JPH03219015A - 降伏点伸びを有し、降伏比が低く、かつ低温靭性に優れた角管の製造方法 - Google Patents
降伏点伸びを有し、降伏比が低く、かつ低温靭性に優れた角管の製造方法Info
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- JPH03219015A JPH03219015A JP28878690A JP28878690A JPH03219015A JP H03219015 A JPH03219015 A JP H03219015A JP 28878690 A JP28878690 A JP 28878690A JP 28878690 A JP28878690 A JP 28878690A JP H03219015 A JPH03219015 A JP H03219015A
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- yield
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、降伏比の低い角管の製造方法に関するもので
ある。
ある。
(従来の技術)
近年鉄鋼材料を扱う各分野にわたって、競争力向上のた
めの使用特性の向上、製造コストの低減なと各種の要求
が高まっている。
めの使用特性の向上、製造コストの低減なと各種の要求
が高まっている。
このうち建築分野では、構造物の安全性向上のため、特
に耐震性向上のために降伏比の低下が望まれている。こ
れまでは主に厚板分野でこの要求が強かったが、最近で
は鋼管分野でこの要求かたかまっている。低降伏比を有
する厚鋼板の製造方法に関しては、種々の方法が検討さ
れているが、残念ながら鋼管の分野では、少なくとも建
築用として検討された例はほとんどないのが現状である
。例えば電縫鋼管は、ホットコイルを成形して製造する
が、成形の際の加工硬化により降伏比が上昇するため、
降伏比の低い鋼管の製造には、不利な製造方法とされて
いる。例えば、低降伏比油井用電縫鋼管の製造方法とし
て、特開昭57−18118号があるが、この方法では
低降伏比化のためにC量をかなり添加しているため(C
量: 0.26〜0.48%)、溶接性の観点からCe
q上限の規定される建築構造用には適用できない。また
同様に、低降伏比高張力電縫鋼管の製造方法として、特
開昭57−16119号があるか、これはホットコイル
の段階で極低YR鋼を製造し、電縫鋼管を製造する際の
加工硬化を押えるために、歪量をかなり制限しているが
、実操業ではかなり困難が伴う。
に耐震性向上のために降伏比の低下が望まれている。こ
れまでは主に厚板分野でこの要求が強かったが、最近で
は鋼管分野でこの要求かたかまっている。低降伏比を有
する厚鋼板の製造方法に関しては、種々の方法が検討さ
れているが、残念ながら鋼管の分野では、少なくとも建
築用として検討された例はほとんどないのが現状である
。例えば電縫鋼管は、ホットコイルを成形して製造する
が、成形の際の加工硬化により降伏比が上昇するため、
降伏比の低い鋼管の製造には、不利な製造方法とされて
いる。例えば、低降伏比油井用電縫鋼管の製造方法とし
て、特開昭57−18118号があるが、この方法では
低降伏比化のためにC量をかなり添加しているため(C
量: 0.26〜0.48%)、溶接性の観点からCe
q上限の規定される建築構造用には適用できない。また
同様に、低降伏比高張力電縫鋼管の製造方法として、特
開昭57−16119号があるか、これはホットコイル
の段階で極低YR鋼を製造し、電縫鋼管を製造する際の
加工硬化を押えるために、歪量をかなり制限しているが
、実操業ではかなり困難が伴う。
(発明が解決しようとする課題)
建築用低降伏比角管として、引張り強さ40キロ以上で
降伏比75%以下という要求があるが、現状の製造方法
では製造が不可能である。
降伏比75%以下という要求があるが、現状の製造方法
では製造が不可能である。
つまり、ホットコイルを丸く成形しただけで製造する非
調質型、いわゆるアズロール型では、その成形時の加工
硬化のために、また調質型いわゆるQT型では、その組
織が焼戻しマルテンサイトとなるため、降伏比75%以
下は達成されていない。
調質型、いわゆるアズロール型では、その成形時の加工
硬化のために、また調質型いわゆるQT型では、その組
織が焼戻しマルテンサイトとなるため、降伏比75%以
下は達成されていない。
さらに最近耐震構造用として、低降伏比のみならず応力
−歪曲線の形状が規定されるようになってきている。つ
まり、第1図、第2図で示すACの面積の大きい方が、
より塑性伸び能力が大きく、破壊に到達しにくいという
わけである。この時、第2図の方がより耐震構造用とし
て優れていることは明らかであるが、その際ACは降伏
比と降伏点伸びでほぼ決定されるといえる。つまり、耐
震構造用として、低降伏比でかつ降伏伸びを有した鋼材
が要求されはじめている。
−歪曲線の形状が規定されるようになってきている。つ
まり、第1図、第2図で示すACの面積の大きい方が、
より塑性伸び能力が大きく、破壊に到達しにくいという
わけである。この時、第2図の方がより耐震構造用とし
て優れていることは明らかであるが、その際ACは降伏
比と降伏点伸びでほぼ決定されるといえる。つまり、耐
震構造用として、低降伏比でかつ降伏伸びを有した鋼材
が要求されはじめている。
(課題を解決するための手段)
そこで本発明者らは、降伏比を低下させるために、多数
の実験と詳細な検討を加えた結果、降伏比を低下させる
ためには、鋼のミクロ組織をフェライトと第2相の炭化
物の2相組織にする必要性を確認した。さらに、降伏比
を下げるためには、降伏点を下げ、引張り強さを高める
ことが重要であることも確認した。
の実験と詳細な検討を加えた結果、降伏比を低下させる
ためには、鋼のミクロ組織をフェライトと第2相の炭化
物の2相組織にする必要性を確認した。さらに、降伏比
を下げるためには、降伏点を下げ、引張り強さを高める
ことが重要であることも確認した。
本発明は、このような知見に基き、低降伏比を有する角
管の製造を可能にしたもので、その要旨とするところは
、低炭素鋼または低炭素低合金鋼管を、A C5−25
0〜AC3−20℃に加熱し、引き続き15℃/sec
以上の冷却速度で急冷し、その後冷間で角管に成形し、
さらにその後200〜600℃の温度範囲で焼戻しする
ことを特徴とする、降伏点伸びを有し、降伏比が低く、
かつ低温靭性に優れた角管の製造方法である。
管の製造を可能にしたもので、その要旨とするところは
、低炭素鋼または低炭素低合金鋼管を、A C5−25
0〜AC3−20℃に加熱し、引き続き15℃/sec
以上の冷却速度で急冷し、その後冷間で角管に成形し、
さらにその後200〜600℃の温度範囲で焼戻しする
ことを特徴とする、降伏点伸びを有し、降伏比が低く、
かつ低温靭性に優れた角管の製造方法である。
(作 用)
本発明は、熱処理条件を特定するとともに、2相域加熱
後急冷とテンパーという2種の熱処理の間に角管成形を
行うことを特徴とするものである。先ず熱処理条件につ
いて述べると、加熱温度をA C5−250〜Ac3−
20℃とし、その後急冷することによって、パイプ成形
での加工硬化の影響を除去しつつ、2相鋼化を達成する
ことに成功している。
後急冷とテンパーという2種の熱処理の間に角管成形を
行うことを特徴とするものである。先ず熱処理条件につ
いて述べると、加熱温度をA C5−250〜Ac3−
20℃とし、その後急冷することによって、パイプ成形
での加工硬化の影響を除去しつつ、2相鋼化を達成する
ことに成功している。
さらに、その後冷間で角管成形することによって、組織
(フェライト)内に転位を導入し、その後焼戻しを行う
ことにより固溶窒素、固溶炭素で転位を固着して、降伏
点伸びを持たせることに成功している。
(フェライト)内に転位を導入し、その後焼戻しを行う
ことにより固溶窒素、固溶炭素で転位を固着して、降伏
点伸びを持たせることに成功している。
さらに焼戻しにより、第2相部分を軟化させることによ
り、低温靭性を充分回復させることに成功しているが、
この焼戻温度を低くすることによって、第2相の部分を
必要以上に軟化させないことの相乗的効果により、降伏
点伸びを有し、降伏比が低く、かつ低温靭性に優れた角
管の製造を可能にしたものである。
り、低温靭性を充分回復させることに成功しているが、
この焼戻温度を低くすることによって、第2相の部分を
必要以上に軟化させないことの相乗的効果により、降伏
点伸びを有し、降伏比が低く、かつ低温靭性に優れた角
管の製造を可能にしたものである。
続いて、2相域加熱後急冷とテンパーという2種の熱処
理の間に角管成形を行うと有利な点について述べる。ま
ず第1に、2種の熱処理の間に角管成形をすることによ
フて、降伏点伸びを持たせることができる。角管成形後
にこれら2種の熱処理を行う方法もあるが、その方法だ
と降伏比は低下するが、降伏点伸びを持たせることがで
きない。第2に、冷間で角管成形を行う点が有利である
。2相域で角管成形後に急冷することによって、低降伏
比と降伏点伸びを両立させる方法があるが、この方法だ
と温間で角管成形するため、温度制御が非常に困難であ
り、この方法だと熱処理と角管成形を区別することがで
きるので、工業的には適用が容易である。
理の間に角管成形を行うと有利な点について述べる。ま
ず第1に、2種の熱処理の間に角管成形をすることによ
フて、降伏点伸びを持たせることができる。角管成形後
にこれら2種の熱処理を行う方法もあるが、その方法だ
と降伏比は低下するが、降伏点伸びを持たせることがで
きない。第2に、冷間で角管成形を行う点が有利である
。2相域で角管成形後に急冷することによって、低降伏
比と降伏点伸びを両立させる方法があるが、この方法だ
と温間で角管成形するため、温度制御が非常に困難であ
り、この方法だと熱処理と角管成形を区別することがで
きるので、工業的には適用が容易である。
次に本発明の鋼管製造・加熱・冷却・角管成形・テンパ
ーの条件について述べる。
ーの条件について述べる。
ます、鋼管の製造については、特に規定はなくどのよう
な方法でも許容される。例えは鋼管はその製造方法から
、シームレス鋼管、電縫鋼管、UO鋼管、スパイラル鋼
管、鍛接管等に分類できるが、本発明はこれらどの製造
方法でも許容される。これは、その後の熱処理での加熱
温度を加工歪か除去される温度に規定するためである。
な方法でも許容される。例えは鋼管はその製造方法から
、シームレス鋼管、電縫鋼管、UO鋼管、スパイラル鋼
管、鍛接管等に分類できるが、本発明はこれらどの製造
方法でも許容される。これは、その後の熱処理での加熱
温度を加工歪か除去される温度に規定するためである。
次に加熱温度をAC3−250〜AC3−20℃にした
のは、この温度範囲に加熱することによって、冷却後の
2相鋼化を達成しつつ成形歪の除去を同時に狙ったため
である。すなわち、Act直上に加熱後急冷すると、2
相鋼化するものの、フェライトに加工歪が残存するため
にフェライトの強度か高く、結果的に低降伏比を達成す
ることかてきない。AC1〜Ac3の中間よりも高温、
つまりA c3−250℃より高温に加熱することによ
って、この2相鋼化と歪除去を両立できるため、この温
度を下限とした。加熱温度を高くしていくと、降伏比最
下限を通過して今度は逆に降伏比か増加していく。これ
はフェライトの面積率か減少してゆくためて、AC3に
近づくと降伏比か急激に増加する。これはフェライトの
面積率がゼロに近づくためである。このことから、加熱
温度の上限として、AC3−20℃を設定した。AC3
−250〜AC,−20に加熱後の急冷は、再加熱時に
オーステナイト化してCの濃化した部分を焼入組織とす
ることで充分硬化させ、引張り強さを高め低降伏比を得
るためである。急冷が不十分だと、焼入組織が充分に硬
化せず、結果として低降伏比が得られないため、冷却速
度を15℃/sec以上に規定した。また冷却について
は通常は水冷であるが、冷却速度が確保できれば方法に
はこだわらない。
のは、この温度範囲に加熱することによって、冷却後の
2相鋼化を達成しつつ成形歪の除去を同時に狙ったため
である。すなわち、Act直上に加熱後急冷すると、2
相鋼化するものの、フェライトに加工歪が残存するため
にフェライトの強度か高く、結果的に低降伏比を達成す
ることかてきない。AC1〜Ac3の中間よりも高温、
つまりA c3−250℃より高温に加熱することによ
って、この2相鋼化と歪除去を両立できるため、この温
度を下限とした。加熱温度を高くしていくと、降伏比最
下限を通過して今度は逆に降伏比か増加していく。これ
はフェライトの面積率か減少してゆくためて、AC3に
近づくと降伏比か急激に増加する。これはフェライトの
面積率がゼロに近づくためである。このことから、加熱
温度の上限として、AC3−20℃を設定した。AC3
−250〜AC,−20に加熱後の急冷は、再加熱時に
オーステナイト化してCの濃化した部分を焼入組織とす
ることで充分硬化させ、引張り強さを高め低降伏比を得
るためである。急冷が不十分だと、焼入組織が充分に硬
化せず、結果として低降伏比が得られないため、冷却速
度を15℃/sec以上に規定した。また冷却について
は通常は水冷であるが、冷却速度が確保できれば方法に
はこだわらない。
急冷後の冷間での角管成形については特に規定はないが
、角管成形時に同時に長平方向に歪か加わると導入する
転位が多すぎて、降伏比が高くなる。そこで、角管成形
時の長手力向伸びは、±30%に規定する。
、角管成形時に同時に長平方向に歪か加わると導入する
転位が多すぎて、降伏比が高くなる。そこで、角管成形
時の長手力向伸びは、±30%に規定する。
焼戻しは、冷間の角管成形で導入した転位を固溶窒素、
固溶炭素て固着して、降伏点伸びを持たせるのと、靭性
改善のために行う。その際焼戻し温度としては、フェラ
イトと第2相の炭化物の2相組織について、その前の急
冷で充分硬化した第2相部分をあまり高温で焼戻すと軟
化しすき、これが引張り強さの低下つまり降伏比の上昇
の原因となるため、上限を600℃とした。しかし焼戻
し温度が低くで、 200℃未満になるとほとんど焼戻
しの効果がなくなり、靭性か改善されない場合かあるた
め、その下限を200℃とした。
固溶炭素て固着して、降伏点伸びを持たせるのと、靭性
改善のために行う。その際焼戻し温度としては、フェラ
イトと第2相の炭化物の2相組織について、その前の急
冷で充分硬化した第2相部分をあまり高温で焼戻すと軟
化しすき、これが引張り強さの低下つまり降伏比の上昇
の原因となるため、上限を600℃とした。しかし焼戻
し温度が低くで、 200℃未満になるとほとんど焼戻
しの効果がなくなり、靭性か改善されない場合かあるた
め、その下限を200℃とした。
本発明法は低炭素鋼またはこれに特殊元素を添加した低
炭素低合金鋼に適用して好結果を得ることかできる。好
ましい成分組成としては、C: 0.03〜0.30
% Si ・ 0.02〜050% Mn : 0.20〜2.00% A文 0001〜0100% N : 0.0005〜0.0100%を基本成分
とする低炭素鋼、または前記基本成分の他に強度鋼の要
求特性によって、 Cu:2.0%以下 Ni・9.5%以下 Cr:5.5%以下 Mo:2.0%以下 Nb : 0.15%以下 ■・0.3%以下 Ti : 0.15%以下 B : 0.0003〜0.0030%Ca :
0.0080%以下 の1種または2f!以上添加してもよい。
炭素低合金鋼に適用して好結果を得ることかできる。好
ましい成分組成としては、C: 0.03〜0.30
% Si ・ 0.02〜050% Mn : 0.20〜2.00% A文 0001〜0100% N : 0.0005〜0.0100%を基本成分
とする低炭素鋼、または前記基本成分の他に強度鋼の要
求特性によって、 Cu:2.0%以下 Ni・9.5%以下 Cr:5.5%以下 Mo:2.0%以下 Nb : 0.15%以下 ■・0.3%以下 Ti : 0.15%以下 B : 0.0003〜0.0030%Ca :
0.0080%以下 の1種または2f!以上添加してもよい。
Cuは強度上昇、耐食性向上に有用で添加されるか、2
0%を越えて添加しても強度の上昇代かほとんどなくな
るので、含有量の上限は20%とする。
0%を越えて添加しても強度の上昇代かほとんどなくな
るので、含有量の上限は20%とする。
Niは低温靭性の改善に有用で添加されるが、高価な元
素であるため含有量は9.5%を上限とする。
素であるため含有量は9.5%を上限とする。
Crは強度上昇や耐食性向上に有用で添加されるか、多
くなると低温靭性、溶接性を阻害するため含有量は55
%を上限とする。
くなると低温靭性、溶接性を阻害するため含有量は55
%を上限とする。
MOは強度上昇に有用であるが、多くなると溶損性を阻
害するため含有量は2.0%を上限とする。
害するため含有量は2.0%を上限とする。
Nbはオーステナイト粒の細粒化や強度上昇に有用で添
加されるが、多くなると溶接性を阻害するので含有量の
上限は0.15%とする。
加されるが、多くなると溶接性を阻害するので含有量の
上限は0.15%とする。
■は析出強化に有用であるが、多くなると溶接性を阻害
するため、含有量は0.3%を上限とする。
するため、含有量は0.3%を上限とする。
Tiはオーステナイト粒の細粒化に有用で添加されるが
、多くなると溶接性を阻害するため、含有量は0.15
%を上限とする。
、多くなると溶接性を阻害するため、含有量は0.15
%を上限とする。
Bは微量の添加によって、鋼の焼入性を著しく高める効
果を有する。この効果を有効に得るためには、少なくと
も0.0003%を添加することが必要である。しかし
過多に添加するとB化合物を生成して、靭性を劣化させ
るので、上限は0.0030%とする。
果を有する。この効果を有効に得るためには、少なくと
も0.0003%を添加することが必要である。しかし
過多に添加するとB化合物を生成して、靭性を劣化させ
るので、上限は0.0030%とする。
Caは硫化物系介在物の形態制御に有用で添加されるが
、多くなると鋼中介在物を形成し鋼の性質を悪化させる
ため、含有量はo、ooa、o%を上限とする。
、多くなると鋼中介在物を形成し鋼の性質を悪化させる
ため、含有量はo、ooa、o%を上限とする。
(実 施 例)
第1表に供試材の化学成分を示し、第2表に角管のサイ
ズ、熱処理条件と、得られた鋼管の機械的性質を示す。
ズ、熱処理条件と、得られた鋼管の機械的性質を示す。
第2表で示した鋼管NO,AI、Bl、に1.Dl、E
l、Fl。
l、Fl。
G1.)11.II、Jl、Kl、Ll、Ml、Nl、
01.Pi、Ql、R1,Sl、TI。
01.Pi、Ql、R1,Sl、TI。
01、Vlはそれぞれ本発明実施鋼であり、本発明の狙
いとする低降伏比(降伏比70%以下)を達成している
。
いとする低降伏比(降伏比70%以下)を達成している
。
これに対し、A2は角管成形を熱処理の前に実施したた
め、降伏比は低いが降伏点伸びがまったく出ていない。
め、降伏比は低いが降伏点伸びがまったく出ていない。
A3は加熱温度が高すぎるため降伏比が高くなっている
。A4は加熱温度が低すぎるため降伏比が高くなってい
る。
。A4は加熱温度が低すぎるため降伏比が高くなってい
る。
A5は加熱後の冷却速度が不足のため降伏比が高くなっ
ている。A6は焼戻し温度が高すぎるため降伏比が高く
なっている。
ている。A6は焼戻し温度が高すぎるため降伏比が高く
なっている。
また、B2は焼戻し温度が低すぎるため低温靭性が改善
されていない。C2は冷却速度が不足のため降伏比が高
くなフている。D2は加熱温度が低すぎるため降伏比が
高くなっている。
されていない。C2は冷却速度が不足のため降伏比が高
くなフている。D2は加熱温度が低すぎるため降伏比が
高くなっている。
(発明の効果)
以上詳細に説明した通り、本発明は特別に高価な合金元
素を使用することなく、40kgf7mm2以上の高強
度を有する低降伏比角管を安価に製造可能としたもので
、産業上その効果は犬である。
素を使用することなく、40kgf7mm2以上の高強
度を有する低降伏比角管を安価に製造可能としたもので
、産業上その効果は犬である。
第1図は低YRであるが降伏点伸びがないためにACの
面積の小さい場合のSSカーブの例を示す。第2図は、
低YRでかつ降伏点伸びを有するためにACの面積の大
きくなった場合のSSカーブの例を示す。 化4名 ストレン
面積の小さい場合のSSカーブの例を示す。第2図は、
低YRでかつ降伏点伸びを有するためにACの面積の大
きくなった場合のSSカーブの例を示す。 化4名 ストレン
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 低炭素鋼鋼管を、A_c_3−250〜A_c_3
−20℃に加熱し、引き続き15℃/sec以上の冷却
速度で急冷した後、冷間で角管に成形し、さらに 200〜600℃の温度範囲で焼戻しすることを特徴と
する、降伏点伸びを有し、降伏比が低く、かつ低温靭性
に優れた角管の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-303708 | 1989-11-22 | ||
| JP30370889 | 1989-11-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03219015A true JPH03219015A (ja) | 1991-09-26 |
Family
ID=17924294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28878690A Pending JPH03219015A (ja) | 1989-11-22 | 1990-10-26 | 降伏点伸びを有し、降伏比が低く、かつ低温靭性に優れた角管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03219015A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013153679A1 (ja) | 2012-04-12 | 2013-10-17 | Jfeスチール株式会社 | 建築構造部材向け角形鋼管用厚肉熱延鋼板およびその製造方法 |
-
1990
- 1990-10-26 JP JP28878690A patent/JPH03219015A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013153679A1 (ja) | 2012-04-12 | 2013-10-17 | Jfeスチール株式会社 | 建築構造部材向け角形鋼管用厚肉熱延鋼板およびその製造方法 |
| KR20140138854A (ko) | 2012-04-12 | 2014-12-04 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 건축 구조 부재용 각형 강관용 두꺼운 열연 강판 및 그 제조 방법 |
| US9708680B2 (en) | 2012-04-12 | 2017-07-18 | Jfe Steel Corporation | Hot rolled steel sheet for square column for building structural members |
| US10876180B2 (en) | 2012-04-12 | 2020-12-29 | Jfe Steel Corporation | Method of manufacturing hot rolled steel sheet for square column for building structural members |
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