JPH04362156A - 耐火性・溶接継手部靱性の優れた鋼材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ビルディング，橋梁
，海洋構造物等の各種建築構造物用として好適な、耐火
性及び溶接継手部靱性の優れた低降伏比鋼材に関するも
のである。

【０００２】

【従来技術とその課題】現在、建築，土木及び海洋技術
等の分野における各種建造物用の構築材には、通常、一
般構造用圧延鋼材（ＪＩＳ　Ｇ　３１０１），溶接構造
用圧延材（ＪＩＳ　Ｇ　３１０６），溶接構造用耐候性
熱間圧延鋼材（ＪＩＳ　Ｇ　３１１４），高耐候性圧延
鋼材（ＪＩＳ　Ｇ　３１２５），一般構造用炭素鋼鋼管
（ＪＩＳ　Ｇ　３４４４）及び一般構造用角形鋼管（Ｊ
ＩＳ　Ｇ　３４６６）等として規格された鋼材が使用さ
れている。これらの鋼材は、脱硫，脱燐した高炉銑を転
炉精錬し、これを連続鋳造もしくは分塊圧延にて鋼片と
した後熱間圧延にて所望の特性を付与されて製品化され
るのが一般的である。

【０００３】ところで、前述した各種構造物の中でも特
に生活に密着したビルディングや住居等の建築物に前記
鋼材を用いる場合は火災に対する安全性を確保するため
十分な耐火被覆を施すことが義務付けられており、建築
関係諸法令では「火災時に鋼材温度が３５０℃以上にな
らないこと」と規定されている。つまり、前記各鋼材で
は３５０℃程度に加熱されると耐力が常温時の６０〜７
０％にまで低下してしまい、建造物の支柱等として使用
されている場合には該建造物の倒壊を引き起こす恐れが
あるため、火災時における熱的損傷により該鋼材が載荷
力を失うことのないような手立てを講じた上で利用しな
ければならない訳である。

【０００４】例えば、一般構造用圧延鋼材（ＪＩＳ　Ｇ
　３１０１）に規定されている形鋼を柱材とする建造物
では、該形鋼の表面にスラグウ−ル，ロックウ−ル，ガ
ラスウ−ル，アスベスト等を基材とする“吹き付け材”
や“フェルト”を展着したり、耐火モルタルで包被した
り、或いは前記断熱材層を更にアルミニウムやステンレ
ス鋼等の金属薄板で被覆して保護したりするなど、耐火
被覆を入念に施す必要があった。そのため、鋼材費用に
比べて耐火被覆施工費が割高となって建設コストが大幅
に上昇するのを避け得ないばかりか、建造物の利用空間
が狭くなり経済効率を低下させるという問題があった。

【０００５】そこで、丸形或いは角形鋼管を建築材料に
適用してその中を冷却水が循環するよう構成し、これに
よって火災時における温度上昇を抑えて載荷力の低下を
防ぐようにして“建設コストの引下げ”と“利用空間の
拡大”を図った提案もなされた（実公昭５２−１６０２
１号等）。しかしながら、建築物に中空鋼材を用いて強
制冷却することで耐火性能の向上を図る上記手法では、
建築物の構造が複雑になるため設計，施工費に加えて設
備費までもが嵩むことになる上、保守管理費も高額にな
るという問題があった。

【０００６】勿論、ステンレス鋼に代表されるような“
耐熱鋼材”を建築物の構造材料として使用することも考
えられるが、これら耐熱鋼材は高温特性は良好であるも
のの生産や施工面で高度な技術を要することに加えて価
格が非常に高いという問題があり、そのため経済的な面
から建築材料としての利用が困難であった。

【０００７】ところで、近年、建築物の高層化が著しく
進んだこともあって建築物設計技術も一段と向上しその
信頼性も非常に高まったことから、建築物の耐火設計に
関する見直しが行われ、昭和６２年に建築物の新耐火設
計法が制定されるに至った。その結果、前述した「３５
０℃の温度制限」に規制されることなく、鋼材の高温強
度と建物に実際に加わっている荷重により耐火被覆の能
力を決定できるようになり、場合によっては無被覆のま
まで鋼材を使用することも可能になった。

【０００８】そして、これを受け、経済的に有利でかつ
耐火性に優れた新しい建築用鋼材の開発が進められるよ
うになり、例えば次のような構造用鋼材の製造法が提案
された。 （ａ）　　低Ｃ−低Ｍｎ鋼にＮｂとＭｏを複合添加する
か、或いは更にＣｒ，Ｖ等をも添加した鋼を高温に加熱
した後に比較的高温で圧延を終了する方法（特開平２−
７７５２３号）。 （ｂ）　　Ｖ又はＶ−Ｍｏ添加鋼を高温に加熱した後に
比較的高温で圧延を終了する方法（特開平２−１６３３
４１号）。

【０００９】しかし、上記提案では何れも高温での鋼材
強度を高めるためにＭｏ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｖ等の合金元素
を添加しているが、これら合金元素の添加は一方で「溶
接時に熱影響を受ける母材部（溶接熱影響部：ＨＡＺ）
の靱性を低下させる」という不都合を招くものでもあっ
た。そして、このような鋼材が建築物の構造材として使
用される場合には“ボックス柱のダイヤフラム部の溶接
”に代表されるような大入熱溶接が施されるのを免れ得
ず、従って上記合金元素を添加した鋼ではこの時にＨＡ
Ｚの靱性劣化が顕著になるため好ましくないとの問題が
指摘された。

【００１０】このようなことから、本発明の目的は、各
種建築構造物用として十分に満足できる耐火性能を有す
ると共に、大入熱溶接時にもＨＡＺ靱性の劣化を生じる
ことがなく、かつコスト的にも有利な低降伏比の鋼材を
提供することに置かれた。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく数多くの実験を繰り返しながら研究を重ねた
結果、「Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎの含有量をバランス良く調整し
た鋼に適量のＭｏ添加或いはＭｏとＣｒ，Ｎｉ，Ｃｕ，
Ｎｂ，Ｖ，Ｂ又はＣａの複合添加を行うと同時に、　そ
の母地中にＴｉ酸化物系介在物を微細分散させると、　
建築構造物用として十分な耐火性を示すと共に大入熱溶
接時にもＨＡＺ靱性の目立った劣化を生じることがなく
、　しかも母材及び溶接金属部の靱性にも優れた鋼材を
実現することができる」との知見を得るに至った。

【００１２】本発明は、上記知見事項等を基にして完成
されたものであり、「構造用鋼材を、 Ｃ：０．０５〜０．２０％（以降、　成分割合を表わす
％は重量％とする），Ｓｉ：０．０５〜０．６０％，　
　　　Ｍｎ：０．５　〜１．６　％，　　　　　　Ｔｉ
：０．００３　〜０．０５０％，Ｍｏ：０．５　％以下
，　　　　　　Ｎ：０．００１０〜０．００６０％，　
　Ｏ：０．０００４〜０．００６０％を含有するか、　
或いは更に Ｃｒ：０．０５〜１．０　％，　　　　　　Ｎｉ：０．
０５〜０．５０％，　　　　Ｃｕ：０．０５〜１．０　
％，Ｎｂ：０．００４　〜０．０４％，　　　　Ｖ：０
．００４　〜０．１０％，　　Ｂ：０．０００３〜０．
００２　％の１種以上をも含むと共に残部がＦｅ及び不
可避的不純物なる化学組成であって、かつ母地中に　０
．００１〜　０．１００重量％の割合で粒径が３μｍ以
下の　Ｔｉ（Ｏ，　Ｎ）　複合結晶相を有した酸化物系
介在物が分散されて成る構成とすることにより、　母材
靱性や溶接金属部靱性に優れることは勿論、　建築用構
造材としても十分に満足できる耐火性並びに溶接継手部
靭性を発揮し得るようにした点」に大きな特徴を有して
いる。

【００１３】このように、本発明は、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎの
成分調整を行った鋼にＭｏ或いはＭｏとＣｒ，Ｎｉ，Ｃ
ｕ，Ｎｂ，Ｖ等の合金元素を添加することによって鋼材
の耐火性能を改善すると同時に、安定なＴｉ系複合酸窒
化物粒子を微細分散させることで大入熱溶接時にもＨＡ
Ｚ靱性の劣化が生じないように図った点を骨子としてい
るが、前述のような微細粒子を鋼中に多数分散させると
、図１で示したように、これによっても高温での強度低
下を抑制する効果が確保される。従って、鋼中にＴｉ系
複合酸窒化物粒子を微細分散させればそれに相応してＨ
ＡＺ靱性を低下させる合金成分（Ｍｏ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃ
ｕ，Ｎｂ，Ｖ等）を減らすことが可能となるため、Ｔｉ
系複合酸窒化物粒子を微細分散させることは二重の意味
でＨＡＺ靱性向上に資することになる。

【００１４】

【作用】以下、本発明に係わる鋼材の作用について更に
詳述する。さて、火災時における鋼材強度を高くするた
めには合金成分としてＭｏ，Ｃｒを添加するのが効果的
であることや、これらに加えてＮｂ，Ｖ等を複合添加す
ると前記効果が助長されることは既知である。しかし、
前述したように、このような合金成分を含有させるとＨ
ＡＺ靱性が劣化し、所望の耐火性能が確保されるまで前
記合金成分を増やして行くと通常の建材用溶接施工がで
きなくなる。そのため、合金成分の添加によって耐火被
覆を薄くできるという経済的メリットを十分に生かすこ
とができなかった。

【００１５】しかるに、本発明では、Ｍｏ，Ｃｒ，Ｎｂ
，Ｖ等の添加量をできる限り少なくしつつ高温強度を高
める方法について検討した結果を基に、適量のＭｏ添加
とＴｉ系複合酸窒化物の微細分散化とによって鋼材の耐
火性能向上と良好なＨＡＺ靱性確保とを両立させる道を
切り開くことに成功したのである。

【００１６】即ち、鋼中に微細分散粒子を存在させると
鋼材の組織が細かくなると同時に高温での再結晶や粒成
長が抑制され、“ペッチの関係（降伏強度は結晶粒径の
平方根に反比例する）”で知られる通り強度が高くなる
。もっとも、分散させる粒子が通常の炭化物粒子の場合
には６００℃以上の高温になると鋼中に溶解し始めるの
で次第にその効果が薄れるが、Ｔｉ系酸窒化物は非常に
安定であるため高温下であっても強度低下抑制の作用は
大きい。しかも、種々の酸化物系微粒子の中でも“Ｔｉ
系酸窒化物”は鋼中への微細分散化が比較的容易であり
、「製鋼工程」から「連続鋳造工程」にかけての段階で
工業的にかつ経済的に分散析出のための処理を行うこと
ができる。

【００１７】上述のように、母地中にＴｉ系酸窒化物粒
子を微細分散させると鋼材の高温強度が増して耐火性能
が向上するので、耐火性能を改善するために添加される
Ｍｏ或いはＣｒ，Ｎｂ，Ｖ等の合金成分添加量を極力低
くすることが可能となる。そして、このＭｏ，Ｃｒ，Ｎ
ｂ，Ｖ等はＨＡＺ靱性への悪影響が大きい元素であるた
め、これらの添加量を減少させ得ることはＨＡＺ靱性の
劣化を防止する上からも極めて好ましいことである。

【００１８】更に、Ｔｉ系酸窒化物自体は次に示す作用
も有しており、そのためＴｉ系酸窒化物の微細分散化は
、より積極的な意味合いからもＨＡＺ靱性向上に大きな
効果をもたらすことになる。

【００１９】つまり、鋼材の溶接に際してＨＡＺは溶接
熱により鋼の融点直下まで加熱されるため、一般の鋼の
場合にはＨＡＺのオ−ステナイト粒は極端に粗大化して
しまう。また、一方で、この部分においてはその後の冷
却速度が非常に速いと言う事情がある。このように、Ｈ
ＡＺではオ−ステナイト粒が大きいために焼入れ性が上
昇すると同時に冷却速度も速いので、この部分はマルテ
ンサイト変態或いはベイナイト変態が支配することとな
り、一般には硬く粗い組織が生成して靱性が低下する。

【００２０】ところが、本発明に係わる鋼材では母地中
に“溶接熱によっても溶解消失しないＴｉ系酸窒化物”
の微細粒子が所定の高い密度で分散されているので、こ
の酸窒化物微細粒子が次の２つの作用を通じてＨＡＺの
組織を変化させる。 ａ）　　微細酸窒化物粒子がオ−ステナイト粒の成長を
抑制してその粗大化を防止し、ベイナイト変態，マルテ
ンサイト変態が容易に起きるのを妨げることでＨＡＺの
組織を若干なりとも微細化して軟化させる。 ｂ）　　γ→α変態時に、微細分散した酸窒化物粒子が
核となってフェライトの生成を促進し、ＨＡＺの組織を
“フェライトサイドプレ−トを主体にしたウィドマンス
テッテン状”或いは“フェライト・パ−ライトを主体と
した状態”に変化させる。このため、本発明に係わる鋼
材では、大入熱溶接を施したとしてもＨＡＺの靱性劣化
は非常に小さく、良好なＨＡＺ靱性を保つこととなる。

【００２１】なお、前記ａ）項に示した作用のためには
、一般に析出介在物の粒径が０．０２μｍ以下であれば
その効果が大きいと言われている。しかしながら、析出
介在物が通常の酸化物の場合にはこのように小さいもの
は言うに及ばず、粒径が３μｍ以下の析出物ですら鋼中
に残存させることは難しい。そこで、本発明では、Ｔｉ
，ＯによるＴｉ酸化物（ＴｉＯ）の生成時に所定量のＮ
を同時に添加しておき、生成する結晶相をＴｉ−Ｏ−Ｎ
複合相とさせた。この複合相はＴｉＯよりも生成しにく
いことに加えて成長速度も遅いので、結果としてＴｉＯ
単独析出の場合に比べより微細に分散析出するようにな
る。しかも、該複合相を有した酸窒化物では平均粒径が
３μｍ以下であっても前記ａ）項に示した作用を効果的
に活用できることを知り、これを本発明の完成に結び付
けることができた。

【００２２】また、析出する上記Ｔｉ系複合酸窒化物は
調整の容易性やフェライト核生成能の点から粒径０．０
５〜３μｍのものが好ましく、更に前記ｂ）項に示した
作用による効果をより十分に確保するためには鋼母地中
に分散するＴｉ系複合酸窒化物の平均粒径を１μｍ以下
とするのがより好ましいことも明らかとなった。

【００２２】また、本発明に係わる鋼材では、既に述べ
たようにこれを構成する各化学成分の含有量割合も相互
にバランス良く規制されているため、母材及び溶接金属
部靱性も従来鋼に劣らない優れた値を示す。

【００２３】次に、本発明に係る鋼材の成分組成を前記
の如くに数値限定した理由について説明する。 Ｃ Ｃは母材の強度を確保すると共にＭｏの添加効果を発揮
させるのに有効な成分であるが、その含有量が０．０５
％未満では前記効果が十分ではなく、一方、０．２０％
を超えて含有させるとＨＡＺ靱性の劣化や溶接性の低下
を招くことから、Ｃ含有量は０．０５〜０．２０％と定
めた。

【００２４】Ｓｉ Ｓｉは鋼の脱酸剤として有効な元素であるほか、所要の
母材強度を確保する作用も有しているが、その含有量が
０．０５％未満では前記作用による所望の効果が得られ
ず、一方、０．６０％を超えて含有させるとＨＡＺ靱性
の劣化や溶接性の低下を招くことから、Ｓｉ含有量は０
．０５〜０．６０％と定めた。

【００２５】Ｍｎ Ｍｎには所要の母材強度並びに靱性を確保する作用があ
るが、その含有量が　０．５％未満では前記作用による
所望の効果が得られず、一方、　１．６％を超えて含有
させると溶接性の低下を招くことから、Ｍｎ含有量は０
．５〜　１．６％と定めた。

【００２６】Ｔｉ，　Ｎ及びＯ Ｔｉ，　Ｎ及びＯは、本発明に係わる鋼材のＨＡＺ組織
を特徴づける重要な成分である。即ち、溶鋼へＴｉを添
加するに際して、溶鋼中の溶存酸素量が比較的多い状態
でＴｉ添加を行うとＴｉ酸化物が形成されはするがこの
時に形成されるＴｉ酸化物は一般に粗大であって数も少
なく、そのため本発明が目的とするＨＡＺ靱性の著しい
改善効果を期待することができない。本発明が目的とす
る上記効果を十分に発揮する“微小なＴｉ酸化物系介在
物が高密度で鋼中に分散生成した組織”を形成させるた
めには、溶存酸素量と共に溶存窒素量をも所定の範囲内
で高めに調整した状態の溶鋼を鋳込み直前にＴｉ脱酸し
て連続鋳造する必要がある。このような手立てを講じる
ことにより初めて、生成する酸化物が　Ｔｉ（Ｏ，Ｎ）
系の複合結晶相となり、鋼中に極めて微細な形で、かつ
高密度で分散することとなる。

【００２７】そして、そのためには少なくとも　０．０
０３％のＴｉ含有量を確保する必要があり、Ｔｉ含有量
がこれよりも少ないと所望の微細なＴｉ系複合酸窒化物
が分散した組織を実現することができない。一方、０．
０５０　％を超えてＴｉを含有させると「過剰な酸窒化
物の生成」や「その粗大化」が懸念されるほか、母材及
び溶接金属の靱性劣化を招く。従って、Ｔｉ含有量は　
０．００３〜　０．０５０％と定めた。

【００２８】また、Ｎ及びＯについても、その含有量が
それぞれ０．００１０％，０．０００４％を下回った場
合には所望の微細なＴｉ系複合酸窒化物が分散した組織
を実現することができず、一方、Ｎ或いはＯの含有量が
それぞれ０．００６０％を超えた場合には、やはり「過
剰な酸窒化物の生成」や「その粗大化」、更には母材及
び溶接金属の靱性劣化を招くようになることから、Ｎ含
有量については０．００１０〜０．００６０％と、また
Ｏ含有量については０．０００４〜０．００６０％とそ
れぞれ定めた。

【００２９】上述のように、所定量のＴｉ及びＯは本発
明に係わる鋼材の基礎をなすＴｉ酸化物系介在物を鋼中
に生成させるために不可欠な成分であり、一方、所定量
のＮはこのＴｉ酸化物を　Ｔｉ（Ｏ，Ｎ）複合結晶相に
変えることによって確保される微細分散作用のために無
くてはならない成分である。そして、鋼母地中に微細分
散した上記　Ｔｉ（Ｏ，Ｎ）複合結晶相を有する酸化物
系介在物が、加熱されてオ−ステナイト状態となった鋼
材の冷却過程でオ−ステナイト粒界とは独立して粒内か
らのフェライトの生成を促進すると共に、ＨＡＺ組織が
粗大ベイナイトのみとなるのを防止してＨＡＺの靱性向
上に資することになる訳である。

【００３０】なお、前記Ｔｉ系複合酸窒化物の平均粒径
が３μｍを超えた場合にはオ−ステナイト粒の成長抑制
作用やフェライト生成作用が十分発揮されず、所望のＨ
ＡＺ靱性改善効果を安定して確保できないことは前述し
た通りであるが、このＴｉ系複合酸窒化物の数量密度に
ついては、それなりに高くないと生成するフェライト核
の数が少なくてＨＡＺ靱性の向上を確保できない。即ち
、所望のＨＡＺ靱性を確保するには粒径３μｍ以下のＴ
ｉ系複合酸窒化物が約５×１０３　ケ／ｍｍ３以上の数
量密度で分散していることが必要である。そして、Ｔｉ
系複合酸窒化物粒子数が増加するに従って得られるフェ
ライトは微細化しＨＡＺ靱性が向上するが、余りに多く
なり過ぎて　１０８ケ／ｍｍ３を超えた場合には母材の
靱性及び延性が低下する傾向を見せる。この“良好性能
が得られるＴｉ系複合酸窒化物粒子の数量密度範囲”は
３μｍ以下のＴｉ酸窒化物量で　０．００１〜　０．１
００％に相当することから、分散させるＴｉ酸窒化物系
介在物量を　０．００１〜　０．１００％と定めた。

【００３１】Ｍｏ Ｍｏは母材の高温での強度を向上させる作用を有してお
り、微細分散したＴｉ系複合酸窒化物の存在下では微量
添加によっても相応の効果を得ることができるが、０．
５　％を超えて含有させるとＨＡＺ靱性及び溶接性の低
下を招くようになることから、Ｍｏ含有量は　０．５％
以下と定めた。

【００３２】Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｖ及びＢこれら
の成分には何れも母材の強度等を向上させる作用がある
ので必要により１種又は２種以上を選択的に添加するの
が好ましいが、以下、各成分の適量範囲をその他の作用
と共に説明する。

【００３３】ＣｒにはＭｏと同様に母材の高温での強度
を向上させる作用があるが、その含有量が０．０５％未
満では前記作用による所望の効果が得られず、一方、　
１．０％を超えて含有させるとＨＡＺ靱性及び溶接性を
低下するようになることから、Ｃｒ含有量は０．０５〜
　１．０％と定めた。

【００３４】Ｎｉには溶接性やＨＡＺ靱性を損なうこと
なく母材の強度及び靱性を向上させる作用があるが、そ
の含有量が０．０５％未満では前記作用による所望の効
果が得られない。一方、Ｎｉは高価な元素であるため　
０．５％を超えて含有させることは経済的な不利を招く
。従って、Ｎｉ含有量は０．０５〜　０．５％と定めた
。

【００３５】ＣｕにはＮｉと同様に溶接性やＨＡＺ靱性
を損なうことなく母材の強度，靱性を向上させる作用が
あるほか、高温強度を増加させ、また耐食性，耐候性を
向上させる作用をも有しているが、その含有量が０．０
５％未満では前記作用による所望の効果が得られず、一
方、　１．０％を超えて含有させると熱間圧延時に割れ
生じるようになることから、Ｃｕ含有量は０．０５〜　
１．０％と定めた。

【００３６】Ｎｂは母材の常温，高温での強度を上昇さ
せる作用を有している。この作用はＭｏ又はＣｒと複合
添加した場合に特に大きくなるが、その含有量が　０．
００４％未満では前記作用による所望の効果が得られず
、一方、０．０４％を超えて含有させるとＨＡＺ靱性の
低下を招くようになることから、Ｎｂ含有量は　０．０
０４〜０．０４％と定めた。

【００３７】ＶはＮｂに比べて効果は少ないものの、Ｎ
ｂと同様に母材の常温，高温での強度を上昇させる作用
を有しているが、その含有量が　０．００４％未満では
前記作用による所望の効果が得られず、一方、０．１０
％を超えて含有させるとやはりＨＡＺ靱性の低下を招く
ようになることから、Ｖ含有量は　０．００４〜０．１
０％と定めた。

【００３８】Ｂは鋼の焼入れ性を向上し母材強度を高め
る作用を有しているが、その含有量が０．０００３％未
満では前記作用による所望の効果が得られず、一方、　
０．００２％を超えて含有させるとボロン炭化物がＨＡ
Ｚに析出してＨＡＺ靱性の劣化を招くようになることか
ら、Ｂ含有量は０．０００３〜　０．００２％と定めた
。

【００３９】ところで、Ｔｉ系複合酸窒化物が微細分散
した鋼材を製造するには、Ｓｉ，Ａｌ等による予備脱酸
等によって溶存酸素量を２０〜８０ｐｐｍ　に、溶存窒
素量を８０ｐｐｍ以下程度にそれぞれ調整し（Ａｌ脱酸
した場合には通常は　０．００７％以下程度のＡｌが残
留する）、更に他の成分調整をも行った溶鋼を、連続鋳
造の鋳込み直前にタンディッシュ中等にてＴｉを添加し
て脱酸した後に鋳込みを行えば良い。これによって、Ｔ
ｉ系複合酸窒化物を主成分とする所定粒径の微細介在物
が高い密度で母地中に分散したとろの、耐火性並びにＨ
ＡＺ靱性に優れ、かつ優れた母材靱性，溶接金属部靱性
を備えた鋼材を安定して量産することができる。

【００４０】続いて、本発明の効果を実施例により具体
的に説明する。

【実施例】まず、溶鋼中残存酸素量が０．００２０〜０
．００８０％で、溶鋼中残存窒素量が０．００４０〜０
．００８０％に調整されると共に、他の成分調整をも行
った溶鋼（不可避的に混入したＳｉ量：０．０５％以下
）にＴｉを添加して脱酸した後、更にＳｉを添加してか
ら連続鋳造を行い、表１に示される化学組成のスラブを
得た。次いで、これを１１００〜１１５０℃に加熱後、
仕上げ圧延温度：８００〜９００℃で熱間圧延してそれ
ぞれ表１に併記した厚さの鋼板を製造した。なお、比較
例１１〜１５は従来の知見に従って試作した耐火用鋼材
であり、また比較例１６は一般鋼に係わる材料である。

【００４１】次に、上記各鋼板について「常温強度」及
び「６００℃での強度」を測定すると共に、ＨＡＺ靱性
調査のため、各鋼板を全て２０ｍｍ厚に減肉してからエ
レクトロスラグ大入熱溶接を行い、ＨＡＺの０℃でのシ
ャルピ−吸収エネルギ−値を測定した。これらの結果を
表２に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【表２】

【００４４】表２に示される結果からも明らかなように
、本発明に係わる鋼材は比較鋼材に比べて溶接性の指標
である“Ｃｅｑ”が低いにもかかわらず比較鋼材と大差
の無い母材強度を示し、６００℃での降伏強度について
みれば、高温強度を確保するために効果の大きいＭｏ添
加量が少ないにもかかわらずかなり上昇していることが
分かる。そして、ＨＡＺ靱性に関しては、本発明に係わ
る鋼材は比較鋼材に比して大幅に向上していることを確
認することができる。

【００４５】

【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれば
、建築用構造材と十分に満足できる強度，母材靭性及び
溶接金属靭性を有することは勿論、同時に優れた耐火性
とＨＡＺ靭性とを示す鋼材をコスト安く提供できるなど
、産業上極めて有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｔｉ系複合酸窒化物微細分散鋼と従来鋼との高
温強度特性を比較したグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　重量割合にて Ｃ：０．０５〜０．２０％，　　　　　　Ｓｉ：０．０
   ５〜０．６０％，　　　　Ｍｎ：０．５　〜１．６　％
   ，Ｔｉ：０．００３　〜０．０５０　％，　　Ｍｏ：０
   ．５　％以下，　　　　　　Ｎ：０．００１０〜０．０
   ０６０％，Ｏ：０．０００４〜０．００６０％ を含むと共に残部がＦｅ及び不可避的不純物なる化学組
   成であって、かつ母地中に０．００１　〜０．１００　
   重量％の割合で粒径が３μｍ以下の　Ｔｉ（Ｏ，　Ｎ）
   　複合結晶相を有した酸化物系介在物が分散されて成る
   ことを特徴とする、耐火性・溶接継手部靭性の優れた鋼
   材。
2. 【請求項２】　　重量割合にて Ｃ：０．０５〜０．２０％，　　　　　　Ｓｉ：０．０
   ５〜０．６０％，　　　　Ｍｎ：０．５　〜１．６　％
   ，Ｔｉ：０．００３　〜０．０５０　％，　　Ｍｏ：０
   ．５　％以下，　　　　　　Ｎ：０．００１０〜０．０
   ０６０％，Ｏ：０．０００４〜０．００６０％ を含有し、更に Ｃｒ：０．０５〜１．０　％，　　　　　　Ｎｉ：０．
   ０５〜０．５０％，　　　　Ｃｕ：０．０５〜１．０　
   ％，Ｎｂ：０．００４　〜０．０４％，　　　　Ｖ：０
   ．００４　〜０．１０％，　　Ｂ：０．０００３〜０．
   ００２　％の１種以上をも含むと共に残部がＦｅ及び不
   可避的不純物なる化学組成であって、かつ母地中に　０
   ．００１〜　０．１００重量％の割合で粒径が３μｍ以
   下の　Ｔｉ（Ｏ，　Ｎ）　複合結晶相を有した酸化物系
   介在物が分散されて成ることを特徴とする、耐火性・溶
   接継手部靭性の優れた鋼材。