JPH04176820A - 耐震特性に優れた鋼管または角管の製造方法 - Google Patents
耐震特性に優れた鋼管または角管の製造方法Info
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- JPH04176820A JPH04176820A JP30463990A JP30463990A JPH04176820A JP H04176820 A JPH04176820 A JP H04176820A JP 30463990 A JP30463990 A JP 30463990A JP 30463990 A JP30463990 A JP 30463990A JP H04176820 A JPH04176820 A JP H04176820A
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- steel
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- tube
- low carbon
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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、降伏比の低い鋼管または角管の製造方法に関
するものである。
するものである。
［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ど各種の要求
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ど各種の要求
が高まっている。
このうち建築分野では、製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がたかまフている。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５７−１６１１８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Ｃ０
，、上限の規定される建築構造用には通用できない。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号があるが、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がたかまフている。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５７−１６１１８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Ｃ０
，、上限の規定される建築構造用には通用できない。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号があるが、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］
建築用低降伏比鋼管または、角管として、引張り強さ４
０キロ以上で降伏比８０％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８０％以下は達成されて
いない。
０キロ以上で降伏比８０％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８０％以下は達成されて
いない。
また、耐震構造用として必要な鋼材の材質特性として最
近、降伏比だけでなく応力−歪曲線の形状が注目されだ
した。つまり、鋼材が充分な塑性伸び能力を持つために
は、第１図、第２図で示したＡＣの増加が必要であると
言われ始めている。そのためには、ＹＲの低下はもちろ
んであるが、さらに降伏点伸びの増大によって達成でき
る。第１図、第２図を比較すると明らかなように、耐震
構造用としては第２図のような鋼材が通しているといえ
る。つまり耐震構造用としては、降伏点伸びを有し、か
つ降伏比の低い鋼管または角管が必要である。
近、降伏比だけでなく応力−歪曲線の形状が注目されだ
した。つまり、鋼材が充分な塑性伸び能力を持つために
は、第１図、第２図で示したＡＣの増加が必要であると
言われ始めている。そのためには、ＹＲの低下はもちろ
んであるが、さらに降伏点伸びの増大によって達成でき
る。第１図、第２図を比較すると明らかなように、耐震
構造用としては第２図のような鋼材が通しているといえ
る。つまり耐震構造用としては、降伏点伸びを有し、か
つ降伏比の低い鋼管または角管が必要である。
［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（パー
ライト）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。また降伏点を
下げ、かつ充分な降伏点伸びを出すためには、フェライ
ト組織を歪のないクリーンフェライトにすることが重要
であることを確認した。
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（パー
ライト）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。また降伏点を
下げ、かつ充分な降伏点伸びを出すためには、フェライ
ト組織を歪のないクリーンフェライトにすることが重要
であることを確認した。
本発明は、このような知見に基き、耐震特性に優れた鋼
管または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鋼管（また
は角管）を、ＡＣ３以上に加熱し、引き続き１０℃／ｓ
ｅｃ以下の冷却速度で冷却し、その後必要に応じて ２
００〜６００℃の温度範囲で焼戻しすることを特徴とす
る、耐震特性に優れた鋼管（または角管）の製造方法で
ある。
管または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鋼管（また
は角管）を、ＡＣ３以上に加熱し、引き続き１０℃／ｓ
ｅｃ以下の冷却速度で冷却し、その後必要に応じて ２
００〜６００℃の温度範囲で焼戻しすることを特徴とす
る、耐震特性に優れた鋼管（または角管）の製造方法で
ある。
［作 用コ
本発明においては、加熱温度をＡＣ３変態点以上とし、
その後徐冷することによって、パイプ成形やその後の角
管成形での加工硬化の影響を除去しつつ、クリーンフェ
ライト＋パーライトの２相鋼化を達成することに成功し
ている。
その後徐冷することによって、パイプ成形やその後の角
管成形での加工硬化の影響を除去しつつ、クリーンフェ
ライト＋パーライトの２相鋼化を達成することに成功し
ている。
さらに焼戻し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、
降伏比が低く、かつ降伏点伸びを有した耐震特性に優れ
た鋼管（または角管）の製造を可能にしたものである。
分を必要以上に軟化させないことの相乗的効果により、
降伏比が低く、かつ降伏点伸びを有した耐震特性に優れ
た鋼管（または角管）の製造を可能にしたものである。
次に本発明の鋼管製造・角管成形・加熱・冷却・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。
まず、鋼管の製造およびその後の角管成形については、
特に規定はなくどのような方法でも許容される。例えば
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、
本発明はこれらのどの製造方法でも許容される。ホット
コイルのような板から直接角管に成形して溶接したもの
でも、もちろん許容される。これは、その後の熱処理で
の加熱温度を加工歪が除去される温度に規定するためで
ある。
特に規定はなくどのような方法でも許容される。例えば
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、
本発明はこれらのどの製造方法でも許容される。ホット
コイルのような板から直接角管に成形して溶接したもの
でも、もちろん許容される。これは、その後の熱処理で
の加熱温度を加工歪が除去される温度に規定するためで
ある。
次に成形後加熱温度をＡ。５以上にしたのは、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、加熱温度がＡＣ３以下だと、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
が高く、結果的に低降伏比を達成することができない。
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、加熱温度がＡＣ３以下だと、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
が高く、結果的に低降伏比を達成することができない。
ＡＣ３加熱後の冷却速度を１０℃／ｓｅｃ以下にする理
由は、加熱時にオーステナイト化してＣの濃化した部分
からクリーンフェライトとパーライトの２相組織とする
ことで、引張り強さを高め低降伏比を得るためである。
由は、加熱時にオーステナイト化してＣの濃化した部分
からクリーンフェライトとパーライトの２相組織とする
ことで、引張り強さを高め低降伏比を得るためである。
冷却速度が大きく１０℃／ｓｅｃを越えると、オーステ
ナイトからフェライト中パーライトへの変態が不十分と
なり、第２相にベーナイトやマルテンサイトが含まれた
組織となるため、降伏比は低いが降伏点伸びがなく、結
局耐震特性の劣化した材質となる。冷却速度が１０℃／
ｓｅｃ以下であれば良いということで、通常は空冷を採
用するが、冷却速度を満足すれば、その方法は問わない
。
ナイトからフェライト中パーライトへの変態が不十分と
なり、第２相にベーナイトやマルテンサイトが含まれた
組織となるため、降伏比は低いが降伏点伸びがなく、結
局耐震特性の劣化した材質となる。冷却速度が１０℃／
ｓｅｃ以下であれば良いということで、通常は空冷を採
用するが、冷却速度を満足すれば、その方法は問わない
。
ところで、鋼種によっては加熱後徐冷だけでは靭性のよ
くないものがあり、靭性改善のために冷却後焼戻し処理
の必要な場合がある。その際焼戻し温度としては、フェ
ライトと第２相のパーライトの２相組織について、その
前の空冷である程度硬化したパーライトをあまり高温で
焼戻すと軟化しすぎ、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。
くないものがあり、靭性改善のために冷却後焼戻し処理
の必要な場合がある。その際焼戻し温度としては、フェ
ライトと第２相のパーライトの２相組織について、その
前の空冷である程度硬化したパーライトをあまり高温で
焼戻すと軟化しすぎ、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て、２００℃未満になるとほと
んど焼戻しの効果がなくなり、靭性が改善されない場合
があるため、その下限を２００℃とした。
んど焼戻しの効果がなくなり、靭性が改善されない場合
があるため、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ができる。好
ましい成分組成としては、Ｃ： ０．０３〜０．３０％ Ｓｔ ： ０．０２〜０．５０％ Ｍｎ ： ０．２０〜２．００％ Ａｌ： ０．００１ 〜０．１００ ％Ｎ ：
０．０００５〜０．０１００％を成分とする低炭素鋼
、または前記成分の他に強度鋼の要求特性によって、 Ｃｕ ： ２．０％以下 Ｎｉ ： ！１．５％以下 Ｃｒ：５．５％以下 Ｔｉ ： ０．１５％以下 Ｂ ： ０．０００３〜０．００３０％Ｃａ ： ０．
００８０％以下 の１種または２種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ができる。好
ましい成分組成としては、Ｃ： ０．０３〜０．３０％ Ｓｔ ： ０．０２〜０．５０％ Ｍｎ ： ０．２０〜２．００％ Ａｌ： ０．００１ 〜０．１００ ％Ｎ ：
０．０００５〜０．０１００％を成分とする低炭素鋼
、または前記成分の他に強度鋼の要求特性によって、 Ｃｕ ： ２．０％以下 Ｎｉ ： ！１．５％以下 Ｃｒ：５．５％以下 Ｔｉ ： ０．１５％以下 Ｂ ： ０．０００３〜０．００３０％Ｃａ ： ０．
００８０％以下 の１種または２種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が、
２．０％を越えて添加しても強度の上昇代がほとんどな
くなるので、含有量の上限は２．０％とする。
２．０％を越えて添加しても強度の上昇代がほとんどな
くなるので、含有量の上限は２．０％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が、多
くなると低温靭性、溶接性を阻害するため含有量は５．
５％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５．
５％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、ｏｏａｏ％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、ｏｏａｏ％を上限とする。
［実 施 例コ
第１表に供試材の化学成分を示し、第２表に鋼管または
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。
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。
第２表で示した鋼管Ｎｏ、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄｌ、Ｅ
ｌ、Ｆｌ、Ｇ１、Ｈｌ、■１、Ｊｌ、Ｋ１、Ｌｌ、Ｍｌ
、Ｎ１．０１、Ｐｌ、Ｑｌ、Ｒ１、Ｓｌ、Ｔ１、Ｕｌ、
Ｖｌはそｆｉぞｉ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８０％以下）を達成している。
ｌ、Ｆｌ、Ｇ１、Ｈｌ、■１、Ｊｌ、Ｋ１、Ｌｌ、Ｍｌ
、Ｎ１．０１、Ｐｌ、Ｑｌ、Ｒ１、Ｓｌ、Ｔ１、Ｕｌ、
Ｖｌはそｆｉぞｉ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８０％以下）を達成している。
これに対し、Ａ２．Ａ３は加熱温度が低すぎるため降伏
比が高くなっている（フェライトが完全にクリーンにな
っていない）。Ａ４は加熱後の冷却速度が高すぎるため
ＡＣが低くなっている（降伏点伸びが出てないため）。
比が高くなっている（フェライトが完全にクリーンにな
っていない）。Ａ４は加熱後の冷却速度が高すぎるため
ＡＣが低くなっている（降伏点伸びが出てないため）。
Ａ５は焼戻し温度が高すぎるため降伏比が高くなってい
る。
る。
また、Ｂ２は焼戻し温度が高すぎるため降伏比が高くな
っている。Ｃ２は冷却速度が高すぎるためＡｃが低くな
っている。Ｂ２は加熱温度が低すぎるため降伏比が高く
なっている。
っている。Ｃ２は冷却速度が高すぎるためＡｃが低くな
っている。Ｂ２は加熱温度が低すぎるため降伏比が高く
なっている。
［発明の効果コ
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、４０ｋｇｆ／ｍｍ’以上の高強
度を有する低降伏比鋼管または角管を、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、４０ｋｇｆ／ｍｍ’以上の高強
度を有する低降伏比鋼管または角管を、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、第２図は鋼材のストレス−ストレインの関係を
示す図である。 第１図 第２図
示す図である。 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 低炭素鋼または低炭素低合金鋼鋼管を、Ａ＿Ｃ＿３
以上に加熱し、引き続き１０℃／ｓｅｃ以下の冷却速度
で冷却することを特徴とする、耐震特性に優れた鋼管の
製造方法。２ 低炭素鋼または低炭素低合金鋼鋼管を、
Ａ＿Ｃ＿３以上に加熱し、引き続き１０℃／ｓｅｃ以下
の冷却速度で冷却し、その後２００〜６００℃の温度範
囲で焼戻しすることを特徴とする、耐震特性に優れた鋼
管の製造方法。 ３ 低炭素鋼または低炭素低合金鋼角管を、Ａ＿Ｃ＿３
以上に加熱し、引き続き１０℃／ｓｅｃ以下の冷却速度
で冷却することを特徴とする、耐震特性に優れた角管の
製造方法。４ 低炭素鋼または低炭素低合金鋼角管を、
Ａ＿Ｃ＿３以上に加熱し、引き続き１０℃／ｓｅｃ以下
の冷却速度で冷却し、その後２００〜６００℃の温度範
囲で焼戻しすることを特徴とする、耐震特性に優れた角
管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30463990A JPH04176820A (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 耐震特性に優れた鋼管または角管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30463990A JPH04176820A (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 耐震特性に優れた鋼管または角管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04176820A true JPH04176820A (ja) | 1992-06-24 |
Family
ID=17935459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30463990A Pending JPH04176820A (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 耐震特性に優れた鋼管または角管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04176820A (ja) |
-
1990
- 1990-11-09 JP JP30463990A patent/JPH04176820A/ja active Pending
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