JP3533837B2 - 耐めっき焼け性に優れた建築用耐火電縫溶接鋼管 - Google Patents
耐めっき焼け性に優れた建築用耐火電縫溶接鋼管Info
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Description
少なく、かつ良好な溶融Znめっき外観を有する耐めっ
き焼け性に優れた丸管・角管などの建築用耐火電縫溶接
鋼管に関する。 【0002】 【従来の技術】昭和62年に建築物の耐火設計法が見直さ
れ、火災時の鋼材に対する許容温度の項目が外された。
これに伴い、高温下での耐力低下が少ない建材が開発さ
れ、この建材は火災時の到達温度が低い場所においては
耐火被覆を低減し、あるいは無耐火被覆で使用されてい
る。特開平2-197520号公報は、極低炭素鋼にTiまたは
/かつNbを添加し、かつ多量のCuを添加した成分系
の鋼をCuによる高温割れが生じないように、かつ所定
の特性を十分付与させるような特定の熱延条件で熱延を
行い、さらに場合によってはPで強度を調整し、また、
高温割れに対してはNi添加で補強して、耐火性に優れ
た建築用低降伏比亜鉛めっき鋼板の製造方法が開示され
ている。 【0003】現在の亜鉛めっき処理では440-460 ℃の亜
鉛浴に約5 分間浸漬するのが一般的方法で、これにより
鋼の表面に、光沢面をもつ連続的でち密かつ均一で、加
工作業に適した厚みをもつめっき層が形成される。 【0004】しかし、近年ケイ素を含む新鋼種が市場に
出現してから事態が変わってきた。これら新鋼種の発展
に伴い必然的に、製鋼所では在来の旧鋳造法に代ってキ
リング、連続鋳造法を中心とする新しい鋳造法が発達
し、また金属構造部門では、機械的特性の優れた鋼種の
用途が益々拡がり、中でも含ケイ素鋼は最も作業が容易
なためその中心となっている。 【0005】亜鉛めっき部門に限って言えば、ケイ素の
存在は、現在のところ現場で幾つかの難問題を生じてい
る。これまでの経験では、含ケイ素鋼の亜鉛めっきで
は、表面欠陥をもち、灰色で、密着性の劣る、厚みの過
大なめっき層が形成されることが判っている。 【0006】J.PELERIN,J.HOFFMA
N,Dr.V.LEROYらの「軟鋼の溶融亜鉛めっき
におけるケイ素及びリンの影響」についての研究(”鉛
と亜鉛”第107 号 1982年5 月に掲載)によれば、上記
の一般的な方法で鋼板に亜鉛めっきを施す場合、 0.1%
<Si%+ 2.5P%< 0.2%、さらに 0.3%<Si%+
2.5 P%の範囲でドブ漬けめっき時のFe−Zn合金化
が異常に促進され”めっき焼け”とよばれる外観不良
(光沢不良)が起こること、さらに、Si(及びP)含
有量が最適範囲(Si%<0.04%,Si%+2.5 P%<
0.09 %)では、Fe−Zn合金層が鋼管上に比較的ゆ
っくりと均一に生成し、めっき最表層は合金化しておら
ず、金属光沢が得られることが示されている。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の特開平
2-197520号公報の技術は、機械的特性に優れた含ケイ素
鋼を対象としたものではない。また、J.PELERI
N,J.HOFFMAN,Dr.V.LEROYらの研
究は、鋼板の高温強度を高めることを目的とした含ケイ
素鋼板についての溶融亜鉛めっき法に関しては言及して
いない。 【0008】本発明の目的は、含ケイ素鋼を対象とし
て、高温での耐力低下が少なく、かつ良好な溶融Znめ
っき外観を有し、耐めっき焼け性に優れた建築用耐火電
縫溶接鋼管を提供することにある。 【0009】 【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は以下に示す手段を用いてい
る。本発明に係る耐めっき焼け性に優れた建築用耐火電
縫溶接鋼管は、質量%で、C:0.03〜0.10%と、Si:
0.02〜0.09%と、Mn:0.1 〜1.0 %と、Mo:0.25〜
0.75%と、V:0.01〜0.10%と、Al:0.01〜0.1 %
と、N:0.009 %以下と、S:0.03%以下と、P:0.03
%以下とを含み、SiとMoが不等式14.4Si%+Mo
%≦1.55 を満足し、残部がFe及び不可避的不純物よ
りなり、高温での耐力低下が少なく、かつ耐めっき焼け
性に優れ良好なめっき外観を呈することを特徴とする。 【0010】 【発明の実施の形態】本発明者は、含ケイ素鋼に亜鉛め
っきを施す場合、高温での耐力低下が少なく、かつ良好
な溶融Znめっき外観を有し、耐めっき焼け性に優れた
建築用耐火電縫溶接鋼管について鋭意研究を重ねた。 【0011】その結果、高温強度(高温耐力)の向上に
有効なMoの添加により、鋼中の最適なSi含有量上限
がさらに低Si側にシフトし、さらに、Si量が0.02%
未満では、不連続なFe−Zn合金反応が起き、表層に
まだらにめっき焼け状外観不良が発生するという知見が
得られた。 【0012】この知見に基づき、本発明者らは特定の条
件の下でSiとMoの添加量を所定のパラメータ式を満
たす最適範囲とすることにより、高温での耐力低下が少
なく、かつ良好な溶融Znめっき外観を有し、耐めっき
焼け性に優れた建築用耐火電縫溶接鋼管を見出だし、本
発明を完成した。 【0013】すなわち、本発明は鋼組成を下記範囲に、
特にSi;0.02〜0.09%、Mo;0.25〜
0.75%、SiとMoが不等式14.4Si%+Mo%≦
1.55に限定することにより、高温での耐力低下が少な
く、かつ良好な溶融Znめっき外観を有し、耐めっき焼
け性に優れた建築用耐火電縫溶接鋼管を得ることができ
る。 【0014】以下に本発明の合金の成分添加理由、成分
限定理由について説明する。 (1)成分組成範囲 Cは常温ならびに高温における強度を確保するために必
要な元素である。0.03%未満では高温での耐力確保に必
要な炭化物あるいは金属−炭素クラスターの析出が不十
分となる。また、0.10%を超えると常温での強度が大き
くなりすぎ建築材料に必要な低降伏応力が得られない。
従って、その範囲を0.03〜0.10%にする。 Moは鋼の
常温及び高温の降伏強度を上昇させる。特に高温におけ
る寄与が大きく、耐火性を向上させる重要な元素であ
る。0.25%未満では効果が薄いためこれを下限とする。
また、0.75%を越えて添加すると、溶融Znめっき後に
良好な外観を確保するためのSi上限の制御が困難にな
ってくる上に、経済性も失われる。従って、その範囲を
0.25〜0.75%とする。 【0015】Siは鋼板の主として常温強度の上昇に効
くが高温強度への寄与がほとんどない。また溶融Znめ
っき外観を支配する元素である。Si量が0.02%未満で
は、不連続なFe−Zn合金反応が起き、表層にまだら
にめっき焼け状外観不良が発生する。 【0016】また、0.09%を越えてSiを添加すると、
Fe−Zn合金反応が過剰となり、表層にめっき焼け状
外観不良が発生する。従って、その範囲を0.02〜0.09%
とする。さらに、SiとMoを複合添加する場合、その
含有量がパラメータ式14.4Si%+Mo%≦1.55を満た
す必要がある。 【0017】Siの成分範囲は0.02〜0.09%が最適範囲
であるが、複合添加されるMo含有量とともに最適範囲
は狭まり、Mo量0.7 %では、Si量の上限が0.059 %
となる。図1に、鋼板の高温強度およびめっき外観に及
ぼすSi量とMo量の影響を示す。同図より明らかなよ
うに、14.4Si%+Mo%のパラメータ値が1.55超では
鋼板のめっき外観が不良となる。従って、SiとMoの
含有量の間に14.4Si%+Mo%≦1.55の関係が満たさ
れるようにSi,Moの含有量を限定する。 【0018】Mnは鋼の常温及び高温の降伏強度を上昇
させる。鋼の高温の降伏強度及び熱間加工性を確保する
ためには。0.1 %以上含有させる必要がある。しかし、
1.0%を越えて含有させると、常温の降伏強度が高くな
りすぎ、溶接性が劣化する。従って、その範囲を0.1 〜
1.0 %とする。 【0019】VはMoの析出を促進し、高温での耐力を
上昇させるため非常に有用な元素である。しかし、0.01
%未満ではその効果が期待できず、0.10%を超えて添加
しても効果が飽和する。従って、その範囲を0.01〜0.10
%にする。 【0020】Alは脱酸材として必要であり、さらにZ
nメッキ時のFe−Zn合金相の成長抑制効果があるこ
とから0.01%以上添加する。0.1 %超の添加では鋼の靭
性やメッキ性の点で好ましくないので、その上限を0.1
%にする。 【0021】また、上記以外の元素として本発明は、
P,S,Nを不可避的に含有する。これら元素は高温強
度に大きな影響を与えないが、多すぎると本発明の効果
を阻害する。従って、その量を、N≦0.009 %,S≦0.
03%,P≦0.03%に規定する。以下に本発明の実施例を
挙げ、本発明の効果を立証する。 【0022】 【実施例】表1に本発明鋼(No.3〜8)及び比較鋼(No.
1,2,9〜16) の化学成分及びその各材料の高温強度、め
っき外観評価の結果を示す。各材料は、表1に示す化学
成分組成を有する鋼を転炉、または電気炉で溶製し、連
続鋳造法でスラブとし、ホットストリップミルにより鋼
帯として作成した。 【0023】なお、高温強度は電縫溶接角管平行部より
試験片加工し、600 ℃で引張試験を行い、降伏点を測定
した。めっき外観評価は、Si添加量を変化させた鋼
管、角管に対して、酸洗後、浴温430 ℃、浸漬時間1 分
の条件で溶融Znめっきを施し、目視により外観評価を
行った。その際にめっき性状が良好でめっき焼けが見ら
れないものを合格とした。○:合格、×:不合格を示
す。 【0024】No.3〜8 の材料は本発明による鋼(本発明
例)であるが、いずれも本発明の高温強度の目標値であ
る197MPa以上を達成しており、高温強度及びめっき外観
は後述する比較材に比べて優れている。 【0025】これらに対して、No.1,2,9の各材料はそれ
ぞれ、Si量が本発明規定値未満となっていることか
ら、本発明例に比較してめっき外観が劣っている。特
に、No.9はMo量も本発明規定値未満となっていること
から、本発明例に比較して高温強度も劣っている。 【0026】No. 9 〜11の各材料はそれぞれ、Mo量が
本発明規定値未満となっていることから、本発明例に比
較して高温強度が劣っている。特に、No.9はSi量も本
発明規定値未満であり、No.11 はSi量も本発明規定値
を超えていることから、それぞれ、本発明例に比較して
めっき外観も劣っている。No.12 〜16の各材料はそれぞ
れ、14.4Si+Mo量が本発明規定値を超えていること
から、本発明例に比較してめっき外観が劣っている。以
上より、本発明で意図する高温強度及びめっき外観を得
るためには、Si,Mo量を特定範囲内とすることが必
要であることが理解される。 【0027】 【表1】【0028】 【発明の効果】本発明は、鋼組成をSi;0.02〜
0.09%、Mo;0.25〜0.75%、SiとMo
が不等式14.4Si%+Mo%≦1.55 に特定することに
より、高温での耐力低下が少なく、かつ良好な溶融Zn
めっき外観を有し、耐めっき焼け性に優れた建築用耐火
電縫溶接鋼管を提供することができ、工業上、有益な効
果をもたらすものである。
めっき外観に及ぼすSi量とMo量の影響を示す図。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 質量%で、C:0.03〜0.10%と、Si:
0.02〜0.09%と、Mn:0.1 〜1.0 %と、Mo:0.25〜
0.75%と、V:0.01〜0.10%と、Al:0.01〜0.1 %
と、N:0.009 %以下と、S:0.03%以下と、P:0.03
%以下とを含み、SiとMoが不等式14.4Si%+Mo
%≦1.55 を満足し、残部がFe及び不可避的不純物よ
りなり、高温での耐力低下が少なく、かつ耐めっき焼け
性に優れ良好なめっき外観を呈することを特徴とする耐
めっき焼け性に優れた建築用耐火電縫溶接鋼管。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP21240896A JP3533837B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 耐めっき焼け性に優れた建築用耐火電縫溶接鋼管 |
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JPH1053840A JPH1053840A (ja) | 1998-02-24 |
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