特許 6191467 快折鋼

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6191467

(24)【登録日】2017年8月18日

(45)【発行日】2017年9月6日

(54)【発明の名称】快折鋼

(51)【国際特許分類】

   C22C 38/00 20060101AFI20170828BHJP

   C22C 38/06 20060101ALI20170828BHJP

   C22C 38/14 20060101ALI20170828BHJP

   C21D 6/00 20060101ALI20170828BHJP

   C21D 9/00 20060101ALI20170828BHJP

   E04G 17/065 20060101ALI20170828BHJP

【ＦＩ】

   C22C38/00 301Z

   C22C38/06

   C22C38/14

   C21D6/00 W

   C21D9/00 D

   E04G17/065 A

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-3303(P2014-3303)

(22)【出願日】2014年1月10日

(65)【公開番号】特開2015-131986(P2015-131986A)

(43)【公開日】2015年7月23日

【審査請求日】2016年9月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】新日鐵住金株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100077517

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 敬

(74)【代理人】

【識別番号】100087413

【弁理士】

【氏名又は名称】古賀 哲次

(74)【代理人】

【識別番号】100113918

【弁理士】

【氏名又は名称】亀松 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100140121

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 朝幸

(74)【代理人】

【識別番号】100111903

【弁理士】

【氏名又は名称】永坂 友康

(72)【発明者】

【氏名】小坂 誠

(72)【発明者】

【氏名】坂本 昌

【審査官】 鈴木 毅

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−２９１３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６３４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０９７６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３１９７６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｃ ３８／００ − ３８／６０

Ｃ２１Ｄ ６／００

Ｃ２１Ｄ ９／００

Ｅ０４Ｇ １７／０６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

成分組成が、質量％で、
Ｃ ：０．３０〜１．２０％、
Ｓｉ：０．０５〜３．００％、
Ｍｎ：０．３０〜０．７０％、
Ａｌ：０．０１〜１．００％
を含み、
Ｓ ：０．０２％以下、
Ｐ ：０．０２％以下、
Ｎ ：０．０１％以下
に制限し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、
組織が、平均径１５〜２５μｍの空孔を３０〜５５個／ｍｍ²含む焼戻しマルテンサイトである
ことを特徴とする快折鋼。

【請求項2】

前記成分組成が、質量％で、Ｎｉ：３．００％以下を含むことを特徴とする請求項１に記載の快折鋼。

【請求項3】

前記成分組成が、質量％で、Ｚｒ：０．０１％以下、Ｃａ：０．０１％以下の１種又は２種を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の快折鋼。

【請求項4】

前記快折鋼が、（ｉ）引張強度ＴＳ１８００〜２０００ＭＰａで、（ii）応力比：−１、及び、応力振幅：０．３・ＴＳ〜０．５・ＴＳの応力を、１０³〜１０⁴回繰返して負荷すると破断する機械特性を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の快折鋼。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載の快折鋼を製造する製造方法であって、
(1)請求項１、２、又は、３に記載の成分組成の鋼をオーステナイト変態点Ａc₃以上に加熱して空冷し、次いで、
(2)６５０〜７１０℃に２５〜３５時間加熱して空冷し、次いで、
(3)９００〜１０００℃で５〜３０分加熱して水冷又は油冷し、その後、
(4)４００〜５００℃で１〜３時間加熱する
ことを特徴とする快折鋼の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、快折性に優れた鋼、特に、コンクリートの打設時に、コンクリート型枠の間隔を保持するセパレーターに好適な鋼に関する。

【背景技術】

【0002】

コンクリート壁を施工するコンクリートの打設においては、骨格となる鉄筋を配筋した後、両側にコンクリート型枠を配置し、コンクリート型枠の間を所定の間隔に保持するために、コンクリート型枠を貫通してセパレーターを配置し、さらに、コンクリート型枠の背面をバタ材（鉄パイプ）で保持する（例えば、特許文献１及び２、参照）。

【0003】

図１に、コンクリート壁の施工を示す。図１（ａ）に施工例を示し、図１（ｂ）にセパレーターを示す。セパレーター４の端部にねじ２が形成され、ねじ２の基端にストッパー３が形成されている（図１（ｂ）、参照）。座金５が、セパレーター４のねじ２にストッパー３までねじ込まれている。

【0004】

締付杵１は、コンクリート型枠１２の間隔を所定の間隔に保持するため、通孔１０を通して配置したセパレーター４を締め付ける部材で、基端面中心にねじ孔６が形成され、先端部にねじ７が形成されている。

【0005】

ねじ孔６は、セパレーター４のねじ２に螺合している。ねじ７には、ナット９が螺合していて、抑え座金８を介して、縦及び横に配置したバタ材１１ａ、１１ｂを押圧して、コンクリート型枠１２を固定している。

【0006】

コンクリート型枠１２の間にコンクリートを流し込み、コンクリートが固まった後、ナット９、押え座金８、バタ材１１ａ、１１ｂを順次取り外し、さらに、締付杵１、コンクリート型枠１２を順次取り外す。その後、セパレーター４のねじ２をストッパー３から折除することによって、ねじ２及び座金５を除去し、コンクリート壁１３を構築する。

【0007】

このとき、セパレーターのねじをストッパーのところで簡単に折除することができれば、外観が健全なコンクリート壁を構築できる（図１（ｂ）、参照）。ねじを簡単に折除することができなければ、何らかの手段で切断・除去せざるを得ないが、その結果、コンクリート壁に切断除去の痕跡が残り、コンクリート壁の外観を損なうことがある。

【0008】

それ故、コンクリート型枠セパレーター用の鋼材には、コンクリート型枠を保持してコンクリート打設を可能にする強度と、コンクリート打設後、簡単に折り取ることが可能な機械特性を備えることが求められる。

【0009】

例えば、特許文献３及び特許文献４には、折れ性と耐食性を改善した、ステンレス鋼製のセパレーターが提案されている。しかし、特許文献３に提案のセパレーターにおいては、折取り用の環状溝を形成しなければならず、また、折除後の穴が痕跡として残り、該穴にモルタルを充填して補修しなければならない。

【0010】

また、特許文献４に提案のセパレーターは、結晶粒を粗大化させ、硬度を高めて、折れ性の改善を図ったものである。しかし、特許文献３及び４に提案のステンレス鋼製のセパレータは、引張強度が７０〜８０ｋｇｆ／ｍｍ^２程度であり、静的荷重に対する強度が不十分である。

【0011】

それ故、コンクリート型枠セパレーターにおいては、セパレーターとして必要な所要の強度を保持しつつ、コンクリート打設後は、簡単に折除することが可能な機械特性、即ち、優れた快折性が求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開平０１−０９７７５６号公報

【特許文献2】特開平０１−０９７７５７号公報

【特許文献3】特開平０１−１９８９７１号公報

【特許文献4】特開平０１−１４２０５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明は、コンクリート型枠セパレーターに係る上記要求を踏まえ、機械特性において、(x)静的荷重に対する所要の強度と、(y)殆ど塑性変形せずに折損する優れた快折性を両立させることを課題とし、該課題を解決する鋼（快折鋼）を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明者らは、上記課題を解決する鋼について、成分組成及び組織の点から鋭意検討した。その結果、本発明者らは、Ｃ量の多い黒鉛鋼において、熱処理で、所要の大きさの空孔を有する組織を形成すれば、(x)静的荷重に対する所要の強度と、(y)殆ど塑性変形せずに折損する優れた快折性を両立させることができることを見いだした。

【0015】

本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。

【0016】

（１）成分組成が、質量％で、
Ｃ ：０．３０〜１．２０％、
Ｓｉ：０．０５〜３．００％、
Ｍｎ：０．３０〜０．７０％、
Ａｌ：０．０１〜１．００％
を含み、
Ｓ ：０．０２％以下、
Ｐ ：０．０２％以下、
Ｎ ：０．０１％以下
に制限し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、
組織が、平均径１５〜２５μｍの空孔を３０〜５５個／ｍｍ²含む焼戻しマルテンサイトである
ことを特徴とする快折鋼。

【0017】

（２）前記成分組成が、質量％で、Ｎｉ：３．００％以下を含むことを特徴とする前記（１）に記載の快折鋼。

【0018】

（３）前記成分組成が、質量％で、Ｚｒ：０．０１％以下、Ｃａ：０．０１％以下の１種又は２種を含むことを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の快折鋼。

【0019】

（４）前記快折鋼が、（ｉ）引張強度ＴＳ１８００〜２０００ＭＰａで、（ii）応力比：−１、及び、応力振幅：０．３・ＴＳ〜０．５・ＴＳの応力を、１０³〜１０⁴回繰返して負荷すると破断する機械特性を備えることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の快折鋼。

【0020】

（５）前記（１）〜（４）のいずれかに記載の快折鋼を製造する製造方法であって、
(1)前記（１）、（２）、又は、（３）に記載の成分組成の鋼をオーステナイト変態点Ａc₃以上に加熱して空冷し、次いで、
(2)６５０〜７１０℃に２５〜３５時間加熱して空冷し、次いで、
(3)９００〜１０００℃で５〜３０分加熱して水冷又は油冷し、その後、
(4)４００〜５００℃で１〜３時間加熱する
ことを特徴とする快折鋼の製造方法。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、機械特性において、(x)静的荷重に対する所要の強度と、(y)殆ど塑性変形せずに容易に折損する優れた快折性が両立した快折鋼を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】コンクリート壁の施工を示す図である。（ａ）は施工例を示し、（ｂ）はセパレーターを示す。

【図2】空孔を含むマルテンサイト組織を示す図である（図中、黒色部分が空孔である）。（ａ）は、Ｈ₂雰囲気中で加熱して、組織中に空孔を形成したマルテンサイト組織を示し、（ｂ）は、Ａｒ雰囲気中で加熱して、組織中に空孔を形成したマルテンサイト組織を示す。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明の快折鋼（以下「本発明鋼」ということがある。）は、
成分組成が、質量％で、
Ｃ ：０．３０〜１．２０％、
Ｓｉ：０．０５〜３．００％、
Ｍｎ：０．３０〜０．７０％、
Ａｌ：０．０１〜１．００％
を含み、
Ｓ ：０．０２％以下、
Ｐ ：０．０２％以下、
Ｎ ：０．０１％以下
に制限し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、
組織が、平均径１５〜２５μｍの空孔を３０〜５５個／ｍｍ²含む焼戻しマルテンサイトである
ことを特徴とする。

【0024】

本発明鋼は、更に、必要に応じて、Ｎｉ：３．００％以下、Ｚｒ：０．０１０％以下、Ｃａ：０．０１０％以下の１種又は２種以上を含有する。

【0025】

また、本発明の快折鋼の製造方法（以下「本発明方法」ということがある。）は、
(1)上記成分組成の鋼をオーステナイト変態点Ａc₃以上に加熱して空冷し（工程(1)）、次いで、
(2)６５０〜７１０℃に２５〜３５時間加熱して空冷し（工程(2)）、次いで、
(3)９００〜１０００℃で５〜３０分加熱して水冷又は油冷し（工程(3)）、その後、
(4)４００〜５００℃で１〜３時間加熱する（工程(4)）
ことを特徴とする。

【0026】

まず、本発明鋼の成分組成について説明する。

【0027】

本発明鋼の成分組成は、後述するように、熱処理によって、黒鉛の析出後、黒鉛の消失及び空洞化を図り、本発明鋼に、所要の強度と快折性を付与するための成分組成であるので、焼入れ組織を形成し、かつ、黒鉛の析出及び黒鉛の消失による空洞化を実現する成分組成であればよい。

【0028】

そこで、本発明鋼の成分組成は、強度の確保と黒鉛の析出に影響を及ぼす、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、及び、Ａｌをもって、Ｃ：０．３０〜１．２０％、Ｓｉ：０．０５〜３．００％、Ｍｎ：０．３０〜０．７０％、Ａｌ：０．０１〜１．００％を含む成分組成とした。

【0029】

本発明鋼の成分組成の限定理由について説明する。以下、％は質量％を意味する。

【0030】

Ｃ：０．３０〜１．２０％
Ｃは、焼入れ後の強度を確保するとともに、熱処理（後述する）で空孔を含む組織を形成するのに必要な黒鉛を含む前組織を形成する元素である。

【0031】

０．３０％未満では、前組織における黒鉛の量が不十分となり、熱処理による空孔の導入量が不十分となるので、０．３０％以上とする。好ましくは０．４０％以上、より好ましくは０．５０％以上である。一方、１．２０％を超えると、空孔の密度が高くなりすぎ、引張強度が低下するので、１．２０％以下とする。好ましくは０．８０％以下、より好ましくは０．７０％以下である。

【0032】

Ｓｉ：０．０５〜３．００％
Ｓｉは、黒鉛化を促進する作用をなす元素である。短時間の熱処理で黒鉛の析出を促進するため、０．０５％以上とする。好ましくは０．１０％以上である。一方、３．００％を超えると、フェライト相が硬化しすぎて延性が低下し、早期に破断して静的強度を確保できなくなるので、３．００％以下とする。好ましくは２．００％以下、より好ましくは１．５０％以下である。

【0033】

Ｍｎ：０．３０〜０．７０％
Ｍｎは、黒鉛の生成サイトとして機能するＭｎＳを形成し、また、固溶Ｍｎとして存在して焼入れ性の向上に寄与する元素である。０．３０％未満では黒鉛化の促進効果が十分に発現しないので、０．３０％以上とする。好ましくは０．５０％以上である。一方、０．７０％を超えると、黒鉛化を阻害するので、０．７０％以下とする。好ましくは０．５０％以下である。

【0034】

Ａｌ：０．０１〜１．００％
Ａｌは、黒鉛の生成サイトとして機能する酸化物を形成して黒鉛化を促進する作用をなす元素である。また、ＡｌＮを形成して、加熱時のオーステナイト粒の粗大化を抑制することで、結晶粒の細粒化に寄与し、焼入れ焼戻し後の靭性を高める作用をなす元素である。

【0035】

０．０１％未満では、添加による結晶粒の微細化の効果が十分に発現しないので、０．０１％以上とする。好ましくは０．０３％以上であり、より好ましくは０．０５％以上である。一方、１．００％を超えると、熱間加工性が低下し、また、焼入れ処理を行う場合に、加熱時のオーステナイト粒が微細化しすぎると焼入れ性が低下し、十分な量のマルテンサイト組織が得られず、静的な強度が低下することがあるので、１．００％以下とする。好ましくは０．５０％以下、より好ましくは０．３０％以下である。

【0036】

Ｓ：０．０２％以下
Ｓは、黒鉛の核生成サイトとして機能するＭｎＳを形成し、黒鉛化に寄与する元素である。しかし、０．０２％を超えると、熱間延性及び靱性を阻害するので、０．０２％以下とする。好ましくは０．０１％以下である。下限は特に限定しないが、０．００１％未満では、黒鉛の核生成サイトを十分に形成できないので、０．００１％が実用鋼での下限である。

【0037】

Ｐ：０．０２％以下
Ｐは、粒界偏析や中心偏析を起こし靭性を阻害する元素であり、少ないほど好ましいので、０．０２％以下とする。下限は０を含むが、０．００１％未満に低減することは、製造コストの上昇を招くので、０．００１％が実用鋼での下限である。

【0038】

Ｎ：０．０１％以下
Ｎは、ＡｌＮを形成して、結晶粒を細粒化し、焼入れ焼戻し後の靭性の向上に寄与する元素である。０．０１％を超えると、添加効果が飽和するだけでなく、黒鉛化を阻害するので、０．０１％以下とする。好ましくは０．００７％以下である。

【0039】

下限は０を含み、特に限定しないが、０．０００５％未満では添加効果がないので、０．０００５％が実用鋼での下限である。

【0040】

本発明鋼は、上記元素の他、本発明鋼の特性を損なわない範囲で、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｃａを含有してもよい。

【0041】

Ｎｉ：３．００％以下
Ｎｉは、セメンタイトを不安定化し、黒鉛化を促進する元素である。添加効果を得るためには、０．１０％以上の添加が好ましい。より好ましくは０．３０％以上、更に好ましくは０．５０％以上とする。一方、３．００％を超えて添加しても、添加効果は飽和し、製造コストが上昇するので、好ましくは３．００％以下とする。より好ましくは２．００％以下、更に好ましくは１．００％以下とする。

【0042】

Ｚｒ：０．０１％以下
Ｚｒは、黒鉛の核生成サイトとして機能する酸化物を形成したり、ＭｎＳ等の硫化物を微細分散化する作用をなす元素である。添加効果を得るためには、０．０００５％以上の添加が好ましい。より好ましくは０．００１０％以上とする。一方、０．０１％を超えると、酸化物の微細化効果が減少するので、好ましくは０．０１％以下とする。より好ましくは０．００５％以下とする。

【0043】

Ｃａ：０．０１％以下
Ｃａは、黒鉛の核生成サイトとして機能する酸化物や硫化物を形成する元素であり、黒鉛化の促進に寄与する元素である。添加効果を得るためには、０．０００５％以上の添加が好ましい。より好ましくは０．００１０％以上とする。一方、０．０１％を超えると、酸化物の微細化効果が減少するので、好ましくは０．０１％以下とする。好ましくは０．００５％以下とする。

【0044】

本発明鋼の成分組成において、残部はＦｅ及び不可避的不純物である。

【0045】

次に、本発明鋼の組織の限定理由について説明する。

【0046】

本発明鋼の組織は、平均径１５〜２５μｍの空孔を３０〜５５個／ｍｍ²含む焼戻しマルテンサイトである。なお、本発明鋼の組織は、長手方向に垂直な断面を観察面とし、光学顕微鏡で観察する。空孔の平均径及び密度の測定は、４００倍で撮影した組織写真を用いて行う。

【0047】

本発明鋼では、焼戻しマルテンサイトを基礎組織とする上記組織で快折性を確保している。この点が、本発明鋼の特徴である。なお、上記組織は、後で説明する本発明方法で形成する。

【0048】

空孔の平均径は１５〜２５μｍとする。１５μｍ未満であると、空孔が小さすぎて、き裂の発生の促進によって快折性を向上させる効果が不十分であるので、下限を１５μｍとする。好ましくは１８μｍ以上である。一方、２５μｍを超えると、空孔が大きすぎて、き裂の発生に伴い早期に破断し、静的強度を確保できなくなるので、上限を２５μｍとする。好ましくは２２μｍ以下である。

【0049】

上記組織中に存在する空孔の個数は３０〜５５個／ｍｍ²とする。３０個／ｍｍ²未満であると、空孔の個数が少なすぎて、き裂の進展の促進によって快折性を向上させる効果が不十分であるので、下限を３０個／ｍｍ²以上とする。好ましくは３５個／ｍｍ²以上である。

【0050】

一方、５５個／ｍｍ²を超えると、空孔の個数が多すぎて、早期にき裂が発生して破断に至り、静的強度を確保できなくなるので、上限を５５個／ｍｍ²とする。好ましくは５０個／ｍｍ²以下である。

【0051】

本発明鋼は、上記成分組成と組織によって、（ｉ）引張強度ＴＳが１８００〜２０００ＭＰａを確保しつつ、（ii）応力比：−１、及び、応力振幅：０．３・ＴＳ〜０．５・ＴＳの応力を、１０³〜１０⁴回繰返して負荷すると容易に破断する機械特性（快折性）を備えている。

【0052】

即ち、本発明鋼は、静的な荷重に対する強度、即ち、引張強度（ＴＳ）は１８００〜２０００ＭＰａであるが、一方で、応力比：−１、及び、応力振幅：０．３・ＴＳ〜０．５・ＴＳの応力を、１０³〜１０⁴回繰返して負荷すると容易に破断する。この点が、本発明鋼の特徴である。

【0053】

次に、繰返し応力で容易に破断する組織を形成する本発明方法について説明する。

【0054】

最初、上記成分組成の鋼をオーステナイト変態点Ａc₃以上に加熱して空冷する（工程(1)）。好ましくは加熱温度を９００〜１０００℃、加熱時間を５〜３０分とする。この加熱冷却で、次の加熱冷却で黒鉛化が進行し易いパーライト組織を形成する。

【0055】

加熱温度が９００℃未満であると、素材に析出している炭化物の溶体化が不十分になることがあるので、９００℃以上が好ましい。より好ましくは９２０℃以上であり、更に好ましくは９４０℃以上とする。

【0056】

一方、加熱温度が１０００℃を超えると、オーステナイト組織が粗大化し、本発明鋼の延性が低下し、早期に破断して静的強度が低下することがあるので、１０００℃以下が好ましい。より好ましくは９８０℃以下、更に好ましくは９６０℃以下とする。

【0057】

加熱時間が５分未満であると、素材に析出している炭化物の溶体化が不十分になることがあるので、５分以上が好ましい。より好ましくは７分以上、更に好ましくは９分以上とする。一方、生産性の観点から、加熱時間は３０分以下が好ましい。

【0058】

所要時間加熱した後は空冷する。この空冷で、パーライト組織を最終的に形成することができる。加熱温度を９００℃以上、加熱時間を５分以上とすることにより、黒鉛の析出に寄与しない未溶解炭化物が少ないパーライト組織が形成される。

【0059】

工程(1)に次いで、６５０〜７１０℃に２５〜３５時間加熱して空冷する（工程(2)）。この工程(2)で、準安定相であるセメンタイトが分解して安定相である黒鉛が析出し、フェライト中に黒鉛が分散析出した組織を形成する。加熱温度が６５０℃未満であると、黒鉛化が進行し難いので、６５０℃以上とする。好ましくは６７０℃以上である。

【0060】

一方、７１０℃を超えると、オーステナイト相が生成して黒鉛化が抑制されることがあるので、７１０℃以下とする。また、加熱温度が高い場合、析出した黒鉛が粗大化し、次工程で形成する空孔の径が大きくなりすぎることがあるので、好ましくは６９０℃以下とする。

【0061】

加熱時間が２５時間未満であると、黒鉛化が不十分になり、本発明鋼のき裂の進展に寄与する空孔の生成が不十分になるので、２５時間以上とする。好ましくは２８時間以上である。一方、生産性の観点から、３５時間以下とする。好ましくは３２時間以下である。

【0062】

上記の条件で加熱した後は、空冷する。この空冷で、所要の大きさの黒鉛が分散したフェライト組織を最終的に形成することができる。

【0063】

工程(2)に次いで、９００〜１０００℃で５〜３０分加熱して水冷又は油冷する（工程(3)）。この工程(3)で、析出していた黒鉛が分解してＣが鋼中に固溶して空孔が形成され、冷却によってマルテンサイト変態し、平均径１５〜２５μｍの空孔が３０〜５５個／ｍｍ²存在するマルテンサイト組織を形成する。

【0064】

加熱温度が９００℃未満又は加熱時間が５分未満であると、空孔の形成が不十分になるので、加熱温度を９００℃以上、加熱時間を５分以上とする。好ましくは加熱温度を９２０℃以上、加熱時間を７分以上とし、より好ましくは加熱温度を９４０℃以上、加熱時間を９分以上とする。

【0065】

一方、加熱温度が１０００℃、加熱時間が３０分を超えると、鉄原子の拡散によって空孔が小さくなったり、空孔の密度が減少することがあるので、加熱温度を１０００℃以下、加熱時間を３０分以下とする。好ましくは、加熱温度を９８０℃以下、加熱時間を１３分以下とする。より好ましくは加熱温度を９６０℃以下、加熱時間を１１分以下とする。

【0066】

上記の条件で加熱した後は、水冷又は油冷する。この水冷又は油冷で、組織を焼入れし、平均径１５〜２５μｍの空孔を３０〜５５個／ｍｍ²含むマルテンサイト組織を形成することができる。

【0067】

図２に、空孔を含むマルテンサイト組織を示す。図２（ａ）に、Ｈ₂雰囲気中で加熱して、組織中に空孔を形成したマルテンサイト組織を示し、図２（ｂ）に、Ａｒ雰囲気中で加熱して、組織中に空孔を形成したマルテンサイト組織を示す。図中、黒色部分が空孔である。マルテンサイト組織中の空孔が、本発明鋼の優れた快折性を担っている。

【0068】

工程(3)に次いで、上記マルテンサイト組織を、４００〜５００℃で１〜３時間加熱して焼き戻す（工程(4)）。この焼戻しで、上記マルテンサイト組織に、コンクリート打設に耐えうる静的な強度と靭性を兼備させる。

【0069】

加熱温度が４００℃未満又は加熱時間が１時間未満であると、焼き戻しが不十分となり、靱性が向上しないので、加熱温度を４００℃以上、加熱時間を１時間以上とする。好ましくは加熱温度を４２０℃以上、加熱時間を１，５時間以上とし、より好ましくは加熱温度を４４０℃以上とする。

【0070】

一方、加熱温度が５００℃、加熱時間が３時間を超えると、強度が低下するので、加熱温度を５００℃以下、加熱時間を３時間以下とする。好ましくは加熱温度を４８０℃以下、加熱時間を２．５時間以下とし、より好ましくは加熱温度を４６０℃以下とする。

【0071】

工程(1)〜工程(4)を経ることにより、平均径１５〜２５μｍの空孔を３０〜５５個／ｍｍ²含む焼戻しマルテンサイトを形成することができる。そして、本発明鋼は、（ｉ）引張強度ＴＳが１８００〜２０００ＭＰａであるが、（ii）応力比：−１、及び、応力振幅：０．３・ＴＳ〜０．５・ＴＳの応力を、１０³〜１０⁴回繰返して負荷すると容易に破断する快折性を備えている。

【実施例】

【0072】

次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。

【0073】

（実施例１）
表１に示す成分組成の鋼を、表２に示す条件で熱処理し、引張強度と快折性を評価した。評価結果を表２に併せて示す。

【0074】

【表1】

【0075】

【表2】

【0076】

快折性は、応力比：−１、及び、応力振幅：０．３・ＴＳ〜０．５・ＴＳの応力を繰り返して負荷し、破断に至る回数が１０⁴回以下を「快折性に優れている」（表中○で表示）と評価した。

【0077】

処理Ａ、・・は、本発明の範囲内の条件で行った処理であるので、所要の強度と優れた快折性が得られている。

【産業上の利用可能性】

【0078】

前述したように、本発明によれば、機械特性において、(x)静的荷重に対する所要の強度と、(y)殆ど塑性変形せずに容易に折損する優れた快折性が両立した快折鋼を提供することができる。よって、本発明は、土木建築産業において利用可能性が高いものである。

【符号の説明】

【0079】

１ 締付杵
２ ねじ
３ ストッパー
４ セパレーター
５ 座金
６ ねじ孔
７ ねじ
８ 抑え座金
９ ナット
１０ 通孔
１１ａ、１１ｂ バタ材
１２ コンクリート型枠
１３ コンクリート壁

【図1】

【図2】