H型钢及其制造方法技术

一种H型钢，作为其化学成分，含有C、Si、Mn、Nb、V、Ti、N，作为其金属组织，包含60％以上且小于100面积％的铁素体，该铁素体的平均粒径为1～30μm，凸缘的厚度为20～140mm，拉伸屈服应力为385～530MPa，在－20℃下的夏比冲击吸收能为100J以上。

H-beam and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】H型钢及其制造方法
本专利技术涉及强度以及低温韧性优异的厚的H型钢及其制造方法。本申请基于在2016年12月21日在日本申请的专利申请2016－248181号要求优先权，在此援引其内容。
技术介绍
近年来，高层大厦等建筑物的大型化、高层化在推进，作为在结构上所需要的强度构件，利用了厚的钢材。但是，一般地，就钢铁材料而言，制品的厚度越增大，强度的确保越难，而且，韧性的确保也越难。对于这样的问题，在专利文献1中提出了一种用于得到利用由Ca－Al系氧化物带来的对原始奥氏体晶粒的微细化效果来确保韧性，并且应用加速冷却来确保高的强度的钢材的技术。另外，在专利文献2中提出了一种用于得到利用由Mg－S系夹杂物带来的对原始奥氏体晶粒的微细化效果来确保韧性，并且应用加速冷却来确保高的强度的钢材的技术。但是，在制造厚的钢板时，若在热轧后应用加速冷却，则在钢板的内部，与表面相比，冷却速度变慢，表面和内部的冷却中的温度历程产生大的差别，根据钢材的部位，强度、延展性、韧性这些机械特性产生差别。另外，对于大型的建筑物，希望使用厚的H型钢，但该H型钢的形状是特异的。要将钢坯成形为H形状的话，需应用万能轧制等，但对于万能轧制而言，轧制条件(温度、压下率)受限制。因此，在制造H型钢的情况下，特别是在制造凸缘(翼缘：flange)的厚度为20mm以上的厚的H型钢的情况下，与一般的厚的钢板(厚钢板)相比，控制机械特性不容易。对于这样的问题，在专利文献3和专利文献4中提出了一种将降低C量且添加了B的钢坯热轧后自然冷却，来确保均质的机械特性的方法。另外，在专利文献5～8中公开了一种以高强度、高韧性等为目的的厚的H型钢或者H型钢的制造方法。在先技术文献专利文献专利文献1:日本国专利第5655984号公报专利文献2:日本国专利第5867651号公报专利文献3:日本国特开2003－328070号公报专利文献4:日本国特开2011－106006号公报专利文献5:日本国特开平11－158543号公报专利文献6:日本国特开平11－335735号公报专利文献7:日本国特开2016－84524号公报专利文献8:日本国特开平10－68016号公报
技术实现思路
以往，凸缘的厚度为20mm以上的厚的H型钢，不容易控制机械特性，因此，对于这样的厚的H型钢，只要求满足在室温或充其量在0℃下的韧性。但是，近年来，考虑到在寒冷地区等的使用，对于厚的H型钢，要求在更低温下的韧性优异。而且，考虑到作为结构材料的每单位重量的强度，对于厚的H型钢，也要求屈服应力(具体而言，屈服强度或σ0.2(条件屈服强度：产生0.2％残余变形的应力值)为385MPa以上。本专利技术是鉴于这样的实际情况而完成的，其目的是提供强度以及低温韧性优异的厚的H型钢及其制造方法。本专利技术的要旨如下。(1)本专利技术的一技术方案涉及的H型钢，作为钢的化学成分，以质量％计，含有C：0.05～0.160％、Si：0.01～0.60％、Mn：0.80～1.70％、Nb：0.005～0.050％、V：0.05～0.120％、Ti：0.001～0.025％、N：0.0001～0.0120％、Cr：0～0.30％、Mo：0～0.20％、Ni：0～0.50％、Cu：0～0.35％、W：0～0.50％、Ca：0～0.0050％、Zr：0～0.0050％，并且，限制为Al：0.10％以下、B：0.0003％以下，余量包含Fe以及杂质，在Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15时，上述化学成分中的C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu满足0.30≤Ceq≤0.48，作为上述钢的金属组织，以面积分率计，包含60％以上且小于100％的铁素体，将马氏体与奥氏体的混合组织MA限制为3.0％以下，将除了上述铁素体和上述MA以外的组织限制为37％以下，上述铁素体的平均粒径为1～30μm，在以与轧制方向正交的切断面观察上述钢时，其形状为H形，凸缘的厚度为20～140mm，在将上述凸缘的宽度方向长度记为F时，在距上述凸缘的宽度方向端面(1/6)F的位置，拉伸屈服应力为385～530MPa，拉伸最大强度为490～690MPa，在将上述凸缘的厚度记为t2时，在距上述凸缘的宽度方向端面(1/6)F、且距上述凸缘的厚度方向外侧的面(1/4)t2的位置，在－20℃下的夏比冲击试验的吸收能为100J以上。(2)在上述(1)所述的H型钢中，作为上述钢的上述化学成分，以质量％计，可以含有Nb：大于0.02％且为0.050％以下。(3)在上述(1)或(2)所述的H型钢中，作为上述钢的上述化学成分，以质量％计，可以含有N：大于0.005％且为0.0120％以下。(4)在上述(1)～(3)的任一项所述的H型钢中，作为上述钢的上述化学成分，以质量％计，可以限制为Cu：小于0.03％。(5)在上述(1)～(4)的任一项所述的H型钢中，作为上述钢的上述化学成分，以质量％计，可以限制为Al：小于0.003％。(6)在上述(1)～(5)的任一项所述的H型钢中，上述凸缘的上述厚度可以为25～140mm。(7)本专利技术的一技术方案涉及的H型钢的制造方法，是制造上述(1)～(6)的任一项所述的H型钢的方法，具备：获得具有上述(1)～(5)的任一项中记载的化学成分的钢液的炼钢工序；对上述炼钢工序后的上述钢液进行铸造，得到钢坯的铸造工序；将上述铸造工序后的上述钢坯加热至1100～1350℃的加热工序；对于上述加热工序后的上述钢坯，以使得以与轧制方向正交的切断面观察时的形状成为H形的方式在下述条件下进行轧制的热轧工序，所述条件是：在大于900℃且为1100℃以下的温度区域，在距凸缘的宽度方向端面(1/6)F的位置的累积压下率为20％以上，在730～900℃的温度区域，在上述位置的累积压下率为15％以上，在730℃以上的温度下结束轧制；和将上述热轧工序后的热轧材料自然冷却的冷却工序。根据本专利技术的上述技术方案，能够提供强度以及低温韧性优异的厚的H型钢及其制造方法。附图说明图1是说明本专利技术的一实施方式涉及的H型钢的试样制取的位置的截面示意图。图2是表示本专利技术的一实施方式涉及的H型钢的制造方法的流程图。具体实施方式以下对本专利技术的优选的实施方式进行详细说明。但是，本专利技术并不只限于本实施方式所公开的构成，能够在不脱离本专利技术的主旨的范围进行各种变更。另外，在下述的数值限定范围中，下限值以及上限值包含在该范围中。表示为“大于”或“小于”的数值，该值并不包含在数值范围中。关于各元素的含量的“％”是指“质量％”。如上述那样，迄今为止，对于凸缘的厚度为20mm以上的厚的H型钢，要求在室温或充其量在0℃下的韧性。但是，现在，考虑到在寒冷地区等的使用，对于厚的H型钢，要求在－20℃左右的更低温下的韧性优异。而且，考虑到作为结构材料的每单位重量的强度，对于厚的H型钢，也要求屈服应力(具体而言，屈服强度或σ0.2)为385MPa以上。因此，本专利技术人关于厚的H型钢(以下有时记为钢材)，特别是关于作为在H型钢的结构上很重要的部位的凸缘，对于钢组成(钢的化学成分)和钢组织(钢的金属组织)对强度和低温韧性给予的影响进行了研究，得到以下见解。再者，在本实施方式中，强度意指拉伸屈服应力以及拉伸最大强度，低温韧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种H型钢，其特征在于，作为钢的化学成分，以质量％计，含有C：0.05～0.160％、Si：0.01～0.60％、Mn：0.80～1.70％、Nb：0.005～0.050％、V：0.05～0.120％、Ti：0.001～0.025％、N：0.0001～0.0120％、Cr：0～0.30％、Mo：0～0.20％、Ni：0～0.50％、Cu：0～0.35％、W：0～0.50％、Ca：0～0.0050％、Zr：0～0.0050％，并且，将Al限制为0.10％以下，将B限制为0.0003％以下，余量包含Fe以及杂质，在Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15时，所述化学成分中的C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu满足0.30≤Ceq≤0.48，作为所述钢的金属组织，以面积分率计，包含60％以上且小于100％的铁素体，将马氏体与奥氏体的混合组织MA限制为3.0％以下，将除了所述铁素体和所述MA以外的组织限制为37％以下，所述铁素体的平均粒径为1～30μm，在以与轧制方向正交的切断面观察所述钢时，其形状为H形，凸缘的厚度为20～140mm，在将所述凸缘的宽度方向长度记为F时，在距所述凸缘的宽度方向端面(1/6)F的位置，拉伸屈服应力为385～530MPa，拉伸最大强度为490～690MPa，在将所述凸缘的厚度记为t2时，在距所述凸缘的宽度方向端面(1/6)F、且距所述凸缘的厚度方向外侧的面(1/4)t2的位置，在－20℃下的夏比冲击试验的吸收能为100J以上。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.21 JP 2016-2481811.一种H型钢，其特征在于，作为钢的化学成分，以质量％计，含有C：0.05～0.160％、Si：0.01～0.60％、Mn：0.80～1.70％、Nb：0.005～0.050％、V：0.05～0.120％、Ti：0.001～0.025％、N：0.0001～0.0120％、Cr：0～0.30％、Mo：0～0.20％、Ni：0～0.50％、Cu：0～0.35％、W：0～0.50％、Ca：0～0.0050％、Zr：0～0.0050％，并且，将Al限制为0.10％以下，将B限制为0.0003％以下，余量包含Fe以及杂质，在Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15时，所述化学成分中的C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu满足0.30≤Ceq≤0.48，作为所述钢的金属组织，以面积分率计，包含60％以上且小于100％的铁素体，将马氏体与奥氏体的混合组织MA限制为3.0％以下，将除了所述铁素体和所述MA以外的组织限制为37％以下，所述铁素体的平均粒径为1～30μm，在以与轧制方向正交的切断面观察所述钢时，其形状为H形，凸缘的厚度为20～140mm，在将所述凸缘的宽度方向长度记为F时，在距所述凸缘的宽度方向端面(1/6)F的位置，拉伸屈服应力为385～530MPa，拉伸最大强度为490～690MPa，在将所述凸缘的厚度记为t2时，在距所述凸缘的宽度方向端面(1/6)F、且距所述凸缘的厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：沟口昌毅，市川和利，杉山博一，清家彻哉，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP