JP2003003230A - 大変形破壊特性および耐火性に優れた鋼材およびその製造方法 - Google Patents
大変形破壊特性および耐火性に優れた鋼材およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は、大地震等による高歪負荷状態で
の耐延性破壊特性、且つ耐火性に優れた鋼材およびその
製造方法を提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．０３〜０．２０％、
Ｓｉ：０．０１〜１．０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％、
Ｍｏ：０．１〜０．７％、更に必要に応じてＣｕ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔｉの一種または二種以上を含有
し、残部が実質的にＦｅ及び不可避不純物からなり、面
積分率で２０〜９０％のフェライトを有する金属組織と
公称応力ー公称歪み曲線における降伏比が０．７７以
下、加工硬化指数（ｎ）が０．１５以上の鋼であって、
上記組成を有する鋼スラブを１０００〜１２００℃に加
熱後、熱間圧延し、直ちに、またはＡｒ3−５０〜Ａｒ3
−１５０℃に放冷後、加速冷却し、さらには２相域に再
加熱後冷却する。
の耐延性破壊特性、且つ耐火性に優れた鋼材およびその
製造方法を提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．０３〜０．２０％、
Ｓｉ：０．０１〜１．０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％、
Ｍｏ：０．１〜０．７％、更に必要に応じてＣｕ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔｉの一種または二種以上を含有
し、残部が実質的にＦｅ及び不可避不純物からなり、面
積分率で２０〜９０％のフェライトを有する金属組織と
公称応力ー公称歪み曲線における降伏比が０．７７以
下、加工硬化指数（ｎ）が０．１５以上の鋼であって、
上記組成を有する鋼スラブを１０００〜１２００℃に加
熱後、熱間圧延し、直ちに、またはＡｒ3−５０〜Ａｒ3
−１５０℃に放冷後、加速冷却し、さらには２相域に再
加熱後冷却する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、建築土木分野に
おける各種構造物に用いられる鋼材に関し、特に、大規
模な地震で発生する、例えば負荷歪みが４％を超えるよ
うな高歪み負荷状態での大変形破壊特性および耐火性に
優れた鋼材とその製造方法に関するものである。
おける各種構造物に用いられる鋼材に関し、特に、大規
模な地震で発生する、例えば負荷歪みが４％を超えるよ
うな高歪み負荷状態での大変形破壊特性および耐火性に
優れた鋼材とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】１９９５年の阪神淡路大震災では、鉄骨
建築物を始め多くの鋼構造物が崩壊し、甚大な被害がも
たらされた。被災建造物の中には、鉄骨建築物の柱梁接
合部や門型橋梁の隅角部等の形状不連続部（応力集中
部）において、延性亀裂が発生・進展した後に脆性破壊
が生じた例が報告されている。
建築物を始め多くの鋼構造物が崩壊し、甚大な被害がも
たらされた。被災建造物の中には、鉄骨建築物の柱梁接
合部や門型橋梁の隅角部等の形状不連続部（応力集中
部）において、延性亀裂が発生・進展した後に脆性破壊
が生じた例が報告されている。
【０００３】このような破壊は、地震による繰り返し変
形の結果、延性亀裂が発生し、脆性破壊をもたらしたも
のであり、繰り返し変形下での累積歪み量は最大で十数
％程度となっていることが詳細な調査の結果、明らかと
なった。
形の結果、延性亀裂が発生し、脆性破壊をもたらしたも
のであり、繰り返し変形下での累積歪み量は最大で十数
％程度となっていることが詳細な調査の結果、明らかと
なった。
【０００４】このような破壊形態が認められたことよ
り、構造物の耐震性に必要な鋼材特性として、繰り返し
変形を受けた後の塑性変形能や延性亀裂発生・進展挙動
が注目されるようになり、特開平１０−２６５８４４号
公報では繰り返し変形を受けても硬化せず、低ＹＲを維
持する鋼材が、特開平１０−２０４５７０号公報等で
は、繰り返し変形下で応力集中部から発生した延性亀裂
の進展抵抗が高い鋼材が提案されている。
り、構造物の耐震性に必要な鋼材特性として、繰り返し
変形を受けた後の塑性変形能や延性亀裂発生・進展挙動
が注目されるようになり、特開平１０−２６５８４４号
公報では繰り返し変形を受けても硬化せず、低ＹＲを維
持する鋼材が、特開平１０−２０４５７０号公報等で
は、繰り返し変形下で応力集中部から発生した延性亀裂
の進展抵抗が高い鋼材が提案されている。
【０００５】これらの先行技術では、繰り返し引張圧縮
負荷変形の歪み範囲をΔε＝±２％、±１％として、繰
り返し変形下での耐破壊性能の向上を提案している。
負荷変形の歪み範囲をΔε＝±２％、±１％として、繰
り返し変形下での耐破壊性能の向上を提案している。
【０００６】一方、建築物の耐火設計においては、高温
強度に優れた鋼を用いた場合、耐火被覆を省略すること
が認められている。工期の短縮、工事費の削減、建築物
内の有効面積の拡大に効果があるため、特開平４−８３
８２１号公報、特開平４−５６７２３号公報、特開平４
−５６３６２号公報等に、低降伏比と耐火性を兼ね備え
た建築用鋼材が提案されている。
強度に優れた鋼を用いた場合、耐火被覆を省略すること
が認められている。工期の短縮、工事費の削減、建築物
内の有効面積の拡大に効果があるため、特開平４−８３
８２１号公報、特開平４−５６７２３号公報、特開平４
−５６３６２号公報等に、低降伏比と耐火性を兼ね備え
た建築用鋼材が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近の
研究によれば、阪神淡路大震災を超える規模の大規模地
震も想定され、一回の負荷過程で歪み量が３または４％
を超える非常に大きな変形を受ける高歪み大変形が鋼構
造物に負荷される可能性の高いことが指摘されるように
なった。
研究によれば、阪神淡路大震災を超える規模の大規模地
震も想定され、一回の負荷過程で歪み量が３または４％
を超える非常に大きな変形を受ける高歪み大変形が鋼構
造物に負荷される可能性の高いことが指摘されるように
なった。
【０００８】上述したように、特開平１０−２６５８４
４号公報、特開平１０−２０４５７０号公報に開示され
ている鋼材は、累積歪み量はある大きさとなるものの各
繰り返し負荷過程における歪み量はそれほど大きいもの
ではない。
４号公報、特開平１０−２０４５７０号公報に開示され
ている鋼材は、累積歪み量はある大きさとなるものの各
繰り返し負荷過程における歪み量はそれほど大きいもの
ではない。
【０００９】そして、歪み量が４％を超える高歪み大変
形負荷における破壊形態は、脆性破壊よりも終局的破壊
である延性破壊によるものとされている。
形負荷における破壊形態は、脆性破壊よりも終局的破壊
である延性破壊によるものとされている。
【００１０】耐火鋼として、特開平４−８３８２１号公
報、特開平４−５６７２３号公報および特開平４−５６
３６２号公報に開示されている鋼材は、耐震性能を向上
させるため、低降伏比とすることは記載されているが、
高歪み大変形負荷による破壊に関する記載はなく、その
特性は不明である。
報、特開平４−５６７２３号公報および特開平４−５６
３６２号公報に開示されている鋼材は、耐震性能を向上
させるため、低降伏比とすることは記載されているが、
高歪み大変形負荷による破壊に関する記載はなく、その
特性は不明である。
【００１１】そこで、本発明は、大規模な地震等の場合
で想定される大変形状態下、すなわち、負荷歪みが例え
ば４％を超えるような高歪み負荷状態での大変形破壊特
性および耐火性に優れた鋼およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
で想定される大変形状態下、すなわち、負荷歪みが例え
ば４％を超えるような高歪み負荷状態での大変形破壊特
性および耐火性に優れた鋼およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、欠陥の生
じた鋼材が高歪み引張負荷を受ける場合の終局的破壊特
性について鋭意研究を重ねた。その結果、終局的破壊特
性は鋼材（母材）の引張試験で得られる公称応力ー公称
歪み曲線と密接な関係があり、引張強さが等しい場合で
も、降伏比が低く、さらに加工硬化指数（ｎ）の大きい
ものは、両者の複合効果により、終局破壊までの限界負
荷歪みが大きく大変形状態での耐延性破壊特性に優れて
いること、そして、そのような特性がフェライトの面積
分率に影響されることを見出した。鋼材（母材）に生じ
る欠陥は、主に溶接部を起因とするもので、阪神淡路大
震災に関する調査では、ＨＡＺ部の低温割れ等を起因と
するものが多いとされている。
じた鋼材が高歪み引張負荷を受ける場合の終局的破壊特
性について鋭意研究を重ねた。その結果、終局的破壊特
性は鋼材（母材）の引張試験で得られる公称応力ー公称
歪み曲線と密接な関係があり、引張強さが等しい場合で
も、降伏比が低く、さらに加工硬化指数（ｎ）の大きい
ものは、両者の複合効果により、終局破壊までの限界負
荷歪みが大きく大変形状態での耐延性破壊特性に優れて
いること、そして、そのような特性がフェライトの面積
分率に影響されることを見出した。鋼材（母材）に生じ
る欠陥は、主に溶接部を起因とするもので、阪神淡路大
震災に関する調査では、ＨＡＺ部の低温割れ等を起因と
するものが多いとされている。
【００１３】本発明はこれらの知見を基に更に検討を加
えてなされたものである。
えてなされたものである。
【００１４】すなわち、本発明は、
１．質量％で、Ｍｏ：０．１〜０．７％を含有し、公称
応力ー公称歪曲線における降伏比が０．７７以下、加工
硬化指数（ｎ）が０．１５以上であることを特徴とする
大変形破壊特性および耐火性に優れた鋼材。
応力ー公称歪曲線における降伏比が０．７７以下、加工
硬化指数（ｎ）が０．１５以上であることを特徴とする
大変形破壊特性および耐火性に優れた鋼材。
【００１５】但し、加工硬化指数（ｎ）：σ＝（α／
（１＋ε））｛β＋ｌｎ（１＋ε）｝ｎσ：公称応力、
ε：公称歪、α、β：定数 ２．鋼成分として更に、質量％で、Ｃ：０．０３〜０．
２０％、Ｓｉ：０．０１〜１．０％、Ｍｎ：０．５〜
２．０％を含有し、残部が実質的にＦｅ及び不可避不純
物からなり、金属組織が面積分率で２０〜９０％のフェ
ライトを有することを特徴とする１記載の大変形破壊特
性および耐火性に優れた鋼材。
（１＋ε））｛β＋ｌｎ（１＋ε）｝ｎσ：公称応力、
ε：公称歪、α、β：定数 ２．鋼成分として更に、質量％で、Ｃ：０．０３〜０．
２０％、Ｓｉ：０．０１〜１．０％、Ｍｎ：０．５〜
２．０％を含有し、残部が実質的にＦｅ及び不可避不純
物からなり、金属組織が面積分率で２０〜９０％のフェ
ライトを有することを特徴とする１記載の大変形破壊特
性および耐火性に優れた鋼材。
【００１６】３．鋼組成として、更に、Ｃｕ：０．０５
〜０．５％、Ｎｉ：０．０５〜０．５％、Ｃｒ：０．０
５〜０．５％の一種または二種以上を含有する請求項２
記載の大変形破壊特性および耐火性に優れた鋼材。
〜０．５％、Ｎｉ：０．０５〜０．５％、Ｃｒ：０．０
５〜０．５％の一種または二種以上を含有する請求項２
記載の大変形破壊特性および耐火性に優れた鋼材。
【００１７】４．鋼組成として、更に、Ｖ：０．００５
〜０．１％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％、Ｔｉ：０．
００５〜０．１％の一種または二種以上を含有する２ま
たは３記載の大変形破壊特性および耐火性に優れた鋼
材。
〜０．１％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％、Ｔｉ：０．
００５〜０．１％の一種または二種以上を含有する２ま
たは３記載の大変形破壊特性および耐火性に優れた鋼
材。
【００１８】５．２乃至４のいずれか一つに記載の組成
を有する鋼を、１０００〜１２００℃に加熱後、熱間圧
延し、放冷後、（Ａｒ3−５０）〜（Ａｒ3−１５０）℃
より、３０℃／ｓ未満で冷却することを特徴とする大変
形破壊特性および耐火性に優れた鋼材の製造方法。
を有する鋼を、１０００〜１２００℃に加熱後、熱間圧
延し、放冷後、（Ａｒ3−５０）〜（Ａｒ3−１５０）℃
より、３０℃／ｓ未満で冷却することを特徴とする大変
形破壊特性および耐火性に優れた鋼材の製造方法。
【００１９】６．２乃至４のいずれか一つに記載の組成
を有する鋼を、１０００〜１２００℃に加熱後、熱間圧
延し、２相域に再加熱後、５０℃／ｓ未満で冷却するこ
とを特徴とする大変形破壊特性および耐火性に優れた鋼
材の製造方法。
を有する鋼を、１０００〜１２００℃に加熱後、熱間圧
延し、２相域に再加熱後、５０℃／ｓ未満で冷却するこ
とを特徴とする大変形破壊特性および耐火性に優れた鋼
材の製造方法。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明では、引張試験により求め
た公称応力ー公称歪み曲線における降伏点と引張り強さ
の比である降伏比が０．７７以下、且つ公称歪が降伏歪
から一様伸びまでの範囲の加工硬化指数（ｎ）が０．１
５以上である鋼材を高歪負荷状態において耐延性破壊特
性が要求される鋼材に用いることを特徴とする。
た公称応力ー公称歪み曲線における降伏点と引張り強さ
の比である降伏比が０．７７以下、且つ公称歪が降伏歪
から一様伸びまでの範囲の加工硬化指数（ｎ）が０．１
５以上である鋼材を高歪負荷状態において耐延性破壊特
性が要求される鋼材に用いることを特徴とする。
【００２１】公称応力ー公称歪み曲線における降伏比が
０．７７を超える場合、または加工硬化指数（ｎ）が
０．１５未満の場合、欠陥近傍での歪集中が大きくな
り、塑性変形が欠陥を有する断面で局在化し、延性破壊
の発生が容易になるため、降伏比を０．７７以下、且つ
加工硬化指数（ｎ）を０．１５以上とする。
０．７７を超える場合、または加工硬化指数（ｎ）が
０．１５未満の場合、欠陥近傍での歪集中が大きくな
り、塑性変形が欠陥を有する断面で局在化し、延性破壊
の発生が容易になるため、降伏比を０．７７以下、且つ
加工硬化指数（ｎ）を０．１５以上とする。
【００２２】尚、公称応力ー公称歪曲線を得るための引
張試験方法は特に限定しないが、その試験片採取方向は
部材とした場合に作用する負荷方向と一致させて試験す
ることが望ましい。
張試験方法は特に限定しないが、その試験片採取方向は
部材とした場合に作用する負荷方向と一致させて試験す
ることが望ましい。
【００２３】また、加工硬化指数（ｎ）は、公称応力ー
公称歪に関する下記の式で定義されるｎ値であって、公
称歪を降伏歪から一様伸びまでの範囲とした場合に求め
られるものの平均値とする。
公称歪に関する下記の式で定義されるｎ値であって、公
称歪を降伏歪から一様伸びまでの範囲とした場合に求め
られるものの平均値とする。
【００２４】
σ＝（α／（１＋ε））｛β＋ｌｎ（１＋ε）｝ｎ
ここで、σ：公称応力、ε：公称歪、α、β：定数
大変形破壊時の欠陥近傍での局所歪は周囲のマクロ歪に
比べて数倍高く、ほぼ一様伸び程度の大きさに達してい
るため、加工硬化指数（ｎ）による大変形時の破壊特性
の評価は、降伏歪から一様伸びまでの範囲の平均値を用
いることで、より精度の良い評価が可能である。図１に
公称応力ー公称歪み曲線を模式的に示す。
比べて数倍高く、ほぼ一様伸び程度の大きさに達してい
るため、加工硬化指数（ｎ）による大変形時の破壊特性
の評価は、降伏歪から一様伸びまでの範囲の平均値を用
いることで、より精度の良い評価が可能である。図１に
公称応力ー公称歪み曲線を模式的に示す。
【００２５】公称応力ー公称歪み曲線における降伏比、
加工硬化指数（ｎ）が上述した規定を満足する鋼材を用
い、図２に示す表面切欠付き試験体を作製し、引張試験
により耐延性破壊特性を評価した。試験体は平行部の板
幅が１４０ｍｍ，板厚が１５ｍｍで、表面切欠きとして
長さ４０ｍｍ，深さ５ｍｍの半楕円形状のものを付与し
た。
加工硬化指数（ｎ）が上述した規定を満足する鋼材を用
い、図２に示す表面切欠付き試験体を作製し、引張試験
により耐延性破壊特性を評価した。試験体は平行部の板
幅が１４０ｍｍ，板厚が１５ｍｍで、表面切欠きとして
長さ４０ｍｍ，深さ５ｍｍの半楕円形状のものを付与し
た。
【００２６】引張試験は常温で行ない、破壊時の荷重お
よびマクロ歪みを測定した。マクロ歪みは切欠き部より
十分に離れたＰ点に添付した塑性歪みゲージにより計測
した。
よびマクロ歪みを測定した。マクロ歪みは切欠き部より
十分に離れたＰ点に添付した塑性歪みゲージにより計測
した。
【００２７】図３にその結果を示す。終局破壊発生時の
マクロ作用歪みは４％以上が得られ、本発明で規定され
る降伏比と加工硬化指数両者の複合効果により優れた耐
延性破壊特性が得られた。
マクロ作用歪みは４％以上が得られ、本発明で規定され
る降伏比と加工硬化指数両者の複合効果により優れた耐
延性破壊特性が得られた。
【００２８】本発明では、更に耐火性を付与するため、
鋼の成分組成としてＭｏ：０．１〜０．７％を規定す
る。
鋼の成分組成としてＭｏ：０．１〜０．７％を規定す
る。
【００２９】公称応力ー公称歪み曲線および成分組成に
おいて上述した規定を満足する鋼材であれば、その目的
とする作用効果が得られるが、以下に述べる鋼組成且つ
金属組織とした場合、特に好ましい特性が得られる。
おいて上述した規定を満足する鋼材であれば、その目的
とする作用効果が得られるが、以下に述べる鋼組成且つ
金属組織とした場合、特に好ましい特性が得られる。
【００３０】Ｃ
Ｃは鋼材の強度を確保するため添加する。０．０３％未
満では強度が不足し、０．２０％を超えると溶接性を損
ねるので、０．０３〜０．２０％（０．０３％以上、
０．２０％以下）とする。
満では強度が不足し、０．２０％を超えると溶接性を損
ねるので、０．０３〜０．２０％（０．０３％以上、
０．２０％以下）とする。
【００３１】Ｓｉ
Ｓｉは、鋼材の強度を確保し、製鋼過程における脱酸剤
として添加する。０．０１％未満ではその効果が十分で
なく、１．０％を超えると溶接部の靭性が劣化するた
め、０．０１〜１．０％とする。
として添加する。０．０１％未満ではその効果が十分で
なく、１．０％を超えると溶接部の靭性が劣化するた
め、０．０１〜１．０％とする。
【００３２】Ｍｎ
Ｍｎは、鋼材の強度を確保するため添加する。０．５％
未満では強度が不足し、２．０％を超えて添加すると母
材と溶接部の靭性を劣化させ、溶接性を損ねるので、
０．５〜２．０％とする。
未満では強度が不足し、２．０％を超えて添加すると母
材と溶接部の靭性を劣化させ、溶接性を損ねるので、
０．５〜２．０％とする。
【００３３】Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒの一種または二種以上
Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒは、強度を更に向上させる場合、一種
または二種以上を添加する。各元素は添加量が０．０５
％未満ではその効果が得られず、０．５％を超えると溶
接性を損ねるため、０．０５％以上、０．５％以下とす
る。
または二種以上を添加する。各元素は添加量が０．０５
％未満ではその効果が得られず、０．５％を超えると溶
接性を損ねるため、０．０５％以上、０．５％以下とす
る。
【００３４】Ｖ，Ｎｂ，Ｔｉの一種または二種以上
Ｖ，Ｎｂ，Ｔｉは靭性および強度を向上させる場合、一
種または二種以上を添加する。各元素は添加量が０．０
０５％未満ではその効果が十分でなく、０．１％を超え
ると溶接部の靭性劣化を招くので、０．００５％以上、
０．１％以下とする。
種または二種以上を添加する。各元素は添加量が０．０
０５％未満ではその効果が十分でなく、０．１％を超え
ると溶接部の靭性劣化を招くので、０．００５％以上、
０．１％以下とする。
【００３５】尚、本発明では、Ｐ，Ｓ，脱酸剤として含
有されるＡｌを不純物として扱い、その含有量は、建
築、土木などで用いられる構造用鋼の一般的水準に規制
する。
有されるＡｌを不純物として扱い、その含有量は、建
築、土木などで用いられる構造用鋼の一般的水準に規制
する。
【００３６】フェライトの面積分率：２０〜９０％
金属組織はフェライトと他の組織からなる複合組織とす
ることが望ましい。フェライトを含有しない組織の場
合、例えば、ベイナイト単相、マルテンサイト単相組織
では公称応力ー公称歪み曲線における加工硬化指数
（ｎ）は小さく、降伏伸びも殆ど得られず、大変形状態
での耐延性破壊特性が劣化するため、フェライトを含有
する複合組織とする。
ることが望ましい。フェライトを含有しない組織の場
合、例えば、ベイナイト単相、マルテンサイト単相組織
では公称応力ー公称歪み曲線における加工硬化指数
（ｎ）は小さく、降伏伸びも殆ど得られず、大変形状態
での耐延性破壊特性が劣化するため、フェライトを含有
する複合組織とする。
【００３７】フェライトの面積分率が２０％未満、また
は９０％を超える場合は大変形状態での耐延性破壊特性
が劣化するため、２０〜９０％とすることが望ましい。
複合組織では、フェライト以外の残部の組織として、ベ
イナイト、マルテンサイト、パーライトがあるが、これ
らが混合した組織、また単相組織であっても良い。
は９０％を超える場合は大変形状態での耐延性破壊特性
が劣化するため、２０〜９０％とすることが望ましい。
複合組織では、フェライト以外の残部の組織として、ベ
イナイト、マルテンサイト、パーライトがあるが、これ
らが混合した組織、また単相組織であっても良い。
【００３８】尚、上述した金属組織を得る製造方法とし
て以下のものが好ましい。
て以下のものが好ましい。
【００３９】１．１０００〜１２００℃に加熱後、熱間
圧延し、放冷後、（Ａｒ3−５０）〜（Ａｒ3−１５０）
℃より、３０℃／ｓ未満で冷却する。
圧延し、放冷後、（Ａｒ3−５０）〜（Ａｒ3−１５０）
℃より、３０℃／ｓ未満で冷却する。
【００４０】２．１０００〜１２００℃に加熱後、熱間
圧延し、２相域に再加熱後、５０℃／ｓ未満で冷却す
る。
圧延し、２相域に再加熱後、５０℃／ｓ未満で冷却す
る。
【００４１】
【実施例】表１に示した成分の鋼を熱間圧延により、板
厚２５ｍｍの鋼板とし、鋼板の圧延方向と平行に引張試
験片を採取した。引張試験により、公称応力ー公称歪み
曲線を測定し、降伏比、加工硬化指数（ｎ値）を求め
た。
厚２５ｍｍの鋼板とし、鋼板の圧延方向と平行に引張試
験片を採取した。引張試験により、公称応力ー公称歪み
曲線を測定し、降伏比、加工硬化指数（ｎ値）を求め
た。
【００４２】表１中、鋼種Ａ〜Ｃは、請求項１、４記載
の発明範囲内の成分組成、鋼種Ｄは、請求項１、２の発
明範囲内となっている。鋼種Ｅは、Ｍｏ量が低く、請求
項1〜４の比較鋼となっている。
の発明範囲内の成分組成、鋼種Ｄは、請求項１、２の発
明範囲内となっている。鋼種Ｅは、Ｍｏ量が低く、請求
項1〜４の比較鋼となっている。
【００４３】表２に鋼板の製造条件、引張試験結果（試
験温度：室温、６００℃）および表面切欠付き引張試験
による破壊時のマクロ歪の結果を示す。請求項１、４記
載の化学成分を有する鋼板であっても、降伏比、加工硬
化指数が本発明範囲外である鋼板Ｂ−１、Ｃ−１，Ｃ−
３は、破壊時のマクロ歪が小さく、大変形破壊特性に劣
っている。
験温度：室温、６００℃）および表面切欠付き引張試験
による破壊時のマクロ歪の結果を示す。請求項１、４記
載の化学成分を有する鋼板であっても、降伏比、加工硬
化指数が本発明範囲外である鋼板Ｂ−１、Ｃ−１，Ｃ−
３は、破壊時のマクロ歪が小さく、大変形破壊特性に劣
っている。
【００４４】鋼板Ａ−２は、降伏比は本発明範囲内であ
るが、加工硬化指数が本発明範囲外で、複合効果が得ら
れず破壊時のマクロ歪が小さく、大変形破壊特性に劣っ
ている。鋼種Ｅを用いた鋼板は、Ｍｏ量が少なく、本発
明範囲外の比較例で、耐火性に劣っている。
るが、加工硬化指数が本発明範囲外で、複合効果が得ら
れず破壊時のマクロ歪が小さく、大変形破壊特性に劣っ
ている。鋼種Ｅを用いた鋼板は、Ｍｏ量が少なく、本発
明範囲外の比較例で、耐火性に劣っている。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、大規模な地震等で、負
荷歪みが４％を超えるような高歪大変形を受けても破壊
されにくく、且つ耐火性に優れる鉄骨構造物や橋梁など
安全性が要求される鋼構造物に適した鋼材およびその製
造方法が提供され、産業上、極めて有用である。
荷歪みが４％を超えるような高歪大変形を受けても破壊
されにくく、且つ耐火性に優れる鉄骨構造物や橋梁など
安全性が要求される鋼構造物に適した鋼材およびその製
造方法が提供され、産業上、極めて有用である。
【図１】公称応力ー公称歪曲線を模式的に示す図。
【図２】表面切欠付き試験体の形状を示す図。
【図３】表面切欠付き引張試験結果に及ぼす降伏比と加
工硬化指数（ｎ）の影響を示す図。
工硬化指数（ｎ）の影響を示す図。
Claims (6)
- 【請求項１】 質量％で、Ｍｏ：０．１〜０．７％を含
有し、公称応力ー公称歪曲線における降伏比が０．７７
以下、加工硬化指数（ｎ）が０．１５以上であることを
特徴とする大変形破壊特性および耐火性に優れた鋼材。
但し、加工硬化指数（ｎ）：σ＝（α／（１＋ε））
｛β＋ｌｎ（１＋ε）｝ｎσ：公称応力、ε：公称歪、
α、β：定数 - 【請求項２】 鋼成分として更に、質量％で、Ｃ：０．
０３〜０．２０％、Ｓｉ：０．０１〜１．０％、Ｍｎ：
０．５〜２．０％を含有し、残部が実質的にＦｅ及び不
可避不純物からなり、金属組織が面積分率で２０〜９０
％のフェライトを有することを特徴とする請求項１記載
の大変形破壊特性および耐火性に優れた鋼材。 - 【請求項３】 鋼組成として、更に、Ｃｕ：０．０５〜
０．５％、Ｎｉ：０．０５〜０．５％、Ｃｒ：０．０５
〜０．５％の一種または二種以上を含有する請求項２記
載の大変形破壊特性および耐火性に優れた鋼材。 - 【請求項４】 鋼組成として、更に、Ｖ：０．００５〜
０．１％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％、Ｔｉ：０．０
０５〜０．１％の一種または二種以上を含有する請求項
２または３記載の大変形破壊特性および耐火性に優れた
鋼材。 - 【請求項５】 請求項２乃至４のいずれか一つに記載の
組成を有する鋼を、１０００〜１２００℃に加熱後、熱
間圧延し、放冷後、（Ａｒ3−５０）〜（Ａｒ3−１５
０）℃より、３０℃／ｓ未満で冷却することを特徴とす
る大変形破壊特性および耐火性に優れた鋼材の製造方
法。 - 【請求項６】 請求項２乃至４のいずれか一つに記載の
組成を有する鋼を、１０００〜１２００℃に加熱後、熱
間圧延し、２相域に再加熱後、５０℃／ｓ未満で冷却す
ることを特徴とする大変形破壊特性および耐火性に優れ
た鋼材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001186925A JP2003003230A (ja) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | 大変形破壊特性および耐火性に優れた鋼材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001186925A JP2003003230A (ja) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | 大変形破壊特性および耐火性に優れた鋼材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003003230A true JP2003003230A (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=19026293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001186925A Pending JP2003003230A (ja) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | 大変形破壊特性および耐火性に優れた鋼材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003003230A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013039605A (ja) * | 2011-08-18 | 2013-02-28 | Jfe Steel Corp | 鋼材の溶接継手 |
-
2001
- 2001-06-20 JP JP2001186925A patent/JP2003003230A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013039605A (ja) * | 2011-08-18 | 2013-02-28 | Jfe Steel Corp | 鋼材の溶接継手 |
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