[发明专利]线材以及使用其的钢丝

说明书

技术领域

本发明涉及PC钢丝和钢缆等所使用的线材以及使用其的钢丝。

背景技术

在土木建筑领域中，混凝土构件的高强度化以及轻量化的需求增强，作为混凝土构件的强化方法，公知的是使用钢丝对混凝土赋予压缩应力的预应力混凝土(以下，称为PC)。并已知用于PC的钢丝，即PC钢丝越为高强度则越有助于PC的高强度化以及轻量化，实际情况中，如JIS G3536所规定的那样，例如的7根绞线，最大试验力为261kN左右。

另外，从建筑安全性等的观点出发，PC钢丝在JIS规格以外还规定有各种规格和推荐试验。特别是，适用高强度PC钢丝时，重要的是要考虑耐延迟断裂特性。所谓延迟断裂是在赋予应力的状态下长时间使用钢材时，侵入钢中的氢集中于钢材表面的微细的伤痕等，使伤痕周边的组织脆化，引起脆性断裂的现象。PC钢丝由于通常以张紧的状态使用，所以存在发生延迟断裂的可能性，而被设计为严格的规格。特别是，已知随着强度的上升容易发生延迟断裂，要求即使高强度化也能够抑制延迟断裂的钢材的开发。

例如，在专利文献1中公开了如下技术：在碳量为0.6～1.1％的PC钢丝中，在拉丝加工后进行450℃以上的温度的烧蓝，由此使线材表层的板状渗碳体球状化，提高耐延迟断裂特性。但是，在专利文献1中，由于板状渗碳体的球状化，钢丝强度降低，在强度的提高上存在局限，因此，存在不能得到2000MPa以上原材线强度的问题。

专利文献2公开了如下技术：在碳量为0.6～1.3％的PC钢丝中，形成对表层部赋予压缩残余应力的加工珠光体组织，由此提高耐延迟断裂特性。但是，专利文献2是以原材线强度到1600MPa左右为止作为对象的技术，根据该技术，难以充分确保原材线强度为例如2000MPa以上的更高区域的氢扩散导致的耐延迟断裂特性。

虽然并非是PC钢丝，但专利文献3公开了如下技术：在碳量为0.65～1.20％的轴承钢中，使50～300nm的Ti系或Al系的氮化物等分散规定以上而捕集氢，提高回火马氏体组织中的耐延迟断裂性。但是，如果组织的不同，则氢的扩散行为也不相同，作为捕集点适当的析出物的大小、量等不同，因此，不能将该技术直接适用于主相为珠光体组织的PC钢丝等。另外，在拉丝加工后进行淬火回火处理的轴承钢的制造工序和钢丝韧化处理后进行拉丝加工的PC钢丝的制造工序有很大不同，制造工序中的氮化物等的析出控制方法也不相同。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-360005号公报

专利文献2：日本特开2004-131797号公报

专利文献3：日本专利第3591236号公报

发明内容

发明所要解决的技术课题

本发明的目的在于，提供在主相为珠光体组织的线材中，抑制伴随高强度化的耐延迟断裂特性的降低，具有适于建筑基准的耐延迟断裂特性的高强度能够用于PC钢丝、钢缆等的线材。

用于解决技术课题的手段

本发明者们对在主相为珠光体组织的线材中具有捕氢效果的夹杂物进行研究时，发现重要的是确保AlN量为规定量以上，并在AlN中确保规定以上的10～20μm的尺寸的AlN。即，本发明的线材的特征在于，含有C：0.8～1.2％(质量％的意思。以下，关于成分组成相同。)、Si：0.1～2.0％、Mn：0.1～2.0％、N：0.002～0.010％、Al：0.04～0.15％、P：0.02％以下(含0％)、S：0.02％以下(含0％)，余量是铁以及不可避免的杂质，Al量和N量满足下式(1)的关系，

[Al]≤-2.1×10×[N]+0.255…(1)

(其中，式(1)中[Al]、[N]分别表示Al、N的含量(质量％)。)

其组织的95面积％以上为珠光体组织，并且AlN量为0.005％以上，且在由长度a和厚度b的几何平均(ab)^1/2表示的AlN的直径d_GM的最大值极值分布中，d_GM为10～20μm的AlN的比率以个数基准计为50％以上。上述线材中，优选固溶N量为0.003％以下。

另外，本发明还优选含有(a)从Cr：1.0％以下(不含0％)、Ni：1.0％以下(不含0％)、Co：1.0％以下(不含0％)、Mo：1.0％以下(不含0％)以及Cu：0.5％以下(不含0％)中选出的至少1种，(b)从B：0.005％以下(不含0％)、Nb：0.5％以下(不含0％)以及V：0.5％以下(不含0％)中选出的至少1种。