JPH11124656A - 延性と靭性に優れた制震ダンパー用鋼材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】塑性歪み履歴による降伏強さの顕著な上昇を防
止する観点から引張強さが２７０Ｎ／ｍｍ² 以下と低
く、かつ５０％以上の降伏比を有し、さらに繰り返し塑
性変形に耐える塑性変形能を確保するために、６５％以
下の降伏比を有し、延性と靭性に優れたダンパー用鋼材
及びそれを低コストで製造する方法を提供する。 【解決手段】重量％で、Ｃ：０．００１〜０．００６％
と、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５〜０．０７％と、Ｔ．
Ｎ．：０．００１〜０．００６％とを含有し、さらに、
Ｃ％＋Ｎ％≦０．００８％を満たし、残部Ｆｅ及び不可
避不純物よりなる鋼材であって、引張強さが２７０Ｎ／
ｍｍ² 以下でかつ降伏比が５０〜６５％であることを特
徴とする、延性と靭性に優れた制震ダンパー用鋼材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地震などにより期
せずしてもたらされる外力から構造物を保護する目的で
施される制震構造において、外力を自らの変形により主
体的に吸収する機能を有する延性と靭性に優れた制震ダ
ンパー用鋼材及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】地震による建築物への被害に代表される
ように、期せずして突発的な外力が構造物に作用する
と、その構造物の継続的使用が不可能になることがあり
得る。この被害を最小限にくいとめることを目的に、建
築分野では「被害レベル制御設計法」が考案され、近年
実用化に向けて具体的な検討が盛んに行われている。特
開平３−２３３０８３号公報や特開平６−５７８２０号
公報、及び実開平７−２１９２７号公報は、この新耐震
設計の具現化を目的に発明された技術である。これらは
いずれも構造物の主構造と制震要素を分離させた構造に
特徴があり、予期せぬ外力が構造物に働いた場合、その
エネルギーを制震要素に集中させ吸収させることによ
り、主構造の塑性変形を防止する効果を発揮する。ま
た、橋梁の分野でも構造体に塑性変形し易い制震要素を
付加し活用する例として、特開平９−４９２０９号公報
などの提案がなされている。

【０００３】これらの技術を実現するためには、変位に
伴うエネルギー吸収が大きいデバイスが不可欠であり、
これまでに鉛などの素材とともにオイルダンパー等の機
械要素の適用も検討されてきた。しかし、鋼構造物との
一体構造化を図るための接合性や信頼性の観点から鋼材
の適用が要望された。

【０００４】この要望に応えることを目的に、特開平３
−３１４６７号公報、特開平６−２３５０４２号公報、
特開平８−１５７９４７号公報に示される技術は、均一
に塑性変形しやすい、即ち降伏比（ＹＲ）が低く、かつ
降伏強さ（ＹＳ）が低いダンパー用極軟鋼として提案さ
れたものである。特開平３−３１４６７号公報は極低炭
素鋼にＡｌを添加し、高温で熱処理を施すことにより結
晶粒径１ｍｍを超えるフェライト組織を得てＹＳ＝約１
００Ｎ／ｍｍ² 、ＹＲ＝約５０％の極軟鋼を得る技術で
ある。しかし、本技術による極軟鋼の延性と靭性は開示
されていない。また、実施例には２ｍｍを超える著しい
粗粒化が認められていることから、制震要素部材の断面
形状によっては、例えば肉厚に比べて粒径が比較的大き
い場合、部材の均一な変形が期待できなくなり、外力の
繰り返しに耐えきれずに破断してしまうことが懸念され
る。

【０００５】特開平６−２３５０４２号公報は、純鉄に
近い組成の軟鋼に６方晶窒化ボロン粒子を含有させるこ
とにより低ＹＰ（降伏点）を達成する技術である。明細
書に記載されているように６方晶窒化ボロン粒子の剪断
変形とその後の粒子−母相界面への応力集中によりＹＰ
＝約８０Ｎ／ｍｍ² かつ５０％以上の伸びが達成されて
いるが、６方晶窒化ボロン粒子を内在することによる靭
性の低下が懸念される。

【０００６】特開平８−１５７９４７号公報は、極低炭
素鋼にＴｉ，Ｎｂ，Ｖを添加し、Ａｒ₃ 点以下で３０％
以上の熱間圧延を施し、その後焼鈍することで、結晶粒
の粗大化を図り降伏強さ１００Ｎ／ｍｍ² 以下を得る技
術である。実施例から本技術による極軟鋼は４０％以下
のＹＲが達成されていることを知れるが上述の従来技術
と同様に靭性については開示されていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明が目的とするダ
ンパー用鋼材は、制震要素部材用素材とはいえ構造用鋼
材として用いられ、その機能として予期せぬ外力を積極
的に吸収するため繰り返し塑性変形に耐える高延性が要
求される。また、塑性変形を繰り返す過程で脆性的に破
壊してはならないので靭性も要求される。

【０００８】しかしながら、上述したように、従来技術
は積極的に外力を吸収するために必要な降伏強さの低減
にのみ主眼が置かれ、靭性はいずれの技術にも開示され
ていない。

【０００９】さらに、ダンパー用鋼材を用いた構造設計
は、大規模地震に対して上述のように塑性変形によるエ
ネルギー吸収が期待されるが、通常考えられる中小規模
地震や強風に対しては弾性設計によりなされる。そのた
め、設計上は、ダンパー用鋼材の弾性限が明確になって
いることが望ましいが、降伏強さの低減に主眼が置かれ
た従来技術は、降伏棚を消失させ降伏強さを耐力表示と
することでその低減を図ったものである。従って、これ
らの技術で報告されている降伏強さが０．２％耐力であ
ることから真の弾性限界はさらに低く、ややもすると中
規模地震や強風による揺れで期せずして既にダンパー用
鋼材に塑性変形をもたらしかねない。加えて、降伏比が
４０％程度以下の極軟鋼では、塑性変形に伴う加工硬化
が顕著であり、数％の歪み履歴を受けただけでその降伏
強度は２倍以上に上昇する。

【００１０】一方、高度な設計技術により中小地震時や
強風時のダンパー用鋼材の塑性変形を防止することは可
能と思われる。しかし、大規模地震時の初期振幅で塑性
変形により加工硬化したダンパー用鋼材の降伏強さがこ
のように著しく上昇すると、その後の繰り返し振幅で所
要のエネルギー吸収の設計上の取扱いが困難となる。ま
た、ダンパー用鋼材の降伏強さが地震振幅によりもたら
される変形の歪み速度に大きく依存し変化すると、これ
も同様に制震要素としてのダンパー用鋼材の設計を困難
にする。

【００１１】即ち、大規模地震時のみに自らの塑性変形
でそのエネルギーを吸収するダンパー用鋼材に求められ
る性能は降伏強さを極端に低減することではない。むし
ろ設計上の扱い易さの観点から初期状態のダンパー用鋼
材は、引張試験にて明確な降伏棚の現出により弾性域と
塑性変形領域が明確に区別され、かつ、塑性変形を開始
する応力として用いられる下降伏点が繰り返し塑性変形
や引張速度（歪み速度）により大きく変化しないことが
求められる。また、大規模地震の際、ダンパー用鋼材に
導入される歪み量は数％〜１０％以下のレベルにまで達
する。即ち、ダンパー用鋼材の降伏応力は歪み履歴を受
けることにより概ね引張強さの７０〜８５％にまで達す
るため、歪み履歴を受けたダンパー用鋼材の降伏応力が
主構造の降伏強さを超えさらに上昇することがあって
は、主構造を弾性範囲にくい留めようとする設計の自由
度は大きく制約される。

【００１２】この観点からダンパー用鋼材が歪み履歴を
受けても塑性変形できる応力の上限値の指標として引張
強さが挙げられ重要な意味を持つのである。即ち、その
値が低いほど設計は容易となりまた設計上の自由度が増
す。具体的には降伏強度が２４０Ｎ／ｍｍ² 以上の鋼材
により主構造が構成されることを勘案し、ダンパー用鋼
材の引張強さが２７０Ｎ／ｍｍ² 以下、好ましくは２６
０Ｎ／ｍｍ² 以下、さらに好ましくは２５０Ｎ／ｍｍ²
以下であれば制震設計は容易でありその自由度は増大す
る。

【００１３】即ち、本発明の目的は、塑性歪み履歴によ
る降伏強さの顕著な上昇を防止する観点から引張強さが
２７０Ｎ／ｍｍ² 以下と低く、かつ５０％以上の降伏比
を有し、さらに繰り返し塑性変形に耐える塑性変形能を
確保するために、６５％以下の降伏比を有し、延性と靭
性に優れた制震ダンパー用鋼材及びそれを低コストにて
製造する方法を提供することにある。なお、本発明にお
ける降伏比は、下降伏応力または耐力と引張強さの比を
示す。

【００１４】

【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。 （１）本発明の鋼材は、重量％で、Ｃ：０．００１〜
０．００６％と、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５〜０．０７
％と、Ｔ．Ｎ．：０．００１〜０．００６％とを含有
し、さらに、Ｃ％＋Ｎ％≦０．００８％を満たし、残部
Ｆｅ及び不可避不純物よりなる鋼材であって、引張強さ
が２７０Ｎ／ｍｍ² 以下（好ましくは２６０Ｎ／ｍｍ²
以下、さらに好ましくは２５０Ｎ／ｍｍ² 以下）でかつ
降伏比が５０〜６５％であることを特徴とする、延性と
靭性に優れた制震ダンパー用鋼材である。 （２）本発明の鋼材は、重量％で、Ｃ：０．００１〜
０．００６％と、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５〜０．０７
％と、Ｔ．Ｎ．：０．００１〜０．００６％とを含有
し、さらに、Ｃ％＋Ｎ％≦０．００８％を満たし、残部
Ｆｅ及び不可避不純物よりなるフェライト単相組織を有
する鋼材であって、その平均フェライト粒径が４０μｍ
以上であり、引張強さが２７０Ｎ／ｍｍ^２以下（好まし
くは２６０Ｎ／ｍｍ^２ 以下、さらに好ましくは２５０
Ｎ／ｍｍ² 以下）でかつ降伏比が５０〜６５％であるこ
とを特徴とする、延性と靭性に優れた制震ダンパー用鋼
材である。 （３）本発明の製造方法は、上記（１）または（２）に
記載の組成を有する鋼を９３０〜１２５０℃に加熱し、
熱間圧延する際に、９１０〜１０００℃の温度域で圧下
率１０％以上かつ７５０〜９００℃の温度域で圧下率２
０％以上の圧下を施し、７５０℃以上で圧延を終了する
工程と、熱間圧延された鋼材を、６５０℃以上９００℃
未満で焼鈍する工程と、を備えたことを特徴とする、延
性と靭性に優れた制震ダンパー用鋼材の製造方法であ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明者らは、上記の課題を解決
するために鋭意研究を重ねた結果、以下の知見を得るに
至った。軟鋼の引張強さを低下させる手段は、第二相を
消失させることである。これは鋼材のミクロ組織をフェ
ライト単相とすることと同義であり、高延性を確保する
ことにも繋がる。この種の鋼材の選択として極低炭素鋼
の採用が挙げられるが、不純物元素の規制を量産を前提
にコスト高を招かない範囲で具体化することは極めて重
要である。そこで、本発明者らは、低引張強さと高延
性、さらには靭性とともに５０％以上の降伏比を確保す
ることを目的に極低炭素鋼をベースに固溶Ｃ量を変化さ
せた鋼材を用いて、その圧延、焼鈍条件と、結晶粒径、
さらには引張強さ、降伏比、靭性との関係を詳細に調査
し、これらの特性の支配因子と解決策により構成される
本発明に至った。これら本発明の技術思想の骨子は以下
の通りである。

【００１６】（１）固溶Ｃ量の最適化による粒界強度確
保と降伏比確保及び引張強さ低減 （２）そのためのＣ含有量と不純物元素の規制値の明確
化 （３）引張強さ低減のための加工熱処理条件の明確化 以上の知見に基づき、本発明者らは、極低炭素鋼材のＣ
含有量と、不純物元素の含有量を一定範囲内に規定し、
引張強さ低減のための結晶粒径の下限に調整するため鋼
材の加工熱処理条件（圧延条件、焼鈍条件）を一定範囲
内に制御するようにして、降伏強さ、降伏比、及び靭性
のいずれも良好な制震部材用極軟鋼を見出し、本発明を
完成させた。

【００１７】すなわち、本発明は、鋼組成、結晶粒径及
び製造条件を下記範囲に限定することにより、塑性歪み
履歴による降伏強さの顕著な上昇を防止する観点から引
張強さが２７０Ｎ／ｍｍ² 以下と低く、かつ５０％以上
の降伏比を有し、さらに繰り返し塑性変形に耐える塑性
変形能を確保するために、６５％以下の降伏比を有し、
延性と靭性に優れた制震ダンパー用鋼材及びそれを低コ
ストにて製造する方法を提供することができる。以下に
本発明の成分添加理由、成分限定理由、結晶粒径の限定
理由及び製造条件の限定理由について説明する。

【００１８】（１）成分組成範囲及び結晶粒径範囲 Ｃ：０．００１〜０．００６％，Ｔ．Ｎ．：０．００１
〜０．００６％，Ｃ％＋Ｎ％≦０．００８％ Ｃ及びＮは、侵入型固溶元素として鋼材の降伏強さを著
しく高める。０．００７％超えるＣは、鋼材に第二相を
生成させ引張強さの上昇と延性の低下をもたらす。一
方、近年の製鋼技術の進歩により極端なコスト高を伴わ
ずにＣ＜０．００２％、Ｎ＜０．００２％の高純度化が
可能となったが、これらの侵入型固溶元素の極端な低減
は降伏強さの低下に伴う降伏比の低下をもたらす。ま
た、粒界と粒内の強度差が大きくなると粒界破壊を起こ
しやすくなり、さらにこれを起点とする脆性破壊が懸念
される。この傾向は鋼材が塑性変形を受けることにより
助長されるので、初期状態で構造用鋼材に求められる靭
性を有していても繰り返し塑性変形による劣化を踏まえ
て高レベルを確保させる必要がある。

【００１９】以上を根拠にＣ、Ｎはそれぞれ０．００１
％以上含有させるが、引張強さの低減と降伏比６５％以
下を確保するためそれぞれ０．００６％以下に、好まし
くはそれぞれ０．００４％以下に規制する。

【００２０】また、以上述べた効果は侵入型固溶元素と
して加算的に現れるので、ＣとＮの和は０．００８％以
下に規制される。さらに、厳密には後述する他の不可避
不純物元素との兼ね合いで少なくとも固溶Ｃ量を０．０
００５％以上確保させることで、明瞭な降伏棚を現出さ
せ同時に５０％以上の降伏比と塑性変形後の靭性を確保
する。靭性は、通常の建設用鋼材に求められる特性（０
℃でのシャルピー吸収エネルギーｖＥ０≧２７Ｊ）はも
とより、繰り返し塑性変形後においても十分な特性（０
℃でのシャルピー吸収エネルギーｖＥ０≧２７Ｊ）が得
られる（固溶Ｃ量を０．０００５％以上確保することの
効果）。

【００２１】従って、Ｃ、Ｎの添加量はいずれも０．０
０１〜０．００６％であり、Ｃ％＋Ｎ％≦０．００８％
である。 ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５〜０．０７％ Ａｌは、製鋼段階で脱酸のため添加する。効果的な脱酸
により健全な内質を得るためには鋼材にｓｏｌ．Ａｌと
して０．００５％以上残存するように添加する。しか
し、過剰なＡｌ添加によりｓｏｌ．Ａｌが０．０７％を
超えて残存すると鋼の清浄性が劣化し、かつ製造過程で
鋼材に疵を発生する原因になる。従って、ｓｏｌ．Ａｌ
の添加量は０．００５〜０．０７％である。また、その
他の不純物元素：Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，
Ｓ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏについては、以下のような
観点から規制することが望ましい。

【００２２】Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖは、炭化物や窒化物を生成
する効果を有する不可避不純物元素としてコスト高を招
かない範囲で極力含有しないように規制することが望ま
しい。

【００２３】後述の焼鈍により炭窒化物の再固溶を図
り、固溶Ｃ，Ｎの確保が必要であるが、Ｔｉの炭窒化物
生成能力は極めて高いため、Ｔｉ含有量は０．０１％以
下に管理することが望ましい。

【００２４】なお、Ｎｂ，Ｖも同様に炭化物や窒化物を
生成する効果を有する不可避不純物元素としてコスト高
を招かない範囲で極力含有しないよう規制することが望
ましい。

【００２５】Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，
Ｍｏは、置換型固溶元素として鋼材の強度を上昇させる
不可避不純物元素である。Ｓｉ、Ｐは特に固溶強化能が
高いため、Ｓｉ≦０．０５％、Ｐ≦０．０３％好ましく
は０．０１５％以下に規制することが望ましい。Ｓは熱
間加工性を損なわないため０．０２％以下、好ましくは
０．０１％以下に規制することが望ましい。ＭｎはＳの
熱間加工性への悪影響を緩和する働きがあるので０．０
５％以上含有した方が好ましいが、過度の添加は固溶強
化による降伏強さの上昇を招くのでＭｎ≦０．２％に規
制することが望ましい。

【００２６】なお、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏも同様に置
換型固溶元素として引張強さを上昇させる不可避不純物
元素としてコスト高を招かない範囲で極力含有しないよ
う規制することが望ましい。 結晶粒径：平均フェライト粒径≧４０μｍ フェライト平均結晶粒径が４０μｍを下回ると引張強さ
と降伏強さの上昇を招くので、下限は４０μｍである。
なお、鋼材の組織については、前述したように、フェラ
イト単相とすることにより、引張強さを低下させ高延性
を確保することができる。上記の成分組成範囲及び結晶
粒径範囲に調整することにより、塑性歪み履歴による降
伏強さの顕著な上昇を防止する観点から引張強さが２７
０Ｎ／ｍｍ² 以下と低く、かつ５０％以上の降伏比を有
し、さらに繰り返し塑性変形に耐える塑性変形能を確保
するために、６５％以下の降伏比を有し、延性と靭性に
優れた制震ダンパー用鋼材を低コストで得ることが可能
となる。

【００２７】このような特性を有する鋼材は以下の製造
方法により製造することができる。 （２）鋼材製造工程 （製造方法）上記（１）の成分組成範囲に調整した鋼を
溶製し鋼片または鋳片とした後、９３０〜１２５０℃に
加熱し、熱間圧延する際に、９１０〜１０００℃の温度
域で圧下率１０％以上かつ７５０〜９００℃の温度域で
圧下率２０％以上の圧下を施し、７５０℃以上で圧延を
終了する。その後、６５０℃以上９００℃未満で焼鈍す
る。

【００２８】ａ．圧延条件 上記した平均結晶粒径４０μｍ以上のフェライト組織を
得るためには以下の加工熱処理技術を駆使する必要があ
る。

【００２９】即ち、Ａｃ₃ 温度以上のオーステナイト域
に相当する９３０〜１２５０℃に加熱しオーステナイト
域低温側で１０％以上の圧下率で圧延加工を施し、オー
ステナイト組織の均一整粒化を図る。引き続き、フェラ
イト域に相当する７５０〜９００℃の温度域で２０％以
上の圧下を施し、フェライト組織に歪みを導入する。そ
の後の焼鈍熱処理でフェライト組織は前工程で付与され
た歪みの効果と相まって再結晶粒成長による結晶組織の
粗大化が達成され、平均粒径４０μｍ以上の均一なフェ
ライト組織を得ることができる。本発明による鋼材のＡ
ｃ₃ 温度は概ね９００℃以上である。上述の圧延条件を
容易に確保することを踏まえて加熱温度は９３０℃以
上、好ましくは９５０℃以上である。一方極端な高温加
熱はコスト高を招き、かつ組織の粗大化を助長するので
上限は１２５０℃である。

【００３０】オーステナイト域の圧延にて再結晶による
整粒均一化を図り、これを通じて変態組織の均質化を達
成する。そのためには、９１０〜１０００℃の温度域で
１０％以上、好ましくは２０％以上の圧下を施す。

【００３１】フェライト域での圧下は焼鈍時の再結晶粒
成長のため７５０〜９００℃の温度域で２０％以上、好
ましくは４０％以上の圧下を施さなければならない。圧
延仕上温度についても同様に、焼鈍時の再結晶粒成長の
ため７５０℃以上であり、Ａｃ₁ を超えない９００℃以
下が好ましい。

【００３２】ｂ．焼鈍条件 再結晶粒成長による結晶組織の粗大化により、平均粒径
４０μｍ以上のフェライト組織を得るため焼鈍熱処理を
施す。焼鈍温度はＡｃ₁ を超えない９１０℃以下でなく
てはならず、好ましくは９００℃未満である。一方、６
５０℃未満では所望のフェライト結晶組織が得られない
ため、下限は６５０℃である。なお、圧延仕上げ温度を
８５０℃以上に選択した場合は、その後の冷却を空冷以
下の徐冷とすることによりこれを焼鈍熱処理に換えるこ
とが可能である。

【００３３】また、本発明が提供する制震部材用極軟鋼
は、鋼板に限らず通常の製鉄工程を経て製造される、型
鋼、棒鋼、パイプに対しても同様に適用できる。なお、
鋼板に適用する場合には、フェライト域での圧下を板厚
中央部まで十分に付与する観点から対象板厚は４０ｍｍ
以下とすることが望ましい。以下に本発明の実施例を挙
げ、本発明の効果を立証する。

【００３４】

【実施例】表１の化学成分の鋼（本発明鋼：Ａ，Ｅ，
Ｉ、比較鋼：Ｂ〜Ｄ，Ｆ〜Ｈ）を溶製し鋼片とした後、
表２に示した条件（本発明例：Ｎｏ．２〜５，１１，１
７、比較例：Ｎｏ．１，６〜１０，１２〜１６）で熱間
圧延を施し板厚１１〜３０ｍｍの本発明鋼及び比較鋼を
得た。全ての鋼に対して、熱間圧延に際して少なくとも
９１０〜１０００℃の範囲で圧下率１０％以上の圧延を
施した。これらの鋼材よりミクロ組織観察用試験片、引
張試験片及びシャルピー衝撃試験片を採取し、表２に示
した温度にて焼鈍を施した後、結晶粒径、降伏強さ、引
張強さ、０℃でのシャルピー吸収エネルギー（ｖＥ０）
及びシャルピー破面遷移温度（ｖＴｓ）を測定した。測
定結果を併せて表２に示す。

【００３５】実施例Ｎｏ．１〜６は、極低炭素鋼による
比較例（Ｎｏ．１，６）及び本発明例（Ｎｏ．２〜５）
である。比較例Ｎｏ．１は、圧延仕上げ温度が高く、平
均フェライト粒径が４０μｍを下回った。そのため、降
伏比が本発明の目標である６５％を超えた。

【００３６】一方、本発明例Ｎｏ．２〜５及び比較例Ｎ
ｏ．６は圧延条件が本発明の要件を満たしており、焼鈍
温度が本発明の要件を満たさない比較例Ｎｏ．６を除い
て、目標とする機械的性質が得られた。

【００３７】実施例Ｎｏ．７，８は、炭窒化物生成元素
であるＴｉを含有した極低炭素鋼の比較鋼Ｂ，Ｃを用い
た比較例であり、実施例Ｎｏ．９は、同じく炭窒化物生
成元素であるＶを含有した極低炭素鋼の比較鋼Ｄによる
比較例である。比較例Ｎｏ．７〜９は、ＴｉまたはＶを
含有することによりＣ，Ｎが固定され、降伏強さが低下
し降伏比が目標とした５０％を下回った。また、粒界を
強化していた固溶Ｃ，Ｎが固定された影響として、靭性
の著しい低下が認められた。

【００３８】実施例Ｎｏ．１０〜１２は、本発明の要件
を満たす本発明鋼Ｅによる比較例（Ｎｏ．１０，１２）
及び本発明例（Ｎｏ．１１）である。圧延条件を変化さ
せたところ、本発明の要件を満たす本発明例Ｎｏ．１１
は良好な機械的性質を示した。一方、圧延条件が本発明
の範囲外である比較例Ｎｏ．１０，１２は降伏比または
引張強さの上昇が認められる。

【００３９】実施例Ｎｏ．１３，１４は、Ｃ量を高めた
比較鋼Ｆ，Ｇによる比較例である。いずれの場合も引張
強さと降伏比の上昇が認められる。実施例Ｎｏ．１５，
１６は、比較鋼Ｈによる比較例である。Ｃ含有量は高め
であるが、Ｔｉ添加により本発明鋼Ａ，Ｅと同様の固溶
Ｃを確保しようとしたものである。比較例Ｎｏ．１６に
て本発明の要件を満たす圧延・熱処理条件により、目標
とする引張強さと降伏比が得られたものの靭性の劣化が
顕著であった。実施例Ｎｏ．１７は、Ｃが高めの本発明
鋼Ｉに本発明の要件を満たす圧延、焼鈍を施した本発明
例であり、目標とする機械的性質が得られた。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

【００４２】また、上記した実施例Ｎｏ．３，７，１３
の鋼板（本発明例Ｎｏ．３、比較例Ｎｏ．７，１３）に
ついては、塑性変形後の靭性（ｖＥ０，ｖＴｓ）を調査
するため、５％の塑性歪みを付与した後のシャルピー衝
撃試験を実施した。さらに、塑性歪み付与後の経年変化
による靭性劣化を、５％塑性歪み付与後２５０℃にて時
効処理を施して同様に調査した。これらの調査結果を表
３に示す。

【００４３】塑性変形後の靭性に関しては、本発明の要
件を全て満たし適度に固溶Ｃを含有する本発明例Ｎｏ．
３では、極めて良好な値が確保され、さらに時効処理を
施しても建設用鋼材として十分な性能が得られている。

【００４４】しかし、比較例Ｎｏ．７では、固溶ＣがＴ
ｉ添加により不足し、塑性変形により粒界脆化が助長さ
れ、これが起点となり靭性が劣化した。また、固溶Ｃが
過多に存在する比較例Ｎｏ．１３では、塑性変形及びそ
の後の時効に伴う靭性劣化は顕著である。

【００４５】

【表３】

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば鋼組成、結晶粒径及び製
造条件を特定することにより、降伏強さ、降伏比、及び
靭性のいずれも良好な制震部材用極軟鋼を低コストで提
供することができる。本発明の鋼材は、通常の建設用鋼
材に求められる靭性（ｖＥ０≧２７Ｊ）はもとより繰り
返し塑性変形後においても十分な靭性（ｖＥ０≧２７
Ｊ）を有しており、外力を自らの変形により主体的に吸
収する機能を有する延性と靭性に優れた制震ダンパー用
鋼材として好適であるなど、産業上の利用価値は大き
い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 潤一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．００１〜０．００６
   ％と、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５〜０．０７％と、Ｔ．
   Ｎ．：０．００１〜０．００６％とを含有し、さらに、
   Ｃ％＋Ｎ％≦０．００８％を満たし、残部Ｆｅ及び不可
   避不純物よりなる鋼材であって、 引張強さが２７０Ｎ／ｍｍ² 以下でかつ降伏比が５０〜
   ６５％であることを特徴とする、延性と靭性に優れた制
   震ダンパー用鋼材。
2. 【請求項２】 重量％で、Ｃ：０．００１〜０．００６
   ％と、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５〜０．０７％と、Ｔ．
   Ｎ．：０．００１〜０．００６％とを含有し、さらに、
   Ｃ％＋Ｎ％≦０．００８％を満たし、残部Ｆｅ及び不可
   避不純物よりなるフェライト単相組織を有する鋼材であ
   って、 その平均フェライト粒径が４０μｍ以上であり、引張強
   さが２７０Ｎ／ｍｍ²以下でかつ降伏比が５０〜６５％
   であることを特徴とする、延性と靭性に優れた制震ダン
   パー用鋼材。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の組成を有する
   鋼を９３０〜１２５０℃に加熱し、熱間圧延する際に、
   ９１０〜１０００℃の温度域で圧下率１０％以上かつ７
   ５０〜９００℃の温度域で圧下率２０％以上の圧下を施
   し、７５０℃以上で圧延を終了する工程と、 熱間圧延された鋼材を、６５０℃以上９００℃未満で焼
   鈍する工程と、 を備えたことを特徴とする、延性と靭性に優れた制震ダ
   ンパー用鋼材の製造方法。