JP2002088439A

JP2002088439A - 低サイクル疲労特性とエネルギー吸収性能に優れた制振建材用鋼およびその製造方法

Info

Publication number: JP2002088439A
Application number: JP2000275324A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Kayamori; 陽一萱森; Tadashi Ishikawa; 忠石川; Shuji Aihara; 周二粟飯原; Atsushi Watanabe; 厚渡辺; Eiichiro Saeki; 英一郎佐伯
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-09-11
Filing date: 2000-09-11
Publication date: 2002-03-27

Abstract

(57)【要約】【課題】風および地震に対する低サイクル疲労特性と
エネルギー吸収性能に優れた制振建材用鋼およびその製
造方法の提供。【解決手段】フェライトと面積率で１０〜４０％の硬
質第二相からなる組織を有し、フェライト結晶粒の粒度
番号が７以上、硬質第二相の硬度がＨｖ１８０以上であ
り、さらに、降伏強度が２００〜３５０MPa で、かつ、
加工硬化指数が０．２〜０．２５である低サイクル疲労
特性とエネルギー吸収性能に優れた制振建材用鋼。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、風や地震等の塑性
変形を伴う繰り返し荷重に対する低サイクル疲労特性お
よびエネルギー吸収性能に優れ、アンボンドブレース、
制振壁、制振パネル等に用いられる制振建材用鋼および
その製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】風および地震に対して、柱、梁などの建
物主体骨組の応答を低減させるため、エネルギーを吸収
させる部材・装置を導入する種々の技術が実用化されて
いる。アンボンドブレース、制振壁、制振パネル等の制
振建材がその一つである。

【０００３】制振建材用鋼に要求される特性として、次
の２点が特に要求される。低サイクル疲労特性に優れること、すなわち、繰り返
しの塑性変形に対する破断寿命が長いこと。エネルギー吸収性能に優れること、すなわち、主体骨
組部材よりも制振建材が先行して塑性変形するよう制振
建材用鋼の降伏強度は低く、かつ、制振建材の単位体積
当たりのエネルギー吸収量が大きいこと。

【０００４】現用の制振建材用鋼は、（ａ）強化元素の
低減、（ｂ）フェライト単相組織、（ｃ）比較的大きな
結晶粒径の許容を特徴とした極軟鋼が主である。極軟鋼
とすることで、極低降伏強度および高延性により前記
の達成を狙っている。例えば、特開平１１−３６０５
１号公報では、固溶強化元素であるＣを０．００３％以
下、Ｎを０．００４％以下に制限し、かつＴｉを微量添
加することでＣとＮの固溶量を減らし、さらに、Ｂを微
量添加することで粒界強化による靭性改善を図り、フェ
ライト単相組織で平均粒径１５０μｍ以下であることを
特徴とする鋼材とその製造方法を開示している。

【０００５】ところで、極軟鋼の低サイクル疲労特性と
エネルギー吸収性能については、日本建築学会構造系論
文集の第４７２号１３９頁および第４７３号１５９頁に
より以下の点が明らかになっている。・極軟鋼の低サイクル疲労特性は、普通鋼のそれと同程
度である。・極軟鋼のエネルギー吸収性能は、歪の変動範囲（以
後、歪範囲と称す）が０．７％より低い場合は普通鋼の
それよりも優れるが、歪範囲が０．８％よりも大きくな
ると普通鋼のそれよりも優れるとは言えない。そこで、
低サイクル疲労特性とエネルギー吸収性能の両方に優れ
る制振建材用鋼の使用が期待されている。

【０００６】

【発明の解決しようとする課題】しかしながら、上記の
特開平１１−３６０５１号公報では、平均粒径を１５０
μｍに制御し部材の均一な変形能を確保することで疲労
特性の低下を防止するよう述べているが、普通鋼と比較
して低サイクル疲労特性を著しく向上させる技術は何ら
開示していない。また、この発明例では１００MPa 程度
以下の低降伏強度を達成したことは示されているが、エ
ネルギー吸収性能自体は何ら示されていないため、エネ
ルギー吸収性能が優れるのか否かは不明である。

【０００７】本発明の実施例に示す通り、極軟鋼の低サ
イクル疲労特性およびエネルギー吸収性能が普通鋼のそ
れよりも優れているとは必ずしも言えない。そこで、低
サイクル疲労特性とエネルギー吸収性能の両方に優れる
制振建材用鋼の開発が強く望まれている。本発明は上記
課題を解決し、アンボンドブレース、制振壁、制振パネ
ル等に用いられる制振建材用鋼およびその製造方法を提
供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】発明者らは、低サイクル
疲労特性とエネルギー吸収性能を両立できる鋼材の具備
すべき組織、組成などの諸条件を特定するに至り本発明
を完成させたもので、その要旨とするところは以下の通
りである。（１）フェライトと面積率で１０〜４０％の硬質第二
相からなる組織を有し、フェライト結晶粒の粒度番号が
７以上、硬質第二相の硬度がＨｖ１８０以上であり、さ
らに、降伏強度が２００〜３５０MPa で、かつ、加工硬
化指数が０．２〜０．２５であることを特徴とする低サ
イクル疲労特性とエネルギー吸収性能に優れた制振建材
用鋼。（２）質量％で、Ｃ：０．０５〜０．４％、Ｓｉ：
０．０５〜１．５％、Ｍｎ：０．５〜２％、Ｐ：０．０
３％以下、Ｓ：０．０２％以下を含有し、残部がＦｅお
よび不可避不純物からなることを特徴とする前記（１）
に記載の低サイクル疲労特性とエネルギー吸収性能に優
れた制振建材用鋼。（３）質量％で、Ｃｕ：０．０５〜２％、Ｎｉ：０．
０５〜２％、Ｃｒ：０．０５〜２％、Ｍｏ：０．０５〜
０．５％、Ｎｂ：０．００５〜０．２％、Ｖ：０．００
５〜０．２％、Ｃａ：０．０００５〜０．００６％、希
土類元素（ＲＥＭ）：０．０００５〜０．０１％の１種
または２種以上を、さらに含有することを特徴とする前
記（２）に記載の低サイクル疲労特性とエネルギー吸収
性能に優れた制振建材用鋼。（４）質量％で、Ａｌ：０．００５〜０．０６％、Ｔ
ｉ：０．００５〜０．０５％の１種または２種と、Ｎ：
０．００１〜０．００６％を、さらに含有することを特
徴とする前記（２）または（３）に記載の低サイクル疲
労特性に優れた制振建材用鋼。（５）前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の鋼
の製造にあたり、スラブをＡｃ₃〜１２５０℃の温度範
囲に加熱して、再結晶温度域で累積圧下率１０％以上の
熱間圧延をした後、１℃/sec以下の冷却速度で冷却する
ことを特徴とする低サイクル疲労特性とエネルギー吸収
性能に優れた制振建材用鋼の製造方法。（６）再結晶域温度で熱間圧延をした後、引き続き、
未再結晶温度域で累積圧下率４０％以上の熱間圧延をし
て、さらに１℃/sec以下の冷却速度で冷却することを特
徴とする前記（５）に記載の低サイクル疲労特性とエネ
ルギー吸収性能に優れた制振建材用鋼の製造方法。（７）１℃/sec以下の冷却速度で冷却後、Ａｃ₁〜
（Ａｃ₃−５０）℃に加熱して水焼入れ処理することを
特徴とする前記（５）または（６）に記載の低サイクル
疲労特性とエネルギー吸収性能に優れた制振建材用鋼の
製造方法。（８）Ａｃ₁〜（Ａｃ₃−５０）℃に加熱して水焼入
れ処理をした後、さらに、２００℃〜Ａｃ₁に加熱して
焼き戻し処理することを特徴とする前記（７）に記載の
低サイクル疲労特性とエネルギー吸収性能に優れた制振
建材用鋼の製造方法。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。建築制振部材に用いられ柱・梁部材よりも低強度
な鋼材では、低サイクル疲労破壊のプロセスは、一般に
次のようなものと考えられている。（Ｆ１）結晶粒内の特定のすべり面に沿ってすべりが繰
り返され、すべり帯が形成される。（Ｆ２）鋼材表面のすべり帯が突き出しと入り込みを形
成し、粒内の微小表面き裂が発生する。（Ｆ３）粒内の微小表面き裂は粒界を貫通してそれ自身
が伝播したり、隣接する他のき裂と合体して長大き裂へ
と変化し、ついには部材の破断に至る。

【００１０】ここで、結晶粒界は（Ｆ３）においてき裂
伝播の抵抗となり得るが、粒径を１５０μｍ以下とする
ことで低サイクル疲労特性が著しく向上する根拠は何も
ない。さらに、フェライト単相とすることで低サイクル
疲労特性が著しく向上する根拠もない。

【００１１】また、鋼材のエネルギー吸収性能は公称応
力と公称歪によるヒステリシスループで囲まれる面積
（ヒステリシスエネルギー）で示され、一般に次のよう
なものと考えられている。（Ｅ１）ヒステリシスエネルギーは、降伏強度と加工硬
化指数で決まる。（Ｅ２）繰り返し数の増加とともに、鋼材は硬化もしく
は軟化挙動を示し、ヒステリシスエネルギーは変化す
る。

【００１２】発明者らは、低サイクル疲労特性とエネル
ギー吸収性能の支配因子を詳細に検討した結果、以下の
知見を得た。１）繰り返しの比較的初期に（Ｆ１）と（Ｆ２）のプロ
セスが完了するため、低サイクル疲労寿命は（Ｆ３）の
プロセスに支配される。

【００１３】２）結晶粒の細粒化は、（Ｆ３）のプロセ
スにおいて粒内の微小表面き裂の伝播を遅延させるのに
有効であり、その効果は図１に示すようにＪＩＳＧ
０５５２に準拠する粒度測定による粒度番号７以上で著
しい。

【００１４】３）フェライトと硬質第二相からなる混合
組織では、（Ｆ３）のプロセスにおいて、フェライトで
発生した粒内の微小表面き裂は硬質第二相に当たると停
留や迂回をするため、き裂の伝播速度は遅くなり、低サ
イクル疲労寿命が長寿命に改善される。一方、フェライ
ト単相組織では、（Ｆ３）のプロセスにおいて粒内の微
小表面き裂の粒界貫通と隣接き裂との合体が容易となる
ため、き裂の伝播速度は速く、低サイクル疲労寿命の改
善をもたらさない。

【００１５】４）低サイクル疲労寿命の改善に有効な硬
質第二相は、パーライト、ベイナイト、マルテンサイ
ト、およびそれらの混合である。ただし、図２に示すよ
うに、硬質第二相がＪＩＳＺ２２４４に準拠するビ
ッカース硬度測定で１８０より小さい場合は、フェライ
トで発生した微小表面き裂は容易に硬質第二相を貫通す
るので、低サイクル疲労寿命は改善されない。よって、
硬質第二相の硬度は１８０以上でなければならない。ま
た、図３に示すように、硬質第二相の面積率が１０％よ
り小さいと、フェライトで発生した微小表面き裂は硬質
第二相に当たりにくいので容易に伝播し、やはり低サイ
クル疲労寿命は改善されない。よって、硬質第二相の面
積率は１０％以上でなければならない。しかし、硬質第
二相の面積率が４０％より大きいと、すべり変形を生じ
てエネルギーの吸収に寄与するフェライトの割合が小さ
いため、制振建材のエネルギー吸収性能は極端に低下す
る。よって、硬質第二相の面積率は４０％以下でなけれ
ばならない。

【００１６】５）ある、歪範囲に対して、ヒステリシス
エネルギーを大きくするのに最適な降伏強度と加工硬化
指数が存在する。図４と図５に示すように、風や地震に
より制振建材に付与されるであろう歪範囲０．５〜５％
に対しては、降伏強度は２００〜３５０MPa 、加工硬化
指数は０．２〜０．２５とするとで、大きなヒステリシ
スエネルギーが得られる。降伏強度と加工硬化指数のい
ずれかが上記範囲外の場合、風や地震の歪に対する大き
なヒステリシスエネルギーは得られない。

【００１７】６）繰り返し硬化あるいは軟化の挙動は、
破断寿命の１／２近傍の繰り返し数で飽和して定常状態
になるが、上記５）に示す範囲内の降伏強度および加工
硬化指数を有する鋼材は、繰り返し硬化あるいは軟化挙
動が定常となる前でも後でも高いエネルギー吸収性能を
示す。

【００１８】本発明は上記のように組織などの要件を満
たしておれば、成分や製造方法を特に限定するものでは
ないが、本発明の実施の形態として、具体的な成分や製
造方法の詳細を以下に記す。まず、成分については、各
元素を以下のように限定する。

【００１９】Ｃの下限０．０５％は、硬質第二相の硬度
と面積率、および鋼材の降伏強度を確保するための最小
量である。しかし、Ｃ量が多すぎると、硬質第二相の面
積率や鋼材の降伏強度の上限を超えエネルギー吸収性能
が低下するとともに、溶接性、ＨＡＺ靭性が低下するの
で、上限を０．４％とした。

【００２０】Ｓｉは、降伏点の向上と脱酸に有効な成分
であり、０．０５％以上添加することによりその効果が
現れる。しかし、多く添加すると降伏強度が上限を超え
エネルギー吸収性能が低下するとともに、溶接性、ＨＡ
Ｚ靭性を劣化させるため、上限を１．５％とした。

【００２１】Ｍｎは、強度、靭性を確保する上で不可欠
な元素であり、その下限は０．５％である。しかし、多
量に添加すると焼入れ性が増加して、溶接性、ＨＡＺ靭
性を劣化させるだけでなく、降伏強度が上限を超えエネ
ルギー吸収性能が低下するので、Ｍｎの上限を２％とし
た。

【００２２】本発明鋼において、不純物であるＰ，Ｓを
それぞれ０．０３％，０．０２％以下とした理由は、母
材、溶接部の靭性を一層向上させるためである。Ｐの低
減により粒界破壊を防止し、Ｓの低減により介在物Ｍｎ
Ｓの形成に起因する靭性劣化を防止する。そのために好
ましいＰ，Ｓ量は、０．０１％，０．００５％以下であ
る。

【００２３】本発明鋼の基本成分は以上の通りであり、
十分に目的を達成できるが、基本成分に加えてＣｕ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｖ，Ｃａ，ＲＥＭを適宜添加す
ることで、本発明鋼の優れた特徴を損なうことなく、溶
接性、母材・ＨＡＺ靭性の向上を図ることができる。し
たがって、その添加量は自ら制限される性質のものであ
る。

【００２４】Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｖは、強
度、靭性の向上に効果を有し、その下限はＣｕ，Ｎｉ，
Ｃｒ，Ｍｏで０．０５％、Ｎｂ，Ｖで０．００５％であ
る。しかし多量に添加すると、Ｃｕは熱間圧延時にＣｕ
割れが発生して製造が困難になり、Ｎｉ，Ｃｒは極めて
高価になり、Ｍｏ、Ｎｂ、ＶはＨＡＺ靭性上好ましくな
く、かつ、いずれの元素も過剰な添加は鋼材の降伏点の
上限を超えさせエネルギー吸収性能が低下するため、上
限をＣｕ，Ｎｉ，Ｃｒは２％、Ｍｏは０．５％、Ｎｂ，
Ｖは０．２％とした。

【００２５】Ｃａは、介在物ＭｎＳの形態を制御し、靭
性を向上させる効果があり、その下限は０．０００５％
である。しかし、０．００６％を超えるとＣａＯ、Ｃａ
Ｓが多量に生成して大型介在物となり、鋼の靭性のみな
らず清浄度も害し、溶接性にも悪影響を与えるので、Ｃ
ａ添加量の範囲を０．０００５〜０．００６％とした。

【００２６】希土類元素（ＲＥＭ）はＣａの場合と同様
にＭｎＳの形態制御のために０．０００５％以上添加す
ると効果があるが、０．０１％を超えて添加すると清浄
度が損なわれ、溶接性が劣化するので、上限値を０．０
１％とした。

【００２７】さらに、以下に述べる元素を添加すると、
母材・ＨＡＺ靭性の向上に関して、いっそう好ましい結
果が得られる。Ａｌ、ＴｉはＮと結合してＡｌＮ、Ｔｉ
Ｎを形成し、再加熱時のγ粒粗大化を抑制し、圧延後の
組織を微細化する。これらの効果を得るための下限とし
て、Ａｌ、Ｔｉは０．００５％、Ｎは０．００１％必要
である。しかし、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎが多量になるとかえっ
てＨＡＺ靭性が低下するので、上限をそれぞれ０．０６
％，０．０５％，０．００６％とした。

【００２８】次に、前述のように結晶粒径、硬質第二
相、降伏強度、加工硬化指数を適切な範囲に制御するた
めには、以下に説明する製造方法が推奨される。まず、
いずれの製造方法でも、熱間圧延する前には、スラブを
１００％オーステナイト（以下γと記載）化する必要が
ある。γ化するためにはＡｃ₃以上に加熱すれば良い
が、１２５０℃を超えて加熱するとγ粒が著しく粗大化
し、圧延後のフェライト粒が細粒化されないため、低サ
イクル疲労寿命が向上しない。したがって、再加熱温度
はＡｃ₃〜１２５０℃とする必要がある。

【００２９】また、スラブを加熱することにより、γ粒
径が非常に大きくなっているため、γ粒径を小さくでき
る再結晶温度域（約９００〜１２５０℃）で熱間圧延を
行う。γ粒の微細化に有効な再結晶域累積圧下率（（ｈ
₀−ｈ₁）×１００／ｈ₀、ｈ₀：スラブ厚、ｈ₁：再
結晶温度域での圧延後板厚）は１０％以上のため、下限
を１０％とした。

【００３０】さらに、再結晶温度域で熱間圧延をした後
に鋼板を冷却する。このときの冷却速度は１℃/sec以下
でなければならない。その理由は、１℃/secよりも高速
で冷却すると、フェライト中の固溶Ｃ量が多くなり、フ
ェライトのすべり変形によるエネルギー吸収性能が低下
するからである。

【００３１】本発明鋼の基本製造方法は以上の通りであ
り、十分な鋼材特性を達成できるが、再結晶温度域圧延
の後、制御圧延（約７５０〜９００℃の未再結晶温度域
での圧延）を施すことでさらに高靭性が得られる。この
場合には、γ粒内に圧延による変形帯を導入し、フェラ
イト生成核を増加させた後に、１℃/sec以下の冷却速度
で冷却することが有効である。変形帯を導入するために
は未再結晶域累積圧下率（（ｈ₁−ｈ₂）×１００／ｈ
₁、ｈ₁：再結晶温度域での圧延後板厚もしくは未再結
晶温度域での圧延前板厚、ｈ₂：未再結晶温度域での圧
延後板厚）は４０％以上のため、下限を４０％とした。

【００３２】以上の製造方法によると、硬質第二相は主
にパーライト、ベイナイト、およびそれらの混合となる
が、硬質第二相をマルテンサイト化することも低サイク
ル疲労寿命向上には有効である。そのためには、鋼材を
Ａｃ₁〜（Ａｃ₃−５０）℃に加熱して水焼き入れする
必要がある。加熱温度は、Ａｃ₁よりも低温では硬質第
二相となる部分すらγ化できず、硬質第二相の面積率が
低くなり、（Ａｃ₃−５０）℃よりも高温ではγ分率が
大きくなりすぎて、その結果硬質第二相の面積率が高く
なるため、範囲をＡｃ₁〜（Ａｃ₃−５０）℃とした。

【００３３】さらに、鋼材の靭性改善や残留応力および
脱水素処理による寸法狂いを防止するために、焼き入れ
後の焼き戻し処理が製造上必要なことがある。焼き戻し
温度が２００℃よりも低温ではこれらの防止が期待され
ず、Ａｃ₁点を超える温度では変態が開始して強度が著
しく低下する。よって、焼き戻し温度は２００℃〜Ａｃ
₁点とした。

【００３４】なお、鋼材の成分や製造方法を限定して
も、製造された鋼材の組織、降伏強度、および加工硬化
指数のすべてが適切でなければ、低サイクル疲労特性と
エネルギー吸収性能は向上しない。本発明は低サイクル
疲労特性とエネルギー吸収性能を確実に向上させるもの
であり、本発明が提供する制振建材用鋼は、厚鋼板に限
らず、薄鋼板、形鋼、棒線、鋼管に対しても同様に適用
できる。

【００３５】

【実施例】転炉、連続鋳造、厚板工程により鋼板を製造
し、その金属組織、降伏点、加工硬化指数、低サイクル
疲労特性、エネルギー吸収性能などを調査した。表１の
１〜１５に本発明鋼、１６〜３１に比較鋼の化学成分を
示す。表２に本発明鋼と比較鋼の鋼板製造条件とその機
械的性質を示す。表３に本発明鋼と比較鋼を用いた歪制
御低サイクル疲労試験の結果を示す。

【００３６】歪制御低サイクル疲労試験は以下の方法で
行った。それぞれの鋼板から全長１５０mm、平行部長さ
２２mm、平行部直径１０mmの丸棒疲労試験片を採取し
た。平行部にゲージ長２１mmの伸び計を固定し、コンピ
ュータ制御の電気油圧式疲労試験機を用いて、平行部歪
範囲（最大歪−最小歪）を制御した低サイクル疲労試験
を実施した。歪波形は三角波、歪比（最小歪／最大歪）
−１、歪速度０．５％/secとし、歪範囲は代表的な条件
として０．５％（風振動相当）と５％（地震動相当）の
２種類とした。試験の最中は、随時、試験片平行部の公
称応力−歪の関係を記録し、試験片が破断するか試験中
の最大荷重が試験初期の最大荷重の７５％まで減少した
ら試験片破断と見なした。

【００３７】本発明鋼１〜１５は、フェライト粒度、硬
質第二相の硬度と面積率、降伏強度、加工硬化指数が適
切範囲内となっており、低サイクル疲労寿命とエネルギ
ー吸収性能は優れている。

【００３８】これに対し、比較鋼１６はＣ量が不足し、
硬質第二相の面積率が低いため、低サイクル疲労寿命が
改善されない。逆に、比較鋼１７はＣ量が過剰で、硬質
第二相の面積率が大きすぎるため、低サイクル疲労寿命
は改善されるが、エネルギー吸収性能が改善されない。
比較鋼１８〜２４は特定元素量が過剰なため、降伏強度
が３５０MPa を超え、かつ、加工硬化指数が０．２０よ
り小さくなっており、その結果、エネルギー吸収性能が
改善されない。比較鋼２５はフェライト粒度が７に達し
ないため低サイクル疲労寿命が改善されないことに加
え、Ｖ量が過剰なことにより降伏硬度が超過し加工硬化
指数が不足しているため、エネルギー吸収性能が改善さ
れない。比較鋼２６はスラブの再加熱温度が高すぎるた
め、比較鋼２７は再結晶温度域圧延の累積圧下率が小さ
いため、フェライト粒度が７に到達せず低サイクル疲労
寿命が改善されない。さらに、比較鋼２７は降伏硬度が
超過し加工硬化指数が不足しているため、エネルギー吸
収性能も改善されない。比較鋼２８は熱間圧延後の冷却
速度が速いため、降伏硬度が超過し加工硬化指数が不足
して、エネルギー吸収性能は改善されない。比較鋼２９
は焼き入れ温度が低いため、硬質第二相の面積率が低す
ぎ、低サイクル疲労寿命が改善されない。逆に、比較鋼
３０は焼き入れ温度が高いため、硬質第二相の面積率が
大きすぎ、降伏硬度が超過し加工硬化指数が不足して、
エネルギー吸収性能が改善されない。比較鋼３１はＣ量
が不足していることに加え、再加熱温度が高すぎ、粗大
なフェライト単一組織となっている。その結果、低サイ
クル疲労寿命とエネルギー吸収性能のいずれも改善され
ない。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】

【表３】

【００４２】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明により低サイクル疲労特性とエネルギー吸収性能が
良好な制振建材用鋼を提供することができる。従って、
本発明の産業上の価値は極めて高いといえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋼材のフェライト粒度番号と低サイクル疲労寿
命の関係を示す図である。

【図２】鋼材の硬質第二相の硬度と低サイクル疲労寿命
の関係を示す図である。

【図３】鋼材の硬質第二相の面積率と低サイクル疲労寿
命の関係を示す図である。

【図４】鋼材の降伏強度とエネルギー吸収性能の関係を
示す図である。

【図５】鋼材の加工硬化指数とエネルギー吸収性能の関
係を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者粟飯原周二千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者渡辺厚東京都千代田区大手町２−６−３新日本製鐵株式会社内 (72)発明者佐伯英一郎東京都千代田区大手町２−６−３新日本製鐵株式会社内Ｆターム(参考） 4K032 AA01 AA04 AA05 AA08 AA11 AA12 AA14 AA15 AA16 AA19 AA21 AA22 AA23 AA24 AA27 AA29 AA31 AA32 AA35 AA36 AA40 BA01 CA01 CA02 CA03 CB02 CC04 CD01 CF01 CF02 CF03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フェライトと面積率で１０〜４０％の硬
質第二相からなる組織を有し、フェライト結晶粒の粒度
番号が７以上、硬質第二相の硬度がＨｖ１８０以上であ
り、さらに、降伏強度が２００〜３５０MPa で、かつ、
加工硬化指数が０．２〜０．２５であることを特徴とす
る低サイクル疲労特性とエネルギー吸収性能に優れた制
振建材用鋼。
【請求項２】質量％で、Ｃ：０．０５〜０．４％、Ｓｉ：０．０５〜１．５％、Ｍｎ：０．５〜２％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０２％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避
不純物からなることを特徴とする請求項１に記載の低サ
イクル疲労特性とエネルギー吸収性能に優れた制振建材
用鋼。
【請求項３】質量％で、Ｃｕ：０．０５〜２％、Ｎｉ：０．０５〜２％、Ｃｒ：０．０５〜２％、Ｍｏ：０．０５〜０．５％、Ｎｂ：０．００５〜０．２％、Ｖ：０．００５〜０．２％、Ｃａ：０．０００５〜０．００６％、希土類元素（ＲＥＭ）：０．０００５〜０．０１％の１
種または２種以上を、さらに含有することを特徴とする
請求項２に記載の低サイクル疲労特性とエネルギー吸収
性能に優れた制振建材用鋼。
【請求項４】質量％で、Ａｌ：０．００５〜０．０６％、Ｔｉ：０．００５〜０．０５％の１種または２種と、Ｎ：０．００１〜０．００６％を、さらに含有するこ
とを特徴とする請求項２または３に記載の低サイクル疲
労特性とエネルギー吸収性能に優れた制振建材用鋼。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋼
の製造にあたり、スラブをＡｃ₃〜１２５０℃の温度範
囲に加熱して、再結晶温度域で累積圧下率１０％以上の
熱間圧延をした後、１℃/sec以下の冷却速度で冷却する
ことを特徴とする低サイクル疲労特性とエネルギー吸収
性能に優れた制振建材用鋼の製造方法。
【請求項６】再結晶域温度で熱間圧延をした後、引き
続き、未再結晶温度域で累積圧下率４０％以上の熱間圧
延をして、さらに１℃/sec以下の冷却速度で冷却するこ
とを特徴とする請求項５に記載の低サイクル疲労特性と
エネルギー吸収性能に優れた制振建材用鋼の製造方法。
【請求項７】１℃/sec以下の冷却速度で冷却後、Ａｃ
₁〜（Ａｃ₃−５０）℃に加熱して水焼入れ処理するこ
とを特徴とする請求項５または６に記載の低サイクル疲
労特性とエネルギー吸収性能に優れた制振建材用鋼の製
造方法。
【請求項８】Ａｃ₁〜（Ａｃ₃−５０）℃に加熱して
水焼入れ処理をした後、さらに、２００℃〜Ａｃ₁に加
熱して焼き戻し処理することを特徴とする請求項７に記
載の低サイクル疲労特性とエネルギー吸収性能に優れた
制振建材用鋼の製造方法。