JPH1112650A - 靭性の優れた低降伏点鋼の製造方法 - Google Patents
靭性の優れた低降伏点鋼の製造方法Info
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- JPH1112650A JPH1112650A JP18457697A JP18457697A JPH1112650A JP H1112650 A JPH1112650 A JP H1112650A JP 18457697 A JP18457697 A JP 18457697A JP 18457697 A JP18457697 A JP 18457697A JP H1112650 A JPH1112650 A JP H1112650A
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Abstract
することなしに、建築物の地震時のエネルギー吸収デバ
イス用としての靭性の優れた低降伏点鋼を得る。 【解決手段】 重量%で、C :0.1%以下、Si:
0.4%以下、Mn:1.5%以下、P :0.025
%以下、S :0.015%以下、Al:0.06%以
下、Ti:0.005〜0.4%、B :0.0005
〜0.003%、N :0.006%以下、残部が鉄お
よび不可避的不純物からなり、かつ、重量%で表した
C、Ti、N量間の関係が−0.05%≦C−(Ti−
3.4N)/4≦0.01%を満足する成分を有する鋼
片あるいは鋳片を1050〜1200℃の温度に加熱
後、850℃以上の温度で熱間圧延し、その後必要に応
じ900〜1000℃の温度で焼準処理する。
Description
る建物への入力エネルギーを特定の部位に吸収させ耐震
性能を確保するためのエネルギー吸収デバイス用鋼とし
て、靭性の優れた低降伏点鋼の製造方法に関するもので
ある。
震時に柱や梁の構造体が塑性化することによりエネルギ
ーを吸収しようとするものであり、建築物の倒壊を防ぎ
人的被害の防止を大前提としながら、建設コストも比較
的低く抑えることができる非常に合理的な設計法であ
る。
制振・免震構造の開発と実用化が進み、地震による建物
への入力エネルギーを特定の部位(エネルギー吸収デバ
イス)に吸収させ耐震性能を確保するとともに、主要構
造である柱、梁の損傷を防止する設計技術が注目されて
いる。
て低降伏点鋼が利用される。その原理は、通常の柱や梁
の構造材よりも降伏点が低いことにより、地震時に早期
に降伏し、地震による振動エネルギーを塑性エネルギー
に変換することで振動応答を抑えるというものである。
31467号公報に開示されているように添加元素のほ
とんどない純鉄に近いものとし、場合によっては特開平
5−214442号公報、特開平5−320760号公
報、特開平5−320761号公報などに開示されてい
るように純鉄に近い成分をさらに高温で焼準処理され
る。これらはいずれも粗粒なフェライトにすることによ
る低降伏点化のため、低温靭性に劣るという欠点があっ
た。また、いずれもCを0.005%以下とする必要が
あり、製鋼工程への負荷が高く、添加元素はほとんどな
いがコスト的には必ずしも有利ではないという問題があ
った。
は、C量を極端に低減することなしに、低降伏点化と同
時に粗粒フェライトでありながら優れた靭性を持った低
降伏点鋼の製造方法を提供することを課題とする。
に低減することなくC、Ti、N量間の関係を適切に制
限することにより実効的なCを低減し、低降伏点化と同
時に粗粒フェライトでありながら優れた低温靭性を達成
できることを知見し、それに基づいて本願発明を完成し
た。
収デバイスとして用として低温靭性にも優れた鋼材を大
量かつ安価に供給できるようになった。
で表したC、Ti、N量間の関係が−0.02%≦C−
(Ti−3.4N)/4≦0.01%を満足する成分を
有する鋼片あるいは鋳片を1050〜1200℃の温度
に加熱後、850℃以上の温度で熱間圧延することを特
徴とする靭性の優れた低降伏点鋼の製造方法。
で表したC、Ti、N量間の関係が−0.02%≦C−
(Ti−3.4N)/4≦0.01%を満足する成分を
有する鋼片あるいは鋳片を1050〜1200℃の温度
に加熱後、850℃以上の温度で熱間圧延し、圧延後さ
らに900〜1000℃の温度で焼準することを特徴と
する靭性の優れた低降伏点鋼の製造方法。
を限定した理由について説明する。
ーライトなどの硬質第二相の生成に大きな影響を及ぼす
もので、本願発明鋼においては低いほど好ましく、下限
については特に限定しない。一方、上限は、後述するT
i、N量との間の関係を適正に保つことで、実効的なC
量の低減が可能であり、Ti、N量との関係で0.1%
まで許容できる。
多く添加すると溶接性、HAZ靭性が劣化するため、上
限を0.4%に限定した。鋼の脱酸はTi、Alのみで
も十分可能であり、HAZ靱性、焼入性などの観点から
低いほど好ましく、必ずしも添加する必要はない。
昇させるため、必要とする強度レベルに応じて、任意に
添加できる。しかし、Mn量が多すぎると焼入性が上昇
して溶接性、HAZ靭性を劣化させるだけでなく、連続
鋳造スラブの中心偏析を助長するので上限を1.5%と
した。
量の低減はHAZにおける粒界破壊を減少させる傾向が
あるため、少ないほど好ましい。含有量が多いと母材、
溶接部の低温靭性を劣化させるため上限を0.025%
とした。
あり、母材の低温靭性の観点からは少ないほど好まし
い。含有量が多いと母材、溶接部の低温靭性を劣化させ
るため上限を0.015%とした。
あるが、脱酸はSiまたはTiだけでも十分であり、本
発明鋼においては、その下限は限定しない。しかし、A
l量が多くなると鋼の清浄度が悪くなるだけでなく、溶
接金属の靭性が劣化するので上限を0.06%とした。
せる上で本願発明においては重要な元素である。実際の
添加量は、後述するC、Ti、N量間の関係から自ずと
限定され、0.4%を超える添加は実質的に意味がな
い。なお、後述するC、Ti、N量間の関係からC量が
十分に低ければ計算上Ti添加は必ずしも必要ではない
が、鋼中に不可避的に存在するNと結びついてTiNと
して析出して組織の微細化に寄与し、低温靭性を改善す
るため、この場合でも最低0.005%の添加が必要で
ある。
よって同一のベース成分、プロセスでフェライト粒が粗
大化し、強度(降伏点および引張強さ)を下げることが
できることが分かった。フェライト粒粗大化の原因は必
ずしも明確ではないが、Bはオーステナイト粒界に偏析
するとされ、それが何からの関与をしていると考えられ
る。このため、Bは本願発明においては必須元素であ
り、上記効果を発揮するために最低限0.0005%の
添加が必要である。上限は、必要以上に添加してもその
効果は飽和してしまうため、0.003%に限定した。
ものであるが、Cを固定するためのTiをTiNとして
消費してしまうため、上限を0.006%に限定した。
で、C、Ti、N量間の関係を −0.02%≦C−(Ti−3.4N)/4≦0.01
% となるように限定する。C−(Ti−3.4N)/4は
TiがC、Nを固定した後、化学量論的に残存するC量
を表し、硬質第二相生成のための実効的なC量である。
したがって、この実効C量は0.01%以下とする必要
がある。実効C量が負ということはTiが過剰であるこ
とを意味し、Tiのコストや過剰添加によるTi系の粗
大析出物による靭性劣化の点から−0.02%以上とし
た。実効C量を上記範囲に限定することで、実質的にミ
クロ組織はフェライト単相となる。
加熱温度や圧延温度、熱間圧延後の焼準時の温度範囲を
限定する理由について説明する。
が1200℃を超えると、鋳造凝固時に析出したTiC
が再固溶し、熱間圧延後の放冷時に再析出することによ
って降伏点を上昇させるため、1200℃以下でなけれ
ばならない。一方、1050℃未満の加熱温度では、加
熱時のオーステナイト粒が必要以上に細粒となり、熱間
圧延後の組織(フェライト)が細粒となって降伏点が高
くなるため、1050℃以上とする必要がある。
ーステナイト粒が必要以上に細粒となり、結果として圧
延後の組織(フェライト)も細粒となって降伏点が高く
なるため、850℃以上に限定した。上限は特に限定し
ないが、加熱温度、圧延条件により自ずと限定される。
い場合には、焼準処理を施すべきである。焼準処理の目
的は、熱間圧延時に導入された圧延歪を完全に除去し組
織を整粒化するためである。そのため、焼準温度は90
0℃以上とする必要がある。しかし、焼準温度が高すぎ
ると加熱時のオーステナイトが粗大化し、焼準処理後の
組織も粗大となって靭性を劣化させるため、1000℃
以下に限定した。熱間圧延の温度が本願発明の通り行わ
れた場合、要求される降伏点のレベルによっては焼準処
理は必ずしも必要ではない。
鋼板(厚さ9〜25mm)を製造し、その降伏点(Y
P)、靭性(vE0)を調査した。
を、また表2に加熱・圧延・焼準条件と鋼板の諸特性を
示す。
好な特性を有する。
は、いずれかの特性が劣る。すなわち、鋼成分の点か
ら、比較鋼8〜12は、C、Ti、N量間の関係が適正
でなく、総じて靭性に劣る。加えて比較鋼8はC量が高
く、B量も低いためYPが高目である。比較鋼9〜11
はBが添加されていないためYPが高い。さらに比較鋼
11はN量が高いため、比較鋼12はTi量が低いため
結果としてC、Ti、N量間の関係が適正でないことを
通じて靭性が劣る。比較鋼13は、C、Ti、N量間の
関係は本願発明の適正範囲内にあるが、Tiが添加され
ておらず靭性に劣る。
は加熱温度が1200℃を超えるため、TiCの固溶・
析出に起因すると推定されるがYPが高目となってい
る。比較鋼11は加熱温度が低いためYPが高い。比較
鋼12、13は圧延終了温度が低いため、焼準処理なし
(比較鋼13)はもちろん、焼準を行っても(比較鋼1
2)YPは高めである。なお、比較鋼12の焼準温度は
本願発明の限定温度より高いため、靱性にも劣る結果と
なっている。
ルギー吸収デバイス用として靭性に優れた低降伏点鋼が
安価に供給可能となり、地震時の建物の安全性をより一
層高めることが可能となった。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量%で、 C :0.1%以下 Si:0.4%以下 Mn:1.5%以下 P :0.025%以下 S :0.015%以下 Al:0.06%以下 Ti:0.005〜0.4% B :0.0005〜0.003% N :0.006%以下 残部が鉄および不可避的不純物からなり、かつ、重量%
で表したC、Ti、N量間の関係が−0.02%≦C−
(Ti−3.4N)/4≦0.01%を満足する成分を
有する鋼片あるいは鋳片を1050〜1200℃の温度
に加熱後、850℃以上の温度で熱間圧延することを特
徴とする靭性の優れた低降伏点鋼の製造方法。 - 【請求項2】 重量%で、 C :0.1%以下 Si:0.4%以下 Mn:1.5%以下 P :0.025%以下 S :0.015%以下 Al:0.06%以下 Ti:0.005〜0.4% B :0.0005〜0.003% N :0.006%以下 残部が鉄および不可避的不純物からなり、かつ、重量%
で表したC、Ti、N量間の関係が−0.02%≦C−
(Ti−3.4N)/4≦0.01%を満足する成分を
有する鋼片あるいは鋳片を1050〜1200℃の温度
に加熱後、850℃以上の温度で熱間圧延し、圧延後さ
らに900〜1000℃の温度で焼準することを特徴と
する靭性の優れた低降伏点鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18457697A JPH1112650A (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 靭性の優れた低降伏点鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18457697A JPH1112650A (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 靭性の優れた低降伏点鋼の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1112650A true JPH1112650A (ja) | 1999-01-19 |
Family
ID=16155631
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18457697A Pending JPH1112650A (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 靭性の優れた低降伏点鋼の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1112650A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008248290A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Nippon Steel Corp | 靭性に優れたダンパー用低降伏点鋼およびその製造方法 |
-
1997
- 1997-06-26 JP JP18457697A patent/JPH1112650A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008248290A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Nippon Steel Corp | 靭性に優れたダンパー用低降伏点鋼およびその製造方法 |
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