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公開番号2023079163
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-06-07
出願番号2022143899
出願日2022-09-09
発明の名称H形鋼およびその製造方法
出願人JFEスチール株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C22C 38/00 20060101AFI20230531BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】 H形鋼およびその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のH形鋼は、特定の成分組成と、かつ(1)式に従うCeqが0.44%以下を満足する範囲で含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼組成と、フランジ幅1/6位置のフランジ内側表面からフランジ厚の1/2位置までの平均フェライト粒径が6～30μm、かつフェライト粒径の最大値が70μm以下のミクロ組織とを有し、引張強さが520MPa以上、降伏強度が355MPa以上、0℃における衝撃吸収エネルギーvE0が70J以上、かつ降伏比が80%以下である。
Ceq=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14・・・(1)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．１３～０．２０％、
Ｓｉ：０．０５～０．６０％、
Ｍｎ：０．８０～１．８０％、
Ｐ：０．０２５％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｖ：０．０１０～０．１００％、
Ｔｉ：０．００５～０．０３０％、
Ａｌ：０．０８０％以下、および
Ｎ：０．００２０～０．０１００％
を含有し、かつ以下の（１）式に従うＣｅｑが０．４４％以下を満足する範囲で含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成と、
フランジ幅１／６位置における、フランジの内側表面からフランジ厚の１／２位置までの平均フェライト粒径が６～３０μｍ、かつフェライト粒径の最大値が７０μｍ以下であるミクロ組織と、
を有し、
引張強さが５２０ＭＰａ以上、降伏強度が３５５ＭＰａ以上、０℃における衝撃吸収エネルギーｖＥ０が７０Ｊ以上、かつ降伏比が８０％以下であることを特徴とする、Ｈ形鋼。
Ceq＝C＋Mn/6＋Si/24＋Ni/40＋Cr/5＋Mo/4＋V/14 ・・・（１）
ここで、（１）式中の元素表示は各元素の含有量（質量％）を示し、含まれない元素は含有量を０とする。
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
前記成分組成は、さらに、質量％で、
Ｃｒ：１．０％以下、
Ｃｕ：１．０％以下、
Ｎｉ：１．０％以下、
Ｍｏ：１．０％以下、
Ｎｂ：０．１０％以下、
Ｂ：０．０１０％以下、
Ｃａ：０．１０％以下、
Ｍｇ：０．１０％以下、および
ＲＥＭ：０．１０％以下
の中から選ばれる１種または２種以上を含有することを特徴とする、請求項１に記載のＨ形鋼。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＨ形鋼の製造方法であって、
前記成分組成を有する鋼素材を、１１００～１３５０℃に加熱した後、熱間圧延を施してＨ形鋼を成形するに際し、
前記熱間圧延では、仕上げ圧延前に、フランジの外側表面を以下の（２）式で算出されるＴ℃以下の温度まで少なくとも１回以上冷却し、次いで、復熱中、かつ、（Ｔ＋１３０）℃以下の温度で仕上げ圧延を行い、次いで、前記フランジの外側表面を、平均冷却速度が０．１０℃／ｓｅｃ以上で冷却することを特徴とする、Ｈ形鋼の製造方法。
T[℃]＝-8700/｛log（Ｖ・Ｎ）－3.63｝－423 ・・・（２）
ここで、（２）式中の元素表示は各元素の含有量（質量％）を示す。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築構造物に多用されている熱間圧延製Ｈ形鋼に関し、特に耐震性の向上を目的とするＨ形鋼とその製造方法に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年の巨大地震による建築構造物の重大被害の発生に鑑み、構造物の更なる安全性向上および耐震性向上が要求されている。
【０００３】
構造部材を塑性化して地震エネルギーを吸収させ、構造物の耐震性を向上させるという観点からは、降伏比の低い鋼材が求められている。また、例えば建築構造物の梁材に適用する鋼の降伏強度のばらつきが大きい場合には、梁材を必要以上に厚肉化する必要があり、安全性や経済性の観点から不利になる。このため、構造物としての安全性や経済性を高めるという観点から、降伏強度のばらつき範囲を狭くした鋼材が要求されている。
【０００４】
このような状況から、１９９８年に、降伏強度の範囲が１２０ＭＰａ以下とばらつき範囲が狭く、さらに降伏比が８０％以下となる、狭降伏強度および低降伏比を有する建築構造用鋼材が、ＪＩＳ規格として制定された。圧延Ｈ形鋼（熱間圧延製Ｈ形鋼）は、主として溶接構造物の構造材料、特に建築構造物の梁材として多用されている。そのため、圧延Ｈ形鋼においても、降伏強度のばらつき範囲が狭いこと、かつ降伏比が低いことが要求されている。
【０００５】
さらに、鉄骨建築構造物は、近年、高層化および大スパン化、並びに複合様式化の傾向にあり、曲げ耐力や曲げ剛性等の断面性能向上の観点から、狭降伏強度および低降伏比ばかりでなく、高強度であることも強く望まれている。
【０００６】
これらの要求を満足するため、例えば特許文献１～３に記載の技術がある。特許文献１には、フランジ内外面の冷却を最適化し、フランジ板厚方向の平均値で体積率２０～８０％のベイナイトおよび／または焼戻しマルテンサイトからなる硬質層と同５０％以上のフェライトからなる軟質層とを生成することで、高強度かつ８０％以下の低降伏比を有する耐震性を改善した熱間圧延製Ｈ形鋼が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、ウェブをＡｒ
３
以下の温度で累積圧下量２０～８０％、フランジをＡｒ
３
以上の温度で圧延してから仕上げ圧延で成形し、その後フランジ外面側から水冷することで、高強度と形状の良好性とを両立したウェブ薄肉高強度Ｈ形鋼の製造技術が開示されている。
【０００８】
また、特許文献３には、ＶとＴｉを複合添加し、かつ、ＶとＮの比を適正に制御し、９００℃以下での累積圧下率を１０％以上とする熱間圧延を施すことで、空冷ままでも高強度かつ低温靭性を改善した低温用Ｈ形鋼が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特許第４３２９５８３号公報
特許第４５８１６４５号公報
特許第６３５４５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した特許文献１、２に記載のＨ形鋼は、仕上げ圧延後の加速冷却を最大限活用して高強度と低降伏比の両立を図っているが、冷却のばらつきが生じた際に所望の特性を安定的に得ることが難しいという問題があった。
（【００１１】以降は省略されています）

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