JP3428286B2 - 厚肉鋼管丸柱の製造方法 - Google Patents
厚肉鋼管丸柱の製造方法Info
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- JP3428286B2 JP3428286B2 JP08960496A JP8960496A JP3428286B2 JP 3428286 B2 JP3428286 B2 JP 3428286B2 JP 08960496 A JP08960496 A JP 08960496A JP 8960496 A JP8960496 A JP 8960496A JP 3428286 B2 JP3428286 B2 JP 3428286B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、建築物の鉄鋼構造
に用いられる低降伏比６０キロ級の厚肉鋼管丸柱の製造
方法に関し、特に限界状態設計法で設計された厚肉鋼管
丸柱の製造方法に関する。
に用いられる低降伏比６０キロ級の厚肉鋼管丸柱の製造
方法に関し、特に限界状態設計法で設計された厚肉鋼管
丸柱の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年における建築物の高層化、柱間隔の
長大化の傾向に伴い、建築物に用いられる鋼材には高強
度化および厚肉化が求められており、肉厚４０ｍｍ以上
で、強度レベルが６０キロ級以上であることが望まれ
る。また、高層建築物には、巨大地震に見舞われた時、
柱・梁部材の塑性変形により地震エネルギーを吸収さ
せ、大崩壊を回避するという人的安全性を重視した限界
状態設計法が適用される。したがって、限界状態設計法
で使用される柱・梁部材には、高い塑性変形能の目安と
して降伏比（ＹＲ）が８０％以下であることが望まれ
る。
長大化の傾向に伴い、建築物に用いられる鋼材には高強
度化および厚肉化が求められており、肉厚４０ｍｍ以上
で、強度レベルが６０キロ級以上であることが望まれ
る。また、高層建築物には、巨大地震に見舞われた時、
柱・梁部材の塑性変形により地震エネルギーを吸収さ
せ、大崩壊を回避するという人的安全性を重視した限界
状態設計法が適用される。したがって、限界状態設計法
で使用される柱・梁部材には、高い塑性変形能の目安と
して降伏比（ＹＲ）が８０％以下であることが望まれ
る。
【０００３】また、今日の建築物は意匠性が重視される
傾向にあるため、従来の正方形断面を持つボックス柱よ
りも円形の断面を持つ鋼管丸柱の需要の伸びが大きい。
従来、低降伏比高張力厚肉鋼管丸柱の製造方法として
は、特開平５−６５５３５号、特開平５−１１７７４６
号、特開平５−１１７７４７号、特開平６−２６４１４
４号、特開平６−３４０９２２号の各公報に開示されて
いる冷間成形による方法がある。
傾向にあるため、従来の正方形断面を持つボックス柱よ
りも円形の断面を持つ鋼管丸柱の需要の伸びが大きい。
従来、低降伏比高張力厚肉鋼管丸柱の製造方法として
は、特開平５−６５５３５号、特開平５−１１７７４６
号、特開平５−１１７７４７号、特開平６−２６４１４
４号、特開平６−３４０９２２号の各公報に開示されて
いる冷間成形による方法がある。
【０００４】これらのうち特開平５−６５５３５号では
ＤＱ´−Ｔ、特開平５−１１７７４６号ではＲＱ−Ｑ´
−Ｔ、特開平５−１１７７４７号ではＤＱ−Ｑ´−Ｔの
各処理を施しており、いずれも製鋼段階でできる限りＹ
Ｒを低くしておき、鋼管成形後に応力除去処理（ＳＲ処
理）を行って鋼管成形に伴う加工硬化を除去し、もって
ＹＲ≦８０％を満足しようとするものである。しかし、
このような方法では、鋼板段階で多段の熱処理を施し、
さらに鋼管成形後にＳＲ処理を施すというように多数の
熱処理が必要となり、生産性、経済性を損なうこととな
る。
ＤＱ´−Ｔ、特開平５−１１７７４６号ではＲＱ−Ｑ´
−Ｔ、特開平５−１１７７４７号ではＤＱ−Ｑ´−Ｔの
各処理を施しており、いずれも製鋼段階でできる限りＹ
Ｒを低くしておき、鋼管成形後に応力除去処理（ＳＲ処
理）を行って鋼管成形に伴う加工硬化を除去し、もって
ＹＲ≦８０％を満足しようとするものである。しかし、
このような方法では、鋼板段階で多段の熱処理を施し、
さらに鋼管成形後にＳＲ処理を施すというように多数の
熱処理が必要となり、生産性、経済性を損なうこととな
る。
【０００５】また、特開平６−２６４１４４号、特開平
６−３４０９２２号では、いずれも鋼板段階でのＹＲを
できる限り低くすることにより成形後のＹＲを８０％以
下に抑制しようとするものであるが、厚肉鋼板の冷間プ
レス曲げによる成形では、プレス装置などの曲げ加工能
力の観点から丸柱の長尺、厚肉化が困難となる。
６−３４０９２２号では、いずれも鋼板段階でのＹＲを
できる限り低くすることにより成形後のＹＲを８０％以
下に抑制しようとするものであるが、厚肉鋼板の冷間プ
レス曲げによる成形では、プレス装置などの曲げ加工能
力の観点から丸柱の長尺、厚肉化が困難となる。
【０００６】一方、冷間でのプレス曲げ成形では塑性歪
が大きい内外表面近傍ほど加工硬化が大きく、板厚方向
に機械的特性の分布を持つ鋼管となる。ＳＲを実施する
とこの分布は緩和される傾向となるが、均一になるまで
には至らない。
が大きい内外表面近傍ほど加工硬化が大きく、板厚方向
に機械的特性の分布を持つ鋼管となる。ＳＲを実施する
とこの分布は緩和される傾向となるが、均一になるまで
には至らない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、厚肉の
建築用鋼管丸柱の製造において、冷間成形では多段にわ
たる熱処理により、生産性および経済性が損なわれ、ま
た加工時のプレス装置の荷重の観点から長物鋼管の製造
が困難である。さらに、板厚方向に材質が不均一な鋼管
となる。
建築用鋼管丸柱の製造において、冷間成形では多段にわ
たる熱処理により、生産性および経済性が損なわれ、ま
た加工時のプレス装置の荷重の観点から長物鋼管の製造
が困難である。さらに、板厚方向に材質が不均一な鋼管
となる。
【０００８】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、経済性や生産性を損なうことなく、高強度で
低降伏比を達成することが可能で、さらにその材質を均
一にすることが可能な建築用の厚肉鋼管丸柱の製造方法
を提供することを課題とする。
であって、経済性や生産性を損なうことなく、高強度で
低降伏比を達成することが可能で、さらにその材質を均
一にすることが可能な建築用の厚肉鋼管丸柱の製造方法
を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、第１に、重量％で、Ｃ：０．０６〜０．
１７％、Ｓｉ：０．０６〜０．５％、Ｍｎ：０．５〜
１．６％、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００５％以
下、Ｍｏ：０．１〜０．２５％、Ｔｉ：０．０１〜０．
０２％、Ｂ：０．０００５〜０．００２％、Ａｌ：０．
０７％以下、Ｎ：０．００４％以下を含有し、残部がＦ
ｅおよび不可避的不純物からなる鋼を圧延し、その鋼板
を９００〜１０００℃の温度範囲に加熱し、Ａｒ３以上
の温度域で曲げ加工を終了し、その後放冷ないし空冷し
て鋼管とすることを特徴とする厚肉鋼管丸柱の製造方法
を、第２に、重量％で、Ｃ：０．０６〜０．１７％、Ｓ
ｉ：０．０６〜０．５％、Ｍｎ：０．５〜１．６％、
Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｍｏ：
０．１〜０．２５％、Ｔｉ：０．０１〜０．０２％、
Ｂ：０．０００５〜０．００２％、Ａｌ：０．０７％以
下、Ｎ：０．００４％以下を含有し、さらにＮｂ：０．
００５〜０．０５％、Ｖ：０．０１〜０．１％からなる
群から選択される1種または２種を含有し、残部がＦｅ
および不可避的不純物からなる鋼を圧延し、その鋼板を
９００〜１０００℃の温度範囲に加熱し、Ａｒ３以上の
温度域で曲げ加工を終了し、その後放冷ないし空冷して
鋼管とすることを特徴とする厚肉鋼管丸柱の製造方法を
提供するものである。
決するために、第１に、重量％で、Ｃ：０．０６〜０．
１７％、Ｓｉ：０．０６〜０．５％、Ｍｎ：０．５〜
１．６％、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００５％以
下、Ｍｏ：０．１〜０．２５％、Ｔｉ：０．０１〜０．
０２％、Ｂ：０．０００５〜０．００２％、Ａｌ：０．
０７％以下、Ｎ：０．００４％以下を含有し、残部がＦ
ｅおよび不可避的不純物からなる鋼を圧延し、その鋼板
を９００〜１０００℃の温度範囲に加熱し、Ａｒ３以上
の温度域で曲げ加工を終了し、その後放冷ないし空冷し
て鋼管とすることを特徴とする厚肉鋼管丸柱の製造方法
を、第２に、重量％で、Ｃ：０．０６〜０．１７％、Ｓ
ｉ：０．０６〜０．５％、Ｍｎ：０．５〜１．６％、
Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｍｏ：
０．１〜０．２５％、Ｔｉ：０．０１〜０．０２％、
Ｂ：０．０００５〜０．００２％、Ａｌ：０．０７％以
下、Ｎ：０．００４％以下を含有し、さらにＮｂ：０．
００５〜０．０５％、Ｖ：０．０１〜０．１％からなる
群から選択される1種または２種を含有し、残部がＦｅ
および不可避的不純物からなる鋼を圧延し、その鋼板を
９００〜１０００℃の温度範囲に加熱し、Ａｒ３以上の
温度域で曲げ加工を終了し、その後放冷ないし空冷して
鋼管とすることを特徴とする厚肉鋼管丸柱の製造方法を
提供するものである。
【００１０】本発明者らは、製管に際して大きい加工能
力を有する設備を必要とせず、高強度および低降伏比を
達成することができ、さらに均一な材質を有する厚肉鋼
管丸柱の製造方法について詳細に検討した。
力を有する設備を必要とせず、高強度および低降伏比を
達成することができ、さらに均一な材質を有する厚肉鋼
管丸柱の製造方法について詳細に検討した。
【００１１】本発明が対象とする鋼管は肉厚４０ｍｍ以
上の厚物であり、γ域でプレス成形すれば変形抵抗が小
さく、鋼管の厚肉、長尺化が可能となる。また、γ域で
導入された加工歪は、その後の冷却中の変態により消滅
し、均一な材質となる。しかし、この場合には熱間プレ
ス成形後の冷却速度が遅くなり、高強度を得ることが困
難である。合金元素の添加は高強度化に有効であるが、
合金元素の添加量の増加は溶接性の劣化を招くので、必
要以上の添加はさける必要がある。
上の厚物であり、γ域でプレス成形すれば変形抵抗が小
さく、鋼管の厚肉、長尺化が可能となる。また、γ域で
導入された加工歪は、その後の冷却中の変態により消滅
し、均一な材質となる。しかし、この場合には熱間プレ
ス成形後の冷却速度が遅くなり、高強度を得ることが困
難である。合金元素の添加は高強度化に有効であるが、
合金元素の添加量の増加は溶接性の劣化を招くので、必
要以上の添加はさける必要がある。
【００１２】そこで、９００℃加熱→放冷により引張強
度（ＴＳ）６０キロ級が得られる鋼種を用いて、焼入硬
化指数（ＤI）と溶接性との関係を調査した。その結果
を図１に示す。この図から、溶接性を損なうことなく、
焼入性を向上させるためには、Ｔｉ−Ｂ系の鋼種が有効
であると考えられる。
度（ＴＳ）６０キロ級が得られる鋼種を用いて、焼入硬
化指数（ＤI）と溶接性との関係を調査した。その結果
を図１に示す。この図から、溶接性を損なうことなく、
焼入性を向上させるためには、Ｔｉ−Ｂ系の鋼種が有効
であると考えられる。
【００１３】さらに、６０キロ級の強度確保の観点から
第３元素としてＭｏの添加が有効で、０．１０Ｃ−０．
２３Ｓｉ−１．４５Ｍｎ−０．０１４Ｔｉ−０．００１
１Ｂを基本成分系としてＭｏ量と鋼管の強度、靭性のバ
ランスについて調査した。その結果を図２に示す。この
図から明らかなように、Ｍｏ含有量が０．１〜０．２５
％の範囲で高強度および良好な靭性が得られる。
第３元素としてＭｏの添加が有効で、０．１０Ｃ−０．
２３Ｓｉ−１．４５Ｍｎ−０．０１４Ｔｉ−０．００１
１Ｂを基本成分系としてＭｏ量と鋼管の強度、靭性のバ
ランスについて調査した。その結果を図２に示す。この
図から明らかなように、Ｍｏ含有量が０．１〜０．２５
％の範囲で高強度および良好な靭性が得られる。
【００１４】本発明者らは、以上の結果に基づいて、Ｔ
ｉ−Ｂ系に０．１〜０．２５％のＭｏを添加した鋼を熱
間圧延し、その鋼板をオーステナイト域である９００〜
１０００℃の温度範囲に加熱して、その温度域から製管
のための曲げ加工を開始し、変態開始温度以上の温度領
域で加工を終了させて空冷することにより、上記課題を
解決することが可能であることを見出した。本発明はこ
のような知見に基づいて完成されたものである。
ｉ−Ｂ系に０．１〜０．２５％のＭｏを添加した鋼を熱
間圧延し、その鋼板をオーステナイト域である９００〜
１０００℃の温度範囲に加熱して、その温度域から製管
のための曲げ加工を開始し、変態開始温度以上の温度領
域で加工を終了させて空冷することにより、上記課題を
解決することが可能であることを見出した。本発明はこ
のような知見に基づいて完成されたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明において得られる厚肉鋼管丸柱に用いられ
る鋼の組成は、重量％で、Ｃ：０．０６〜０．１７％、
Ｓｉ：０．０６〜０．５％、Ｍｎ：０．５〜１．６％、
Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｍｏ：
０．１〜０．２５％、Ｔｉ：０．０１〜０．０２％、
Ｂ：０．０００５〜０．００２％、Ａｌ：０．０７％以
下、Ｎ：０．００４％以下を含有するものである。ま
た、さらには選択成分としてＮｂ：０．００５〜０．０
５％、Ｖ：０．０１〜０．１％からなる群から選択され
る１種または２種をさらに含有するものである。
する。本発明において得られる厚肉鋼管丸柱に用いられ
る鋼の組成は、重量％で、Ｃ：０．０６〜０．１７％、
Ｓｉ：０．０６〜０．５％、Ｍｎ：０．５〜１．６％、
Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｍｏ：
０．１〜０．２５％、Ｔｉ：０．０１〜０．０２％、
Ｂ：０．０００５〜０．００２％、Ａｌ：０．０７％以
下、Ｎ：０．００４％以下を含有するものである。ま
た、さらには選択成分としてＮｂ：０．００５〜０．０
５％、Ｖ：０．０１〜０．１％からなる群から選択され
る１種または２種をさらに含有するものである。
【００１６】以下、これら成分元素の含有量の限定理由
について説明する。なお、以下％表示は全て重量％を示
す。 Ｃ：０．０６〜０．１７％ Ｃは鋼の強度を確保するために０．０６％以上含有させ
るが、多量に含有させると靭性および溶接性が劣化する
ため、その上限をそのような影響のない限界の０．１７
％とする。
について説明する。なお、以下％表示は全て重量％を示
す。 Ｃ：０．０６〜０．１７％ Ｃは鋼の強度を確保するために０．０６％以上含有させ
るが、多量に含有させると靭性および溶接性が劣化する
ため、その上限をそのような影響のない限界の０．１７
％とする。
【００１７】Ｓｉ：０．０６〜０．５％
Ｓｉは脱酸のために鋼に必然的に含まれる元素であり、
低降伏比確保の観点からその含有量を０．０６％以上と
するが、Ｓｉは多すぎるとＨＡＺ靭性および溶接性の点
から好ましくない影響をおよぼすため、その上限をその
ような影響が現われない限界の０．５％とする。
低降伏比確保の観点からその含有量を０．０６％以上と
するが、Ｓｉは多すぎるとＨＡＺ靭性および溶接性の点
から好ましくない影響をおよぼすため、その上限をその
ような影響が現われない限界の０．５％とする。
【００１８】Ｍｎ：０．５〜１．６％
Ｍｎは鋼板の強度、靭性の向上ならびにＦｅＳの生成を
抑制するため、０．５％以上は必要であるが、多量に添
加すると鋼の焼き入れ性の増加を引き起こし、溶接時に
硬化層が出現して割れ感受性が高くなるため、その上限
をそのような悪影響を及ぼさない限界の１．６％とす
る。
抑制するため、０．５％以上は必要であるが、多量に添
加すると鋼の焼き入れ性の増加を引き起こし、溶接時に
硬化層が出現して割れ感受性が高くなるため、その上限
をそのような悪影響を及ぼさない限界の１．６％とす
る。
【００１９】Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００５％
以下 Ｐ、Ｓは鋼中に混入する不純物として不可避的に存在す
るが、Ｐの低減は粒界破壊の防止に有効であり、Ｓの低
減は溶接熱影響部の水素割れ防止に有効であるため、そ
れぞれそのような効果が発揮される０．０１５％以下、
０．００５％以下とした。
以下 Ｐ、Ｓは鋼中に混入する不純物として不可避的に存在す
るが、Ｐの低減は粒界破壊の防止に有効であり、Ｓの低
減は溶接熱影響部の水素割れ防止に有効であるため、そ
れぞれそのような効果が発揮される０．０１５％以下、
０．００５％以下とした。
【００２０】Ｍｏ：０．１〜０．２５％
Ｍｏは、固溶強化や焼入性向上による高強度化を達成す
る効果を有する。しかし、その含有量が０．１％未満で
はその硬化が十分発揮されず、０．２５％を超える添加
は靭性および溶接性を劣化させるため、Ｍｏの含有量を
０．１〜０．２５％の範囲とする。
る効果を有する。しかし、その含有量が０．１％未満で
はその硬化が十分発揮されず、０．２５％を超える添加
は靭性および溶接性を劣化させるため、Ｍｏの含有量を
０．１〜０．２５％の範囲とする。
【００２１】Ｂ：０．０００５〜０．００２％
Ｂは固溶Ｂとして存在することで著しく焼入れ性を向上
せしめ、母材強度を増加させる元素であるが、その量が
０．０００５％未満ではそのような効果が十分発揮され
ず、一方０．００２％を超えても更なる焼入れ性向上効
果は見られない。したがって、Ｂの含有量を０．０００
５〜０．００２％の範囲とする。
せしめ、母材強度を増加させる元素であるが、その量が
０．０００５％未満ではそのような効果が十分発揮され
ず、一方０．００２％を超えても更なる焼入れ性向上効
果は見られない。したがって、Ｂの含有量を０．０００
５〜０．００２％の範囲とする。
【００２２】Ｔｉ：０．０１〜０．０２％
上述の固溶Ｂを確保するためには固溶Ｎを固定する必要
があるが、Ｔｉは窒化物を形成しやすい元素であため、
ＴｉＮとして固溶Ｎを固定させるためにＴｉを添加す
る。しかし、その含有量が０．０１％未満ではそのよう
な効果が十分に発揮されず、一方０．０２％を超えると
ＴｉＣの生成により母材および溶接熱影響部の靭性が著
しく劣化する。したがって、Ｔｉの含有量を０．０１〜
０．０２％の範囲とする。
があるが、Ｔｉは窒化物を形成しやすい元素であため、
ＴｉＮとして固溶Ｎを固定させるためにＴｉを添加す
る。しかし、その含有量が０．０１％未満ではそのよう
な効果が十分に発揮されず、一方０．０２％を超えると
ＴｉＣの生成により母材および溶接熱影響部の靭性が著
しく劣化する。したがって、Ｔｉの含有量を０．０１〜
０．０２％の範囲とする。
【００２３】Ａｌ：０．０７％以下
Ａｌは脱酸のために鋼に含まれる元素であるが、多量に
含有させると鋼の清浄度を悪くし、溶接部の靭性劣化を
招くため、その上限をそのような影響がない限界である
０．０７％とする。
含有させると鋼の清浄度を悪くし、溶接部の靭性劣化を
招くため、その上限をそのような影響がない限界である
０．０７％とする。
【００２４】Ｎ：０．００４％
Ｎは鋼中に含まれる不可避的な不純物であり、前述の
Ｂ、ＴｉとともにＢＮおよびＴｉＮを形成する。そし
て、まずＴｉＮを形成し、Ｎ含有量が多くなるとＴｉＮ
の他にＢＮを形成して固溶Ｂを減少させるため、その上
限をそのような影響のない限界の０．００４％とする。
Ｂ、ＴｉとともにＢＮおよびＴｉＮを形成する。そし
て、まずＴｉＮを形成し、Ｎ含有量が多くなるとＴｉＮ
の他にＢＮを形成して固溶Ｂを減少させるため、その上
限をそのような影響のない限界の０．００４％とする。
【００２５】Ｎｂ：０．００５〜０．０５％
Ｎｂは微細炭窒化物の析出効果により強度上昇、靭性向
上に有効に作用する元素であるが、その含有量が０．０
０５％未満では効果が発揮されず、０．０５％以上の添
加は過度の析出硬化により降伏比低下の妨げとなるた
め、Ｎｂを添加する場合にはその量を０．００５〜０．
０５％の範囲とする。
上に有効に作用する元素であるが、その含有量が０．０
０５％未満では効果が発揮されず、０．０５％以上の添
加は過度の析出硬化により降伏比低下の妨げとなるた
め、Ｎｂを添加する場合にはその量を０．００５〜０．
０５％の範囲とする。
【００２６】Ｖ：０．０１〜０．１％
Ｖは少量の添加により焼入性を向上させる元素である
が、その含有量が０．０１％未満ではその効果が十分に
発揮されず、０．１％を超えて添加すると溶接性を劣化
させるため、Ｖを添加する場合にはその量を０．０１〜
０．１％の範囲とする。
が、その含有量が０．０１％未満ではその効果が十分に
発揮されず、０．１％を超えて添加すると溶接性を劣化
させるため、Ｖを添加する場合にはその量を０．０１〜
０．１％の範囲とする。
【００２７】次に、本発明における製造条件について説
明する。まず、上記組成を有する鋼を、通常の造塊また
は連続鋳造により鋼片とし、その鋼片を熱間圧延して鋼
板する。次いで、その鋼板を９００〜１０００℃の温度
範囲に加熱し、Ａｒ3 以上の温度域で曲げ加工を終了す
る。
明する。まず、上記組成を有する鋼を、通常の造塊また
は連続鋳造により鋼片とし、その鋼片を熱間圧延して鋼
板する。次いで、その鋼板を９００〜１０００℃の温度
範囲に加熱し、Ａｒ3 以上の温度域で曲げ加工を終了す
る。
【００２８】鋼板製造までのプロセスについては、特に
限定されるものではなく、通常採用される条件で行えば
よい。得られた鋼板を９００〜１０００℃の温度範囲に
加熱し、Ａｒ3 以上の温度域で曲げ加工を終了するする
のは、このようにγ域で加工を施すことによりその際に
導入された加工歪がその後の冷却中の変態により消滅し
得るからである。その後の冷却は、放冷ないしは空冷で
十分であり、これによっても十分に６０キロ級の強度を
得ることができる。
限定されるものではなく、通常採用される条件で行えば
よい。得られた鋼板を９００〜１０００℃の温度範囲に
加熱し、Ａｒ3 以上の温度域で曲げ加工を終了するする
のは、このようにγ域で加工を施すことによりその際に
導入された加工歪がその後の冷却中の変態により消滅し
得るからである。その後の冷却は、放冷ないしは空冷で
十分であり、これによっても十分に６０キロ級の強度を
得ることができる。
【００２９】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。表１に示す化学組成を有する供試材を、表２に示
す製造条件にてプレス成形することにより管長約１２ｍ
の鋼管を製造した。このようにして製造した鋼管から引
張試験片、Ｖノッチシャルピー衝撃試験片、全厚硬度サ
ンプルおよびｙ型溶接割れ試験片を採取し、管軸方向の
機械的性質を測定した。その結果を表２に併記する。
する。表１に示す化学組成を有する供試材を、表２に示
す製造条件にてプレス成形することにより管長約１２ｍ
の鋼管を製造した。このようにして製造した鋼管から引
張試験片、Ｖノッチシャルピー衝撃試験片、全厚硬度サ
ンプルおよびｙ型溶接割れ試験片を採取し、管軸方向の
機械的性質を測定した。その結果を表２に併記する。
【００３０】なお、表１中Ａｒ3 は、再加熱時の冷却時
の変態開始温度を示す。また、引張試験片およびＶノッ
チシャルピー試験片は、鋼管の外面から５ｍｍ内側の部
分を中心としてＣ方向に採取し、引張試験片は６ｍｍφ
×３０ｍｍＧＬの丸棒とし、Ｖノッチシャルピー試験片
はフルサイズとした。板厚の硬度は、表層下５ｍｍ、１
／２ｔ（板厚中心）、裏層下５ｍｍの３カ所で行い、板
厚方向の硬度分布を把握した。ｙ型割れ試験片はＪＩＳ
Ｚ ３１５８に定められたものを用いた。
の変態開始温度を示す。また、引張試験片およびＶノッ
チシャルピー試験片は、鋼管の外面から５ｍｍ内側の部
分を中心としてＣ方向に採取し、引張試験片は６ｍｍφ
×３０ｍｍＧＬの丸棒とし、Ｖノッチシャルピー試験片
はフルサイズとした。板厚の硬度は、表層下５ｍｍ、１
／２ｔ（板厚中心）、裏層下５ｍｍの３カ所で行い、板
厚方向の硬度分布を把握した。ｙ型割れ試験片はＪＩＳ
Ｚ ３１５８に定められたものを用いた。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】表２の記号Ａ〜Ｍの鋼管は本発明の範囲内
の条件で製造されたものである。また、番号Ｎ〜Ｙの鋼
管は本発明の範囲を外れる条件で製造されたものであ
る。本発明の範囲内である記号Ａ〜Ｍの鋼管は、鋼管成
形後の降伏比が８０％以下であり、靭性が良好で、板厚
方向の機械的性質の分布が小さく、溶接性も良好である
ことが確認される。
の条件で製造されたものである。また、番号Ｎ〜Ｙの鋼
管は本発明の範囲を外れる条件で製造されたものであ
る。本発明の範囲内である記号Ａ〜Ｍの鋼管は、鋼管成
形後の降伏比が８０％以下であり、靭性が良好で、板厚
方向の機械的性質の分布が小さく、溶接性も良好である
ことが確認される。
【００３４】これに対して、比較例であるＮ〜Ｙの鋼管
はこれらのいずれかが劣っていた。すなわち、Ｃｒ−Ｍ
ｏ系鋼種であるＮ、ＶＮ系鋼種であるＯは溶接性が良く
なかった。また、冷間で成形したＰは、プレス荷重の点
から管長が４ｍ程度が限度であり、材質の均一性も低か
った。Ｍｏ含有量が低いＱ、Ｔｉ含有量が低いＳは強度
不足であった。Ｍｏ含有量が高いＲ、Ｔｉが高いＴは靭
性が低かった。Ｂ含有量が低いＵは強度不足であり、逆
にＢ含有量が高いＶは靭性が低かった。成形時の加熱温
度が低いＷは靭性が低く、また材質の均一性も低かっ
た。成形終了温度が低いＸ、その温度が高いＹはいずれ
も靭性が低かった。
はこれらのいずれかが劣っていた。すなわち、Ｃｒ−Ｍ
ｏ系鋼種であるＮ、ＶＮ系鋼種であるＯは溶接性が良く
なかった。また、冷間で成形したＰは、プレス荷重の点
から管長が４ｍ程度が限度であり、材質の均一性も低か
った。Ｍｏ含有量が低いＱ、Ｔｉ含有量が低いＳは強度
不足であった。Ｍｏ含有量が高いＲ、Ｔｉが高いＴは靭
性が低かった。Ｂ含有量が低いＵは強度不足であり、逆
にＢ含有量が高いＶは靭性が低かった。成形時の加熱温
度が低いＷは靭性が低く、また材質の均一性も低かっ
た。成形終了温度が低いＸ、その温度が高いＹはいずれ
も靭性が低かった。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
大きな設備能力を必要としない経済性や生産性に優れた
工程により、高強度かつ低降伏比を有し、均一な材質を
有する板厚４０ｍｍを超える厚肉鋼管丸柱を製造方法す
ることができる。本発明によって製造された厚肉鋼管丸
柱は限界状態設計法で設計された建築用途の鋼管丸柱と
して好適である。
大きな設備能力を必要としない経済性や生産性に優れた
工程により、高強度かつ低降伏比を有し、均一な材質を
有する板厚４０ｍｍを超える厚肉鋼管丸柱を製造方法す
ることができる。本発明によって製造された厚肉鋼管丸
柱は限界状態設計法で設計された建築用途の鋼管丸柱と
して好適である。
【図１】各鋼種でのｙ型溶接割れ防止予熱温度と焼入れ
硬化指数（ＤI）との関係を示す図。
硬化指数（ＤI）との関係を示す図。
【図２】熱間成形後空冷した鋼管の強度、靭性とＭｏ添
加量との関係を示す図。
加量との関係を示す図。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．０６〜０．１７％、
Ｓｉ：０．０６〜０．５％、Ｍｎ：０．５〜１．６％、
Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｍｏ：
０．１〜０．２５％、Ｔｉ：０．０１〜０．０２％、
Ｂ：０．０００５〜０．００２％、Ａｌ：０．０７％以
下、Ｎ：０．００４％以下を含有し、残部がＦｅおよび
不可避的不純物からなる鋼を圧延し、その鋼板を９００
〜１０００℃の温度範囲に加熱し、Ａｒ３以上の温度域
で曲げ加工を終了し、その後放冷ないし空冷して鋼管と
することを特徴とする厚肉鋼管丸柱の製造方法。 - 【請求項２】 重量％で、Ｃ：０．０６〜０．１７％、
Ｓｉ：０．０６〜０．５％、Ｍｎ：０．５〜１．６％、
Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｍｏ：
０．１〜０．２５％、Ｔｉ：０．０１〜０．０２％、
Ｂ：０．０００５〜０．００２％、Ａｌ：０．０７％以
下、Ｎ：０．００４％以下を含有し、さらにＮｂ：０．
００５〜０．０５％、Ｖ：０．０１〜０．１％からなる
群から選択される1種または２種を含有し、残部がＦｅ
および不可避的不純物からなる鋼を圧延し、その鋼板を
９００〜１０００℃の温度範囲に加熱し、Ａｒ３以上の
温度域で曲げ加工を終了し、その後放冷ないし空冷して
鋼管とすることを特徴とする厚肉鋼管丸柱の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08960496A JP3428286B2 (ja) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | 厚肉鋼管丸柱の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08960496A JP3428286B2 (ja) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | 厚肉鋼管丸柱の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09279244A JPH09279244A (ja) | 1997-10-28 |
| JP3428286B2 true JP3428286B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=13975370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08960496A Expired - Fee Related JP3428286B2 (ja) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | 厚肉鋼管丸柱の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3428286B2 (ja) |
-
1996
- 1996-04-11 JP JP08960496A patent/JP3428286B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09279244A (ja) | 1997-10-28 |
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