JPH08158011A - 溶接部じん性および振動減衰特性に優れる溶接構造用鋼 - Google Patents
溶接部じん性および振動減衰特性に優れる溶接構造用鋼Info
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- JPH08158011A JPH08158011A JP30088994A JP30088994A JPH08158011A JP H08158011 A JPH08158011 A JP H08158011A JP 30088994 A JP30088994 A JP 30088994A JP 30088994 A JP30088994 A JP 30088994A JP H08158011 A JPH08158011 A JP H08158011A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接部じん性および振動減衰特性に優れる溶
接構造用鋼を得る。 【構成】Ｃ：0.02％以下、Si：0.02〜0.60％、Mn：0.08
％以下、Cu：0.05〜0.50％、Al：1.0 〜7.0 ％、Ｎ：0.
008 ％以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の
組成からなる鋼。
接構造用鋼を得る。 【構成】Ｃ：0.02％以下、Si：0.02〜0.60％、Mn：0.08
％以下、Cu：0.05〜0.50％、Al：1.0 〜7.0 ％、Ｎ：0.
008 ％以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の
組成からなる鋼。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、構造物の部材に用い
て好適な溶接構造用鋼に関するもので、特に溶接部のじ
ん性に優れるとともに、振動や騒音を有利に抑制しうる
振動減衰特性に優れる溶接構造用鋼を提案しようとする
ものである。
て好適な溶接構造用鋼に関するもので、特に溶接部のじ
ん性に優れるとともに、振動や騒音を有利に抑制しうる
振動減衰特性に優れる溶接構造用鋼を提案しようとする
ものである。
【０００２】近年、鉄道橋梁や自動車道路橋など大重量
の車両の移動通過に伴う激しい振動をはじめとして、と
くに居住地に近接して立地した工場や作業場あるいは施
設などの溶接構造物に生じる振動ないしはそれらに伴う
騒音が、環境上社会問題とされる風潮が著しい。
の車両の移動通過に伴う激しい振動をはじめとして、と
くに居住地に近接して立地した工場や作業場あるいは施
設などの溶接構造物に生じる振動ないしはそれらに伴う
騒音が、環境上社会問題とされる風潮が著しい。
【０００３】このための対策としては、吸音材、遮音材
あるいは振動絶縁材料などを使用したり、または構造物
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
講じられているが、実際にはその騒音源となる振動は複
雑で、その原因の全てを排除することは一般的に困難で
ある。
あるいは振動絶縁材料などを使用したり、または構造物
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
講じられているが、実際にはその騒音源となる振動は複
雑で、その原因の全てを排除することは一般的に困難で
ある。
【０００４】そこで、一つの騒音対策として、鋼材自体
に振動減衰能いわゆる制振性を付与し、それによる構造
物の振動、騒音の抜本的な改善をはかろうとする手段が
注目されている。
に振動減衰能いわゆる制振性を付与し、それによる構造
物の振動、騒音の抜本的な改善をはかろうとする手段が
注目されている。
【０００５】
【従来の技術】この発明の出願人会社は先に、特開平４
−13847 号公報（振動特性に優れた溶接構造用鋼）に、
Mn：0.08wt％以下、Si：0.02wt％以下に低減したほぼ純
鉄に近い成分組成になる鋼にCuを添加し、さらにAl：1.
0 〜7.0wt ％添加することで、優れる振動減衰能を維持
しつつ、しかも構造用鋼として強度とじん性とを有する
鋼板を提案開示した。
−13847 号公報（振動特性に優れた溶接構造用鋼）に、
Mn：0.08wt％以下、Si：0.02wt％以下に低減したほぼ純
鉄に近い成分組成になる鋼にCuを添加し、さらにAl：1.
0 〜7.0wt ％添加することで、優れる振動減衰能を維持
しつつ、しかも構造用鋼として強度とじん性とを有する
鋼板を提案開示した。
【０００６】しかしながら、上記鋼板は溶接部のじん性
に未だ改善の余地を残しており、溶接構造物への適用に
際し障害となる場合があった。
に未だ改善の余地を残しており、溶接構造物への適用に
際し障害となる場合があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、量産が可
能であり、優れる振動減衰特性を有し、しかも溶接構造
用鋼に要求される優れる溶接部じん性を有する、比較的
安価な溶接構造用鋼を提案することを目的とする。
能であり、優れる振動減衰特性を有し、しかも溶接構造
用鋼に要求される優れる溶接部じん性を有する、比較的
安価な溶接構造用鋼を提案することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】発明者らは、振動減衰特
性に優れる溶接構造用鋼の溶接部じん性の向上をはかる
べく種々実験・検討を重ねた結果、溶接部じん性は特定
量のCuとSiとを複合添加した場合に大きく改善されるこ
とを見出した。
性に優れる溶接構造用鋼の溶接部じん性の向上をはかる
べく種々実験・検討を重ねた結果、溶接部じん性は特定
量のCuとSiとを複合添加した場合に大きく改善されるこ
とを見出した。
【０００９】実験・検討結果の一例を図１に示す。図１
はCu含有量をパラメーターとするSi含有量と溶接ＨＡＺ
部のシャルピー吸収エネルギーとの関係を示すグラフで
ある。この図から明らかなように、Cu含有量を適当に制
限し、微量のSiを含有させることで溶接ＨＡＺ部すなわ
ち溶接部のじん性は著しく改善されることがわかる。
はCu含有量をパラメーターとするSi含有量と溶接ＨＡＺ
部のシャルピー吸収エネルギーとの関係を示すグラフで
ある。この図から明らかなように、Cu含有量を適当に制
限し、微量のSiを含有させることで溶接ＨＡＺ部すなわ
ち溶接部のじん性は著しく改善されることがわかる。
【００１０】また、Cu含有鋼にSiを添加すると振動減衰
特性を損うことがあるが、Cuの含有量を適当に低く抑え
ることで振動減衰特性の劣化を軽減できることを知見し
た。
特性を損うことがあるが、Cuの含有量を適当に低く抑え
ることで振動減衰特性の劣化を軽減できることを知見し
た。
【００１１】かくしてこの発明を達成したもので、この
発明の要旨とするところは以下のとおりである。
発明の要旨とするところは以下のとおりである。
【００１２】Ｃ：0.02mass％以下、Si：0.02mass％超
え、0.60mass％以下、Mn：0.08mass％以下、Cu：0.05ma
ss％以上、0.50mass％以下、Al：1.0 mass％以上、7.0
mass％以下およびＮ：0.008 mass％以下を含有し、残部
はFeおよび不可避的不純物の組成からなる溶接部じん性
および振動減衰特性に優れる溶接構造用鋼であり、さら
に上記成分組成のFeの一部と置換してNi：0.05mass％以
上、1.50mass％以下を含有させるものである。
え、0.60mass％以下、Mn：0.08mass％以下、Cu：0.05ma
ss％以上、0.50mass％以下、Al：1.0 mass％以上、7.0
mass％以下およびＮ：0.008 mass％以下を含有し、残部
はFeおよび不可避的不純物の組成からなる溶接部じん性
および振動減衰特性に優れる溶接構造用鋼であり、さら
に上記成分組成のFeの一部と置換してNi：0.05mass％以
上、1.50mass％以下を含有させるものである。
【００１３】
【作用】この発明の作用について以下に述べる。まず、
この発明の成分組成の限定理由について記す。
この発明の成分組成の限定理由について記す。
【００１４】Ｃ：0.02mass％以下 Ｃは、通常強化成分として含有させるが、この発明では
Cuの析出硬化作用を利用するので、強化成分としてのＣ
は不要である。含有量が0.02mass％を超えるとCuとSiの
複合添加による溶接部じん性の向上効果が得られなくな
るとともに振動減衰特性を劣化させる。したがって、そ
の含有量は0.02mass％以下とする。
Cuの析出硬化作用を利用するので、強化成分としてのＣ
は不要である。含有量が0.02mass％を超えるとCuとSiの
複合添加による溶接部じん性の向上効果が得られなくな
るとともに振動減衰特性を劣化させる。したがって、そ
の含有量は0.02mass％以下とする。
【００１５】Si：0.02mass％超え〜0.60mass％ Siは、0.05〜0.50mass％Cu含有鋼に複合添加すると溶接
部のじん性を著しく改善する効果を有する。含有量が0.
02mass％以下ではその効果に乏しく、0.60mass％を超え
て含有させるとかえって溶接部じん性が劣化する。した
がって、その含有量は0.02mass％超え、0.60mass％以下
の範囲とする。
部のじん性を著しく改善する効果を有する。含有量が0.
02mass％以下ではその効果に乏しく、0.60mass％を超え
て含有させるとかえって溶接部じん性が劣化する。した
がって、その含有量は0.02mass％超え、0.60mass％以下
の範囲とする。
【００１６】Mn：0.08mass％以下 Mnは、振動減衰特性に悪影響をおよぼし、またCuの析出
硬化により鋼を強化する際じん性に悪い影響を与えるの
で、含有量は少ない方が好ましく、0.08mass％が許容で
きる上限である。したがって、その含有量は0.08mass％
以下とする。
硬化により鋼を強化する際じん性に悪い影響を与えるの
で、含有量は少ない方が好ましく、0.08mass％が許容で
きる上限である。したがって、その含有量は0.08mass％
以下とする。
【００１７】Cu：0.05〜0.50mass％ Cuは、Mn含有量の少ない鋼に含有させることにより振動
減衰特性を損うことなしに強度とじん性を向上させるこ
とができる重要な成分である。しかし、含有量が0.05ma
ss％に満たないとSiとの複合添加による溶接部じん性の
向上効果に乏しく、逆に0.5 mass％を超えても、この発
明の骨子であるSiとの複合添加による溶接部のじん性の
向上効果が得られなくなる。また、Siとの複合添加によ
って振動減衰能が低下する現象があるが、含有量を0.5
mass％以下に制限することで振動減衰能の低下がほとん
どない程度に軽減できる。したがって、その含有量は0.
05mass％以上、0.50mass％以下とする。
減衰特性を損うことなしに強度とじん性を向上させるこ
とができる重要な成分である。しかし、含有量が0.05ma
ss％に満たないとSiとの複合添加による溶接部じん性の
向上効果に乏しく、逆に0.5 mass％を超えても、この発
明の骨子であるSiとの複合添加による溶接部のじん性の
向上効果が得られなくなる。また、Siとの複合添加によ
って振動減衰能が低下する現象があるが、含有量を0.5
mass％以下に制限することで振動減衰能の低下がほとん
どない程度に軽減できる。したがって、その含有量は0.
05mass％以上、0.50mass％以下とする。
【００１８】Al：1.0 〜7.0 mass％ Alは、Mnを0.08mass％以下に低減したほぼ純鉄組成に近
い鋼において振動減衰特性を向上させる効果を有する
が、含有量が1.0 mass％未満ではその効果がなく、7.0
mass％を超えると溶接部のじん性が劣化する。したがっ
て、その含有量は1.0 mass％以上、7.0 mass％以下とす
る。
い鋼において振動減衰特性を向上させる効果を有する
が、含有量が1.0 mass％未満ではその効果がなく、7.0
mass％を超えると溶接部のじん性が劣化する。したがっ
て、その含有量は1.0 mass％以上、7.0 mass％以下とす
る。
【００１９】Ｎ：0.008 mass％以下 Ｎは、その含有量が低い方が母材および溶接部のじん性
の面から好ましく、許容できる上限は0.008 mass％であ
る。したがって、その含有量は0.008 mass％以下とす
る。
の面から好ましく、許容できる上限は0.008 mass％であ
る。したがって、その含有量は0.008 mass％以下とす
る。
【００２０】Ni：0.05〜1.50mass％ この発明においては、上記成分組成以外にNiを含有させ
ることもできる。このNiは、Cuを含有させることによっ
て発生しやすくなる熱間割れを振動減衰特性を損うこと
なしに抑制する効果を有し、含有量が0.05mass％に満た
ないとその効果に乏しく、一方、1.50mass％を超えて含
有させてもその効果は飽和し不経済である。したがっ
て、その含有量は0.05mass％以上、1.50mass％以下とす
ることが好ましい。
ることもできる。このNiは、Cuを含有させることによっ
て発生しやすくなる熱間割れを振動減衰特性を損うこと
なしに抑制する効果を有し、含有量が0.05mass％に満た
ないとその効果に乏しく、一方、1.50mass％を超えて含
有させてもその効果は飽和し不経済である。したがっ
て、その含有量は0.05mass％以上、1.50mass％以下とす
ることが好ましい。
【００２１】さらにこの発明では、上記成分組成のほか
不純物成分としてＰおよびＳの上限を特定することが重
要である。
不純物成分としてＰおよびＳの上限を特定することが重
要である。
【００２２】Ｐは、その含有量の増加とともに振動減衰
特性を劣化させるが、0.01mass％までは許容できる。し
たがって、その含有量は0.01mass％以下とすることが好
ましい。
特性を劣化させるが、0.01mass％までは許容できる。し
たがって、その含有量は0.01mass％以下とすることが好
ましい。
【００２３】ＳはＰと同様、振動減衰特性に好ましくな
い成分であり、含有量が0.005mass％を超えると振動減
衰特性が著しく劣化する。したがって、その含有量は0.
005mass ％以下とすることが望ましい。
い成分であり、含有量が0.005mass％を超えると振動減
衰特性が著しく劣化する。したがって、その含有量は0.
005mass ％以下とすることが望ましい。
【００２４】つぎに、この発明の溶接構造用鋼は、通常
の溶製、鋳造および圧延により製造することができ、厚
鋼板に限らず薄鋼板、形鋼、棒鋼および線材などにも適
用できる。
の溶製、鋳造および圧延により製造することができ、厚
鋼板に限らず薄鋼板、形鋼、棒鋼および線材などにも適
用できる。
【００２５】そして、この発明鋼は、振動減衰特性を阻
害する歪を除去するため850 〜1000℃の温度範囲で焼な
まし処理を行うことが好ましい。また、通常の焼もどし
を行うことにより、Cuを析出させ強度を上昇させること
ができる。
害する歪を除去するため850 〜1000℃の温度範囲で焼な
まし処理を行うことが好ましい。また、通常の焼もどし
を行うことにより、Cuを析出させ強度を上昇させること
ができる。
【００２６】
【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板
厚：25mmの厚板に圧延したのち、加熱温度：930 ℃、保
持時間：３ｈの熱処理を施した。
したがって溶製−鋳造し、さらに通常の熱間圧延にて板
厚：25mmの厚板に圧延したのち、加熱温度：930 ℃、保
持時間：３ｈの熱処理を施した。
【００２７】
【表１】
【００２８】表１において、鋼記号Ａ〜Ｅはこの発明に
適合する成分組成になる適合鋼である。一方、記号Ｆ〜
Ｋは比較鋼であり、ＦはＣ量、ＧはSi量、ＨはMn量、Ｉ
はCu量、ＪはAl量およびＫはＮ量がそれぞれ多くこの発
明の限定範囲を外れるものである。また、鋼記号Ｌは従
来鋼で前記特開平４−13847 号公報に適合する成分組成
になる鋼、鋼記号Ｍも従来鋼でSS400 鋼である。さて、
これらの鋼板について、母材の引張特性および振動減衰
特性の指標となる内部摩擦（Ｑ-1) を測定すると共に、
加熱速度：10℃／s 、最高到達温度：1350℃、冷却速
度：10℃／s とする溶接ＨＡＺ部（溶接部のじん性劣化
はそのＨＡＺ部が問題になる）の再現熱サイクルを施し
た上記各鋼板について、それぞれ−20℃の温度でのシャ
ルピー衝撃試験を行ない吸収エネルギーを測定した。
適合する成分組成になる適合鋼である。一方、記号Ｆ〜
Ｋは比較鋼であり、ＦはＣ量、ＧはSi量、ＨはMn量、Ｉ
はCu量、ＪはAl量およびＫはＮ量がそれぞれ多くこの発
明の限定範囲を外れるものである。また、鋼記号Ｌは従
来鋼で前記特開平４−13847 号公報に適合する成分組成
になる鋼、鋼記号Ｍも従来鋼でSS400 鋼である。さて、
これらの鋼板について、母材の引張特性および振動減衰
特性の指標となる内部摩擦（Ｑ-1) を測定すると共に、
加熱速度：10℃／s 、最高到達温度：1350℃、冷却速
度：10℃／s とする溶接ＨＡＺ部（溶接部のじん性劣化
はそのＨＡＺ部が問題になる）の再現熱サイクルを施し
た上記各鋼板について、それぞれ−20℃の温度でのシャ
ルピー衝撃試験を行ない吸収エネルギーを測定した。
【００２９】これらの測定結果も上記表１に併記した。
この表１から明らかなように、この発明の適合鋼（鋼記
号Ａ〜Ｅ）は、優れた溶接部じん性および振動減衰特性
を有している。一方、この発明の限定範囲を外れる比較
鋼（鋼記号Ｆ〜Ｋ）では溶接部じん性に劣るとともに振
動減衰特性に劣るものもあり、鋼記号Ｌの従来鋼では溶
接部じん性に劣り、鋼記号Ｍの従来鋼では振動減衰特性
に劣っていて、これらの比較鋼や従来鋼では溶接部じん
性と振動減衰特性とを共に満足することができない。
この表１から明らかなように、この発明の適合鋼（鋼記
号Ａ〜Ｅ）は、優れた溶接部じん性および振動減衰特性
を有している。一方、この発明の限定範囲を外れる比較
鋼（鋼記号Ｆ〜Ｋ）では溶接部じん性に劣るとともに振
動減衰特性に劣るものもあり、鋼記号Ｌの従来鋼では溶
接部じん性に劣り、鋼記号Ｍの従来鋼では振動減衰特性
に劣っていて、これらの比較鋼や従来鋼では溶接部じん
性と振動減衰特性とを共に満足することができない。
【００３０】
【発明の効果】この発明は、Mnを低減しAlを含有させて
振動減衰特性を高めた鋼に、CuとSiとを複合添加するこ
とで優れた溶接部じん性と優れた振動減衰特性とをあわ
せ持たせるという、成分組成を特定する溶接構造用鋼で
あり、この発明の溶接構造用鋼は、環境上の観点から極
めて有利に溶接構造物に用いることができる。
振動減衰特性を高めた鋼に、CuとSiとを複合添加するこ
とで優れた溶接部じん性と優れた振動減衰特性とをあわ
せ持たせるという、成分組成を特定する溶接構造用鋼で
あり、この発明の溶接構造用鋼は、環境上の観点から極
めて有利に溶接構造物に用いることができる。
【図１】Cu含有量をパラメーターとするSi含有量と溶接
ＨＡＺ部のシャルピー吸収エネルギーとの関係を示すグ
ラフである。
ＨＡＺ部のシャルピー吸収エネルギーとの関係を示すグ
ラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】Ｃ：0.02mass％以下、 Si：0.02mass％超え、0.60mass％以下、 Mn：0.08mass％以下、 Cu：0.05mass％以上、0.50mass％以下、 Al：1.0 mass％以上、7.0 mass％以下および Ｎ：0.008 mass％以下 を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成からな
る溶接部じん性および振動減衰特性に優れる溶接構造用
鋼。 - 【請求項２】Ｃ：0.02mass％以下、 Si：0.02mass％超え、0.60mass％以下、 Mn：0.08mass％以下、 Ni：0.05mass％以上、1.50mass％以下、 Cu：0.05mass％以上、0.50mass％以下、 Al：1.0 mass％以上、7.0 mass％以下および Ｎ：0.008 mass％以下 を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成からな
る溶接部じん性および振動減衰特性に優れる溶接構造用
鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30088994A JPH08158011A (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 溶接部じん性および振動減衰特性に優れる溶接構造用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30088994A JPH08158011A (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 溶接部じん性および振動減衰特性に優れる溶接構造用鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08158011A true JPH08158011A (ja) | 1996-06-18 |
Family
ID=17890349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30088994A Pending JPH08158011A (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 溶接部じん性および振動減衰特性に優れる溶接構造用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08158011A (ja) |
-
1994
- 1994-12-05 JP JP30088994A patent/JPH08158011A/ja active Pending
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