JPH09165646A - 母材及び大入熱ｈａｚの低温靱性に優れた低温で低降伏比を有する低温用建築鋼材 - Google Patents
母材及び大入熱ｈａｚの低温靱性に優れた低温で低降伏比を有する低温用建築鋼材Info
- Publication number
- JPH09165646A JPH09165646A JP32744795A JP32744795A JPH09165646A JP H09165646 A JPH09165646 A JP H09165646A JP 32744795 A JP32744795 A JP 32744795A JP 32744795 A JP32744795 A JP 32744795A JP H09165646 A JPH09165646 A JP H09165646A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- low temperature
- low
- yield ratio
- toughness
- heat input
- 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.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】低温で低降伏比（ＹＲ≦８０％）でかつ高靱性
を有し、さらに大入熱ＨＡＺにおいても低温で高靱性を
示す新耐震設計を可能にする低温低降伏比建築鋼材を提
供する。 【解決手段】重量％で、Ｃ：０．０４〜０．１８％、Ｓ
ｉ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．６〜１．７％、Ｔ
ｉ：０．００５〜０．０１５％、Sol.Ａｌ：０．０５５
〜０．０８％、Ｎ：０．００３％以下、Ｓ：０．００２
％以下、Ｐ：０．０１５％以下、Ｃａ：０．００１〜
０．００３％で、Ｔｉ＋Sol.Ａｌ≧０．０７％を満た
し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、フェライト
とベイナイト主体の混合組織であることを特徴とする母
材及び大入熱ＨＡＺの低温靱性に優れた低温で低降伏比
を有する建築用鋼材。
を有し、さらに大入熱ＨＡＺにおいても低温で高靱性を
示す新耐震設計を可能にする低温低降伏比建築鋼材を提
供する。 【解決手段】重量％で、Ｃ：０．０４〜０．１８％、Ｓ
ｉ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．６〜１．７％、Ｔ
ｉ：０．００５〜０．０１５％、Sol.Ａｌ：０．０５５
〜０．０８％、Ｎ：０．００３％以下、Ｓ：０．００２
％以下、Ｐ：０．０１５％以下、Ｃａ：０．００１〜
０．００３％で、Ｔｉ＋Sol.Ａｌ≧０．０７％を満た
し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、フェライト
とベイナイト主体の混合組織であることを特徴とする母
材及び大入熱ＨＡＺの低温靱性に優れた低温で低降伏比
を有する建築用鋼材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、新耐震設計法で設
計される建築分野において、例えば低温倉庫などの使用
環境温度が室温以下の建築物に用いられる、低温で低降
伏比を有し母材及び大入熱溶接熱影響部（ＨＡＺ）の低
温靱性に優れた建築用鋼材に関する。
計される建築分野において、例えば低温倉庫などの使用
環境温度が室温以下の建築物に用いられる、低温で低降
伏比を有し母材及び大入熱溶接熱影響部（ＨＡＺ）の低
温靱性に優れた建築用鋼材に関する。
【０００２】
【従来の技術】昭和５６年に改正施行された建築物の耐
震設計法は、それまでの構造体各部に生ずる応力度を鋼
材の降伏点以内に留めるという弾性設計に変えて、鋼材
が降伏後最大強さに達するまでの塑性域での変形能力を
活用して、地震入力エネルギーを吸収させ、建築物の耐
震安全性を確保しようとするものである。このことか
ら、新耐震設計法が適用される建築物の鋼材は、降伏後
の変形能を表わすパラメータである降伏比（ＹＲ値）が
低いこと、すなわち低降伏比が求められるようになっ
た。オフィスや住宅用の建築物、いわゆるビルは常温で
使用されるため、上述の耐震設計法も常温を前提になさ
れている。したがって、従来の低降伏比鋼も常温（０〜
３０℃）でのＹＲ値が８０％以下あるいは７５％以下に
なるように製造されている。建築物の中には、低温用倉
庫のように使用温度が低温であるような建築物がある。
例えば、まぐろ用の冷凍倉庫は−５５℃で使用される。
そのような低温用建築物にも新耐震設計法を適用し耐震
安全性を確保するためには、低温で低降伏比を有する鋼
材が必要となる。しかし、従来の低降伏比鋼は常温での
使用を前提としているため常温の降伏比は示されてはい
るものの、低温での降伏比は明らかでない。
震設計法は、それまでの構造体各部に生ずる応力度を鋼
材の降伏点以内に留めるという弾性設計に変えて、鋼材
が降伏後最大強さに達するまでの塑性域での変形能力を
活用して、地震入力エネルギーを吸収させ、建築物の耐
震安全性を確保しようとするものである。このことか
ら、新耐震設計法が適用される建築物の鋼材は、降伏後
の変形能を表わすパラメータである降伏比（ＹＲ値）が
低いこと、すなわち低降伏比が求められるようになっ
た。オフィスや住宅用の建築物、いわゆるビルは常温で
使用されるため、上述の耐震設計法も常温を前提になさ
れている。したがって、従来の低降伏比鋼も常温（０〜
３０℃）でのＹＲ値が８０％以下あるいは７５％以下に
なるように製造されている。建築物の中には、低温用倉
庫のように使用温度が低温であるような建築物がある。
例えば、まぐろ用の冷凍倉庫は−５５℃で使用される。
そのような低温用建築物にも新耐震設計法を適用し耐震
安全性を確保するためには、低温で低降伏比を有する鋼
材が必要となる。しかし、従来の低降伏比鋼は常温での
使用を前提としているため常温の降伏比は示されてはい
るものの、低温での降伏比は明らかでない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、従来の低降伏比鋼の低温での引張特性並びに靱性に
ついて検討した。多くの低降伏比鋼は低降伏比を得るた
めに粗粒であり、そのため低温靱性が低く、たとえば−
５５℃使用の低温用倉庫には使用できないことがわかっ
た。低温靱性に優れた低降伏比鋼に関する従来技術とし
て、特開平２−１９７５２２号公報や特開平５−２１４
４０号公報が報告されている。両公報に記載された発明
に沿って試作した鋼の低温引張特性について調べると、
たとえば−５５℃では降伏比が８０％以上になってしま
うことが判明した。さらに、建築用鋼材が具備すべき特
性として、母材特性に加えて溶接継手性能がある。近
年、柱等の組立では、施工能率の向上を目的に、大入熱
サブマージアーク溶接（ＳＡＷ）による一層溶接が主流
となりつつある。一般に、入熱量の増加とともにＨＡＺ
靱性が劣化するため、大入熱ＨＡＺの靱性改善は、重要
な課題である。
は、従来の低降伏比鋼の低温での引張特性並びに靱性に
ついて検討した。多くの低降伏比鋼は低降伏比を得るた
めに粗粒であり、そのため低温靱性が低く、たとえば−
５５℃使用の低温用倉庫には使用できないことがわかっ
た。低温靱性に優れた低降伏比鋼に関する従来技術とし
て、特開平２−１９７５２２号公報や特開平５−２１４
４０号公報が報告されている。両公報に記載された発明
に沿って試作した鋼の低温引張特性について調べると、
たとえば−５５℃では降伏比が８０％以上になってしま
うことが判明した。さらに、建築用鋼材が具備すべき特
性として、母材特性に加えて溶接継手性能がある。近
年、柱等の組立では、施工能率の向上を目的に、大入熱
サブマージアーク溶接（ＳＡＷ）による一層溶接が主流
となりつつある。一般に、入熱量の増加とともにＨＡＺ
靱性が劣化するため、大入熱ＨＡＺの靱性改善は、重要
な課題である。
【０００４】以上のことから、本発明が解決しようとす
る課題は、低温で低降伏比（ＹＲ≦８０％）でかつ高靱
性を有し、さらに大入熱ＨＡＺにおいても低温で高靱性
を示す新耐震設計を可能にする低温低降伏比建築鋼材を
提供するものである。
る課題は、低温で低降伏比（ＹＲ≦８０％）でかつ高靱
性を有し、さらに大入熱ＨＡＺにおいても低温で高靱性
を示す新耐震設計を可能にする低温低降伏比建築鋼材を
提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、第１の発明は、重量％で、Ｃ：０．０４〜０．１８
％、Ｓｉ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．６〜１．７
％、Ｔｉ：０．００５〜０．０１５％、Ｓｏｌ．Ａｌ：
０．０５５〜０．０８％、Ｎ：０．００３％以下、Ｓ：
０．００２％以下、Ｐ：０．０１５％以下、Ｃａ：０．
００１〜０．００３％で、Ｔｉ＋Ｓｏｌ．Ａｌ≧０．０
７％を満たし、残部Ｆｅ及び不可避的な不純物からな
り、フェライトとベイナイト主体の混合組織であること
を特徴とする母材及び大入熱ＨＡＺの低温靱性に優れた
低温で低降伏比を有する建築用鋼材である。
に、第１の発明は、重量％で、Ｃ：０．０４〜０．１８
％、Ｓｉ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．６〜１．７
％、Ｔｉ：０．００５〜０．０１５％、Ｓｏｌ．Ａｌ：
０．０５５〜０．０８％、Ｎ：０．００３％以下、Ｓ：
０．００２％以下、Ｐ：０．０１５％以下、Ｃａ：０．
００１〜０．００３％で、Ｔｉ＋Ｓｏｌ．Ａｌ≧０．０
７％を満たし、残部Ｆｅ及び不可避的な不純物からな
り、フェライトとベイナイト主体の混合組織であること
を特徴とする母材及び大入熱ＨＡＺの低温靱性に優れた
低温で低降伏比を有する建築用鋼材である。
【０００６】第２の発明は、重量％で、Ｃ：０．０４〜
０．１８％、Ｓｉ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．６
〜１．７％、Ｔｉ：０．００５〜０．０１５％、Ｓｏ
ｌ．Ａｌ：０．０５５〜０．０８％、Ｎ：０．００３％
以下、Ｓ：０．００２％以下、Ｐ：０．０１５％以下、
Ｃａ：０．００１〜０．００３％に加えて、Ｃｕ：０．
０５〜０．３％、Ｎｉ：０．０５〜０．３％、Ｎｂ：
０．００５〜０．０１５％、Ｖ：０．００５〜０．０１
５％のうち、１種または２種以上含有し、Ｔｉ＋Ｓｏ
ｌ．Ａｌ≧０．０７％を満たし、残部Ｆｅ及び不可避的
不純物からなり、フェライトとベイナイト主体の混合組
織であることを特徴とする母材及び大入熱ＨＡＺの低温
靱性に優れた低温で低降伏比を有する建築用鋼材であ
る。
０．１８％、Ｓｉ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．６
〜１．７％、Ｔｉ：０．００５〜０．０１５％、Ｓｏ
ｌ．Ａｌ：０．０５５〜０．０８％、Ｎ：０．００３％
以下、Ｓ：０．００２％以下、Ｐ：０．０１５％以下、
Ｃａ：０．００１〜０．００３％に加えて、Ｃｕ：０．
０５〜０．３％、Ｎｉ：０．０５〜０．３％、Ｎｂ：
０．００５〜０．０１５％、Ｖ：０．００５〜０．０１
５％のうち、１種または２種以上含有し、Ｔｉ＋Ｓｏ
ｌ．Ａｌ≧０．０７％を満たし、残部Ｆｅ及び不可避的
不純物からなり、フェライトとベイナイト主体の混合組
織であることを特徴とする母材及び大入熱ＨＡＺの低温
靱性に優れた低温で低降伏比を有する建築用鋼材であ
る。
【０００７】本発明において、“低温”とは０℃以下を
いう。“フェライトとベイナイト主体の混合組織”とは
厳密な意味でのフェライトとベイナイト主体の２相組織
に限らず、２相組織の特性を備えているものであれば、
他の組織が一部含まれているものでもよい。例えば、フ
ェライトとベイナイトの混合組織中での微量パーライト
の存在が、フェライトとベイナイトの混合組織の持つ低
温低降伏比の特徴を損なうには至らないため、本発明で
はフェライトとベイナイトの混合組織中に微量パーライ
トが存在する組織もフェライトとベイナイトの混合組織
に含むものとする。
いう。“フェライトとベイナイト主体の混合組織”とは
厳密な意味でのフェライトとベイナイト主体の２相組織
に限らず、２相組織の特性を備えているものであれば、
他の組織が一部含まれているものでもよい。例えば、フ
ェライトとベイナイトの混合組織中での微量パーライト
の存在が、フェライトとベイナイトの混合組織の持つ低
温低降伏比の特徴を損なうには至らないため、本発明で
はフェライトとベイナイトの混合組織中に微量パーライ
トが存在する組織もフェライトとベイナイトの混合組織
に含むものとする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。ま
ず、本発明に係る低温用建築鋼材の金属組織は、低温で
の降伏比を下げるためにフェライトとベイナイト主体の
混合組織とする。このことは本発明者の実験により明ら
かとなった。すなわち、本発明者らは、ミクロ組織と低
温でのＹＲ値（降伏比）の関係を検討した。その結果を
図１に示す。図１から、引張試験温度が低温になるほど
降伏比が上昇するが、フェライトとベイナイトの混合組
織がフェライトとベイナイトの２相組織よりも低温での
降伏比の上昇程度が低い。なお、“α＋Ｂ”はフェライ
トとベイナイトの混合組織、“α＋Ｐ”はフェライトと
パーライトの２相組織を示す。以上のことから、低温で
低降伏比（ＹＲ≦８０％）を示す新耐震設計を可能にす
る低温低降伏比建築鋼材の必要条件は、フェライトとベ
イナイト主体の混合組織の特徴を有するものであるこが
わかった。また、結晶粒が変化した場合でもこの組織に
よる傾向は変わらない。
ず、本発明に係る低温用建築鋼材の金属組織は、低温で
の降伏比を下げるためにフェライトとベイナイト主体の
混合組織とする。このことは本発明者の実験により明ら
かとなった。すなわち、本発明者らは、ミクロ組織と低
温でのＹＲ値（降伏比）の関係を検討した。その結果を
図１に示す。図１から、引張試験温度が低温になるほど
降伏比が上昇するが、フェライトとベイナイトの混合組
織がフェライトとベイナイトの２相組織よりも低温での
降伏比の上昇程度が低い。なお、“α＋Ｂ”はフェライ
トとベイナイトの混合組織、“α＋Ｐ”はフェライトと
パーライトの２相組織を示す。以上のことから、低温で
低降伏比（ＹＲ≦８０％）を示す新耐震設計を可能にす
る低温低降伏比建築鋼材の必要条件は、フェライトとベ
イナイト主体の混合組織の特徴を有するものであるこが
わかった。また、結晶粒が変化した場合でもこの組織に
よる傾向は変わらない。
【０００９】さらに本発明は、微量Ｔｉ（0.005%≦Ｔｉ
≦0.015%）とＡｌ（0.055%≦Ａｌ≦0.08% ）を添加して
固溶Ｎを低減し（Ｎ≦0.003%）、もって低温での低降伏
比化を図る。このことも本発明者の実験によって明らか
となった。すなわち、本発明者らは、Ｔｉ，Ｓｏｌ．Ａ
ｌの含有量を変化させた鋼を用いて、フェライトとベイ
ナイト組織の−６０℃での降伏比を調べた。その結果を
図２に示す。図２から、Ｔｉ＋Ｓｏｌ．Ａｌ量を０．０
７％以上にすることで、−６０℃での降伏比が７５％以
下となり、微量ＴｉとＡｌの添加が低温での低降伏比化
を向上させることを見い出した。その冶金的原理に関し
ては、Ｔｉ，Ａｌは、Ｎとの親和力が強く、鋼中に含ま
れる固溶Ｎを低減させる効果がある。固溶Ｎは、変形中
に転位を固着し降伏点を上昇させるため、微量ＴｉとＡ
ｌの添加により固溶Ｎの低減が図られ、低温での低降伏
比化に有効であることがわかった。
≦0.015%）とＡｌ（0.055%≦Ａｌ≦0.08% ）を添加して
固溶Ｎを低減し（Ｎ≦0.003%）、もって低温での低降伏
比化を図る。このことも本発明者の実験によって明らか
となった。すなわち、本発明者らは、Ｔｉ，Ｓｏｌ．Ａ
ｌの含有量を変化させた鋼を用いて、フェライトとベイ
ナイト組織の−６０℃での降伏比を調べた。その結果を
図２に示す。図２から、Ｔｉ＋Ｓｏｌ．Ａｌ量を０．０
７％以上にすることで、−６０℃での降伏比が７５％以
下となり、微量ＴｉとＡｌの添加が低温での低降伏比化
を向上させることを見い出した。その冶金的原理に関し
ては、Ｔｉ，Ａｌは、Ｎとの親和力が強く、鋼中に含ま
れる固溶Ｎを低減させる効果がある。固溶Ｎは、変形中
に転位を固着し降伏点を上昇させるため、微量ＴｉとＡ
ｌの添加により固溶Ｎの低減が図られ、低温での低降伏
比化に有効であることがわかった。
【００１０】他方、大入熱溶接ＨＡＺにおいて、Ｔｉ及
びＡｌは窒化物の析出によりＨＡＺの組織粗大化を抑制
するとともに固溶Ｎを低減させ、ＨＡＺ靱性の向上に有
効である。Ｔｉ＜０．００５％、あるいはＳｏｌ．Ａｌ
＜０．０５５％では、固溶Ｎ低減による低温低降伏比化
及びＨＡＺ靱性向上への効果が発揮されない。Ｔｉ＞
０．０１５％、あるいはＳｏｌ．Ａｌ＞０．０８％で
は、炭窒化物の多量の析出により母材及び大入熱ＨＡＺ
の靱性劣化を招く。したがって、Ｔｉを０．００５％以
上０．０１５％以下、Ｓｏｌ．Ａｌを０．０５５％以上
０．０８％以下に限定した。
びＡｌは窒化物の析出によりＨＡＺの組織粗大化を抑制
するとともに固溶Ｎを低減させ、ＨＡＺ靱性の向上に有
効である。Ｔｉ＜０．００５％、あるいはＳｏｌ．Ａｌ
＜０．０５５％では、固溶Ｎ低減による低温低降伏比化
及びＨＡＺ靱性向上への効果が発揮されない。Ｔｉ＞
０．０１５％、あるいはＳｏｌ．Ａｌ＞０．０８％で
は、炭窒化物の多量の析出により母材及び大入熱ＨＡＺ
の靱性劣化を招く。したがって、Ｔｉを０．００５％以
上０．０１５％以下、Ｓｏｌ．Ａｌを０．０５５％以上
０．０８％以下に限定した。
【００１１】Ｎは、鋼中に固溶Ｎや窒化物系介在物（Ｔ
ｉＮ，ＡｌＮ等）として存在する。上記のように、固溶
Ｎは、変形中に転位を固着し、降伏比を上昇させる。本
願は、Ｔｉ及びＡｌの添加により固溶Ｎを窒化物として
固定し、低温での降伏比の上昇を抑えることを特徴とし
ている。しかし、Ｎ＞０．００３％では、Ｔｉ，Ａｌの
添加による窒化物の増加が、母材靱性の劣化及び清浄度
の悪化を招く。したがって、Ｎを０．００３％以下に限
定した。
ｉＮ，ＡｌＮ等）として存在する。上記のように、固溶
Ｎは、変形中に転位を固着し、降伏比を上昇させる。本
願は、Ｔｉ及びＡｌの添加により固溶Ｎを窒化物として
固定し、低温での降伏比の上昇を抑えることを特徴とし
ている。しかし、Ｎ＞０．００３％では、Ｔｉ，Ａｌの
添加による窒化物の増加が、母材靱性の劣化及び清浄度
の悪化を招く。したがって、Ｎを０．００３％以下に限
定した。
【００１２】つぎに、その他の元素の添加理由及び添加
範囲を限定した理由は、溶接構造用鋼が所要の特性を得
るためのものである。すなわち、Ｃは、最も安価な元素
で強度向上に有効な元素であるが、０．１８％を越えて
添加すると溶接性が著しく低下する。０．０４％未満で
は、厚物で強度が不足し、多量の合金元素が必要とな
り、コスト高を招く。したがって、Ｃは、０．０４％以
上０．１８％以下に限定した。
範囲を限定した理由は、溶接構造用鋼が所要の特性を得
るためのものである。すなわち、Ｃは、最も安価な元素
で強度向上に有効な元素であるが、０．１８％を越えて
添加すると溶接性が著しく低下する。０．０４％未満で
は、厚物で強度が不足し、多量の合金元素が必要とな
り、コスト高を招く。したがって、Ｃは、０．０４％以
上０．１８％以下に限定した。
【００１３】Ｓｉは、鋼材の強度、溶鋼の予備脱酸に必
要な元素である。予備脱酸のためには、０．０５％以上
の添加が必要である。０．４％を越える過剰の添加は、
鋼材の靱性、溶接熱影響部靱性を劣化させる。したがっ
て、Ｓｉ量は０．０５％以上０．４％以下に限定した。
要な元素である。予備脱酸のためには、０．０５％以上
の添加が必要である。０．４％を越える過剰の添加は、
鋼材の靱性、溶接熱影響部靱性を劣化させる。したがっ
て、Ｓｉ量は０．０５％以上０．４％以下に限定した。
【００１４】Ｍｎは、母材の強度を確保するため、必要
な元素である。０．６％未満では、厚物で強度が不足
し、多量の合金元素の添加が必要となり、溶接性の劣化
を招く。また、Ｍｎは中央偏析しやすい元素であり、
１．７％を越えて添加すると、板厚中央は著しく脆化す
る。したがって、Ｍｎは、０．６％以上１．７％以下に
限定した。
な元素である。０．６％未満では、厚物で強度が不足
し、多量の合金元素の添加が必要となり、溶接性の劣化
を招く。また、Ｍｎは中央偏析しやすい元素であり、
１．７％を越えて添加すると、板厚中央は著しく脆化す
る。したがって、Ｍｎは、０．６％以上１．７％以下に
限定した。
【００１５】Ｃａは、鋼中のＳと化合してＣａＳを形成
する。ＣａＳは圧延後も球状であるため、板厚方向の延
靱性を向上せしめる。さらに、大入熱ＨＡＺでＣａＳが
核となり、粒内フェライトの生成を促し、ＨＡＺ靱性の
向上に有効である。Ｃａ＜０．００１％では、上記の効
果が発揮されない。Ｃａ＞０．００３％では、ＣａＳク
ラスターを形成し、鋼の靱性、溶接性を著しく劣化させ
る。したがって、Ｃａを０．００１％以上０．００３％
以下に限定した。
する。ＣａＳは圧延後も球状であるため、板厚方向の延
靱性を向上せしめる。さらに、大入熱ＨＡＺでＣａＳが
核となり、粒内フェライトの生成を促し、ＨＡＺ靱性の
向上に有効である。Ｃａ＜０．００１％では、上記の効
果が発揮されない。Ｃａ＞０．００３％では、ＣａＳク
ラスターを形成し、鋼の靱性、溶接性を著しく劣化させ
る。したがって、Ｃａを０．００１％以上０．００３％
以下に限定した。
【００１６】Ｓは、上述したように、Ｃａと化合しＣａ
Ｓを形成する。０．００２％を超えて含有していると、
ＣａＳのクラスターを形成し、鋼の靱性、溶接性を著し
く劣化させる。したがって、Ｓ含有量は、０．００２％
以下に規制した。
Ｓを形成する。０．００２％を超えて含有していると、
ＣａＳのクラスターを形成し、鋼の靱性、溶接性を著し
く劣化させる。したがって、Ｓ含有量は、０．００２％
以下に規制した。
【００１７】Ｐは、非常に中央偏析しやすい元素であ
り、０．０１５％を越えて含有していると、板厚中央部
を著しく硬化させるため、Ｐを０．０１５％以下に規制
した。Ｎｂ，Ｖ，Ｃｕ，Ｎｉは、高強度化に有効な元素
であるが、Ｎｂ＜０．００５％、Ｖ＜０．００５％、Ｃ
ｕ＜０．０５％、Ｎｉ＜０．０５％では、明瞭な強度上
昇効果が見られない。したがって、これらの元素の下限
としては、Ｎｂは０．００５％以上、Ｖは０．００５％
以上、Ｃｕは０．０５％以上、Ｎｉは０．０５％以上で
あることが望ましい。上限としては、下記の理由に拠
る。
り、０．０１５％を越えて含有していると、板厚中央部
を著しく硬化させるため、Ｐを０．０１５％以下に規制
した。Ｎｂ，Ｖ，Ｃｕ，Ｎｉは、高強度化に有効な元素
であるが、Ｎｂ＜０．００５％、Ｖ＜０．００５％、Ｃ
ｕ＜０．０５％、Ｎｉ＜０．０５％では、明瞭な強度上
昇効果が見られない。したがって、これらの元素の下限
としては、Ｎｂは０．００５％以上、Ｖは０．００５％
以上、Ｃｕは０．０５％以上、Ｎｉは０．０５％以上で
あることが望ましい。上限としては、下記の理由に拠
る。
【００１８】ＮｂはＮｂ（ＣＮ）、ＶはＶＣが析出し、
高強度化に寄与するが、０．０１５％を超えるＮｂの添
加、０．０１５％を超えるＶの添加は、降伏比を著しく
上昇させる。したがって、Ｎｂを０．００５％以上０．
０１５％以下、Ｖを０．００５％以上０．０１５％以下
であることが望ましい。
高強度化に寄与するが、０．０１５％を超えるＮｂの添
加、０．０１５％を超えるＶの添加は、降伏比を著しく
上昇させる。したがって、Ｎｂを０．００５％以上０．
０１５％以下、Ｖを０．００５％以上０．０１５％以下
であることが望ましい。
【００１９】Ｃｕ，Ｎｉは、固溶強化や焼入性向上を通
じて、高強度化に寄与する。０．３％を超えるＣｕの添
加は、著しくＣｕ割れの発生の危険性を増大させる。Ｎ
ｉは、高価な元素であり、コストの観点から、上限を
０．３％とした。したがって、Ｃｕを０．０５％以上
０．３％以下、Ｎｉを０．０５％以上０．３％以下に限
定した。
じて、高強度化に寄与する。０．３％を超えるＣｕの添
加は、著しくＣｕ割れの発生の危険性を増大させる。Ｎ
ｉは、高価な元素であり、コストの観点から、上限を
０．３％とした。したがって、Ｃｕを０．０５％以上
０．３％以下、Ｎｉを０．０５％以上０．３％以下に限
定した。
【００２０】この組成を有する鋼材は熱間圧延後加速冷
却を施すことによりフェライトとベイナイトの混合組織
とすることができる。その製造条件は、当業者が適宜設
定することができる。このようにして得られた鋼材は、
大入熱ＨＡＺ靱性に優れ低温で低降伏比を有するので、
建築用鋼材として極めて有効である。
却を施すことによりフェライトとベイナイトの混合組織
とすることができる。その製造条件は、当業者が適宜設
定することができる。このようにして得られた鋼材は、
大入熱ＨＡＺ靱性に優れ低温で低降伏比を有するので、
建築用鋼材として極めて有効である。
【００２１】
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。表１に、供
試鋼板の化学成分を示す。表２に、供試鋼板の母材の組
織、引張特性、母材とＨＡＺの靱性を示す。引張試験片
は、板厚１／４ｔからＣ方向に採取したＪＩＳ４号、ま
たはＪＩＳ１４Ａ号である。また、母材のＶノッチシャ
ルピー衝撃試験片は、板厚１／４ｔからＬ方向に採取し
た。大入熱ＨＡＺ靱性を調査するために、柱の実施工溶
接と同様、大入熱ＳＡＷで溶接した角継手を作成した。
ＳＡＷ角溶接は、開先角度４０℃のＶ開先を２電極で１
層溶接したものであり、溶接入熱は、鋼板板厚に応じて
１０ｋＪ／ｍｍ（板厚１２ｍｍの時）〜３０ｋＪ／ｍｍ
（板厚４０ｍｍの時）で実施した。図３に示すように２
ｍｍＶノッチシャルピー衝撃試験片をウェブ側の表層下
７ｍｍを中心に採取し、ノッチ位置は溶接ボンドから１
ｍｍに設けた。ｖＥ−６０は、Ｎ数３の平均値である。
試鋼板の化学成分を示す。表２に、供試鋼板の母材の組
織、引張特性、母材とＨＡＺの靱性を示す。引張試験片
は、板厚１／４ｔからＣ方向に採取したＪＩＳ４号、ま
たはＪＩＳ１４Ａ号である。また、母材のＶノッチシャ
ルピー衝撃試験片は、板厚１／４ｔからＬ方向に採取し
た。大入熱ＨＡＺ靱性を調査するために、柱の実施工溶
接と同様、大入熱ＳＡＷで溶接した角継手を作成した。
ＳＡＷ角溶接は、開先角度４０℃のＶ開先を２電極で１
層溶接したものであり、溶接入熱は、鋼板板厚に応じて
１０ｋＪ／ｍｍ（板厚１２ｍｍの時）〜３０ｋＪ／ｍｍ
（板厚４０ｍｍの時）で実施した。図３に示すように２
ｍｍＶノッチシャルピー衝撃試験片をウェブ側の表層下
７ｍｍを中心に採取し、ノッチ位置は溶接ボンドから１
ｍｍに設けた。ｖＥ−６０は、Ｎ数３の平均値である。
【００２２】表２において、フェライトとベイナイトの
２相組織を有した発明鋼Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｅ
１，Ｆ１，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊは、−６０℃でのＹＲ値が７
５％以下、母材のｖＥ−６０が２００Ｊ以上、ＨＡＺの
ｖＥ−６０が１００Ｊ以上であり、優れた低温低降伏比
かつ母材、ＨＡＺでの高い低温靱性を示している。フェ
ライトとパーライトの２相組織である比較鋼Ａ２，Ｂ
２，Ｃ２，Ｄ２，Ｅ２，Ｆ２は、−６０℃でのＹＲ値が
８０％を越えている。フェライトとベイナイトの２相組
織を有しＴｉ＋Ｓｏｌ．Ａｌ＜０．０７％の比較鋼Ｋ，
Ｌ，Ｍ，Ｎは、−６０℃でのＹＲ値が７５〜８０％と高
めである。ＨＡＺのｖＥ−６０も５０Ｊ以下と低い。Ｔ
ｉ＋Ｓｏｌ．Ａｌ≧０．０７％は満たすもののＳｏｌ．
Ａｌ＞０．０８％である比較鋼Ｏ、Ｔｉ＞０．０１５％
である比較鋼Ｐ、Ｎ＞０．００３％であるＱは、−６０
℃でのＹＲ値が７５％以下であるが、母材のｖＥ−６０
が４２〜６７ＪとＨＡＺのｖＥ−６０が２７〜４８Ｊで
ある。
２相組織を有した発明鋼Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｅ
１，Ｆ１，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊは、−６０℃でのＹＲ値が７
５％以下、母材のｖＥ−６０が２００Ｊ以上、ＨＡＺの
ｖＥ−６０が１００Ｊ以上であり、優れた低温低降伏比
かつ母材、ＨＡＺでの高い低温靱性を示している。フェ
ライトとパーライトの２相組織である比較鋼Ａ２，Ｂ
２，Ｃ２，Ｄ２，Ｅ２，Ｆ２は、−６０℃でのＹＲ値が
８０％を越えている。フェライトとベイナイトの２相組
織を有しＴｉ＋Ｓｏｌ．Ａｌ＜０．０７％の比較鋼Ｋ，
Ｌ，Ｍ，Ｎは、−６０℃でのＹＲ値が７５〜８０％と高
めである。ＨＡＺのｖＥ−６０も５０Ｊ以下と低い。Ｔ
ｉ＋Ｓｏｌ．Ａｌ≧０．０７％は満たすもののＳｏｌ．
Ａｌ＞０．０８％である比較鋼Ｏ、Ｔｉ＞０．０１５％
である比較鋼Ｐ、Ｎ＞０．００３％であるＱは、−６０
℃でのＹＲ値が７５％以下であるが、母材のｖＥ−６０
が４２〜６７ＪとＨＡＺのｖＥ−６０が２７〜４８Ｊで
ある。
【００２３】なお、製造方法については、フェライトと
ベイナイトの混合組織とするために、γ域に加熱後熱間
圧延し、加速冷却することで製造した。また、フェライ
トとパーライトの２相組織とするためには、熱間圧延
後、放冷した。
ベイナイトの混合組織とするために、γ域に加熱後熱間
圧延し、加速冷却することで製造した。また、フェライ
トとパーライトの２相組織とするためには、熱間圧延
後、放冷した。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
【発明の効果】以上の結果から明らかなように、本発明
に係る鋼材は、低温（０〜−６０℃）で低ＹＲ値を示
し、かつ母材及びＨＡＺで高い低温靱性を有するため、
低温で使用される建築構造物の新耐震設計を可能にす
る。したがって、建造物の安全性が増す。また、鋼材の
大量生産が可能で、しかも価格も安く、大入熱溶接施工
が可能で建設工期も短縮でき、全体として建設費が低廉
で済む。
に係る鋼材は、低温（０〜−６０℃）で低ＹＲ値を示
し、かつ母材及びＨＡＺで高い低温靱性を有するため、
低温で使用される建築構造物の新耐震設計を可能にす
る。したがって、建造物の安全性が増す。また、鋼材の
大量生産が可能で、しかも価格も安く、大入熱溶接施工
が可能で建設工期も短縮でき、全体として建設費が低廉
で済む。
【図１】引張試験温度と降伏比（＝上降伏比／引張強
度）の関係を示した図。
度）の関係を示した図。
【図２】フェライトとベイナイト組織における−６０℃
での降伏比とＴｉ＋Ｓｏｌ．Ａｌ量との関係。
での降伏比とＴｉ＋Ｓｏｌ．Ａｌ量との関係。
【図３】大入熱ＳＡＷで作成した角継手のＶノッチシャ
ルピー衝撃試験片の採取位置とノッチ位置。
ルピー衝撃試験片の採取位置とノッチ位置。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．０４〜０．１８％、
Ｓｉ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．６〜１．７％、
Ｔｉ：０．００５〜０．０１５％、Sol.Ａｌ：０．０５
５〜０．０８％、Ｎ：０．００３％以下、Ｓ：０．００
２％以下、Ｐ：０．０１５％以下、Ｃａ：０．００１〜
０．００３％で、Ｔｉ＋Sol.Ａｌ≧０．０７％を満た
し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、フェライト
とベイナイト主体の混合組織であることを特徴とする母
材及び大入熱ＨＡＺの低温靱性に優れた低温で低降伏比
を有する建築用鋼材。 - 【請求項２】 重量％で、Ｃ：０．０４〜０．１８％、
Ｓｉ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．６〜１．７％、
Ｔｉ：０．００５〜０．０１５％、Sol.Ａｌ：０．０５
５〜０．０８％、Ｎ：０．００３％以下、Ｓ：０．００
２％以下、Ｐ：０．０１５％以下、Ｃａ：０．００１〜
０．００３％に加えて、Ｃｕ：０．０５〜０．３％、Ｎ
ｉ：０．０５〜０．３％、Ｎｂ：０．００５〜０．０１
５％、及びＶ：０．００５〜０．０１５％からなる群か
ら選択された１種または２種以上含有し、Ｔｉ＋Sol.Ａ
ｌ≧０．０７％を満たし、残部Ｆｅ及び不可避的不純物
からなり、フェライトとベイナイト主体の混合組織であ
ることを特徴とする母材及び大入熱ＨＡＺの低温靱性に
優れた低温で低降伏比を有する建築用鋼材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32744795A JPH09165646A (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 母材及び大入熱ｈａｚの低温靱性に優れた低温で低降伏比を有する低温用建築鋼材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32744795A JPH09165646A (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 母材及び大入熱ｈａｚの低温靱性に優れた低温で低降伏比を有する低温用建築鋼材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09165646A true JPH09165646A (ja) | 1997-06-24 |
Family
ID=18199273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32744795A Pending JPH09165646A (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 母材及び大入熱ｈａｚの低温靱性に優れた低温で低降伏比を有する低温用建築鋼材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09165646A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006009109A (ja) * | 2004-06-28 | 2006-01-12 | Kobe Steel Ltd | 溶接継手部の低温靭性に優れた鋼板 |
| JP2016509130A (ja) * | 2013-01-22 | 2016-03-24 | 宝山鋼鉄股▲分▼有限公司 | 低降伏比を有する超高強靭鋼板及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-12-15 JP JP32744795A patent/JPH09165646A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006009109A (ja) * | 2004-06-28 | 2006-01-12 | Kobe Steel Ltd | 溶接継手部の低温靭性に優れた鋼板 |
| JP4637516B2 (ja) * | 2004-06-28 | 2011-02-23 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶接継手部の低温靭性に優れた鋼板 |
| JP2016509130A (ja) * | 2013-01-22 | 2016-03-24 | 宝山鋼鉄股▲分▼有限公司 | 低降伏比を有する超高強靭鋼板及びその製造方法 |
| US10801090B2 (en) | 2013-01-22 | 2020-10-13 | Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. | Ultra high obdurability steel plate having low yield ratio and process of manufacturing same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4252974B2 (ja) | クラッド鋼用母材および該クラッド鋼用母材を用いたクラッド鋼の製造方法 | |
| JP2857318B2 (ja) | 高張力鋼用溶接ワイヤ | |
| 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 | |
| JP3214281B2 (ja) | 低温用建築鋼材 | |
| JP7031796B2 (ja) | クラッド鋼板及びその製造方法 | |
| JPH09165646A (ja) | 母材及び大入熱ｈａｚの低温靱性に優れた低温で低降伏比を有する低温用建築鋼材 | |
| JPS62149850A (ja) | 溶接性及び大入溶接継手性能にすぐれた耐候性鋼 | |
| JPH11189840A (ja) | 耐水素誘起割れ性に優れたラインパイプ用高強度鋼板およびその製造方法 | |
| JP3233829B2 (ja) | スポット溶接部の遅れ破壊特性の優れた高強度ｐｃ鋼棒およびその製造方法 | |
| JP3975882B2 (ja) | 溶接部の加工性並びに靭性に優れた高耐食性低強度ステンレス鋼とその溶接継手 | |
| JPH05186820A (ja) | 伸び特性の優れた高靱性高強度鋼の製造法 | |
| JPH0252196A (ja) | 耐火鋼用溶接ワイヤ | |
| JP3289594B2 (ja) | 耐火性に優れ、高歪速度変形時でも低降伏比を示し、かつ繰り返し塑性変形後も高靭性の耐震性建築鋼材 | |
| JP3598600B2 (ja) | 高強度高靱性を有する溶接金属とその形成方法 | |
| JP2546954B2 (ja) | 耐火性の優れた建築用高張力鋼の製造方法 | |
| JPH04313488A (ja) | 高張力鋼用ティグ溶接ワイヤ | |
| JPH08277440A (ja) | 電子ビーム溶接部の耐応力腐食割れ性に優れた高強度鋼およびその鋼構造体の製造法 | |
| JPH10204584A (ja) | 耐溶融亜鉛メッキ割れ性に優れた調質型耐震鋼材 | |
| JP3390234B2 (ja) | 大入熱溶接特性に優れた鋼材 | |
| JPH05245658A (ja) | 母材の脆性破壊伝播停止特性に優れたオーステナイト系ステンレスクラッド鋼板の製造方法 | |
| JP2962110B2 (ja) | ボックス柱用低降伏比高張力鋼板の製造方法 | |
| JPH09287052A (ja) | 水中溶接性と靱性に優れた鋼矢板 | |
| JPS62256947A (ja) | 溶接性及び低温靭性に優れた調質高燐型耐候性鋼板 | |
| JP2020204092A (ja) | 大入熱溶接用高強度鋼板 | |
| JPH0553856B2 (ja) |