JP3499278B2 - 耐火鋳鋼 - Google Patents

耐火鋳鋼

Info

Publication number
JP3499278B2
JP3499278B2 JP34949693A JP34949693A JP3499278B2 JP 3499278 B2 JP3499278 B2 JP 3499278B2 JP 34949693 A JP34949693 A JP 34949693A JP 34949693 A JP34949693 A JP 34949693A JP 3499278 B2 JP3499278 B2 JP 3499278B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cast steel
steel
refractory
strength
cast
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP34949693A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07188835A (ja
Inventor
竜彦 小林
毅一 藤井
昭男 君島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Chuzo Co Ltd
Original Assignee
Nippon Chuzo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Chuzo Co Ltd filed Critical Nippon Chuzo Co Ltd
Priority to JP34949693A priority Critical patent/JP3499278B2/ja
Publication of JPH07188835A publication Critical patent/JPH07188835A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3499278B2 publication Critical patent/JP3499278B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は建築、土木及び海洋構造
物等の分野における、各種鋼構造物において耐火鋼材の
接合に用いる接合部品もしくは接合部を含む部材(以
下、接合部品・部材という)用の耐火性と溶接性の優れ
た耐火鋳鋼に関するものである。
【0002】
【従来の技術】構造物、特に建築構造物では、火災時に
鉄骨が高温にさらされると強度が下がり、建築構造物と
しての耐力が低下するため、従来、建築基準法により鉄
骨の耐火被覆施工が義務づけられていた。しかし、平成
元年に追加された「新耐火設計法」では、高温耐力の優
れた鋼材(以下耐火鋼材という)を使用することによ
り、耐火被覆材の削減、もしくは、その用途・構造形態
によっては耐火被覆なしの構造が認められるようになっ
ている。上記新しい基準では、耐火鋼材は従来の鋼材が
350℃で有する耐力を600℃でも保持することが要
求されている。例えば、耐火鋼材は600℃における耐
力が、常温における降伏強度の規格下限値の2/3以上
を有することが必要とされている。
【0003】そこで、新しい耐火鋼材が開発され(例え
ば特開平2-170943号公報)、更にはかかる構造物に使用
できる耐火性のある耐火ボルト(例えば特開平2-247355
号公報)も開発されている。しかし、上記鋼構造物は上
記耐火鋼材や耐火ボルト以外に、柱と柱、または、はり
を接合する仕口部やトラス部材の節点等において、構造
強度上並びに美観上の要求から鋳鋼製の接合部品・部
材、例えば、ダイヤフラムあるいは立体トラス用接合金
物等が必要である。これらの接合部品・部材は、通常上
記耐火鋼材と溶接により接合される。
【0004】上記の耐火鋼材は鋼板、H型鋼等の圧延鋼
材として供給されものであって、これらの成分組成の鋼
種を本発明の目的である上記接合部品・部材用の鋳鋼に
転用はできない。一般に圧延鋼材と鋳鋼の成分組成が同
一であると、後者の強度は前者の強度より劣るためであ
る。上記耐火鋼材としては、常温における強度がJISG 3
106に規定するSM400,及びSM490 に相当し、かつ、6
00 ℃における耐力が常温における降伏強度の規格下限
値の2/3以上を有する鋼材が比較的多く使用されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来、接合部品・部
材、例えば、ダイヤフラム(鋳造ダイヤフラム)は、図
2に示すように複雑な形状であるため鋳鋼品であるが、
その材料としてJIS G 5101(炭素鋼鋳鋼品)に規定する
SC 450 又はJIS G 5102(溶接構造用鋳鋼品)に規定す
る SCW 480等が使用されている。
【0006】これらの鋳鋼品の600 ℃の耐力は常温の降
伏点又は耐力の約1/3であり、耐火鋳鋼としては使用
できない。他方、高温耐力に優れた鋳鋼としては、クロ
ム−モリブデン鋳鋼(JIS G 5151)がある。本鋳鋼品は60
0 ℃の耐力が常温の耐力の約2/3(例えばSCPH 21 の
焼鈍材では190 N/mm2 以上)を有するが、溶接割れ
感受性が高いために、耐溶接割れ性が悪く、予熱、又は
後熱を行うなど溶接施工に難点がある。そこで、構造物
の耐火被覆施工の低減あるいは省略を図るために、高い
高温耐力を有するとともに、優れた溶接性並びに母材特
性を有し、あらゆるデザインに対応できる種々の形状を
有する鋼構造物の接合部品・部材用の耐火鋳鋼が必要で
ある。
【0007】そこで、本発明においては、鋳造物として
上記鋼材と同等な強度、即ち、常温における強度がJIS
G 3106に規定するSM490 に相当し、かつ、600 ℃にお
ける耐力が常温における降伏強度または耐力の規格下限
値の2/3以上を有する鋳造用の耐火鋳鋼を目的とす
る。
【0008】また、大型の鋳鋼の接合部品・部材用の耐
火鋳鋼を目的とするため、機械的性質は、SM490 相当
の耐火鋳鋼として、常温の降伏強度または耐力が約315
N/mm2 以上で、600 ℃の耐力が約217 N/mm2
上を有する耐火鋳鋼を発明の課題とする。また、大型の
鋳鋼の接合部品・部材用の耐火鋳鋼を目的とするため、
熱処理法としては空冷処理で上記の機械的性能を確保す
ることを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の問題点に鑑み、本
発明者らが鋭意研究を行った結果、化学成分はMn−C
r−Mo系を基本成分として、更にVによる熱間強度の
強化とNi含有させて特に焼入れ処理を省略しても、溶
接性を損なわずに、高温耐力を大幅に改善することが可
能であるという知見を得て完成させた発明である。
【0010】(1)請求項1の発明は下記の特徴(成分
組成はwt%である)を備えた耐火性と溶接性に優れた
耐火鋳鋼である。 (a)主成分として、 C :0.09〜0.15%、 Si:0.2 〜0.8 %、 Mn:0.6 〜1.4 %、 Cr:0.2 〜0 3 % Mo:0.3 超え0.7 %以下、 V:0.01〜0.1 % Ni:0.6 〜1.3% を含有し残部がFe及び不可避的不純物からなり、 (b)CE(炭素当量)が0.45%以下である。
【0011】(2)請求項2の発明は、前記成分組成の
鋳鋼を900 〜1000℃に加熱後、空冷し、その後600 〜70
0 ℃で焼き戻したことを特徴とする耐火性と溶接性に優
れた請求項1記載の耐火鋳鋼である。
【0012】(3)請求項3の発明は、前記耐火鋳鋼に
より鋳造された溶接のための鋼構造物用接合部品・部材
である。
【0013】
【作用】以下に、本発明における化学成分の限定理由に
ついて説明する。Cは強度上昇に寄与する元素である
が、0.09%未満では強度を確保することは困難であり、
また、0.15%を超えて多量に添加するときは、溶接性及
び靱性を劣化させる。したがって、その含有量は0.09〜
0.15%の範囲とする。
【0014】Siは、脱酸効果と鋳造性を確保するため
の必須の元素であり、0.2 %未満では脱酸効果が少な
く、鋳造性を確保する点から多い方が望ましいが、0.8
%を超えて過多に添加すると、溶接性を劣化させる。こ
のため、その添加量は 0.2〜0.8 %の範囲とする。
【0015】Mnは、その脱酸効果と鋳造性の確保、並
びに強度及び靱性を確保するために必要な元素である
が、0.6 %未満ではこのような効果は少なく、また、1.
4 %を超えて多量に添加すると溶接性を劣化させ、か
つ、靱性を劣化させる。そこで、0.6 %〜1.4 %とす
る。
【0016】Crは、高温強度の向上に有効な元素であ
るが、0.2 %未満ではこのような効果は得られず、ま
た、0.3 %を超えて添加すると溶接性を損なう。したが
って、その添加量は0.2 〜0.3 %とする。
【0017】Moは、高温強度を確保するために不可欠
な元素である。特に、Moは600 ℃における焼き戻し軟
化抵抗が他の元素と比較して著しく高いので、必要な元
素である。その含有量は、0.3 %以下ではこのような効
果は得られず、また、0.7 %を超えて添加すると溶接性
を損なう。したがって、その添加量は0.3 超え0.7 %以
下とする。
【0018】Vは、析出硬化による強度上昇に有効な元
素であるが、0.01%未満ではこのような硬化は殆ど期待
できず、また、0.1 %を超えて過多に添加するときは溶
接性が劣化する。したがって、その添加量は0.01〜0.1
%の範囲とする。
【0019】Niは、通常含有量が多い程焼入れ性を向
上させるが、研究の結果次の点が判明した。他の成分組
成を一定とし、Ni含有量を0 から1.5 %まで変化させ
て常温の降伏強度または耐力と600 ℃における耐力を調
査した結果を図1に示す。この図から、Niが0.6 〜1.
3 %の範囲で600 ℃における耐力が本発明の課題とした
217 N/mm2 以上となった。なお、常温の耐力はNi
0.1 〜1.5 %の範囲で本発明の課題とした315 N/mm
2 以上が得られた。そこで、Ni含有量は0.6〜1.3 %
とする。また、上記範囲では後述する溶接性、熱影響部
の靱性に悪影響を及ぼすことなく母材の強度と靱性を向
上させることができる。また、本発明に係る鋳鋼の性質
を変更しない限り、不純物元素やその他の元素を微量含
有させてもよい。
【0020】また、溶接時の低温割れ等の溶接欠陥を防
止するために、溶接熱影響部の最高硬さHvを350以
下に抑える必要がある。この最高硬さは主に炭素当量
(CE)をある限度以下にすることにより達成すること
が出来る。ここで、炭素当量(CE)は下式による。 CE(wt%)=C+Mn/6+Si/24+Ni/4
0+Cr/5+Mo/4+V/14 溶接時の低温割れ等の溶接欠陥は種々の溶接条件に左右
されるので、発明の目的とする接合部品・部材を溶接す
る条件において溶接熱影響部の最高硬さ試験を行った。
【0021】この溶接条件は下記の通りである。 試験方法:JIS Z3101 溶接条件: 溶接材料;神鋼 LB−490FR 4mmφ 予熱温度;常温(予熱なし) 溶接条件;170A−25V−15cm/min. 溶接入熱;16.3kJ/cm 被溶接材;本発明の鋳鋼(表1のA 〜E ),120 ×200 ×
35 mm の供試材を950 ℃に加熱後、空冷し、600 ℃で焼
き戻し後、機械切削し試験材を作成した。
【0022】試験結果:( 後述する表3参照) A(CE;0.44%); Hv304 B(CE;0.45%); Hv298 C(CE;0.44%); Hv286 D(CE;0.45%); Hv295 E(CE;0.43%); Hv298 上記試験結果、いずれも熱影響部の最高硬さは、Hv3
50以下であり、溶接性は良好であった。そこで、CE
を0.45%とした。
【0023】次に、本発明における熱処理条件の限定に
ついて説明する。本発明においては、熱処理前の組織が
鋳造組織であることを考慮し、900 〜1000℃に加熱後
空冷を行う。この場合には、フェライト−ベイナイト組
織が得られる。熱処理を空冷としたのは、本発明の鋳鋼
は比較的大型の鋳鋼品である接合部品・部材を目的とし
ているため工程が油焼入れ等より簡単な空冷としたため
である。なお、空冷に代えて油冷とすることは上記のと
おり若干製造工程が複雑となるが、本発明の目的とする
強度を得る点からは何ら差し支えはない。この場合の金
属組織は、空冷の場合と同様にフェライト−ベイナイト
組織が得られる。
【0024】また、焼戻温度を600 〜700 ℃に限定する
理由は、Mo,Ni,Cr,Si等による焼き戻し硬化
の効果が最大になるからである。したがって、600 ℃未
満の温度では靱性に欠ける製品となるおそれが多く、70
0 ℃を超えると強度が低くなりすぎるためである。
【0025】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明について説明
する。高周波電気炉により、表1に示す化学組成の供試
材を溶解し、炭酸ガス鋳型を用いて、120 ×200 ×35
mm及び120 ×200 ×60mmの供試材を鋳造し、950
℃に加熱後、空冷し、650 ℃で焼戻処理を行なった。こ
れらの供試材から試験片を採取し、常温引張試験、およ
び、500 ℃、600 ℃、700 ℃で高温引張試験を行った。
【0026】表1に本発明材A〜E及び比較材F〜Lの
化学成分を示す。表2には比較材および本発明に係る耐
火鋳鋼の強度を示す。常温では315 N/mm2 以上の降
伏強度が、600 ℃では目標とする217 N/mm2 以上の
耐力が得られている。比較材のうち、F、G、HはNi
含有量が低すぎるかまたは高すぎるため600 ℃での耐力
が目標とする217 N/mm2 に達しない。I,J,K,
LはNi,Cr,Mo,Vのいずれか一つ以上が発明の
範囲を外れているため目標を達成していない。また、表
3には、本発明に係る耐火鋳鋼の溶接熱影響部の最高硬
さ試験を行った結果を示した。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】
【表3】
【0030】
【発明の効果】本発明の耐火鋳鋼は、前述ように高温特
性が非常に優れており、また常温特性も極めて良好であ
るため、建築、土木及び海洋構造物等の分野における各
種構造物に用いられている耐火鋼材の接合に使用する接
合部品・部材に適用できる。そのため、鋼板、H型を用
いた鋼構造物であっても、ユニークなデザインを設計・
製作出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る耐火鋳鋼におけるNi含有量と常
温強度または600 ℃における耐力との関係を示す図であ
る。
【図2】本発明に係る耐火鋳鋼が適用される接合部品・
部材の一例としてダイヤフラムの形状を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 君島 昭男 川崎市川崎区白石町2番1号 日本鋳造 株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−230593(JP,A) 特開 平2−170943(JP,A) 特開 平2−247355(JP,A) 特開 平4−6245(JP,A) 特開 平5−171264(JP,A) 特開 平4−279247(JP,A) 特開 平4−83821(JP,A) 特開 平3−126816(JP,A) 特開 平3−271342(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 38/00 301 C21D 6/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成分組成が(成分組成はwt%である)
    C:0.09〜0.15%、Si:0.2〜0.8%、
    Mn:0.6〜1.4%、Cr:0.2〜0.3%、M
    o:0.3超え0.7%以下、V:0.01〜0.1
    %、Ni:0.6〜1.3%、残部がFe及び不可避的
    不純物であり、CE(炭素当量)が0.45%以下とな
    るように、溶解、鋳造した鋳鋼を、900〜1000℃
    に加熱後、空冷し、その後600〜700℃で焼戻した
    ことを特徴とする耐火性と溶接性に優れた耐火鋳鋼。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の耐火性と溶接性に優れ
    た耐火鋳鋼により鋳造された溶接のための鋼構造物用接
    合部品・部材。
JP34949693A 1993-12-28 1993-12-28 耐火鋳鋼 Expired - Fee Related JP3499278B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34949693A JP3499278B2 (ja) 1993-12-28 1993-12-28 耐火鋳鋼

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34949693A JP3499278B2 (ja) 1993-12-28 1993-12-28 耐火鋳鋼

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07188835A JPH07188835A (ja) 1995-07-25
JP3499278B2 true JP3499278B2 (ja) 2004-02-23

Family

ID=18404143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34949693A Expired - Fee Related JP3499278B2 (ja) 1993-12-28 1993-12-28 耐火鋳鋼

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3499278B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07188835A (ja) 1995-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS629646B2 (ja)
JPH08232043A (ja) 入熱500kJ/cm以上の大入熱溶接用鋼およびその製造方法
JP5999005B2 (ja) 溶接熱影響部靭性に優れた低降伏比高張力鋼板およびその製造方法
JP5028761B2 (ja) 高強度溶接鋼管の製造方法
JP3319222B2 (ja) 溶接継手のクリープ特性に優れた高クロムフェライト鋼の製造方法
JP3499278B2 (ja) 耐火鋳鋼
JPH06316723A (ja) ガス切断性及び溶接性の優れた建築構造用耐候性耐火鋼材の製造方法
WO2021255858A1 (ja) 鋼板
JPH07292445A (ja) 二相ステンレスクラッド鋼およびその製造方法ならびに溶接方法
JP2020204091A (ja) 大入熱溶接用高強度鋼板
JP2948231B2 (ja) 建築構造物用耐火鋼材
JPH05117745A (ja) 建築構造用490N/mm2級耐候性耐火鋼材の製造方法
JP3313440B2 (ja) 高耐食性高強度クラッド鋼およびその製造方法
JPH07179995A (ja) 耐火鋳鋼
JP4592173B2 (ja) 耐火性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼溶接構造体
JP2962110B2 (ja) ボックス柱用低降伏比高張力鋼板の製造方法
JP2659814B2 (ja) 高強度低合金耐熱鋼の製造方法
JPH1068018A (ja) 溶接熱影響部靭性の優れた構造用耐火鋼板の製造法
JPH0790375A (ja) 高強度、厚肉、高靱性ベンド鋼管の製造方法
JPH04350120A (ja) 建築用高強度耐火鋼板の製造方法
JP2020204092A (ja) 大入熱溶接用高強度鋼板
JPH07173532A (ja) 溶接性の優れた建築用低降伏比型耐火鋼の製造方法
JPH0611902B2 (ja) ステンレス形鋼およびその製造方法
JPS61257456A (ja) 溶接性及び溶接継手性能にすぐた高靭性高リン型耐候性鋼
JP2024126142A (ja) 非調質円形溶接鋼管およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees