182●第 4 編

専門部会活動10鉄鋼部会

鋼構造物への溶接は 1920（大正 9）年代頃から

便利な規格化を図る機運が高まってきた。

盛んに用いられるようになったが，1930（昭和 5）

溶接協会では，1958（昭和 33）年度後半，防衛

年代にヨーロッパで溶接橋が脆性破壊した事故や，庁から艦船用 HT60 鋼の研究と防衛庁規格作成の第二次大戦中にアメリカで建造された溶接船の事

受託研究を進めることになり，1959（昭和 34）年

故などが契機となり，その原因究明が進められた

8 月に木原博委員長のもとに「HT 委員会」が正式

結果，溶接構造物に使用される鋼材の品質改善がに発足した。同委員会においては，関係鉄鋼メー促進された。

カーが研究に協力し作成した原案をもとに，1960

日本では，戦時中とだえていた諸外国の溶接技（昭和 35）年 12 月，WES 135-1960「溶接構造用高術情報の吸収によって，溶接用鋼材の改善，進歩

降伏点鋼板規格」が制定され，これが後の WESを図ってきた鉄鋼各社の努力の結晶として，1958

3001「溶接構造用高張力鋼板規格」として改正さ（昭和 33）年頃から溶接用高張力鋼板が次々と開れ，今日まで使われている。当部会はそのような発された。これらの鋼板は，圧力容器，橋梁など研究委員会が発展し，1964（昭和 39）年 4 月 1 日に使用され始めたことから，利用者，製造者にもに正式に発足したものである。

10.1

設置経緯

1959（昭和 34）年 8 月に，木原博委員長のもとまた，1962（昭和 37）年には，安藤良夫委員長に HT 委員会が正式に発足したが，さらに各種高のもとに超高張力鋼研究委員会（UH委員会）が発張力鋼板の開発に伴い，それらの共通課題として足し，当協会内における溶接用鋼材の研究は，わ

溶接構造物のぜい性破壊防止を取り上げ，その判が国のこの分野における中核を成すに至った。

定基準作成のために，1960（昭和 35）年 5 月，木

以上のように，1959（昭和 34）年度に発足した

原博委員長，金沢武副委員長の指導のもと，「鉄鋼HT 委員会から，第一次及び第二次鉄鋼研究委員

研究委員会」が発足した。

会，超高張力鋼研究委員会に至るこれら一連の研

この成果は，WES 136-1961「低温構造用鋼板判

究，規格化活動は，木原，金沢，安藤，稲垣など

定基準」として制定され，その後 WES 3003 に改の指導のもとに鉄鋼メーカーを中心に進められて正され，現在も使われている。1962（昭和 37）年

きた。そして，1963（昭和 38）年，部会設置の機には，第二次鉄鋼研究委員会として引き継がれ運が熟したとして設置準備を行い，協会理事会で「低温構造用鋼板の開発及びその材質判定基準確立の承認を得て，1964（昭和 39）年 4 月 1 日に鉄鋼に関する研究」が進められた。

部会が正式に発足した。

10.

鉄鋼部会

183

10.2 部会の組織と運営

10.2.1 目

的

鉄鋼部会

部会長：鉄鋼6社の代表（任期2年）

部会の目的は，鉄鋼部会規則第 2 条に「この部会は（社）日本溶接協会の事業活動の一環として，幹事会

技術委員会 委員長：町田 進（千葉大）

会員の共通利益の維持増進及び鉄鋼の溶接に関す

APD II 委員会

る技術の向上並びに普及を図るために，必要と認

主査：高梨晃一（千葉大）

められる諸種の事業活動を行うと共に，会員相互FTS委員会の親睦を図り，業界の健全な発展に貢献すること

主査：宮田隆司（名古屋大）を目的とする」と規定している。
すなわち，鋼構造物の溶接部の安全性などに関連して，鉄鋼技術や評価技術の向上を図ることを目的としている。鉄鋼メーカーは利用目的に適合した優れた鋼材を製造し，需要者各位に供給する責務があるが，鉄鋼部会は，鋼を溶接の面から取り上げ，安全性と溶接施工性の観点より，鉄鋼技術の発達に伴う適切な鋼材を適切に使用した鋼構
造物を側面から普及促進させるという役目を担っている。

10.2.2

図 10.1

鉄鋼部会の組織（平成 10 年現在）

友金属工業，神戸製鋼所が加入し，1970（昭和 45）
年に八幡，富士両社の合弁，三菱製鋼の製品種目変更による脱退により，1998（平成 10）年現在は
新日本製鉄，川崎製鉄，日本鋼管，日本製鋼所，住友金属工業，神戸製鋼所の 6 社が母体となっている。現在の部会組織を図 10.1 に示す。
部会の総体的企画，運営は技術委員会，幹事会で協議し推進している。鉄鋼部会総会は少なくとも年1 回開催され，部会長は2 年ごとの任期で，部組織・運営

会員会社 6 社の中から選任されている。表 10.1 に歴代の技術委員長を示す。

部会規則第 5 条に「部会員は，部会の事業に関係する団体会員をもって構成する」と定めており，

表 10.1

歴代技術委員長

鉄鋼部会は，現在，鉄鋼メーカー 6 社の団体会員

年 度
技術委員長
1964〜1975
木原 博（東大）（昭和39〜50）
1976〜1989
発足当時，母体となった鉄鋼メーカーは，八幡
金沢 武（東大→長崎総科大→千葉工大）（昭和51〜平成1）
製鉄，富士製鉄，川崎製鉄，日本鋼管，三菱製鋼，1990〜現在
町田 進（東大→千葉大）（平成2〜現在）
日本製鋼所の6社であった。その後，間もなく，住で構成されている。

10.3 鉄鋼製造技術の発展

10.3.1 鉄鋼製造技術の進歩
主要国の粗鋼生産推移を図 10.2（次ページ）に示
1)

よって急速な量的拡大を遂げた時期である。厚板製造技術面では，本格的な厚板 4 段ミルが米国かす 。同図からわかるように，わが国の戦後の鉄鋼ら導入され，造船向けを中心とする厚板需要の増業の歴史は，2 つに分けることができる。第一は，大に応えつつ，調質高張力鋼，低温用鋼，ボイラ

1973（昭和 48）年の石油危機までの時期である。

用鋼などの高級厚鋼板の製造体制を築き，欧米とこの時期は，
主に欧米からの技術導入をもとに，ほぼ同等品質の製品を製造することができるよう

大型の臨海一貫製鉄所が次々と建設され，それにになった時期である。

184●第 4 編

専門部会活動170,000(千トン)

160,000
150,000
140,000EU

130,000

ソ連（ロシア）

120,000

日本

110,000
100,000
90,00080,00070,000アメリカ
60,00050,000中国

40,00030,000韓国
20,00010,00001950

図 10.2

1955

1960

1965

1970
1975
西暦年

1980

1985

1990

1995

主要製鉄国の粗鋼生産推移（1950（昭和 25）〜 1993（平成 5）年）

第二は，粗鋼生産が右肩上がりから，横ばい又は駕する地位を築くことができた。

微減で推移してきた時期である。この時期に鉄鋼

具体的な製造技術としては，製鋼プロセスでは

業界は，石油危機を契機とする 1970（昭和 45）年

溶銑予備処理，取鍋精錬，連続鋳造技術の改善が，代のエネルギー価格の高騰，1985（昭和 60）年のまた厚板圧延プロセスでは TMCP 技術（熱加工制

プラザ合意以降の急激な円高と，バブルの発生と御技術：Thermo-Mechanical Control Process）がその後のバブル崩壊などの外部環境の急変に見舞あげられる。TMCP は図 10.3 に示すように，水冷われた。
このような外部環境変化に対応し，生産の最適・集約を行いつつ，
省エネルギー技術の開発，生産設備の省力化・

熱加工制御

温 度

熱加工圧延

（参考）
古典的制御圧延

加速冷却

通常鋼片
加熱温度
焼ならし
温 度

R

R

R

R
R

R

R

R

R

自動化，圧延歩留の向上などによる生産性の未再結晶域た。また，これらの努

Ar3

力と同時に，需要家の

Ar1

R

R

R

R

R

ACC

ACC

多様な品質要求に応え，
世界で最も高品質の製品を開発し，品質技術面では欧米を遙かに凌備考 R：圧下

図 10.3

ACC：加速冷却

TMCP 技術（熱加工制御）の概要

10.

185

鉄鋼部会

表 10.2 厚板製品に関する技術開発の推移

1950年〜1960年

1960年〜1970年頃

溶接構造用鋼 ・船体用アルミキルド鋼の ・耐候性鋼の国産化
国産化
・耐ラメラテア鋼の開発
・焼ならし型HT50鋼の国産 ・ラインパイプ用非調質高化
張力鋼の開発高張力鋼

・調質HT60の国産化

ボイラ用鋼

・ボイラ用鋼の国産化

1980年〜1998年
・高降伏点船体用大入熱鋼の開発
・海洋構造物用CTOD鋼の開発
・建築用低YR鋼の開発
・耐火鋼の開発・調質HT70〜80の製造技術 ・貯槽用大入熱溶接用HT60 ・送電鉄塔用HT60の開発
・水圧鉄管用HT100の開発の開発の確立
・予熱低減型HT60〜80の開・調質高張力鋼の溶接性の ・CF級HT60の開発
発・ペンストック用HT80の開改善
発・低温アルミキルド鋼の国
産化
・Ni系低温用鋼の国産化

低温用鋼

1970年頃〜1980年
・船体用大入熱溶接用鋼の開発
・海洋構造物用鋼の開発
・TMCP型船体構造用鋼の開発

・高アレスト型2.5〜3.5％Ni ・厚肉高靭性9％Ni鋼の開発
鋼の開発

・極厚Mn-Mo-Ni鋼の製造技 ・高降伏点常温圧力容器用
鋼の開発
術の確立
・極厚Cr-Mo鋼の製造技術の ・極厚鋼の品質改善（焼戻し脆化，SR割れなど）
確立
・耐HIC鋼の開発

型と非水冷型に大別できるが，現在では双方合わ・USCボイラ用鋼の開発
・高強度Cr-Mo鋼の開発

Q-T 2％せると厚板製品の約 4 割を超えるまでになってき

Norma 3％ている 2)。
ACC 17％10.3.2 厚板製品の技術開発の推移
厚板製品の技術開発の推移を，表 10.2 に示す。

TMCP 41％

As-rolled 54％
TMR 24％1960（昭和 35）年頃までは，造船業の復興に対応した技術開発が厚板分野の主な流れであった。
当時の製造法別厚板生産比率を，図 10.4 に示す。
その後，鋼構造物の大型化とそれに伴う高張力

ACC：水冷型，TMR：非水冷型

鋼化の進展，省力化に対応した自動溶接化と大入

図 10.4

製造法別厚板生産比率

熱溶接化などの動き，鋼構造物の使用限界の拡大とそれに伴う多様な性能の要求（例えば，低温靭鋼材需要家，鉄鋼会社が参加し共同して研究開発

性，耐食性，低 YR 化，耐火性能など）が起こってを行ってきた。なかでも，溶接協会内に設けられきた。

た各種の委員会の活動の成果は特に顕著であり，これらの動きに対応して，鉄鋼各社は，新製品の開発を行ってきたが，必要に応じて，学協会の高品質の厚板製品の開発と利用加工技術の開発に先駆的な役割を果たしてきた。

中に各種の専門的な委員会を設け，学識経験者，10.4 活動状況

10.4.1 設置委員会と研究テーマに鋼材の破壊靱性と溶接割れに関する研究を，鋼表10.3（次ページ）に，これまでに設置された研材の評価・実用化の重要課題として取り上げてい究委員会と研究テーマを示す。鉄鋼部会では，特

る。

186

●第 4 編

専門部会活動表 10.3

鉄鋼部会研究委員会の歩み

委員会
研究テーマ
9N
9％Ni鋼の溶接，加工に関する研究

主 査
渡辺正紀

研究期間
1964(昭和39)〜1967(昭和42)年

HT

高張力鋼の広幅溶接継手の静的，動的強度に関する研究

小倉信和

1964(昭和39)〜1968(昭和43)年

LT

9％Ni鋼板の脆性破壊特性に関する研究池田一夫

1964(昭和39)〜1969(昭和44)年

EW

各種高張力鋼及び低温用鋼の脆性破壊発生に関する研究池田一夫

1964(昭和39)〜1969(昭和44)年UHa)150〜200kgf/mm2級超高張力鋼の溶接性並びに破壊靭性に関する研究b)国産超高張力鋼及び溶接部の基準設定に関する研究

安藤良夫

1965(昭和40)年

JF

国産鋼材及びその溶接継手の歪制御低サイクル疲労に関する研究

飯田国広

1967(昭和42)〜1973(昭和48)年

SST

溶接構造用高張力鋼板規格，WES- 135-1964の改正

小倉信和

1969(昭和44)〜1970(昭和45)年

TM

低温構造用鋼板判定基準，WES 136-1970の改正
a)板厚効果に関する研究
b)脆性破壊発生特性に基づく鋼材の材質判定基準確立に関する研究

金沢 武

1969(昭和44)〜1975(昭和50)年

JC

高張力鋼板の溶接割れ感受性指数（Pc）に関する調査研究田村 博

1969(昭和44)〜1970(昭和45)年

SS

日本溶接協会鋼種認定要領及び認定方法の改正

小倉信和

1970(昭和45)年

JE

高張力鋼の溶接継手部の切欠靭性の評価法の検討

大庭 浩

1970(昭和45)〜1973(昭和48)年

SJ

軟質溶接継手の強度に関する研究

佐藤邦彦

1970(昭和45)〜1975(昭和50)年

N2-3

WES 136規格中の2.5〜3.5Ni鋼に対応する試験温度基準の再検討

金沢 武

1970(昭和45)〜1975(昭和50)年

Pc

Pc値の規格，解説の作成

田村 博

1971(昭和46)〜1972(昭和47)年

TH

溶接熱影響部のテーパ硬さ試験方法のJIS原案の作成

稲垣道夫

1971(昭和46)年

BE

溶接構造用鋼板のボンド脆化に関する研究田村 博

1972(昭和47)〜1975(昭和50)年

IF

溶接構造用鋼板選択のための溶接性並びに脆性破壊に関する評価試験

稲垣道夫

1972(昭和47)年

CSW

溶接低温割れ評価のためのインプラント試験法の検討に関する研究稲垣道夫

1973(昭和48)〜1975(昭和50)年

WSD

脆性破壊から見た溶接部の欠陥評価

町田 進

1975(昭和50)〜1976(昭和51)年

JI

J積分破壊基準並びに等価欠陥方法に関する研究

金沢 武

1976(昭和51)〜1977(昭和52)年

HSE

溶接等の各種熱加工により生じる熱，歪に伴う材質変化と継手性能

佐藤邦彦

1976(昭和51)〜1978(昭和53)年

IL

溶接構造用鋼選択のための溶接性に関する評価試験a)ラメラテア関係，b)インプラント関係

稲垣道夫

1977(昭和52)年

PMS

中・常温圧力容器用高強度鋼板及び鍛鋼品等の規格化

稲垣道夫

1976(昭和51)〜1978(昭和53)年

WSDR

欠陥評価法の信頼性工学による検討

板垣 浩

1977(昭和52)〜1981(昭和56)年

FTC

破壊靭性基準に関する研究

金沢 武

1978(昭和53)〜1980(昭和55)年

MWC

厚板多層溶接部の割れに関する調査研究田村 博

1979(昭和54)〜1983(昭和58)年

WR

WES 3001-1970（溶接構造用高張力鋼板規格）改正及びWES 3003G (脆性破壊発生特性に基づく低温構造用鋼板G種判定基準) (案)の検討
WR1：WES 3001 の改正
WR2：WES 3003 G（案）の検討

金沢 武

1980(昭和55)〜1982(昭和57)年

FTR

COD要求値の意義の検討

町田 進

RTW

溶接部靭性要求の検討

金沢 武

1983(昭和58)〜1986(昭和61)年

FTW

溶接部COD試験方法の検討

町田 進

1985(昭和60)〜1989(平成1)年

RCT

再熱割れ試験方法の検討

稲垣道夫

1986(昭和61)〜1989(平成1)年

ECM

高強度Cr-Mo鋼の技術基準の調査及び設計データベースの作成

稲垣道夫

1990(平成2)〜1991(平成3)年

WR3

WES 2805-1980（溶接継手の脆性破壊発生に対する欠陥の評価方法）の見直
し，改正

町田 進

1990(平成2)〜1993(平成5)年

APD

繰り返し大変形を受ける鋼構造物溶接接合部の強度と破壊靭性

高梨晃一

1992(平成4)〜1997(平成9)年

FTS

破壊靭性に関する研究

宮田隆司

1994(平成6)年〜

APD II

建築鉄骨溶接接合部の強度と破壊靭性に対する工学的評価手法の検討

高梨晃一

1997(平成9)年〜

1966(昭和41)〜1973(昭和48)年

稲垣道夫
町田 進
1981(昭和56)〜1984(昭和59)年

10.

10.4.2 主な委員会活動
（1)

鉄鋼部会

187

探った。さらに，1974（昭和 49）年度は COD 値

UH 委員会（主査：安藤良夫）に及ぼす板厚効果，特に 50mm 以上のデータが乏しく，板厚補正項の形，大きさについて実験，検◎研究テーマ
国産超高張力鋼及び溶接部基準設定に関する研究討を行った。
また，延性安定き裂発生時の CTOD（δ１）及び◎研究期間

δ１＝δθとなる温度 （T １）と V シャルピー試験

1965 〜 1973（昭和 40 〜 48）年との関連などについて，実験と解析を行った。

◎研究目的
超高張力鋼は海外において，ロケットなど高度

1975（昭和 50）年度は総合的検討を進め，報告書の性能を要求される分野で使用され，研究されてをまとめる作業班と WES 136G 種改定案作成作業いるが，150 〜 200kgf/mm2 級の国産各種超高張力班を組織し，活動を進めた。

鋼とその溶接部強度，溶接性に関して基礎研究を◎研究成果行い，基準設定に関する資料を得る。

活動の結果は「脆性破壊発生特性に基づく，鋼材の材質判定基準の確立に関する共同研究」とし◎研究内容
鋼材 10 種，ワイヤ（TIG）ティグ 9 種を試作し，それらについて共同研究を行った。靭性試験，溶接性試験，その他種々の試験を実施。当初靭性に対する基準設定を目標の一つとしていたが，種々制約のため大型破壊試験が十分実施できず，基準てまとまり，第 2 回高張力鋼板に関する研究発表会において公表した。
(3)

JC委員会及びPc委員会（主査：田村博）◎研究テーマ
高張力鋼板の溶接割れ感受性組成に関する調査の提案は一部の試験結果に総合的判断を加えて行研究，PC 値の規格，解説の作成

わざるを得なかった。

◎研究期間① JC 委員会：1969 〜 1970（昭和 44 〜 45）年

◎研究成果
種々の試験を通じて，貴重な特性を得ることができた。共同研究実施の間に，東京大学宇宙研究② PC 委員会：1971 〜 1972（昭和 46 〜 47）年
◎研究目的

所のロケット打ち上げが次々と行われ，国産人工溶接時の低温割れ感受性の評価は，溶接熱影響

衛星の打ち上げへと発展してきた。本研究の成果

部の最高硬さでなされてきたが，伊藤，別所はｙは，それらの成功の陰で，大きな役割を果たし得開先拘束試験片を用いた溶接割れ試験により，新た。

しい溶接割れ感受性指数（PC または PW）を提案し(2)

TM 委員会（主査：金沢

武）◎研究テーマ
脆性破壊発生特性に基づく鋼材の材質判定基準

たので，その妥当性評価と規格化を検討する。
◎研究内容
提案された溶接割れ感受性指数に基づく鋼の溶の確立に関する研究

接割れ感受性の評価や，施工条件の検討が広く国◎研究期間内外で実施され，評価を得つつあった。1969 〜

1969 〜 1975（昭和 44 〜 50）年
◎研究目的
溶接構造物の脆性破壊に対しては，伝播停止特1970（昭和 44 〜 45）年に JC 委員会，1971 〜 1972
（昭和 46 〜 47）年に PC 委員会を組織し，広範な試験を実施し，この感受性指数 PC 値が鋼の溶接割れ性に基づいた WES 136「低温構造用鋼板判定基

感受性をよく表すことを明らかにした。

準」が制定され，JIS，その他規格の制定にも反映◎研究成果され貢献してきたが，CTOD 概念その他新しい破成果は総合報告書「高張力鋼の溶接割れ感受性

壊力学手法を導入し，発生特性に基づいた判定基指数に関する調査研究」にまとめるとともに，「溶

準案を作成する。

接構造用高張力鋼板規格（WES 135）」に，PC 式の◎研究内容

化学組成項を溶接割れ感受性組成（P CM）と定義

1973（昭和 48）年度は軟鋼から HT80 に至る鋼

し，それぞれのグレードに PCM の上限値を規定し材により，CTOD の諸特性を調査し，同時に Vた。それによって WES-135A-1972 においては，溶シャルピー試験を中心とする基礎試験との関連を

接性を炭素当量（Ceq）又は溶接割れ感受性組成188●第 4 編

専門部会活動（PCM）いずれで評価してもよいとした。
(4)④ 各種鋼材の熱ひずみ脆化感受性とその評価

SJ 委員会（主査：佐藤邦彦）◎研究テーマ
軟質溶接継手の強度に関する共同研究
◎研究期間

方法
⑤

溶接による熱ひずみ脆化とその評価方法⑥

溶接以外の熱加工による材質変化⑦ 熱加工に伴う材質劣化が継手性能に及ぼす1970 〜 1975（昭和 45 〜 50）年
◎研究目的

影響
◎研究成果

溶接割れ感受性の高い高張力鋼板の溶接におい種々の研究成果が得られ，それらを「溶接などて，母材より強度の低い溶接材料を使用すれば，の各種熱加工により生ずる熱ひずみ履歴に伴う材

割れ防止上有効となる場合が確認されており，高質変化と継手性能」として総合報告書をまとめ，張力鋼板の使用範囲の拡大が予想されることから，公表した。

軟質溶接継手の力学的挙動と強度を明らかにし，使用性能上の見地から軟質溶接継手の実用の可能性を検討する。
◎研究内容
軟質溶接継手の強度に関する文献調査，軟質溶
接継手の各種継手性能に関する実験的検討，軟質溶接継手における溶接割れ・残留応力の調査研究，
そして軟質溶接継手の実用性に関する検討を実施(6)

PMS 委員会（主査：稲垣道夫）◎研究テーマ
中・常温圧力容器用高強度鋼板及び鍛鋼品等の
規格化
◎研究期間
1976 〜 1978（昭和 51 〜 53）年
◎研究目的
わが国の圧力容器関係法規は，ASME Sec. Ⅷ，した。

Div. １を基本にしており，許容応力が低く，降伏◎研究成果

点ベースの設計を採用しているヨーロッパ系の法

研究結果は「軟質溶接継手の力学的挙動と強度に関する研究」にまとめた。
(5)

HSE 委員会（主査：佐藤邦彦）◎研究テーマ
溶接などの各種熱加工により生ずる熱ひずみ履

規，規格に比べて競争力の点から不利になっている。日本工業標準調査会内の圧力容器専門委員会
では，新しい設計手順を導入した圧力容器特定構
造規格の審議が行われており，高温強度の高い鋼種が検討されてきた。そこで，将来のJIS化の布石

歴に伴う材質変化と継手性能とするため，総合的に WES として制定する。

◎研究期間

◎研究内容

1976 〜 1978（昭和 51 〜 53）年
◎研究目的

PMS 鋼の鋼材開発は，鉄鋼メーカー，圧力容器メーカー，鏡板メーカー，エンジニアリング会社

構造用鋼材とその溶接部を対象として，溶接，がそれぞれ 6 グループを作り，それぞれ PMS25，

ガス切断，炎加工などの熱ひずみ履歴による鋼材

30，35鋼板並びに鍛鋼品についての製造研究を行の材質変化を，熱加工条件との関連において定量

い，日本鋳鍛鋼協会，日本鏡板工業界の参加のも的に把握するとともに，構造物の性能確保の見地とに下記の事柄を行った。

に立つときの熱ひずみ履歴による材質変化の問題①

関連欧米規格調査

点を明確にする。

②

JIS 特定規格の設計思想とのすりあわせ

◎研究内容

③

溶接性評価法の提案④

鋼種認定要領の考え方のまとめ

調査研究は以下の項目について，共同試験，自主研究を実施した。

⑤① 熱ひずみ履歴に伴う鋼の材質変化に関する従来の研究成果の調査②

溶接など熱加工に伴う熱応力・ひずみ履歴③ 予ひずみを受けた鋼材の材質変化とひずみ
時効

鋼種認定試験方法の作成と他 WES 認定試
験方法とのすりあわせ⑥

WES 様式の統一などの WES 化作業◎研究成果
鋼板，鍛鋼，鏡板規格，WES 3005，WES 3006，
WES 3007 を制定し，かつ鋼種及び鏡板認定要領，

10.

試験方法をも制定した。また前 2 規格を英文化し
た。
(7)

◎研究目的

IL 委員会（主査：稲垣道夫）

績を積み重ねてきたが，脆性破壊発生特性に基づ
く評価という視点を欠いていたため，①板厚効果，

溶接構造用鋼選択のための溶接性に関する評価②切欠先鋭度の影響，③破壊靭性値の統計的分布

試験について調査を行う。

◎研究期間

◎研究成果
板厚効果については，100mm 厚まで

1976 〜 1979（昭和 51 〜 54）年
インプラント溶接割れ試験法を実用的試験
ラメラテアの発生要因の明確化と，定量化し鋼板の選択基準を明らかにする。

布に関する調査結果を，同時に報告書としてまと
めた。
(10)

◎研究成果
インプラント溶接割れ試験法：試験法を確立し，WES の立案を行った。成果は 1976（昭和 51）年，1980（昭和 55）年の IIW に報告し

MWC 委員会（主査：田村博）◎研究テーマ
厚板多層溶接部割れの調査研究◎研究期間
1979 〜 1983（昭和 54 〜 58）年た。
②

原案とした。切欠先鋭度に関する調査結果及びWSDR委員会で議論された破壊靭性値の統計的分法として確立する。

①

t の形

で表せ，係数も 6 と判明し，WES 3003G 種改訂の

◎研究目的

②

189

WES 3003「低温構造用鋼板判定基準」は適応実◎研究テーマ①

鉄鋼部会

ラメラテア関係：IIWからの要請に基づき，◎研究目的

研究成果を継続的に報告した。研究成果をも各種鋼材の多層溶接割れ試験により，止端割れ，とに「耐ラメラテア鋼材の特性」及び「厚さルート割れなどの発生状況を調べ，適切なパス間方向の引張試験方法」の案を WR-1 委員会に温度を総合的に求めることによって，割れ防止と提出した。

鋼材成分する考え方を確立する。

(8)

WSDR 委員会（主査：板垣

浩）

◎研究成果
多層溶接割れの標準試験法としてレ型開先多層◎研究テーマ
欠陥評価法の信頼性工学による検討

溶接割れ試験方法（案）を提案し，1983（昭和 58）
年には WES を立案し，1985（昭和 60）年に WES◎研究期間1105「レ型開先多層溶接割れ試験方法」として制1977 〜 1981（昭和 52 〜 56）年

定された。

◎研究目的
WSD委員会により起案された「脆性破壊発生に対する溶接欠陥の許容判定基準」WES 2805-1976(11)

WR 委員会（委員長：金沢

武）◎研究テーマの作業過程に含まれる不確実要因を，信頼性工学

WES 3001-1970「溶接構造用高張力鋼板規格」

によって判定の意義をどのように評価すべきかをの改正及びWES 3003G「ぜい性破壊発生特性の基検討するとともに，既存データの統計的変動も調づく低温構造用鋼板Ｇ種判定基準」（案）の検討

査する。

◎研究期間
1980 〜 1982（昭和 55 〜 57）年

◎研究成果
WES 2805 の解説に，信頼性解析の応用につい(9)

FTC 委員会（主査：金沢◎研究テーマ
破壊靭性基準に関する研究◎研究期間
1978 〜 1980（昭和 53 〜 55）年(a)

WR 第 1 小委員会（主査：稲垣道夫）◎研究テーマての補足を加えた。
武）WES 3001-1970「溶接構造用高張力鋼板規格」
の改正
◎研究目的
溶接低温割れ感受性判定の手段として，炭素当量（Ceq）と溶接割れ感受性組成（Ｐ CM）を総合し，高張力鋼板の開発の進展と用途の広範囲化に190●第 4 編

専門部会活動対応して見直しを行う。また，クラックフリー鋼の開発実用化の進展を考慮し，その特性について◎研究成果
溶接部の破壊靭性値［Jc（T）］とシャルピー値の規格作成を行う。

［vE（T ＋Δ T）］間に良好な相関を見出し，中間◎研究成果

報告としてまとめた。1 9 8 5 （昭和 6 0 ）年にはIL委員会の成果を踏まえて，WES 3008「耐ラメ
ラティア鋼材の特性」及びWES 1106「鋼材の厚さ方向の引張試験方法」を制定した。また 1982（昭和 57）年には，WES 3001「溶接構造用高張力鋼板規格」を改正し，WES 3009「溶接割れ感受性の低い高張力鋼板」を制定した。
(b)「シャルピー試験による安全性評価手法−RTWアプローチ」を確立し，IIW に発表した。
(14)

FTW 委員会（主査：町田進）◎研究テーマ
溶接部 CTOD 試験方法の検討に関する研究◎研究期間

WR 第２小委員会（主査：町田進）◎研究テーマ1985 〜 1990（昭和 60 〜平成 2）年◎研究目的

WES 3003G「ぜい性破壊発生特性に基づく低温

CTOD 試験は材料の破壊靱性（δ C）を求める試

構造用鋼板Ｇ種判定基準」（案）の検討

験として広く用いられており，δ C が材料選定の◎研究目的仕様まで取り入られている例が増えてきている。

FTC 委員会の成果を踏まえて，先に作成された
WES 3003G「脆性破壊発生特性に基づく低温構造
用鋼板 G 種判定基準」（案）を再検討する。
1982（昭和 57）年度に WES 3003G「ぜい性破壊
発生特性に基づく低温構造用鋼板 G 種判定基準」（案）を作成し，1983（昭和 58）年に改正した。
FTR 委員会（主査：町田価にあたっては，特に溶接部が問題になる。
しかし，当時溶接部 CTOD 試験については，規格化されている例はなく，国際的に認められ慣用

◎研究成果

(12)

不安定破壊発生に対する材料選定あるいは欠陥評進）されている基準もなく，個々のケース毎に対処していたのが実情であった。
溶接部 CTOD 試験の場合には，母材 CTOD 試験に比べて，疲労予亀裂の導入法，ポップインの評
価，あるいは溶接部のもつ靱性の巨視的不均質性◎研究テーマという特殊性を考慮する必要があり，本来均質材

CTOD 要求値の意義の研究のもつバラツキに加えて，それに由来するδｃの◎研究期間

バラツキが著しく大きいなどの問題がある。この1981 〜 1983（昭和 56 〜 59）年

ような問題点に関して共同研究を行い，溶接部◎研究目的
ひずみ集中部の CTOD 評価及び溶接部 CTOD

CTOD 試験及びその評価について統一的な見解を試験方法の検討を行う。

まとめ，標準試験法として確立していくことが緊◎研究成果

急の課題になっていた。

従来データの調査研究，表面き裂の等価欠陥寸

こうした状況の中で F T W 委員会は，溶接部法の検討，ひずみ集中部の評価方法の検討及び溶CTOD の意義及びその試験法のあり方を考える上接部CTOD試験方法の検討などからなる最終報告

での基礎試料を得るべく，実験的研究として簡易書をとりまとめた。

試験法の可能性，溶接 C T O D のバラツキ（低(13)RTW 委員会（主査：金沢

武）◎研究テーマ
溶接部靭性要求の検討◎研究期間
1983 〜 1986（昭和 58 〜 61）年
◎研究目的
種々の脆性破壊要因が内在する溶接部に対し，CTOD 値の出現）のメカニズムについて検討するとともに，各種関連情報の収集とその検討を通じ，溶接部CTOD試験法についての注意事項や推奨事項をまとめることを目的とした。
◎研究内容
板厚 50mm と 100mm の海洋構造物用 HT50 鋼を供試鋼として，使用環境に即した合理的な靭性要求指針の設定に①

予亀裂導入法の検討

向けて，基礎思想及び基盤データを確立する。

②

簡易 CTOD 試験法の検討

10.

③

CTOD 試験結果（バラツキ）の評価

を実験的に行った。

鉄鋼部会

191

◎研究成果
実機ノズル部の溶接継手においては，開先が浅

特に③項の検討結果から，LBZ（Local Brittle

く，パス数が少ない場合が再熱割れ発生の可能性

Zone）の CTOD に及ぼす影響について，より系統が高くなる。そのため，実溶接施工においては，的な実験を行い，LBZ の種類，大きさとδｃの関開先深さとパス数を増加させて，力学的条件を緩係ついて実験及び考察を行った。

めることが重要であることを明らかにし，実機プ

また，これらの実験検討結果及び IIW 第 X 委員
会 W G 「F r a c t u r e

Mechanics Testing on

Weldments」の報告，その他関連技術論文や資料をもとに，試験法のあり方，推奨事項，コメント，
参考資料などを取りまとめた。

ラントにおける再熱割れ防止に貢献した。
(16)

ECM 委員会（主査：稲垣道夫）◎研究テーマ
高強度 Cr-Mo 鋼技術基準の作成
◎研究期間

◎研究成果

1990 〜 1992（平成 2 〜 4）年

溶接部 CTOD 試験のあり方や，試験結果を解釈する上での種々の貴重な知見が得られた。
破壊靱性試験で得られる靱性のもつ意味は，その方法によっても異なり，試験の目的を明確にし◎研究目的
高温高圧容器用高強度Cr-Mo鋼の技術基準及び設計ベースの作成◎研究内容て試験を行うべきである。また，試験結果のもつ重質油の分解精製や石炭液化などの装置に使用

意味を十分理解し，その結果を適切に使うことにされる高圧容器は，従来の石油精製装置より高温

よって，破壊靱性試験が活かされるなどの破壊の 450℃以上の運転条件が必要となってきた。こ靱性試験で得られる限界値の意義についての共通のため，既存の 2 1/4Cr-1Mo 鋼あるいは 3Cr-1Moの認識を得ることができた。

鋼では極厚となり，重量も大幅に増加するため，(15)

RCT 委員会（主査：稲垣道夫）◎研究テーマ
再熱割れ試験方法の検討◎研究期間
1986 〜 1990（昭和 61 〜平成 2）年◎研究目的

その製造が困難になり，さらに水素浸食の心配もある。すなわち，より高強度で高温高圧水素環境において優れた性能を有する材料への要求が国内外で高まってきた。
このような高強度 Cr-Mo 鋼の開発には，日本の材料メーカー，ファブリケータの寄与するところ

エネルギー製造プラントの圧力容器における再が極めて大きく，また，国内規格，法規に従って，

熱割れについて，実機プラントでの割れを評価す

これら新鋼種を用いて高圧容器を製作するケース

る再熱割れ試験方法を確立する。

が多くなることから，これらの材料の規格化が必◎研究内容要になっている。

従来まで提案されている再熱割れ試験方法は，以上のような状況を考慮して，本委員会では高鋼材の再熱割れ感受性の相対比較や，再熱割れの強度Cr-Mo鋼の材料及び設計に関する技術基準と発生要因解析を目的としたものであるため，それ各種設計データベースを作成することにした。対

らにより，実機において再熱割れが発生するか否象鋼種としては，ASTM 及び ASME において規格かを判断する事は困難である。そこで本委員会で化が進められている 3 種類（Enhanced 2 1/4Cr-

は，実機で再熱割れ発生の危険性の最も高いノズ

1Mo 鋼，V-Modified 2 1/4Cr-1Mo 鋼， V-Modified

ル部での溶接残留応力，塑性ひずみ及び PWHT に

3Cr-1Mo 鋼）とし，2 年間の調査研究の成果を「高よる応力緩和とクリープ歪の解析を行った。

強度 Cr-Mo 鋼の技術基準」としてまとめた。

それらの結果を踏まえて，軸対称再熱割れ試験

この基準書は，材料規格案としての「高温圧力容を用いれば，実機のノズル部に生じる溶接及び器用高強度クロムモリブデン鋼鋼板」及び「高温PWHT時の応力とひずみを再現できることを明ら

圧力容器用高強度クロムモリブデン鋼鍛鋼品」
と，

かにした。

高圧容器の設計に必要な設計許容応力，材料特性，
物性値とそれらのデータベース及び溶接施工指針

192●第 4 編

専門部会活動を示す付属書，さらにはユーザーに高温高圧水素環境に対する優れた材料特性について，適切な理解と知識を与えるための参考書としての環境強度⑥

WG-F：とりまとめ◎研究成果
WES 2805「溶接継手の脆性破壊発生及び疲労亀

データ集から構成されている。

裂進展に対する欠陥の評価方法」の改訂案をまと◎研究成果めるとともに，「亀裂開口変位（CTOD）試験方本委員会で作成した鋼板及び鍛鋼品の材料規格
案は，W E S 及び J I S として発行された。また，
ASTM 及び ASME での材料規格化においても，本委員会の成果が反映された。
(17)

WR-3 委員会（主査：町田

法」，「溶接熱影響部 CTOD 試験法に関するガイド
ライン」を作成し，WES 化へ貢献した。
(18)

APD 委員会（主査：高梨晃一）◎研究テーマ進）◎研究テーマWES 2805-1980（溶接継手の脆性破壊発生に対する欠陥の評価方法）の見直し，改正。
◎研究期間
1990 〜 1994（平成 2 〜 6）年◎研究目的
WES 2805 は 1976（昭和 51）年に制定され，その後 1980（昭和 55）年の改訂を経て当時までに繰り返し大変形を受ける鋼構造物溶接接合部の強度と破壊靱性◎研究期間
1992 〜 1997 年（平成 4 〜 9）年◎研究目的
建築鉄骨接合部において脆性破壊を防止するた
めに，どのくらいの靱性値が必要かを算出するための破壊力学的評価手法を確立する。
◎研究内容至っている。しかし，弾塑性破壊力学，靱性評価

地震時に建築鉄骨骨組に生じるマクロなひず法，信頼性工学など，その後の関連分野の発展にみ・ひずみ速度を算出するとともに，柱梁接合部

よって改良すべき諸点が生じてきたことや，英国における形状的不連続部の局所ひずみを，計算とにおいて進められている同種基準の改訂内容との大型模型試験によって求めた。 また，繰り返し及整合性を取る必要性が生じたことなどから，WES

び動的荷重による構造用鋼の材質変化を明らかにの改訂を図る。

した。

本委員会では規格の見直し作業と改訂案の作成

これらの結果に基づいて，WES 2805 の CTODを主目的とし，付随する靱性試験法などについて

デザインカーブを用いて，実物大柱梁接合部試験の検討も行う。

体の破壊挙動及び阪神大震災における破壊事故例◎研究内容を解析したところ，試験結果と比較的よい一致を本委員会では以下の 6 つの WG を設け，各主題得るとともに，破壊事故例についてもうまく説明毎に改訂原案を検討作成し，各 WG 主査によるとすることができた。すなわち，地震時での建築鉄りまとめ後，WG により全体調整を実施した。

骨骨組における脆性破壊については，CTOD デザ①

WG-A：疲労亀裂伝播解析（疲労に対する欠陥の標準化，疲労亀裂進展，余寿命解析）②

WG-B：CTOD 力学的算定（等価亀裂概念，

インカーブを用いたアプローチ法によって，おおよそ評価できることがわかかった。
◎研究成果

溶接残留応力，応力集中の取り扱い，CTOD

1992 〜 1996（平成 4 〜 8）年度までの研究成果

デザインカーブの設定，FAD アプローチの取を，当協会主催のセミナー（「建築鉄骨の地震被害り扱い）と鋼材セミナー」，1997 年 6 月 4 日開催）で一般公

WG-C：破壊靱性と試験法（CTOD 試験法，開した。当セミナーには建築関連業界から定員を溶接部 C T O D 試験法ガイドライン，W E S

上回る 200 名以上の参加者があり，APD 委員会の2805 に用いる破壊靱性値のあり方）

研究成果は参加者から高い評価を受けた。

③④

WG-D：安全率と信頼性（信頼性工学の導入，安全率，信頼度の呈示と改善方法）⑤

WG-E：他規格との整合性他（欠陥の標準化，他規格との整合，例題の呈示）(19)

FTS 委員会（主査：宮田隆司）◎研究テーマ
鉄鋼材料の破壊靱性に関する最近の研究，規格の情報収集と意見交換及び WES 2805 最終原案の

10.

取りまとめに関する研究

①

◎研究期間
1994 〜（平成 6 〜）年

しての役割を果たすとともに，国際規格への意見

WG-A：破壊靱性試験法（破壊靱性試験に関出） ②

WG-B：WES 2805 英文化（改正された WES 2805 の英文版の作成）③

海外規格の動向についての情報収集，意見交換を通じて，国内におけるこの分野の研究センターと193

する海外規格，国際規格の動向と問題点の抽◎研究目的
鉄鋼材料の破壊靱性に関する最近の研究結果，

鉄鋼部会

WG-C：WES 2805 ソフト開発（改正されWES 2805 の運用ソフトの開発）④

WG-D：WES 2805 改正案取りまとめ（各社
意見の集約と最終原案取りまとめ）

集約，国内規格の再整理，改正に向けての準備作

1997（平成 9）年 2 月に，WES 2805 改正案は最終業を進めることを目的とする。また，破壊靱性に的に理事会で承認され，WG-Dの作業は終了した。

関連した新規課題の抽出と，若手研究者の育成といった機能をももたせる。さらに，WR3 委員会で検討された WES 2805 関係の付随業務も，本委員(20)

APD Ⅱ委員会（主査：高梨晃一）◎研究テーマ
繰り返し大変形を受ける鋼構造物溶接接合部の会で継続して検討する。

強度と破壊靱性（APD 委員会の Phase Ⅱ：工学的◎研究内容

手法の完成）

本委員会では以下の 4 つの WG で活動を進めて
いる。

◎研究期間
1997 〜（平成 9 〜）年

10.5 今後の活動予定

10.5.1 各種WESの制定

2805）として 1976（昭和 51）年に規格化された。

鉄鋼部会の活動は，その年代年代において解決

WES 2805 は，国内では欠陥評価や溶接構造物を必要とされた鉄鋼メーカー，ユーザーの共通課の安全設計の基準となり，海外からも高く評価さ

題を取り上げ，多くの成果を上げてきた。その成れている。同 WES 2805 は，1990（平成 2）年より

果は，多くの WES として制定・改訂されるととも開始された WR3 委員会の見直し改正作業にもとに，時代に応じた新たな技術として世の中に提示

づき，内容を一新し，新たな技術を導入した全面されている。

改訂版が 1997（平成 9）年に発行された。

すなわち，Ｐ CM 概念を取り入れた溶接用高張力

また，この研究成果は，日本で初めての CTOD

鋼板規格（WES 3001），溶接割れ感受性の低い高試験法の規格（WES 1108 及び WES 1109）の制定

張力鋼板の特性規格（WES 3009），CTOD 概念をにも結びついた。現在研究活動中の FTS 委員会

取り入れた低温構造用鋼板判定基準（WES 3003）

は，この流れをくむものであり，国際的な破壊靱などの規格は，鉄鋼製造技術の発展を促し，安全性規格の動向を整理しつつ，新たな破壊靱性評価

性の高い高張力鋼や低温用鋼の認定規格として，手法に発展させるための検討準備を行っている。

世の中で広く使用されている。Ｐ CM 概念は，このWES 3001 が発祥となり，溶接割れ防止のための成分指標として，国内外で高く評価され JIS や海外規格にも取り入れられた。

10.5.2 APD委員会の活動と今後の溶接構造物
一方，建築構造物の地震時の安全性に関する研また，破壊靱性にかかわる研究は，鉄鋼部会の究テーマとして，APD 委員会の活動を実施してい主要な研究テーマと位置づけられている。その研る。この研究は，阪神大震災での建築被害の原因究成果は，溶接構造物の安全性評価のため，脆性解明というニーズと相まって，世の中の脚光を浴

破壊に対する溶接欠陥の許容判定基準( W E S

びる結果となり，現在，破壊力学的な考え方で，

194●第 4 編

専門部会活動建築物の安全性確保のために鋼材や溶接部に必要であることはいうまでもない。今後，構造物溶接とされる靱性を導出する手法を検討している。

接合部の安全性評価や長期寿命評価の必要性が増

今後の溶接構造物は，設計ニーズからくる構造

すものと考えられる。

物の軽量化，安全性向上のための高性能鋼（高強鉄鋼部会では，破壊力学や欠陥評価技術をベー

度，高靱性，高変形能など）や，溶接施工性改善

スに，溶接鋼構造物の設計，施工，鉄鋼材料の適のための鋼材（TMCP 鋼など） の適用が増大する

正な改善バランスを得るための安全性評価手法をものと考えられる。さらに，安全性を確保しつつ，検討している。構造物の安全性評価技術の向上は，施工費用と維持管理費用のトータルコスト（ライ

鋼構造物の設計ランクに応じ，低コストで耐久性

フサイクルコスト）の低減が可能となるような，のある鋼構造物の普及につながる。これは，建設適切な性能を備えた鋼材を使用する最適性能指向

省などで推進している性能規定化にも整合するもがますます重要になると考えられる。

のでもある。

この長期耐用のためには，鋼材と溶接部の耐腐

今後も大学及び研究機関の学識経験者からの指食特性，耐疲労特性などの耐久性向上が必要とな

導，需要家各位の協力を受け，世の中のニーズにる。また，地球環境問題に対応し，省エネルギー，

応え，産業界に貢献できる研究活動を推進していクリーンエネルギーの推進に呼応した新たな材料きたい。

が必要となってくるであろう。
鉄鋼材料は，こうした世の中の様々なニーズに

引用文献

応え，TMCP 技術の活用やミクロ組織制御技術な

1) 林 明夫：「ふぇらむ」，Vol.2（1997）No.5，p.245
2) 楠原祐司：第 159-160 回 西山技術記念講座「新しい時代を創造する高性能厚板」（日本鉄鋼協会編）,（1996）p.13

どにより，今後さらに品質向上の技術開発が行われるものと考えられる。その際，接合技術が重要