JPH11323477A - 高強度・高靱性極厚ｈ形鋼 - Google Patents
高強度・高靱性極厚ｈ形鋼Info
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- JPH11323477A JPH11323477A JP12642598A JP12642598A JPH11323477A JP H11323477 A JPH11323477 A JP H11323477A JP 12642598 A JP12642598 A JP 12642598A JP 12642598 A JP12642598 A JP 12642598A JP H11323477 A JPH11323477 A JP H11323477A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 降伏強さが440MPa以上の高強度で、かつ高靱
性を有する極厚Ｈ形鋼を提供する 【解決手段】 Ｃ、Si、Mn、Alを適正値に調整し、Ｐ：
0.010 wt％以下、Ｓ：0.004 wt％以下とし、Ｖ：0.06〜
0.15％、Ｎ：0.0060〜0.0200％と、Cu、Niのうちの１種
以上を含有し、Ｃeqを0.435 〜0.480 ％の範囲に調整す
る。Cr、Mo、Ｂのうちの１種以上、REM 、Caの１種また
は２種を含有してもよい。
性を有する極厚Ｈ形鋼を提供する 【解決手段】 Ｃ、Si、Mn、Alを適正値に調整し、Ｐ：
0.010 wt％以下、Ｓ：0.004 wt％以下とし、Ｖ：0.06〜
0.15％、Ｎ：0.0060〜0.0200％と、Cu、Niのうちの１種
以上を含有し、Ｃeqを0.435 〜0.480 ％の範囲に調整す
る。Cr、Mo、Ｂのうちの１種以上、REM 、Caの１種また
は２種を含有してもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高層ビル等の建築
鉄骨構造物の柱材、梁材などに用いられる降伏強さ（Ｙ
Ｓ）が440MPa以上の高強度で、かつ高靱性を有する、と
くにフランジ厚が30mm以上の極厚Ｈ形鋼に関する。
鉄骨構造物の柱材、梁材などに用いられる降伏強さ（Ｙ
Ｓ）が440MPa以上の高強度で、かつ高靱性を有する、と
くにフランジ厚が30mm以上の極厚Ｈ形鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】建築鉄骨構造物の柱材、梁材には熱間圧
延したＨ形鋼が広く利用されている。このＨ形鋼には、
JIS G 3106に溶接構造用圧延鋼材として規定されている
ＳＭ４９０鋼、ＳＭ５２０鋼、ＳＭ５７０鋼あるいはJI
S G 3136に建築構造用圧延鋼材として規定されるＳＮ４
９０鋼、さらに建設省総合開発プロジェクトで規定され
ている５９０MPa 級ＳＡ４９０鋼などが用いられてい
る。近年のビルの高層化、巨大化に伴い使用されるＨ形
鋼は厚肉・高強度化、大断面化の傾向にある。しかも、
耐震性の観点から低降伏比、高靱性が要望されている。
しかし、製造設備の点から、大断面化には限界があり、
高強度化に対する要望がより強くなっている。
延したＨ形鋼が広く利用されている。このＨ形鋼には、
JIS G 3106に溶接構造用圧延鋼材として規定されている
ＳＭ４９０鋼、ＳＭ５２０鋼、ＳＭ５７０鋼あるいはJI
S G 3136に建築構造用圧延鋼材として規定されるＳＮ４
９０鋼、さらに建設省総合開発プロジェクトで規定され
ている５９０MPa 級ＳＡ４９０鋼などが用いられてい
る。近年のビルの高層化、巨大化に伴い使用されるＨ形
鋼は厚肉・高強度化、大断面化の傾向にある。しかも、
耐震性の観点から低降伏比、高靱性が要望されている。
しかし、製造設備の点から、大断面化には限界があり、
高強度化に対する要望がより強くなっている。
【０００３】このような状況から、従来多用されていた
極厚Ｈ形鋼の降伏強さに比べ高い、降伏強さ440MPa以上
の高強度でかつ高靱性を有する極厚Ｈ形鋼が強く要望さ
れていた。低降伏比高強度Ｈ形鋼の製造方法としては、
例えば特公平7-5961号公報には、Nb：0.005 〜0.050 wt
％、Ｖ：0.010 〜0.080 wt％を含有し炭素当量Ceq を0.
40〜0.44％に制限した鋼を再結晶温度域で圧下率30％以
上の粗圧延を行い、ついでＡr3変態点以上の温度域で仕
上げ圧延を行う低降伏比高張力Ｈ形鋼の製造方法が開示
されている。この製造方法によれば、降伏強さ46kg/mm2
以上、−５℃でシャルピー吸収エネルギー4.8kgf-m以上
の強度、靱性は確保できるが、靱性のばらつきが大き
く、安定して高靱性を確保することが困難であるという
問題があった。
極厚Ｈ形鋼の降伏強さに比べ高い、降伏強さ440MPa以上
の高強度でかつ高靱性を有する極厚Ｈ形鋼が強く要望さ
れていた。低降伏比高強度Ｈ形鋼の製造方法としては、
例えば特公平7-5961号公報には、Nb：0.005 〜0.050 wt
％、Ｖ：0.010 〜0.080 wt％を含有し炭素当量Ceq を0.
40〜0.44％に制限した鋼を再結晶温度域で圧下率30％以
上の粗圧延を行い、ついでＡr3変態点以上の温度域で仕
上げ圧延を行う低降伏比高張力Ｈ形鋼の製造方法が開示
されている。この製造方法によれば、降伏強さ46kg/mm2
以上、−５℃でシャルピー吸収エネルギー4.8kgf-m以上
の強度、靱性は確保できるが、靱性のばらつきが大き
く、安定して高靱性を確保することが困難であるという
問題があった。
【０００４】また、特開平10-68016号公報には、Ti：0.
005 〜0.05wt％、Ｖ：0.04〜0.15wt％を含有し、（Ｖ＋
Ti）／Ｎを7.0 〜12.0、炭素当量Ceq を0.36〜0.45％に
制限した鋼を1150〜950 ℃の温度域で圧下率／パス５〜
10％の圧下を累積圧下率で20％以上とする圧延を行い空
冷する極厚Ｈ形鋼の製造方法が開示されている。しかし
ながら、この製造方法によるＨ形鋼は、靱性が十分高い
というわけでもなく、さらに降伏強さ440MPa以上の高強
度を安定して確保できないという問題があった。
005 〜0.05wt％、Ｖ：0.04〜0.15wt％を含有し、（Ｖ＋
Ti）／Ｎを7.0 〜12.0、炭素当量Ceq を0.36〜0.45％に
制限した鋼を1150〜950 ℃の温度域で圧下率／パス５〜
10％の圧下を累積圧下率で20％以上とする圧延を行い空
冷する極厚Ｈ形鋼の製造方法が開示されている。しかし
ながら、この製造方法によるＨ形鋼は、靱性が十分高い
というわけでもなく、さらに降伏強さ440MPa以上の高強
度を安定して確保できないという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、降
伏強さ（ＹＳ）が440MPa以上の高強度で、かつ高靱性を
有する極厚Ｈ形鋼を提供することを目的とする。
伏強さ（ＹＳ）が440MPa以上の高強度で、かつ高靱性を
有する極厚Ｈ形鋼を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、高強度で
かつ高靱性を有する極厚Ｈ形鋼の製造を目的として、種
々の実験を行った結果、つぎのような知見を得た。 従来、低炭素当量Ｃeqとしたうえで、強度あるいは靱
性対策として添加されていたNb、あるいはTiは、靱性向
上に悪影響を及ぼす場合や靱性向上効果が十分でない場
合があり、靱性を安定して向上させるためには、Nb、Ti
は無添加とする必要があること。
かつ高靱性を有する極厚Ｈ形鋼の製造を目的として、種
々の実験を行った結果、つぎのような知見を得た。 従来、低炭素当量Ｃeqとしたうえで、強度あるいは靱
性対策として添加されていたNb、あるいはTiは、靱性向
上に悪影響を及ぼす場合や靱性向上効果が十分でない場
合があり、靱性を安定して向上させるためには、Nb、Ti
は無添加とする必要があること。
【０００７】比較的多く合金元素を含み、Ｃeqの大き
い組成でも、Ｖ、Ｎを適量添加することにより、微細フ
ェライトを適量析出させることができ、高靱性を確保で
きるとともに、VNの析出強化により高強度化を図ること
ができる。 の条件のもとで、Ｐ、Ｓを低減すれば靱性が著しく
向上すること。本発明はかかる知見に基づいてなされた
ものである。
い組成でも、Ｖ、Ｎを適量添加することにより、微細フ
ェライトを適量析出させることができ、高靱性を確保で
きるとともに、VNの析出強化により高強度化を図ること
ができる。 の条件のもとで、Ｐ、Ｓを低減すれば靱性が著しく
向上すること。本発明はかかる知見に基づいてなされた
ものである。
【０００８】すなわち、本発明は、重量％で、Ｃ：0.10
〜0.20％、Si：0.01〜0.80％、Mn：1.0 〜2.0 ％、Ｐ：
0.010 ％以下、Ｓ：0.004 ％以下、Al：0.001 〜0.050
％、Ｖ：0.06〜0.15％、Ｎ：0.0060〜0.0200％、を含
み、かつCu：0.01〜1.00％、Ni：0.01〜1.00％のうちの
１種または２種を含有し、かつ下記（１）式 Ｃeq＝Ｃ＋Si/24 ＋Mn/6＋Ni/40 ＋Ｖ/14 （１） （ここに、Ｃ、Si、Mn、Ni、Ｖの各元素記号には当該元
素の鋼中含有量（％）を代入する。）で定義されるＣeq
が0.435 〜0.480 ％の範囲にあり、残部Feおよび不可避
的不純物からなる組成を有し、降伏強さが440MPa以上で
あることを特徴とする高強度・高靱性極厚Ｈ形鋼であ
る。また、本発明では、必要に応じ、前記組成に加え
て、さらに、重量％で、REM ：0.0010〜0.0200％、Ca：
0.0005〜0.0100％の１種または２種を含有してもよい。
〜0.20％、Si：0.01〜0.80％、Mn：1.0 〜2.0 ％、Ｐ：
0.010 ％以下、Ｓ：0.004 ％以下、Al：0.001 〜0.050
％、Ｖ：0.06〜0.15％、Ｎ：0.0060〜0.0200％、を含
み、かつCu：0.01〜1.00％、Ni：0.01〜1.00％のうちの
１種または２種を含有し、かつ下記（１）式 Ｃeq＝Ｃ＋Si/24 ＋Mn/6＋Ni/40 ＋Ｖ/14 （１） （ここに、Ｃ、Si、Mn、Ni、Ｖの各元素記号には当該元
素の鋼中含有量（％）を代入する。）で定義されるＣeq
が0.435 〜0.480 ％の範囲にあり、残部Feおよび不可避
的不純物からなる組成を有し、降伏強さが440MPa以上で
あることを特徴とする高強度・高靱性極厚Ｈ形鋼であ
る。また、本発明では、必要に応じ、前記組成に加え
て、さらに、重量％で、REM ：0.0010〜0.0200％、Ca：
0.0005〜0.0100％の１種または２種を含有してもよい。
【０００９】また本発明は、重量％で、Ｃ：0.10〜0.20
％、Si：0.01〜0.80％、Mn：1.0 〜2.0 ％、Ｐ：0.010
％以下、Ｓ：0.004 ％以下、Al：0.001 〜0.050 ％、
Ｖ：0.06〜0.15％、Ｎ：0.0060〜0.0200％、を含み、C
u：0.01〜1.00％、Ni：0.01〜1.00％のうちの１種また
は２種を含有し、さらに、Cr：1.00％以下、Mo：0.50％
以下、Ｂ：0.0001〜0.0020％のうちから選ばれた１種ま
たは２種以上を含み、かつ次（２）式 Ｃeq＝Ｃ＋Si/24 ＋Mn/6＋Ni/40 ＋Cr/5＋Mo/4＋Ｖ/14 （２） （ここに、Ｃ、Si、Mn、Ni、Cr、Mo、Ｖの各元素記号に
は当該元素の鋼中含有量（％）を代入する。）で定義さ
れるＣeqが0.435 〜0.480 ％の範囲にあり、残部Feおよ
び不可避的不純物からなる組成を有し、降伏強さが440M
Pa以上であることを特徴とする高強度・高靱性極厚Ｈ形
鋼である。
％、Si：0.01〜0.80％、Mn：1.0 〜2.0 ％、Ｐ：0.010
％以下、Ｓ：0.004 ％以下、Al：0.001 〜0.050 ％、
Ｖ：0.06〜0.15％、Ｎ：0.0060〜0.0200％、を含み、C
u：0.01〜1.00％、Ni：0.01〜1.00％のうちの１種また
は２種を含有し、さらに、Cr：1.00％以下、Mo：0.50％
以下、Ｂ：0.0001〜0.0020％のうちから選ばれた１種ま
たは２種以上を含み、かつ次（２）式 Ｃeq＝Ｃ＋Si/24 ＋Mn/6＋Ni/40 ＋Cr/5＋Mo/4＋Ｖ/14 （２） （ここに、Ｃ、Si、Mn、Ni、Cr、Mo、Ｖの各元素記号に
は当該元素の鋼中含有量（％）を代入する。）で定義さ
れるＣeqが0.435 〜0.480 ％の範囲にあり、残部Feおよ
び不可避的不純物からなる組成を有し、降伏強さが440M
Pa以上であることを特徴とする高強度・高靱性極厚Ｈ形
鋼である。
【００１０】また本発明では、必要に応じ前記組成に加
えて、さらに、重量％でREM ：0.0010〜0.0200％、Ca：
0.0005〜0.0100％の１種または２種を含有してもよい。
えて、さらに、重量％でREM ：0.0010〜0.0200％、Ca：
0.0005〜0.0100％の１種または２種を含有してもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の極厚Ｈ形鋼が有す
る化学組成の限定理由を説明する。 Ｃ：0.10〜0.20％ Ｃは、鋼の強度を増加させる元素であり、所定の強度を
確保するために0.10％以上必要であるが、0.20％を超え
ると母材靱性および溶接性が低下するので、0.10〜0.20
％に限定した。
る化学組成の限定理由を説明する。 Ｃ：0.10〜0.20％ Ｃは、鋼の強度を増加させる元素であり、所定の強度を
確保するために0.10％以上必要であるが、0.20％を超え
ると母材靱性および溶接性が低下するので、0.10〜0.20
％に限定した。
【００１２】Si：0.01〜0.80％ Siは、鋼の靱性をあまり低下させることなく強度を増加
させるのに有効な元素であるが、0.01％未満ではその効
果が認められない。一方、0.80％を超えて添加すると、
溶接性の低下が顕著となる。このため、Siは0.01〜0.80
％の範囲に限定した。
させるのに有効な元素であるが、0.01％未満ではその効
果が認められない。一方、0.80％を超えて添加すると、
溶接性の低下が顕著となる。このため、Siは0.01〜0.80
％の範囲に限定した。
【００１３】Mn：1.0 〜2.0 ％ Mnは、鋼の強度と靱性をともに向上させる有効な元素で
あり積極的に添加する。所定の強度を確保するために1.
0 ％以上の添加を必要とするが、2.0 ％を超える添加は
溶接性を劣化させる。このため、Mnは1.0 〜2.0 ％の範
囲に限定した。 Ｐ：0.010 ％以下 Ｐは、鋼の靱性および延性を低下させる元素であり、と
くに、高Ｃeqにおける靱性を向上させるために、0.010
％以下に制限した。
あり積極的に添加する。所定の強度を確保するために1.
0 ％以上の添加を必要とするが、2.0 ％を超える添加は
溶接性を劣化させる。このため、Mnは1.0 〜2.0 ％の範
囲に限定した。 Ｐ：0.010 ％以下 Ｐは、鋼の靱性および延性を低下させる元素であり、と
くに、高Ｃeqにおける靱性を向上させるために、0.010
％以下に制限した。
【００１４】Ｓ：0.004 ％以下 Ｓは、ほとんどが非金属介在物を形成して、延性を低下
させるため、Ｐ同様極力低減するのが望ましく、0.004
％以下に限定した。 Al：0.001 〜0.050 ％ Alは脱酸剤として作用し、0.001 ％以上必要であるが、
0.050 ％を超えて含有しても脱酸効果は飽和し、靱性が
低下する。このため、Alは0.001 〜0.050 ％に限定し
た。
させるため、Ｐ同様極力低減するのが望ましく、0.004
％以下に限定した。 Al：0.001 〜0.050 ％ Alは脱酸剤として作用し、0.001 ％以上必要であるが、
0.050 ％を超えて含有しても脱酸効果は飽和し、靱性が
低下する。このため、Alは0.001 〜0.050 ％に限定し
た。
【００１５】Ｖ：0.06〜0.15％ Ｖは圧延中または圧延後の冷却中にVNとしてオーステナ
イト中に析出してフェライト変態核となり微細なフェラ
イト＋パーライト組織を形成し、組織を微細化する。ま
た、Ｖはフェライト地に炭窒化物を析出させ母材強度を
高める重要な役割を持ち、母材の強度・靱性を確保する
ために不可欠の元素である。これらの効果を発揮させる
ためには、0.06％以上の含有が必要である。しかし、0.
15％を超えて含有すると、靱性を大きく損なうので、0.
06〜0.15％の範囲に限定した。なお、好ましい範囲は0.
07〜0.11％である。
イト中に析出してフェライト変態核となり微細なフェラ
イト＋パーライト組織を形成し、組織を微細化する。ま
た、Ｖはフェライト地に炭窒化物を析出させ母材強度を
高める重要な役割を持ち、母材の強度・靱性を確保する
ために不可欠の元素である。これらの効果を発揮させる
ためには、0.06％以上の含有が必要である。しかし、0.
15％を超えて含有すると、靱性を大きく損なうので、0.
06〜0.15％の範囲に限定した。なお、好ましい範囲は0.
07〜0.11％である。
【００１６】Ｎ：0.0060〜0.0200％ ＮはＶと結合しVNとして母材の強度・靱性を高める。こ
れらの効果を発揮させるためには、0.0060％以上の含有
が必要であるが、0.0200％を超えて含有すると、母材靱
性および溶接性が大きく低下するので、0.0060〜0.0200
％の範囲に限定した。ＶとＮは、それぞれ単独に添加し
ても効果がなく、Ｖ／Ｎが４〜13となるようにＶとＮを
ともに添加するのが好ましい。なお、ＶとＮの添加量
は、VNの化学量論的当量よりＶを過剰とする添加量とす
るのが望ましい。好ましい範囲は0.0080〜0.0120％であ
る。
れらの効果を発揮させるためには、0.0060％以上の含有
が必要であるが、0.0200％を超えて含有すると、母材靱
性および溶接性が大きく低下するので、0.0060〜0.0200
％の範囲に限定した。ＶとＮは、それぞれ単独に添加し
ても効果がなく、Ｖ／Ｎが４〜13となるようにＶとＮを
ともに添加するのが好ましい。なお、ＶとＮの添加量
は、VNの化学量論的当量よりＶを過剰とする添加量とす
るのが望ましい。好ましい範囲は0.0080〜0.0120％であ
る。
【００１７】 Cu：0.01〜1.00％、Ni：0.01〜1.00％の１種または２種 Cu、Niはいずれも焼入性向上に有効な元素であり、強度
増加のために添加する。このためには、Cu、Niはいずれ
も0.01％以上が必要となる。一方、Cuが1.00％を超える
と熱間加工性を著しく劣化させるため上限とした。な
お、Cuは熱間加工性を劣化させる傾向を有するため、Ni
を同時添加することが望ましい。Cuによる熱間加工性の
劣化を補償するためにほぼ同量のNiを含有させるのが望
ましい。また、1.00％を超えるNiの添加は、コスト増加
が著しくなるためこれを上限とした。
増加のために添加する。このためには、Cu、Niはいずれ
も0.01％以上が必要となる。一方、Cuが1.00％を超える
と熱間加工性を著しく劣化させるため上限とした。な
お、Cuは熱間加工性を劣化させる傾向を有するため、Ni
を同時添加することが望ましい。Cuによる熱間加工性の
劣化を補償するためにほぼ同量のNiを含有させるのが望
ましい。また、1.00％を超えるNiの添加は、コスト増加
が著しくなるためこれを上限とした。
【００１８】Cr：1.00％以下、Mo：0.50％以下、Ｂ：0.
0030％以下のうちから選ばれた１種または２種以上 Cr、Mo、Ｂはいずれも焼入性向上に有効な元素であり、
強度増加のために必要に応じ、添加することができる。
しかし、Cr、Mo、Ｂがそれぞれ1.00％、0.50％、0.0030
％を超えると、溶接性、靱性が低下するため、それぞれ
を上限とした。
0030％以下のうちから選ばれた１種または２種以上 Cr、Mo、Ｂはいずれも焼入性向上に有効な元素であり、
強度増加のために必要に応じ、添加することができる。
しかし、Cr、Mo、Ｂがそれぞれ1.00％、0.50％、0.0030
％を超えると、溶接性、靱性が低下するため、それぞれ
を上限とした。
【００１９】REM ：0.0200％以下、Ca：0.0100％以下の
１種または２種 REM またはCaは、酸化物、硫化物系介在物を形成し、介
在物の形態制御に有効な元素であり、板厚方向の靱性を
向上させるために、必要に応じ添加できる。しかし、RE
M が0.0200％、Caが0.0100％を超える添加は、鋼の清浄
性が低下し靱性が劣化する。
１種または２種 REM またはCaは、酸化物、硫化物系介在物を形成し、介
在物の形態制御に有効な元素であり、板厚方向の靱性を
向上させるために、必要に応じ添加できる。しかし、RE
M が0.0200％、Caが0.0100％を超える添加は、鋼の清浄
性が低下し靱性が劣化する。
【００２０】炭素当量Ｃeq：0.435 〜0.480 ％ 次（１）式、または次（２）式 Ｃeq＝Ｃ＋Si/24 ＋Mn/6＋Ni/40 ＋Ｖ/14 (1) Ｃeq＝Ｃ＋Si/24 ＋Mn/6＋Ni/40 ＋Cr/5＋Mo/4＋Ｖ/14 (2) （ここに、Ｃ、Si、Mn、Ni、Cr、Mo、Ｖの各元素記号に
は当該元素の鋼中含有量（％）を代入する。）で定義さ
れるＣeqを0.435 ％以上とすることにより、フェライト
＋パーライト組織で降伏強さ440MPa以上という所定の高
強度と、高靱性を同時に得ることができる。しかし、Ｃ
eqが0.480 ％を超えると溶接割れ感受性が高くなるとと
もに溶接熱影響部靱性が低下し、しかも、適量のフェラ
イトを確保することができなくなる。そこで、Ｃeqは0.
435 〜0.480 ％とした。なお、Cr、Moが添加された場合
には（２）式を使用する。また、（１）、（２）式に記
載された元素が含有されないときは、その元素の含有量
を０として計算するものとする。
は当該元素の鋼中含有量（％）を代入する。）で定義さ
れるＣeqを0.435 ％以上とすることにより、フェライト
＋パーライト組織で降伏強さ440MPa以上という所定の高
強度と、高靱性を同時に得ることができる。しかし、Ｃ
eqが0.480 ％を超えると溶接割れ感受性が高くなるとと
もに溶接熱影響部靱性が低下し、しかも、適量のフェラ
イトを確保することができなくなる。そこで、Ｃeqは0.
435 〜0.480 ％とした。なお、Cr、Moが添加された場合
には（２）式を使用する。また、（１）、（２）式に記
載された元素が含有されないときは、その元素の含有量
を０として計算するものとする。
【００２１】本発明の極厚Ｈ形鋼の組織は、フェライト
＋パーライトを主体とする組織とするのが望ましい。ベ
イナイトが生成すると、島状マルテンサイトが生成して
靱性が低下するため、ベイナイトは化学組成、圧延条件
を調整して10％以下（面積率）とするのが好ましい。つ
ぎに、本発明の極厚Ｈ形鋼の好ましい製造方法について
説明する。
＋パーライトを主体とする組織とするのが望ましい。ベ
イナイトが生成すると、島状マルテンサイトが生成して
靱性が低下するため、ベイナイトは化学組成、圧延条件
を調整して10％以下（面積率）とするのが好ましい。つ
ぎに、本発明の極厚Ｈ形鋼の好ましい製造方法について
説明する。
【００２２】本発明の極厚Ｈ形鋼は、上記組成を有する
素材を1100〜1200℃に加熱後、累積圧下率を40％以上と
し、仕上げ温度を950 〜800 ℃とする熱間圧延を施した
のち、室温まで空冷するか、または冷却停止温度を650
℃以上とする水冷を施し、その後空冷してフェライト＋
パーライト組織を有する極厚Ｈ形鋼とするのが好まし
い。
素材を1100〜1200℃に加熱後、累積圧下率を40％以上と
し、仕上げ温度を950 〜800 ℃とする熱間圧延を施した
のち、室温まで空冷するか、または冷却停止温度を650
℃以上とする水冷を施し、その後空冷してフェライト＋
パーライト組織を有する極厚Ｈ形鋼とするのが好まし
い。
【００２３】加熱温度：1100〜1200℃ 熱間圧延の加熱温度（圧延加熱温度）が1100℃未満で
は、素材の変形抵抗が高く、圧延荷重が高くなりすぎ所
定の寸法形状が得られ難い。また、1200℃を超える温度
に加熱すると素材の結晶粒が極度に粗大化し、その後の
圧延によっても微細化し難く靱性が劣化するため、圧延
加熱温度は1100〜1200℃の範囲が好ましい。
は、素材の変形抵抗が高く、圧延荷重が高くなりすぎ所
定の寸法形状が得られ難い。また、1200℃を超える温度
に加熱すると素材の結晶粒が極度に粗大化し、その後の
圧延によっても微細化し難く靱性が劣化するため、圧延
加熱温度は1100〜1200℃の範囲が好ましい。
【００２４】累積圧下率：40％以上 結晶粒の微細化を達成するために、累積圧下率を大きく
するのが望ましく、1200℃加熱材の靱性を向上させるた
めには、少なくとも累積圧下率を40％以上とするのが好
ましい。 仕上げ温度：950 〜800 ℃ 熱間圧延仕上げ温度が950 ℃を超えると、微細粒を得る
ことが困難となり、一方、800 ℃未満となると、降伏比
が上昇する傾向となるため、熱間圧延の仕上げ温度は95
0 〜800 ℃の範囲とするのが望ましい。
するのが望ましく、1200℃加熱材の靱性を向上させるた
めには、少なくとも累積圧下率を40％以上とするのが好
ましい。 仕上げ温度：950 〜800 ℃ 熱間圧延仕上げ温度が950 ℃を超えると、微細粒を得る
ことが困難となり、一方、800 ℃未満となると、降伏比
が上昇する傾向となるため、熱間圧延の仕上げ温度は95
0 〜800 ℃の範囲とするのが望ましい。
【００２５】圧延後冷却：圧延後、冷却停止温度を750
℃以上とする水冷を施し、その後室温まで空冷、または
圧延後空冷圧延後、水冷するのが望ましい。水冷の冷却
停止温度は650 ℃以上とするのが望ましい。冷却停止温
度が650 ℃未満と低くなると、ベイナイトが生成し、微
細なフェライト＋パーライト組織を得ることができない
ため、靱性が低下する。その後750 ℃未満から室温まで
を空冷することにより、ベイナイトの生成を抑制し微細
なフェライト＋パーライト組織とすることができ、強度
・靱性のばらつき、冷却中の残留応力、歪の発生を防止
することが可能となる。水冷は、冷却速度：0.5 〜5.0
℃/sの加速冷却としてもよい。なお、圧延後水冷するこ
となく、空冷としても何ら問題はない。
℃以上とする水冷を施し、その後室温まで空冷、または
圧延後空冷圧延後、水冷するのが望ましい。水冷の冷却
停止温度は650 ℃以上とするのが望ましい。冷却停止温
度が650 ℃未満と低くなると、ベイナイトが生成し、微
細なフェライト＋パーライト組織を得ることができない
ため、靱性が低下する。その後750 ℃未満から室温まで
を空冷することにより、ベイナイトの生成を抑制し微細
なフェライト＋パーライト組織とすることができ、強度
・靱性のばらつき、冷却中の残留応力、歪の発生を防止
することが可能となる。水冷は、冷却速度：0.5 〜5.0
℃/sの加速冷却としてもよい。なお、圧延後水冷するこ
となく、空冷としても何ら問題はない。
【００２６】上記した製造方法を適用することにより、
降伏強さ440MPa以上で、高靱性を有する極厚Ｈ形鋼が製
造できる。
降伏強さ440MPa以上で、高靱性を有する極厚Ｈ形鋼が製
造できる。
【００２７】
【実施例】表１に示す化学組成の鋼を溶製し、連続鋳造
法により鋼片としたのち、表２に示す熱間圧延条件でフ
ランジ厚70mm、フランジ幅 500mm、ウエブ厚50mm、ウエ
ブ高さ 572mmの極厚Ｈ形鋼とした。熱間圧延終了後、室
温までの空冷または700 ℃以上までの水冷とその後室温
までの空冷を組合せた冷却を施した。
法により鋼片としたのち、表２に示す熱間圧延条件でフ
ランジ厚70mm、フランジ幅 500mm、ウエブ厚50mm、ウエ
ブ高さ 572mmの極厚Ｈ形鋼とした。熱間圧延終了後、室
温までの空冷または700 ℃以上までの水冷とその後室温
までの空冷を組合せた冷却を施した。
【００２８】これら極厚Ｈ形鋼のフランジ部厚み方向1/
4 ｔからＬ方向（圧延方向）のJIS4号引張試験片および
JIS4号衝撃試験片を採取し、機械的性質および組織を調
査した。その結果を表２に示す。
4 ｔからＬ方向（圧延方向）のJIS4号引張試験片および
JIS4号衝撃試験片を採取し、機械的性質および組織を調
査した。その結果を表２に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【表２】
【００３１】表２から、本発明範囲にある本発明例の極
厚Ｈ形鋼（形鋼No. １〜 No . 12）は、降伏強さ（Ｙ
Ｓ）は440MPa以上の高強度を有し、０℃でのシャルピー
吸収エネルギーvE0 が 200Ｊ以上と、優れた靱性を有し
ている。本発明の範囲を外れる比較例の極厚Ｈ形鋼（形
鋼No. 13〜 No .22 ）は、ＹＳまたはvE0 が低い。例え
ば、形鋼No.19 は、Ｃ量、Ｃeqが高いため、vE0 が11Ｊ
と低く、靱性が劣化している。また、形鋼No. 15はＣ
量、Ｃeqが低いため、低強度となり降伏強さ440MPa以上
を満足できない。形鋼No.16 、No.17 、No.21 、No.22
はＶ量あるいはＮ量が本発明の範囲より少ないため、vE
0 が71Ｊ以下と低く、靱性が劣化している。形鋼No.18
はＶ量が本発明の範囲より多いためvE0 が37Ｊと低い。
形鋼No.13 、No.14 、No.20 はＰ、Ｓ量が本発明の範囲
より多いため、vE0 が44Ｊ以下と低く、靱性が劣化して
いる。
厚Ｈ形鋼（形鋼No. １〜 No . 12）は、降伏強さ（Ｙ
Ｓ）は440MPa以上の高強度を有し、０℃でのシャルピー
吸収エネルギーvE0 が 200Ｊ以上と、優れた靱性を有し
ている。本発明の範囲を外れる比較例の極厚Ｈ形鋼（形
鋼No. 13〜 No .22 ）は、ＹＳまたはvE0 が低い。例え
ば、形鋼No.19 は、Ｃ量、Ｃeqが高いため、vE0 が11Ｊ
と低く、靱性が劣化している。また、形鋼No. 15はＣ
量、Ｃeqが低いため、低強度となり降伏強さ440MPa以上
を満足できない。形鋼No.16 、No.17 、No.21 、No.22
はＶ量あるいはＮ量が本発明の範囲より少ないため、vE
0 が71Ｊ以下と低く、靱性が劣化している。形鋼No.18
はＶ量が本発明の範囲より多いためvE0 が37Ｊと低い。
形鋼No.13 、No.14 、No.20 はＰ、Ｓ量が本発明の範囲
より多いため、vE0 が44Ｊ以下と低く、靱性が劣化して
いる。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、従来製造が困難であっ
た、降伏強さ440MPa以上の高強度で高靱性を有する極厚
Ｈ形鋼を非調質で容易に製造できる。また、この極厚Ｈ
形鋼は低降伏比でもあり耐震性を要求される建築構造物
用柱材、梁材として適用でき産業上格段の効果を奏す
る。
た、降伏強さ440MPa以上の高強度で高靱性を有する極厚
Ｈ形鋼を非調質で容易に製造できる。また、この極厚Ｈ
形鋼は低降伏比でもあり耐震性を要求される建築構造物
用柱材、梁材として適用でき産業上格段の効果を奏す
る。
Claims (3)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ：0.10〜0.20％、 Si：0.01〜0.80％、 Mn：1.0 〜2.0 ％、 Ｐ：0.010 ％以下、 Ｓ：0.004 ％以下、 Al：0.001 〜0.050 ％、 Ｖ：0.06〜0.15％、 Ｎ：0.0060〜0.0200％、 を含み、かつCu：0.01〜1.00％、Ni：0.01〜1.00％のう
ちの１種または２種を含有し、かつ下記（１）式で定義
されるＣeqが0.435 〜0.480 ％の範囲にあり、残部Feお
よび不可避的不純物からなる組成を有し、降伏強さが44
0MPa以上であることを特徴とする高強度・高靱性極厚Ｈ
形鋼。 記 Ｃeq＝Ｃ＋Si/24 ＋Mn/6＋Ni/40 ＋Ｖ/14 （１） ここに、Ｃ、Si、Mn、Ni、Ｖの各元素記号には当該元素
の鋼中含有量（％）を代入する。 - 【請求項２】 重量％で、 Ｃ：0.10〜0.20％、 Si：0.01〜0.80％、 Mn：1.0 〜2.0 ％、 Ｐ：0.010 ％以下、 Ｓ：0.004 ％以下、 Al：0.001 〜0.050 ％、 Ｖ：0.06〜0.15％、 Ｎ：0.0060〜0.0200％、 を含み、 Cu：0.01〜1.00％、Ni：0.01〜1.00％のうちの１種また
は２種を含有し、さらに、Cr：1.00％以下、Mo：0.50％
以下、Ｂ：0.0001〜0.0020％のうちから選ばれた１種ま
たは２種以上を含み、かつ下記（２）式で定義されるＣ
eqが0.435 〜0.480 ％の範囲にあり、残部Feおよび不可
避的不純物からなる組成を有し、降伏強さが440MPa以上
であることを特徴とする高強度・高靱性極厚Ｈ形鋼。 記 Ｃeq＝Ｃ＋Si/24 ＋Mn/6＋Ni/40 ＋Cr/5＋Mo/4＋Ｖ/14 （２） ここに、Ｃ、Si、Mn、Ni、Cr、Mo、Ｖの各元素記号には
当該元素の鋼中含有量（％）を代入する。 - 【請求項３】 前記組成に加えて、さらに、重量％で、
REM ：0.0010〜0.0200％、Ca：0.0005〜0.0100％の１種
または２種を含むことを特徴とする請求項１または２に
記載の極厚Ｈ形鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12642598A JPH11323477A (ja) | 1998-05-08 | 1998-05-08 | 高強度・高靱性極厚ｈ形鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12642598A JPH11323477A (ja) | 1998-05-08 | 1998-05-08 | 高強度・高靱性極厚ｈ形鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11323477A true JPH11323477A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=14934869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12642598A Pending JPH11323477A (ja) | 1998-05-08 | 1998-05-08 | 高強度・高靱性極厚ｈ形鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11323477A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020158822A1 (ja) * | 2019-01-31 | 2020-08-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 突起付きｈ形鋼およびその製造方法 |
| JP2021507091A (ja) * | 2017-12-18 | 2021-02-22 | アルセロールミタル | 少なくとも１００ｍｍの厚さを有する鋼セクション及びその製造方法 |
| CN113396236A (zh) * | 2019-01-31 | 2021-09-14 | 杰富意钢铁株式会社 | 带突起的h型钢及其制造方法 |
-
1998
- 1998-05-08 JP JP12642598A patent/JPH11323477A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021507091A (ja) * | 2017-12-18 | 2021-02-22 | アルセロールミタル | 少なくとも１００ｍｍの厚さを有する鋼セクション及びその製造方法 |
| WO2020158822A1 (ja) * | 2019-01-31 | 2020-08-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 突起付きｈ形鋼およびその製造方法 |
| JPWO2020158822A1 (ja) * | 2019-01-31 | 2021-02-18 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 突起付きｈ形鋼およびその製造方法 |
| CN113396237A (zh) * | 2019-01-31 | 2021-09-14 | 杰富意钢铁株式会社 | 带突起的h型钢及其制造方法 |
| CN113396236A (zh) * | 2019-01-31 | 2021-09-14 | 杰富意钢铁株式会社 | 带突起的h型钢及其制造方法 |
| CN113396237B (zh) * | 2019-01-31 | 2023-03-07 | 杰富意钢铁株式会社 | 带突起的h型钢及其制造方法 |
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