JP2000248335A - 靭性に優れた低降伏比型耐火用熱延鋼板及び鋼管並びにそれらの製造方法 - Google Patents
靭性に優れた低降伏比型耐火用熱延鋼板及び鋼管並びにそれらの製造方法Info
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- JP2000248335A JP2000248335A JP11051393A JP5139399A JP2000248335A JP 2000248335 A JP2000248335 A JP 2000248335A JP 11051393 A JP11051393 A JP 11051393A JP 5139399 A JP5139399 A JP 5139399A JP 2000248335 A JP2000248335 A JP 2000248335A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 靭性に優れた低降伏比型耐火用熱延鋼板及び
鋼管を得る。 【解決手段】 重量％で、 C≦0.02% 、Si≦1.0%、Mn：
0.05〜2.0%、 S≦0.02%、Al：0.01〜0.1%、Nb：0.08〜
0.25% 、Ti≦0.2%、 B≦0.0020% を含み、かつNi，Cr，
Sn，Cuの１種または２種以上を総量で 0.02%以上かつ0.
3%以下含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、
かつNb量がNb≧0.05+7.75C-1.98Ti+6.64N+0.000035/(B+
0.0004) を満足し、その金属組織がフェライト相が体積
率 70%以上で、粒度番号で10.5番以上15番以下であり、
常温での降伏比が 70%以下であることを特徴とする低降
伏比型耐火用熱延鋼板及び鋼管並びにその製造方法。
鋼管を得る。 【解決手段】 重量％で、 C≦0.02% 、Si≦1.0%、Mn：
0.05〜2.0%、 S≦0.02%、Al：0.01〜0.1%、Nb：0.08〜
0.25% 、Ti≦0.2%、 B≦0.0020% を含み、かつNi，Cr，
Sn，Cuの１種または２種以上を総量で 0.02%以上かつ0.
3%以下含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、
かつNb量がNb≧0.05+7.75C-1.98Ti+6.64N+0.000035/(B+
0.0004) を満足し、その金属組織がフェライト相が体積
率 70%以上で、粒度番号で10.5番以上15番以下であり、
常温での降伏比が 70%以下であることを特徴とする低降
伏比型耐火用熱延鋼板及び鋼管並びにその製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、建築分野で使用さ
れる、常温で低降伏比を持ち、高温強度特性、靭性に優
れた、低降伏比型耐火用熱延鋼板及び鋼管並びにそれら
の製造方法に関するものである。
れる、常温で低降伏比を持ち、高温強度特性、靭性に優
れた、低降伏比型耐火用熱延鋼板及び鋼管並びにそれら
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】昭和６２年の建築基準法の改正により、
建築用鋼材に対し、高温において十分な強度が確保でき
れば、構造部表面に温度上昇を抑える被覆を必ずしも施
す必要がなくなった。
建築用鋼材に対し、高温において十分な強度が確保でき
れば、構造部表面に温度上昇を抑える被覆を必ずしも施
す必要がなくなった。
【０００３】このような状況に対応して、成分を調整す
ることにより高温強度を確保する発明が提案されてき
た。例えば、特開平２−２８２４１９号公報に開示され
ている発明では、高温強度を確保するために炭化物形成
元素であるＮｂ，Ｍｏ等を添加し、これら元素の高温に
おける微細炭化物の析出による析出強化を利用してい
る。
ることにより高温強度を確保する発明が提案されてき
た。例えば、特開平２−２８２４１９号公報に開示され
ている発明では、高温強度を確保するために炭化物形成
元素であるＮｂ，Ｍｏ等を添加し、これら元素の高温に
おける微細炭化物の析出による析出強化を利用してい
る。
【０００４】ところが、最近になって、耐震性の観点か
ら、常温での降伏比を下げることが強く望まれるように
なってきた。降伏比を上昇させることなしに耐火性を得
ることのできる発明としては、特開平２−２０５６２５
号公報にみられるように、ＩＦ鋼に高温でのみ析出する
Ｃｕを添加する発明が提案されている。
ら、常温での降伏比を下げることが強く望まれるように
なってきた。降伏比を上昇させることなしに耐火性を得
ることのできる発明としては、特開平２−２０５６２５
号公報にみられるように、ＩＦ鋼に高温でのみ析出する
Ｃｕを添加する発明が提案されている。
【０００５】この他、耐火性に優れた建築用低降伏比熱
延鋼帯及びその製造方法として、特開平５−２２２４８
４号公報に、ＮｂＣやＴｉＣの析出物を高温強度が確保
できる程度に微細に析出させる発明も提案されている。
延鋼帯及びその製造方法として、特開平５−２２２４８
４号公報に、ＮｂＣやＴｉＣの析出物を高温強度が確保
できる程度に微細に析出させる発明も提案されている。
【０００６】また、耐震性の観点では靭性を向上させる
ことも必要である。特開平７−３００６１８号公報では
靭性向上を狙い比較的炭素含有量の低い鋼での製造法が
提案されている。
ことも必要である。特開平７−３００６１８号公報では
靭性向上を狙い比較的炭素含有量の低い鋼での製造法が
提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】耐震性の観点からの常
温での低降伏比化の要請に対しては、前記特開平２−２
８２４１９号公報記載の発明では、Ｎｂ，Ｍｏ等の添加
元素が熱間圧延後の巻取段階で析出して、常温での降伏
強度が、ひいては降伏比が上昇し、低降伏比の鋼板を得
ることが困難であった。特に、建築構造部材として使用
される、円形や角形などの閉断面に成形加工された鋼管
では、造管時に鋼材にひずみが加わるため、熱延後の鋼
板より降伏強度が高くなり、降伏比をより上昇させるこ
とになる。このため、建築構造部材用鋼管の素材となる
鋼板には、より一層の低降伏比化が望まれる。
温での低降伏比化の要請に対しては、前記特開平２−２
８２４１９号公報記載の発明では、Ｎｂ，Ｍｏ等の添加
元素が熱間圧延後の巻取段階で析出して、常温での降伏
強度が、ひいては降伏比が上昇し、低降伏比の鋼板を得
ることが困難であった。特に、建築構造部材として使用
される、円形や角形などの閉断面に成形加工された鋼管
では、造管時に鋼材にひずみが加わるため、熱延後の鋼
板より降伏強度が高くなり、降伏比をより上昇させるこ
とになる。このため、建築構造部材用鋼管の素材となる
鋼板には、より一層の低降伏比化が望まれる。
【０００８】また、前記特開平２−２０５６２５号公報
記載の発明では、高価なＮｉも同時に添加する必要があ
り、安価な建築構造部材用鋼管及びその素材となる鋼板
を提供することはできない。
記載の発明では、高価なＮｉも同時に添加する必要があ
り、安価な建築構造部材用鋼管及びその素材となる鋼板
を提供することはできない。
【０００９】さらに、前記特開平５−２２２４８４号公
報記載の発明による鋼板でも、造管時に降伏強度の上昇
が大きく、造管後に十分な低降伏比が得られないという
欠点があった。
報記載の発明による鋼板でも、造管時に降伏強度の上昇
が大きく、造管後に十分な低降伏比が得られないという
欠点があった。
【００１０】また、靭性の観点では、前記特開平７−３
００６１８号公報記載の発明ではスラブの均熱・保熱温
度を制限しオーステナイト粒の粗大化を防ぐことで靭性
を改善させている。しかしながら、高温強度の確保に微
細析出物を利用しており一般的には降伏比が上昇し易い
傾向にあると推定される。
００６１８号公報記載の発明ではスラブの均熱・保熱温
度を制限しオーステナイト粒の粗大化を防ぐことで靭性
を改善させている。しかしながら、高温強度の確保に微
細析出物を利用しており一般的には降伏比が上昇し易い
傾向にあると推定される。
【００１１】このような事情に鑑み、本発明は、常温で
低降伏比を持ち、高温強度特性、靭性に優れた低降伏比
型耐火用熱延鋼板及び鋼管並びにそれらの製造方法を提
供することを目的とするものである。
低降伏比を持ち、高温強度特性、靭性に優れた低降伏比
型耐火用熱延鋼板及び鋼管並びにそれらの製造方法を提
供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、種々の実
験、研究を重ねた結果、鋼材に含有されるＣを低減し、
Ｎｂ及びＳｎを多く添加することにより、常温での降伏
比が低く、かつ高温での強度特性に優れる鋼材が得られ
ることを見出した。
験、研究を重ねた結果、鋼材に含有されるＣを低減し、
Ｎｂ及びＳｎを多く添加することにより、常温での降伏
比が低く、かつ高温での強度特性に優れる鋼材が得られ
ることを見出した。
【００１３】すなわち、本発明の要旨とするところは下
記の通りである。 （１）重量％で、 Ｃ ≦０．０２％、 Ｓｉ≦１．０％、 Ｍｎ：０．０５〜２．０％、 Ｓ ≦０．０２％、 Ａｌ：０．０１〜０．１％、 Ｎｂ：０．０８〜０．２５％、 Ｔｉ≦０．２％、 Ｂ ≦０．００２０％ を含み、かつＮｉ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｃｕの１種または２種
以上を総量で０．０２％以上かつ０．３％以下含み、残
部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつＮｂ量が Ｎｂ≧０．０５＋７．７５Ｃ−１．９８Ｔｉ＋６．６４
Ｎ＋０．００００３５／（Ｂ＋０．０００４） を満足し、その金属組織がフェライト相が体積率７０％
以上で、かつフェライト粒径が粒度番号で１０．５番以
上１５番以下であり、常温での降伏比が７０％以下であ
ることを特徴とする靭性に優れた低降伏比型耐火用熱延
鋼板。
記の通りである。 （１）重量％で、 Ｃ ≦０．０２％、 Ｓｉ≦１．０％、 Ｍｎ：０．０５〜２．０％、 Ｓ ≦０．０２％、 Ａｌ：０．０１〜０．１％、 Ｎｂ：０．０８〜０．２５％、 Ｔｉ≦０．２％、 Ｂ ≦０．００２０％ を含み、かつＮｉ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｃｕの１種または２種
以上を総量で０．０２％以上かつ０．３％以下含み、残
部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつＮｂ量が Ｎｂ≧０．０５＋７．７５Ｃ−１．９８Ｔｉ＋６．６４
Ｎ＋０．００００３５／（Ｂ＋０．０００４） を満足し、その金属組織がフェライト相が体積率７０％
以上で、かつフェライト粒径が粒度番号で１０．５番以
上１５番以下であり、常温での降伏比が７０％以下であ
ることを特徴とする靭性に優れた低降伏比型耐火用熱延
鋼板。
【００１４】（２）重量％で、 Ｃ ≦０．０２％、 Ｓｉ≦１．０％、 Ｍｎ：０．０５〜２．０％、 Ｓ ≦０．０２％、 Ａｌ：０．０１〜０．１％、 Ｎｂ：０．０８〜０．２５％、 Ｔｉ≦０．２％、 Ｂ ≦０．００２０％ を含み、かつＮｉ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｃｕの１種または２種
以上を総量で０．０２％以上かつ０．３％以下含み、残
部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつＮｂ量が Ｎｂ≧０．０５＋７．７５Ｃ−１．９８Ｔｉ＋６．６４
Ｎ＋０．００００３５／（Ｂ＋０．０００４） を満足する鋼片を、Ａｒ3 変態点以上の温度で熱間圧延
を終了し、０．１℃/sec以上、３０℃/sec以下の平均冷
却速度で７００℃以下まで冷却し、その金属組織がフェ
ライト相が体積率７０％以上で、かつフェライト粒径が
粒度番号で１０．５番以上１５番以下であり、常温での
降伏比が７０％以下であることを特徴とする靭性に優れ
た低降伏比型耐火用熱延鋼板の製造方法。
以上を総量で０．０２％以上かつ０．３％以下含み、残
部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつＮｂ量が Ｎｂ≧０．０５＋７．７５Ｃ−１．９８Ｔｉ＋６．６４
Ｎ＋０．００００３５／（Ｂ＋０．０００４） を満足する鋼片を、Ａｒ3 変態点以上の温度で熱間圧延
を終了し、０．１℃/sec以上、３０℃/sec以下の平均冷
却速度で７００℃以下まで冷却し、その金属組織がフェ
ライト相が体積率７０％以上で、かつフェライト粒径が
粒度番号で１０．５番以上１５番以下であり、常温での
降伏比が７０％以下であることを特徴とする靭性に優れ
た低降伏比型耐火用熱延鋼板の製造方法。
【００１５】（３）重量％で、 Ｃ ≦０．０２％、 Ｓｉ≦１．０％、 Ｍｎ：０．０５〜２．０％、 Ｓ ≦０．０２％、 Ａｌ：０．０１〜０．１％、 Ｎｂ：０．０８〜０．２５％、 Ｔｉ≦０．２％、 Ｂ ≦０．００２０％ を含み、かつＮｉ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｃｕの１種または２種
以上を総量で０．０２％以上かつ０．３％以下含み、残
部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつＮｂ量が Ｎｂ≧０．０５＋７．７５Ｃ−１．９８Ｔｉ＋６．６４
Ｎ＋０．００００３５／（Ｂ＋０．０００４） を満足し、その金属組織がフェライト相が体積率７０％
以上で、かつフェライト粒径が粒度番号で１０．５番以
上１５番以下であり、常温での降伏比が９０％以下で６
００℃での降伏強度が１９７ＭＰａ以上であることを特
徴とする靭性に優れた低降伏比型耐火用鋼管。
以上を総量で０．０２％以上かつ０．３％以下含み、残
部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつＮｂ量が Ｎｂ≧０．０５＋７．７５Ｃ−１．９８Ｔｉ＋６．６４
Ｎ＋０．００００３５／（Ｂ＋０．０００４） を満足し、その金属組織がフェライト相が体積率７０％
以上で、かつフェライト粒径が粒度番号で１０．５番以
上１５番以下であり、常温での降伏比が９０％以下で６
００℃での降伏強度が１９７ＭＰａ以上であることを特
徴とする靭性に優れた低降伏比型耐火用鋼管。
【００１６】（４）重量％で、 Ｃ ≦０．０２％、 Ｓｉ≦１．０％、 Ｍｎ：０．０５〜２．０％、 Ｓ ≦０．０２％、 Ａｌ：０．０１〜０．１％、 Ｎｂ：０．０８〜０．２５％、 Ｔｉ≦０．２％、 Ｂ ≦０．００２０％ を含み、かつＮｉ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｃｕの１種または２種
以上を総量で０．０２％以上かつ０．３％以下含み、残
部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつＮｂ量が Ｎｂ≧０．０５＋７．７５Ｃ−１．９８Ｔｉ＋６．６４
Ｎ＋０．００００３５／（Ｂ＋０．０００４） を満足し、その金属組織がフェライト相が体積率７０％
以上で、かつフェライト粒径が粒度番号で１０．５番以
上１５番以下であり、角形鋼管の平坦部の常温での降伏
比が９０％以下で６００℃での降伏強度が１９７ＭＰａ
以上であることを特徴とする靭性に優れた低降伏比型耐
火用鋼管。
以上を総量で０．０２％以上かつ０．３％以下含み、残
部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつＮｂ量が Ｎｂ≧０．０５＋７．７５Ｃ−１．９８Ｔｉ＋６．６４
Ｎ＋０．００００３５／（Ｂ＋０．０００４） を満足し、その金属組織がフェライト相が体積率７０％
以上で、かつフェライト粒径が粒度番号で１０．５番以
上１５番以下であり、角形鋼管の平坦部の常温での降伏
比が９０％以下で６００℃での降伏強度が１９７ＭＰａ
以上であることを特徴とする靭性に優れた低降伏比型耐
火用鋼管。
【００１７】（５）重量％で、 Ｃ ≦０．０２％、 Ｓｉ≦１．０％、 Ｍｎ：０．０５〜２．０％、 Ｓ ≦０．０２％、 Ａｌ：０．０１〜０．１％、 Ｎｂ：０．０８〜０．２５％、 Ｔｉ≦０．２％、 Ｂ ≦０．００２０％ を含み、かつＮｉ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｃｕの１種または２種
以上を総量で０．０２％以上かつ０．３％以下含み、残
部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつＮｂ量が Ｎｂ≧０．０５＋７．７５Ｃ−１．９８Ｔｉ＋６．６４
Ｎ＋０．００００３５／（Ｂ＋０．０００４） を満足する鋼片を、Ａｒ3 変態点以上の温度で熱間圧延
を終了し、０．１℃/sec以上、３０℃/sec以下の平均冷
却速度で７００℃以下まで冷却して得られた、金属組織
がフェライト相が体積率７０％以上で、かつフェライト
粒径が粒度番号で１０．５番以上１５番以下である熱延
鋼板を、常法により円形断面へ成形し、溶接してなり、
常温での降伏比が９０％以下で６００℃での降伏強度が
１９７ＭＰａ以上であることを特徴とする靭性に優れた
低降伏比型耐火用鋼管の製造方法。
以上を総量で０．０２％以上かつ０．３％以下含み、残
部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつＮｂ量が Ｎｂ≧０．０５＋７．７５Ｃ−１．９８Ｔｉ＋６．６４
Ｎ＋０．００００３５／（Ｂ＋０．０００４） を満足する鋼片を、Ａｒ3 変態点以上の温度で熱間圧延
を終了し、０．１℃/sec以上、３０℃/sec以下の平均冷
却速度で７００℃以下まで冷却して得られた、金属組織
がフェライト相が体積率７０％以上で、かつフェライト
粒径が粒度番号で１０．５番以上１５番以下である熱延
鋼板を、常法により円形断面へ成形し、溶接してなり、
常温での降伏比が９０％以下で６００℃での降伏強度が
１９７ＭＰａ以上であることを特徴とする靭性に優れた
低降伏比型耐火用鋼管の製造方法。
【００１８】（６）円形断面へ成形し、溶接した後、さ
らに角形断面に成形し、角形鋼管の平坦部の常温での降
伏比が９０％以下で６００℃での降伏強度が１９７ＭＰ
ａ以上であることを特徴とする前記（５）項記載の低降
伏比型耐火用角形鋼管の製造方法。
らに角形断面に成形し、角形鋼管の平坦部の常温での降
伏比が９０％以下で６００℃での降伏強度が１９７ＭＰ
ａ以上であることを特徴とする前記（５）項記載の低降
伏比型耐火用角形鋼管の製造方法。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。まず、鋼成分を限定した理由について述べる。Ｃ
は、他の添加元素と結合して析出物となったり、セメン
タイトとして析出することで、常温での降伏比を上昇さ
せる。Ｃ添加量が０．０２％を超えると、常温での降伏
比が増加して７０％を超える。０．０２％以下のＣ量で
あれば、常温での降伏比は７０％以下となるため、Ｃ量
の上限を０．０２％とする。造管時の降伏比上昇をより
低く抑えるためには、Ｃ量を０．０１５％以下とするこ
とが好ましい。
する。まず、鋼成分を限定した理由について述べる。Ｃ
は、他の添加元素と結合して析出物となったり、セメン
タイトとして析出することで、常温での降伏比を上昇さ
せる。Ｃ添加量が０．０２％を超えると、常温での降伏
比が増加して７０％を超える。０．０２％以下のＣ量で
あれば、常温での降伏比は７０％以下となるため、Ｃ量
の上限を０．０２％とする。造管時の降伏比上昇をより
低く抑えるためには、Ｃ量を０．０１５％以下とするこ
とが好ましい。
【００２０】Ｓｉは固溶強化元素であり、比較的安価に
鋼板の強度を上昇させることができるため、本発明では
強度の調整を行う意味で添加するが、添加量が多くなる
と強度が高くなりすぎることから、１．０％以下とす
る。他の元素で強度調整できる場合は、Ｓｉは無添加と
することもできる。
鋼板の強度を上昇させることができるため、本発明では
強度の調整を行う意味で添加するが、添加量が多くなる
と強度が高くなりすぎることから、１．０％以下とす
る。他の元素で強度調整できる場合は、Ｓｉは無添加と
することもできる。
【００２１】Ｍｎは、Ｓｉと同様に比較的安価な固溶強
化元素で、強度調整に有効であり、本発明では強度の調
整を行うために添加するが、０．０５％未満では熱間加
工性が確保できないため、０．０５％以上添加する必要
がある。一方、むやみな添加は建築用鋼材としては強度
が高くなり過ぎ、成形性を低下させるので２．０％以下
とする。
化元素で、強度調整に有効であり、本発明では強度の調
整を行うために添加するが、０．０５％未満では熱間加
工性が確保できないため、０．０５％以上添加する必要
がある。一方、むやみな添加は建築用鋼材としては強度
が高くなり過ぎ、成形性を低下させるので２．０％以下
とする。
【００２２】Ｓは不可避的に含まれる元素であり、加工
性劣化の要因となるため、極力低減する必要があるが、
０．０２％以下とすることで加工性に対する問題は解消
されることから、その範囲を０．０２％以下とする。な
お、難加工性用途の場合には、０．０１％以下とするの
が望ましい。
性劣化の要因となるため、極力低減する必要があるが、
０．０２％以下とすることで加工性に対する問題は解消
されることから、その範囲を０．０２％以下とする。な
お、難加工性用途の場合には、０．０１％以下とするの
が望ましい。
【００２３】Ａｌは脱酸剤として使用されるが、この効
果を発揮させるためには鋼中に０．０１％以上含有させ
ることが必要である。一方、０．１％を超えると、酸化
物系介在物の増加を招くため、その上限を０．１％とす
る。
果を発揮させるためには鋼中に０．０１％以上含有させ
ることが必要である。一方、０．１％を超えると、酸化
物系介在物の増加を招くため、その上限を０．１％とす
る。
【００２４】Ｎｂは、固溶強化元素であり、かつ高温強
度を著しく上昇させる元素である。これは、高温で変形
する際に固溶Ｎｂと移動している転位が相互作用し、転
位の動きやすさを低下させるためである。しかも、この
効果はＢと複合添加することでより顕著となる。しかし
ながら、その添加量をむやみに増加させると熱間での加
工性を損なうため、その添加量は０．０８％以上かつ
０．２５％以下とする。なお、６００℃での降伏強度を
より高くするという観点から、その添加量は０．１０％
以上とすることが望ましい。
度を著しく上昇させる元素である。これは、高温で変形
する際に固溶Ｎｂと移動している転位が相互作用し、転
位の動きやすさを低下させるためである。しかも、この
効果はＢと複合添加することでより顕著となる。しかし
ながら、その添加量をむやみに増加させると熱間での加
工性を損なうため、その添加量は０．０８％以上かつ
０．２５％以下とする。なお、６００℃での降伏強度を
より高くするという観点から、その添加量は０．１０％
以上とすることが望ましい。
【００２５】Ｔｉは、Ｎｂと結合する可能性のあるＣ、
Ｎを固定し、添加したＮｂを有効に固溶Ｎｂとして活用
するために添加するが、その添加量をむやみに増加させ
ると加工性劣化を招くため、上限を０．２％とする。
Ｎを固定し、添加したＮｂを有効に固溶Ｎｂとして活用
するために添加するが、その添加量をむやみに増加させ
ると加工性劣化を招くため、上限を０．２％とする。
【００２６】Ｂは、Ｎｂ及びＳｎと複合添加することで
固溶Ｎｂの作用を助長する。この理由は現在のところ明
確とはなっていないが、顕著な効果があることから、必
要に応じ添加する。しかしながら、むやみに添加すると
その効果は飽和するため、その上限を０．００２０％と
する。
固溶Ｎｂの作用を助長する。この理由は現在のところ明
確とはなっていないが、顕著な効果があることから、必
要に応じ添加する。しかしながら、むやみに添加すると
その効果は飽和するため、その上限を０．００２０％と
する。
【００２７】Ｎｉ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｃｕは、Ｎｂを添加し
た前記鋼材に対し適度に添加すると、ベイナイトやマル
テンサイト等の低温生成相の形成を抑え、冷却後の金属
組織の多くをフェライト相とし、しかも、そのフェライ
ト相の粒径を微細にすることが容易となり、常温での強
度が４００Ｍｐａ以上でありながら、降伏比が７０％以
下で靭性の良好な鋼材とすることができる。しかも、こ
のようにして得られた鋼材は、通常の鋼材より加工後の
降伏比も低くなる。このメカニズムは現状では明確とは
なっていないが、各種元素の複合作用によるものと推定
される。
た前記鋼材に対し適度に添加すると、ベイナイトやマル
テンサイト等の低温生成相の形成を抑え、冷却後の金属
組織の多くをフェライト相とし、しかも、そのフェライ
ト相の粒径を微細にすることが容易となり、常温での強
度が４００Ｍｐａ以上でありながら、降伏比が７０％以
下で靭性の良好な鋼材とすることができる。しかも、こ
のようにして得られた鋼材は、通常の鋼材より加工後の
降伏比も低くなる。このメカニズムは現状では明確とは
なっていないが、各種元素の複合作用によるものと推定
される。
【００２８】このような効果を得るためには、Ｎｉ，Ｃ
ｒ，Ｓｎ，Ｃｕは、その１種または２種以上を総量で
０．０３％以上添加する必要がある。しかしながら、そ
の添加量をむやみに増加させると鋼材表面の品質が悪く
なりやすいため、その添加量は０．３％以下とする。な
お、低い降伏比を得るという観点及び良表面品質という
観点から、その添加量を０．０５％以上０．２％以下と
することが望ましい。
ｒ，Ｓｎ，Ｃｕは、その１種または２種以上を総量で
０．０３％以上添加する必要がある。しかしながら、そ
の添加量をむやみに増加させると鋼材表面の品質が悪く
なりやすいため、その添加量は０．３％以下とする。な
お、低い降伏比を得るという観点及び良表面品質という
観点から、その添加量を０．０５％以上０．２％以下と
することが望ましい。
【００２９】また、製造条件によっては、フェライト相
の量及びフェライト粒径が変化し、フェライト相が減少
しフェライト粒径が微細となることがあるが、その場合
には降伏比が上昇し、靭性が低下する傾向があるため、
本発明では鋼材の金属組織のフェライト相の体積率を７
０％以上とし、フェライト粒度番号の上限を１５番とし
た。なお、降伏比をなるべく低く抑えるという観点か
ら、望ましくは、フェライト相の体積分率は８５％以上
で粒度番号の範囲は１０．５番〜１３番である。
の量及びフェライト粒径が変化し、フェライト相が減少
しフェライト粒径が微細となることがあるが、その場合
には降伏比が上昇し、靭性が低下する傾向があるため、
本発明では鋼材の金属組織のフェライト相の体積率を７
０％以上とし、フェライト粒度番号の上限を１５番とし
た。なお、降伏比をなるべく低く抑えるという観点か
ら、望ましくは、フェライト相の体積分率は８５％以上
で粒度番号の範囲は１０．５番〜１３番である。
【００３０】Ｃ，Ｎを比較的多く含有する際には、添加
したＮｂの一部が固溶状態ではなくなり、十分な高温強
度が得られなくなることがある。このような状況を避け
るため、添加Ｎｂ量は前述の条件に加え、 Ｎｂ≧０．０５＋７．７５Ｃ−１．９８Ｔｉ＋６．６４Ｎ ＋０．００００３５／（Ｂ＋０．０００４） （１） を満足させる。
したＮｂの一部が固溶状態ではなくなり、十分な高温強
度が得られなくなることがある。このような状況を避け
るため、添加Ｎｂ量は前述の条件に加え、 Ｎｂ≧０．０５＋７．７５Ｃ−１．９８Ｔｉ＋６．６４Ｎ ＋０．００００３５／（Ｂ＋０．０００４） （１） を満足させる。
【００３１】このような成分の鋼を鋳造し、得られた熱
片スラブを直接または加熱した後、あるいは冷片を再加
熱して熱間圧延を施す。その際、熱片スラブを直接圧延
することと再加熱後に圧延することでの特性変化はほと
んど認められない。また、再加熱温度は特に限定しない
が、生産性を考慮して１０００℃から１３００℃の範囲
とすることが好ましい。
片スラブを直接または加熱した後、あるいは冷片を再加
熱して熱間圧延を施す。その際、熱片スラブを直接圧延
することと再加熱後に圧延することでの特性変化はほと
んど認められない。また、再加熱温度は特に限定しない
が、生産性を考慮して１０００℃から１３００℃の範囲
とすることが好ましい。
【００３２】熱間圧延は通常の熱延工程、あるいは仕上
圧延においてスラブを接合し圧延する連続化熱延工程の
どちらでも可能である。熱間圧延の際の圧延終了温度は
Ａｒ3 変態点温度以上とする。これは、Ａｒ3 変態点未
満の温度で仕上げ圧延を施した場合、加工組織が残り、
常温での降伏比が上昇する恐れがあるためである。圧延
終了温度の上限は特に限定していないが、生産性の観点
から１０００℃以下とすることが望ましい。
圧延においてスラブを接合し圧延する連続化熱延工程の
どちらでも可能である。熱間圧延の際の圧延終了温度は
Ａｒ3 変態点温度以上とする。これは、Ａｒ3 変態点未
満の温度で仕上げ圧延を施した場合、加工組織が残り、
常温での降伏比が上昇する恐れがあるためである。圧延
終了温度の上限は特に限定していないが、生産性の観点
から１０００℃以下とすることが望ましい。
【００３３】熱間圧延後の平均冷却速度は、３０℃/sec
より速い場合、冷却後のフェライト相の体積分率が減少
して降伏比が上昇するため、３０℃/sec以下とする。ま
た、冷却速度が０．１℃/sec未満の場合には、冷却中に
粒界に不要な相が析出し、靭性が劣化する可能性がある
ため、冷却速度は０．１℃/sec以上とする。巻取温度
は、熱延鋼板の鋼管あるいは角形鋼管への造管性の観点
から７００℃以下であればよい。望ましくは６５０℃以
下とする。
より速い場合、冷却後のフェライト相の体積分率が減少
して降伏比が上昇するため、３０℃/sec以下とする。ま
た、冷却速度が０．１℃/sec未満の場合には、冷却中に
粒界に不要な相が析出し、靭性が劣化する可能性がある
ため、冷却速度は０．１℃/sec以上とする。巻取温度
は、熱延鋼板の鋼管あるいは角形鋼管への造管性の観点
から７００℃以下であればよい。望ましくは６５０℃以
下とする。
【００３４】このようにして製造された熱延鋼板は、常
温での降伏比が７０％以下であり、また、鋼管に造管さ
れる際にはひずみが導入され降伏比が上昇するが、この
造管後の降伏比は９０％以下である。
温での降伏比が７０％以下であり、また、鋼管に造管さ
れる際にはひずみが導入され降伏比が上昇するが、この
造管後の降伏比は９０％以下である。
【００３５】本発明は、前述のような連続熱延工程以外
に、通常の厚板圧延工程にも適用可能である。また、熱
延鋼板だけでなく、これを素材とした表面処理鋼板に対
しても本発明は適用可能である。この場合には表面処理
性の観点から、Ｓｉ添加量を０．５％以下とすることが
望ましい。また、造管方法も、本発明では特に限定する
ものではなく、プレス成形法、ロール成形法などが適用
できる。
に、通常の厚板圧延工程にも適用可能である。また、熱
延鋼板だけでなく、これを素材とした表面処理鋼板に対
しても本発明は適用可能である。この場合には表面処理
性の観点から、Ｓｉ添加量を０．５％以下とすることが
望ましい。また、造管方法も、本発明では特に限定する
ものではなく、プレス成形法、ロール成形法などが適用
できる。
【００３６】
【実施例】表１に示す種々の化学成分の鋼を鋳造し、１
０５０℃〜１２５０℃の温度に再加熱後、表２に示す条
件にて熱延鋼板を製造し、常温での引張特性及び６００
℃での引張特性を測定した。表２にはその結果を示す。
０５０℃〜１２５０℃の温度に再加熱後、表２に示す条
件にて熱延鋼板を製造し、常温での引張特性及び６００
℃での引張特性を測定した。表２にはその結果を示す。
【００３７】鋼種番号１〜１３は、本発明の範囲内にあ
る成分系であり、表２に示すように、フェライト相の体
積分率が８０％以上、フェライト相粒径が粒度番号で１
０．５〜１５番の範囲にあり、常温での降伏比が７０％
以下であり、かつ角形鋼管に造管後の平坦部から採取し
て測定した結果では全て降伏比が９０％以下である。ま
た、角形鋼管に造管後の６００℃での降伏強度ＹＳが全
て１９７ＭＰａ以上となる高温での強度の高い鋼板が製
造できている。また、角型鋼管に造管後の靭性は０℃で
の吸収エネルギーが非常に高い値となり、この値はこの
種の鋼材に求められる２７以上となっている。一方、鋼
種番号７の冷却速度が５０℃/secの材料は、冷却速度が
速すぎるため、フェライトの体積分率が減少し、結晶粒
度番号が大きく、降伏比が本発明範囲外となっている。
る成分系であり、表２に示すように、フェライト相の体
積分率が８０％以上、フェライト相粒径が粒度番号で１
０．５〜１５番の範囲にあり、常温での降伏比が７０％
以下であり、かつ角形鋼管に造管後の平坦部から採取し
て測定した結果では全て降伏比が９０％以下である。ま
た、角形鋼管に造管後の６００℃での降伏強度ＹＳが全
て１９７ＭＰａ以上となる高温での強度の高い鋼板が製
造できている。また、角型鋼管に造管後の靭性は０℃で
の吸収エネルギーが非常に高い値となり、この値はこの
種の鋼材に求められる２７以上となっている。一方、鋼
種番号７の冷却速度が５０℃/secの材料は、冷却速度が
速すぎるため、フェライトの体積分率が減少し、結晶粒
度番号が大きく、降伏比が本発明範囲外となっている。
【００３８】鋼種番号２２〜２４は、本発明の範囲外の
成分系であり、鋼種番号２２はＮｂ量が式（１）を満足
しないため、６００℃での降伏強度を確保できない。鋼
種番号２３は、Ｎｂ量は式（１）を満足するものの、Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｃｕ添加量が少なく、フェライト体積
率が減少し、靭性が他の材料より低い。また、鋼種番号
２４は、Ｃ添加量が多過ぎるため、常温での降伏比が熱
延まま材では７０％を超え、角形鋼管に造管後では９０
％を超えている。
成分系であり、鋼種番号２２はＮｂ量が式（１）を満足
しないため、６００℃での降伏強度を確保できない。鋼
種番号２３は、Ｎｂ量は式（１）を満足するものの、Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｃｕ添加量が少なく、フェライト体積
率が減少し、靭性が他の材料より低い。また、鋼種番号
２４は、Ｃ添加量が多過ぎるため、常温での降伏比が熱
延まま材では７０％を超え、角形鋼管に造管後では９０
％を超えている。
【００３９】なお、本実施例における試験は、常温引張
試験はＪＩＳ５号試験片を用いＪＩＳ Ｚ ２２４１に
従って行い、６００℃での引張試験はＪＩＳ Ｇ ０５
６７に従って行い、靭性に関しては０℃での吸収エネル
ギーの測定を造管後平坦部の熱延時の表面に相当する面
にノッチをいれＪＩＳ Ｚ ２２０２に従って行った。
試験はＪＩＳ５号試験片を用いＪＩＳ Ｚ ２２４１に
従って行い、６００℃での引張試験はＪＩＳ Ｇ ０５
６７に従って行い、靭性に関しては０℃での吸収エネル
ギーの測定を造管後平坦部の熱延時の表面に相当する面
にノッチをいれＪＩＳ Ｚ ２２０２に従って行った。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【表２】
【００４２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、常
温での造管の前と後の降伏比が低く、靭性に優れ高温で
の強度が高い鋼板及び鋼管の製造が可能となり、工業的
に価値の大きなものである。
温での造管の前と後の降伏比が低く、靭性に優れ高温で
の強度が高い鋼板及び鋼管の製造が可能となり、工業的
に価値の大きなものである。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K032 AA00 AA01 AA02 AA04 AA11 AA14 AA16 AA21 AA22 AA23 AA29 AA31 AA35 BA01 BA03 CA02 CA03 CC04 CD01 CD02 CD03 CE02
Claims (6)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ≦０．０２％、 Ｓｉ≦１．０％、 Ｍｎ：０．０５〜２．０％、 Ｓ ≦０．０２％、 Ａｌ：０．０１〜０．１％、 Ｎｂ：０．０８〜０．２５％、 Ｔｉ≦０．２％、 Ｂ ≦０．００２０％ を含み、かつＮｉ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｃｕの１種または２種
以上を総量で０．０２％以上かつ０．３％以下含み、残
部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつＮｂ量が Ｎｂ≧０．０５＋７．７５Ｃ−１．９８Ｔｉ＋６．６４
Ｎ＋０．００００３５／（Ｂ＋０．０００４） を満足し、その金属組織がフェライト相が体積率７０％
以上で、かつフェライト粒径が粒度番号で１０．５番以
上１５番以下であり、常温での降伏比が７０％以下であ
ることを特徴とする靭性に優れた低降伏比型耐火用熱延
鋼板。 - 【請求項２】 重量％で、 Ｃ ≦０．０２％、 Ｓｉ≦１．０％、 Ｍｎ：０．０５〜２．０％、 Ｓ ≦０．０２％、 Ａｌ：０．０１〜０．１％、 Ｎｂ：０．０８〜０．２５％、 Ｔｉ≦０．２％、 Ｂ ≦０．００２０％ を含み、かつＮｉ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｃｕの１種または２種
以上を総量で０．０２％以上かつ０．３％以下含み、残
部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつＮｂ量が Ｎｂ≧０．０５＋７．７５Ｃ−１．９８Ｔｉ＋６．６４
Ｎ＋０．００００３５／（Ｂ＋０．０００４） を満足する鋼片を、Ａｒ3 変態点以上の温度で熱間圧延
を終了し、０．１℃/sec以上、３０℃/sec以下の平均冷
却速度で７００℃以下まで冷却し、その金属組織がフェ
ライト相が体積率７０％以上で、かつフェライト粒径が
粒度番号で１０．５番以上１５番以下であり、常温での
降伏比が７０％以下であることを特徴とする低降伏比型
耐火用熱延鋼板の製造方法。 - 【請求項３】 重量％で、 Ｃ ≦０．０２％、 Ｓｉ≦１．０％、 Ｍｎ：０．０５〜２．０％、 Ｓ ≦０．０２％、 Ａｌ：０．０１〜０．１％、 Ｎｂ：０．０８〜０．２５％、 Ｔｉ≦０．２％、 Ｂ ≦０．００２０％ を含み、かつＮｉ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｃｕの１種または２種
以上を総量で０．０２％以上かつ０．３％以下含み、残
部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつＮｂ量が Ｎｂ≧０．０５＋７．７５Ｃ−１．９８Ｔｉ＋６．６４
Ｎ＋０．００００３５／（Ｂ＋０．０００４） を満足し、その金属組織がフェライト相が体積率７０％
以上で、かつフェライト粒径が粒度番号で１０．５番以
上１５番以下であり、常温での降伏比が９０％以下で６
００℃での降伏強度が１９７ＭＰａ以上であることを特
徴とする靭性に優れた低降伏比型耐火用鋼管。 - 【請求項４】 重量％で、 Ｃ ≦０．０２％、 Ｓｉ≦１．０％、 Ｍｎ：０．０５〜２．０％、 Ｓ ≦０．０２％、 Ａｌ：０．０１〜０．１％、 Ｎｂ：０．０８〜０．２５％、 Ｔｉ≦０．２％、 Ｂ ≦０．００２０％ を含み、かつＮｉ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｃｕの１種または２種
以上を総量で０．０２％以上かつ０．３％以下含み、残
部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつＮｂ量が Ｎｂ≧０．０５＋７．７５Ｃ−１．９８Ｔｉ＋６．６４
Ｎ＋０．００００３５／（Ｂ＋０．０００４） を満足し、その金属組織がフェライト相が体積率７０％
以上で、かつフェライト粒径が粒度番号で１０．５番以
上１５番以下であり、角形鋼管の平坦部の常温での降伏
比が９０％以下で６００℃での降伏強度が１９７ＭＰａ
以上であることを特徴とする靭性に優れた低降伏比型耐
火用鋼管。 - 【請求項５】 重量％で、 Ｃ ≦０．０２％、 Ｓｉ≦１．０％、 Ｍｎ：０．０５〜２．０％、 Ｓ ≦０．０２％、 Ａｌ：０．０１〜０．１％、 Ｎｂ：０．０８〜０．２５％、 Ｔｉ≦０．２％、 Ｂ ≦０．００２０％ を含み、かつＮｉ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｃｕの１種または２種
以上を総量で０．０２％以上かつ０．３％以下含み、残
部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつＮｂ量が Ｎｂ≧０．０５＋７．７５Ｃ−１．９８Ｔｉ＋６．６４
Ｎ＋０．００００３５／（Ｂ＋０．０００４） を満足する鋼片を、Ａｒ3 変態点以上の温度で熱間圧延
を終了し、０．１℃/sec以上、３０℃/sec以下の平均冷
却速度で７００℃以下まで冷却して得られた、金属組織
がフェライト相が体積率７０％以上で、かつフェライト
粒径が粒度番号で１０．５番以上１５番以下である熱延
鋼板を、常法により円形断面へ成形し、溶接してなり、
常温での降伏比が９０％以下で６００℃での降伏強度が
１９７ＭＰａ以上であることを特徴とする靭性に優れた
降伏比型耐火用鋼管の製造方法。 - 【請求項６】 円形断面へ成形し、溶接した後、さらに
多角断面に成形し、角形鋼管の平坦部の常温での降伏比
が９０％以下で６００℃での降伏強度が１９７ＭＰａ以
上であることを特徴とする請求項５記載の靭性に優れた
低降伏比型耐火用角形鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05139399A JP4276324B2 (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 靭性に優れた低降伏比型耐火用熱延鋼板及び鋼管並びにそれらの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05139399A JP4276324B2 (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 靭性に優れた低降伏比型耐火用熱延鋼板及び鋼管並びにそれらの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000248335A true JP2000248335A (ja) | 2000-09-12 |
| JP4276324B2 JP4276324B2 (ja) | 2009-06-10 |
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ID=12885704
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05139399A Expired - Fee Related JP4276324B2 (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 靭性に優れた低降伏比型耐火用熱延鋼板及び鋼管並びにそれらの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4276324B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003105439A (ja) * | 2001-10-01 | 2003-04-09 | Kawasaki Steel Corp | 低温用低降伏比鋼材およびその製造方法 |
| WO2007091725A1 (ja) * | 2006-02-08 | 2007-08-16 | Nippon Steel Corporation | 耐火用高強度圧延鋼材およびその製造方法 |
| WO2008029583A1 (fr) | 2006-09-04 | 2008-03-13 | Nippon Steel Corporation | Acier ignifuge à excellent propriété de tenue à temperatures élevées, de ténacité et de résistance à la fragilisation de réchauffage et son procédé de production |
| WO2008126910A1 (ja) | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Nippon Steel Corporation | 高温特性と靱性に優れた鋼材及びその製造方法 |
| JP6465265B1 (ja) * | 2017-07-31 | 2019-02-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 王冠用鋼板、王冠、および王冠用鋼板の製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| WO2020039979A1 (ja) | 2018-08-23 | 2020-02-27 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 熱延鋼板およびその製造方法 |
-
1999
- 1999-02-26 JP JP05139399A patent/JP4276324B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP5114743B2 (ja) * | 2006-02-08 | 2013-01-09 | 新日鐵住金株式会社 | 耐火用高強度圧延鋼材およびその製造方法 |
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| WO2008126910A1 (ja) | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Nippon Steel Corporation | 高温特性と靱性に優れた鋼材及びその製造方法 |
| US9023158B2 (en) | 2007-04-06 | 2015-05-05 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Steel material superior in high temperature characteristics and toughness and method of production of same |
| JP6465265B1 (ja) * | 2017-07-31 | 2019-02-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 王冠用鋼板、王冠、および王冠用鋼板の製造方法 |
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| US11359255B2 (en) | 2017-07-31 | 2022-06-14 | Jfe Steel Corporation | Steel sheet for crown cap, crown cap and method for producing steel sheet for crown cap |
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