JP2785588B2 - 耐候性に優れ、かつ再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材およびその製造方法 - Google Patents
耐候性に優れ、かつ再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐候性に優れ、かつ再
加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材およびそ
の製造方法に係り、例えば、火災等で数時間程度の短時
間、高温状態になることが懸念される建築物、橋梁等の
鉄骨構造物に使用する鋼材、特に、一旦火災等で高温状
態になった後での再使用も可能であり、かつ、耐候性に
も優れた鋼材およびその製造方法に関するものである。
加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材およびそ
の製造方法に係り、例えば、火災等で数時間程度の短時
間、高温状態になることが懸念される建築物、橋梁等の
鉄骨構造物に使用する鋼材、特に、一旦火災等で高温状
態になった後での再使用も可能であり、かつ、耐候性に
も優れた鋼材およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】構造用鋼材は、通常常温で十分な所定の
強度を有するように製造されているが、一般に、温度の
上昇に伴い強度は低下する。特に、従来の構造用鋼材は
５００℃程度以上の高温状態で、顕著な強度低下を示す
ことが、既に、知られている。そのため、火災等で高温
状態になることが懸念される構造物、特に、人間が居住
する建築物では、高温状態でも構造物が倒壊したり、著
しく変形することがないようにし、安全性を確保するた
めに、鋼材の温度が著しく高くならないよう耐火被覆が
施されている。
強度を有するように製造されているが、一般に、温度の
上昇に伴い強度は低下する。特に、従来の構造用鋼材は
５００℃程度以上の高温状態で、顕著な強度低下を示す
ことが、既に、知られている。そのため、火災等で高温
状態になることが懸念される構造物、特に、人間が居住
する建築物では、高温状態でも構造物が倒壊したり、著
しく変形することがないようにし、安全性を確保するた
めに、鋼材の温度が著しく高くならないよう耐火被覆が
施されている。
【０００３】このような現状の耐火対策に関し、高温状
態でも鋼材の強度の低下を小さく抑えることにより、耐
火被覆の厚さを低減、あるいは、耐火に対するその他の
対策も軽減することが可能になる。即ち構造用鋼材で耐
火性を付与した鋼材に関しては、特開平２−７７５２
３、特開平２−１６３３４１、特開平３−１９７４２０
等が発表されている。
態でも鋼材の強度の低下を小さく抑えることにより、耐
火被覆の厚さを低減、あるいは、耐火に対するその他の
対策も軽減することが可能になる。即ち構造用鋼材で耐
火性を付与した鋼材に関しては、特開平２−７７５２
３、特開平２−１６３３４１、特開平３−１９７４２０
等が発表されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述したような従来一
般の構造用鋼材においては構造物に火災が生じた場合
に、鋼材は一度高温状態になるため、鋼材の特性が変化
することになり、火災後も構造物を再使用する場合に
は、その部分を取り替える必要が生じる。部材の取り替
えは、経済的な観点からも望ましくないことは当然であ
る。
般の構造用鋼材においては構造物に火災が生じた場合
に、鋼材は一度高温状態になるため、鋼材の特性が変化
することになり、火災後も構造物を再使用する場合に
は、その部分を取り替える必要が生じる。部材の取り替
えは、経済的な観点からも望ましくないことは当然であ
る。
【０００５】前記した特開平２−７７５２３などによる
ものにおいては、製造ままでの鋼材の高温強度特性に関
しては優れているとしても、一旦、火災を生じた後の鋼
材の特性に関しては明らかにされておらず、高温状態に
なった後の再使用は不可能である。従って高温での強度
を十分に確保し、さらに、火災等で高温状態になった後
でも優れた高温強度特性を保証でき、再使用にも十分に
耐えることのできる構造用耐火鋼材は、見当らない。
ものにおいては、製造ままでの鋼材の高温強度特性に関
しては優れているとしても、一旦、火災を生じた後の鋼
材の特性に関しては明らかにされておらず、高温状態に
なった後の再使用は不可能である。従って高温での強度
を十分に確保し、さらに、火災等で高温状態になった後
でも優れた高温強度特性を保証でき、再使用にも十分に
耐えることのできる構造用耐火鋼材は、見当らない。
【０００６】さらに、このような構造用材として、外部
鉄骨（特に、橋梁等では重要であり、建築物において
も、外部鉄骨タイプの構造もありうる）を考慮した場合
に必要となる耐候性に関しては、何ら配慮されておら
ず、つまり、優れた耐候性を有し、再加熱後の優れた高
温強度特性を兼ね備えた構造用耐火鋼材は、これまでな
かったので、鉄骨構造の多様化を図り得ない。
鉄骨（特に、橋梁等では重要であり、建築物において
も、外部鉄骨タイプの構造もありうる）を考慮した場合
に必要となる耐候性に関しては、何ら配慮されておら
ず、つまり、優れた耐候性を有し、再加熱後の優れた高
温強度特性を兼ね備えた構造用耐火鋼材は、これまでな
かったので、鉄骨構造の多様化を図り得ない。
【０００７】本発明は上記したような従来技術における
課題を解消することについて仔細な研究と推考を重ねた
結果、特定の成分組成とすることによって、高温での高
い強度を保持し、かつ、一旦高温状態になった後でも良
好な高温強度特性を維持し（安全性の観点から、むしろ
向上させ）、さらに、従来鋼では考慮されていなかった
耐候性をも向上させた構造用耐火鋼材およびその製造方
法を得ることに成功したものであって、以下の如くであ
る。
課題を解消することについて仔細な研究と推考を重ねた
結果、特定の成分組成とすることによって、高温での高
い強度を保持し、かつ、一旦高温状態になった後でも良
好な高温強度特性を維持し（安全性の観点から、むしろ
向上させ）、さらに、従来鋼では考慮されていなかった
耐候性をも向上させた構造用耐火鋼材およびその製造方
法を得ることに成功したものであって、以下の如くであ
る。
【０００８】 （１）重量％で、 Ｃ：０．０３〜０．２０％、Ｓｉ：０．０５〜１．５
％、Ｍｎ：０．３〜２．０％、 Ｃｕ：０．１〜１．５％、 Ｃｒ：０．０５〜１．０
％、Ｍｏ：０．２０〜０．７％、 Ｖ：０．０１〜０．３％ を含有することを特徴とする耐候性に優れ、かつ再加熱
後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材。
％、Ｍｎ：０．３〜２．０％、 Ｃｕ：０．１〜１．５％、 Ｃｒ：０．０５〜１．０
％、Ｍｏ：０．２０〜０．７％、 Ｖ：０．０１〜０．３％ を含有することを特徴とする耐候性に優れ、かつ再加熱
後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材。
【０００９】（2) Ti：0.003 〜0.1 ％、Nb：0.005 〜
0.20％、Zr：0.003 〜0.3 ％の何れか１種または２種以
上をも含有することを特徴とした前記（１）項に記載の
耐候性に優れ、かつ再加熱後の高温強度特性に優れた構
造用耐火鋼材。
0.20％、Zr：0.003 〜0.3 ％の何れか１種または２種以
上をも含有することを特徴とした前記（１）項に記載の
耐候性に優れ、かつ再加熱後の高温強度特性に優れた構
造用耐火鋼材。
【００１０】（3) Ni：0.02〜1.5 ％、Ｂ：0.0005〜0.
005 ％の何れか１種または２種をも含有することを特徴
とする前記（１）項または（２）項に記載の耐候性に優
れ、かつ再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼
材。
005 ％の何れか１種または２種をも含有することを特徴
とする前記（１）項または（２）項に記載の耐候性に優
れ、かつ再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼
材。
【００１１】（4) Ti：0.003 〜0.1 ％、Nb：0.005 〜
0.20％、Zr：0.003 〜0.3 ％の何れか１種または２種以
上をも含有すると共に、Ni：0.02〜1.5 ％、Ｂ：0.0005
〜0.005 ％の何れか１種または２種をも含有することを
特徴とする前記（１）項または（２）項に記載の耐候性
に優れ、かつ再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐
火鋼材。
0.20％、Zr：0.003 〜0.3 ％の何れか１種または２種以
上をも含有すると共に、Ni：0.02〜1.5 ％、Ｂ：0.0005
〜0.005 ％の何れか１種または２種をも含有することを
特徴とする前記（１）項または（２）項に記載の耐候性
に優れ、かつ再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐
火鋼材。
【００１２】（5) 前記（１）〜（４）項に記載の鋼
を、１０００〜１３５０℃に加熱し、熱間圧延に際して
Ａr3＋１００℃以上での圧下率を５０％以上とし、仕上
げ温度をＡr3−１００℃〜Ａr3＋１００℃とした後空冷
するか、あるいは熱間圧延後８５０℃以上に加熱し空冷
することを特徴とする耐候性に優れ、かつ再加熱後の高
温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法。
を、１０００〜１３５０℃に加熱し、熱間圧延に際して
Ａr3＋１００℃以上での圧下率を５０％以上とし、仕上
げ温度をＡr3−１００℃〜Ａr3＋１００℃とした後空冷
するか、あるいは熱間圧延後８５０℃以上に加熱し空冷
することを特徴とする耐候性に優れ、かつ再加熱後の高
温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法。
【００１３】（6) 前記（１）〜（４）項に記載の鋼を
１０００〜１３５０℃に加熱し、熱間圧延に際してＡr3
＋１００℃以上での圧下率を５０％以上とし、仕上げ温
度をＡr3−１００℃〜Ａr3＋１００℃とした後、冷却速
度２〜２０℃／sec で強制的に冷却し、４００〜６００
℃で冷却を停止し空冷することを特徴とする耐候性に優
れ、かつ再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼
材の製造方法。
１０００〜１３５０℃に加熱し、熱間圧延に際してＡr3
＋１００℃以上での圧下率を５０％以上とし、仕上げ温
度をＡr3−１００℃〜Ａr3＋１００℃とした後、冷却速
度２〜２０℃／sec で強制的に冷却し、４００〜６００
℃で冷却を停止し空冷することを特徴とする耐候性に優
れ、かつ再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼
材の製造方法。
【００１４】
【作用】上記したような本発明によるものの作用関係に
ついて説明すると、先ず成分組成の限定理由は、以下の
如くである。 Ｃ：0.０３〜0.２０％。 Ｃは鋼の常温強度、高温強度を安定して確保するための
有効な元素であり、0.０３％未満では、所定の十分な強
度を得るのが困難であり、また、0.２０％超えでは溶接
性が劣化するため、Ｃ量は0.０３〜0.２０％とした。
ついて説明すると、先ず成分組成の限定理由は、以下の
如くである。 Ｃ：0.０３〜0.２０％。 Ｃは鋼の常温強度、高温強度を安定して確保するための
有効な元素であり、0.０３％未満では、所定の十分な強
度を得るのが困難であり、また、0.２０％超えでは溶接
性が劣化するため、Ｃ量は0.０３〜0.２０％とした。
【００１５】Si：0.０５〜1.５％。 Siは、脱酸元素として有効な元素であり、少なくとも0.
０５％以上の添加が必要である。また、Siは固溶強化に
対しても有効な元素であるが、1.５％超えの添加量では
延靱性が低下したり、介在物が増加する等の問題がある
ので、0.０５％以上1.５％とした。
０５％以上の添加が必要である。また、Siは固溶強化に
対しても有効な元素であるが、1.５％超えの添加量では
延靱性が低下したり、介在物が増加する等の問題がある
ので、0.０５％以上1.５％とした。
【００１６】Mn：0.３〜2.０％。 Mnは、強度確保の上で有効な元素であって、0.３％以上
の添加が必要である。一方、2.０％超えでは溶接性が劣
化するため、0.３％以上2.０％とした。
の添加が必要である。一方、2.０％超えでは溶接性が劣
化するため、0.３％以上2.０％とした。
【００１７】Cu：0.１〜1.５％。 Cuは、耐候性を向上させる元素であり、また、常温強度
上昇にも有効な元素であって、さらに、１％程度以上で
は析出強化も期待できる元素である。しかし、1.５％超
えの添加はコスト上昇に加えて、鋼材の表面キズの問題
があるので、0.１〜1.５％とした。
上昇にも有効な元素であって、さらに、１％程度以上で
は析出強化も期待できる元素である。しかし、1.５％超
えの添加はコスト上昇に加えて、鋼材の表面キズの問題
があるので、0.１〜1.５％とした。
【００１８】Cr：0.０５〜1.０％。 Crは、耐候性を向上させる元素であって、また、常温強
度上昇にも有効な元素であり、さらに、高温強度の上昇
にも有効である。それらの効果は0.０５％以上の添加が
必要であるが、1.０％以上ではコスト上昇とともに、溶
接性を劣化させるので、0.０５〜1.０％とした。
度上昇にも有効な元素であり、さらに、高温強度の上昇
にも有効である。それらの効果は0.０５％以上の添加が
必要であるが、1.０％以上ではコスト上昇とともに、溶
接性を劣化させるので、0.０５〜1.０％とした。
【００１９】Ｍｏ：０．２０〜０．７％。 Ｍｏは、焼入性の向上、析出強化等により鋼の強度を上
昇させる有効な元素であり、特に、中・高温強度に対し
て有効である。さらに、再加熱後の強度特性の改善には
Ｖとの複合添加により大きな効果を発揮する。一方、大
量添加は、コスト上昇になる上に溶接性も劣化させるた
め、０．２０〜０．７％とした。
昇させる有効な元素であり、特に、中・高温強度に対し
て有効である。さらに、再加熱後の強度特性の改善には
Ｖとの複合添加により大きな効果を発揮する。一方、大
量添加は、コスト上昇になる上に溶接性も劣化させるた
め、０．２０〜０．７％とした。
【００２０】Ｖ：0.０１〜0.３％。 Ｖは、微量添加でも高温強度上昇に対して有効であるだ
けでなく、再加熱後の常温・高温強度特性改善に有効な
元素であって、0.０１％以上の添加が必要である。しか
し、大量添加は、溶接性を劣化させるとともにコスト上
昇になるので、0.０１〜0.３％とした。
けでなく、再加熱後の常温・高温強度特性改善に有効な
元素であって、0.０１％以上の添加が必要である。しか
し、大量添加は、溶接性を劣化させるとともにコスト上
昇になるので、0.０１〜0.３％とした。
【００２１】本発明においては前記したような各元素に
加えて以下のような各元素を添加し、その特性をより向
上することができる。 Ti：0.００３〜0.１％。 Tiは、耐候性に対して有効な元素であるとともに、TiN
を形成しオーステナイト粒を微細化する効果があり、靱
性向上に有効である。また、固溶Tiは高温状態でTiC を
形成し、高温強度も上昇させ、さらに、再加熱後の常温
・高温強度特性も改善する。これらの効果を発揮するた
めには、0.００３％以上の添加が必要であり、また、大
量の添加は溶接性を劣化させるため、上限の添加量を0.
１％とした。
加えて以下のような各元素を添加し、その特性をより向
上することができる。 Ti：0.００３〜0.１％。 Tiは、耐候性に対して有効な元素であるとともに、TiN
を形成しオーステナイト粒を微細化する効果があり、靱
性向上に有効である。また、固溶Tiは高温状態でTiC を
形成し、高温強度も上昇させ、さらに、再加熱後の常温
・高温強度特性も改善する。これらの効果を発揮するた
めには、0.００３％以上の添加が必要であり、また、大
量の添加は溶接性を劣化させるため、上限の添加量を0.
１％とした。
【００２２】Nb：0.００５〜0.２０％。 Nbも、耐候性に対して有効な元素であるとともに、常温
強度に有効元素であり、さらに、高温強度の上昇に対し
ても有効な元素であるが、大量添加では溶接部の靱性が
劣化するため、0.００５〜0.２０％の範囲とした。
強度に有効元素であり、さらに、高温強度の上昇に対し
ても有効な元素であるが、大量添加では溶接部の靱性が
劣化するため、0.００５〜0.２０％の範囲とした。
【００２３】Zr：0.００３〜0.３％。 Zrも、耐候性に対して有効な元素であるとともに、炭窒
化物を形成し、結晶粒微細化にも効果があるとともに、
高温強度上昇にも有効であって、0.００３％未満では、
それらの効果が発揮できず、一方、0.３％以上ではその
効果が飽和するとともに、コスト上昇になるので、0.０
０３％以上0.３％の範囲とした。
化物を形成し、結晶粒微細化にも効果があるとともに、
高温強度上昇にも有効であって、0.００３％未満では、
それらの効果が発揮できず、一方、0.３％以上ではその
効果が飽和するとともに、コスト上昇になるので、0.０
０３％以上0.３％の範囲とした。
【００２４】Ni：0.０２〜1.５％。 Niは、常温強度上昇に有効であるとともに低温靱性の向
上に有効な元素であり、耐候性に対しても有効である。
0.０２％未満では、それらの効果が不充分で、また、こ
のNiは高価であるため1.５％超えでは、顕著なコスト上
昇になるので、0.０２％以上1.５％とした。
上に有効な元素であり、耐候性に対しても有効である。
0.０２％未満では、それらの効果が不充分で、また、こ
のNiは高価であるため1.５％超えでは、顕著なコスト上
昇になるので、0.０２％以上1.５％とした。
【００２５】Ｂ：0.０００５〜0.００５％。 Ｂは、微量添加で常温強度上昇に有効な元素であり、0.
０００５％以上の添加で十分にその効果を示す。また、
0.００５％超えでは、焼入性向上効果も小さくなるとと
もに、溶接性を劣化させることから、0.０００５％以上
0.００５％とした。
０００５％以上の添加で十分にその効果を示す。また、
0.００５％超えでは、焼入性向上効果も小さくなるとと
もに、溶接性を劣化させることから、0.０００５％以上
0.００５％とした。
【００２６】本発明における製造条件に関する限定理由
は以下の如くである。 加熱温度：１０００〜１３５０℃。 加熱温度が１０００℃未満では、所定の圧延終了温度を
確保することが不可能であり、一方１３５０℃超では加
熱コストが顕著に増大するため、加熱温度は１０００〜
１３５０℃とした。
は以下の如くである。 加熱温度：１０００〜１３５０℃。 加熱温度が１０００℃未満では、所定の圧延終了温度を
確保することが不可能であり、一方１３５０℃超では加
熱コストが顕著に増大するため、加熱温度は１０００〜
１３５０℃とした。
【００２７】Ａr3＋１００℃以上での圧下率を５０％以
上。 オーステナイト結晶粒の微細化はオーステナイト再結晶
域での加工を十分に行う必要があり、少なくとも５０％
以上の加工が必要である。この観点から、オーステナイ
ト再結晶域であるＡr3＋１００℃以上の温度域での加工
率を５０％以上とする。
上。 オーステナイト結晶粒の微細化はオーステナイト再結晶
域での加工を十分に行う必要があり、少なくとも５０％
以上の加工が必要である。この観点から、オーステナイ
ト再結晶域であるＡr3＋１００℃以上の温度域での加工
率を５０％以上とする。
【００２８】仕上げ温度：Ａr3−１００℃〜Ａr3＋１０
０℃。 仕上げ温度がＡr3−１００℃未満では、常温強度が著し
く高くなるとともに、鋼材の特性である異方性が顕著に
なるため仕上げ温度はＡr3−１００℃以上とした。ま
た、前記のＡr3＋１００℃以上での圧下率を５０％以上
とする観点から、仕上げ温度の上限はＡr3＋１００℃以
下とし、仕上げ温度の範囲はＡr3−１００℃〜Ａr3＋１
００℃とした。
０℃。 仕上げ温度がＡr3−１００℃未満では、常温強度が著し
く高くなるとともに、鋼材の特性である異方性が顕著に
なるため仕上げ温度はＡr3−１００℃以上とした。ま
た、前記のＡr3＋１００℃以上での圧下率を５０％以上
とする観点から、仕上げ温度の上限はＡr3＋１００℃以
下とし、仕上げ温度の範囲はＡr3−１００℃〜Ａr3＋１
００℃とした。
【００２９】８５０℃以上に加熱し空冷。 製造した鋼材を熱間加工あるいは組織の微細化により低
温靱性を向上させることも可能である。この場合には、
８５０℃以上に加熱する必要がある。８５０℃未満の温
度では組織の微細化が達成できないとともに、低温靱性
向上効果が小さいため加熱温度は８５０℃以上とし、空
冷する。
温靱性を向上させることも可能である。この場合には、
８５０℃以上に加熱する必要がある。８５０℃未満の温
度では組織の微細化が達成できないとともに、低温靱性
向上効果が小さいため加熱温度は８５０℃以上とし、空
冷する。
【００３０】冷却速度２〜２０℃／ｓで強制的に冷却
し、４００〜６００℃で冷却を停止し空冷。 加速冷却の目的は、同一成分系鋼でも高強度が達成でき
ることにある。即ち、冷却速度２℃／ｓ未満では、所定
も目的を達成できず、また、２０℃／ｓを超える冷却速
度では冷却歪み等が顕著になるため、冷却速度範囲は上
記の通りとした。また、冷却停止温度が４００〜６００
℃の範囲を外れる場合には、加速冷却による効果が得ら
れないとともに、特性の安定性および歪み等も大きくな
るため、上記の範囲とする。
し、４００〜６００℃で冷却を停止し空冷。 加速冷却の目的は、同一成分系鋼でも高強度が達成でき
ることにある。即ち、冷却速度２℃／ｓ未満では、所定
も目的を達成できず、また、２０℃／ｓを超える冷却速
度では冷却歪み等が顕著になるため、冷却速度範囲は上
記の通りとした。また、冷却停止温度が４００〜６００
℃の範囲を外れる場合には、加速冷却による効果が得ら
れないとともに、特性の安定性および歪み等も大きくな
るため、上記の範囲とする。
【００３１】
【実施例】上記したような本発明について更に仔細を説
明すると、本発明において、最も重要な点は、溶接性、
コスト等を考慮した上で、優れた耐候性を有し、さら
に、鋼材を製造した状態において十分に高い高温強度特
性を有しているとともに、一旦、高温状態になった後で
も十分な常温・高温強度特性を保持していることであ
る。再加熱後の常温・高温強度特性に関して鋭意検討し
た結果、MoとＶを複合で添加することが非常に有効であ
ることを明らかにした。特に、従来の耐候性鋼（ＪＩＳ
Ｇ３１１４）で規定されているMo量（0.１５％）を超
える添加量が、耐候性にも有効であるとともに、再加熱
後の高温強度特性も著しく改善可能である。
明すると、本発明において、最も重要な点は、溶接性、
コスト等を考慮した上で、優れた耐候性を有し、さら
に、鋼材を製造した状態において十分に高い高温強度特
性を有しているとともに、一旦、高温状態になった後で
も十分な常温・高温強度特性を保持していることであ
る。再加熱後の常温・高温強度特性に関して鋭意検討し
た結果、MoとＶを複合で添加することが非常に有効であ
ることを明らかにした。特に、従来の耐候性鋼（ＪＩＳ
Ｇ３１１４）で規定されているMo量（0.１５％）を超
える添加量が、耐候性にも有効であるとともに、再加熱
後の高温強度特性も著しく改善可能である。
【００３２】本発明で規定している耐火鋼の高温での強
度特性は、常温規定降伏強度の約２／３以上の強度を６
００℃においても保証することである。具体的には、４
０キロ鋼では、一般に、常温保証降伏強度は２４kgｆ／
mm2 であるため、耐火鋼に要求される高温強度は１６kg
ｆ／mm2 程度以上が目安となる。また、５０キロ鋼では
高温保証強度は約２０kgｆ／mm2 程度以上になる。実用
する際には、設計方法、建築物の用途等に応じて、要求
される保証高温強度を達成する必要があり、ここでは、
一般的な場合の例として、４０キロ鋼、５０キロ鋼級耐
火鋼の高温保証強度水準の目安を示したが、本発明の適
用により、個別に目的とする高温強度を達成することが
可能である。
度特性は、常温規定降伏強度の約２／３以上の強度を６
００℃においても保証することである。具体的には、４
０キロ鋼では、一般に、常温保証降伏強度は２４kgｆ／
mm2 であるため、耐火鋼に要求される高温強度は１６kg
ｆ／mm2 程度以上が目安となる。また、５０キロ鋼では
高温保証強度は約２０kgｆ／mm2 程度以上になる。実用
する際には、設計方法、建築物の用途等に応じて、要求
される保証高温強度を達成する必要があり、ここでは、
一般的な場合の例として、４０キロ鋼、５０キロ鋼級耐
火鋼の高温保証強度水準の目安を示したが、本発明の適
用により、個別に目的とする高温強度を達成することが
可能である。
【００３３】具体的な実施例として、本発明者等の採用
した供試鋼についての若干例は次の表１に示す。Ａ〜Ｏ
鋼は、本発明鋼であり、Ｐ〜Ｓ鋼は比較鋼である。比較
鋼の成分は本発明の規定範囲外になっている。
した供試鋼についての若干例は次の表１に示す。Ａ〜Ｏ
鋼は、本発明鋼であり、Ｐ〜Ｓ鋼は比較鋼である。比較
鋼の成分は本発明の規定範囲外になっている。
【００３４】
【表１】
【００３５】上記したような各鋼に対する製造条件およ
びそれによって得られた鋼材の特性値は次の表２に示す
如くであるが、供試鋼は熱間圧延により板厚２０mmとし
た。製造方法は、熱間圧延まま、加速冷却、あるいは熱
処理等の方法である。
びそれによって得られた鋼材の特性値は次の表２に示す
如くであるが、供試鋼は熱間圧延により板厚２０mmとし
た。製造方法は、熱間圧延まま、加速冷却、あるいは熱
処理等の方法である。
【００３６】
【表２】
【００３７】即ち、本発明鋼材No. １〜２０は、常温、
高温においても十分に高い強度を有している。さらに、
本発明において重要な特性である再加熱後の高温強度特
性に関しても、製造ままの高温強度よりも約２kgｆ／mm
2 程度の上昇が示されており、優れた高温強度特性を保
持していることが明らかである。また、耐候性に関して
は、鋼材No. １０（鋼Ｇ）を基準にした比率で表示した
が、良好な耐候性を示している。
高温においても十分に高い強度を有している。さらに、
本発明において重要な特性である再加熱後の高温強度特
性に関しても、製造ままの高温強度よりも約２kgｆ／mm
2 程度の上昇が示されており、優れた高温強度特性を保
持していることが明らかである。また、耐候性に関して
は、鋼材No. １０（鋼Ｇ）を基準にした比率で表示した
が、良好な耐候性を示している。
【００３８】比較鋼材No. ２１（Ｐ）は、本発明鋼材N
o. １の比較であるが、比較鋼材No.２１の成分は、Cu、
Cr量が本発明の範囲外であるため、高温強度特性は比較
的良好であるものの、耐候性が本発明鋼材に比較して著
しく劣っている。同様に比較鋼材No. ２３（Ｒ）は本発
明鋼材No. １２（Ｉ）の比較であり、Cu、Cr、Ｖ等の成
分が本発明の範囲外であるため、耐候性、再加熱後の高
温強度特性が、全て劣っている。比較鋼材No. ２２、２
４は、それぞれ本発明鋼材No. ７、No. １４の比較であ
り、比較鋼材の耐候性は良好であるが、再加熱後の高温
強度特性が劣っている。
o. １の比較であるが、比較鋼材No.２１の成分は、Cu、
Cr量が本発明の範囲外であるため、高温強度特性は比較
的良好であるものの、耐候性が本発明鋼材に比較して著
しく劣っている。同様に比較鋼材No. ２３（Ｒ）は本発
明鋼材No. １２（Ｉ）の比較であり、Cu、Cr、Ｖ等の成
分が本発明の範囲外であるため、耐候性、再加熱後の高
温強度特性が、全て劣っている。比較鋼材No. ２２、２
４は、それぞれ本発明鋼材No. ７、No. １４の比較であ
り、比較鋼材の耐候性は良好であるが、再加熱後の高温
強度特性が劣っている。
【００３９】即ち、本発明の適用によって、耐候性に優
れ、かつ再加熱後の高温特性にも優れた構造用耐火鋼材
が適切に製造し得ることが確認された。
れ、かつ再加熱後の高温特性にも優れた構造用耐火鋼材
が適切に製造し得ることが確認された。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したような本発明によるとき
は、従来、耐火特性を要求されていた構造物で当然使用
されていた耐火被覆の厚さを低減し、あるいは設計、施
行法の簡便化が期待できるとともに、その他の耐火に対
する対策も軽減できる等の効果があり、しかも、耐候性
にも優れていることから、橋梁あるいは外部鉄骨への適
用も重塗装なしで可能になるものであり、また、従来の
耐火鋼では達成できていない再加熱後の強度特性も安定
して確保することが可能であって、構造物の安全性をよ
り高めることができるものであるから工業的にその効果
の大きい発明である。
は、従来、耐火特性を要求されていた構造物で当然使用
されていた耐火被覆の厚さを低減し、あるいは設計、施
行法の簡便化が期待できるとともに、その他の耐火に対
する対策も軽減できる等の効果があり、しかも、耐候性
にも優れていることから、橋梁あるいは外部鉄骨への適
用も重塗装なしで可能になるものであり、また、従来の
耐火鋼では達成できていない再加熱後の強度特性も安定
して確保することが可能であって、構造物の安全性をよ
り高めることができるものであるから工業的にその効果
の大きい発明である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 博 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 畠山 耕太郎 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−117745（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−104022（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60 C21D 8/02
Claims (6)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ：０．０３〜０．２０％、Ｓｉ：０．０５〜１．５
％、Ｍｎ：０．３〜２．０％、 Ｃｕ：０．１〜１．５％、 Ｃｒ：０．０５〜１．０
％、Ｍｏ：０．２０〜０．７％、 Ｖ：０．０１〜０．３％ を含有することを特徴とする耐候性に優れ、かつ再加熱
後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材。 - 【請求項２】 Ti：0.003 〜0.1 ％、Nb：0.005 〜0.20
％、Zr：0.003 〜0.3 ％の何れか１種または２種以上を
も含有することを特徴とした請求項１に記載の耐候性に
優れ、かつ再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火
鋼材。 - 【請求項３】 Ni：0.02〜1.5 ％、Ｂ：0.0005〜0.005
％の何れか１種または２種をも含有することを特徴とす
る請求項１または２に記載の耐候性に優れ、かつ再加熱
後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材。 - 【請求項４】 Ti：0.003 〜0.1 ％、Nb：0.005 〜0.20
％、Zr：0.003 〜0.3 ％の何れか１種または２種以上を
も含有すると共に、 Ni：0.02〜1.5 ％、Ｂ：0.0005〜0.005 ％の何れか１種
または２種をも含有することを特徴とする請求項１また
は２に記載の耐候性に優れ、かつ再加熱後の高温強度特
性に優れた構造用耐火鋼材。 - 【請求項５】 請求項１〜４に記載の鋼を、１０００〜
１３５０℃に加熱し、熱間圧延に際してＡr3＋１００℃
以上での圧下率を５０％以上とし、仕上げ温度をＡr3−
１００℃〜Ａr3＋１００℃とした後、空冷するか、ある
いは熱間圧延後８５０℃以上に加熱し空冷することを特
徴とする耐候性に優れ、かつ再加熱後の高温強度特性に
優れた構造用耐火鋼材の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１〜４に記載の鋼を１０００〜１
３５０℃に加熱し、熱間圧延に際してＡr3＋１００℃以
上での圧下率を５０％以上とし、仕上げ温度をＡr3−１
００℃〜Ａr3＋１００℃とした後、冷却速度２〜２０℃
／sec で強制的に冷却し、４００〜６００℃で冷却を停
止し空冷することを特徴とする耐候性に優れ、かつ再加
熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4143766A JP2785588B2 (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 耐候性に優れ、かつ再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4143766A JP2785588B2 (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 耐候性に優れ、かつ再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05311324A JPH05311324A (ja) | 1993-11-22 |
| JP2785588B2 true JP2785588B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=15346529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4143766A Expired - Fee Related JP2785588B2 (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 耐候性に優れ、かつ再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2785588B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1026276B1 (en) * | 1998-08-05 | 2010-12-29 | Nippon Steel Corporation | Rolled steel product excellent in weatherability and fatigue resisting characteristic and method of production thereof |
| FI20115702L (fi) | 2011-07-01 | 2013-01-02 | Rautaruukki Oyj | Menetelmä suurlujuuksisen rakenneteräksen valmistamiseksi ja suurlujuuksinen rakenneteräs |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61104022A (ja) * | 1984-10-27 | 1986-05-22 | Nippon Steel Corp | 高温構造用鋼の製造方法 |
| JPS61106750A (ja) * | 1984-10-31 | 1986-05-24 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 板厚１６ｍｍを超える溶接性の良好な耐候性鋼板 |
| JPH0277523A (ja) * | 1988-06-13 | 1990-03-16 | Nippon Steel Corp | 耐火性の優れた建築用低降伏比鋼材の製造方法およびその鋼材を用いた建築用鋼材料 |
| JPH0832945B2 (ja) * | 1988-12-16 | 1996-03-29 | 新日本製鐵株式会社 | 耐火強度の優れた建築構造用鋼材およびその製造方法 |
| JPH05117745A (ja) * | 1991-10-23 | 1993-05-14 | Kobe Steel Ltd | 建築構造用４９０Ｎ／ｍｍ２級耐候性耐火鋼材の製造方法 |
-
1992
- 1992-05-11 JP JP4143766A patent/JP2785588B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05311324A (ja) | 1993-11-22 |
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