JPH07126801A - 振動減衰特性に優れた溶接構造用鋼 - Google Patents
振動減衰特性に優れた溶接構造用鋼Info
- Publication number
- JPH07126801A JPH07126801A JP5271386A JP27138693A JPH07126801A JP H07126801 A JPH07126801 A JP H07126801A JP 5271386 A JP5271386 A JP 5271386A JP 27138693 A JP27138693 A JP 27138693A JP H07126801 A JPH07126801 A JP H07126801A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接構造用鋼として必要な強度、靱性を具備
し、振動減衰特性に優れた引張強さが４００ＭＰａ以上
の比較的安価な溶接構造用鋼を提案する。 【構成】 Ｆｅ−（１．０〜７．０）％Ａｌ−（０．０
５〜１．５０）％Ｃｕ系制振鋼に対し、Ｏ含有量を０．
００１５ｗｔ％以下に低減する。
し、振動減衰特性に優れた引張強さが４００ＭＰａ以上
の比較的安価な溶接構造用鋼を提案する。 【構成】 Ｆｅ−（１．０〜７．０）％Ａｌ−（０．０
５〜１．５０）％Ｃｕ系制振鋼に対し、Ｏ含有量を０．
００１５ｗｔ％以下に低減する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、構造物の部材に用いて
好適な溶接構造用鋼に関し、とくに振動や騒音を抑制し
うる振動減衰特性に優れる、引張強さが400MPa以上の溶
接構造用鋼を提案しようとするものである。近年、鉄道
橋梁や自動車用道路橋など大重量の通過車両の移動に伴
う激しい振動を始めとして、とくに居住地域に近接して
立地した工場や作業場などの施設や溶接構造物に生じる
振動ないしはそれらに伴われる騒音が、社会問題とされ
る風潮が著しい。
好適な溶接構造用鋼に関し、とくに振動や騒音を抑制し
うる振動減衰特性に優れる、引張強さが400MPa以上の溶
接構造用鋼を提案しようとするものである。近年、鉄道
橋梁や自動車用道路橋など大重量の通過車両の移動に伴
う激しい振動を始めとして、とくに居住地域に近接して
立地した工場や作業場などの施設や溶接構造物に生じる
振動ないしはそれらに伴われる騒音が、社会問題とされ
る風潮が著しい。
【０００２】このための対策としては、吸音材料や遮音
材料あるいは振動絶縁材料を使用したり、また構造物の
剛性を増大させて共鳴を回避したりする種々な手法が講
ぜられているが、実際にはその騒音源となる振動は複雑
で、その原因を排除することは一般には困難である。そ
こで構造部材としての材料自体に振動減衰特性いわゆる
制振性を付与して、それによる構造物の振動、騒音の抜
本的な改善を図ろうとする方法が注目されている。
材料あるいは振動絶縁材料を使用したり、また構造物の
剛性を増大させて共鳴を回避したりする種々な手法が講
ぜられているが、実際にはその騒音源となる振動は複雑
で、その原因を排除することは一般には困難である。そ
こで構造部材としての材料自体に振動減衰特性いわゆる
制振性を付与して、それによる構造物の振動、騒音の抜
本的な改善を図ろうとする方法が注目されている。
【０００３】
【従来の技術】本発明者らは先に、特開平4-13847 号公
報に開示されているように、Mn量を0.08wt% 以下に低減
したほぼ純鉄組成になる鋼にCuを添加し、さらにAlを1.
0 〜7.0wt%添加することで、高い制振減衰能を維持しつ
つ、しかも構造用鋼材としての強度と靭性とを備える鋼
板を提案した。
報に開示されているように、Mn量を0.08wt% 以下に低減
したほぼ純鉄組成になる鋼にCuを添加し、さらにAlを1.
0 〜7.0wt%添加することで、高い制振減衰能を維持しつ
つ、しかも構造用鋼材としての強度と靭性とを備える鋼
板を提案した。
【０００４】しかし、この発明の鋼板の制振減衰能はま
だ不十分であり、更なる特性の向上が望まれていた。
だ不十分であり、更なる特性の向上が望まれていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、量産
が可能であり、高い制振性を有し、しかも溶接構造用鋼
材として必要な溶接性および靱性を具備し、比較的安価
で、振動減衰特性に優れた引張強さが400MPa以上の溶接
構造用鋼を提案することである。
が可能であり、高い制振性を有し、しかも溶接構造用鋼
材として必要な溶接性および靱性を具備し、比較的安価
で、振動減衰特性に優れた引張強さが400MPa以上の溶接
構造用鋼を提案することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の鋼
の振動減衰特性の向上を図るべく種々検討を重ねた結
果、上記の鋼のO 量を低減させることで制振性が著しく
向上することを見出した。すなわち、本発明は、C:0.02
wt% 以下、Si:0.02wt%以下、Mn:0.08wt%以下、Cu:0.05
〜1.50wt% 、Al:1.0〜7.0wt%、N:0.0040wt% 以下、O:0.
0015wt% 以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物
よりなる振動減衰特性に優れた溶接構造用鋼であり、ま
た本発明は、C:0.02wt% 以下、Si:0.02wt%以下、Mn:0.0
8wt%以下、Ni:0.05 〜1.50wt% 、Cu:0.05 〜1.50wt% 、
Al:1.0〜7.0wt%、N:0.0040wt% 以下、O:0.0015wt% 以下
を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物よりなる振動
減衰特性に優れた溶接構造用鋼である。
の振動減衰特性の向上を図るべく種々検討を重ねた結
果、上記の鋼のO 量を低減させることで制振性が著しく
向上することを見出した。すなわち、本発明は、C:0.02
wt% 以下、Si:0.02wt%以下、Mn:0.08wt%以下、Cu:0.05
〜1.50wt% 、Al:1.0〜7.0wt%、N:0.0040wt% 以下、O:0.
0015wt% 以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物
よりなる振動減衰特性に優れた溶接構造用鋼であり、ま
た本発明は、C:0.02wt% 以下、Si:0.02wt%以下、Mn:0.0
8wt%以下、Ni:0.05 〜1.50wt% 、Cu:0.05 〜1.50wt% 、
Al:1.0〜7.0wt%、N:0.0040wt% 以下、O:0.0015wt% 以下
を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物よりなる振動
減衰特性に優れた溶接構造用鋼である。
【０００７】
【作用】まず本発明において、成分組成を上記の範囲に
限定した理由について説明する。 C:0.02wt% 以下 C は、通常の鋼では強化成分として含有させるが、本発
明鋼では、Cuの析出による強化作用を利用するので、強
化成分としての量は必要ない。むしろC 含有量が0.02wt
% を越えると、制振性を劣化させるので、0.02wt% 以下
に限定した。 Si:0.02wt%以下 Mn量を低減した鋼への0.02wt% を越えてのSi添加は制振
性を劣化させるので、0.02wt% を上限とした。 Mn:0.08wt%以下 Mnは、Cu添加により強化する際に、靱性に悪い影響を与
えるので、その含有量は低いほど好ましく、その含有量
の上限は0.08wt% であるので0.08wt% 以下に限定した。 Cu:0.05 〜1.50wt% Cuは、時効処理により微細なε-Cu として析出させて、
鋼を強化させる成分であり、Mn含有量を低下させた鋼に
Cuを含有させることにより、制振性を損なうことなしに
強度と靱性を両立させることができる。したがってこの
発明では必須の成分であるが、Cu含有量が0.05wt% に満
たないとその効果に乏しく、一方1.50wt% を越えて含有
させると熱間割れを生じる恐れがあるので0.05〜1.50wt
% の範囲とした。 Al:1.0〜7.0wt% Alは、Mnを0.08wt% 以下に低減し、ほぼ純鉄組成になる
鋼において振動減衰特性を向上させるが、その含有量が
1.0wt%に満たないとその効果がなく、一方、7.0wt%を越
える含有では溶接部の靱性が劣化するので含有量は1.0
〜7.0wt%の範囲とした。 N:0.0040wt% 以下 N は、その含有量が低い方が制振性および靱性の面から
好ましく、許容できる上限は0.0040wt% 以下である。 O:0.0015wt% 以下 本発明では、Fe-Cu-Al- 低N 組成において、O が制振性
を著しく劣化させることを見出し、種々検討を行った結
果、O 量を0.0015wt% 以下に低減することで鋼材の制振
性能が著しく向上することを見出した。
限定した理由について説明する。 C:0.02wt% 以下 C は、通常の鋼では強化成分として含有させるが、本発
明鋼では、Cuの析出による強化作用を利用するので、強
化成分としての量は必要ない。むしろC 含有量が0.02wt
% を越えると、制振性を劣化させるので、0.02wt% 以下
に限定した。 Si:0.02wt%以下 Mn量を低減した鋼への0.02wt% を越えてのSi添加は制振
性を劣化させるので、0.02wt% を上限とした。 Mn:0.08wt%以下 Mnは、Cu添加により強化する際に、靱性に悪い影響を与
えるので、その含有量は低いほど好ましく、その含有量
の上限は0.08wt% であるので0.08wt% 以下に限定した。 Cu:0.05 〜1.50wt% Cuは、時効処理により微細なε-Cu として析出させて、
鋼を強化させる成分であり、Mn含有量を低下させた鋼に
Cuを含有させることにより、制振性を損なうことなしに
強度と靱性を両立させることができる。したがってこの
発明では必須の成分であるが、Cu含有量が0.05wt% に満
たないとその効果に乏しく、一方1.50wt% を越えて含有
させると熱間割れを生じる恐れがあるので0.05〜1.50wt
% の範囲とした。 Al:1.0〜7.0wt% Alは、Mnを0.08wt% 以下に低減し、ほぼ純鉄組成になる
鋼において振動減衰特性を向上させるが、その含有量が
1.0wt%に満たないとその効果がなく、一方、7.0wt%を越
える含有では溶接部の靱性が劣化するので含有量は1.0
〜7.0wt%の範囲とした。 N:0.0040wt% 以下 N は、その含有量が低い方が制振性および靱性の面から
好ましく、許容できる上限は0.0040wt% 以下である。 O:0.0015wt% 以下 本発明では、Fe-Cu-Al- 低N 組成において、O が制振性
を著しく劣化させることを見出し、種々検討を行った結
果、O 量を0.0015wt% 以下に低減することで鋼材の制振
性能が著しく向上することを見出した。
【０００８】鋼中のO 量を0.0015wt% 以下に低減する方
法は特に限定されないが、Tiなどの脱酸元素を微量添加
してO を固定したり、真空脱ガス処理等色々とり得る。
本発明の鋼は、以上の成分に加えてさらに必要に応じて
Niを0.05〜1.50wt% 含有させることができる。 Ni:0.05 〜1.50wt% Niは、Cuの添加に由来する熱間割れの傾向を制振性を損
なうことなしに抑えることができる。Ni量が0.05% に満
たないとその効果に乏しく、一方1.50% を越えると経済
的でないという不都合が生じるのでNi量は、0.05〜1.50
wt% の範囲とした。
法は特に限定されないが、Tiなどの脱酸元素を微量添加
してO を固定したり、真空脱ガス処理等色々とり得る。
本発明の鋼は、以上の成分に加えてさらに必要に応じて
Niを0.05〜1.50wt% 含有させることができる。 Ni:0.05 〜1.50wt% Niは、Cuの添加に由来する熱間割れの傾向を制振性を損
なうことなしに抑えることができる。Ni量が0.05% に満
たないとその効果に乏しく、一方1.50% を越えると経済
的でないという不都合が生じるのでNi量は、0.05〜1.50
wt% の範囲とした。
【０００９】上記成分の他、本発明では不純物成分とし
てP 、S をそれぞれ0.01wt% 、0.005wt%までは許容でき
る。P は、その含有量の増加とともに制振性を劣化させ
るが、0.01wt% までは許容できるので上限を0.01wt% と
する。S は、P 同様、制振性に好ましくない成分であ
り、その含有量が0.005wt%を越えると制振性がとくに劣
化する。したがってS 含有量は0.005wt%を上限とする。
てP 、S をそれぞれ0.01wt% 、0.005wt%までは許容でき
る。P は、その含有量の増加とともに制振性を劣化させ
るが、0.01wt% までは許容できるので上限を0.01wt% と
する。S は、P 同様、制振性に好ましくない成分であ
り、その含有量が0.005wt%を越えると制振性がとくに劣
化する。したがってS 含有量は0.005wt%を上限とする。
【００１０】本発明の材料は、通常の溶製、鋳造および
圧延により厚鋼板とすることができる。また厚鋼板に限
らず薄鋼板、形鋼、棒鋼、線材などにも用いることがで
きる。なお、Cuの析出のために通常の焼もどしを施すの
が好ましい。
圧延により厚鋼板とすることができる。また厚鋼板に限
らず薄鋼板、形鋼、棒鋼、線材などにも用いることがで
きる。なお、Cuの析出のために通常の焼もどしを施すの
が好ましい。
【００１１】
【実施例】表１に示す種々の成分組成になる鋼を常法に
したがって溶製、鋳造し、さらに通常の熱間圧延にて25
mmに仕上げ、850 ℃〜1000℃で焼なまし処理し、さらに
Cu析出時効処理として575 ℃で1hの熱処理を行った。な
お、O 量を0.0015% 以下に下げるために、溶製段階でＶ
ＯＤ処理した。
したがって溶製、鋳造し、さらに通常の熱間圧延にて25
mmに仕上げ、850 ℃〜1000℃で焼なまし処理し、さらに
Cu析出時効処理として575 ℃で1hの熱処理を行った。な
お、O 量を0.0015% 以下に下げるために、溶製段階でＶ
ＯＤ処理した。
【００１２】表１において、記号Ａ〜Ｅは本発明の鋼の
成分組成になる鋼板である。一方、記号Ｆ〜Ｉは比較例
であり、O 量が高いものである。Ｊは従来鋼として前述
の特開平4-13847 号公報の組成のを、また、記号Ｋには
従来鋼としてSS400 鋼を示した。さてこれらの鋼板につ
いて、母材の引張特性および減衰特性を示す内部摩擦(Q
-1) を測定し、得られた結果を表１に併せて示す。
成分組成になる鋼板である。一方、記号Ｆ〜Ｉは比較例
であり、O 量が高いものである。Ｊは従来鋼として前述
の特開平4-13847 号公報の組成のを、また、記号Ｋには
従来鋼としてSS400 鋼を示した。さてこれらの鋼板につ
いて、母材の引張特性および減衰特性を示す内部摩擦(Q
-1) を測定し、得られた結果を表１に併せて示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】同表から明らかなように、この発明の成分
組成範囲になる鋼Ａ〜Ｅは、いずれも構造用鋼板として
要求される引張強度400MPa以上を満足している。また従
来例のSS400 鋼に比較して格段に優れた内部摩擦値を示
し、制振性が向上している。しかも本発明の成分組成範
囲を満足しない特開平4-13847 号公報の比較例に比べ内
部摩擦値が一層向上し、制振性が向上していることが分
かる。
組成範囲になる鋼Ａ〜Ｅは、いずれも構造用鋼板として
要求される引張強度400MPa以上を満足している。また従
来例のSS400 鋼に比較して格段に優れた内部摩擦値を示
し、制振性が向上している。しかも本発明の成分組成範
囲を満足しない特開平4-13847 号公報の比較例に比べ内
部摩擦値が一層向上し、制振性が向上していることが分
かる。
【００１５】
【発明の効果】本発明の振動減衰特性に優れた溶接構造
用鋼は、Mn量を0.08wt% 以下に低減したほぼ純鉄の組成
になる鋼にCuを添加し、さらにAlを1.0 〜7.0wt%添加し
て制振性を高めた低N 鋼に対し、O 量を0.0015wt% 以下
に低減することにより、より優れた制振性と、構造用材
料として400MPa以上の十分高い引張強度と良好な制振性
能をあわせ持つという工業上有用な特性を有する。
用鋼は、Mn量を0.08wt% 以下に低減したほぼ純鉄の組成
になる鋼にCuを添加し、さらにAlを1.0 〜7.0wt%添加し
て制振性を高めた低N 鋼に対し、O 量を0.0015wt% 以下
に低減することにより、より優れた制振性と、構造用材
料として400MPa以上の十分高い引張強度と良好な制振性
能をあわせ持つという工業上有用な特性を有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森影 康 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 天野 虔一 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内
Claims (2)
- 【請求項１】 C:0.02wt% 以下、Si:0.02wt%以下、Mn:
0.08wt%以下、Cu:0.05 〜1.50wt% 、Al:1.0〜7.0wt%、
N:0.0040wt% 以下、O:0.0015wt% 以下を含有し、残部は
Feおよび不可避的不純物よりなる振動減衰特性に優れた
溶接構造用鋼。 - 【請求項２】 C:0.02wt% 以下、Si:0.02wt%以下、Mn:
0.08wt%以下、Ni:0.05 〜1.50wt% 、Cu:0.05 〜1.50wt%
、Al:1.0〜7.0wt%、N:0.0040wt% 以下、O:0.0015wt%
以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物よりなる
振動減衰特性に優れた溶接構造用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5271386A JPH07126801A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 振動減衰特性に優れた溶接構造用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5271386A JPH07126801A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 振動減衰特性に優れた溶接構造用鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07126801A true JPH07126801A (ja) | 1995-05-16 |
Family
ID=17499355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5271386A Pending JPH07126801A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 振動減衰特性に優れた溶接構造用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07126801A (ja) |
-
1993
- 1993-10-29 JP JP5271386A patent/JPH07126801A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |