JP3355957B2 - 耐溶融亜鉛メッキ割れ特性に優れた非調質高強度鋼 - 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Info
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Landscapes
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Description
【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非調質高強度鋼に関する。
材として用いられる非調質高強度鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、使用鋼材の重量低減を目的とした
高強度鋼材が様々な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。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、６９
０ＭＰａ以上の高強度形鋼ではメッキ時に形鋼のボルト
接合のための穴開け部からのメッキ割れが生じ高強度化
の大きな妨げとなっている。
高強度鋼材が様々な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。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、６９
０ＭＰａ以上の高強度形鋼ではメッキ時に形鋼のボルト
接合のための穴開け部からのメッキ割れが生じ高強度化
の大きな妨げとなっている。
【０００３】溶融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、特開昭５９−１１３
１６号等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を防止する鋼材に関するものであ
り、ボルト穴加工部からの割れを防止する高強度鋼に関
しての知見は少ないのが現状である。
来より特開昭５８−８４９５９号、特開昭５９−１１３
１６号等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を防止する鋼材に関するものであ
り、ボルト穴加工部からの割れを防止する高強度鋼に関
しての知見は少ないのが現状である。
【０００４】
【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、母材の耐溶融亜
鉛メッキ割れ特性に優れた非調質型高張力鋼を提供する
ものである。
を根本的に解決するためのものであり、母材の耐溶融亜
鉛メッキ割れ特性に優れた非調質型高張力鋼を提供する
ものである。
【０００５】
【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％と，Ｓｉ：
０．６０％以下と，Ｍｎ：１．０〜２．０％と，Ｎｂ：
０．１％以下と、Ｖ：０．１％以下と、Ｔｉ：０．２％
以下と、Ｃｕ：２．０％以下，Ｎｉ：２．０％以下，Ｃ
ｒ：１．０％以下及びＭｏ：１．０％以下の群から選択
された一種又は二種以上と，残部Ｆｅ及び不可避不純物
からなり、Ｎｂ＋０．５Ｖ＋Ｔｉ≧０．０８％であるこ
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。 （２）重量比でＣ：０．０８〜０．２０％と，Ｓｉ：
０．６０％以下と，Ｍｎ：１．０〜２．０％と，Ｎｂ：
０．１％以下と、Ｖ：０．１％以下と、Ｔｉ：０％と、
Ｃｕ：２．０％以下，Ｎｉ：２．０％以下，Ｃｒ：１．
０％以下及びＭｏ：１．０％以下の群から選択された一
種又は二種以上と，残部Ｆｅ及び不可避不純物からな
り、Ｎｂ＋０．５Ｖ＋Ｔｉ≧０．０８％であることを特
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。 （３）重量比でさらにＣａ：０．００４％以下を含有す
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。
成するためになされたもので、 （１）重量比でＣ：０．０８〜０．２０％と，Ｓｉ：
０．６０％以下と，Ｍｎ：１．０〜２．０％と，Ｎｂ：
０．１％以下と、Ｖ：０．１％以下と、Ｔｉ：０．２％
以下と、Ｃｕ：２．０％以下，Ｎｉ：２．０％以下，Ｃ
ｒ：１．０％以下及びＭｏ：１．０％以下の群から選択
された一種又は二種以上と，残部Ｆｅ及び不可避不純物
からなり、Ｎｂ＋０．５Ｖ＋Ｔｉ≧０．０８％であるこ
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。 （２）重量比でＣ：０．０８〜０．２０％と，Ｓｉ：
０．６０％以下と，Ｍｎ：１．０〜２．０％と，Ｎｂ：
０．１％以下と、Ｖ：０．１％以下と、Ｔｉ：０％と、
Ｃｕ：２．０％以下，Ｎｉ：２．０％以下，Ｃｒ：１．
０％以下及びＭｏ：１．０％以下の群から選択された一
種又は二種以上と，残部Ｆｅ及び不可避不純物からな
り、Ｎｂ＋０．５Ｖ＋Ｔｉ≧０．０８％であることを特
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。 （３）重量比でさらにＣａ：０．００４％以下を含有す
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。
【０００６】
【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を添加した鋼を含め、熱間圧
延により等辺等厚山形鋼とし、それより採取した試験片
（図２参照）を用い、常温引張強度とメッキ浴中引張の
伸びとの関係における添加元素の影響を検討した。
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を添加した鋼を含め、熱間圧
延により等辺等厚山形鋼とし、それより採取した試験片
（図２参照）を用い、常温引張強度とメッキ浴中引張の
伸びとの関係における添加元素の影響を検討した。
【０００７】その結果、Ｎｂ＋０．５Ｖ＋Ｔｉ値によっ
て両者の関係が一義的に整理され、ボルト穴加工等がさ
れる高強度鋼においては、Ｎｂ＋０．５Ｖ＋Ｔｉ≧０．
０８を満足させる必要のあることを知見した。（一般的
に溶融亜鉛メッキ浴中で伸びが２０％以上の場合、ボル
ト穴加工部での割れは防止できるとされている。） すなわち、図１中に示すように、Ｎｂ＋０．５Ｖ＋Ｔｉ
添加量が０．０６％の場合、メッキ浴中引張における伸
びは低く、高強度鋼では伸びが２０％以下になるが、
０．０８％を越えるようになると、高強度鋼においても
メッキ浴中引張における伸びは２０％を越えるようにな
り、さらにＴｉもしくはＣａ又はＴｉ−Ｃａの複合添加
で伸びが増大することを把握した。（なお、式において
含有しない元素は０として計算する。） 以下、添加成分の限定理由を説明する。
て両者の関係が一義的に整理され、ボルト穴加工等がさ
れる高強度鋼においては、Ｎｂ＋０．５Ｖ＋Ｔｉ≧０．
０８を満足させる必要のあることを知見した。（一般的
に溶融亜鉛メッキ浴中で伸びが２０％以上の場合、ボル
ト穴加工部での割れは防止できるとされている。） すなわち、図１中に示すように、Ｎｂ＋０．５Ｖ＋Ｔｉ
添加量が０．０６％の場合、メッキ浴中引張における伸
びは低く、高強度鋼では伸びが２０％以下になるが、
０．０８％を越えるようになると、高強度鋼においても
メッキ浴中引張における伸びは２０％を越えるようにな
り、さらにＴｉもしくはＣａ又はＴｉ−Ｃａの複合添加
で伸びが増大することを把握した。（なお、式において
含有しない元素は０として計算する。） 以下、添加成分の限定理由を説明する。
【０００８】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
満では高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。
満では高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。
【０００９】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．
６％以下に限定した。
越えるとメッキ焼けが発生しやすくなる。よって、０．
６％以下に限定した。
【００１０】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
％未満では高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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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％
以下を必要に応じて添加できるものとした。 Ｎｂ：０．１％以下、Ｖ：０．１％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るが、０．１％を越えて添加する
と鋼の靱性を著しく劣化するため、いずれも０．１％以
下に限定した。 Ｎｂ＋０．５Ｖ＋Ｔｉ≧０．０８％ 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、高強度鋼としての強度を
有し、耐溶融亜鉛メッキ割れに優れた特性を示すために
は、Ｎｂ＋０．５Ｖ＋Ｔｉ≧０．０８％の添加が必要で
あるため、上記値に限定した。 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元素である。しかし、０．００
４％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。 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．
６０％）とする。型鋼などでＳｉ脱酸においては不可避
不純物として扱う。 Ｂ：不可避不純物レベル Ｂは鋼の焼き入れ性を著しく向上させる一方、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
され場合には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せず、ボルト穴加工程度
であり、Ｂの上限値５ｐｐｍ程度の管理とする。しか
し、低いほど望ましい。
％未満では高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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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％
以下を必要に応じて添加できるものとした。 Ｎｂ：０．１％以下、Ｖ：０．１％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るが、０．１％を越えて添加する
と鋼の靱性を著しく劣化するため、いずれも０．１％以
下に限定した。 Ｎｂ＋０．５Ｖ＋Ｔｉ≧０．０８％ 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、高強度鋼としての強度を
有し、耐溶融亜鉛メッキ割れに優れた特性を示すために
は、Ｎｂ＋０．５Ｖ＋Ｔｉ≧０．０８％の添加が必要で
あるため、上記値に限定した。 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元素である。しかし、０．００
４％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。 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．
６０％）とする。型鋼などでＳｉ脱酸においては不可避
不純物として扱う。 Ｂ：不可避不純物レベル Ｂは鋼の焼き入れ性を著しく向上させる一方、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
され場合には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せず、ボルト穴加工程度
であり、Ｂの上限値５ｐｐｍ程度の管理とする。しか
し、低いほど望ましい。
【００１１】
【実施例】表１に実施例を示す。本発明鋼は、熱間圧延
（例えばスラブ加熱温度１１００〜１３５０℃、圧延終
了温度８５０℃以下）により製造されるが、実施例では
いずれの鋼も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。１−３は低Ｃのため、強
度が低目となっている。また、１−１２はＮｂ＋Ｖ＋Ｔ
ｉが０．０８％に足りないため、強度レベルは６９０Ｍ
Ｐａ級であるが、穴開け加工部に割れが発生している。
１−５，１−７，１−８，１−９，１−１０，１−１
１，１−１３，１−１４，１−１５はそれぞれＳｉ，Ｍ
ｎ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖの添加量
が高く、強度が８１０ＭＰａ以上と高すぎるため、割れ
が生じている。１−１６はＣａ添加量が高く、鋼の清浄
性が劣るため、強度は６９０ＭＰａレベルであるが割れ
が発生している。一方、１−１，１−２，１−６，１−
１７，１−１８，１−１９，１−２０は供試鋼の成分が
全て本発明の範囲を満たしているため、強度が６９０Ｍ
Ｐａ以上と高く、割れの発生も認められない。
（例えばスラブ加熱温度１１００〜１３５０℃、圧延終
了温度８５０℃以下）により製造されるが、実施例では
いずれの鋼も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。１−３は低Ｃのため、強
度が低目となっている。また、１−１２はＮｂ＋Ｖ＋Ｔ
ｉが０．０８％に足りないため、強度レベルは６９０Ｍ
Ｐａ級であるが、穴開け加工部に割れが発生している。
１−５，１−７，１−８，１−９，１−１０，１−１
１，１−１３，１−１４，１−１５はそれぞれＳｉ，Ｍ
ｎ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖの添加量
が高く、強度が８１０ＭＰａ以上と高すぎるため、割れ
が生じている。１−１６はＣａ添加量が高く、鋼の清浄
性が劣るため、強度は６９０ＭＰａレベルであるが割れ
が発生している。一方、１−１，１−２，１−６，１−
１７，１−１８，１−１９，１−２０は供試鋼の成分が
全て本発明の範囲を満たしているため、強度が６９０Ｍ
Ｐａ以上と高く、割れの発生も認められない。
【００１２】
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、鉄塔、橋梁などでボル
ト穴加工部等がなされた後、溶融亜鉛メッキが施されて
も割れを防止する鋼材を提供することができる。
ト穴加工部等がなされた後、溶融亜鉛メッキが施されて
も割れを防止する鋼材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（ｙ）との関係を示す図。
張試験の伸び（ｙ）との関係を示す図。
【図２】溶融亜鉛中における母材の引張試験片を示す
図。
図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−87802（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−125191（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−117808（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−113161（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60
Claims (3)
- 【請求項１】重量比でＣ：０．０８〜０．２０％と，Ｓ
ｉ：０．６０％以下と，Ｍｎ：１．０〜２．０％と，Ｎ
ｂ：０．１％以下と、Ｖ：０．１％以下と、Ｔｉ：０．
２％以下と、Ｃｕ：２．０％以下，Ｎｉ：２．０％以
下，Ｃｒ：１．０％以下及びＭｏ：１．０％以下の群か
ら選択された一種又は二種以上と，残部Ｆｅ及び不可避
不純物からなり、Ｎｂ＋０．５Ｖ＋Ｔｉ≧０．０８％で
あ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。 - 【請求項２】重量比でＣ：０．０８〜０．２０％と，Ｓ
ｉ：０．６０％以下と，Ｍｎ：１．０〜２．０％と，Ｎ
ｂ：０．１％以下と、Ｖ：０．１％以下と、Ｔｉ：０％
と、Ｃｕ：２．０％以下，Ｎｉ：２．０％以下，Ｃｒ：
１．０％以下及びＭｏ：１．０％以下の群から選択され
た一種又は二種以上と，残部Ｆｅ及び不可避不純物から
なり、Ｎｂ＋０．５Ｖ＋Ｔｉ≧０．０８％であることを
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。 - 【請求項３】重量比でさらにＣａ：０．００４％以下を
含有することを特徴とする請求項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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25022596A JP3355957B2 (ja) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | 耐溶融亜鉛メッキ割れ特性に優れた非調質高強度鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25022596A JP3355957B2 (ja) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | 耐溶融亜鉛メッキ割れ特性に優れた非調質高強度鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1096053A JPH1096053A (ja) | 1998-04-14 |
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