JPS6037857B2 - 残留応力の少ないｈ形鋼の製造方法 - Google Patents
残留応力の少ないｈ形鋼の製造方法Info
- Publication number
- JPS6037857B2 JPS6037857B2 JP19100881A JP19100881A JPS6037857B2 JP S6037857 B2 JPS6037857 B2 JP S6037857B2 JP 19100881 A JP19100881 A JP 19100881A JP 19100881 A JP19100881 A JP 19100881A JP S6037857 B2 JPS6037857 B2 JP S6037857B2
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- JP
- Japan
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- flange
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- temperature
- residual stress
- transformation
- Prior art date
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- Expired
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0068—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は残留応力の少ないＨ形鋼の製造方法に係り、特
にウェブ保温もしくはフランジ冷却処理条件を具体的温
度によって決定する製造方法に関する。
にウェブ保温もしくはフランジ冷却処理条件を具体的温
度によって決定する製造方法に関する。
Ｈ形鋼の断面性状は第１図に示す如く通常フランジーの
厚さがウェブ２厚さよりも厚くなっているため、熱延過
程でウェブ２の冷却速度がフランジ１に比較して速くな
り、仕上圧延終了時にはフランジ温度がウェブ温度より
も２００００以上も高くなる場合がある。
厚さがウェブ２厚さよりも厚くなっているため、熱延過
程でウェブ２の冷却速度がフランジ１に比較して速くな
り、仕上圧延終了時にはフランジ温度がウェブ温度より
も２００００以上も高くなる場合がある。
この仕上圧延後のフランジーとウェブ２の温度差および
圧延後の冷却時の熱応力発生に伴うフランジーとウェブ
２の塑性ひずみ量差に起因して室温まで冷却された状態
においては、フランジーがウヱブ２に比べて相対的に短
くなり、第２図示すようにフランジ１に引張り、ウェブ
２に圧縮の長手方向残留応力が発生する。残留応力が存
在すると、耐荷力の低下、形状不良（ウェブ波）、加工
時の割れなどの問題を発生する。従来の、残留応力を軽
減する方法が種々開示されているが、それらを列記する
と次の如くである。
圧延後の冷却時の熱応力発生に伴うフランジーとウェブ
２の塑性ひずみ量差に起因して室温まで冷却された状態
においては、フランジーがウヱブ２に比べて相対的に短
くなり、第２図示すようにフランジ１に引張り、ウェブ
２に圧縮の長手方向残留応力が発生する。残留応力が存
在すると、耐荷力の低下、形状不良（ウェブ波）、加工
時の割れなどの問題を発生する。従来の、残留応力を軽
減する方法が種々開示されているが、それらを列記する
と次の如くである。
風 圧延時にフランジを冷却する方法
（特開昭４１山３０３３６）
‘Ｂ）圧延時にゥェブを保温する
（特官鼻昭５０−１３３１１０）
‘Ｃ｝ 仕上圧延後にフランジを冷却する方法（特関昭
４７一３１４８１）（Ｄ｝ 圧延終了後にウェブを加熱
あるいは保温する方法（特関昭４７−３２１＆Ｌ特公昭
一５４−２０４４２）（Ｅ’ 冷却床上でフランジを冷
却する方法（特開昭５１一５６０７）すなわち、肉厚の
厚いフランジを冷却するか、肉厚の薄いゥェブを保温す
る方法である。
４７一３１４８１）（Ｄ｝ 圧延終了後にウェブを加熱
あるいは保温する方法（特関昭４７−３２１＆Ｌ特公昭
一５４−２０４４２）（Ｅ’ 冷却床上でフランジを冷
却する方法（特開昭５１一５６０７）すなわち、肉厚の
厚いフランジを冷却するか、肉厚の薄いゥェブを保温す
る方法である。
しかしこれらの方法を使用するためには残留応力の目標
値に応じて温度制御する条件を具体的に設定する必要が
あるが、これについて従来法においては明らかにされて
いなかった。すなわち残留応力をある程度に抑えるため
にＨ形鋼のどの位置をどの時点でどの程度にすればよい
のかが明らかでなかった。本発明の目的は上記従来技術
の問題点を解決し、具体的に温度条件を設定できる残留
応力の少ないＨ形鋼の製造方法を提供するにある。本発
明の要旨とするところは次の通りである。
値に応じて温度制御する条件を具体的に設定する必要が
あるが、これについて従来法においては明らかにされて
いなかった。すなわち残留応力をある程度に抑えるため
にＨ形鋼のどの位置をどの時点でどの程度にすればよい
のかが明らかでなかった。本発明の目的は上記従来技術
の問題点を解決し、具体的に温度条件を設定できる残留
応力の少ないＨ形鋼の製造方法を提供するにある。本発
明の要旨とするところは次の通りである。
すなわちＨ形鋼の圧延時もしくは仕上圧延後にウェブ保
温もしくはフランジ水冷を行う残留応力の少ないＨ形鋼
の製造方法において、前記フランジおよびゥェブの残留
応力を〜，変態終了温度と該フランジ代表位置のＡｒ，
変態終了時の該ゥェブの代表位置の温度との温度差の関
数とする下記の２式で表示し、前記２式より目標とする
残留応力になる前記ウェブ代表位置の温度を求め、この
温度条件になる如く圧延時もしくは圧延後に前記のウェ
ブ保温もしくは前記のフランジ冷却の少なくとも一つの
処理を行うことを特徴とする残留応力の少ないＨ形鋼の
製造方法である。のき：４十ａ．△Ｔ・ｍ ‐‐
‐‐‐‐ｍｏｗ身＝い＋ｂ．△Ｔ２ｎ ‐…‐‐
【２１ここで、△Ｔ・＝Ｔ＾・−ＴＷ事 △Ｔ２＝ＴＡ・−Ｔ牛 本発明者らの研究により、温室におけるＨ形鋼の熱応力
すなわち残留応力はフランジの変態終了時すなわち〜，
変態点通過時のフランジとゥェフの温度差によって決定
されることを見出した。
温もしくはフランジ水冷を行う残留応力の少ないＨ形鋼
の製造方法において、前記フランジおよびゥェブの残留
応力を〜，変態終了温度と該フランジ代表位置のＡｒ，
変態終了時の該ゥェブの代表位置の温度との温度差の関
数とする下記の２式で表示し、前記２式より目標とする
残留応力になる前記ウェブ代表位置の温度を求め、この
温度条件になる如く圧延時もしくは圧延後に前記のウェ
ブ保温もしくは前記のフランジ冷却の少なくとも一つの
処理を行うことを特徴とする残留応力の少ないＨ形鋼の
製造方法である。のき：４十ａ．△Ｔ・ｍ ‐‐
‐‐‐‐ｍｏｗ身＝い＋ｂ．△Ｔ２ｎ ‐…‐‐
【２１ここで、△Ｔ・＝Ｔ＾・−ＴＷ事 △Ｔ２＝ＴＡ・−Ｔ牛 本発明者らの研究により、温室におけるＨ形鋼の熱応力
すなわち残留応力はフランジの変態終了時すなわち〜，
変態点通過時のフランジとゥェフの温度差によって決定
されることを見出した。
すなわち変態現象は膨張および発熱による温度停滞をも
たらすため、変態中の部分の熱応力は大きな圧縮でしか
もその時の温度で決まる降状応力まで達し、圧縮塑性変
形をはじる。したがって、フランジ断面内において最後
に変態が終了する時の熱圧力分布はフランジにおいて降
伏応力に等しい圧縮熱応力であり、ウェブにおいてはそ
れに対応する引張熱応力となる。変態が終了する温度Ｔ
＾，は鋼種を固定すればほぼ一定であるので、この時の
熱応力分布はそれ以前の冷却履歴に関係なくほぼ一定と
なる。これ以後の冷却中には断面内のどの部分も塑性変
形を生じないので、この残留応力はこの時のフランジと
ウェブの温度差に基づく室温までの熱収縮量で決まるこ
とになる。通常圧延材では、断面内で最も大きな残留応
力が存在するのは、第２図に示す如くフランジ幅中央と
ウェブ中央であり、フランジは引張応力、ウェブは圧縮
応力となる。
たらすため、変態中の部分の熱応力は大きな圧縮でしか
もその時の温度で決まる降状応力まで達し、圧縮塑性変
形をはじる。したがって、フランジ断面内において最後
に変態が終了する時の熱圧力分布はフランジにおいて降
伏応力に等しい圧縮熱応力であり、ウェブにおいてはそ
れに対応する引張熱応力となる。変態が終了する温度Ｔ
＾，は鋼種を固定すればほぼ一定であるので、この時の
熱応力分布はそれ以前の冷却履歴に関係なくほぼ一定と
なる。これ以後の冷却中には断面内のどの部分も塑性変
形を生じないので、この残留応力はこの時のフランジと
ウェブの温度差に基づく室温までの熱収縮量で決まるこ
とになる。通常圧延材では、断面内で最も大きな残留応
力が存在するのは、第２図に示す如くフランジ幅中央と
ウェブ中央であり、フランジは引張応力、ウェブは圧縮
応力となる。
したがってフランジ幅中央とウェブ中央の残留応力が小
さくできれば断面全体の残留応力が下がることになる。
詳細な研究の結果、フランジ幅中央の残留応力ｏｆ身は
Ａｒ，変態終了温度とフランジ幅中央位置３の変態終了
時のウェブ中央位置４の温度との温度差およびゥェブ中
央の残留応力。
さくできれば断面全体の残留応力が下がることになる。
詳細な研究の結果、フランジ幅中央の残留応力ｏｆ身は
Ａｒ，変態終了温度とフランジ幅中央位置３の変態終了
時のウェブ中央位置４の温度との温度差およびゥェブ中
央の残留応力。
Ｗ身は同じく〜，変態終了温度とフランジ幅１′４位置
５の変態終了時のウェブ中央の温度との温度差の次のよ
うな関係式で最も精度よく表示できることが判明した。
ｏｆ貴＝も十ａ，△Ｔｉｍ ……ｍｏｗを＝い＋
ｂ，△Ｔ２ｎ …・・・【２１ここで、△Ｔ．＝
Ｔ＾・−Ｔ〆亨 ‐‐‐‐‐‐‘３１ＷＺｒ△Ｔ２
：Ｔ＾．−Ｔ；事 ‐‐‐−‐−ｔ４｝の亨’〇Ｗ蔓
：フランジ幅中央、ゥェブ中央の残留応力（ｋｇ′桝）
Ｔ＾，：Ａｒ，変態終了温度（０○） Ｔ？：フラン欄中の変態終了時のっヱブ中央岬 温度（
℃）Ｔ子音：フランジ幅１／４位置の変態終了時のウエ
ブ中央温度（０○）ａｏ，ａ，，戊，ｂ，，ｍ，ｎ：日
形鋼のタイプ（広幅、中幅、紬幅）、断面寸法の大きさ
（大形、中形、小形）を固定すれば決まる定数本発明の
上記（１｝、｛２）式を下記の如く利用して残留応力の
少ないＨ形鋼を製造する。
５の変態終了時のウェブ中央の温度との温度差の次のよ
うな関係式で最も精度よく表示できることが判明した。
ｏｆ貴＝も十ａ，△Ｔｉｍ ……ｍｏｗを＝い＋
ｂ，△Ｔ２ｎ …・・・【２１ここで、△Ｔ．＝
Ｔ＾・−Ｔ〆亨 ‐‐‐‐‐‐‘３１ＷＺｒ△Ｔ２
：Ｔ＾．−Ｔ；事 ‐‐‐−‐−ｔ４｝の亨’〇Ｗ蔓
：フランジ幅中央、ゥェブ中央の残留応力（ｋｇ′桝）
Ｔ＾，：Ａｒ，変態終了温度（０○） Ｔ？：フラン欄中の変態終了時のっヱブ中央岬 温度（
℃）Ｔ子音：フランジ幅１／４位置の変態終了時のウエ
ブ中央温度（０○）ａｏ，ａ，，戊，ｂ，，ｍ，ｎ：日
形鋼のタイプ（広幅、中幅、紬幅）、断面寸法の大きさ
（大形、中形、小形）を固定すれば決まる定数本発明の
上記（１｝、｛２）式を下記の如く利用して残留応力の
少ないＨ形鋼を製造する。
まず製品として耐荷力の低下、形状不良などの問題を生
じないフランジ幅中央およびウヱブ中央の上限目的標残
留応ヵ。ねぉよび。ちを決め、残留応ヵの草案壬守手布
だ；巽鷲亨髪蓮亀号ｊにＴ生おすなわちａ。
じないフランジ幅中央およびウヱブ中央の上限目的標残
留応ヵ。ねぉよび。ちを決め、残留応ヵの草案壬守手布
だ；巽鷲亨髪蓮亀号ｊにＴ生おすなわちａ。
十ａ・（Ｔ＾・一ＴよＺ）ｍミ。よす ‐‐‐‐‐‐【
５）広十ｂ（Ｔ＾．−Ｔよす）ｎミ。よす‐‐‐‐‐‐
■となる如くＴ均，Ｔ好球める。次‘こ求めた温度条件
になる如く圧延時もし〈は仕上圧延後にウェブ保温もし
くはフランジ冷却の少なくとも一つの処理を行うのであ
る。一般に圧延贋のウェブ保温は第３図に示す如くウェ
ブ２に平行な放熱防止板６によって行われ、仕上圧延後
のウェブ保温は第４図に示す如くパーラィトなどの保温
材７をウヱブ２の上面に軟遣して行われる。
５）広十ｂ（Ｔ＾．−Ｔよす）ｎミ。よす‐‐‐‐‐‐
■となる如くＴ均，Ｔ好球める。次‘こ求めた温度条件
になる如く圧延時もし〈は仕上圧延後にウェブ保温もし
くはフランジ冷却の少なくとも一つの処理を行うのであ
る。一般に圧延贋のウェブ保温は第３図に示す如くウェ
ブ２に平行な放熱防止板６によって行われ、仕上圧延後
のウェブ保温は第４図に示す如くパーラィトなどの保温
材７をウヱブ２の上面に軟遣して行われる。
一方フランジ冷却は第５図に示す如くフランジ水冷装鷹
８によって実施される。実施例次の如き代表的な細幅。
８によって実施される。実施例次の如き代表的な細幅。
の大形サイズ日形鋼を製造した。鋼種 ＳＳ４１ （Ｊ
ＩＳＧ ３１０１）ウェブ高さ ９０比舷 フランジ幅 ３０比奴 ウェブ厚 １６岬 フランジ厚 ２８肋 本発明のこの場合の残留応力予測式は次の如く具体的に
示される。
ＩＳＧ ３１０１）ウェブ高さ ９０比舷 フランジ幅 ３０比奴 ウェブ厚 １６岬 フランジ厚 ２８肋 本発明のこの場合の残留応力予測式は次の如く具体的に
示される。
ＯＷ＝−５‐３４−０‐０００５７９（Ｔ＾・−Ｔよ≠
）２……（８，ただし変態終了温度は本実施例において
は約６５０ｑｏである。
）２……（８，ただし変態終了温度は本実施例において
は約６５０ｑｏである。
フランジ幅中央およびゥェブ中央の上限目標残留応力。
ね，！０よＷー，を共に２０ｋ９／桝とすると、‘川８
１式よりＴ＃と５１８℃，Ｔ生と５１１℃となる。この
温度条仲こな捌く、圧延時もし〈は仕上圧延後のゥェブ
保温もしくはフランジ冷却の少なくとも１つの処理を行
った。上記の実施例および従来法による無処理の場合の
比較例について残留応力を測定しその結果を第１表に示
した。第１表により明らかなとおり、本発明の実施例に
おいて、残留応力を目標とおりに減少することができた
。
ね，！０よＷー，を共に２０ｋ９／桝とすると、‘川８
１式よりＴ＃と５１８℃，Ｔ生と５１１℃となる。この
温度条仲こな捌く、圧延時もし〈は仕上圧延後のゥェブ
保温もしくはフランジ冷却の少なくとも１つの処理を行
った。上記の実施例および従来法による無処理の場合の
比較例について残留応力を測定しその結果を第１表に示
した。第１表により明らかなとおり、本発明の実施例に
おいて、残留応力を目標とおりに減少することができた
。
第 １ 表
上記実施例からも明らかな如く、残留応力をフランジ代
表位置の変態終了時のフランジとゥェブの代表位置の温
度差との関数で表示し目標残留応力に対するゥェブ代表
位置の温度を具体的に求め、その温度条件になるように
圧延時もしくは仕上圧延後のウェブ保温もしくはフラン
ジ水冷の少なくとも１つの処理を行う本発明法によって
残留応力の少ないＨ形鋼を製造することができた。
表位置の変態終了時のフランジとゥェブの代表位置の温
度差との関数で表示し目標残留応力に対するゥェブ代表
位置の温度を具体的に求め、その温度条件になるように
圧延時もしくは仕上圧延後のウェブ保温もしくはフラン
ジ水冷の少なくとも１つの処理を行う本発明法によって
残留応力の少ないＨ形鋼を製造することができた。
熱間圧延により製造される厚板の残留応力も幅中央と幅
端部における温度差の関数で表現できる可能性があり、
その場合も本発明と同一の技術思想が適用できる。
端部における温度差の関数で表現できる可能性があり、
その場合も本発明と同一の技術思想が適用できる。
第１図はＨ形鋼の断面図、第２図はＨ形鋼の残留応力の
分布を示す断面図、第３図は本発明による日形鋼の放熱
防止板によるウェブ保温状況を示す断面図、第４図は保
温材の戦層によるゥェブ保温状況を示す断面図、第５図
は本発明によるＨ形鋼のフランジ水冷状況を示す断面図
である。 １……フラソジ、２……ウエブ。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
分布を示す断面図、第３図は本発明による日形鋼の放熱
防止板によるウェブ保温状況を示す断面図、第４図は保
温材の戦層によるゥェブ保温状況を示す断面図、第５図
は本発明によるＨ形鋼のフランジ水冷状況を示す断面図
である。 １……フラソジ、２……ウエブ。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｈ形鋼の圧延時もしくは仕上圧延後にもしくはフラ
ンジ水冷を行う残留応力の少ないＨ形鋼の製造方法にお
いて、前記フランジおよび、ウエブの残留応力をＡｒ＿
１変態終了温度とフランジ代表位置のＡｒ＿１変態終了
時の代表位置の温度との温度差の関数とする下記２式で
表示し、前記２式より目標とする残留応力になる前記ウ
エブの代表位置の温度を求め、この温度条件になる如く
圧延時もしくは仕上圧延後に前記ウエブ保温もしくは前
記のフランジ冷却の少なくとも一つ処理を行うことを特
徴とする残留応力の少ないＨ形鋼の製造方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼ここで、 ▲数式、化学式、表等があります▼ ■：フランジ幅中央、ウエブ中央の残 留応力（ｋｇ／ｍｍ＾２） Ｔ＿Ａ＿１：Ａｒ＿１変態終了温度（℃）■：フランジ
幅中央の変態終了時のウエブ中央温度（℃）■：フラン
ジ幅１／４位置の変態終了時のウエブ中央温度（℃）ａ
＿０，ａ＿１，ｂ＿０，ｂ＿１，ｍ，ｎ：Ｈ形鋼タイプ
の（広幅、中幅、小幅）、断面寸法の大きさ（大形、中
形、小形）を固定すれば決まる定数
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19100881A JPS6037857B2 (ja) | 1981-11-28 | 1981-11-28 | 残留応力の少ないｈ形鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19100881A JPS6037857B2 (ja) | 1981-11-28 | 1981-11-28 | 残留応力の少ないｈ形鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5893820A JPS5893820A (ja) | 1983-06-03 |
| JPS6037857B2 true JPS6037857B2 (ja) | 1985-08-28 |
Family
ID=16267333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19100881A Expired JPS6037857B2 (ja) | 1981-11-28 | 1981-11-28 | 残留応力の少ないｈ形鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037857B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4438822A1 (de) * | 1994-10-19 | 1996-04-25 | Mannesmann Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Vermeiden der Unparallelität von Trägerprofilen |
-
1981
- 1981-11-28 JP JP19100881A patent/JPS6037857B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5893820A (ja) | 1983-06-03 |
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