(57)【要約】【課題】後熱処理を行なわなくとも、増厚加工部の靱性が加工前とほとんど変わらない建築用鋼材の提供にある。【解決手段】Ｃ：０．００１　〜０．２５％、Ｓｉ：０．００３　〜２．０　％、Ｍｎ：０．００３　〜３．０　％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５　〜２．０　％、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．０２０　％以下、Ｏ（酸素）：０．００５　％以下、Ｎ：０．０１５　％以下で、かつ、Ｔｉ／Ｎ＝０．５　〜５．０　を満足するＴｉを含み、残部は実質的にＦｅからなる化学組成の鋼材であって、後熱処理を行わない状態で、その組織の主相のミクロ組織単位の平均径が　５００μｍ　以下、アスペクト比が３以下とする。【選択図】　　　　図１
2004060001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．００１　〜０．２５％、　　　　Ｓｉ：０．００３　〜２．０　％、Ｍｎ：０．００３　〜３．０　％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５　〜２．０　％、Ｐ：０．１５％以下、　　　　Ｓ：０．０２０　％以下、
Ｏ（酸素）：０．００５　％以下、Ｎ：０．０１５　％以下で、
かつ、Ｔｉ／Ｎ＝０．５　〜５．０　を満足するＴｉを含み、残部は実質的にＦｅ
からなる化学組成の鋼材であって、加熱温度１１００〜１４５０℃、増肉加工速度２ｍｍ／ｓ以下、増厚率２の条件下で増厚加工を行ったとき、その組織の主相のミクロ組織単位の平均径が　５００μｍ　以下、アスペクト比が３以下であることを特徴とする増厚加工を施して使用する建築用鋼材。
【請求項２】
前記増厚加工を行った鋼材の降伏強度が２７０ＭＰａ以上、引張強度が４００ＭＰａ以上、全厚の破断伸びが１５％以上、表層から１／４　厚部の０℃での衝撃値（ｖＥ０）が２７Ｊ以上であることを特徴とする請求項１記載の建築用鋼材。
【請求項３】
前記化学組成が、さらに、質量％で、Ｎｂ：０．００２　〜０．２０％、Ｖ：０．００２　〜０．２　％、Ｚｒ：０．００２　〜０．２　％、Ｂ：０．０００２〜０．０１０　％、Ｃｕ：０．０３〜２．０　％、Ｎｉ：０．０３〜２％、Ｃｒ：０．０３〜２％、およびＭｏ：０．０３〜２％から成る群から選ばれた１種または２種以上を含有する請求項１または２に記載の建築用鋼材。
【請求項４】
前記化学組成が、さらに、質量％で、Ｃａ：０．０００２〜０．０１％およびＲＥＭ（希土類元素）　：０．０００２〜０．０１％のうちの１種以上を含有する請求項１〜３のいずれかに記載の建築用鋼材。
【請求項５】
質量％で、
Ｃ：０．００１　〜０．２５％、　　　　Ｓｉ：０．００３　〜２．０　％、Ｍｎ：０．００３　〜３．０　％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５　〜２．０　％、Ｐ：０．１５％以下、　　　　Ｓ：０．０２０　％以下、
Ｏ（酸素）：０．００５　％以下、Ｎ：０．０１５　％以下で、
かつ、Ｔｉ／Ｎ＝０．５　〜５．０　を満足するＴｉを含み、残部は実質的にＦｅ
からなる化学組成の鋼材であって、その組織の主相のミクロ組織単位の平均径が５００μｍ　以下、アスペクト比が３以下であることを特徴とする増厚加工を施した建築用鋼材。
【請求項６】
降伏強度が２７０ＭＰａ以上、引張強度が４００ＭＰａ以上、全厚の破断伸びが１５％以上、表層から１／４　厚部の０℃での衝撃値（ｖＥ０）が２７Ｊ以上であることを特徴とする請求項５記載の建築用鋼材。
【請求項７】
前記化学組成が、さらに、質量％で、Ｎｂ：０．００２　〜０．２０％、Ｖ：０．００２　〜０．２　％、Ｚｒ：０．００２　〜０．２　％、Ｂ：０．０００２〜０．０１０　％、Ｃｕ：０．０３〜２．０　％、Ｎｉ：０．０３〜２％、Ｃｒ：０．０３〜２％、およびＭｏ：０．０３〜２％から成る群から選ばれた１種または２種以上を含有する請求項５または６に記載の建築用鋼材。
【請求項８】
前記化学組成が、さらに、質量％で、Ｃａ：０．０００２〜０．０１％およびＲＥＭ（希土類元素）　：０．０００２〜０．０１％のうちの１種以上を含有する請求項５〜７のいずれかに記載の建築用鋼材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、増厚加工を施して用いる建築用鋼材、より詳述すれば、局所的な加熱により増厚加工し厚肉部を形成するのに適する、例えば、建築構造物の柱や梁などに用いられる鋼管、形鋼あるいは鋼板などの建築用鋼材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鉄骨構造物などの建築物の柱や梁に鋼管や形鋼が用いられているが、例えば、柱に梁を取り付ける場合、取付部の補強のため、取付部に補強部材を溶接するとか、鋼管柱では柱を切断してその切断部分にダイヤフラムを挟み込んで溶接し、このダイヤフラムに梁を溶接して取付部を構成するといったような方法が採用されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような補強方法は切断や溶接などの工数を大幅に増大させることから、今日のようにあらゆる面からコスト低減が求められる状況下では何らかの改善が必要である。
【０００４】
これに対する改善策として、長さ方向に一定の断面積を有する形鋼や鋼管を部分的に増肉し厚くして補強する方法が、たとえば特開平１−５８２４号公報、特開平８−３１８３４１号公報などに示されるように開発されている。
【０００５】
図１は、例えば特開平８−３１８３４１号公報に開示された増厚加工法の説明図であり、図中、鋼管のような鋼材１０は、固定側で一端１２が支持され、他端は適宜駆動機構　（例：　油圧ラム）　１４に支持されている。増厚すべき領域には加熱コイル１６が設けられ、鋼材が所定温度に加熱されたときに、駆動機構１４によってこの加熱部１８には押圧が加えられる。これにより加熱部１８は、内外に材料が押し出されるが、内部に中子のような適宜抑制材　（図示せず）　を挿入しておけば、肉厚の増加は外側にだけ見られることになる。所定厚さにまで肉厚が増加したときに冷却スプレー１９で冷却する。かかる操作を順次鋼管の長手方向に繰り返すことで、所定長さ範囲の領域だけ増厚させることが可能となる。符号２０は保持台を、符号２２は後熱処理装置をそれぞれ示す。
【０００６】
これらの従来技術では、建築構造用圧延鋼材としてＪＩＳ−Ｇ−３１３６に規制される組成範囲の鋼を用い、増厚加工の速度を１．５ｍｍ／ｓ　以下に制限している。特に条件を限定せずに増厚加工を行うと、高温から急冷されることにより、増厚加工を行わない部分に比べて、その機械的特性が異なり、再加熱による焼戻しや焼ならしなどの熱処理を行わなければ靱性が十分に回復しない。
【０００７】
しかしながら、これらの処理には、さらなる設備や時間を必要とするので、構造物建築に際して工期の増大やコスト増加を来し、増厚加工の利点を十分に発揮できなくなる。
【０００８】
ここに、本発明の目的は、後熱処理を行わなくても、増厚加工部の衝撃特性、つまり靱性が加工前とほとんど変わらない、増厚加工を施して使用する建築用鋼材の提供にある。
【０００９】
本発明の別の目的は、後熱処理を行わなくても、増厚加工部の衝撃特性、つまり靱性が加工前とほとんど変わらない、増厚加工を行った建築用鋼材の提供にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、このような課題を達成すべく、増厚加工の前後の組織と特性を調査した結果、次のような知見を得た。
【００１１】
（１）　増厚加工部のミクロ組織は、高温からの急冷変態組織、あるいはこれらとフェライトとの混合組織になっており、高硬度で、更に主相のミクロ組織単位が著しく粗大化している。
【００１２】
（２）　そこで、増厚加工後でも母材にできるだけ近い衝撃特性と破断伸びが得られるミクロ組織等の検討を行った結果、衝撃特性と破断伸びに影響を与えるパラメータとして、主に▲１▼主相のミクロ組織単位の平均径、および▲２▼アスペクト比で整理できることが判明した。
【００１３】
ここに、「主相のミクロ組織単位の平均径」とは、下記のように定義する。
主相のミクロ組織がフェライトの場合では、例えば、光学顕微鏡または走査電子顕微鏡　（ＳＥＭ）　によって組織を数視野撮影し、この組織写真を用いて直線切断法により測定した平均切片長さを１．１３倍とした値を採用した。主相のミクロ組織がベイナイトやマルテンサイトの場合では、パケットを上記と同様に直線切断法により測定した平均切片長さを１．１３倍した値を採用した。主相のミクロ組織単位が小さいほど衝撃特性、具体的には靱性が向上するとともに、破断伸びも向上する。
【００１４】
なお、「主相」とは、一番多量に存在する相を言い、通常は面積率で５０％以上を占める相を意味する。相の面積率は、例えば、光学顕微鏡または走査電子顕微鏡　（ＳＥＭ）　によって組織を数視野撮影し、画像解析装置を用いて上記の組織写真を解析し、それらの平均値から求めた。
【００１５】
「主相のアスペクト比」とは、当該ミクロ組織単位の最大径を最小径で除した値のうち最大となる値を指す。アスペクト比が１に近いほど、特性の異方性が小さくなり、靱性や破断伸びが向上する。
【００１６】
なお、ミクロ組織単位の「最大径」とはそのミクロ組織単位における最も長い径を、結晶粒の「最小径」とはそのミクロ組織単位における最も短い径を指し、例えば、光学顕微鏡または走査電子顕微鏡　（ＳＥＭ）　によって組織を数視野撮影し、この組織写真を用いて直線切断法により求めた「最大径」、「最小径」を１．１３倍したものをそれぞれミクロ組織単位の「最大径」、ミクロ組織単位の「最小径」とした。
【００１７】
また、増厚加工部は主にフェライト、ベイナイトやマルテンサイト等の低温変態生成相で構成されている。このうちマルテンサイトは非常に硬質で脆いが、ベイナイトはマルテンサイトよりも軟質で靱性が高い。
【００１８】
（３）　さらに、増厚加工部の靱性に対するＴｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂ等の析出物の含有による効果を検討した。その結果、Ｔｉ窒化物が特に有効であることが判明した。
まず、Ｔｉの効果は次の理由によると考えられる。
【００１９】
他の炭窒化物と比べてＴｉの窒化物は高温でも格段に安定であり、増厚加工時に鋼材が到達する高温においても、大きくは溶解せず、析出物として存在する。そのため、高温時のオーステナイト粒の成長を抑制する。そして高温時、すなわち焼入れ前のオーステナイト粒径が細かければ、焼入れ性は低下する。その上、細粒のオーステナイトからの変態であれば、変態後の結晶組織も微細になる。従って、増厚加工後のミクロ組織は細かく、強度上昇も比較的少なく、靱性と破断伸びに優れたものとなるのである。
【００２０】
ここに、本発明者らは、上述のような知見に基づいて、増厚加工後の衝撃特性の劣化が少ない組成と増厚加工前後の組織を限定し、後熱処理をせずに靱性と破断伸びを確保するという着想を得て、本発明を完成した。
【００２１】
ここに、本発明の要旨とするところは次の通りである。
（１）質量％で、
Ｃ：０．００１　〜０．２５％、　　　　Ｓｉ：０．００３　〜２．０　％、Ｍｎ：０．００３　〜３．０　％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５　〜２．０　％、Ｐ：０．１５％以下、　　　　Ｓ：０．０２０　％以下、
Ｏ（酸素）：０．００５　％以下、Ｎ：０．０１５　％以下で、
かつ、Ｔｉ／Ｎ＝０．５　〜５．０　を満足するＴｉを含み、残部は実質的にＦｅ
からなる化学組成の鋼材であって、加熱温度１１００〜１４５０℃、増肉加工速度２ｍｍ／ｓ以下、増厚率２の条件下で増厚加工を行ったとき、その組織の主相のミクロ組織単位の平均径が　５００μｍ　以下、アスペクト比が３以下であることを特徴とする増厚加工を施して使用する建築用鋼材。
【００２２】
（２）前記増厚加工を行った鋼材の降伏強度が２７０ＭＰａ以上、引張強度が４００ＭＰａ以上、全厚の破断伸びが１５％以上、表層から１／４　厚部の０℃での衝撃値（ｖＥ０）が２７Ｊ以上であることを特徴とする上記（１）　記載の建築用鋼材。
【００２３】
（３）前記化学組成が、さらに、質量％で、Ｎｂ：０．００２　〜０．２０％、Ｖ：０．００２　〜０．２　％、Ｚｒ：０．００２　〜０．２　％、Ｂ：０．０００２〜０．０１０　％、Ｃｕ：０．０３〜２．０　％、Ｎｉ：０．０３〜２％、Ｃｒ：０．０３〜２％、およびＭｏ：０．０３〜２％から成る群から選ばれた１種または２種以上を含有する上記（１）　または（２）　に記載の建築用鋼材。
【００２４】
（４）前記化学組成が、さらに、質量％で、Ｃａ：０．０００２〜０．０１％およびＲＥＭ（希土類元素）　：０．０００２〜０．０１％のうちの１種以上を含有する上記（１）　〜（３）　のいずれかに記載の建築用鋼材。
【００２５】
別の面からは、本発明は、増厚加工後の鋼材をも対象としており、その場合には、上述の条件での増厚加工後に、同じミクロ組織を有するものを包含する。
すなわち、かかる態様における本発明は、質量％で、Ｃ：０．００１　〜０．２５％、Ｓｉ：０．００３　〜２．０　％、Ｍｎ：０．００３　〜３．０　％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５　〜２．０　％、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．０２０　％以下、Ｏ（酸素）：０．００５　％以下、Ｎ：０．０１５　％以下で、かつ、Ｔｉ／Ｎ＝０．５　〜５．０　を満足するＴｉを含み、
所望により、Ｎｂ：０．００２　〜０．２０％、Ｖ：０．００２　〜０．２　％、Ｚｒ：０．００２　〜０．２　％、Ｂ：０．０００２〜０．０１０　％、Ｃｕ：０．０３〜２．０％、Ｎｉ：０．０３〜２％、Ｃｒ：０．０３〜２％、およびＭｏ：０．０３〜２％から成る群から選ばれた１種または２種以上
および／または
Ｃａ：０．０００２〜０．０１％およびＲＥＭ　：０．０００２〜０．０１％のうちの１種以上
残部は実質的にＦｅ
からなる化学組成の鋼材であって、その組織の主相のミクロ組織単位の平均径が５００　μｍ　以下、アスペクト比が３以下であり、さらに所望により、降伏強度が２７０ＭＰａ以上、引張強度が４００ＭＰａ以上、全厚の破断伸びが１５％以上、表層から１／４　厚部の０℃での衝撃値（ｖＥ０）が２７Ｊ以上であることを特徴とする増厚加工を施した建築用鋼材である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明が、増厚加工前または増厚加工後の鋼組成、鋼組織を上述のように限定する理由について説明する。
【００２７】
前述のように、増厚加工後の鋼材の主相のミクロ組織単位が粗大であると、靱性や破断伸びが低下してしまう。良好な靱性や破断伸びを得るためには、増厚加工後の主相のミクロ組織単位の平均径を　５００μｍ　以下とする。さらに良好な靱性や破断伸びを得るためには　３００μｍ　以下とすることが望ましい。
【００２８】
一方、増厚加工後の鋼材の主相のアスペクト比が大きくなると、靱性や破断伸びが低下してしまう。良好な靱性や破断伸びを得るためには、増厚加工後の主相のミクロ組織単位の平均径を　５００μｍ　以下、アスペクト比を３以下とする。さらに良好な靱性や破断伸びを得るためには、それぞれ　３００μｍ　以下、２．５　以下とすることが望ましい。
【００２９】
本発明にあっては、「増厚加工を施して使用する鋼材」についても、増厚加工後のミクロ組織について規定するが、その場合の「増厚加工」は、図１に示す装置を用いて、次の条件で行うものとする。なお、後熱処理装置は使用しない。
【００３０】
加熱温度：１１００　〜１４５０℃、
加工速度：　２ｍｍ／ｓ以下、
増厚率　　：　２　（母材板厚に対して４倍）　以下。
【００３１】
かかる条件で増厚加工を施したときに少なくとも１の試料が本発明の範囲に入るとき、そのような鋼材は本発明の範囲内である。もちろん、好ましくはすべての試料が本発明の範囲に入るのが良い。
【００３２】
次に、本発明において鋼の組成を限定する理由を以下に説明する。なお、組成比率は全て質量％である。
Ｃ：
Ｃは、鋼材の特性に顕著に効くもので、０．００１　％以上０．２５％以下とする。Ｃ畳を０．００１　％未満に低減すると、鋼材それ自体の強度、つまり増厚加工の前後の強度が必要以上に低下してしまう。また、真空脱ガス処理の長時間化など製鋼コストの上昇を招く。従って、Ｃ量の下限は０．００１　％とする。Ｃ量が０．２５％を超えると増厚加工後の急冷により必要以上の焼きが入り、靱性が低下してしまうため、上限を０．２５％とする。好ましくは０．０３％以上０．２０％以下、より好ましくは０．０５％以上、０．１５％以下である。
【００３３】
Ｓｉ：
Ｓｉは、強度確保を目的に０．００３　％以上２．０　％以下含有させる。０．００３　％未満では強度上昇の効果がない。２．０　％を超えて含有させると増厚加工後の急冷により必要以上の焼きが入り、靱性が低下してしまうため、上限を２．０　％とする。好ましくは１．５　％以下、より好ましくは１．０　％以下とする。なお、鋼材のスケール性状も良好にするために、さらに好ましくは０．５　％以下とする。
【００３４】
Ｍｎ：
Ｍｎは、熱間脆化の抑止、強度の向上等の目的で０．００３　％以上３．０　％以下とする。０．００３　％を下回るとこれらの効果が不十分となる。３．０　％を超えると増厚加工後の急冷により焼きが入り、靱性が低下してしまうおそれがある。好ましくは２．０　％以下、更に好ましくは１．５　％以下とするのが良い。
【００３５】
ｓｏｌ．Ａｌ：
Ａｌは、脱酸に有効な元素であり、特に連続鋳造法などを適用して製造する場合、欠陥のない鋼片を得るための必須添加元素であって、その含有量がｓｏｌ．Ａｌ量で０．００５　％より少ないと前記の作用効果が十分に得られない。一方、２．０　％を超えると溶接性を悪くする。また、ＡｌはＴｉ、Ｂと同様に窒化物を生成するが、ＡｌがＢＮの生成を阻害し、靱性に悪影響を及ぼす場合があるため、好ましくはｓｏｌ．Ａｌを０．２　％以下、より好ましくは０．１　％以下に制限するのがよい。
【００３６】
Ｐ：
Ｐは、不純物で靱性を低下させる有害な元素である。特にその含有量が０．１５％を超えると靱性の低下が著しい。したがって、Ｐの含有量は０．１５％以下とした。さらにより優れた靱性を得るためには、好ましくは０．０５％以下、より好ましくは０．０３％以下とすることが望ましい。
【００３７】
Ｓ：
Ｓは、Ｐと同様不純物であり靱性を低下させる有害な元素である。特に、その含有量が０．０２０　％を超えると靱性の劣化が著しくなる。したがって、Ｓの含有量は０．０２０　％以下とした。望ましくは０．０１５　％以下で、さらに望ましくは０．０１０　％以下である。
【００３８】
Ｏ（酸素）：
Ｏ（酸素）は不可避的不純物であり、ＳｉやＡｌなどの脱酸剤の添加により、ほとんどは酸化物の形で鋼中に存在する。これら酸化物は粗大な介在物を形成し、靱性を劣化させるので、少ないほど良い。Ｎｂ、ＴｉおよびＶなどが含有される場合、このような酸化物の影響は軽減されるが、靱性の劣化を避けるために０．００５　％以下に制限する。
【００３９】
Ｎ：
Ｎは、通常、不純物として約０．００１　％以上含まれるが、本発明では積極的に含有させる。Ｔｉ量との関係が適正であればＴｉ窒化物を形成し、高温加熱時のγ粒粗大化を抑制し、増厚加工後のミクロ組織単位を小さくして靱性を高めることに寄与する。しかし、その含有量が０．０１５　％を超えると、かえって靱性の低下を招く。したがって、Ｎの含有量は０．０１５　％以下とした。靱性改善効果をさらに良くするためには、Ｎの含有量を０．０１％以下とすることが望ましい。
【００４０】
Ｔｉ：
Ｔｉは窒化物を形成し、高温加熱時のγ粒粗大化を抑制し、増厚加工後のミクロ組織単位を小さくして靱性を高める作用を有する。ＴｉとＮの質量％の比（Ｔｉ／Ｎ）が５．０　を超えると整合析出物であるＴｉ炭化物も多量に析出することにより靱性が劣化し、Ｔｉ／Ｎ比が０．５　未満になると多量の固溶Ｎが靱性を劣化する。従って、Ｔｉ／Ｎ比は０．５　〜５．０　とする。好ましくは１．０　〜４．５　、より好ましくは１．５　〜４．０　である。
【００４１】
Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒ、Ｂ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ：
これらの元素は、添加しなくてもよいが、炭素量を低くした場合の強度向上や靱性改善の目的で、Ｎｂ：０．００２　〜０．２０％、Ｖ：０．００２　〜０．２　％、Ｚｒ：０．００２　〜０．２　％、Ｂ：０．０００２〜０．０１０　％、Ｃｕ：０．０３〜２．０　％、Ｎｉ：０．０３〜２％、Ｃｒ：０．０３〜２％、Ｍｏ：０．０３〜２％の１種または２種以上を含有しても良い。
【００４２】
各元素の下限値は、この値を下回ると強度上昇や靱性改善の効果は現れず、上限値は、その値を超えると増厚後の冷却時に大きな硬化や靱性劣化が生じるおそれがある。
【００４３】
なお、Ｃｕは約０．３　％を超えて含有させると熱間加工時に表面荒れを起こすことがあり、これを防ぐためにＣｕの半量ないしはそれ以上のＮｉを含有させることが望ましい。つまり、ＣｕおよびＮｉを含む場合は、Ｃｕ×ｌ／２　≦Ｎｉとする。
【００４４】
ＲＥＭ　、Ｃａ：
さらに、ＲＥＭ　およびＣａはＭｎＳ　の形態を制御し、母材の低温靱性を向上させる。この効果を得るためには、それぞれ下限は０．０００２％である。しかし、それぞれ０．０１％を超えて添加しても効果は飽和するため、各上限を０．０１％とした。
【００４５】
また、上述したＴｉによる増厚加工部の靱性改善効果をより確実に得るためには、増厚加工前の鋼材中に、析出物としてのＴｉが質量％で０．００５　％以上含まれていることが好ましい。この析出物量はＴｉ、Ｎの量をコントロールすることによって確保できる。また析出物量は、電解抽出法などの手段によって確認できる。
【００４６】
このような化学組成をもった鋼材は、適宜手段で増厚加工を行うことができるが、すでに述べたように、その一つの標準的加工手段として図１に示す装置による場合を挙げることができる。
【００４７】
本発明の場合、増厚加工後の急冷処理により最終的に得られる組織は、フェライト、ベイナイト、あるいはマルテンサイトからその主相が構成されており、そのときの化学組成により、また急冷条件により異なる。ベイナイトおよびマルテンサイトは低温変態相としてフェライトとは区別される。
【００４８】
その他の組織としては、残留オーステナイト、析出物、介在物等が挙げられる。
本発明にかかる鋼材の形態としては、例えば管材、形材、あるいは板材のいずれであってもよく、特定のものに限定されないが、通常は、増厚加工による効果は、角形鋼管等の異形鋼管の場合が実用上特に顕著である。
【００４９】
次に、実施例によって本発明の効果を具体的に説明する。
【００５０】
【実施例】
表１に示す化学組成を有するスラブを連続鋳造により製造し、連続鋳造終了後に室温まで空冷した。このスラブを１１００℃〜１３００℃の温度域に再加熱した後、仕上げ温度９００　℃以上で圧延して厚さ１２ｍｍの鋼板に仕上げ、冷間ロール成形により四辺が３００ｍｍ　の角形鋼管に製管した。
【００５１】
母材特性を評価するため、製管ままの鋼管からＪＩＳ　Ｚ　２２０１に規定の全厚１Ａ号引張試験片およびＪＩＳ　Ｚ　２２０２に規定のＶノッチの４号シャルピー衝撃試験片を採取した。試験片の採取位置および方向は、鋼管平板部の幅の中央、衝撃試験片については板厚１／４　厚位置で、試験片の長手方向を圧延方向とした。これらの試験片で引張特性、および−４０℃での衝撃吸収エネルギー　（ｖＥ−４０　℃）を測定した。なお、−４０℃での衝撃試験を３回実施して測定された衝撃吸収エネルギーの平均値とした。
【００５２】
また、増厚加工後の特性を評価するため、図１に示す装置に示す方法で増厚加工を行った　（特開平８−３１８３４１号公報参照）　。増厚加工条件は、最高加熱温度が１３５０℃、加工速度が１．５ｍｍ／ｓ　、増厚率が１（母材板厚に対して２倍）であった。
【００５３】
本発明鋼では後熱処理を施さなくても増厚加工後の増厚加工部の靱性を確保できるため、増厚後の熱処理、つまり後熱処理は本発明例、比較例ともに実施しなかった。
【００５４】
増厚加工してから急冷した後、増厚加工部を、全厚１Ａ号引張試験片およびＪＩＳ　４号シャルピー衝撃試験片にそれぞれ加工し、引張特性、０℃での衝撃吸収エネルギー（ｖＥ０℃）を評価した。
【００５５】
本例において、ミクロ組織単位の粒径は、増厚加工前の鋼板と加工材の１／４　厚位置を２％ナイタールで腐食し、１０視野以上撮影したミクロ組織写真を基に平均値として求めた。アスペクト比は、同じく、１０視野以上撮影したミクロ組織写真を基に平均値として求めた。
【００５６】
鋼板および増厚加工部のミクロ組織と特性を表２に示す。
表２に示す結果からもわかるように、母材の衝撃特性は比較的良好である。一方、増厚加工部　（加工後急冷処理材）　のｖＥ０　は、本発明の組成範囲内である鋼番１〜８の鋼は、増厚加工後の衝撃値が母材の衝撃値よりやや劣る傾向にはあるが、建築構造用として十分高い値を示している。さらには破断伸びも十分高い値を示している。しかし、本発明の範囲を逸脱している試番９〜１７の鋼は、増厚部の衝撃値や破断伸びが低い。
【００５７】
【表１】
2004060001.tif 000003
【００５８】
【表２】
2004060001.tif 000004
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、建築構造物の柱や梁などに用いられる鋼板、鋼管や形鋼などにおいて、結合部の補強工作を合理化するため、局所の加熱によって増厚加工し厚肉部を形成させる場合に、増厚加工後の急冷のままの状態においても、その衝撃特性や破断伸びが良好である、増厚加工に適した建築用鋼材を提供する。この鋼材の利用により、増厚加工部の性能が向上し、加工法の合理化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】増厚加工装置の概略説明図である。
【図１】
2004060001.tif 000005