JPH0663699A - 減衰性能の優れた鋼板の製造方法 - Google Patents
減衰性能の優れた鋼板の製造方法Info
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- JPH0663699A JPH0663699A JP21494692A JP21494692A JPH0663699A JP H0663699 A JPH0663699 A JP H0663699A JP 21494692 A JP21494692 A JP 21494692A JP 21494692 A JP21494692 A JP 21494692A JP H0663699 A JPH0663699 A JP H0663699A
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- Japan
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- surface layer
- layer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、鋼構造物(橋梁、建築物など)に
おいて、風、地震などの振動に対して減衰性能の優れた
鋼板の製造方法を提供する。 【構成】 極軟鋼の成分の表層部と高張力鋼の成分の内
層部を連続鋳造で製造し、該スラブを圧延後表層部は変
態終了後、内層部は未変態の状態から直接焼入れするこ
とにより、内層の弾性範囲内の震動荷重に対して表層の
塑性変形によるエネルギー吸収のため減衰性能を著しく
向上することができる。
おいて、風、地震などの振動に対して減衰性能の優れた
鋼板の製造方法を提供する。 【構成】 極軟鋼の成分の表層部と高張力鋼の成分の内
層部を連続鋳造で製造し、該スラブを圧延後表層部は変
態終了後、内層部は未変態の状態から直接焼入れするこ
とにより、内層の弾性範囲内の震動荷重に対して表層の
塑性変形によるエネルギー吸収のため減衰性能を著しく
向上することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼構造物(橋梁、建築
物など)において、風、地震などの振動に対し減衰特性
の優れた鋼板の製造方法に関する。
物など)において、風、地震などの振動に対し減衰特性
の優れた鋼板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来はダンパーなどの制振装置を別に設
置して、構造物の振動に対処してきた。また特開平3−
233083号公報においては構造物の接合部等曲げモ
ーメントの大きい部分に普通鋼または高張力鋼に鉛また
は低強度鋼を一体に重ね合わせることによって低強度鋼
の応力−ひずみに沿うヒステリシス変形により振動エネ
ルギーを吸収することを示している。
置して、構造物の振動に対処してきた。また特開平3−
233083号公報においては構造物の接合部等曲げモ
ーメントの大きい部分に普通鋼または高張力鋼に鉛また
は低強度鋼を一体に重ね合わせることによって低強度鋼
の応力−ひずみに沿うヒステリシス変形により振動エネ
ルギーを吸収することを示している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法はいずれも
構造による方法であり、その構造に種々の配慮を必要と
し、どうしても高価なものとなるばかりかメンテナンス
費用もかさむことになる。例えば大型構造物にダンパー
などを取り付けるのはそれ自体コストのかかるものであ
るし、さらにメンテナンス費用もかさむことになる。ま
た特開平3−233083号公報に示された構造は2枚
の材料を用いて一体化形成または重ね合わせ一体化が必
要で、接合部が複雑な構造となる上、材料を含めた構造
が非常に高価なものとなる。さらに曲げモーメントの制
振性には効果があると考えられるが、スパンが大きい場
合の荷重による振動の場合には効果が小さいなどの欠点
を有す。本発明はこのような現状に鑑み溶接構造物とし
て使用される一枚の鋼板自体に振動エネルギーを吸収さ
せる機能をもたせた全く新しい鋼板の製造方法を提供す
るものである。
構造による方法であり、その構造に種々の配慮を必要と
し、どうしても高価なものとなるばかりかメンテナンス
費用もかさむことになる。例えば大型構造物にダンパー
などを取り付けるのはそれ自体コストのかかるものであ
るし、さらにメンテナンス費用もかさむことになる。ま
た特開平3−233083号公報に示された構造は2枚
の材料を用いて一体化形成または重ね合わせ一体化が必
要で、接合部が複雑な構造となる上、材料を含めた構造
が非常に高価なものとなる。さらに曲げモーメントの制
振性には効果があると考えられるが、スパンが大きい場
合の荷重による振動の場合には効果が小さいなどの欠点
を有す。本発明はこのような現状に鑑み溶接構造物とし
て使用される一枚の鋼板自体に振動エネルギーを吸収さ
せる機能をもたせた全く新しい鋼板の製造方法を提供す
るものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる問題点を
解決すべく、その要旨とするところは1枚の鋼板であっ
て、その表層と内層の成分が異なることを特徴とし、極
低C、低Si、低Mnとした表層と、設計応力に対応す
べくC,Si,MnとさらにCr,Moを添加した高強
度、高靱性とした内層とから構成することによって、安
価でしかも鋼板自体に減衰性能をもたせた鋼板の製造方
法に関するものである。すなわち、表層と内層を上記の
ごとき成分とした溶鋼をたとえば特開昭63−1089
47号公報で示すような方法で複層鋳片として連続鋳造
し、熱間圧延後表面は変態し、内層は未変態の状態から
水冷して直接焼入れした後、焼戻し処理を行って、表層
は低強度、内層は強度、靱性の優れた鋼板を得るもので
ある。
解決すべく、その要旨とするところは1枚の鋼板であっ
て、その表層と内層の成分が異なることを特徴とし、極
低C、低Si、低Mnとした表層と、設計応力に対応す
べくC,Si,MnとさらにCr,Moを添加した高強
度、高靱性とした内層とから構成することによって、安
価でしかも鋼板自体に減衰性能をもたせた鋼板の製造方
法に関するものである。すなわち、表層と内層を上記の
ごとき成分とした溶鋼をたとえば特開昭63−1089
47号公報で示すような方法で複層鋳片として連続鋳造
し、熱間圧延後表面は変態し、内層は未変態の状態から
水冷して直接焼入れした後、焼戻し処理を行って、表層
は低強度、内層は強度、靱性の優れた鋼板を得るもので
ある。
【0005】すなわち (1)重量(%)でC:0.01%以下,Si:0.0
5%以下,Mn:0.5%以下,Al:0.005〜
0.07%を含み残部がFe及び不純物からなる表層
と、重量(%)でC:0.04〜0.2%,Si:0.
05〜0.4%,Mn:0.5〜1.5%,Cr:0.
2〜1.5%,Mo:0.1〜1.0%,Al:0.0
05〜0.08%を含み残部がFe及び不純物からなる
内層とからなる複層鋳片を連続鋳造で製造し、該鋳片を
930〜1300℃に加熱し、次いで熱間圧延を仕上げ
温度650℃以上で行った後、表面温度で650〜88
0℃の範囲から水冷し、その後400〜650℃で焼戻
し処理することを特徴とする減衰性能の優れた鋼板の製
造方法
5%以下,Mn:0.5%以下,Al:0.005〜
0.07%を含み残部がFe及び不純物からなる表層
と、重量(%)でC:0.04〜0.2%,Si:0.
05〜0.4%,Mn:0.5〜1.5%,Cr:0.
2〜1.5%,Mo:0.1〜1.0%,Al:0.0
05〜0.08%を含み残部がFe及び不純物からなる
内層とからなる複層鋳片を連続鋳造で製造し、該鋳片を
930〜1300℃に加熱し、次いで熱間圧延を仕上げ
温度650℃以上で行った後、表面温度で650〜88
0℃の範囲から水冷し、その後400〜650℃で焼戻
し処理することを特徴とする減衰性能の優れた鋼板の製
造方法
【0006】(2)表層に重量(%)でTi:0.00
5〜0.05%,Nb:0.005〜0.05%,C
a:0.001〜0.01%のうち少なくとも1種を含
有することを特徴とする請求項1記載の減衰性能の優れ
た鋼板の製造方法 (3)内層に重量(%)でNi:0.2〜2.0%,C
u:0.1〜1.5%,Nb:0.005〜0.1%,
V:0.01〜0.1%,Ti:0.005〜0.1
%,B:0.0003〜0.003%,Ca:0.00
1〜0.01%のうち少なくとも1種を含有することを
特徴とする請求項1または2記載の減衰性能の優れた鋼
板の製造方法である。
5〜0.05%,Nb:0.005〜0.05%,C
a:0.001〜0.01%のうち少なくとも1種を含
有することを特徴とする請求項1記載の減衰性能の優れ
た鋼板の製造方法 (3)内層に重量(%)でNi:0.2〜2.0%,C
u:0.1〜1.5%,Nb:0.005〜0.1%,
V:0.01〜0.1%,Ti:0.005〜0.1
%,B:0.0003〜0.003%,Ca:0.00
1〜0.01%のうち少なくとも1種を含有することを
特徴とする請求項1または2記載の減衰性能の優れた鋼
板の製造方法である。
【0007】
【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、減衰性能の優れた鋼板とは、風、地震などの振
動に対して、内層は弾性範囲内であるが、表層の極軟鋼
では塑性変形し、これによるエネルギー吸収を伴って応
答するため通常材を用いた場合に比して減衰性能が優れ
た鋼板をいう。
おいて、減衰性能の優れた鋼板とは、風、地震などの振
動に対して、内層は弾性範囲内であるが、表層の極軟鋼
では塑性変形し、これによるエネルギー吸収を伴って応
答するため通常材を用いた場合に比して減衰性能が優れ
た鋼板をいう。
【0008】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、表層は極低C,
低Si,低Mnとし、熱間圧延後表層の変態がほぼ終了
した後、直接焼入れを行い、表層部はフェライト主体の
柔らかい組織であることが必須である。また内層は焼入
れ性元素が多く表層に比して変態温度が低いこと及び圧
延中に表面から冷却されるため表層に比して高温である
ことを利用して、まだオーステナイトの状態から水冷す
ることにより、強度、靱性の優れた焼入焼戻し組織の内
層とする。このため降伏点が表層に比して数倍以上とな
ることにより、風、地震などの振動に対して、内層は弾
性範囲内であるが、表層の極軟鋼では塑性変形し、これ
によるエネルギー吸収を伴って応答するため通常材を用
いた場合に比して減衰性能が優れた鋼板が得られる。
る。本発明の限定要件は上記した通り、表層は極低C,
低Si,低Mnとし、熱間圧延後表層の変態がほぼ終了
した後、直接焼入れを行い、表層部はフェライト主体の
柔らかい組織であることが必須である。また内層は焼入
れ性元素が多く表層に比して変態温度が低いこと及び圧
延中に表面から冷却されるため表層に比して高温である
ことを利用して、まだオーステナイトの状態から水冷す
ることにより、強度、靱性の優れた焼入焼戻し組織の内
層とする。このため降伏点が表層に比して数倍以上とな
ることにより、風、地震などの振動に対して、内層は弾
性範囲内であるが、表層の極軟鋼では塑性変形し、これ
によるエネルギー吸収を伴って応答するため通常材を用
いた場合に比して減衰性能が優れた鋼板が得られる。
【0009】まず、表層の合金元素含有量を前記範囲に
限定した理由をのべる。Cは低いほど良いが、製鋼上含
まれるものである。Cが0.01%を超えると変態温度
が低下し焼入性が上昇して強度上昇するので、0.01
%以下とした。Siは製鋼時の脱酸元素として添加する
が、Alと同時に添加する時は0.05%で十分なの
で、0.05%以下とした。Mnは鋼中不純物として存
在するSをMnSとして固定するため添加するが、その
量は0.5%で十分なので、0.5%以下とした。Al
は脱酸に有効であるのみでなく、不純物としてのNを固
定するのに有効な合金元素である。その効果は0.00
5%以上0.07%未満で十分なので0.005〜0.
07%とした。
限定した理由をのべる。Cは低いほど良いが、製鋼上含
まれるものである。Cが0.01%を超えると変態温度
が低下し焼入性が上昇して強度上昇するので、0.01
%以下とした。Siは製鋼時の脱酸元素として添加する
が、Alと同時に添加する時は0.05%で十分なの
で、0.05%以下とした。Mnは鋼中不純物として存
在するSをMnSとして固定するため添加するが、その
量は0.5%で十分なので、0.5%以下とした。Al
は脱酸に有効であるのみでなく、不純物としてのNを固
定するのに有効な合金元素である。その効果は0.00
5%以上0.07%未満で十分なので0.005〜0.
07%とした。
【0010】さらに必要に応じて添加されるTi,Nb
はC,Nを固定してC,Nによる強度上昇を抑制するの
に有効である。その効果はそれぞれ0.005〜0.0
5%で十分なので、0.005〜0.05%とした。ま
たCaは不純物としてのSを固定するのに有効な元素で
ある。その効果は0.001〜0.01%で十分なので
0.001〜0.01%とした。
はC,Nを固定してC,Nによる強度上昇を抑制するの
に有効である。その効果はそれぞれ0.005〜0.0
5%で十分なので、0.005〜0.05%とした。ま
たCaは不純物としてのSを固定するのに有効な元素で
ある。その効果は0.001〜0.01%で十分なので
0.001〜0.01%とした。
【0011】つぎに、内層の合金元素含有量を前記範囲
に限定した理由をのべる。Cは強度を得るのに必要であ
るが、0.04%未満では変態温度が上昇してその効果
が不足し、0.20%超では鋼材の靱性、溶接性を損な
うので0.04〜0.20%とした。Siは製鋼時の脱
酸元素としてまた高強度化のため添加するが、0.05
%未満ではその効果が不足し、0.4%を超えると靱性
が低下するので0.05〜0.4%とした。Mnは焼入
れ性確保に有効な元素で、0.5%未満では効果が不足
し、1.5%超の添加は溶接性を損なうので0.5〜
1.5%とした。
に限定した理由をのべる。Cは強度を得るのに必要であ
るが、0.04%未満では変態温度が上昇してその効果
が不足し、0.20%超では鋼材の靱性、溶接性を損な
うので0.04〜0.20%とした。Siは製鋼時の脱
酸元素としてまた高強度化のため添加するが、0.05
%未満ではその効果が不足し、0.4%を超えると靱性
が低下するので0.05〜0.4%とした。Mnは焼入
れ性確保に有効な元素で、0.5%未満では効果が不足
し、1.5%超の添加は溶接性を損なうので0.5〜
1.5%とした。
【0012】Cr,Moは焼入性を向上させ、強度、靱
性向上に有効であるが、それぞれ0.2%及び0.1%
未満ではその効果が不足し、またそれぞれ1.5%,
1.0%を超えて添加すると溶接性を低下させるのでそ
れぞれ0.2〜1.5%及び0.1〜1.0%とした。
Alは脱酸に有効であるのみでなく、Nを固定してAl
Nとなって結晶粒細粒化の役目も果たす有効な元素であ
る。その効果は0.005〜0.08%で十分なので、
0.005〜0.08%とした。
性向上に有効であるが、それぞれ0.2%及び0.1%
未満ではその効果が不足し、またそれぞれ1.5%,
1.0%を超えて添加すると溶接性を低下させるのでそ
れぞれ0.2〜1.5%及び0.1〜1.0%とした。
Alは脱酸に有効であるのみでなく、Nを固定してAl
Nとなって結晶粒細粒化の役目も果たす有効な元素であ
る。その効果は0.005〜0.08%で十分なので、
0.005〜0.08%とした。
【0013】さらに、必要に応じて添加されるNi,C
u,Nb,V,Ti,B,Caは強度上昇または靱性向
上に有効な元素であり、その効果が不足しない範囲とし
て前記の量を下限とし、また溶接性を劣化しない範囲と
して前記の量を上限とした。さらに、製造方法として連
続鋳造により複層鋳片を製造し、該鋳片に熱間圧延を施
す。鋳片の加熱温度を930〜1300℃としたのは1
300℃を超えるとオーステナイト粒が粗大化して靱性
を劣化させるので、上限を1300℃とした。またその
下限は表層部を十分オーステナイト化させるために93
0℃とした。
u,Nb,V,Ti,B,Caは強度上昇または靱性向
上に有効な元素であり、その効果が不足しない範囲とし
て前記の量を下限とし、また溶接性を劣化しない範囲と
して前記の量を上限とした。さらに、製造方法として連
続鋳造により複層鋳片を製造し、該鋳片に熱間圧延を施
す。鋳片の加熱温度を930〜1300℃としたのは1
300℃を超えるとオーステナイト粒が粗大化して靱性
を劣化させるので、上限を1300℃とした。またその
下限は表層部を十分オーステナイト化させるために93
0℃とした。
【0014】次ぎに仕上げ温度が650℃未満になると
表層のフェライト組織が加工を受け延性が劣化する。ま
た同時に内層と表層の変形能の差が大きくなり圧延後の
鋼板形状が不良となるので下限を650℃とした。水冷
開始温度は表層をオーステナイト領域から水冷すると、
強度が上昇するため表層のフェライト変態が終了した後
水冷する必要があるため、その上限を880℃とした。
また表層温度で650℃より低下すると内層部にも初析
フェライトが生成し、内層の強度が低下するため、下限
を650℃とした。また内層に生成した焼入組織の靱性
を向上するため焼戻し処理を行うが、その温度が400
℃未満では効果が不足するため下限を400℃とした。
また650℃より高温になると内層の強度が低下するた
め650℃を上限とした。以下、本発明の効果を実施例
によりさらに具体的に示す。
表層のフェライト組織が加工を受け延性が劣化する。ま
た同時に内層と表層の変形能の差が大きくなり圧延後の
鋼板形状が不良となるので下限を650℃とした。水冷
開始温度は表層をオーステナイト領域から水冷すると、
強度が上昇するため表層のフェライト変態が終了した後
水冷する必要があるため、その上限を880℃とした。
また表層温度で650℃より低下すると内層部にも初析
フェライトが生成し、内層の強度が低下するため、下限
を650℃とした。また内層に生成した焼入組織の靱性
を向上するため焼戻し処理を行うが、その温度が400
℃未満では効果が不足するため下限を400℃とした。
また650℃より高温になると内層の強度が低下するた
め650℃を上限とした。以下、本発明の効果を実施例
によりさらに具体的に示す。
【0015】
【実施例】表1に示す化学成分の鋼A〜Pに対し、表2
に示す製造方法で50mmの鋼板(内層厚さ;40m
m)を製造した。この鋼板から50×50×600mm
の引張試験片を採取し、内層の断面積に対して内層の降
伏点の1/2の荷重まで引張りを行った後除荷し、その
ときに生じた履歴ひずみエネルギーの弾性ひずみエネル
ギーに対する比をもって減衰性能とした。この値は高い
程、減衰性能が優れており、通常の構造物の振動応答に
対し1/3以下にするためにはその値は2%以上あるこ
とが必要である。Al〜K1は本発明例であり、いずれ
も減衰性能2%以上の優れた値を示した。一方A2,C
2,E2,G2,I2,L1,M1,N1,O1及びP
1の比較例においては、最も優れたG2においてもその
値は1.6%であった。
に示す製造方法で50mmの鋼板(内層厚さ;40m
m)を製造した。この鋼板から50×50×600mm
の引張試験片を採取し、内層の断面積に対して内層の降
伏点の1/2の荷重まで引張りを行った後除荷し、その
ときに生じた履歴ひずみエネルギーの弾性ひずみエネル
ギーに対する比をもって減衰性能とした。この値は高い
程、減衰性能が優れており、通常の構造物の振動応答に
対し1/3以下にするためにはその値は2%以上あるこ
とが必要である。Al〜K1は本発明例であり、いずれ
も減衰性能2%以上の優れた値を示した。一方A2,C
2,E2,G2,I2,L1,M1,N1,O1及びP
1の比較例においては、最も優れたG2においてもその
値は1.6%であった。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
【発明の効果】上記実施例からも明かなごとく本発明に
よれば、減衰性能を従来材に比べ改善した鋼板の製造方
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。
よれば、減衰性能を従来材に比べ改善した鋼板の製造方
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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇野 暢芳 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内
Claims (3)
- 【請求項1】 重量(%)でC:0.01%以下,S
i:0.05%以下,Mn:0.5%以下,Al:0.
005〜0.07%を含み残部がFe及び不純物からな
る表層と、重量(%)でC:0.04〜0.2%,S
i:0.05〜0.4%,Mn:0.5〜1.5%,C
r:0.2〜1.5%,Mo:0.1〜1.0%,A
l:0.005〜0.08%を含み残部がFe及び不純
物からなる内層とからなる複層鋳片を連続鋳造で製造
し、該鋳片を930〜1300℃に加熱し、次いで熱間
圧延を仕上げ温度650℃以上で行った後、表面温度で
650〜880℃の範囲から水冷し、その後400〜6
50℃で焼戻し処理することを特徴とする減衰性能の優
れた鋼板の製造方法 - 【請求項2】 表層に重量(%)でTi:0.005〜
0.05%,Nb:0.005〜0.05%,Ca:
0.001〜0.01%のうち少なくとも1種を含有す
ることを特徴とする請求項1記載の減衰性能の優れた鋼
板の製造方法 - 【請求項3】 内層に重量(%)でNi:0.2〜2.
0%,Cu:0.1〜1.5%,Nb:0.005〜
0.1%,V:0.01〜0.1%,Ti:0.005
〜0.1%,B:0.0003〜0.003%,Ca:
0.001〜0.01%のうち少なくとも1種を含有す
ることを特徴とする請求項1または2記載の減衰性能の
優れた鋼板の製造方法
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21494692A JPH0663699A (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 減衰性能の優れた鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21494692A JPH0663699A (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 減衰性能の優れた鋼板の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0663699A true JPH0663699A (ja) | 1994-03-08 |
Family
ID=16664188
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21494692A Withdrawn JPH0663699A (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 減衰性能の優れた鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0663699A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019518875A (ja) * | 2016-04-26 | 2019-07-04 | 宝山鋼鉄股▲分▼有限公司 | 複合防護用鋼板及びその製造方法 |
JP2019519674A (ja) * | 2016-04-26 | 2019-07-11 | 宝山鋼鉄股▲分▼有限公司 | 冷間曲げ加工性能が優れた防護用鋼板及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-08-12 JP JP21494692A patent/JPH0663699A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019518875A (ja) * | 2016-04-26 | 2019-07-04 | 宝山鋼鉄股▲分▼有限公司 | 複合防護用鋼板及びその製造方法 |
JP2019519674A (ja) * | 2016-04-26 | 2019-07-11 | 宝山鋼鉄股▲分▼有限公司 | 冷間曲げ加工性能が優れた防護用鋼板及びその製造方法 |
US10882277B2 (en) | 2016-04-26 | 2021-01-05 | Baoshan Iron & Steel Co., Ltd.d | Protective composite steel plate and method for manufacturing same |
US10894388B2 (en) | 2016-04-26 | 2021-01-19 | Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. | Protective steel plate with excellent cold-bend processing performance and method for manufacturing same |
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