JPH08945B2 - 耐火性および靭性の優れた鍛鋼品ならびにその製造方法 - Google Patents
耐火性および靭性の優れた鍛鋼品ならびにその製造方法Info
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- JPH08945B2 JPH08945B2 JP4222891A JP22289192A JPH08945B2 JP H08945 B2 JPH08945 B2 JP H08945B2 JP 4222891 A JP4222891 A JP 4222891A JP 22289192 A JP22289192 A JP 22289192A JP H08945 B2 JPH08945 B2 JP H08945B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、建造物の構造部材、特
に建造物の集中部材として用いられる耐火性、靭性の優
れた鍛鋼品ならびにその製造方法に関する。
に建造物の集中部材として用いられる耐火性、靭性の優
れた鍛鋼品ならびにその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】建築物の超高層化、建築設計技術の高度
化などから、耐火設計の見直しが建設省総合プロジェク
トにより行われ、昭和６２年３月に「新耐火設計法」が
制定された。この規定により旧法令による火災時に鋼材
の温度を３５０℃以下にするように耐火被覆するとした
制限が解除され、鋼材の高温強度と建築物の実荷重との
兼ね合いにより、それに適合する耐火被覆方法を決定で
きるようになった。すなわち、６００℃での設計高温強
度を確保できる場合は、それに見合い耐火被覆を削減で
きるようになった。
化などから、耐火設計の見直しが建設省総合プロジェク
トにより行われ、昭和６２年３月に「新耐火設計法」が
制定された。この規定により旧法令による火災時に鋼材
の温度を３５０℃以下にするように耐火被覆するとした
制限が解除され、鋼材の高温強度と建築物の実荷重との
兼ね合いにより、それに適合する耐火被覆方法を決定で
きるようになった。すなわち、６００℃での設計高温強
度を確保できる場合は、それに見合い耐火被覆を削減で
きるようになった。
【０００３】このような動向に対応する技術として、本
出願人らが特開平２−７７５２３号公報および、特開平
３−６３２２号公報に開示した「耐火性の優れた建築用
低降伏比鋼材の製造方法およびその鋼材を用いた建築用
鋼材料」がある。この技術の要旨は、高温強度確保に
必要な合金元素添加による鋼材費の上昇と高温強度確保
による耐火被覆施工費の節減との兼ね合いから、６００
℃での降伏点が常温のそれの７０％以上ある鋼材が最も
経済的であること、それは、低Ｃ−低Ｍｎ鋼に微量Ｎ
ｂと適当量のＭｏを複合添加した成分組成の鋼片を高温
で再加熱したのち比較的高温で圧延を終了することによ
って、あるいはさらにＡｒ3 −１００℃から５５０℃以
下の任意の温度まで水冷することによって得られるとい
うものである。
出願人らが特開平２−７７５２３号公報および、特開平
３−６３２２号公報に開示した「耐火性の優れた建築用
低降伏比鋼材の製造方法およびその鋼材を用いた建築用
鋼材料」がある。この技術の要旨は、高温強度確保に
必要な合金元素添加による鋼材費の上昇と高温強度確保
による耐火被覆施工費の節減との兼ね合いから、６００
℃での降伏点が常温のそれの７０％以上ある鋼材が最も
経済的であること、それは、低Ｃ−低Ｍｎ鋼に微量Ｎ
ｂと適当量のＭｏを複合添加した成分組成の鋼片を高温
で再加熱したのち比較的高温で圧延を終了することによ
って、あるいはさらにＡｒ3 −１００℃から５５０℃以
下の任意の温度まで水冷することによって得られるとい
うものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、主として建築用
柱部材、梁部材で圧延材の製造可能限界を超える大断面
仕口部などに鍛鋼品が求められるようになった。本発明
者等は、前述の先願技術によって製造される鋼材を各種
の鍛鋼品、特に大断面を有する部材や、両端の断面形状
が異なる異形鍛鋼品の素材に適用することを試みた結
果、一つの部材の中で常温強度、高温強度、延性、靭性
などがばらつき、規準を満足しない部位が生じるなど問
題があることが判った。
柱部材、梁部材で圧延材の製造可能限界を超える大断面
仕口部などに鍛鋼品が求められるようになった。本発明
者等は、前述の先願技術によって製造される鋼材を各種
の鍛鋼品、特に大断面を有する部材や、両端の断面形状
が異なる異形鍛鋼品の素材に適用することを試みた結
果、一つの部材の中で常温強度、高温強度、延性、靭性
などがばらつき、規準を満足しない部位が生じるなど問
題があることが判った。
【０００５】また、圧延材がその全長にわたって、ほぼ
一定の温度で比較的短時間に圧延加工が終了するのに対
し、鍛鋼品では鍛造加工が素材の一端から他端へと少し
づつ長時間をかけて行われる結果、各部位で加工温度す
なわち鍛造仕上げ温度が異なること、また異形の場合は
鍛練比、鍛造加工後の冷却速度も各部位で異なることな
どに起因することが判った。
一定の温度で比較的短時間に圧延加工が終了するのに対
し、鍛鋼品では鍛造加工が素材の一端から他端へと少し
づつ長時間をかけて行われる結果、各部位で加工温度す
なわち鍛造仕上げ温度が異なること、また異形の場合は
鍛練比、鍛造加工後の冷却速度も各部位で異なることな
どに起因することが判った。
【０００６】本発明者らは、上記の課題を追究する中で
鍛造加工温度が変化しても、また冷却速度が異っても結
晶組織の変化が小さい成分条件を見いだし、かつその成
分系からなる鋼材を適正な鍛造加工条件で製造すること
によって課題の解決が可能であることを知見した。
鍛造加工温度が変化しても、また冷却速度が異っても結
晶組織の変化が小さい成分条件を見いだし、かつその成
分系からなる鋼材を適正な鍛造加工条件で製造すること
によって課題の解決が可能であることを知見した。
【０００７】すなわち、本発明は上記知見に基づいて完
成したものであって、大断面部材であっても優れた高温
特性を有し、耐火性および靭性の優れた鍛鋼品を安定し
て提供することを目的とする。
成したものであって、大断面部材であっても優れた高温
特性を有し、耐火性および靭性の優れた鍛鋼品を安定し
て提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下の構成を要旨とする。すなわち、 重量で、Ｃ：０．０５〜０．２０％、Ｓｉ：０．０５
〜０．５０％、Ｍｎ：０．４〜２．０％、Ｍｏ：０．３
〜０．７％、Ｖ：０．０５〜０．２０％、Ｎ：０．００
６０〜０．０１８０％、Ａｌ：０．００５〜０．０３％
あるいはさらにＣｒ≦０．７％、Ｎｉ≦１．０％、Ｃｕ
≦１．０％、Ｔｉ≦０．０２％、Ｃａ≦０．００１〜
０．００７％の１種または２種以上を含有して残部がＦ
ｅおよび不可避的不純物の組成からなることを特徴とす
る耐火性および靱性の優れた鍛鋼品であり、 前記項の組成の鋼片を１１００〜１３００℃の温度
域に再加熱後、熱間鍛造加工を７００℃以上の温度範囲
で終了することを特徴とする耐火性および靱性の優れた
鍛鋼品の製造方法、 前記項の組成の鋼片を１１００〜１３００℃の温度
域に再加熱し、ついで熱間鍛造加工を７００℃以上の温
度範囲で終了し冷却後、Ａｃ1 変態点以下の温度で焼き
もどし処理を行うことを特徴とする耐火性および靱性の
優れた鍛鋼品の製造方法、 前記項の組成の鋼片を１１００〜１３００℃の温度
域に再加熱し、ついで熱間鍛造加工を７００℃以上の温
度範囲で終了し冷却後、９００〜１１００℃の間の温度
に加熱する焼準処理を行うことを特徴とする耐火性およ
び靱性の優れた鍛鋼品の製造方法、および、 前記項の組成の鋼片を１１００〜１３００℃の温度
域に再加熱し、ついで熱間鍛造加工を７００℃以上の温
度で終了し冷却後、９００〜１１００℃の間の温度に加
熱する焼準処理を行い、続いてＡｃ1 変態点以下の温度
で焼きもどし処理を行うことを特徴とする耐火性および
靱性の優れた鍛鋼品の製造方法である。
に、本発明は以下の構成を要旨とする。すなわち、 重量で、Ｃ：０．０５〜０．２０％、Ｓｉ：０．０５
〜０．５０％、Ｍｎ：０．４〜２．０％、Ｍｏ：０．３
〜０．７％、Ｖ：０．０５〜０．２０％、Ｎ：０．００
６０〜０．０１８０％、Ａｌ：０．００５〜０．０３％
あるいはさらにＣｒ≦０．７％、Ｎｉ≦１．０％、Ｃｕ
≦１．０％、Ｔｉ≦０．０２％、Ｃａ≦０．００１〜
０．００７％の１種または２種以上を含有して残部がＦ
ｅおよび不可避的不純物の組成からなることを特徴とす
る耐火性および靱性の優れた鍛鋼品であり、 前記項の組成の鋼片を１１００〜１３００℃の温度
域に再加熱後、熱間鍛造加工を７００℃以上の温度範囲
で終了することを特徴とする耐火性および靱性の優れた
鍛鋼品の製造方法、 前記項の組成の鋼片を１１００〜１３００℃の温度
域に再加熱し、ついで熱間鍛造加工を７００℃以上の温
度範囲で終了し冷却後、Ａｃ1 変態点以下の温度で焼き
もどし処理を行うことを特徴とする耐火性および靱性の
優れた鍛鋼品の製造方法、 前記項の組成の鋼片を１１００〜１３００℃の温度
域に再加熱し、ついで熱間鍛造加工を７００℃以上の温
度範囲で終了し冷却後、９００〜１１００℃の間の温度
に加熱する焼準処理を行うことを特徴とする耐火性およ
び靱性の優れた鍛鋼品の製造方法、および、 前記項の組成の鋼片を１１００〜１３００℃の温度
域に再加熱し、ついで熱間鍛造加工を７００℃以上の温
度で終了し冷却後、９００〜１１００℃の間の温度に加
熱する焼準処理を行い、続いてＡｃ1 変態点以下の温度
で焼きもどし処理を行うことを特徴とする耐火性および
靱性の優れた鍛鋼品の製造方法である。
【０００９】
【作用】以下、本発明について詳細に説明する。
【００１０】鋼材の高温強度は、鉄の融点のほぼ１／２
の温度の７００℃以下では常温での強化機構とほぼ同様
であり、フェライト結晶粒径の微細化、合金元素に
よる固溶体強化、硬化相による分散強化、微細析出
物による析出強化などによって支配される。
の温度の７００℃以下では常温での強化機構とほぼ同様
であり、フェライト結晶粒径の微細化、合金元素に
よる固溶体強化、硬化相による分散強化、微細析出
物による析出強化などによって支配される。
【００１１】一般に高温強度の上昇には、Ｍｏ，Ｃｒを
添加して、その析出強化と原子空孔との結合による転位
の減少消滅抑制効果とによって高温での軟化に対する抵
抗を高めることにより達成されている。しかし、Ｍｏ，
Ｃｒの添加は焼入性を著しく上げ、母材のフェライト＋
ベーナイト組織をベーナイト組織化し易くする。ベーナ
イト組織を生成し易い成分系を鍛鋼品に適用した場合、
その部品形状によっては鍛造加工が分割して行われる結
果、各部位で鍛造仕上げ温度、鍛練化、冷却速度に差を
生じるため、各部位でベーナイト組織割合が大きく変化
する。その結果として、常温強度、高温強度、延性、靭
性がばらつき、規準に満たない部位が生じることが判っ
た。
添加して、その析出強化と原子空孔との結合による転位
の減少消滅抑制効果とによって高温での軟化に対する抵
抗を高めることにより達成されている。しかし、Ｍｏ，
Ｃｒの添加は焼入性を著しく上げ、母材のフェライト＋
ベーナイト組織をベーナイト組織化し易くする。ベーナ
イト組織を生成し易い成分系を鍛鋼品に適用した場合、
その部品形状によっては鍛造加工が分割して行われる結
果、各部位で鍛造仕上げ温度、鍛練化、冷却速度に差を
生じるため、各部位でベーナイト組織割合が大きく変化
する。その結果として、常温強度、高温強度、延性、靭
性がばらつき、規準に満たない部位が生じることが判っ
た。
【００１２】本発明の特徴は、鍛鋼品の各部位での材質
ばらつきを低減するために、ベーナイトとフェライトの
組織割合の変化を少なくする目的で、ＶＮの析出による
オーステナイトからのフェライト変態の促進効果と析出
硬化とを最大限に利用するところにある。すなわち、鍛
造加工では圧延加工と比較すると７００℃以上の温度で
の加工による歪みが被加工材の内部まで深く浸透し、加
工後の冷却過程では変態界面だけでなくこのとき導入さ
れた多数の転位上にＶＮの析出が生じ、フェライトの生
成と強化がより効果的に行われ所期の目的を達すること
ができるものである。上記鍛造加工工程で加工温度が７
００℃未満になる場合には、再加熱を行ってその温度を
確保する必要があり、従って本発明は途中再加熱等の処
理によって、鍛造加工温度およびその終了温度が７００
℃未満にならないようにする。
ばらつきを低減するために、ベーナイトとフェライトの
組織割合の変化を少なくする目的で、ＶＮの析出による
オーステナイトからのフェライト変態の促進効果と析出
硬化とを最大限に利用するところにある。すなわち、鍛
造加工では圧延加工と比較すると７００℃以上の温度で
の加工による歪みが被加工材の内部まで深く浸透し、加
工後の冷却過程では変態界面だけでなくこのとき導入さ
れた多数の転位上にＶＮの析出が生じ、フェライトの生
成と強化がより効果的に行われ所期の目的を達すること
ができるものである。上記鍛造加工工程で加工温度が７
００℃未満になる場合には、再加熱を行ってその温度を
確保する必要があり、従って本発明は途中再加熱等の処
理によって、鍛造加工温度およびその終了温度が７００
℃未満にならないようにする。
【００１３】次に本発明鋼の基本成分範囲の限定理由に
ついて述べる。まずＣは、鋼の強度を向上させる有効な
成分として添加するもので、０．０５％未満では構造用
鋼として必要な強度が得られず、また０．２０％を超え
る過剰の添加は、母材靭性、溶接割れ性、溶接熱影響部
（以下ＨＡＺと称す）靭性などを著しく低下させるの
で、上限を０．２０％とした。
ついて述べる。まずＣは、鋼の強度を向上させる有効な
成分として添加するもので、０．０５％未満では構造用
鋼として必要な強度が得られず、また０．２０％を超え
る過剰の添加は、母材靭性、溶接割れ性、溶接熱影響部
（以下ＨＡＺと称す）靭性などを著しく低下させるの
で、上限を０．２０％とした。
【００１４】次にＳｉは、母材の強度確保するのに必要
であるが、０．５％を超えると熱処理組織内に硬化組織
の高炭素マルテンサイト（以下Ｍ＊と称す）を生成し、
靭性を著しく低下させる。また０．０５％未満では、必
要な溶鋼の予備脱酸ができないため、Ｓｉ含有量をこの
範囲に制限した。
であるが、０．５％を超えると熱処理組織内に硬化組織
の高炭素マルテンサイト（以下Ｍ＊と称す）を生成し、
靭性を著しく低下させる。また０．０５％未満では、必
要な溶鋼の予備脱酸ができないため、Ｓｉ含有量をこの
範囲に制限した。
【００１５】Ｍｎは、母材の強度、靭性の確保には０．
４％以上の添加が必要であるが、溶接部の靭性、割れ性
などの許容できる範囲で上限を２．０％とした。
４％以上の添加が必要であるが、溶接部の靭性、割れ性
などの許容できる範囲で上限を２．０％とした。
【００１６】Ａｌは、通常脱酸剤として添加するが、
０．０３％を超えるとその脱酸生成物が鋼の清浄度を低
下させるため、内部欠陥が増す危険があるばかりか靭性
も低下する。また、固溶Ａｌが過剰になるとＮとの化合
が増加し、本発明鋼の特徴であるＶＮの析出量を低減さ
せるが、前述のように鍛造材では圧延材よりもＶＮの析
出が効果的に行われ、０．０３％まではその影響は小さ
いことが知見された。そのために上限を０．０３％に限
定した。一方、熱処理時、特に焼準処理においてはＡｌ
Ｎを形成し、組織の微細化に役立ち、常温および高温強
度を向上させる。そのために少くとも０．００５％以上
の含有を必要とする。
０．０３％を超えるとその脱酸生成物が鋼の清浄度を低
下させるため、内部欠陥が増す危険があるばかりか靭性
も低下する。また、固溶Ａｌが過剰になるとＮとの化合
が増加し、本発明鋼の特徴であるＶＮの析出量を低減さ
せるが、前述のように鍛造材では圧延材よりもＶＮの析
出が効果的に行われ、０．０３％まではその影響は小さ
いことが知見された。そのために上限を０．０３％に限
定した。一方、熱処理時、特に焼準処理においてはＡｌ
Ｎを形成し、組織の微細化に役立ち、常温および高温強
度を向上させる。そのために少くとも０．００５％以上
の含有を必要とする。
【００１７】ＮはＶＮの析出には極めて重要な元素であ
り、０．００７％未満ではＶＮの析出量が不足し、フェ
ライト組織の十分な生成量が得られず、また６００℃で
の高温強度も確保できないため、０．００６％以上とし
た。含有量が０．０１８０％を超えると母材靭性を低下
させ、鋼片の表面割れを生じさせるため、０．０１８０
％以下に制限した。
り、０．００７％未満ではＶＮの析出量が不足し、フェ
ライト組織の十分な生成量が得られず、また６００℃で
の高温強度も確保できないため、０．００６％以上とし
た。含有量が０．０１８０％を超えると母材靭性を低下
させ、鋼片の表面割れを生じさせるため、０．０１８０
％以下に制限した。
【００１８】Ｍｏは、母材強度および高温強度の確保に
有効な元素である。０．３％未満では、ＶＮの析出強度
との複合作用によっても十分な高温強度が確保できず、
０．７％を超えると焼き入れ性が上昇しすぎ母材靭性、
ＨＡＺ靭性が劣化するため、０．３〜０．７％に制限し
た。
有効な元素である。０．３％未満では、ＶＮの析出強度
との複合作用によっても十分な高温強度が確保できず、
０．７％を超えると焼き入れ性が上昇しすぎ母材靭性、
ＨＡＺ靭性が劣化するため、０．３〜０．７％に制限し
た。
【００１９】ＶはＶＮとしてフェライト組織の生成とそ
の細粒化、高温強度の確保のために極めて重要であり、
０．０５％未満ではＶＮの析出量が不十分であり、０．
２％を超えると析出量が過剰になり母材靭性が低下する
ため、０．０５〜０．２％に制限した。
の細粒化、高温強度の確保のために極めて重要であり、
０．０５％未満ではＶＮの析出量が不十分であり、０．
２％を超えると析出量が過剰になり母材靭性が低下する
ため、０．０５〜０．２％に制限した。
【００２０】不可避不純物として含有するＰ，Ｓは、そ
の量について特に限定しないが、凝固偏析による溶接割
れ性、靭性などの低下を生じるので極力低減すべきであ
り、望ましくはＰ，Ｓ量はそれぞれ０．０２％，０．０
２％以下である。
の量について特に限定しないが、凝固偏析による溶接割
れ性、靭性などの低下を生じるので極力低減すべきであ
り、望ましくはＰ，Ｓ量はそれぞれ０．０２％，０．０
２％以下である。
【００２１】以上が本発明鋼の基本成分であるが、母材
強度の上昇および母材の靱性向上の目的で、Ｃｒ，Ｎ
ｉ，Ｃｕ，Ｃａの１種または２種以上を含有することが
できる。まずＮｉは、母材の強靱性を高める極めて有効
な元素であるが、１．０％を超す添加はベイナイト組織
の割合を増し合金コストを増加させ、経済的でないので
上限を１．０％とした。Ｃｒは、焼き入れ性の向上と析
出硬化により母材の強化、高温強化に有効である。しか
し上限を超える過剰の添加は、靱性および硬化性の観点
から有害となるため、上限を０．７％とした。Ｃｕは、
母材の強化、耐候性に有効な元素であるが、熱間加工割
れなどを考慮して、上限を１．０％とした。ＴｉはＡｌ
と同じくＮに対して親和力の強い元素でＶＮの析出量を
減じて強度を低下させるので本来添加は好ましくない
が、溶接部の靱性向上には有効であり、必要に応じて
０．０２％を限度として添加する。Ｃａは、脱酸材とし
ての効果と硫化物（ＭｎＳ）を細分化し、母材の延性、
靱性を向上させ、異方性を抑制する効果を持つ。しかし
０．００１％未満では効果がなく、０．００５％を超え
ると粗大なＣａ硫化酸化物を生成し、延性、靱性を低下
させるので、Ｃａ量を０．００１〜０．００５％とし
た。
強度の上昇および母材の靱性向上の目的で、Ｃｒ，Ｎ
ｉ，Ｃｕ，Ｃａの１種または２種以上を含有することが
できる。まずＮｉは、母材の強靱性を高める極めて有効
な元素であるが、１．０％を超す添加はベイナイト組織
の割合を増し合金コストを増加させ、経済的でないので
上限を１．０％とした。Ｃｒは、焼き入れ性の向上と析
出硬化により母材の強化、高温強化に有効である。しか
し上限を超える過剰の添加は、靱性および硬化性の観点
から有害となるため、上限を０．７％とした。Ｃｕは、
母材の強化、耐候性に有効な元素であるが、熱間加工割
れなどを考慮して、上限を１．０％とした。ＴｉはＡｌ
と同じくＮに対して親和力の強い元素でＶＮの析出量を
減じて強度を低下させるので本来添加は好ましくない
が、溶接部の靱性向上には有効であり、必要に応じて
０．０２％を限度として添加する。Ｃａは、脱酸材とし
ての効果と硫化物（ＭｎＳ）を細分化し、母材の延性、
靱性を向上させ、異方性を抑制する効果を持つ。しかし
０．００１％未満では効果がなく、０．００５％を超え
ると粗大なＣａ硫化酸化物を生成し、延性、靱性を低下
させるので、Ｃａ量を０．００１〜０．００５％とし
た。
【００２２】次に本発明の製造法について述べる。本発
明鋼の製鋼炉は電気炉、転炉など現用の溶解炉のいずれ
によってもよく特に規定しない。また、脱ガス、取鍋精
錬など現用精錬技術を適用することもできる。このよう
にして溶製され、造塊された鋼塊、あるいは造塊−分塊
または連続鋳造などによって鋼片となった本発明鋼を鍛
造加工するが、そのときの再加熱温度を１１００〜１３
００℃の温度域に規制する。耐火性能を向上させるＶ，
Ｍｏの添加効果を最大にするために、これらの元素を熱
間鍛造前の加熱時に十分に固溶させる必要から、再加熱
温度の下限を１１００℃とし、その上限は加熱炉の性
能、経済性から１３００℃とする。
明鋼の製鋼炉は電気炉、転炉など現用の溶解炉のいずれ
によってもよく特に規定しない。また、脱ガス、取鍋精
錬など現用精錬技術を適用することもできる。このよう
にして溶製され、造塊された鋼塊、あるいは造塊−分塊
または連続鋳造などによって鋼片となった本発明鋼を鍛
造加工するが、そのときの再加熱温度を１１００〜１３
００℃の温度域に規制する。耐火性能を向上させるＶ，
Ｍｏの添加効果を最大にするために、これらの元素を熱
間鍛造前の加熱時に十分に固溶させる必要から、再加熱
温度の下限を１１００℃とし、その上限は加熱炉の性
能、経済性から１３００℃とする。
【００２３】熱間鍛造における終了温度は７００℃以上
とする。好ましい範囲は８００〜１０５０℃である。最
終鍛造温度が７００℃より低下すると、導入された転位
上へのＶＮの析出が急増し、急激な強度上昇が生じると
共に靭性が低下するためである。したがって、加工時間
が長くかかって鋼片の加工終了温度かつ７００℃を確保
できない場合或は加工途中で７００℃以下に低下する場
合には再度加熱炉に鋼片を装入し再加熱を行う。また、
１０５０℃を超えると転位の導入が困難となりＶＮ析出
による強化が十分に達せられない。
とする。好ましい範囲は８００〜１０５０℃である。最
終鍛造温度が７００℃より低下すると、導入された転位
上へのＶＮの析出が急増し、急激な強度上昇が生じると
共に靭性が低下するためである。したがって、加工時間
が長くかかって鋼片の加工終了温度かつ７００℃を確保
できない場合或は加工途中で７００℃以下に低下する場
合には再度加熱炉に鋼片を装入し再加熱を行う。また、
１０５０℃を超えると転位の導入が困難となりＶＮ析出
による強化が十分に達せられない。
【００２４】本発明では、熱間鍛造を終了しただけで製
品とする製造法を基本とするが、さらにその後Ａｃ1 変
態点以下の温度で焼きもどし処理を行うこともできる。
これによって成分を変えることなく、すなわち、溶接性
を維持しつつ常温の強度を向上させることができる。
品とする製造法を基本とするが、さらにその後Ａｃ1 変
態点以下の温度で焼きもどし処理を行うこともできる。
これによって成分を変えることなく、すなわち、溶接性
を維持しつつ常温の強度を向上させることができる。
【００２５】さらに、本発明では熱間鍛造を終了したの
ち、９００〜１１００℃の間の温度に加熱する焼準処理
を行うこともできる。これによって熱間鍛造終了温度に
よる材質変動を小さくすることができるだけでなく、高
温強度を高めることができる。さらにまた、焼準処理の
後、焼きもどし処理を行うことも可能である。これによ
って材質変動をより一層小さくできるばかりか、常温、
高温強度および靭性を高位安定化させることができる。
ち、９００〜１１００℃の間の温度に加熱する焼準処理
を行うこともできる。これによって熱間鍛造終了温度に
よる材質変動を小さくすることができるだけでなく、高
温強度を高めることができる。さらにまた、焼準処理の
後、焼きもどし処理を行うことも可能である。これによ
って材質変動をより一層小さくできるばかりか、常温、
高温強度および靭性を高位安定化させることができる。
【００２６】
【実施例】以下に実施例により本発明の効果を示す。表
１に本発明例の鋼および比較材の化学成分を、表２に製
造条件および機械試験特性を示す。
１に本発明例の鋼および比較材の化学成分を、表２に製
造条件および機械試験特性を示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】
【表４】
【００３１】本発明成分鋼を本発明法により製造した鍛
鋼品は、製品の各部位で目標の常温強度、高温強度およ
び０℃でのＶノッチシャルピー衝撃値４．８ kgf・ｍを
十分に満足している。これに対して比較材＃２，＃７
は、Ｍｏ，Ｖ含有量が低く６００℃での目標高温強度
（４０キロ級で１４．７kgf/mm2 以上、５０キロ級で２
０kgf/mm2 以上）が確保できず、また、＃４材で鍛造仕
上げ温度が７００℃を下回ったものは常温強度が上昇し
て０℃での衝撃値が低下する。＃９，＃１２は、Ｖ，Ｎ
含有量が低くベイナイト組織が粗大で靭性が著しく低下
し目標値を満足できない。
鋼品は、製品の各部位で目標の常温強度、高温強度およ
び０℃でのＶノッチシャルピー衝撃値４．８ kgf・ｍを
十分に満足している。これに対して比較材＃２，＃７
は、Ｍｏ，Ｖ含有量が低く６００℃での目標高温強度
（４０キロ級で１４．７kgf/mm2 以上、５０キロ級で２
０kgf/mm2 以上）が確保できず、また、＃４材で鍛造仕
上げ温度が７００℃を下回ったものは常温強度が上昇し
て０℃での衝撃値が低下する。＃９，＃１２は、Ｖ，Ｎ
含有量が低くベイナイト組織が粗大で靭性が著しく低下
し目標値を満足できない。
【００３２】図１に、表２に示した本発明法で処理した
＃４材の常温における降伏強度と、６００℃における降
伏強度とをプロットし、両者の関係を図示した。比較材
として＃８材の値も併記した。図から明らかのように本
発明材（鍛造ままおよび焼準、焼戻処理）はともに、比
較材より優れた特性を有していることがわかる。
＃４材の常温における降伏強度と、６００℃における降
伏強度とをプロットし、両者の関係を図示した。比較材
として＃８材の値も併記した。図から明らかのように本
発明材（鍛造ままおよび焼準、焼戻処理）はともに、比
較材より優れた特性を有していることがわかる。
【００３３】
【発明の効果】本発明による鍛鋼品は高温特性に優れ、
耐火材の被覆厚さを従来に比べ著しく軽減でき、施工コ
スト低減、工期の短縮などによる大幅なコスト削減を可
能にする。また、大断面の鍛鋼製耐火建材の製造が可能
になり大型建造物の信頼性向上、安全性の確保、経済的
効果などの産業上の利益は極めて顕著なものがある。
耐火材の被覆厚さを従来に比べ著しく軽減でき、施工コ
スト低減、工期の短縮などによる大幅なコスト削減を可
能にする。また、大断面の鍛鋼製耐火建材の製造が可能
になり大型建造物の信頼性向上、安全性の確保、経済的
効果などの産業上の利益は極めて顕著なものがある。
【図１】本発明各種製造方法を本発明材＃４に適用した
場合の、常温降伏強度と６００℃での降伏強度との関係
を比較材とともに示す。
場合の、常温降伏強度と６００℃での降伏強度との関係
を比較材とともに示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 広一 大阪府堺市築港八幡町１番地 新日本製鐵 株式会社 堺製鐵所内 (72)発明者 千々岩 力雄 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社 君津製鐵所内 (72)発明者 大橋 守 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社 君津製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭63−161117（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−107063（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】 重量で、 Ｃ ：０．０５〜０．２０％、 Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、 Ｍｎ：０．４〜２．０％、 Ｍｏ：０．３〜０．７％、 Ｖ ：０．０５〜０．２０％、 Ｎ ：０．００６０〜０．０１８０％、 Ａｌ：０．００５〜０．０３％ を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物の組成から
なることを特徴とする耐火性および靭性の優れた鍛鋼
品。 - 【請求項２】 重量で、 Ｃ ：０．０５〜０．２０％、 Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、 Ｍｎ：０．４〜２．０％、 Ｍｏ：０．３〜０．７％、 Ｖ ：０．０５〜０．２０％、 Ｎ ：０．００６０〜０．０１８０％、 Ａｌ：０．００５〜０．０３％ を含有し、さらに、 Ｃｒ≦０．７％、 Ｎｉ≦１．０％、 Ｃｕ≦１．０％、 Ｔｉ≦０．０２％、 Ｃａ≦０．００１〜０．００７％の１種または２種以上 を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の組成からな
ることを特徴とする耐火性および靱性の優れた鍛鋼品。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２の鋼成分からな
る鋼片を１１００〜１３００℃の温度域に再加熱後、熱
間鍛造加工を行い、７００℃以上の温度範囲で加工を終
了することを特徴とする耐火性および靭性の優れた鍛鋼
品の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１または請求項２の鋼成分からな
る鋼片を１１００〜１３００℃の温度域に再加熱し、つ
いで熱間鍛造加工を７００℃以上の温度範囲で終了し冷
却後、Ａｃ1 変態点以下の温度で焼きもどし処理を行う
ことを特徴とする耐火性および靭性の優れた鍛鋼品の製
造方法。 - 【請求項５】 請求項１または請求項２の鋼成分からな
る鋼片を１１００〜１３００℃の温度域に再加熱し、つ
いで熱間鍛造加工を７００℃以上の温度範囲で終了し冷
却後、９００〜１１００℃の間の温度に加熱する焼準処
理を行うことを特徴とする耐火性および靭性の優れた鍛
鋼品の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１または請求項２の鋼成分からな
る鋼片を１１００〜１３００℃の温度域に再加熱し、つ
いで熱間鍛造加工を７００℃以上の温度で終了し冷却
後、９００〜１１００℃の間の温度に加熱する焼準処理
を行い、続いてＡｃ1 変態点以下の温度で焼きもどし処
理を行うことを特徴とする耐火性および靭性の優れた鍛
鋼品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4222891A JPH08945B2 (ja) | 1991-08-27 | 1992-08-21 | 耐火性および靭性の優れた鍛鋼品ならびにその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21556891 | 1991-08-27 | ||
| JP3-215568 | 1991-08-27 | ||
| JP4222891A JPH08945B2 (ja) | 1991-08-27 | 1992-08-21 | 耐火性および靭性の優れた鍛鋼品ならびにその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05195141A JPH05195141A (ja) | 1993-08-03 |
| JPH08945B2 true JPH08945B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=26520935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4222891A Expired - Lifetime JPH08945B2 (ja) | 1991-08-27 | 1992-08-21 | 耐火性および靭性の優れた鍛鋼品ならびにその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08945B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107338391A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-11-10 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 一种坯料及制作方法、钢材及制作方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59107063A (ja) * | 1982-12-10 | 1984-06-21 | Daido Steel Co Ltd | ボルト用線材の製造方法 |
| JPS63161117A (ja) * | 1986-12-24 | 1988-07-04 | Kobe Steel Ltd | 高強度高靭性熱間圧延鋼材の製造方法 |
-
1992
- 1992-08-21 JP JP4222891A patent/JPH08945B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05195141A (ja) | 1993-08-03 |
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|---|---|---|---|
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