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JP2002003999A - Steel bars for reinforced concrete with excellent fatigue resistance of resistance welds - Google Patents

Steel bars for reinforced concrete with excellent fatigue resistance of resistance welds

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Publication number
JP2002003999A
JP2002003999A JP2000189604A JP2000189604A JP2002003999A JP 2002003999 A JP2002003999 A JP 2002003999A JP 2000189604 A JP2000189604 A JP 2000189604A JP 2000189604 A JP2000189604 A JP 2000189604A JP 2002003999 A JP2002003999 A JP 2002003999A
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less
resistance
reinforced concrete
steel bars
strength
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JP2000189604A
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Kazukuni Hase
和邦 長谷
Toshiyuki Hoshino
俊幸 星野
Kenichi Amano
虔一 天野
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 抵抗溶接部の硬化が少なく、耐疲労特性に優
れた鉄筋コンクリート用棒鋼を提案する。 【解決手段】 mass%で、C:0.02%以下、Si:1.0 %
以下、Mn:0.30〜2.5 %、P:0.030 %以下、S:0.03
0 %以下、Al:0.10%以下、Ti:0.001 〜0.30%、Nb:
0.001 〜0.20%、B:0.0003〜0.0050%、O:0.0100%
以下、N:0.0150%以下を含み、残部Feおよび不可避的
不純物からなる組成とする。さらに、Cr、Mo、Ni、Cuの
うちの1種または2種以上、また、V、W、Coのうちの
1種または2種以上を含有してもよい。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To propose a steel bar for reinforced concrete with less hardening of a resistance welded part and excellent fatigue resistance characteristics. SOLUTION: In mass%, C: 0.02% or less, Si: 1.0%
Mn: 0.30 to 2.5%, P: 0.030% or less, S: 0.03
0% or less, Al: 0.10% or less, Ti: 0.001 to 0.30%, Nb:
0.001 to 0.20%, B: 0.0003 to 0.0050%, O: 0.0100%
Hereinafter, a composition containing N: 0.0150% or less, with the balance being Fe and inevitable impurities. Further, one or more of Cr, Mo, Ni, and Cu, and one or more of V, W, and Co may be contained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート構造
物の鉄筋用材料として好適な棒鋼に係り、とくに抵抗溶
接部の耐疲労特性の改善に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steel bar suitable as a material for reinforcing bars of concrete structures, and more particularly to improvement of fatigue resistance of a resistance welded portion.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、コンクリート構造体の補強用
鉄筋としては、JIS G 3112に規定された鉄筋コンクリー
ト用棒鋼が用いられている。これら棒鋼は、長手方向
に、あるいは十字に配置され接合されてコンクリート構
造体の補強用鉄筋として使用されている。これら棒鋼の
接合には、ガス圧接や、アーク溶接、抵抗溶接等の溶接
が用いられている。なかでも抵抗溶接は、棒鋼(鉄筋)
同士を点接触させ、加圧通電することで簡易に接合でき
ることから、コンクリート構造体の型枠製造において積
極的に利用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, steel bars for reinforced concrete specified in JIS G 3112 have been used as reinforcing bars for concrete structures. These steel bars are arranged and joined in a longitudinal direction or a cross, and are used as reinforcing steel bars for concrete structures. For joining these steel bars, welding such as gas pressure welding, arc welding, or resistance welding is used. Among them, resistance welding is used for steel bars (rebar)
Since they can be easily joined by bringing them into point contact with each other and applying a pressurized current, they are actively used in the production of concrete formwork.

【0003】抵抗溶接は、棒鋼(鉄筋)同士を点接触さ
せ、 10000Aを超える大電流を通電し、接触部の抵抗発
熱を利用して鉄筋の一部を溶融させて接合する方法であ
る。したがって、抵抗溶接部では、融点からオーステナ
イト域の高温までに急速加熱されたのち、急冷される熱
サイクルを受ける。このため、急速加熱時には、オース
テナイト粒が粗大化し、急冷時には、その粗大オーステ
ナイトからのマルテンサイト変態、ベイナイト変態によ
り溶接部の著しい硬化が生じ、抵抗溶接熱影響部の低温
靱性が著しく劣化する。このようなことから、鉄筋コン
クリート用棒鋼の溶接性の改善が望まれていた。
[0003] Resistance welding is a method in which steel bars (rebars) are brought into point contact with each other, a large current exceeding 10,000 A is applied, and a part of the rebars is melted and joined by utilizing the resistance heating of the contact portions. Therefore, the resistance welded part undergoes a heat cycle in which it is rapidly heated from its melting point to a high temperature in the austenite region and then rapidly cooled. Therefore, at the time of rapid heating, austenite grains are coarsened, and at the time of rapid cooling, martensitic transformation and bainite transformation from the coarse austenite cause remarkable hardening of the welded portion, and the low-temperature toughness of the heat-affected zone by resistance welding is significantly deteriorated. For these reasons, improvement in weldability of steel bars for reinforced concrete has been desired.

【0004】鉄筋コンクリート用棒鋼の溶接性改善につ
いては、例えば、特開昭62-287012号公報に、抵抗溶接
用には限定されないが、溶接性に優れた低温用鉄筋棒の
製造方法が開示されている。特開昭62-287012 号公報に
記載された製造方法は、Cを0.020 〜0.12%に制限し、
さらにNi:0.2 〜1.5 %、Ti:0.04〜0.15%、Al:0.01
〜0.07%、B:0.0005〜0.0030%を含有する鋼材に、制
御圧延、制御冷却を施し組織をマルテンサイトとベイナ
イト組織とする鉄筋棒の製造方法である。このような製
造方法で製造された鉄筋用棒鋼は、溶接による熱影響を
受けても結晶粒の粗大化はないとしている。
For improving the weldability of steel bars for reinforced concrete, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-287012 discloses a method for producing a low-temperature steel bar excellent in weldability, which is not limited to resistance welding. I have. The production method described in JP-A-62-287012 limits C to 0.020 to 0.12%,
Further, Ni: 0.2 to 1.5%, Ti: 0.04 to 0.15%, Al: 0.01
This is a method for producing a steel rod containing -0.07% and B: 0.0005 -0.0030%, by subjecting a steel material to controlled rolling and controlled cooling to change the structure to a martensite and bainite structure. It is stated that the steel bars for reinforcing bars manufactured by such a manufacturing method do not have crystal grains coarsened even if they are affected by heat due to welding.

【0005】しかしながら、特開昭62-287012 号公報に
記載された技術で製造された棒鋼でも、抵抗溶接の熱影
響により著しく硬化することは避けられないという問題
が残されていた。また、コンクリート構造体の型枠を製
造する際に、図1(a)に示すように鉄筋コンクリート
用棒鋼を十字に配置して接合する場合には、図1(a)
のA−A断面図である図1(b)に示すように接合部
は、必然的に切欠きが存在する継手形状となる。切欠き
が存在する接合部では、平滑な場合に比べ疲労強度が低
下することは良く知られたことではあるが、さらに、こ
のような切欠きが存在する接合部の組織が粗大オーステ
ナイト粒からの硬化組織である場合には、切欠感受性が
高くなり、疲労強度の低下がさらに顕著となると推察さ
れる。そこで、コンクリート構造体の疲労強度を著しく
低下させないために、鉄筋コンクリート用棒鋼抵抗溶接
部の疲労強度の向上が要望されている。
[0005] However, even with the steel bars manufactured by the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-287012, there remains a problem that it is inevitable that the steel bars harden significantly due to the thermal influence of resistance welding. In addition, when manufacturing a formwork of a concrete structure, when steel bars for reinforced concrete are arranged in a cross shape as shown in FIG.
As shown in FIG. 1B, which is a cross-sectional view taken along the line A-A, the joint has a joint shape in which a notch is inevitably present. It is well known that the fatigue strength of joints with notches is lower than that of smooth joints.However, the structure of the joints with such notches is also reduced by coarse austenite grains. In the case of a hardened structure, it is presumed that the notch sensitivity increases, and the reduction in fatigue strength becomes more remarkable. Therefore, in order not to significantly reduce the fatigue strength of the concrete structure, there is a demand for improvement of the fatigue strength of the steel-bar resistance welded portion for reinforced concrete.

【0006】棒鋼ではなく、高張力鋼板を対象としたア
ーク溶接部の疲労特性の向上について、いくつかの提案
がなされている。例えば、特開平7-62489 号公報には、
溶接ままで溶接熱影響部の組織を強化して、疲労亀裂の
発生を阻止または抑制することにより、アーク溶接部の
疲労特性を改善する高張力鋼が開示されている。特開平
7-62489 号公報に記載された技術は、C:0.03〜0.20
%、Si:0.1 〜2.0 %、Mn:0.6 〜2.0 %、Al:0.01〜
0.08%を含み、さらにP:0.02〜0.20%を含有し、ある
いはさらにB、Ni、Cr、V等を含有して、好ましくは溶
接熱影響部をベイナイト組織とし、疲労特性を向上させ
ようとするものである。
Several proposals have been made for improving the fatigue characteristics of an arc welded portion for high-strength steel sheets, not for steel bars. For example, JP-A-7-62489 discloses that
A high-strength steel that improves the fatigue characteristics of an arc welded part by strengthening the structure of a weld heat affected zone as it is and preventing or suppressing the occurrence of fatigue cracks has been disclosed. JP
The technology described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-62489 has a C value of 0.03 to 0.20.
%, Si: 0.1 to 2.0%, Mn: 0.6 to 2.0%, Al: 0.01 to
0.08%, further contains P: 0.02 to 0.20%, or further contains B, Ni, Cr, V, etc., and preferably has a bainite structure in the weld heat affected zone to improve fatigue properties. Things.

【0007】また、特開平6-235044号公報、特開平6-33
0232号公報には、溶接ままで溶接熱影響部の組織を制御
して、溶接部の疲労強度を改善する溶接構造用高張力鋼
が提案されている。特開平6-235044号公報に記載された
技術は、C:0.04〜0.12%、Si:0.3 〜0.6 %、Mn:0.
8 〜2.0 %、Al:0.02〜0.06%、Cu:0.5 〜1.2 %、
B:0.0005〜0.002 %、Ti:0.005 〜0.04%含有し、あ
るいはさらにNi等を含有して、溶接熱影響部を上部ベイ
ナイト組織とし、疲労特性を向上させようとするもので
ある。特開平6-330232号公報に記載された技術は、C:
0.03〜0.20%、Si:0.6 〜2.0 %、Mn:0.6 〜2.0 %、
Al:0.02〜0.05%、B:0.0005〜0.0020%含有し、ある
いはさらにNi、Cr、V等を含有して、溶接熱影響部の粒
界初析フェライトを低減し、溶接部の疲労特性を向上さ
せようとするものである。
[0007] Also, JP-A-6-235044 and JP-A-6-33
No. 0232 proposes a high-strength steel for a welded structure in which the structure of a heat-affected zone of a weld is controlled as it is and the fatigue strength of the weld is improved. The technology described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-235044 discloses that C: 0.04 to 0.12%, Si: 0.3 to 0.6%, Mn: 0.
8 to 2.0%, Al: 0.02 to 0.06%, Cu: 0.5 to 1.2%,
B: 0.0005 to 0.002%, Ti: 0.005 to 0.04%, or further contains Ni or the like to make the weld heat affected zone an upper bainite structure to improve fatigue properties. The technology described in JP-A-6-330232 discloses C:
0.03 to 0.20%, Si: 0.6 to 2.0%, Mn: 0.6 to 2.0%,
Al: 0.02 to 0.05%, B: 0.0005 to 0.0020%, or further contains Ni, Cr, V, etc. to reduce the grain boundary pro-eutectoid ferrite in the weld heat affected zone and improve the fatigue properties of the weld zone It is to try to make it.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
7-62489 号公報、特開平6-235044号公報、特開平6-3302
32号公報に記載された技術は、アーク溶接を主体とした
溶接部の耐疲労特性の改善であり、これら公報に記載さ
れた技術で製造された鋼材を抵抗溶接により接合した場
合には、依然として、抵抗溶接部の組織は硬化組織とな
りやすく、耐疲労特性の顕著な改善は見られない。一般
に、抵抗溶接の溶接部熱サイクルはアーク溶接にくら
べ、急熱急冷となっている。
SUMMARY OF THE INVENTION
7-62489, JP-A-6-235044, JP-A-6-3302
The technology described in No. 32 is an improvement in the fatigue resistance of a welded portion mainly by arc welding, and when steel materials manufactured by the technology described in these publications are joined by resistance welding, In addition, the structure of the resistance welded portion tends to be a hardened structure, and no remarkable improvement in fatigue resistance characteristics is not seen. Generally, the heat cycle of the welding portion of resistance welding is rapid heating and quenching as compared with arc welding.

【0009】本発明は、上記した従来技術の問題に鑑
み、抵抗溶接を行っても、溶接熱影響部の硬化が少な
く、抵抗溶接部の耐疲労特性に優れた鉄筋コンクリート
用棒鋼を提案することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and proposes a steel bar for reinforced concrete in which the heat affected zone of the weld is hardened even when resistance welding is performed, and the fatigue resistance of the resistance weld is excellent. Aim.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
課題を解決するために、棒鋼組成と抵抗溶接部の組織と
の関係を鋭意研究した。その結果、本発明者らは、溶接
部の疲労特性を向上するためには、抵抗溶接部組織の冷
却速度依存性を低減して、溶接熱影響部の硬化を防止す
ることがよいとの考えに想到した。本発明者らは、抵抗
溶接部組織の冷却速度依存性を低減するには、棒鋼組成
を限定すること、とくにC含有量を0.02mass%以下まで
低減することが、最も有効であることを見いだした。
C:0.02mass%以下とすることにより、溶接硬化性が低
下し、疲労における切欠き感受性が低下するのである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied the relationship between the composition of a steel bar and the structure of a resistance weld. As a result, the present inventors consider that in order to improve the fatigue characteristics of the welded portion, it is preferable to reduce the cooling rate dependence of the resistance welded structure and prevent the hardening of the weld heat affected zone. I thought. The present inventors have found that in order to reduce the cooling rate dependence of the resistance welded structure, it is most effective to limit the composition of the steel bar, particularly to reduce the C content to 0.02 mass% or less. Was.
By setting C: 0.02 mass% or less, the weld hardening property is reduced, and the notch sensitivity in fatigue is reduced.

【0011】本発明は、上記した知見に基づき、さらに
検討して完成されたものである。すなわち、本発明は、
mass%で、C:0.02%以下、Si:1.0 %以下、Mn:0.30
〜2.5 %、P:0.030 %以下、S:0.030 %以下、Al:
0.10%以下、Ti:0.001〜0.30%、Nb:0.001 〜0.20
%、B:0.0003〜0.0050%、O:0.0100%以下、N:0.
0150%以下を含み、残部Feおよび不可避的不純物からな
る組成を有することを特徴とする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であり、また、本発
明では、前記組成に加えて、さらにmass%で、Cr:1.0
%以下、Mo:1.0 %以下、Ni:1.0 %以下、Cu:0.8 %
以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含有する
ことが好ましく、また、本発明では、前記各組成に加え
て、さらにmass%で、V:0.5 %以下、W:0.5 %以
下、Co:0.5 %以下のうちから選ばれた1種または2種
以上を含有することが好ましい。
The present invention has been completed by further study based on the above findings. That is, the present invention
mass%, C: 0.02% or less, Si: 1.0% or less, Mn: 0.30
~ 2.5%, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, Al:
0.10% or less, Ti: 0.001 to 0.30%, Nb: 0.001 to 0.20
%, B: 0.0003 to 0.0050%, O: 0.0100% or less, N: 0.
0150% or less, is a steel bar for reinforced concrete excellent in fatigue resistance characteristics of the resistance welded portion, characterized by having a composition consisting of the balance Fe and unavoidable impurities, and in the present invention, in addition to the composition, Furthermore, in mass%, Cr: 1.0
%, Mo: 1.0% or less, Ni: 1.0% or less, Cu: 0.8%
It is preferable to contain one or more selected from the following, and in the present invention, in addition to the above-mentioned respective compositions, further, in mass%, V: 0.5% or less, W: 0.5% or less, Co: It is preferable to contain one or more selected from 0.5% or less.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】まず、本発明棒鋼の組成限定理由
について説明する。以下、mass%は単に%と記す。 C:0.02%以下 Cは、母材の強度を増加させ、また溶接部の硬さを増加
させる元素であり、溶接熱影響部の硬化を抑制するた
め、本発明では0.02%以下に限定する。なお、強度確保
の観点からは0.005 %以上含有するのが好ましい。
First, the reasons for limiting the composition of the steel bar of the present invention will be described. Hereinafter, mass% is simply described as%. C: 0.02% or less C is an element that increases the strength of the base material and increases the hardness of the welded portion. In order to suppress the hardening of the weld heat affected zone, C is limited to 0.02% or less in the present invention. From the viewpoint of securing the strength, the content is preferably 0.005% or more.

【0013】Si:1.0 %以下 Siは、脱酸剤として作用するとともに、固溶強化により
強度を増加させる有用な元素である。このような効果は
0.05%以上の含有で顕著となる。しかし、過剰に含有さ
せると溶接熱影響部が硬化するため、Siは1.0 %以下に
限定した。なお、好ましく0.10〜0.50%である。
Si: 1.0% or less Si is a useful element that acts as a deoxidizing agent and increases the strength by solid solution strengthening. Such an effect
It becomes significant when the content is 0.05% or more. However, if it is contained excessively, the heat affected zone of the weld hardens, so the Si content is limited to 1.0% or less. In addition, it is preferably 0.10 to 0.50%.

【0014】Mn:0.30〜2.5 % Mnは、脱酸剤として作用するとともに、固溶強化により
強度を増加させる有用な元素である。また、棒鋼組織の
冷却速度依存性を低減するうえで必要な元素である。こ
のような効果は0.30%以上の含有で認められるが、2.5
%を越えて含有すると、延性が低下する。このため、Mn
は0.30〜2.5 %の範囲に限定した。なお、好ましく0.8
〜1.8 %である。
Mn: 0.30-2.5% Mn is a useful element that acts as a deoxidizing agent and increases the strength by solid solution strengthening. Further, it is an element necessary for reducing the cooling rate dependence of the steel bar structure. Such an effect is observed at a content of 0.30% or more.
%, The ductility decreases. For this reason, Mn
Was limited to the range of 0.30-2.5%. In addition, preferably 0.8
~ 1.8%.

【0015】P:0.030 %以下 Pは、固溶して強度を増加させるが、粒界に偏析した
り、抵抗溶接部の最終凝固部に濃化して、溶接部の疲労
強度を低下させる。このため、Pはできるだけ低減する
のが好ましいが、0.030 %までは許容できる。 S:0.030 %以下 Sは、鋼中では硫化物として存在し、Pと同様に疲労強
度を低下させる。このため、Sはできるだけ低減するの
が好ましいが、0.030 %までは許容できる。
P: 0.030% or less P increases the strength by forming a solid solution, but segregates at the grain boundaries or concentrates in the final solidified portion of the resistance welded portion, thereby lowering the fatigue strength of the welded portion. For this reason, it is preferable to reduce P as much as possible, but up to 0.030% is acceptable. S: 0.030% or less S is present as sulfide in steel and lowers fatigue strength like P. For this reason, S is preferably reduced as much as possible, but up to 0.030% is acceptable.

【0016】Al:0.10%以下 Alは、Siと同様に脱酸剤として有効に作用するが、含有
量が0.10%を越えるとアルミナ系介在物が増加し、疲労
強度を低下させる。このため、Alは0.10%以下に限定し
た。なお、好ましくは、0.01〜0.05%である。 Ti:0.001 〜0.30% Tiは、Nと結合しTiN を形成して、組織の微細化に寄与
し、切欠き感受性を低下させる有用な元素である。ま
た、Tiは脱酸剤としても作用する。このような効果は、
0.001 %以上の含有で認められるが、0.30%を超えて過
剰に含有すると、焼入れ性が向上し、抵抗溶接時の熱影
響部の硬化を招き疲労強度を低下させる。このため、Ti
は0.001 〜0.30%に限定した。なお、固溶B確保の観点
から、好ましくは、0.05〜0.10%である。
Al: 0.10% or less Al acts effectively as a deoxidizing agent like Si, but when the content exceeds 0.10%, alumina inclusions increase, and the fatigue strength decreases. For this reason, Al was limited to 0.10% or less. In addition, Preferably, it is 0.01-0.05%. Ti: 0.001 to 0.30% Ti is a useful element that combines with N to form TiN, contributes to the refinement of the structure, and reduces the notch sensitivity. Ti also acts as a deoxidizer. These effects are
Although it is recognized at a content of 0.001% or more, an excessive content exceeding 0.30% improves hardenability, causes hardening of the heat-affected zone during resistance welding, and lowers fatigue strength. For this reason, Ti
Is limited to 0.001 to 0.30%. In addition, from a viewpoint of ensuring solid solution B, it is preferably 0.05 to 0.10%.

【0017】Nb:0.001 〜0.20% Nbは、炭窒化物として析出し、ピンニング効果により組
織の微細化に寄与するとともに、固溶Nbとして焼入れ性
を向上させる。ピンニング効果を得るためには、少なく
とも0.001 %以上の含有を必要とするが、0.20%を越え
て過剰に含有すると、焼入れ性が向上しすぎて、抵抗溶
接時の熱影響部の硬化を招き疲労強度を低下させる。こ
のため、Nbは0.001 〜0.20%に限定した。なお、好まし
くは、0.01〜0.10%である。
Nb: 0.001 to 0.20% Nb precipitates as carbonitrides, contributes to the refinement of the structure by a pinning effect, and improves the hardenability as solid solution Nb. To obtain the pinning effect, the content must be at least 0.001% or more. However, if the content exceeds 0.20%, the hardenability will be excessively improved, and the heat-affected zone will be hardened during resistance welding, resulting in fatigue. Decrease strength. Therefore, Nb is limited to 0.001 to 0.20%. In addition, Preferably, it is 0.01 to 0.10%.

【0018】B:0.0003〜0.0050% Bは、焼入れ性を向上させる元素であり、強度の冷却速
度依存性を低減するのに有用な元素である。このような
効果を発揮するためには、0.0003%以上の含有が必要で
ある。一方、0.0050%を超えて過剰に含有しても、その
効果は飽和して、含有量に見合う効果が期待できない。
このため、Bは0.0003〜0.0050%の範囲に限定した。な
お、好ましくは、0.0010〜0.0030%である。
B: 0.0003% to 0.0050% B is an element that improves the hardenability and is an element useful for reducing the cooling rate dependence of strength. In order to exhibit such an effect, the content needs to be 0.0003% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.0050%, the effect saturates and an effect commensurate with the content cannot be expected.
Therefore, B is limited to the range of 0.0003 to 0.0050%. In addition, Preferably, it is 0.0010-0.0030%.

【0019】O:0.0100%以下 Oは、鋼中では介在物として存在し、清浄度を低下する
とともに、疲労強度を低下させる。このため、Oはでき
るだけ低減するのが好ましいが、0.0100%までは許容で
きる。 N:0.0010〜0.0150% Nは、Ti、Nbと結合し窒化物、あるいは炭窒化物として
析出し、加熱時もしくは抵抗溶接時の結晶粒成長を抑制
するピンニングサイトとして組織を微細化し、疲労強度
を向上させる作用を有している。TiN 等の窒化物、炭窒
化物の析出による組織微細化効果を十分に発揮させるに
は、0.0010%以上の含有を必要とする。一方、0.0150%
を越えて含有すると、効果が飽和するうえ、固溶Nの増
加によりむしろ棒鋼の靭性が低下し、また抵抗溶接の熱
影響部において切欠き感受性が高くなり疲労強度が低下
する。このため、Nは0.0010〜0.0150%に限定した。
O: 0.0100% or less O is present as an inclusion in steel and reduces the cleanliness and the fatigue strength. For this reason, it is preferable to reduce O as much as possible, but up to 0.0100% is acceptable. N: 0.0010 to 0.0150% N combines with Ti and Nb and precipitates as nitride or carbonitride, refines the structure as a pinning site that suppresses crystal grain growth during heating or resistance welding, and reduces fatigue strength. Has the effect of improving. In order to sufficiently exhibit the effect of refining the structure due to precipitation of nitrides such as TiN and carbonitrides, the content of 0.0010% or more is required. On the other hand, 0.0150%
If the content exceeds 3, the effect is saturated, the toughness of the steel bar is rather lowered due to the increase of the solute N, and the notch sensitivity is increased in the heat-affected zone of resistance welding, and the fatigue strength is reduced. For this reason, N was limited to 0.0010 to 0.0150%.

【0020】以上、基本組成について説明したが、本発
明では、上記した基本組成に加えてさらに、焼入れ性を
向上させ、ひいては強度を向上させる元素として、Cr、
Mo、Ni、Cuのうちの1種または2種以上を選択して含有
することができる。Cr:1.0 %以下、Mo:1.0 %以下、
Ni:1.0 %以下、Cu:0.8 %以下のうちから選ばれた1
種または2種以上 Crは、強度の冷却速度依存性を低減する上で有用な元素
であるが、1.0 %を超えて多量に含有すると靭性の低下
を招く。このため、Crは、1.0 %以下に限定するのが好
ましい。なお、より好ましくは、0.1 〜0.8 %である。
Although the basic composition has been described above, in the present invention, in addition to the basic composition described above, Cr, as an element for further improving the hardenability and, consequently, the strength, is used.
One, two or more of Mo, Ni and Cu can be selected and contained. Cr: 1.0% or less, Mo: 1.0% or less,
Ni: 1.0% or less, Cu: 0.8% or less 1
Species or two or more types of Cr are useful elements for reducing the dependence of strength on the cooling rate, but when contained in a large amount exceeding 1.0%, toughness is reduced. For this reason, Cr is preferably limited to 1.0% or less. More preferably, the content is 0.1 to 0.8%.

【0021】Moは、Crと同様に、強度の冷却速度依存性
を低減する上で有用な元素であるが、1.0 %を越えて多
量に含有すると靭性の低下を招く。このため、Moは、1.
0 %以下に限定するのが好ましい。なお、より好ましく
は、0.1 〜0.8 %である。Niは、強度および靭性を向上
させるのに有用な元素であるが、高価であり、1.0 %を
超えて多量に含有しても、その効果が飽和し含有量に見
合う効果が期待できなくなる。このため、Niは1.0 %以
下に限定するのが好ましい。なお、より好ましくは、0.
1 〜0.8 %である。
Mo, like Cr, is a useful element for reducing the dependence of strength on the cooling rate, but when contained in a large amount exceeding 1.0%, toughness is reduced. For this reason, Mo is 1.
Preferably, it is limited to 0% or less. More preferably, the content is 0.1 to 0.8%. Ni is an element useful for improving strength and toughness, but is expensive, and even if it is contained in a large amount exceeding 1.0%, its effect saturates and an effect commensurate with the content cannot be expected. For this reason, Ni is preferably limited to 1.0% or less. In addition, more preferably, 0.
1 to 0.8%.

【0022】Cuは、強度を向上させるのに有効な元素で
あるが、P、Sと同様に、抵抗溶接部の最終凝固部に濃
化して疲労強度を低下させる。このため、Cuは0.8 %以
下に限定するのが好ましい。なお、より好ましくは、0.
1 〜0.6 %である。また、本発明では、上記した基本組
成に加えて、強度を増加させる元素として、V、W、Co
のうちの1種または2種以上を含有できる。あるいは、
Cr、Mo、Ni、Cuのうちの1種または2種以上を加えたう
え、さらにV、W、Coのうちの1種または2種以上を含
有してもよい。
Cu is an element effective for improving the strength, but, like P and S, is concentrated in the final solidified portion of the resistance welded portion to lower the fatigue strength. For this reason, Cu is preferably limited to 0.8% or less. In addition, more preferably, 0.
1 to 0.6%. In the present invention, in addition to the above-described basic composition, V, W, Co
One or more of these may be contained. Or,
One or more of Cr, Mo, Ni, and Cu may be added, and one or more of V, W, and Co may be further contained.

【0023】V:0.5 %以下、W:0.5 %以下、Co:0.
5 %以下のうちから選ばれた1種または2種以上 V、W、Coは、いずれも強度を向上させるのに有効な元
素であるが、0.5 %を越えて含有すると熱影響部の切欠
き感受性が高くなる。このため、V、W、Coはいずれも
0.5 %以下に限定するのが好ましい。なお、より好まし
くは、Vは0.05〜0.25%、Wは0.05〜0.25%、Coは0.05
〜0.25%である。
V: 0.5% or less, W: 0.5% or less, Co: 0.
One or more selected from among 5% or less V, W, and Co are all effective elements for improving the strength, but if contained more than 0.5%, the notch in the heat-affected zone Increased sensitivity. Therefore, V, W, and Co
Preferably, it is limited to 0.5% or less. More preferably, V is 0.05 to 0.25%, W is 0.05 to 0.25%, and Co is 0.05 to 0.25%.
~ 0.25%.

【0024】上記した成分以外の残部はFeおよび不可避
的不純物である。
The balance other than the above components is Fe and inevitable impurities.

【0025】[0025]

【実施例】表1に示す組成を有する鋼を、転炉で溶製
し、連続鋳造法により断面: 400×560mm のブルームと
したのち、これらブルームを熱間圧延により12mmφの鉄
筋コンクリート用棒鋼とした。これら棒鋼について、圧
延ままの機械的特性(引張特性、断面硬さ)を調査し
た。 (1)引張特性 各棒鋼から長さ 300mmの試験片を採取し、JIS Z 2204の
規定に準拠して引張試験を行い、降伏強さYS、引張強
さTS、および伸びElを求めた。 (2)硬さ試験 各棒鋼から硬さ測定用試験片を採取し、圧延方向に平行
な断面(L断面)のD/4の位置で、ビッカーズ硬度計
(荷重10kg)を用いて5点測定し、それらの平均値Hv
meanを各棒鋼の硬さとした。
EXAMPLES Steel having the composition shown in Table 1 was melted in a converter and made into blooms having a cross section of 400 × 560 mm by a continuous casting method. These blooms were hot-rolled into 12 mmφ steel bars for reinforced concrete. . The mechanical properties (tensile properties, cross-sectional hardness) of these steel bars as they were rolled were investigated. (1) Tensile properties A test piece having a length of 300 mm was sampled from each bar and subjected to a tensile test in accordance with the provisions of JIS Z 2204 to determine the yield strength YS, tensile strength TS, and elongation El. (2) Hardness test A test piece for hardness measurement was taken from each steel bar, and measured at 5 points using a Vickers hardness tester (load: 10 kg) at a D / 4 position of a cross section (L cross section) parallel to the rolling direction. And their average value Hv
mean was the hardness of each bar.

【0026】つぎに、これら棒鋼について、溶接部の疲
労特性を調査した。 (3)溶接部の疲労特性 各棒鋼から長さ 350mmの試験片用素材を採取し、図1に
示すように十文字状に配置し抵抗溶接を行って接合し抵
抗溶接継手を製作し、継手疲労試験片とした。抵抗溶接
条件は、加圧力5000N、溶接電流 15000A、溶接時間
0.3sとした。
Next, the fatigue properties of the welded portions of these steel bars were examined. (3) Fatigue properties of welded parts A 350 mm long test piece material was sampled from each steel bar, arranged in a cross shape as shown in Fig. 1 and subjected to resistance welding and joined to produce a resistance welded joint. A test piece was used. Resistance welding conditions are: pressure 5000N, welding current 15000A, welding time
0.3 s.

【0027】このようにして製作した疲労試験片を用
い、周波数7Hzとする部分片振り引張疲労試験を実施し
た。なお、最低引張応力は3000Nとした。また、繰り返
し数:107 回を満足する強度を疲労強度とした。また、
疲労強度と圧延ままの引張強さとの比を耐久比とした。 (4)溶接部の硬さ試験 抵抗溶接により棒鋼を十字状に接合した抵抗溶接継手に
ついて、接合部を切断し研磨して、図2に示す要領でビ
ッカース硬度計(荷重1kg)により硬さ分布を測定し、
最大値を最高硬さHv max とした。
Using the fatigue test piece manufactured as described above, a partial pulsating tensile fatigue test at a frequency of 7 Hz was performed. The minimum tensile stress was 3000N. In addition, the number of repetitions: the strength that satisfies the 10 7 times was the fatigue strength. Also,
The ratio between the fatigue strength and the as-rolled tensile strength was defined as the durability ratio. (4) Hardness test of welded part For a resistance welded joint in which steel bars were joined in a cross shape by resistance welding, the joint was cut and polished, and the hardness distribution was measured with a Vickers hardness meter (load 1 kg) as shown in FIG. Measure
The maximum value was defined as the maximum hardness Hv max .

【0028】それらの結果を表2に示す。Table 2 shows the results.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】[0030]

【表2】 [Table 2]

【0031】本発明例は、いずれも溶接熱影響部の硬化
はほとんどなく耐久比0.3 以上の良好な疲労特性を示し
た。一方、本発明の範囲を外れる比較例は、溶接熱影響
部が硬化し耐久比が0.3 未満であった。C、Si、Mnが本
発明の範囲の上限を超えた比較例(棒鋼No.18 〜No.20
)には、熱影響部が硬化し、耐久比が0.3 未満であっ
た。Ti、Nbが不足している比較例(棒鋼No.21 、No.23
)では、耐久比が低い。また、Ti、Nbが本発明範囲の
上限を超えた場合(棒鋼No.22 、No.24 )では、熱影響
部が硬化し、耐久比が低い。また、O、Nが本発明範囲
の上限を超えた場合(棒鋼No.25 、No.26 )では、耐久
比が低い。
In each of the examples of the present invention, hardening of the heat affected zone was hardly observed, and good fatigue characteristics with a durability ratio of 0.3 or more were exhibited. On the other hand, in Comparative Examples outside the scope of the present invention, the heat affected zone was hardened and the durability ratio was less than 0.3. Comparative examples in which C, Si and Mn exceeded the upper limit of the range of the present invention (steel bars No. 18 to No. 20).
In (), the heat-affected zone was cured and the durability ratio was less than 0.3. Comparative examples lacking Ti and Nb (bars No.21, No.23
), The durability ratio is low. When Ti and Nb exceed the upper limit of the range of the present invention (steel bars No. 22 and No. 24), the heat-affected zone is hardened and the durability ratio is low. When O and N exceed the upper limit of the range of the present invention (steel bars No. 25 and No. 26), the durability ratio is low.

【0032】なお、従来例(棒鋼No.27 )はJIS SR295
を満足する鉄筋コンクリート用棒鋼の例であり、熱影響
部の硬さが大幅に高く、また耐久比は0.23である。
The conventional example (bar steel No. 27) is JIS SR295
This is an example of steel bars for reinforced concrete satisfying the following conditions. The hardness of the heat-affected zone is significantly higher, and the durability ratio is 0.23.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、耐久比が0.3 を越える
良好な疲労特性を有する抵抗溶接継手を得ることが可能
な抵抗溶接部の疲労特性に優れた鉄筋コンクリート用棒
鋼を容易に得ることができ、鉄筋コンクリート用部材の
高品質化に寄与でき、産業上の格段の効果を奏する。
According to the present invention, it is possible to easily obtain a steel bar for reinforced concrete excellent in fatigue characteristics of a resistance welded portion, which can provide a resistance welded joint having a good fatigue characteristic having a durability ratio exceeding 0.3. It can contribute to the improvement of the quality of the reinforced concrete member, and has a remarkable industrial effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】コンクリート構造体に用いられる十字状抵抗溶
接継手を模式的に示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a cruciform resistance welding joint used for a concrete structure.

【図2】十字状抵抗溶接継手接合部の溶接部硬さ測定位
置を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a weld hardness measurement position of a cruciform resistance weld joint joint.

フロントページの続き (72)発明者 天野 虔一 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内Continuing on the front page (72) Inventor Kenichi Amano 1-chome, Kawasaki-dori, Mizushima, Kurashiki-shi, Okayama Pref. Kawasaki Steel Corporation Mizushima Steel Works

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 mass%で、 C:0.02%以下、 Si:1.0 %以下、 Mn:0.30〜2.5 %、 P:0.030 %以下、 S:0.030 %以下、 Al:0.10%以下、 Ti:0.001 〜0.30%、 Nb:0.001 〜0.20%、 B:0.0003〜0.0050%、 O:0.0100%以下、 N:0.0150%以下を含み、残部Feおよび不可避的不純物
からなる組成を有することを特徴とする抵抗溶接部の耐
疲労特性に優れた鉄筋コンクリート用棒鋼。
1. Mass%, C: 0.02% or less, Si: 1.0% or less, Mn: 0.30 to 2.5%, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, Al: 0.10% or less, Ti: 0.001 to 0.001% 0.30%, Nb: 0.001 to 0.20%, B: 0.0003 to 0.0050%, O: 0.0100% or less, N: 0.0150% or less, and has a composition comprising the balance of Fe and unavoidable impurities. Steel bars for reinforced concrete with excellent fatigue resistance.
【請求項2】 前記組成に加えて、さらにmass%で、C
r:1.0 %以下、Mo:1.0 %以下、Ni:1.0 %以下、C
u:0.8 %以下のうちから選ばれた1種または2種以上
を含有することを特徴とする請求項1に記載の鉄筋コン
クリート用棒鋼。
2. In addition to the above composition, in mass%, C
r: 1.0% or less, Mo: 1.0% or less, Ni: 1.0% or less, C
2. The steel bar for reinforced concrete according to claim 1, wherein the steel bar contains one or more members selected from u: 0.8% or less.
【請求項3】 前記組成に加えて、さらにmass%で、
V:0.5 %以下、W:0.5 %以下、Co:0.5 %以下のう
ちから選ばれた1種または2種以上を含有することを特
徴とする請求項1または2に記載の鉄筋コンクリート用
棒鋼。
3. In addition to the composition, in mass%,
The steel bar for reinforced concrete according to claim 1 or 2, wherein the steel bar contains one or more selected from V: 0.5% or less, W: 0.5% or less, and Co: 0.5% or less.
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