JPS6191348A - 高強度非調質圧延棒鋼用鋳片 - Google Patents

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】 本発明・は高強度非調質゛圧延棒鋼用鋳片に関する。

従来、引張強さが１００ｋｇｆ／ｍｍ”以上のＰＣ（プ
レストレストコンクリート）棒鋼等の高強度棒鋼は、□
一般に調質、即ち、焼入れ及び焼戻しされて使用に供さ
れでいるが、近年、この高強度棒鋼に・ついても、省エ
ネルギーの観点から非調質材の開発が進められている。

よく知ら・れているように、圧延棒鋼において引張強ざ
を１００ｋｇｆ／ｍ−以上の高強度とするには、鋼に多
量の合金元素の添加を必要とする。ここにおいて、一般
に圧破材の引張強さは炭素当量と相関関係力【あること
が知られているので、従来、所定の引張強さの圧延棒鋼
を得るに際しては、鋳片の炭素当量を所定の範囲に制御
管理している。しかし、本発明者らは、合金元素の添加
量が増加するにつれて鋼の焼入れ性が高くなり、圧延後
の空冷によってもベイナイト・マルテンサイトからなろ
適冷組織が発生しやすいため、鋳片の炭素当量を制御す
ることによっては、この鋳片より得られる棒鋼の強度及
び靭性を制御することが困難となることを見出した。

本発明者らは、上記した問題を解決するために鋭意研究
した結果、多量の合金元素を添加する高強度非調質′圧
延棒鋼の製造においては、鋳片の焼入れ性、より詳細に
は、鋳片のジョミニー硬度を規制し、これを圧延するこ
とにより、所定の強度範囲にある高靭性の非調質圧延棒
鋼を得ることができることを見出して、本発明に至った
ものである。

従って、本発明は、引張強さが１００〜１３０ｋｇｆ／
ｍｓ”であり、圧延後の主要組織がパーライトである直
径２０龍以上の高強度非調質圧延棒鋼を得るための鋳片
であって、重量％で Ｃ０．５０〜０．８０％、 Ｓｉ０．１５〜０．７０％、 Ｍｎ　　０．９０〜１．５０％、 Ｃｒ　　０．４０〜１．００％、 Ｖ　　　　０．０８〜０．３０％、 ＡＩ　０．０１５〜０．０６０％、 Ｎ　　　０．０２０％以下、 残部鉄及び不可避的不純物よりなり、ジョミニー４０１
）点のＨＲＣ硬−さをＪ４゜、圧延後の棒鋼の直径をＤ
　（ｍｓ）とするとき、 Ｊ４゜≦６５及び ０．２Ｄ　＋３３．５≦Ｊ４゜≦０．０８　Ｄ　”　−
２，７Ｄ　＋　７０．８を満足することを特徴とする。

本発明において、鋳片は連続鋳造及び造塊のし１ずれに
よる鋳片をも含むものとし、以下Ｇこ本発明による鋳片
において、化学成分を限定した理由について説明する。

Ｃは鋼に所要の強度を与えるために必要であり、引張強
さ１００ｋｇｆ／ｍ＋ａ”を得ルニは、Ｃを少な（とも
０．５１Ｊ％添加することが必要である。しかし、０．
８０％を越えて過多に添加するときは靭性が劣化する。

従って、本発明においては、Ｃの添加量は０．５０〜０
．８０％の範囲とする。

Ｓｉは脱酸剤として０．２５％以上を添加することが必
要であるが、過多に添加するときは、靭性を劣化させる
ので、その上限を０．７０％とする。

Ｍｎ及びＣｒは鋼強度を高（するために必要であり、引
張強さ１００ｋｇｆ／ｍｓ＋”を得るには、Ｍｎについ
ては少なくとも０．９０％を、また、Ｃｒについては少
なくとも０．４０％を添加することが必要である。しか
し、これらの元素は余りに多量に添加すると、圧延後に
適冷組織を形成するので、添加量はＭｎについては１．
５０％以下、Ｃｒについては１．００％以下とする。　
　　　、゛。

上記したＣ、Ｍｎ及びＣｒのみにて鋼を高強度とすると
きは、焼入れ性が高くなって１．適冷組織が発生しやす
くなる。従って、本発明においては、■を添加すること
によって、焼入れ性を高めることなく、析出強化によっ
て高強度を得るものであり、■は必須元素である。この
ように■による十分な析出強化を得るためには、少なく
とも０．０８％を添加することが必要であるが、一方、
過多に添加するときは、過度の析出強化によって靭性が
劣化するので、添加量の上限は０．３０％とする。

ＡＩは脱酸剤としてと共に、結晶粒の微細化のために必
要であり、添加量は０．０１５〜０．０６０％の範囲と
する。

Ｎは焼入れ性を低くするために、本発明においては０．
０２０％以下の範囲で添加する。

本発明による非”調質圧延棒鋼用鋳片は、上記した化学
組成を有すると共に、ジョミニ−４０龍点のＨＲＣ硬さ
をＪ、。、圧延後の棒鋼の直径をＤ（ｍｓ）とするとき
、 Ｊ、。≦６５　　　　　　　　　　　　　　　　　　（
１）及び ０．２Ｄ＋３３．５≦Ｊａｏ≦０．０８Ｄｚ２．７Ｄ＋
７０．８　　（２１を満足することが必要である。

焼入れ端からの距離が３０龍以下の場合は、８〕ｉ片が
焼入れ性の上限側にあるときにその差が小さく、一方、
５０■−以上の場合には、鋳片が焼入れ性の下限側にあ
るときにその差が小さく、いずれの場合も鋳片の焼入れ
性を制御管理することが容易でないからである。

上記条件＋１）は１．圧延棒鋼の実用的な使用可能な最
高硬さくＩＩＲｃ　）として６５を設定したものである
。条件（２）において、Ｊ、。≧０．２Ｄ４３３．５で
あることは、圧延棒鋼に引張強さ１００　ｋｇｆ／ｍｍ
”以上を与えるために必要である。尚、本発明による鋳
片は直径りが２０龍以上の圧延棒鋼の製造に向けられる
ものである。圧延棒鋼の直径が２０龍よりも小さいとき
は、圧延後の焼入れ性が高く、空冷時に適冷組織が生じ
やすいからである。また、直径りを２０龍以上とするこ
とにより、圧延棒鋼の使用可能な最低硬さくＩＩＲｃ　
）を３７．５と規制することとなる。また、条件（２）
において、Ｊａｎ＞０．０８Ｄ”　　２゜？Ｄ＋７０．
８であるときは、このような鋳片から特に直径が約３０
龍以下の圧延棒鋼を製造したときに、適冷組織が生じて
靭性が劣化するので、Ｊ４゜は上記条件を満足する必要
がある。

以上のように、本発明によれば、鋳片において、合金元
素量を所定の範囲に規制すると共に、その焼入れ性を圧
延後の棒鋼直径に基づいて規制して所定の範囲止し、こ
のような鋳片を常法によって加熱し、所定の直径の棒鋼
に圧延し、空冷することにより、引張強さが１００〜１
３０ｋｇｆ／開２の範囲にある所定の高強度高靭性非調
質圧延棒鋼を得ることができる。

実施例 表に本発明による鋳片の化学ｔｉｔ成を示す。従来のよ
うに鋳片の炭素当量をｊＪ２　；ｌ；Ｑ管理して、得ら
れる圧延棒鋼の引張強さを制御する場合には、これらの
鋳片はいずれもほぼ同−水（１この炭素当量を有するか
ら、同一の強度水串の鋼種とし−ＣＩ＆われるものであ
るが、上記Ｊ４゜による焼入れ性は４２から６３の範囲
にあって、ばらつきが大きい。第１図に鋼Ａ、Ｃ及びＦ
についての一端焼入れ試験の結果を示す。

表に示す各鋳片を直径２０−■乃至３６１量の棒鋼に圧
延したときの圧延棒鋼直径、Ｊ４゜及び圧延棒鋼の引張
強さくかっこ内に示す。単位はｋｇｆ／ｍｍ２である。

）の関係を第２図に示す。

各鋳片は、炭素当量によればいずれも同一強度水準の圧
延棒鋼を与えるべきであるが、焼入れ性が化学成分のみ
ならず、圧延棒鋼としたときにその直径によっても大き
く異なるために、圧延棒鋼の引張強さは広い箱別で変動
する。特に、圧延棒鋼直径が約３０ｍ以下のときには、
鋳片の炭素当量にかかわらず、得られる圧延棒鋼には空
冷によってベイナイト・マルテンサイト適冷組織が生じ
る。このように、鋳片においてその炭素当量を同一水準
に制御管理しても、一定の水準の引張強さを有する圧延
棒鋼を得ることはできない。

しかし、本発明に従って、鋳片をその焼入れ性によって
制御管理して所定の範囲内とし、この鋳片を用いて常法
に従って圧延することにより、引張強さが所定の範囲に
ある同一水準の高強度高靭性の非調質圧延棒鋼を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明鋼の代表例についての一端焼入れ試験の
結果を示すグラフ、第２図は圧延棒鋼直径Ｄ　（＋ｍｍ
）、鋳片ノショミー’−４０ｍｍ点（７）　ＨＲＣ硬さ
Ｊ４０及び圧延棒鋼の引張強さの関係を示すグラフであ
る。 第１図 富に、験片汽Ｘ塙つ・らの距離（ｒｎｍ）第２図 圧延棒鋼直径Ｄ　（ｒｎｒｎ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）引張強さが１００〜１３０ｋｇｆ／ｍｍ＾２であ
   り、圧延後の主要組織がパーライトである直径２０ｍｍ
   以上の高強度非調質圧延棒鋼を得るための鋳片であつて
   、重量％で Ｃ０．５０〜０．８０％、 Ｓｉ０．１５〜０．７０％、 Ｍｎ０．９０〜１．５０％、 Ｃｒ０．４０〜１．００％、 Ｖ０．０８〜０．３０％、 Ａｌ０．０１５〜０．０６０％、 Ｎ０．０２０％以下、 残部鉄及び不可避的不純物よりなり、ジョミニー４０ｍ
   ｍ点のＨＲＣ硬さをＪ＿４＿０、圧延後の棒鋼の直径を
   Ｄ（ｍｍ）とするとき、 Ｊ＿４＿０≦６５及び ０．２Ｄ＋３３．５≦Ｊ＿４＿０≦０．０８Ｄ＾２−２
   ．７Ｄ＋７０．８を満足することを特徴とする高強度非
   調質圧延棒鋼用鋳片。