JP2546954B2 - 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
号公報などに記載の発明がされている。しかしながら、
特開平２−７７５２３号公報記載の発明では、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。また、
特開平３−６３２２号公報記載の発明でも、相当量のＭ
ｏ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７３kgf/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。
ば、特開平２−７７５２３号公報や特開平３−６３２２
号公報などに記載の発明がされている。しかしながら、
特開平２−７７５２３号公報記載の発明では、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。また、
特開平３−６３２２号公報記載の発明でも、相当量のＭ
ｏ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７３kgf/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。
【０００５】
【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、より高い強度
が要求される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、より高い強度
が要求される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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の具体的手段を以
下に示す。
下に示す。
【０００７】（１）重量比で Ｃ：０．０３〜０．１０％、Ｓｉ：０．６０％以下、Ｍ
ｎ：０．８〜１．６％、Ｎｉ：０．５〜１．５％、Ｃ
ｕ：０．８〜１．２％、Ｍｏ：０．８〜１．５％、Ｎ
ｂ：０．００５〜０．０５％、Ｔｉ：０．００５〜０．
０２％Ａｌ：０．１０％以下、Ｎ：０．００１〜０．０
０６％、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、その後８５０〜７００℃
まで空冷してベイナイト主体〜ベイナイト焼戻しマルテ
ンサイトを生成し、この温度から４００℃から５５０℃
の範囲の温度まで３〜４０℃/secの冷却速度で水冷する
か、または、空冷後、３〜４０℃/secの冷却速度で８５
０〜７００℃から２５０℃以下の温度まで水冷し、その
後、５００℃から７００℃以下の温度に再加熱し、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。
ｎ：０．８〜１．６％、Ｎｉ：０．５〜１．５％、Ｃ
ｕ：０．８〜１．２％、Ｍｏ：０．８〜１．５％、Ｎ
ｂ：０．００５〜０．０５％、Ｔｉ：０．００５〜０．
０２％Ａｌ：０．１０％以下、Ｎ：０．００１〜０．０
０６％、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、その後８５０〜７００℃
まで空冷してベイナイト主体〜ベイナイト焼戻しマルテ
ンサイトを生成し、この温度から４００℃から５５０℃
の範囲の温度まで３〜４０℃/secの冷却速度で水冷する
か、または、空冷後、３〜４０℃/secの冷却速度で８５
０〜７００℃から２５０℃以下の温度まで水冷し、その
後、５００℃から７００℃以下の温度に再加熱し、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、Ｍ
ｎ：０．８〜１．６％、Ｎｉ：０．５〜１．５％、Ｃ
ｕ：０．８〜１．２％、Ｍｏ：０．８〜１．５％、Ｎ
ｂ：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％、Ｖ：
０．００５〜０．０５％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、その後８５０〜７００℃まで空冷して
ベイナイト主体〜ベイナイト焼戻しマルテンサイトを生
成し、この温度から４００℃から５５０℃の範囲の温度
まで３〜４０℃/secの冷却速度で水冷するか、または、
空冷後、３〜４０℃/secの冷却速度で８５０〜７００℃
から２５０℃以下の温度まで水冷し、その後、５００℃
から７００℃以下の温度に再加熱し、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。
ｎ：０．８〜１．６％、Ｎｉ：０．５〜１．５％、Ｃ
ｕ：０．８〜１．２％、Ｍｏ：０．８〜１．５％、Ｎ
ｂ：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％、Ｖ：
０．００５〜０．０５％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、その後８５０〜７００℃まで空冷して
ベイナイト主体〜ベイナイト焼戻しマルテンサイトを生
成し、この温度から４００℃から５５０℃の範囲の温度
まで３〜４０℃/secの冷却速度で水冷するか、または、
空冷後、３〜４０℃/secの冷却速度で８５０〜７００℃
から２５０℃以下の温度まで水冷し、その後、５００℃
から７００℃以下の温度に再加熱し、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Ｎｂ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、γ
−αの２相域から水冷して、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、６００℃の耐力が高く、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Ｎｂ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、γ
−αの２相域から水冷して、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、６００℃の耐力が高く、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，Ｎｂ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，Ｎｂ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
とにより達成される。
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，Ｎｂ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，Ｎｂ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
とにより達成される。
【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，Ｎｂ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，
Ｎｂ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，Ｎｂ含有
量の上限はＭｏ：１．５％、Ｃｕ：１．２％、Ｎｂ：
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
％、Ｎｂ：０．００５％を含有せしめる必要がある。
加に加えてＣｕ，Ｎｂ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，
Ｎｂ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，Ｎｂ含有
量の上限はＭｏ：１．５％、Ｃｕ：１．２％、Ｎｂ：
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
％、Ｎｂ：０．００５％を含有せしめる必要がある。
【００１５】さて、Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｂ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，Ｎｂ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。
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，Ｎｂ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Ｎｂ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Ｎｂ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。すな
わち、圧延終了後、８５０〜７００℃まで空冷し、続い
てこの温度から４００℃から５５０℃の温度まで水冷し
その後放冷する方法、および空冷後、８５０〜７００℃
の温度から２５０℃以下の温度まで水冷し、その後、５
００℃から７００℃以下の温度に再加熱し、焼戻す方法
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。すな
わち、圧延終了後、８５０〜７００℃まで空冷し、続い
てこの温度から４００℃から５５０℃の温度まで水冷し
その後放冷する方法、および空冷後、８５０〜７００℃
の温度から２５０℃以下の温度まで水冷し、その後、５
００℃から７００℃以下の温度に再加熱し、焼戻す方法
が有効であることを見いだした。
【００１８】すなわち、圧延直後に水冷すると高強度は
得られるが、常温強度に対する６００℃の強度の比率が
低下し、工業的な生産が難しくなる。また、ＹＲが高
く、建築用の鋼材として適さない。そこで、圧延終了後
の８５０〜７００℃の範囲のγ−αの２相共存域より水
冷する方法を見いだした。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。
得られるが、常温強度に対する６００℃の強度の比率が
低下し、工業的な生産が難しくなる。また、ＹＲが高
く、建築用の鋼材として適さない。そこで、圧延終了後
の８５０〜７００℃の範囲のγ−αの２相共存域より水
冷する方法を見いだした。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℃の強度比率も高い。
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℃の強度比率も高い。
【００２０】また、圧延終了後の８５０〜７００℃の温
度から水冷することによりＭｏ，Ｃｕ，Ｎｂの析出を抑
制する効果がある。圧延後空冷すると、冷却中にＭｏ，
Ｃｕ，Ｎｂが析出しやすく、高温強度を増加させる働き
が少なくなる。このため、圧延後の水冷は必須である。
度から水冷することによりＭｏ，Ｃｕ，Ｎｂの析出を抑
制する効果がある。圧延後空冷すると、冷却中にＭｏ，
Ｃｕ，Ｎｂが析出しやすく、高温強度を増加させる働き
が少なくなる。このため、圧延後の水冷は必須である。
【００２１】つぎに、Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｂ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Ｎｂ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。
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Ｎｂ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，
Ｖ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，
Ｖ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。Ｖ
はＮｂと同様に、常温の強度や高温の強度を増加させる
効果が認められるが、０．００５％未満では効果が薄
く、０．０５％超では、溶接性やＨＡＺ靭性を劣化させ
るので、０．００５〜０．０５％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。Ｖ
はＮｂと同様に、常温の強度や高温の強度を増加させる
効果が認められるが、０．００５％未満では効果が薄
く、０．０５％超では、溶接性やＨＡＺ靭性を劣化させ
るので、０．００５〜０．０５％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およぼすの
で、０．０００５〜０．００３％を限定範囲とした。Ｒ
ＥＭについてもＣａと同様な効果があり、添加量が多い
とＣａ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およぼすの
で、０．０００５〜０．００３％を限定範囲とした。Ｒ
ＥＭについてもＣａと同様な効果があり、添加量が多い
とＣａ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のつづきに、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のつづきに、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４６〜６６％を示し、常温
および高温の強度特性は全て良好である。−２０℃の衝
撃値も２０kgfm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４６〜６６％を示し、常温
および高温の強度特性は全て良好である。−２０℃の衝
撃値も２０kgfm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、Ｃ量が
低すぎてベイナイト分率も３８％であるため、ＹＳ比
（常温強度に対する６００℃強度の比）は高いが、常温
のＹＳが５５kgf/mm2 を満足せず、ＹＲも８５％を超え
る値で、８５％以下を満足できない。
低すぎてベイナイト分率も３８％であるため、ＹＳ比
（常温強度に対する６００℃強度の比）は高いが、常温
のＹＳが５５kgf/mm2 を満足せず、ＹＲも８５％を超え
る値で、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６２％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５８％と
良好であるが、Ｎｂを添加していないため、ＹＳ比が６
０％と低く、常温のＹＲも８５％を超える値であった。
分率も３９％と低いため、ＹＳ比が６２％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５８％と
良好であるが、Ｎｂを添加していないため、ＹＳ比が６
０％と低く、常温のＹＲも８５％を超える値であった。
【００３７】No．１９では、Ｃ量が高すぎ、ベイナイト
分率が３６％と低いため、ＹＳ比が５７％と低く、常温
のＹＲも８５％を超える値であった。No．２０では、ベ
イナイト分率は５７％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２．２kgfmと低
く、常温のＹＲも８５％を超える値であった。
分率が３６％と低いため、ＹＳ比が５７％と低く、常温
のＹＲも８５％を超える値であった。No．２０では、ベ
イナイト分率は５７％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２．２kgfmと低
く、常温のＹＲも８５％を超える値であった。
【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 鶴田 敏也 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５−65535（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−131950（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％ Ｎｂ：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、その後８５０〜７００℃まで空冷
してベイナイト主体〜ベイナイト焼戻しマルテンサイト
を生成し、この温度から４００℃から５５０℃の範囲の
温度まで３〜４０℃/secの冷却速度で水冷するか、また
は、空冷後、３〜４０℃/secの冷却速度で８５０〜７０
０℃から２５０℃以下の温度まで水冷し、その後、５０
０℃から７００℃以下の温度に再加熱し、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％ Ｎｂ：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％ Ｖ ：０．００５〜０．０５％ 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、その後８５０〜７００℃まで空冷
してベイナイト主体〜ベイナイト焼戻しマルテンサイト
を生成し、この温度から４００℃から５５０℃の範囲の
温度まで３〜４０℃/secの冷却速度で水冷するか、また
は、空冷後、３〜４０℃/secの冷却速度で８５０〜７０
０℃から２５０℃以下の温度まで水冷し、その後、５０
０℃から７００℃以下の温度に再加熱し、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 |
|---|---|---|---|
| JP4222848A JP2546954B2 (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 |
|---|---|---|---|
| JP4222848A JP2546954B2 (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 |
|---|---|
| JPH0665676A JPH0665676A (ja) | 1994-03-08 |
| JP2546954B2 true JP2546954B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=16788854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4222848A Expired - Fee Related JP2546954B2 (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) | JP2546954B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3516122A1 (de) * | 1985-05-04 | 1986-11-06 | Telefunken Fernseh Und Rundfunk Gmbh, 3000 Hannover | Anordnung zur befestigung einer bildroehre |
| JP2662198B2 (ja) * | 1994-12-28 | 1997-10-08 | 日本鋳鍛鋼株式会社 | 耐火性および強度・靱性の優れた鋳鋼品の製造法 |
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 JP4222848A patent/JP2546954B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0665676A (ja) | 1994-03-08 |
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