PC钢筋及其PC钢筋的制造方法技术

本发明专利技术提供具有１０８０Ｎ／ｍｍ↑［２］以上拉伸强度的、高均匀延伸率且低屈服比、高温松弛特性优良的ＰＣ钢筋的制造方法，其特征在于，以重量％计，把含有Ｃ：０．５～０．７％、Ｍｎ：０．２～２．０％、２．０％≤Ｓｉ％＋Ａｌ％≤５．０％的钢，从１１６０℃～１３００℃淬火然后回火，不需要赋与变形的工序，可用通常的工序制造。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及均匀延伸及高温松弛特性优良的PC钢筋、以及高均匀延伸且低屈服比、高温松弛特性优良的PC钢筋的制造方法。该PC钢筋用于PC杆、PC管等PC结构物。PC钢筋是用于预应力钢筋混凝土的高强度部件。在JISG3109及JISG3137中，PC钢筋被规定为B种(拉伸强度≥1080N/mm2，耐力≥930N/mm2，延伸率5％以上，松弛值4％以下(常温测定、负荷应力0.7×拉伸强度、1000小时值)和C种(拉伸强度≥1230N/mm2，耐力≥1080N/mm2，延伸率5％以下，松弛值4％以下(常温测定、负荷应力0.7×拉伸强度、1000小时值)。在JISG3137中规定了D种(拉伸强度≥1420N/mm2，耐力≥1275N/mm2，延伸率5％以上、松弛值4％以下(常温测定、负荷应力0.7×拉伸强度、1000小时值)。但是，均匀延伸率、屈服比及高温松弛值没有被规定。预应力钢筋混凝土结构物在地震时有时产生弯曲破坏。为了防止它，使用高均匀延伸率的PC钢筋对提高弯曲韧性是有效的。最近，从抗震性观点看，要求PC钢筋具有低屈服比及高均匀延伸率。因为即使钢筋的均匀延伸率高，但如果屈服比高，则在混凝土产生裂缝时，该部位的PC钢筋会产生局部变形，甚至于断裂。这些PC钢筋用时用于混凝土的横向约束。这时，在PC钢筋上要点焊横向筋使用。因此，要求PC钢筋不仅在点焊前要有均匀延伸特性，而且焊接后的均匀延伸特性也必须优良。在制造预应力钢筋混凝土管或杆时，为了缩短养护时间，常常是在180～200℃、10大气压的环境中进行蒸汽高压养护。但是，蒸汽高压养护的缺点是混凝土中的PC钢筋的松弛性增大。因此希望有一种在上述高温下松弛性小的PC钢筋。现有技术中，也有改善高温松弛特性的技术。但是，对于均匀延伸及高温松弛特性两者兼优的钢筋，虽然有一些提案，但都存在各种问题。日本专利公报特公平3-79410号揭示的方法，是在回火时赋与2％以下的微小弯曲变形的方法。特开平3-28351号揭示的方法，是用900～400℃加工、或者一边进行塑性加工一边提高温度使其逆变态而形成超微细组织的方法。特开昭58-120738号揭示的方法，是采用湿式直线机在矫直时实施冷却的方法。特开平8-158010号揭示的方法，是增加2％～5％的Si+Al添加量的方法。但是，上述特公平3-79410号、特开平3-28351号、特开昭58-120738号各公报揭示的方法中，都必须有赋与变形的工序，所以生产性差。另外，特开平8-158010号揭示的方法，虽然生产性好，均匀延伸及高温松弛特性也好，但是在1450N/mm2级的强度下其均匀延伸率为5％，与现状的3％相比，不能说是有飞跃的提高。另外，由于其屈服比高达0.95以上，所以在混凝土结构中，其高均匀延伸率实际上可能不起作用。另外，在这些公报中，都未涉及到实现低屈服比的技术。另一方面，在梁柱接合部的设计中，一种能吸收大地震能量的耐震设计倍受注目，该梁柱接合部在大地震时柱不破坏，使梁塑性铰链化。根据该设计，必须采用强度在JISG3109(JISG3137)的B种规格以上、均匀延伸率在8％以上的PC钢筋。从强度观点看现有技术，几乎都是以1420N/mm2以上为对象的。涉及到相当于B种或C种规格的、拉伸强度在1080N/mm2以上1420N/mm2以下PC钢筋的提案有特公昭55-8577号公报和特公昭56-21811公报。但是，上述特公昭55-8577号公报和特公昭56-21811揭示的技术中，达到的延伸率是，前者破断延伸8～9％，后者均匀延伸约3.3～4.6％，不能满足该强度级实际要求的均匀延伸8％。本专利技术是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种不需要赋与变形的工序而能用通常工序制造的、均匀延伸及高温松弛特性均优的、拉伸强度在1080N/mm2以上1420N/mm2以下的PC钢筋。本专利技术的另一目的是提供不需要赋与变形的工序而能用通常工序制造的、低屈服比且均匀延伸及高温松弛特性均优的、拉伸强度在1080N/mm2以上的PC钢筋的制造方法。本专利技术的另一目的是提供点焊后的均匀延伸特性也优良的PC钢筋及其制造方法。为了实现该目的，本专利技术者进行了锐意研究。结果验证了增加Si和Al的添加量对于均匀延伸及高温松弛特性是有利的。还验证了从高温中对C量高的材料进行淬火对于具有高均匀延伸率且低屈服比、高温松弛特性是有利的。本专利技术是基于上述研究作出的。本专利技术的PC钢筋是，第一，以重量％计，含有C0.2～0.7％、Mn0.2～3.0％、(Si％+Al％)2.0～5.0％；基本上是回火马氏体构成的组织，而且回火马氏体中的碳化物是平均直径在0.1μm以下的微细粒状，拉伸强度1080N/mm2以上1420N/mm2以下、均匀延伸及高温松弛特性好的PC钢筋。第二，钢的成分以重量％计，还含有从Nb0.01～0.1％，Ti0.01～0.05％，B0.0003～0.005％，Ni0.2～1.0％，Cr0.1～1.0％，Mo0.05～0.5％，Cu0.2～1.0％中选择出的1种或2种以上的、均匀延伸及高温松弛特性优良的PC钢筋。第三，钢的成分以重量％计，由C0.2～0.7％、Mn0.23.0％、(Si％+Al％)2.0～5.0％以及从Nb0.01～0.1％，Ti0.01～0.05％，B0.0003～0.005％，Ni0.2～1.0％，Cr0.1～1.0％，Mo0.05～0.5％以及Cu0.2～1.0％中选择出的1种或2种以上与Fe及不可避免的不纯物构成，基本上是回火马氏体构成的组织，而且回火马氏体中的碳化物是平均直径在0.1μm以下的微细粒状，拉伸强度1080N/mm2以上1420N/mm2以下、均匀延伸及高温松弛特性好的PC钢筋。第四，拉伸强度≥1080N/mm2，耐力≥930N/mm2的PC钢筋。第五，拉伸强度≥1230N/mm2，耐力≥1080N/mm2的PC钢筋。第六，C量0.2～0.5wt％、用于点焊及点焊后进行回火通电用的PC钢筋。本专利技术的PC钢筋的制造方法是第一，以重量％计，把含有C0.5～0.7％、Mn0.2～2.0％、2.0％≤Si+Al≤5.0％的钢，从1160℃～1300℃淬火，然后回火，成为具有1080N/mm2以上拉伸强度的、高均匀延伸且低屈服比、高温松弛特性优良的PC钢筋的制造方法。第二，以重量％计，把含有C0.5～0.7％、Mn0.2～2.0％、2.0％≤Si+Al≤5.0％的、还含有Nb0.01～0.1％，Ti0.01～0.05％，B0.0003～0.005％，Ni0.2～1.0％，Cr0.1～1.0％，Mo0.05～0.5％，Cu0.2～1.0％中的1种或2种以上的钢，从1160℃～1300℃淬火，然后回火，成为具有1080N/mm2以上拉伸强度的、高均匀延伸且低屈服比、高温松弛特性优良的P C钢筋的制造方法。第三，以重量％计，把由C0.5～0.7％、Mn0.2～2.0％、2.0％≤Si+Al≤5.0％以及从Nb0.01～0.1％，Ti0.01～0.05％，B0.0003～0.005％，Ni0.2～1.0％，Cr0.1～1.0％，Mo0.05～0.5％以及Cu0.2～1.0％中选择出的1种或2种以上与残部Fe及不可避免的不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种均匀延伸及高温松弛特性优良的ＰＣ钢筋，其特征在于，以重量％计，含有Ｃ：０．２～０．７％、Ｍｎ：０．２～３．０％、（Ｓｉ％＋Ａｌ％）：２．０～５．０％； 基本上是回火马氏体构成的组织，而且回火马氏体中的碳化物是平均直径在０．１μｍ以下的微细粒状，拉伸强度：１０８０Ｎ／ｍｍ↑［２］以上１４２０Ｎ／ｍｍ↑［２］以下。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：横田智之，白神哲夫，溝口茂，山下英治，新田一，
申请(专利权)人：日本钢管株式会社，高周波热炼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]