钢筋用钢和钢筋的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及作为例如被用于钢筋混凝土结构物的剪切加强筋而使用的高强度钢 筋，以及被用作其原材料的钢筋用钢。
【背景技术】
[0002] 例如，大楼、公共住宅等钢筋混凝土结构物中，为了防止其倒塌，使用剪切加强筋 作为加强材料。使用了剪切加强筋的钢筋混凝土结构物中，钢筋混凝土结构物发生剪切变 形时，剪切加强筋伸长而塑性变形，从而，钢筋混凝土结构物的变形能量被剪切加强筋吸收 而防止钢筋混凝土结构物的倒塌。
[0003] 以往，剪切加强筋一般使用拉伸强度为1200MPa左右的剪切加强筋。但是，近年 来，有对钢筋混凝土结构物的截面纤细化、轻量化和高层化的需要，因此，超高强度混凝土 的开发急速地发展。如果混凝土的强度上升，则为了取得平衡，也需要剪切加强筋的高强度 化。
[0004] 然而，剪切加强筋是以缠绕捆绑于使得例如混凝土柱或梁那样的支撑建筑物的结 构的轴不弯曲的主筋的形式作为加强材料而发挥功能的剪切加强筋，对应于混凝土柱的截 面形状，截面被成型加工为圆形、方形等的线圈状而使用。这些截面形状是通过弯曲加工而 给予的，因此与其成型相应而需要弯曲加工性。因此，如果剪切加强筋的伸长特性优异，则 弯曲加工变得容易，从加工性的方面出发也为显著的优点。但是，如上所述，若对应于混凝 土的高强度化而使得剪切加强筋也高强度化，则会担心弯曲加工时的折损等新的问题。
[0005] 然而，为了使得剪切加强筋高强度化，需要增加以c、Si、Mn为代表的合金元素的 添加量。然而，剪切加强筋通常是对钢筋用钢进行拉拔加工后进行热处理而制造的。因此， 若增加合金元素的添加量，则钢筋用钢的硬度上升，钢筋用钢的拉拔时线材断线，制造性下 降。因此，为了实现高强度化，需要避免钢筋用钢的拉丝性下降。
[0006] 因此，为了克服上述问题，提出了几个提案。
[0007] 首先，专利文献1中公开有通过将C、Si、Mn控制为适当范围且控制冷却条件，确保 表面的铁素体脱碳为0. 12mm以上的热处理方法。然而，若铁素体脱碳为0. 12mm以上，则制 造高强度钢筋时的强度确保变得困难，因此需要使得铁素体脱碳层以外成为高强度化，需 要添加合金。因此，钢筋用的原材料的硬度上升，导致拉丝性的下降。此外，制造高强度钢 筋后，钢筋的韧性下降，弯曲加工性下降。此外，为了使得铁素体脱碳层为0. 12_以上，虽 然也取决于添加的Si量，但需要将830?900°C的温度范围至少保持大于30秒钟的时间， 优选在600?700°C的温度范围保持1小时以上，因此操作时的效率下降而花费多余的操作 成本。
[0008] 专利文献2中公开有通过将C、Si、Mn、Ni、Al量最佳化而将钢材表层的铁素体脱 碳层控制为0. 12mm以上，且将内部控制为铁素体?珠光体组织或球状化渗碳体组织，可得 到延迟破坏特性优异的钢线材。然而，如上所述，若铁素体脱碳为0. 12mm以上，则制造高强 度钢筋时的强度确保变得困难，因此需要使铁素体脱碳层以外成为高强度化，需要添加合 金。因此，钢筋用的原材料的硬度上升而拉丝性下降，或高强度钢筋制造后钢筋的韧性下降 而弯曲加工性下降。此外，线材压延后，需要在线或离线施行热处理，再加热等多余的操作 成本增大。
[0009] 这里，专利文献3中公开有控制了成分组成以及铁素体面积率与铁素体和珠光体 组织的总计面积率的高强度钢筋。然而，若生成珠光体组织，则韧性下降，因此弯曲加工性 有可能下降。
[0010] 此外，专利文献4中公开有通过控制成分组成以及压延方法来制造屈服点伸长大 的高强度钢筋用钢的方法。然而，拉伸强度为lOOkg/mm 2以下，高强度化时，屈服点伸长下 降，因此弯曲加工性有可能下降。
[0011] 进而，专利文献5中公开有通过控制成分组成以及压延方法来制造屈服点伸长大 的高强度钢筋用钢的方法。如上所述，若高强度化，则屈服点伸长下降，因此弯曲加工性有 可能下降。
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1 :日本专利3156166号公报
[0014] 专利文献2 :日本特开平6-306540号公报
[0015] 专利文献3 :日本特开2012-67363号公报
[0016] 专利文献4 :日本特开平4-173922号公报
[0017] 专利文献5 :日本特开平9-324215号公报
【发明内容】
[0018] 如上所述，随着超高强度混凝土的开发，应用于由这样的混凝土构成的钢筋混凝 土结构物的剪切加强筋的高强度化成为课题。然而，为了剪切加强筋的高强度化，需要添加 合金元素。若添加合金元素，则钢筋用钢的硬度上升，因此钢筋制造时的拉拔加工时线材断 线而拉丝性下降成为问题。此外，当然也需要防止与高强度化伴随的弯曲加工性的下降。
[0019] 本发明是为了解决这种课题而作出的，其目的在于提供一种在拉丝性优异的情况 下可制造高强度且弯曲加工性优异的钢筋的钢筋用钢。
[0020] 本发明的发明人等为了解决上述课题，制作使C、Si、Mn、Cr和Mo的添加量发生各 种各样的变化的高强度钢筋用钢，深入调查了其拉丝性和钢筋用钢的硬度（拉丝前的原材 料的硬度）。然后，针对对该高强度钢筋用钢进行拉拔加工且进行热处理而制作的高强度钢 筋，深入调查了其拉伸强度和弯曲加工性。
[0021] 其结果发现，在优化C、Si、Mn、Cr和Mo的添加量的基础上，对C、Si和Cr在规定的 关系的条件下限制添加量，对于提供能够成为确保良好的拉丝性并在为高强度的同时具有 良好的弯曲加工性的钢筋或其原材料的钢筋用钢而言是必不可少的，从而完成了本发明。
[0022] SP，本发明的主旨构成如下所述。
[0023] 1. 一种钢筋用钢，具有如下成分组成：
[0024] 所述钢筋用钢含有如下成分：
[0025] C :0· 37 质量％?0· 50 质量％，
[0026] Si :1· 75 质量％?2. 30 质量％，
[0027] Mn :0· 2 质量％?I. 0 质量％，
[0028] Cr :0· 01 质量％?I. 2 质量％，
[0029] Mo :0· 05 质量％?I. 0 质量％，
[0030] P :0· 025 质量％ 以下，
[0031] S :0.025质量％以下，以及
[0032] 0 :0· 0015 质量％ 以下，
[0033] 按照下述（1)的A值为770?850、按照下述⑵式的B值为0. 40以上，
[0034] 剩余部分为不可避免的杂质和Fe。
[0035] A = α + β + γ · · · (1)
[0036] 这里，α =- 334Χ [C]2+806X [C]+291
[0037] β = 24X [Si]2+67X [Si]
[0038] γ = - 4 X [Cr] 2+23 X [Cr] -5
[0039] B = [Si]/[10XC] · · · (2)
[0040] 其中，上述□表示该括号内成分的含量（质量％ )
[0041] 2.如上述1所述的钢筋用钢，其中，上述成分组成进一步含有选自如下成分中的1 种或2种以上，
[0042] Al :0· 50 质量％ 以下，
[0043] Cu :1.0质量％以下，以及
[0044] Ni :2.0 质量％ 以下。
[0045] 3.如上述1或2所述的钢筋用钢，其中，上述成分组成进一步含有选自如下成分中 的1种或2种以上，
[0046] W:2.0 质量％ 以下，
[0047] Nb :0.1 质量％ 以下，
[0048] Ti :0.2质量％以下，以及
[0049] V :0.5 质量％ 以下。
[0050] 4.如上述1?3中任一项所述的钢筋用钢，其特征在于，上述成分组成进一步含有 B :0. 005质量％以下。
[0051] 5.如上述1?4中任一项所述的钢筋用钢，其中，从表面到至少20μπι的厚度区域 的硬度为HV250以下，从表面到钢材的直径的1/4的深度区域的硬度为HRC40以下。
[0052] 6. -种钢筋，具有上述1?4中任一项所述的成分组成，且从表面到至少10 μπι的 厚度区域的硬度为HV300以下。
[0053] 根据本发明，可以稳定地制造具有优异的拉丝性且可制造高强度的钢筋的钢筋用 钢。使用该钢筋用钢的钢筋或由钢筋用钢经过拉拔加工和热处理而制造的钢筋的拉伸强度 为1600MPa以上，且具有优异的弯曲加工性，因此很大地有助于实现钢筋混凝土结构物的 截面纤细化、轻量化和高层化，带来产业上有益的效果。
【具体实施方式】
[0054] 接着，对本发明的钢筋的成分组成及其制造条件进行说明。
[0055] C :0· 37 质量％?0· 50 质量％
[0056] C是为了确保必要的强度而必需的元素，小于0. 37质量％时，难以确保规定的强 度，此外，为了确保规定强度，需要大量添加合金元素，导致合金成本的上升，因此设为0. 37 质量％以上。另一方面，大于0. 50质量％的添加使强度大幅度地上升，进而导致钢筋的必 要以上的强度上升，导致弯曲加工性的下降，因此设为〇. 50质量％以下。更优选为0.