JPH1096017A - 耐溶融亜鉛メッキ割れ特性に優れた非調質高強度鋼の製造方法 - Google Patents

耐溶融亜鉛メッキ割れ特性に優れた非調質高強度鋼の製造方法

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JPH1096017A
JPH1096017A JP25206696A JP25206696A JPH1096017A JP H1096017 A JPH1096017 A JP H1096017A JP 25206696 A JP25206696 A JP 25206696A JP 25206696 A JP25206696 A JP 25206696A JP H1096017 A JPH1096017 A JP H1096017A
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JP
Japan
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less
steel
strength
dip galvanizing
hot
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Application number
JP25206696A
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English (en)
Inventor
Sadahiro Yamamoto
定弘 山本
Hiroyasu Yokoyama
泰康 横山
Noriki Wada
典己 和田
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄塔や橋梁等の構造物部材でボルト穴加工等
をした後、ボルト穴加工等をした後に溶融亜鉛メッキ処
理されても割れを生じない耐溶融亜鉛メッキ割れ特性に
優れた非調質高強度鋼の製造方法を提供する。 【解決手段】 重量比でC:0.08〜0.20%,S
i:0.60%以下,Mn:1.0〜2.0%,Cu:
2.0%以下,Ni:2.0%以下,Cr:1.0%以
下,Mo:1.0%以下,Nb:0.1〜0.15%、
V:0.1〜0.2%、Nb+0.5V+Ti≧0.1
75%を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からな
る鋼を1100〜1350℃に加熱し、800℃以下で
熱間圧延を終了させ、引張強度を780MPa級とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として鉄塔用鋼
材として用いられる耐溶融亜鉛メッキ割れ特性に優れた
非調質高強度鋼の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、使用鋼材の重量低減を目的とした
高強度鋼材が種々の分野で積極的に使用されるようにな
ってきた。送電用鉄塔向け鋼材にもこのような傾向が現
れてきており、現在引張強さが590MPa級の鋼材が
用いられている。また、大型送電鉄塔は、山中に建設さ
れることが多く、資材の運搬におけるコスト低減のため
更なる高張力化が求められている。
【0003】鉄塔用鋼材は建設された後にメンテナンス
フリーとするため溶融亜鉛メッキが施される。鉄塔用の
形鋼(例えば等辺等厚山形鋼)は、現地で溶接施工をす
ることなく鉄塔とすることが可能であるため、母材のメ
ッキ割れ感受性が重要視されるが、780MPa以上の
高強度形鋼ではメッキ処理時に形鋼のボルト接合用の穴
開け部からメッキ割れが生じるおそれがあるので高強度
化の大きな妨げとなっている。
【0004】溶融亜鉛メッキされる高強度鋼に関しては
従来より特開昭58−84959号公報および特開昭5
9−11316号公報などの技術が提案されてきたが、
いずれも溶接部において発生する割れの防止を対象とす
るものであり、高強度鋼においてボルト穴加工部からの
割れを防止する観点からの知見は少ないのが現状であ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を根本的に解決するためのものであり、780MPa以
上の高強度を有し、母材のボルト穴加工部の耐溶融亜鉛
メッキ割れ特性に優れた非調質型高張力鋼の製造方法を
提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、この目的を達
成するためになされたもので、 (1)重量比でC:0.08〜0.20%、Si:0.
6%以下、Mn:1.0〜2.0%、Cu:2.0%以
下、Ni:2.0%以下、Cr:1.0%以下、Mo:
1.0%以下、Nb:0.1〜0.15%、V:0.1
〜0.2%、Nb+0.5V+Ti≧0.175%を含
み、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を11
00〜1350℃に加熱し、800℃以下で熱間圧延を
終了させ、引張強度を780MPa級とすることを特徴
とする耐溶融亜鉛メッキ割れ特性に優れた非調質高強度
鋼の製造方法。
【0007】(2)重量比でTi:0.2%以下を含有
することを特徴とする(1)に記載の耐溶融亜鉛メッキ
割れ特性に優れた非調質高強度鋼の製造方法。
【0008】(3)重量比でCa:0.004%以下を
添加することを特徴とする(1)または(2)に記載の
耐溶融亜鉛メッキ割れ特性に優れた非調質高強度鋼の製
造方法である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明者らは、0.11C−0.
25Siを基本成分として、Mn,Nb,V,Ti添加
量を変化させ、さらにCaを添加した鋼も含め、熱間圧
延により等辺厚山形鋼とし、常温引張強度と溶融亜鉛メ
ッキ浴中で引張試験を行って得られた伸び値との関係に
おける添加元素の影響を検討した。常温引張はJIS1
A号試験片で、浴中引張は図2に示す試験片で行った。
【0010】一般にメッキ浴中引張試験における伸びが
20%以下の場合、実際の溶融亜鉛メッキにおいて割れ
が発生することから、メッキ浴中引張における伸び20
%をしきい値とした。その結果、Nb+0.5V+Ti
値によって両者の関係が整理され、ボルト穴加工等がさ
れる高強度鋼ではNb+0.5V+Ti≧0.175%
を満足させる必要があることを知見した。すなわち、図
1に示すようにNb+0.5V+Ti値が0.15%の
場合、伸びは低く、高強度鋼では伸びが20%以下とな
るが、この値が0.175%を超えるようになると、高
強度鋼においても伸びは20%以上になる。
【0011】更に、TiもしくはCa又はTi−Caを
複合添加した場合、浴中引張における伸びが増大する効
果が認められた。
【0012】以下、添加成分の限定理由を説明する。
【0013】C:0.08〜0.20% Cは強度を高めるのに必須の元素である。0.08%未
満では780MPa以上の強度を得るのが困難で、0.
20%を越えると鋼の靱性が著しく劣化するため、0.
08%以上、0.20%以下に限定した。
【0014】Si:0.60%以下 Siはメッキ後の外観状況と関係しており、0.6%を
越えるとメッキ焼けが発生しやすくなる。よって、0.
60%以下に限定した。
【0015】Mn:1.0〜2.0% Mnは強度、靱性の面から必須の元素であるが、1.0
%未満では780MPa以上の強度を得るのが困難で、
2.0%を越えると焼き入れ性が高くなり粗いベイナイ
トが生成し、靱性が著しく劣化するため、Mn:1.0
%以上2.0%以下に限定した。
【0016】P:不可避不純物レベル Pは粒界に偏析し、靱性を劣化するが、現状の精錬技術
で十分に低減されているため、上限値は限定しないが、
低いほど望ましい。
【0017】S:不可避不純物レベル Sは主に介在物の形態で鋼中に存在し、脆化により材質
の劣化を引き起こすが、現状の精錬技術では十分に低減
されているため、上限値は限定しないが、低いほど望ま
しい。
【0018】Cu:2.0%以下 Cuは鋼の強度を高めるのに有効な元素であるが、2.
0%を越えて添加した場合にはCu割れが発生しやす
い。よって2.0%以下に限定した。
【0019】Ni:2.0%以下 Niは鋼の強度上昇ならびに靱性向上に有効な元素であ
るが、経済性を考慮し、2.0%以下に限定した。
【0020】Cr:1.0%以下 Crは鋼の強度を高めるのに有効な元素であるが、1.
0%を越えて添加すると鋼の靱性を劣化させるため、
1.0%以下に限定した。
【0021】Mo:1.0%以下 Moは鋼の強度を高めるのに有効な元素であるが、1.
0%を越えて添加すると鋼の靱性を著しく劣化させるた
め、1.0%以下に限定した。
【0022】Ti:0.2%以下 Tiは微量の添加で析出強化により鋼の強度を高め、ま
た耐溶融亜鉛メッキ割れ特性に優れた性質を示すため有
効な元素であるが、0.2%を越えて添加すると鋼中析
出物が粗くなり、鋼の靱性が著しく劣化するため、0.
2%以下に限定し、必要に応じて添加できるものとし
た。
【0023】Nb:0.15%以下、V:0.2%以下 Nb、Vは微量の添加で析出強化により鋼の強度を高め
るのに有効な元素であり、Nb含有量が0.1〜0.1
5%の範囲を外れるか、またはV含有量が0.1〜0.
2%の範囲を外れて過剰に添加されると、鋼の靭性を著
しく劣化させるため、上記値に限定した。
【0024】Nb+0.5V+Ti≧0.175% Ti,Nb,Vはいずれも析出強化により鋼の強度を高
めるのに有効な元素であるが、780MPa以上の強度
を有し、耐溶融亜鉛メッキ割れに優れた特性を示す条件
として、Nb+0.5V+Ti≧0.175%の関係式
を満足させるものとする。なお、これらの元素は必要に
応じて添加できるものとする。
【0025】Ca:0.004%以下 Caは添加することで耐溶融亜鉛メッキ割れ特性を著し
く改善することができる唯一の元素である。しかし、
0.004%を越えて添加すると、Ca−O−Sのクラ
スターが発生し、鋼の清浄性が低下してしまう。従っ
て、Caを0.004%以下に限定した。
【0026】Al:Alは本発明においては脱酸のため
に添加する場合もあり、その場合は通常の添加量(0.
005〜0.060%)とする。形鋼などでSi脱酸に
おいては不可避不純物として扱う。
【0027】B:不可避不純物レベル Bは鋼の焼き入れ性を向上させるが、溶接部の耐溶融亜
鉛メッキ割れ性を著しく劣化させるため、溶接される場
合、2ppm以下に管理されている。本発明鋼は原則と
して溶接施工を対象としないので、Bの上限は5ppm
程度の管理とする。しかし、Bは低いほど望ましく、溶
接が避けられない場合は上記に従う。
【0028】次に、製造条件の限定理由を説明する。
【0029】加熱温度:1100〜1350℃ 1100℃以下の加熱温度の場合、析出強化を期待する
添加元素が完全に固溶しないため、十分な強度が得られ
ない。また、1350℃以上に加熱した場合、加熱粒径
が著しく粗くなり、靭性が劣化する。従って、加熱温度
を1100〜1350℃の範囲に限定した。
【0030】圧延仕上温度:800℃以下 800℃を越える温度で圧延を終了した場合、組織が粗
くなり十分な靭性が得られない。従って、圧延仕上温度
を800℃以下に限定した。なお、厚板等の場合、圧延
終了温度は650℃程度となる。
【0031】
【実施例】表1に実施例を示す。各鋼は表中に示す各製
造条件で等辺等厚山形鋼に圧延した。表中のメッキ割れ
の有無の項は、圧延した山形鋼に実際の施工と同様に、
接合用ボルトの穴開け加工を施した後に溶融亜鉛メッキ
浴中に浸漬し、穴開け加工部から割れが発生するかどう
かを確認した結果である。
【0032】表1中の「製造」の項は、各鋼の加熱温度
及び圧延仕上温度の条件をそれぞれ記号A〜Dで表した
ものである。記号Aは加熱温度1235℃で圧延仕上温
度765℃の条件を、記号Bは加熱温度980℃で圧延
仕上温度690℃の条件を、記号Cは加熱温度1240
℃で圧延仕上温度880℃の条件を、記号Dは加熱温度
1385℃で圧延仕上温度795℃の条件をそれぞれ示
す。
【0033】また、表1中の「TS」の項は、JIS1
A号試験片を用いて調べた常温での引張強度(MPa)
を示したものである。
【0034】また、表1中の「vTrs」の項は、各鋼
の破面遷移温度(℃)をそれぞれ表したものである。
【0035】1−1と1−2は本発明の請求範囲の化学
成分、製造条件を満足しているため、780MPa以上
の強度と優れた靭性を有し、メッキ割れも生じない。
【0036】1−3は低Cで、低い加熱温度のため、7
80MPa級の強度を確保することができない。
【0037】1−4はC量が多く、圧延仕上温度が88
0℃と高いため、942MPaと著しく高強度となり、
靭性が劣化し、メッキ割れが生じている。
【0038】1−5はSi量が多いためメッキ焼けが生
じ、また加熱温度が高いため強度が高く、靭性が劣化し
ており、メッキ割れが発生している。
【0039】1−6は低Mn量のため強度が低く、引張
強度が780MPaに達しない。
【0040】1−7はMn量が多いため、加熱温度は低
いが強度が高く、メッキ割れが発生している。
【0041】1−8はCuが多く、圧延仕上温度も高い
ため、靭性が劣化しており、メッキ割れが生じている。
【0042】1−9はNiが多く加熱温度も著しく高い
ため、強度が高く、靭性が劣化しており、メッキ割れが
発生する。
【0043】1−10はCr添加量が多いため、製造条
件は本発明の請求範囲を満足しているが、高強度とな
り、メッキ割れが生じている。
【0044】1−11はMo添加量が多いため、加熱温
度が低いものの、強度が高く、メッキ割れが生じてい
る。
【0045】1−12はNb+V+Ti添加量が請求範
囲以下であるため、製造条件は請求範囲以内であるが、
メッキ割れが生じている。
【0046】1−13はTi添加量が多すぎることと、
加熱温度が著しく高いため析出物が粗くなり、靭性も劣
化して、その結果メッキ割れが生じている。
【0047】1−14はNb添加量が多いため、製造条
件は請求範囲を満たしているものの、高強度となり、メ
ッキ割れが生じている。
【0048】1−15はV添加量が多いため、加熱温度
が低く引張強度は833MPaであるものの、メッキ割
れが生じている。
【0049】1−16はCa添加量が高く、鋼の清浄度
が劣るため、割れが発生している。
【0050】1−17は成分が請求範囲を満たしている
が、加熱温度が著しく高いため組織が粗くなり、靭性が
劣化し、メッキ割れが生じている。
【0051】1−18は成分および製造条件ともに請求
範囲を満たしているため、強度が高く、高靭性であり、
メッキ割れの発生も認められない。
【0052】1−19は成分は請求範囲を満たしている
ものの、加熱温度が低いため強度不足となっている。
【0053】1−20は成分は請求範囲を満たしている
が、圧延仕上温度が高いため、靭性が低く、メッキ割れ
が生じている。
【0054】
【表1】
【0055】
【発明の効果】本発明によれば、鉄塔や橋梁等の構造物
部材でボルト穴加工等をした後、溶融亜鉛メッキ処理さ
れても割れを生じない耐溶融亜鉛メッキ割れ特性に優れ
た非調質高強度鋼の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】鋼材の常温強度TS(MPa)とメッキ浴中引
張試験の伸び(%)との関係を示す図。
【図2】溶融亜鉛中における母材の脆化を調べるための
引張試験片を示す図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比でC:0.08〜0.20%,S
    i:0.60%以下,Mn:1.0〜2.0%,Cu:
    2.0%以下,Ni:2.0%以下,Cr:1.0%以
    下,Mo:1.0%以下,Nb:0.1〜0.15%、
    V:0.1〜0.2%、Nb+0.5V+Ti≧0.1
    75%を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からな
    る鋼を1100〜1350℃に加熱し、800℃以下で
    熱間圧延を終了させ、引張強度を780MPa級とする
    ことを特徴とする耐溶融亜鉛メッキ割れ特性に優れた非
    調質高強度鋼の製造方法。
  2. 【請求項2】 重量比でTi:0.2%以下を含有する
    ことを特徴とする請求項1記載の耐溶融亜鉛メッキ割れ
    特性に優れた非調質高強度鋼の製造方法。
  3. 【請求項3】 重量比でCa:0.004%以下を添加
    することを特徴とする請求項1または請求項2記載の耐
    溶融亜鉛メッキ割れ特性に優れた非調質高強度鋼の製造
    方法。
JP25206696A 1996-09-24 1996-09-24 耐溶融亜鉛メッキ割れ特性に優れた非調質高強度鋼の製造方法 Pending JPH1096017A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1365035A1 (de) * 2002-05-07 2003-11-26 SAG Energieversorgungslösungen GmBH Verfahren zur Sanierung von in Stahlgitterbauweise hergestellten Hochspannungsmasten

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1365035A1 (de) * 2002-05-07 2003-11-26 SAG Energieversorgungslösungen GmBH Verfahren zur Sanierung von in Stahlgitterbauweise hergestellten Hochspannungsmasten

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