JP2546953B2 - 耐火性の優れた建築用高張力鋼の製造方法 - Google Patents
耐火性の優れた建築用高張力鋼の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は建築、土木等の分野にお
いて、各種建造物に用いる耐火性の優れた高張力鋼およ
び鋼材の製造方法に関する。
いて、各種建造物に用いる耐火性の優れた高張力鋼およ
び鋼材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】建築、土木等の分野における各種建築用
鋼材として、ＪＩＳ等で規格化された鋼材等が広く利用
されている。ところで、ビルや事務所、住居、立体駐車
場等の建築物に前記の鋼材を用いる場合は、火災におけ
る安全性を確保するため、十分な耐火被覆を施すことが
義務づけられており、建築関係諸法令では、火災時に鋼
材温度が３５０℃以上にならないように規定されてい
る。
鋼材として、ＪＩＳ等で規格化された鋼材等が広く利用
されている。ところで、ビルや事務所、住居、立体駐車
場等の建築物に前記の鋼材を用いる場合は、火災におけ
る安全性を確保するため、十分な耐火被覆を施すことが
義務づけられており、建築関係諸法令では、火災時に鋼
材温度が３５０℃以上にならないように規定されてい
る。
【０００３】すなわち、前記鋼材は３５０℃程度で耐力
が常温時の２／３程度になり、必要な強度を下回るため
である。鋼材を建造物に利用する場合、火災時において
鋼材の温度が３５０℃に達しないように耐火被覆を施し
て使用される。そのため、鋼材費用に対し耐火被覆工費
が高額になり、建設コストが大幅に上昇することが避け
られない。
が常温時の２／３程度になり、必要な強度を下回るため
である。鋼材を建造物に利用する場合、火災時において
鋼材の温度が３５０℃に達しないように耐火被覆を施し
て使用される。そのため、鋼材費用に対し耐火被覆工費
が高額になり、建設コストが大幅に上昇することが避け
られない。
【０００４】最近、上記の課題を解決するため、例え
ば、特開平２−７７５２３号公報や特開平３−６３２２
号公報などが提案されている。しかしながら、特開平２
−７７５２３号公報では、相当量のＭｏとＮｂを添加し
た鋼で、６００℃の耐力が常温耐力の７０％以上を確保
するものであるが、最も強度（引張強度）が高いもので
も６５kgf/mm2 であり、これより高強度の耐火性が優れ
た鋼の製造は困難であった。
ば、特開平２−７７５２３号公報や特開平３−６３２２
号公報などが提案されている。しかしながら、特開平２
−７７５２３号公報では、相当量のＭｏとＮｂを添加し
た鋼で、６００℃の耐力が常温耐力の７０％以上を確保
するものであるが、最も強度（引張強度）が高いもので
も６５kgf/mm2 であり、これより高強度の耐火性が優れ
た鋼の製造は困難であった。
【０００５】また、特開平３−６３２２号公報でも、相
当量のＭｏを添加した鋼で圧延後水冷することにより高
強度化をはかっているが、最も強度が高いものでも７３
kgf/mm2 であり、高強度の耐火性が優れた鋼の製造は困
難であった。
当量のＭｏを添加した鋼で圧延後水冷することにより高
強度化をはかっているが、最も強度が高いものでも７３
kgf/mm2 であり、高強度の耐火性が優れた鋼の製造は困
難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】建築物に鋼材を利用す
る場合、通常の鋼では高温強度が低いため、無被覆や軽
被覆で利用することができず、割高な耐火被覆を施さな
ければならなかった。また、新しく開発された鋼でも、
鋼材の強度が６０キロクラスまでであり、これより高強
度の鋼を大型構造物や大スパンの構造物への適用は困難
であった。本発明の目的は、高強度でかつ高温強度が優
れた鋼材の製造方法を提供することにある。
る場合、通常の鋼では高温強度が低いため、無被覆や軽
被覆で利用することができず、割高な耐火被覆を施さな
ければならなかった。また、新しく開発された鋼でも、
鋼材の強度が６０キロクラスまでであり、これより高強
度の鋼を大型構造物や大スパンの構造物への適用は困難
であった。本発明の目的は、高強度でかつ高温強度が優
れた鋼材の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を克
服し、目的を達成するもので、その具体的手段を以下に
示す。 （１）重量比でＣ：０．０３〜０．１０％、Ｓｉ：０．
６０％以下、Ｍｎ：０．８〜１．６％、Ｎｉ：０．５〜
１．５％、Ｃｕ：０．８〜１．２％、Ｍｏ：０．８〜
１．５％、Ｖ：０．００５〜０．０５％、Ｔｉ：０．０
０５〜０．０２％、Ａｌ：０．１０％以下、Ｎ：０．０
０１〜０．００６％、残部がＦｅおよび不可避的不純物
からなる鋼片を１１００℃〜１３００℃に再加熱後、熱
間塑性加工を８００〜１０００℃で終了してそのまま放
冷するか、または水冷して、常温まで冷却し、その後、
７５０〜８５０℃の範囲の温度まで再加熱して、Ｃｕ，
Ｖ4 Ｃ3 ，ＶＮ析出物を溶解し、その温度から常温まで
水冷し、さらに、５００℃以上７００℃未満の温度に再
加熱し、焼戻し、６００℃ＹＳを常温ＹＳの２／３以上
とすることを特徴とする耐火性の優れた建築用高張力鋼
の製造方法。
服し、目的を達成するもので、その具体的手段を以下に
示す。 （１）重量比でＣ：０．０３〜０．１０％、Ｓｉ：０．
６０％以下、Ｍｎ：０．８〜１．６％、Ｎｉ：０．５〜
１．５％、Ｃｕ：０．８〜１．２％、Ｍｏ：０．８〜
１．５％、Ｖ：０．００５〜０．０５％、Ｔｉ：０．０
０５〜０．０２％、Ａｌ：０．１０％以下、Ｎ：０．０
０１〜０．００６％、残部がＦｅおよび不可避的不純物
からなる鋼片を１１００℃〜１３００℃に再加熱後、熱
間塑性加工を８００〜１０００℃で終了してそのまま放
冷するか、または水冷して、常温まで冷却し、その後、
７５０〜８５０℃の範囲の温度まで再加熱して、Ｃｕ，
Ｖ4 Ｃ3 ，ＶＮ析出物を溶解し、その温度から常温まで
水冷し、さらに、５００℃以上７００℃未満の温度に再
加熱し、焼戻し、６００℃ＹＳを常温ＹＳの２／３以上
とすることを特徴とする耐火性の優れた建築用高張力鋼
の製造方法。
【０００８】（２）重量比でＣ：０．０３〜０．１０
％、Ｓｉ：０．６０％以下、Ｍｎ：０．８〜１．６％、
Ｎｉ：０．５〜１．５％、Ｃｕ：０．８〜１．２％、Ｍ
ｏ：０．８〜１．５％、Ｖ：０．００５〜０．０５％、
Ｔｉ：０．００５〜０．０２％、Ａｌ：０．１０％以
下、Ｎ：０．００１〜０．００６％、に加えて、Ｃｒ：
０．０５〜０．５０％、および、Ｃａ：０．０００５〜
０．００３％、ＲＥＭ：０．００１〜０．００５％、の
それぞれの一群の元素から一種または二種を含有し、残
部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼片を１１００
〜１３００℃に再加熱後、熱間塑性加工を８００〜１０
００℃で終了してそのまま放冷するか、または水冷し
て、常温まで冷却し、その後、７５０〜８５０℃の範囲
の温度まで再加熱して、Ｃｕ，Ｖ4 Ｃ3 ，ＶＮ析出物を
溶解し、その温度から常温まで水冷し、さらに、５００
℃以上７００℃未満の温度に再加熱し、焼戻し、６００
℃ＹＳを常温ＹＳの２／３以上とすることを特徴とする
耐火性の優れた建築用高張力鋼の製造方法。
％、Ｓｉ：０．６０％以下、Ｍｎ：０．８〜１．６％、
Ｎｉ：０．５〜１．５％、Ｃｕ：０．８〜１．２％、Ｍ
ｏ：０．８〜１．５％、Ｖ：０．００５〜０．０５％、
Ｔｉ：０．００５〜０．０２％、Ａｌ：０．１０％以
下、Ｎ：０．００１〜０．００６％、に加えて、Ｃｒ：
０．０５〜０．５０％、および、Ｃａ：０．０００５〜
０．００３％、ＲＥＭ：０．００１〜０．００５％、の
それぞれの一群の元素から一種または二種を含有し、残
部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼片を１１００
〜１３００℃に再加熱後、熱間塑性加工を８００〜１０
００℃で終了してそのまま放冷するか、または水冷し
て、常温まで冷却し、その後、７５０〜８５０℃の範囲
の温度まで再加熱して、Ｃｕ，Ｖ4 Ｃ3 ，ＶＮ析出物を
溶解し、その温度から常温まで水冷し、さらに、５００
℃以上７００℃未満の温度に再加熱し、焼戻し、６００
℃ＹＳを常温ＹＳの２／３以上とすることを特徴とする
耐火性の優れた建築用高張力鋼の製造方法。
【０００９】
【作用】本発明者らは耐火性が必要な大型の構造物に使
用される引張強度が７０kgf/mm2 を超える耐火性の優れ
た鋼材は、同時に溶接性や低降伏比も兼ね備えなければ
ならないことを知った。すなわち、耐火性が要求される
ような大型の構造物では、耐震性も要求される場合が殆
どであり、使用鋼材の低ＹＲ化は欠かせない特性であ
る。
用される引張強度が７０kgf/mm2 を超える耐火性の優れ
た鋼材は、同時に溶接性や低降伏比も兼ね備えなければ
ならないことを知った。すなわち、耐火性が要求される
ような大型の構造物では、耐震性も要求される場合が殆
どであり、使用鋼材の低ＹＲ化は欠かせない特性であ
る。
【００１０】また、低ＹＲ化や耐火性は良好であって
も、溶接性が悪ければ、溶接施工コストが大幅に増加す
る。このような事例では、いかに耐火性が優れた鋼材を
使用しても、建設コストが高くなり、高強度鋼を使用す
るメリットが半減する。しかもこのような高強度の鋼で
は、高温強度を向上させるために焼入性を高める合金元
素を多量に使用する方法が一般的であった。このため、
高温強度を高めるとほぼ必然的に溶接性の劣化を招く状
況であった。
も、溶接性が悪ければ、溶接施工コストが大幅に増加す
る。このような事例では、いかに耐火性が優れた鋼材を
使用しても、建設コストが高くなり、高強度鋼を使用す
るメリットが半減する。しかもこのような高強度の鋼で
は、高温強度を向上させるために焼入性を高める合金元
素を多量に使用する方法が一般的であった。このため、
高温強度を高めるとほぼ必然的に溶接性の劣化を招く状
況であった。
【００１１】さて、本発明の特徴は低Ｃ鋼に相当量のＣ
ｕとＭｏおよびＶを複合添加した成分組成の鋼片を、高
温で再加熱したのち、比較的高温で圧延を終了し、空冷
か水冷で常温まで冷却し、その後、γ−αの２相域まで
再加熱し、水冷して、ミクロ組織をベイナイト主体〜ベ
イナイト−焼戻マルテンサイトの混合とすることによ
り、５５kgf/mm2 以上の常温耐力を有するとともに、６
００℃の耐力が常温の２／３以上で、低ＹＲおよび溶接
性が良好な特性を兼ね備えている。
ｕとＭｏおよびＶを複合添加した成分組成の鋼片を、高
温で再加熱したのち、比較的高温で圧延を終了し、空冷
か水冷で常温まで冷却し、その後、γ−αの２相域まで
再加熱し、水冷して、ミクロ組織をベイナイト主体〜ベ
イナイト−焼戻マルテンサイトの混合とすることによ
り、５５kgf/mm2 以上の常温耐力を有するとともに、６
００℃の耐力が常温の２／３以上で、低ＹＲおよび溶接
性が良好な特性を兼ね備えている。
【００１２】常温耐力に対し、６００℃の耐力を向上さ
せるためには、ＭｏやＣｒを増加させる方法が有効であ
ることが知られている。しかし、この方法では、溶接性
が劣化し、前述した理由で、メリットが十分とはいえな
い。本発明者らは、Ｍｏの添加に加えて、Ｃｕ，Ｖを複
合添加することにより溶接性の劣化が少なく、耐火性が
優れた高張力鋼を実現できることを見いだした。しかし
ながら、Ｃｕ，Ｖの添加はＹＲの上昇につながり、その
添加量は制限されるべきものである。ＹＲの低減は上記
の合金成分と、上述した製造方法を組み合わせることに
より達成できる。
せるためには、ＭｏやＣｒを増加させる方法が有効であ
ることが知られている。しかし、この方法では、溶接性
が劣化し、前述した理由で、メリットが十分とはいえな
い。本発明者らは、Ｍｏの添加に加えて、Ｃｕ，Ｖを複
合添加することにより溶接性の劣化が少なく、耐火性が
優れた高張力鋼を実現できることを見いだした。しかし
ながら、Ｃｕ，Ｖの添加はＹＲの上昇につながり、その
添加量は制限されるべきものである。ＹＲの低減は上記
の合金成分と、上述した製造方法を組み合わせることに
より達成できる。
【００１３】つぎに、本発明にかかる特徴的な成分元素
とその添加量について説明する。Ｍｏは固溶体強化や微
細な炭化物を形成し、高温強度を増加させるが、Ｍｏの
単独添加で、高強度、かつ６００℃の強度を確保するた
めには、２％を超す添加が必要となり、溶接性が劣化
し、さらには、鋼材の製造コストが高くなる等の難点が
ある。
とその添加量について説明する。Ｍｏは固溶体強化や微
細な炭化物を形成し、高温強度を増加させるが、Ｍｏの
単独添加で、高強度、かつ６００℃の強度を確保するた
めには、２％を超す添加が必要となり、溶接性が劣化
し、さらには、鋼材の製造コストが高くなる等の難点が
ある。
【００１４】本発明者らは、鋭意検討した結果、Ｍｏ添
加に加えてＣｕ，Ｖを複合添加することが極めて有効で
あることを見いだした。しかしながら、Ｍｏ，Ｃｕ，Ｖ
の添加量が多すぎると溶接性や溶接熱影響部の靭性が劣
化し、ＹＲも増加するので、Ｍｏ，Ｃｕ，Ｖ含有量の上
限はＭｏ：１．５％、Ｃｕ：１．２％、Ｖ：０．０５％
とする必要がある。また下限は複合効果が得られる最小
量として、Ｍｏ：０．８％、Ｃｕ：０．８％、Ｖ：０．
００５％を含有せしめる必要がある。
加に加えてＣｕ，Ｖを複合添加することが極めて有効で
あることを見いだした。しかしながら、Ｍｏ，Ｃｕ，Ｖ
の添加量が多すぎると溶接性や溶接熱影響部の靭性が劣
化し、ＹＲも増加するので、Ｍｏ，Ｃｕ，Ｖ含有量の上
限はＭｏ：１．５％、Ｃｕ：１．２％、Ｖ：０．０５％
とする必要がある。また下限は複合効果が得られる最小
量として、Ｍｏ：０．８％、Ｃｕ：０．８％、Ｖ：０．
００５％を含有せしめる必要がある。
【００１５】さて、Ｍｏ，Ｃｕ，Ｖを複合添加して常温
と６００℃の強度を確保するためには、鋼成分とともに
鋼の再加熱および圧延、冷却にかかる条件が重要であ
る。前述のＭｏ，Ｃｕ，Ｖの複合添加による６００℃強
度の増加をはかるためには、再加熱時にこれらの元素を
十分に溶体化させる必要があり、このため、再加熱温度
の下限を１１００℃とする。また、再加熱温度が高すぎ
るとオーステナイト粒が粗大化し、低温靭性が劣化する
のでその上限は１３００℃にせねばならない。
と６００℃の強度を確保するためには、鋼成分とともに
鋼の再加熱および圧延、冷却にかかる条件が重要であ
る。前述のＭｏ，Ｃｕ，Ｖの複合添加による６００℃強
度の増加をはかるためには、再加熱時にこれらの元素を
十分に溶体化させる必要があり、このため、再加熱温度
の下限を１１００℃とする。また、再加熱温度が高すぎ
るとオーステナイト粒が粗大化し、低温靭性が劣化する
のでその上限は１３００℃にせねばならない。
【００１６】さらに、圧延終了温度を８００℃以上の高
温とする理由は、圧延中にＭｏの炭化物やＣｕの析出や
Ｖの炭窒化物を析出させないためであり、γ域でＭｏが
析出すると析出物サイズが大きくなり高温強度が著しく
低下する。また、１０００℃を超える温度域での圧延終
了では靭性が極度に低下するため、１０００℃が圧延終
了温度の上限である。
温とする理由は、圧延中にＭｏの炭化物やＣｕの析出や
Ｖの炭窒化物を析出させないためであり、γ域でＭｏが
析出すると析出物サイズが大きくなり高温強度が著しく
低下する。また、１０００℃を超える温度域での圧延終
了では靭性が極度に低下するため、１０００℃が圧延終
了温度の上限である。
【００１７】低ＹＲ化や常温と６００℃の強度を適正化
させるためには、以下に述べる方法が必須である。圧延
終了後、常温まで空冷か水冷し、その後、７５０〜８５
０℃の範囲の温度まで再加熱して、その温度から常温ま
で水冷し、さらに、５００℃から７００℃以下の温度に
再加熱し、焼戻すことが有効であることを見いだした。
させるためには、以下に述べる方法が必須である。圧延
終了後、常温まで空冷か水冷し、その後、７５０〜８５
０℃の範囲の温度まで再加熱して、その温度から常温ま
で水冷し、さらに、５００℃から７００℃以下の温度に
再加熱し、焼戻すことが有効であることを見いだした。
【００１８】すなわち、圧延終了後、常温まで空冷か水
冷し、その後、７５０〜８５０℃のγ−αの２相共存域
に再加熱する方法である。この２相共存域では、Ｃの固
溶限が異なるため、αからγへＣの拡散が促進され、Ｃ
が低下した部分は極低Ｃのベイナイトが生成され、Ｃが
濃化した部分では、マルテンサイトかベイナイトが生成
される。
冷し、その後、７５０〜８５０℃のγ−αの２相共存域
に再加熱する方法である。この２相共存域では、Ｃの固
溶限が異なるため、αからγへＣの拡散が促進され、Ｃ
が低下した部分は極低Ｃのベイナイトが生成され、Ｃが
濃化した部分では、マルテンサイトかベイナイトが生成
される。
【００１９】極低Ｃの部分は局部的な強度は低いため、
降伏強度（耐力）が低下する。一方、Ｃが濃化した部分
は局部的に強度が高いため、引張強さは下がらない。結
果として、ＹＲが低下する。しかも、このような方法で
製造した鋼は常温に対する６００℃の強度比率が高い。
また、７５０〜８５０℃の再加熱時にＣｕ析出物やＶ4
Ｃ3 ，ＶＮ等の析出物の一部が溶解（固溶）し、その後
の焼戻し時に再析出して、強度を高める働きをする。
降伏強度（耐力）が低下する。一方、Ｃが濃化した部分
は局部的に強度が高いため、引張強さは下がらない。結
果として、ＹＲが低下する。しかも、このような方法で
製造した鋼は常温に対する６００℃の強度比率が高い。
また、７５０〜８５０℃の再加熱時にＣｕ析出物やＶ4
Ｃ3 ，ＶＮ等の析出物の一部が溶解（固溶）し、その後
の焼戻し時に再析出して、強度を高める働きをする。
【００２０】これは、Ｃｕ，Ｖの固溶が比較的低い温度
で起きるためであり、Ｎｂの場合では同じ温度での固溶
ははるかに少ないため、強度を高める効果はない。すな
わち、本発明の製造法では、高温強度を確保するため、
Ｃｕ，Ｖ添加とγ−αの２相温度域への再加熱と水冷は
必須である。
で起きるためであり、Ｎｂの場合では同じ温度での固溶
ははるかに少ないため、強度を高める効果はない。すな
わち、本発明の製造法では、高温強度を確保するため、
Ｃｕ，Ｖ添加とγ−αの２相温度域への再加熱と水冷は
必須である。
【００２１】つぎに、Ｍｏ，Ｃｕ，Ｖ以外の成分限定理
由について詳細に説明する。Ｃは母材および溶接部の強
度確保ならびにＭｏやＶの効果を発揮させるため必要で
あり、０．０３％以下では効果が薄れるので下限は０．
０３％とする。しかし、Ｃ量が多すぎると溶接性を害
し、母材や溶接熱影響部（以下ＨＡＺ）靭性に悪影響を
及ぼすので０．１０％が上限である。
由について詳細に説明する。Ｃは母材および溶接部の強
度確保ならびにＭｏやＶの効果を発揮させるため必要で
あり、０．０３％以下では効果が薄れるので下限は０．
０３％とする。しかし、Ｃ量が多すぎると溶接性を害
し、母材や溶接熱影響部（以下ＨＡＺ）靭性に悪影響を
及ぼすので０．１０％が上限である。
【００２２】Ｓｉは脱酸上、鋼に含まれる元素である
が、多すぎると溶接性やＨＡＺ靭性を劣化させるため、
その上限を０．６０％とした。Ｍｎは強度・靭性を確保
するため重要な元素であり、その下限は０．８％であ
る。しかし、Ｍｎ量が多すぎると焼入性が増加して溶接
性を劣化させるので、その上限を１．６％とした。
が、多すぎると溶接性やＨＡＺ靭性を劣化させるため、
その上限を０．６０％とした。Ｍｎは強度・靭性を確保
するため重要な元素であり、その下限は０．８％であ
る。しかし、Ｍｎ量が多すぎると焼入性が増加して溶接
性を劣化させるので、その上限を１．６％とした。
【００２３】Ｃｕは焼入性の増加が少なく、Ｃｕ析出物
を生成して、常温と６００℃の強度を向上させる重要な
元素である。そのため、その下限は強度に効果のある
０．８％である。Ｃｕが多すぎると、Ｃｕ析出物が多く
なり、耐力を増加させ、ＹＲを増加させる働きをするた
め、その上限は１．２％である。
を生成して、常温と６００℃の強度を向上させる重要な
元素である。そのため、その下限は強度に効果のある
０．８％である。Ｃｕが多すぎると、Ｃｕ析出物が多く
なり、耐力を増加させ、ＹＲを増加させる働きをするた
め、その上限は１．２％である。
【００２４】Ｎｉは強度・靭性を向上させる重要な元素
であるが、一方でコストを増大させる。本発明鋼では、
相当量のＣｕを添加しており、Ｃｕの熱間割れを防止す
るためにも重要な元素である。そのため、下限は０．５
％で、上限は１．５％である。
であるが、一方でコストを増大させる。本発明鋼では、
相当量のＣｕを添加しており、Ｃｕの熱間割れを防止す
るためにも重要な元素である。そのため、下限は０．５
％で、上限は１．５％である。
【００２５】ＴｉはＴｉ窒化物を生成し、ＨＡＺ靭性を
向上させるが、０．００５％未満では効果が薄く、０．
０２％超ではＴｉＣを生成し、靭性を劣化させるため、
上限を０．０２％とした。
向上させるが、０．００５％未満では効果が薄く、０．
０２％超ではＴｉＣを生成し、靭性を劣化させるため、
上限を０．０２％とした。
【００２６】Ａｌは脱酸上、鋼に含まれる元素である
が、ＳｉおよびＴｉによっても脱酸は行われるので、下
限は限定しない。Ａｌ量が多くなると鋼の清浄度が悪く
なり、ＨＡＺ靭性を害するので、上限を０．１０％とし
た。
が、ＳｉおよびＴｉによっても脱酸は行われるので、下
限は限定しない。Ａｌ量が多くなると鋼の清浄度が悪く
なり、ＨＡＺ靭性を害するので、上限を０．１０％とし
た。
【００２７】Ｎは一般に不可避的不純物として鋼中に含
まれるが、Ｎ量が多くなると連続鋳造スラブの表面キズ
の発生を助長、ＨＡＺ靭性をも害するので、上限を０．
００６％とした。なお、本発明鋼は不可避的不純物とし
てＰおよびＳを含有する。Ｐ，Ｓは高温強度に与える影
響は少ないので、その量については限定しない。一般に
靭性、板厚方向強度等に関する鋼の特性は、Ｐ，Ｓが少
ないほど向上する。望ましいＰ，Ｓ量はそれぞれ０．０
２％、０．００５％以下である。
まれるが、Ｎ量が多くなると連続鋳造スラブの表面キズ
の発生を助長、ＨＡＺ靭性をも害するので、上限を０．
００６％とした。なお、本発明鋼は不可避的不純物とし
てＰおよびＳを含有する。Ｐ，Ｓは高温強度に与える影
響は少ないので、その量については限定しない。一般に
靭性、板厚方向強度等に関する鋼の特性は、Ｐ，Ｓが少
ないほど向上する。望ましいＰ，Ｓ量はそれぞれ０．０
２％、０．００５％以下である。
【００２８】本発明鋼の基本成分は以上のとおりであ
り、十分に目的を達成できる。さらに、選択的にＣｒを
添加することにより、強度、靭性の向上をはかることが
でき、Ｃａ，ＲＥＭを選択的に添加することにより、靭
性や板厚方向強度を向上させることができる。
り、十分に目的を達成できる。さらに、選択的にＣｒを
添加することにより、強度、靭性の向上をはかることが
でき、Ｃａ，ＲＥＭを選択的に添加することにより、靭
性や板厚方向強度を向上させることができる。
【００２９】Ｃｒは母材、溶接部の強度および高温強度
を高める元素であるが、０．５％を超えると溶接性やＨ
ＡＺ靭性を劣化させ、０．０５％未満では効果が薄いの
で、Ｃｒ量は０．０５〜０．５％が限定範囲である。
を高める元素であるが、０．５％を超えると溶接性やＨ
ＡＺ靭性を劣化させ、０．０５％未満では効果が薄いの
で、Ｃｒ量は０．０５〜０．５％が限定範囲である。
【００３０】Ｃａ，ＲＥＭは硫化物（ＭｎＳ）の形態を
制御し、低温靭性を向上させるほか、耐水素誘起割れ性
の改善にも効果を発揮する。しかしながら、Ｃａ量０．
０００５％未満では実用上効果がなく、また、０．００
３％を超えるとＣａＯ，ＣａＳの大型介在物が多量に発
生して、靭性を害し、溶接性にも悪影響を及ぼすので、
０．０００５〜０．００３％を限定範囲とした。ＲＥＭ
についてもＣａと同様な効果があり、添加量が多いとＣ
ａと同様な問題が生じるため、ＲＥＭの限定範囲を０．
００１〜０．００５％とした。なお、本発明鋼を製造
後、脱水素等の目的でＡｃ1 変態点以下の温度に再加熱
しても、本発明鋼の特徴は何等損なわれることはない。
制御し、低温靭性を向上させるほか、耐水素誘起割れ性
の改善にも効果を発揮する。しかしながら、Ｃａ量０．
０００５％未満では実用上効果がなく、また、０．００
３％を超えるとＣａＯ，ＣａＳの大型介在物が多量に発
生して、靭性を害し、溶接性にも悪影響を及ぼすので、
０．０００５〜０．００３％を限定範囲とした。ＲＥＭ
についてもＣａと同様な効果があり、添加量が多いとＣ
ａと同様な問題が生じるため、ＲＥＭの限定範囲を０．
００１〜０．００５％とした。なお、本発明鋼を製造
後、脱水素等の目的でＡｃ1 変態点以下の温度に再加熱
しても、本発明鋼の特徴は何等損なわれることはない。
【００３１】
【実施例】転炉、連続鋳造、厚板工程で種々の鋼を製造
し、常温強度、高温強度等を調査した。表１のNo．１〜
No．１５に本発明鋼を、No．１６〜No．２０に比較鋼の
化学成分を示す。表１の続きに、本発明鋼と比較鋼につ
いて、加熱、圧延冷却条件別に機械的特性を示す。
し、常温強度、高温強度等を調査した。表１のNo．１〜
No．１５に本発明鋼を、No．１６〜No．２０に比較鋼の
化学成分を示す。表１の続きに、本発明鋼と比較鋼につ
いて、加熱、圧延冷却条件別に機械的特性を示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】本発明鋼No．１〜No．１５の例では、ミク
ロ組織中のベイナイト分率が５２〜６４％を示し、常温
および高温の強度特性はすべて良好である。−２０℃の
衝撃値も２５kgfmの高い値である。また、ＹＲは８４％
以下の良好な値で、常温強度に対する６００℃強度の割
合（ＹＳ比）も６９％以上の良好な値であった。
ロ組織中のベイナイト分率が５２〜６４％を示し、常温
および高温の強度特性はすべて良好である。−２０℃の
衝撃値も２５kgfmの高い値である。また、ＹＲは８４％
以下の良好な値で、常温強度に対する６００℃強度の割
合（ＹＳ比）も６９％以上の良好な値であった。
【００３５】これに対し、比較鋼No．１６では、ベイナ
イト分率は５６％と良好であるが、Ｃ量が高すぎるた
め、ＹＳ比は満足できるが、衝撃値が１．６kgfmと低
く、ＹＲも９１％で、８５％以下を満足できない。
イト分率は５６％と良好であるが、Ｃ量が高すぎるた
め、ＹＳ比は満足できるが、衝撃値が１．６kgfmと低
く、ＹＲも９１％で、８５％以下を満足できない。
【００３６】No．１７では、Ｍｏ量が低くベイナイト分
率も３９％と低いため、ＹＳ比が５８％と低く常温の２
／３以上は満足できない。また、ＹＲも８５％を超える
値であった。No．１８では、ベイナイト分率は５７％と
良好であるが、Ｖを添加していないため、ＹＳ比が６３
％と低く、常温の２／３以上を満足できない。
率も３９％と低いため、ＹＳ比が５８％と低く常温の２
／３以上は満足できない。また、ＹＲも８５％を超える
値であった。No．１８では、ベイナイト分率は５７％と
良好であるが、Ｖを添加していないため、ＹＳ比が６３
％と低く、常温の２／３以上を満足できない。
【００３７】No．１９では、Ｃｕ量が低くベイナイト分
率も３７％と低いため、ＹＳ比が６５％と低く、常温の
２／３以上を満足できない。No．２０では、ベイナイト
分率は６５％と良好であるが、Ｃ量が低すぎるため、Ｙ
Ｓ比は高いが常温のＹＳが５４kgf/mm2 と低く、５５kg
f/mm2 以上を満足できず、ＹＲも９０％に達した。
率も３７％と低いため、ＹＳ比が６５％と低く、常温の
２／３以上を満足できない。No．２０では、ベイナイト
分率は６５％と良好であるが、Ｃ量が低すぎるため、Ｙ
Ｓ比は高いが常温のＹＳが５４kgf/mm2 と低く、５５kg
f/mm2 以上を満足できず、ＹＲも９０％に達した。
【００３８】
【発明の効果】本発明の化学成分および製造法で製造し
た鋼材は常温の耐力（ＹＳ）が５５kgf/mm2 以上でＹＲ
が８５％以下、６００℃のＹＳが常温のＹＳの２／３以
上、衝撃値も良好である等の特性を備えており、Ｐcmも
０．２７５％以下で良好な溶接性を有する等の建築用の
鋼材として必要な特性を兼ね備えており、従来にない全
く新しい鋼材である。
た鋼材は常温の耐力（ＹＳ）が５５kgf/mm2 以上でＹＲ
が８５％以下、６００℃のＹＳが常温のＹＳの２／３以
上、衝撃値も良好である等の特性を備えており、Ｐcmも
０．２７５％以下で良好な溶接性を有する等の建築用の
鋼材として必要な特性を兼ね備えており、従来にない全
く新しい鋼材である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯田 征司 君津市君津１番地 新日本製鐵株式会社 君津製鐵所内 (56)参考文献 特開 平４−314824（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−20408（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 重量比で Ｃ ：０．０３〜０．１０％ Ｓｉ：０．６０％以下 Ｍｎ：０．８〜１．６％ Ｎｉ：０．５〜１．５％ Ｃｕ：０．８〜１．２％ Ｍｏ：０．８〜１．５％ Ｖ ：０．００５〜０．０５％ Ｔｉ：０．００５〜０．０２％ Ａｌ：０．１０％以下 Ｎ ：０．００１〜０．００６％ 残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼片を１１０
０℃〜１３００℃に再加熱後、熱間塑性加工を８００〜
１０００℃で終了してそのまま放冷するか、または水冷
して、常温まで冷却し、その後、７５０〜８５０℃の範
囲の温度まで再加熱して、Ｃｕ，Ｖ 4 Ｃ 3 ，ＶＮ析出物
を溶解し、その温度から常温まで水冷し、さらに、５０
０℃以上７００℃未満の温度に再加熱し、焼戻し、６０
０℃ＹＳを常温ＹＳの２／３以上とすることを特徴とす
る耐火性の優れた建築用高張力鋼の製造方法。 - 【請求項２】 重量比で Ｃ ：０．０３〜０．１０％ Ｓｉ：０．６０％以下 Ｍｎ：０．８〜１．６％ Ｎｉ：０．５〜１．５％ Ｃｕ：０．８〜１．２％ Ｍｏ：０．８〜１．５％ Ｖ ：０．００５〜０．０５％ Ｔｉ：０．００５〜０．０２％ Ａｌ：０．１０％以下 Ｎ ：０．００１〜０．００６％ に加えて Ｃｒ：０．０５〜０．５０％ および Ｃａ：０．０００５〜０．００３％ ＲＥＭ：０．００１〜０．００５％ のそれぞれの一群の元素から一種または二種を含有し、
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼片を１１０
０℃〜１３００℃に再加熱後、熱間塑性加工を８００〜
１０００℃で終了してそのまま放冷するか、または水冷
して、常温まで冷却し、その後、７５０〜８５０℃の範
囲の温度まで再加熱して、Ｃｕ，Ｖ 4 Ｃ 3 ，ＶＮ析出物
を溶解し、その温度から常温まで水冷し、さらに、５０
０℃以上７００℃未満の温度に再加熱し、焼戻し、６０
０℃ＹＳを常温ＹＳの２／３以上とすることを特徴とす
る耐火性の優れた建築用高張力鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4222847A JP2546953B2 (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | 耐火性の優れた建築用高張力鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4222847A JP2546953B2 (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | 耐火性の優れた建築用高張力鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0665675A JPH0665675A (ja) | 1994-03-08 |
| JP2546953B2 true JP2546953B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=16788840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4222847A Expired - Fee Related JP2546953B2 (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | 耐火性の優れた建築用高張力鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2546953B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63179019A (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-23 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 低降伏比高張力厚鋼板の製造法 |
| JPH0615689B2 (ja) * | 1987-05-19 | 1994-03-02 | 新日本製鐵株式会社 | 低降状比高張力鋼の製造方法 |
-
1992
- 1992-08-21 JP JP4222847A patent/JP2546953B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0665675A (ja) | 1994-03-08 |
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