従来鉄筋はもちろん従来の３゜５％
Ｎｉ１ｌｌに比較しても非常にすぐれている事がわかる
。
Ｎｉ１ｌｌに比較しても非常にすぐれている事がわかる
。
以上あように本発明鋼は、従来にない低温靭性および耐
海水性のすぐれた高強度鉄筋棒鋼であり、かつ従来行な
われていた再加熱による熱処理を施す事なくきわめて安
価に製造することができるきわめて有用な発明である。
海水性のすぐれた高強度鉄筋棒鋼であり、かつ従来行な
われていた再加熱による熱処理を施す事なくきわめて安
価に製造することができるきわめて有用な発明である。
第１図は本発明になる棒鋼の冷却曲線を示す。
第２図はミクロ組織を示す。
第３図は耐海水性試験結果を示す。
Claims (1)
- Ｃ：０．１７％以下、Ｓｉ：０．０３％以下、Ｍｎ：０
．７０％以下、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００５
％以下、Ｎｉ：２〜４％、残部が鉄および不可避的不純
物から成り、外周部に深さ３ｍｍ以上の焼戻しマルテン
サイトまたはベイナイト層を有し内部はフェライトおよ
びパーライトから成る降伏強度４０ｋｇ／ｍｍ＾２以上
、−１５０℃におけるシャルピー衝撃値４ｋｇ−ｍ以上
を有する低温靭性および耐海水性のすぐれた鉄筋棒鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8228285A JPS6112849A (ja) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | 低温靭性および耐海水性のすぐれた鉄筋棒鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8228285A JPS6112849A (ja) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | 低温靭性および耐海水性のすぐれた鉄筋棒鋼 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18701780A Division JPS57114638A (en) | 1980-12-30 | 1980-12-30 | Bar steel for reinforcing rod with superior toughness at low temperature and seawater resistance, and its manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6112849A true JPS6112849A (ja) | 1986-01-21 |
| JPH0224904B2 JPH0224904B2 (ja) | 1990-05-31 |
Family
ID=13770157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8228285A Granted JPS6112849A (ja) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | 低温靭性および耐海水性のすぐれた鉄筋棒鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6112849A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6451328A (en) * | 1987-08-18 | 1989-02-27 | Furukawa Co Ltd | Production of cuprous chloride having high purity |
| JPH02125839A (ja) * | 1988-07-01 | 1990-05-14 | Nippon Steel Corp | 海岸耐食性鋼材およびその製造方法 |
| JP2010281687A (ja) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 異種金属接触状態における金属材料の腐食量予測方法 |
| CN104745968A (zh) * | 2014-12-24 | 2015-07-01 | 福建三宝特钢有限公司 | 一种hrb500e抗震钢筋及其制备方法 |
| CN104853460A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-08-19 | 昆明理工大学 | 一种带加热功能的钢筋及其制作、使用方法 |
| JP2019535892A (ja) * | 2016-10-21 | 2019-12-12 | ヒュンダイ スチール カンパニー | 高強度鉄筋およびその製造方法 |
| WO2021125624A1 (ko) * | 2019-12-19 | 2021-06-24 | 주식회사 포스코 | 극저온에서의 변형시효충격인성이 우수한 강재 및 그 제조방법 |
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-
1985
- 1985-04-19 JP JP8228285A patent/JPS6112849A/ja active Granted
Patent Citations (1)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0224904B2 (ja) | 1990-05-31 |
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