JP2986989B2 - Ｚｎ−Ａｌめっき用高張力鋼の製造方法 - Google Patents
Ｚｎ−Ａｌめっき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、溶接後に溶融Ｚｎ−Ａ
ｌ合金めっきされる鋼構造物（橋梁、鉄塔、建築物な
ど）において、特に溶接部の耐Ｚｎ−Ａｌ合金めっき割
れ性の優れた４９０MPa 級以上の高張力鋼の製造方法に
関する。
ｌ合金めっきされる鋼構造物（橋梁、鉄塔、建築物な
ど）において、特に溶接部の耐Ｚｎ−Ａｌ合金めっき割
れ性の優れた４９０MPa 級以上の高張力鋼の製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から上記した鋼構造物は、耐食性か
ら溶融めっきされることが多い。現在一般には溶融Ｚｎ
めっきされることが多いが、Ｚｎめっきは海岸部での耐
食性が劣り、海岸耐食性の優れたＺｎ−Ａｌ合金めっき
が検討され始めている。
ら溶融めっきされることが多い。現在一般には溶融Ｚｎ
めっきされることが多いが、Ｚｎめっきは海岸部での耐
食性が劣り、海岸耐食性の優れたＺｎ−Ａｌ合金めっき
が検討され始めている。
【０００３】しかし構造部材が大型になると、この溶融
めっき時に主として溶接部に割れが発生する場合があ
り、構造物の安全上その防止対策が必要である。これま
でに、Ｚｎ−Ａｌ合金めっきに対する割れ対策を考慮さ
れた鋼材の公開はなく、新たなる技術が必要である。
めっき時に主として溶接部に割れが発生する場合があ
り、構造物の安全上その防止対策が必要である。これま
でに、Ｚｎ−Ａｌ合金めっきに対する割れ対策を考慮さ
れた鋼材の公開はなく、新たなる技術が必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、溶融Ｚｎめっき
の場合、溶接構造物は鋼材の使用目的に応じて溶接組立
した後、溶融Ｚｎめっきが施される。同じ方法で現状の
高張力鋼を用いて溶接構造物を製作し、それを溶融Ｚｎ
−Ａｌ合金めっきを施すと液体金属脆化による割れが溶
接止端部に発生することがある。
の場合、溶接構造物は鋼材の使用目的に応じて溶接組立
した後、溶融Ｚｎめっきが施される。同じ方法で現状の
高張力鋼を用いて溶接構造物を製作し、それを溶融Ｚｎ
−Ａｌ合金めっきを施すと液体金属脆化による割れが溶
接止端部に発生することがある。
【０００５】本発明はこのような現状に鑑み溶融Ｚｎ−
Ａｌめっき工程において、溶接部で液体金属脆化による
割れを生じない高張力鋼の製造方法を提供するものであ
る。
Ａｌめっき工程において、溶接部で液体金属脆化による
割れを生じない高張力鋼の製造方法を提供するものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、鋼のＺｎ−Ａ
ｌめっき時の割れ感受性が不純物としての微量Ｂに大き
く影響されること、及びＢが０．０００２％以下なら
ば、ＣＥ＝Ｃ＋Ｓｉ／３０＋Ｍｎ／４＋（Ｎｉ＋Ｃｕ）
／１０＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｎｂ＋Ｖ）／３で計算される値
が０．５４％以下であれば割れを生じないことを見いだ
したことによる。また強度を得るためには、めっき時の
Ｃｕの析出硬化を利用する方法が耐めっき割れ性及び経
済性から最も優れていることを見いだしたことによる。
ｌめっき時の割れ感受性が不純物としての微量Ｂに大き
く影響されること、及びＢが０．０００２％以下なら
ば、ＣＥ＝Ｃ＋Ｓｉ／３０＋Ｍｎ／４＋（Ｎｉ＋Ｃｕ）
／１０＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｎｂ＋Ｖ）／３で計算される値
が０．５４％以下であれば割れを生じないことを見いだ
したことによる。また強度を得るためには、めっき時の
Ｃｕの析出硬化を利用する方法が耐めっき割れ性及び経
済性から最も優れていることを見いだしたことによる。
【０００７】すなわち重量（％）でＣ：０．２０％以
下、Ｓｉ：０．３５％以下、Ｎｉ：０．７％以下、Ｃ
ｕ：０．８％以上、さらに、強度靭性の要求に応じてＭ
ｎ：１．５％以下、Ｃｒ：０．３％以下、Ｍｏ：０．４
％以下、Ｎｂ：０．０３％以下、Ｖ：０．１％以下、Ｔ
ｉ：０．０２％以下、Ａｌ：０．１％以下を１種または
２種以上含み残部がＦｅ及び不純物からなり、同時にＣ
Ｅ＝Ｃ＋Ｓｉ／３０＋Ｍｎ／４＋（Ｎｉ＋Ｃｕ）／１０
＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｎｂ＋Ｖ）／３≦０．５４％及び不純
物としてのＢ：０．０００２％以下を満足する鋼板を圧
延後、７５０〜９００℃の温度領域から直接焼入れする
ことを特徴とする耐Ｚｎ−Ａｌ合金めっき割れ性の優れ
た高張力鋼の製造方法である。
下、Ｓｉ：０．３５％以下、Ｎｉ：０．７％以下、Ｃ
ｕ：０．８％以上、さらに、強度靭性の要求に応じてＭ
ｎ：１．５％以下、Ｃｒ：０．３％以下、Ｍｏ：０．４
％以下、Ｎｂ：０．０３％以下、Ｖ：０．１％以下、Ｔ
ｉ：０．０２％以下、Ａｌ：０．１％以下を１種または
２種以上含み残部がＦｅ及び不純物からなり、同時にＣ
Ｅ＝Ｃ＋Ｓｉ／３０＋Ｍｎ／４＋（Ｎｉ＋Ｃｕ）／１０
＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｎｂ＋Ｖ）／３≦０．５４％及び不純
物としてのＢ：０．０００２％以下を満足する鋼板を圧
延後、７５０〜９００℃の温度領域から直接焼入れする
ことを特徴とする耐Ｚｎ−Ａｌ合金めっき割れ性の優れ
た高張力鋼の製造方法である。
【０００８】
【作用】以下に本発明を詳細に説明する。まず本発明に
おいて、Ｚｎ−Ａｌ合金めっきとは重量％で２０〜６０
％のＡｌ、４０〜８０％のＺｎを含み、その他必要に応
じて１０％以下のＭｇ，Ｓｉ，Ｃｒなどを添加した耐食
性の優れた溶融めっきを溶接構造物に適用するものであ
る。またここでいう割れとは上記溶接構造物をＺｎ−Ａ
ｌ合金めっきする場合に液体金属脆化によって主に溶接
止端部に発生する割れをいう。
おいて、Ｚｎ−Ａｌ合金めっきとは重量％で２０〜６０
％のＡｌ、４０〜８０％のＺｎを含み、その他必要に応
じて１０％以下のＭｇ，Ｓｉ，Ｃｒなどを添加した耐食
性の優れた溶融めっきを溶接構造物に適用するものであ
る。またここでいう割れとは上記溶接構造物をＺｎ−Ａ
ｌ合金めっきする場合に液体金属脆化によって主に溶接
止端部に発生する割れをいう。
【０００９】以下に本発明における限定理由を説明す
る。本発明の限定要件は上記した通り、各種合金元素の
含有量及びこれらの組合せによるＣＥの制限、さらに圧
延後の直接焼入れ温度の制限にある。本発明の効果はこ
れらの要件をすべて満足して初めて発揮されるもので、
いずれかの要件を満たさないときはその効果を発揮され
ない。
る。本発明の限定要件は上記した通り、各種合金元素の
含有量及びこれらの組合せによるＣＥの制限、さらに圧
延後の直接焼入れ温度の制限にある。本発明の効果はこ
れらの要件をすべて満足して初めて発揮されるもので、
いずれかの要件を満たさないときはその効果を発揮され
ない。
【００１０】まず、合金元素含有量を前記範囲に限定し
た理由を述べる。Ｃは強度を得るのに必要であるが、
０．２０％超では鋼材の靭性、溶接性を損なうばかり
か、耐溶融Ｚｎ−Ａｌめっき割れ性を著しく損なうので
０．２０％以下とした。
た理由を述べる。Ｃは強度を得るのに必要であるが、
０．２０％超では鋼材の靭性、溶接性を損なうばかり
か、耐溶融Ｚｎ−Ａｌめっき割れ性を著しく損なうので
０．２０％以下とした。
【００１１】Ｓｉは製鋼時の脱酸元素として添加する
が、０．３５％を超えると靭性が低下すると共に、めっ
き面の健全性を損なうので０．３５％以下とした。
が、０．３５％を超えると靭性が低下すると共に、めっ
き面の健全性を損なうので０．３５％以下とした。
【００１２】ＮｉはＣｕ添加鋼においてＣｕによる表面
傷を防止するのに有効であるが、０．７％超含有して
も、効果が飽和することからその上限を０．７％とし
た。
傷を防止するのに有効であるが、０．７％超含有して
も、効果が飽和することからその上限を０．７％とし
た。
【００１３】Ｃｕは時効硬化の顕著な元素でめっき時に
析出硬化し、この種のめっき処理される鋼材の強度確保
に最も有効である。０．８％未満では析出硬化が小さい
ので、その量を０．８％以上とした。
析出硬化し、この種のめっき処理される鋼材の強度確保
に最も有効である。０．８％未満では析出硬化が小さい
ので、その量を０．８％以上とした。
【００１４】Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，Ａｌ
は各々強度、靭性向上を目的として添加される元素であ
るが、上記限定範囲を超えて添加すると耐めっき割れ性
が損なわれるのでこれを上限とした。
は各々強度、靭性向上を目的として添加される元素であ
るが、上記限定範囲を超えて添加すると耐めっき割れ性
が損なわれるのでこれを上限とした。
【００１５】以上が本発明の対象とする鋼の基本成分で
あるが、さらに本発明において不可避不純物として含ま
れるＢが０．０００２％以下及び上記の成分によるＣＥ
の値が０．５４％以下を満足しなければならない。
あるが、さらに本発明において不可避不純物として含ま
れるＢが０．０００２％以下及び上記の成分によるＣＥ
の値が０．５４％以下を満足しなければならない。
【００１６】ＣＥ式は溶接熱影響部の溶融Ｚｎ−Ａｌ合
金めっき時の割れ性に及ぼす各種合金元素の影響を定量
化したもので、この値が低いほど溶融Ｚｎ−Ａｌ合金に
よる液体金属脆化が起こり難く、鋼材成分は強度を満足
する範囲内で上記ＣＥが低い方が望ましい。これらの量
とＺｎ−Ａｌ合金めっきでの割れ性は以下に示す実験よ
り求めた。
金めっき時の割れ性に及ぼす各種合金元素の影響を定量
化したもので、この値が低いほど溶融Ｚｎ−Ａｌ合金に
よる液体金属脆化が起こり難く、鋼材成分は強度を満足
する範囲内で上記ＣＥが低い方が望ましい。これらの量
とＺｎ−Ａｌ合金めっきでの割れ性は以下に示す実験よ
り求めた。
【００１７】実験方法を図１に示す。同図において１は
試験片、２は試験ビード、３は試験ビードに残留応力を
付与するための拘束ビードである。本実験は３の拘束ビ
ードにより２つの試験ビード止端部に応力を付与した
後、同試験片を溶融Ｚｎ−Ａｌ合金浴中に浸漬すること
により、試験ビード止端部での液体金属脆化に基づく割
れ発生の有無により、鋼材の耐めっき割れ性を評価する
ものである。
試験片、２は試験ビード、３は試験ビードに残留応力を
付与するための拘束ビードである。本実験は３の拘束ビ
ードにより２つの試験ビード止端部に応力を付与した
後、同試験片を溶融Ｚｎ−Ａｌ合金浴中に浸漬すること
により、試験ビード止端部での液体金属脆化に基づく割
れ発生の有無により、鋼材の耐めっき割れ性を評価する
ものである。
【００１８】なお、めっき割れは同一鋼材であれば付与
する応力が高いほど発生しやすい。本実験方法では拘束
ビード数２０パスで試験ビード止端部近傍に試験片の降
伏強度に相当する残留応力の付与が可能であるため、本
実験での拘束ビード数は総て２０パスとした。試験，拘
束ビードの溶接条件は表１の通りである。
する応力が高いほど発生しやすい。本実験方法では拘束
ビード数２０パスで試験ビード止端部近傍に試験片の降
伏強度に相当する残留応力の付与が可能であるため、本
実験での拘束ビード数は総て２０パスとした。試験，拘
束ビードの溶接条件は表１の通りである。
【００１９】
【表１】 以上の条件でＢが０．０００２％以下及びＣＥが０．５
４％以下であれば割れ発生しないことをつきとめたこと
による。
４％以下であれば割れ発生しないことをつきとめたこと
による。
【００２０】さらに本発明では圧延後の直接焼入れ温度
が７５０〜９００℃を満たすことを骨子の一つとしてい
る。これは本発明では焼戻し処理に溶融Ｚｎ−Ａｌ合金
めっき時の加熱（５５０〜６００℃×４〜１０分）を利
用して析出硬化で強度を得ることを骨子としており、そ
の際析出硬化元素が十分固溶していることが必須とな
る。このため焼入れ温度の下限を７５０℃とした。また
焼入れ温度が９００℃を超えると旧γ粒が成長し過ぎて
靭性が低下するため、７５０〜９００℃とした。
が７５０〜９００℃を満たすことを骨子の一つとしてい
る。これは本発明では焼戻し処理に溶融Ｚｎ−Ａｌ合金
めっき時の加熱（５５０〜６００℃×４〜１０分）を利
用して析出硬化で強度を得ることを骨子としており、そ
の際析出硬化元素が十分固溶していることが必須とな
る。このため焼入れ温度の下限を７５０℃とした。また
焼入れ温度が９００℃を超えると旧γ粒が成長し過ぎて
靭性が低下するため、７５０〜９００℃とした。
【００２１】
【実施例】表２に示す化学成分の鋼Ａ〜Ｐの４０mmの鋼
板について１／４ｔからＪＩＳ４号引張試験片を採取し
引張試験を行った。また先に示した割れ試験を行った。
板について１／４ｔからＪＩＳ４号引張試験片を採取し
引張試験を行った。また先に示した割れ試験を行った。
【００２２】
【表２】 本発明限定要件を満足するＬ〜Ｐは溶融Ｚｎ−Ａｌ合金
めっきに適した高張力鋼の製造法として強度及び上記め
っき時の耐割れ性が優れていることが明らかである。
めっきに適した高張力鋼の製造法として強度及び上記め
っき時の耐割れ性が優れていることが明らかである。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、溶融Ｚｎ−Ａｌ合金め
っきにおいて割れ性を従来材に比べ格段に改善した高張
力鋼の製造方法を提供することが可能となるものであ
り、産業上その効果は極めて顕著である。
っきにおいて割れ性を従来材に比べ格段に改善した高張
力鋼の製造方法を提供することが可能となるものであ
り、産業上その効果は極めて顕著である。
【図１】溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき割れ性を評価する試
験法を示す説明図である。
験法を示す説明図である。
１ 試験片 ２ 試験ビード ３ 拘束ビード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 38/16 Ｃ２２Ｃ 38/16 38/50 38/50 (72)発明者 増田 一広 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社 技術開発本部内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C21D 6/00,8/00 C23C 2/06,2/12 C22C 38/00 - 38/60
Claims (2)
- 【請求項１】 重量（％）で、 Ｃ ：０．２０％以下、 Ｓｉ：０．３５％以下、 Ｎｉ：０．７％以下、 Ｃｕ：０．８％以上を含み、 残部がＦｅ及び不純物からなり、同時にＣＥ＝
Ｃ＋Ｓｉ／３０＋Ｍｎ／４＋（Ｎｉ＋Ｃｕ）／１０＋
（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｎｂ＋Ｖ）／３≦０．５４％及び不純物
としてのＢ：０．０００２％以下を満足する鋼板を圧延
後、７５０〜９００℃の温度領域から直接焼入れするこ
とを特徴とするＺｎ−Ａｌめっき用高張力鋼の製造方
法。 - 【請求項２】 鋼板が、重量（％）でさらに、 Ｍｎ：１．５％以下、 Ｃｒ：０．３％以下、 Ｍｏ：０．４％以下、 Ｎｂ：０．０３％以下、 Ｖ ：０．１％以下、 Ｔｉ：０．０２％以下、 Ａｌ：０．１％以下 を１種または２種以上含むことを特徴とする請求項１記
載のＺｎ−Ａｌめっき用高張力鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3322060A JP2986989B2 (ja) | 1991-12-05 | 1991-12-05 | Ｚｎ−Ａｌめっき用高張力鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3322060A JP2986989B2 (ja) | 1991-12-05 | 1991-12-05 | Ｚｎ−Ａｌめっき用高張力鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05156348A JPH05156348A (ja) | 1993-06-22 |
| JP2986989B2 true JP2986989B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=18139469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3322060A Expired - Lifetime JP2986989B2 (ja) | 1991-12-05 | 1991-12-05 | Ｚｎ−Ａｌめっき用高張力鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2986989B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4527426B2 (ja) * | 2004-03-25 | 2010-08-18 | アイシン精機株式会社 | 燃料改質器 |
-
1991
- 1991-12-05 JP JP3322060A patent/JP2986989B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05156348A (ja) | 1993-06-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990824 |