JP4117114B2 - 溶接閉鎖高強度せん断補強筋の製造方法 - Google Patents
溶接閉鎖高強度せん断補強筋の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4117114B2 JP4117114B2 JP2001129521A JP2001129521A JP4117114B2 JP 4117114 B2 JP4117114 B2 JP 4117114B2 JP 2001129521 A JP2001129521 A JP 2001129521A JP 2001129521 A JP2001129521 A JP 2001129521A JP 4117114 B2 JP4117114 B2 JP 4117114B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- welded
- hardness
- weld
- shear reinforcement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Reinforcement Elements For Buildings (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接閉鎖高強度せん断補強筋に関する。
【0002】
【従来の技術】
鉄筋コンクリート構造又はプレストレストコンクリート構造の柱又は梁等の部材では、曲げ剛性を高めるために、長手方向の主筋の周囲を囲繞するせん断補強筋が用いられる。従来のせん断補強筋は、両端部にフックを設けたもので、全体形状が角形、日の字形、目の字形、田の字形、囲の字形又はこれらを組み合わせた形状を有し、主筋を取り巻き、フックを主筋に係止して剪断力に対して抵抗するようになっていた。このフックを両端部に設ける代わりに両端部を相互に溶接接合してループを形成した閉鎖せん断補強筋とすることもあった。このような閉鎖せん断補強筋は、主筋の位置とは無関係に任意の位置で溶接接合することができるので、製造上の制約、取付け作業時の制約等がなく、またフックがなく、連続したせん断補強筋として賞用されている。しかし、溶接を施すことが困難な材質を用いることができない問題があった。また、特に引張強さが高く、耐力が大きい高強度せん断補強筋では、接合部や溶接熱影響境界部が母材に比べて低強度となったり、引張破損しやすいなどの問題があった。このため、優れた高強度の母材を用いても、溶接部の特性により制約されるという問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、高強度、高耐力で溶接部の特性が母材部に比べて遜色のない、むしろ優れた特性を有する溶接閉鎖せん断補強筋を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために開発されたものであって、その技術的手段は、次の通りである。
【0005】
C:0.15〜0.40質量%、
Si:0.8〜2.0質量%、
Mn:0.8〜2.0質量%、
Al:0.005〜0.050質量%、
Nb:0.005〜0.150質量%、
N:0.0015〜0.0150質量%
を含み、さらに、
Cr:0.05〜2.00質量%、
Mo:0・05〜1.00質量%、
V:0.05〜1.00質量%、
の1種または2種以上を(Cr+Mo+V)≧0.5質量%含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる鋼材を線棒状に熱間圧延を行った後徐冷を行い、硬度がHMV500以下とした線棒材に、伸線及びまたは異形加工を行い、所定の焼入れを実施後、焼戻温度400〜600℃で焼戻しを行い、切断し、曲げ加工を行った後、その両端部をコブ状増径部を有しない形状に溶接し、その後焼鈍をすることなしに引張強さが1420N/mm2以上、0.2%耐力が1275N/mm2以上、破断後つき合わせ伸びが5%以上である溶接閉鎖高強度せん断補強筋とすることを特徴とする溶接閉鎖高強度せん断補強筋の製造方法を提供する。HMVはマイクロビッカース硬度である。
【0006】
上記成分にさらに
Ti:0.001〜0.100質量%、
B:0.003〜0.010質量%、
を1種または2種を含有すると好適である。
【0007】
また、上記溶接閉鎖高強度せん断補強筋の製造方法においては、溶接熱影響境界部の硬度が母材部の硬度の90%以上となる。さらに、母材部を含む引張破断が接合部以外で起こるものとすることができ、溶接熱影響部の形状がコブ状増径部を有しないものにおいても、引張強さが1420N/mm2以上、0.2%耐力が1275N/mm2以上、破断後つき合わせ伸びが5%以上である。本発明において、コブ状増径部とは、圧接溶接により溶接金属が接合部の外周部に盛り上がり接合部の外径が大きくなっている部分を言う。さらに、この溶接閉鎖高強度せん断補強筋において、溶接熱影響部を含む溶接個所を460〜600℃で焼戻しを行い、接合部及び溶接熱影響部の硬度がHMV550以下とし、接合部及び溶接熱影響部と母材部の硬度との差が20%以内とすると、好適である。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の成分限定理由及び加工条件について説明する。
【0009】
C:0.15〜0.40質量%、
Cは鋼の強度を上げるために必須の成分で、Cが高いと溶接熱影響境界部の強度低下が著しく、さらに溶接熱影響部の硬度が高くなり熱影響境界部との硬度の差が非常に大きくなる。本発明はC含有量を下げると共に合金成分を加え、強度の向上と溶接部の上記欠点をカバーすることとした。Cが、0.15質量%を下回ると他の合金成分を加えても強度が不足するので0.15質量%以上と規定する。一方Cが0.40質量%を越えると、強度向上は得易いが溶接熱影響部と溶接熱影響境界部の差が大きくなり、曲げ加工性も劣化するので、特に溶接熱影響境界部の強度低下を抑えるために対熱軟化性の高い合金成分を加えると共にCの上限を0.40質量%とした。
【0010】
Si:0.8〜2.0質量%、
Siは、0.8質量%未満では0.2%耐力が不足すると共に脱酸能力が不十分となる。2.0質量%を越えて含有させると伸びや曲げ加工性が低下し、また強度上昇効果が飽和し効果がなくなるので上限を2.0質量%とした。
【0011】
Mn:0.8〜2.0質量%、
Mnは、脱酸、脱硫作用のために添加するもので、強度向上にも寄与する成分で、0.8質量%未満では効果が乏しく、2.0質量%を越える量を含有すると、溶接性、曲げ加工性に悪影響があり、強度向上も飽和するので2.0質量%を上限とする。
【0012】
Al:0.005〜0.050質量%、
Alは、結晶粒を微粒化にすることができ、延性や曲げ性を向上させる。Alは0.005質量%以上必要である。しかし多く含有しすぎると粒大な酸化物を生成して延性に悪影響を及ぼすので、0.050質量%までに限定した。
【0013】
Nb:0.005〜0.150質量%
Nbは、析出硬化による焼戻し後の強度を上昇させるとともに、組織の微細化にも有効な成分であるため、鋼材の焼入れ焼戻し後の強度の向上に有効である。Nb量が0.005質量%未満では必要な効果が得られず、一方、0.150質量%を超えて添加しても効果が飽和して経済的でないので、0.005〜0.150質量%の範囲で添加するものとした。
【0014】
N:0.0015〜0.0150質量%
Nは、AlやNbと結合して組織を微細化させる成分であるとともに、鋼中の固溶N自身も焼入れ焼戻し後の組織の微細化に有効である。N量が0.0015質量%に満たないと十分な効果が得られない。一方、0.0150質量%を超えて含有させると効果が飽和し、脆化のおそれもあるため、0.0015〜0.0150質量%とした。
【0015】
Cr:0.05〜2.00質量%
Crは、焼入れ性を向上させるとともに、焼戻し時の炭窒化物析出により強度を上昇させ、鋼の焼戻し軟化抵抗を上昇させ溶接時の熱影響境界部での硬度低下を押さえることに有効な成分である。Cr量が0.05質量%未満では必要な効果が得られず、2.00質量%を超えて添加しても効果が飽和するばかりか、経済的でないので、0.05〜2.00質量%の添加とした。
【0016】
Mo:0.05〜1.00質量%、V:0.05〜1.00質量%
Mo及びVは、析出硬化により焼戻し後の強度を上昇させ、Cr同様に組織の微細化にも有効に作用することで、焼入れ焼戻し後の強度を向上させるのに極めて有効な成分である。これらの成分量が0.05質量%未満では必要な効果がえられず、一方、1.00質量%を超えて添加しても効果が飽和するばかりか経済的でないので、それぞれ0.05〜1.00質量%の添加とした。
【0017】
(Cr+Mo+V)≧0.5質量%
上述したCr、Mo及びVは、単独添加、あるいは2種以上の複合添加のいずれでも構わないが、これらの成分の添加量の総量が0.5質量%に満たない場合には、焼入れ焼戻し後に必要な強度を得ることができないそのため、Cr、Mo及びVの添加量は、それぞれ上記の範囲でかつ、(Cr+Mo+V)≧0.5質量%を満たすことを必要とする。
【0018】
Ti:0.001〜0.100質量%、
Tiは、結晶粒を微粒化にすることができ、延性や曲げ性を向上させる。Tiは0.001質量%未満では添加の効果が乏しく、0.100質量%を超えて含有させても効果が飽和し、更に多くなると延性に悪影響を及ぼすので、0.001質量%〜0.100質量%に限定した。
【0019】
B:0.0003〜0.0100質量%、
Bは微量添加で焼入性を大幅向上させ、組織改善に寄与する元素である。0.0003質量%以上必要であり、一方、0.0100質量%を越えても効果が飽和し更に靭性が低下するので不可である。
【0020】
次に、処理条件について説明する。
【0021】
この鋼は線棒状に熱間圧延を行った後、硬度がHMV500以下となるように徐冷する。硬度がHMV500を超えるものでは伸線、異形加工などの後工程での加工性が著しく低下するため好ましくない。
【0022】
焼戻し温度は400〜600℃の範囲とした。これは熱軟化抵性の高い合金元素を多く含んでいるため規格強度と伸びのバランスを両立できる温度範囲が高めとなったためである。400℃未満では伸びが規格に満たないので不可であり、600℃を超えると規格強度を割るので限定した。
【0023】
溶接閉鎖高強度せん断補強筋によって、溶接熱影響境界部の硬度の低下が少なく母材部の硬度の90%以上ある溶接閉鎖高強度せん断補強筋が得られる。熱影響境界部が母材部の硬度の90%を下回ると、引張試験時にたとえ狭い範囲の境界部といえども境界部から破断する。又引張強さが1420N/mm2以上、0.2%耐力が1275N/mm2以上、破断後つき合わせ伸びが5%以上であることを満足させることができない。
【0024】
溶接閉鎖高強度せん断補強筋は、接合部及び熱影響部と母材部を含めて引張試験を行ったとき接合部で破断しない。接合部で破断した際には引張強さが1420N/mm2以上、0.2%耐力が1275N/mm2以上、破断後つき合わせ伸びが5%以上であることを満足させることができないこと、また接合部で破断することそれ自体が溶接継ぎ手性能を満足させることができないため接合部で破断しないとした。
【0025】
溶接閉鎖高強度せん断補強筋において、図3に示すように、母材1を接合部で突き合わせ溶接したとき、溶接部2の形状がコブ状増径部6を有するもの(参考例)がある。また、このコブ状増径部を有しないものがある。両方とも性能を満足する。コブ状増径部を有しないものにおいては溶接部の増径の為だけにコンクリートのかぶり量を増やす必要が無いため設計上の自由度が向上し、施工上有利に働く。
【0026】
溶接閉鎖高強度せん断補強筋において溶接熱影響部を含む溶接個所を460〜600℃で焼戻しを行うことにより、接合部及び熱影響部硬度がHMV550以下で、母材部との高度差が20%以内となる。これに関して、溶接閉鎖高強度せん断補強筋は溶接個所の焼戻しをすることなく十分に性能を満足することはできるが、焼戻しを行い溶接熱影響部の硬度をHMV550以下にすることにより、使用中に継続して荷重がかかったときの遅れ破壊などの問題に対してより有利になる。
【0027】
【実施例】
表1に本発明の実施例の開発鋼No.1〜6及び比較鋼No.7〜12の成分及びこれらを冷却速度2℃/secで冷却した圧延ままの特性を示した。開発鋼No.1〜6では、適正な引張強さ、耐力、耐力比、伸び及び硬度特性を示している。比較鋼No.7では、Si、Mnが低く、合金成分を加えても引張強さ、耐力共に低い。比較鋼No.8ではCが高く、(Cr+Mo+V)を含まないので、引張強さは大きいが、耐力が劣り、伸びもやや小さい。比較鋼9〜11は合金成分の添加量が少なく、所望の特性を得られない。比較鋼12では、Cが低すぎ、合金成分の効果が乏しい。
【0028】
以上の鋼材を突き合わせ溶接により接合した。図4は、表2に示す溶接条件の説明図で、母材1に電極7を装着し、接合部2を突き合わせて矢印10で示すように押圧して圧接する。圧接直前の電極7同士の電極間隔8は、圧接時に電極移動量9だけ移動する。この左右の電極移動量9の和が押込量である。以上の鋼材のコブ状増径部を有するもの(参考例)と有しないものの双方の溶接条件を表2に示した。表3に溶接材(溶接後)の機械的性質を示した。開発鋼No.1〜6では、コブ状増径部を有する参考例でも、コブ状増径部を有しない実施例でも、引張強さ(Ts)、耐力(Ys)、伸びが良好であり、破断箇所はすべて母材であった。また、溶接熱影響境界部の硬度が適切であり、母材の硬度との比が90%超であった。これに比し比較鋼7〜12では、引張強さ、耐力、伸びが小さく、破断箇所はすべて溶接熱影響境界部であり、溶接熱影響境界部の硬度が低下し、母材の硬度との比が90%を下回っている。表4は、開発鋼No.1〜6の溶接ままのものと、460℃で焼戻ししたもの(参考例)とについて、溶接部+溶接熱影響部の硬度を示した。また母材部硬度を併せて示し、母材部と460℃焼戻し後の硬度との硬度差を母材部比%で示した。この硬度差は最大でも13.1%であり20%を下回っている。
【0029】
また、図1に溶接まま材と460℃焼戻し材の溶接熱影響部及び母材部の硬度の分布の例を示した。図2はこの硬度を測定した測定位置を示すもので、接合部2から溶接熱影響部3の溶接熱影響境界部4を越えて母材1まで、測定点5に示すように、0.5mm間隔で測定したものである。接合部及び溶接熱影響部の硬度は460℃焼戻しにより、HMV550以下となり、母材部の硬度との差異が明らかに20%以下となっている。
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】
【表3】
【0033】
【表4】
【0034】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、高強度、高耐力で溶接部の特性が母材部に比べて遜色のない、むしろ優れた特性を有する溶接閉鎖せん断補強筋を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の溶接部の硬度分布を示すグラフである。
【図2】実施例の硬度測定点を示す平面図である。
【図3】コブ状増径部を有する溶接部の側面図である。
【図4】溶接条件の説明図である。
【符号の説明】
1 母材
2 接合部
3 溶接熱影響部
4 溶接熱影響境界部
5 硬度測定点
6 コブ状増径部
7 電極
8 電極間隔
9 押し込み量
10 矢印
Claims (3)
- C:0.15〜0.40質量%、
Si:0.8〜2.0質量%、
Mn:0.8〜2.0質量%、
Al:0.005〜0.050質量%、
Nb:0.005〜0.150質量%、
N:0.0015〜0.0150質量%
を含み、さらに、
Cr:0.05〜2.00質量%、
Mo:0・05〜1.00質量%、
V:0.05〜1.00質量%、
の1種または2種以上を(Cr+Mo+V)≧0.5質量%含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる鋼材を線棒状に熱間圧延を行った後徐冷を行い、硬度がHMV500以下とした線棒材に、伸線及びまたは異形加工を行い、所定の焼入れを実施後焼戻温度400〜600℃で焼戻しを行い、切断し、曲げ加工を行った後、その両端部をコブ状増径部を有しない形状に溶接して、その後焼鈍をすることなしに引張強さが1420N/mm2以上、0.2%耐力が1275N/mm2以上、破断後つき合わせ伸びが5%以上である溶接閉鎖高強度せん断補強筋とすることを特徴とする溶接閉鎖高強度せん断補強筋の製造方法。 - さらに
Ti:0.001〜0.100質量%、
B:0.0003〜0.0100質量%、
を1種または2種を含有することを特徴とする請求項1記載の溶接閉鎖高強度せん断補強筋の製造方法。 - さらに、溶接熱影響部を含む溶接個所を460〜600℃で焼戻しを行い、接合部及び溶接影響部の硬度をHMV550以下とし、接合部及び溶接影響部と母材部の硬度との差を20%以内とすることを特徴とする請求項1又は2記載の溶接閉鎖高強度せん断補強筋の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001129521A JP4117114B2 (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | 溶接閉鎖高強度せん断補強筋の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001129521A JP4117114B2 (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | 溶接閉鎖高強度せん断補強筋の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002327242A JP2002327242A (ja) | 2002-11-15 |
JP4117114B2 true JP4117114B2 (ja) | 2008-07-16 |
Family
ID=18978034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001129521A Expired - Fee Related JP4117114B2 (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | 溶接閉鎖高強度せん断補強筋の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4117114B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111378901B (zh) * | 2020-05-15 | 2021-07-23 | 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 | 一种1420MPa级PC钢棒专用母材盘条及其制备方法 |
CN115323288B (zh) * | 2022-08-10 | 2023-05-16 | 江油市长祥特殊钢制造有限公司 | 一种硫系易切削热作模具钢cx2344的制备方法 |
-
2001
- 2001-04-26 JP JP2001129521A patent/JP4117114B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002327242A (ja) | 2002-11-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5205820B2 (ja) | 高強度鉄筋用鋼材および高強度鉄筋、ならびにそれらの製造方法 | |
JP5177310B2 (ja) | 溶接熱影響部の低温靭性に優れた高張力鋼板およびその製造方法 | |
KR101846759B1 (ko) | 강판 및 그 제조 방법 | |
JP6149951B2 (ja) | 鉄筋用鋼材およびその製造方法 | |
KR20130035277A (ko) | 고장력강 및 그 제조 방법 | |
JP6795048B2 (ja) | 非調質低降伏比高張力厚鋼板およびその製造方法 | |
KR20160127808A (ko) | 고장력 강판 및 그 제조 방법 | |
JPH05186823A (ja) | 高靱性Cu含有高張力鋼の製造方法 | |
JP4998708B2 (ja) | 材質異方性が小さく、耐疲労亀裂伝播特性に優れた鋼材およびその製造方法 | |
JP4715166B2 (ja) | 非調質鉄筋用鋼材およびその製造方法 | |
JP4117114B2 (ja) | 溶接閉鎖高強度せん断補強筋の製造方法 | |
CN1312006C (zh) | 高耐冲击性电焊钢管 | |
JP3757027B2 (ja) | 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 | |
JP2002327243A (ja) | 高強度せん断補強筋用鋼材及び溶接閉鎖高強度せん断補強筋 | |
JP5205815B2 (ja) | 鉄筋用鋼材およびその製造方法 | |
JPH11138262A (ja) | Tig溶接方法及びtig溶接材料 | |
JPH108188A (ja) | 加熱部の耐高速破壊特性に優れた加工用鋼板 | |
JP3449307B2 (ja) | 溶接熱影響部靭性に優れたb添加高張力鋼 | |
JPH10298664A (ja) | 高一様伸び低降伏比高張力鋼材の製造方法 | |
JPS6256518A (ja) | 大入熱溶接用高張力鋼板の製造方法 | |
JPH09227987A (ja) | 疲労強度に優れた溶接継手およびその溶接方法 | |
JP3221309B2 (ja) | 機械構造用鋼およびその製造方法 | |
JP3930064B2 (ja) | 非調質鉄筋用鋼材の製造方法 | |
JP2002003999A (ja) | 抵抗溶接部の耐疲労特性に優れた鉄筋コンクリート用棒鋼 | |
JPH11241119A (ja) | 溶接部靭性に優れた高張力鋼の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040402 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050801 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050809 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070619 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070820 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080415 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080421 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110425 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110425 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120425 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120425 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130425 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |