JP3245224B2 - 冷間成形による建築用低降伏比鋼管の製造法 - Google Patents
冷間成形による建築用低降伏比鋼管の製造法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は建築、土木分野におい
て、各種構造物に用いる冷間成形による低降伏比鋼管の
製造法に関する。
て、各種構造物に用いる冷間成形による低降伏比鋼管の
製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に、鋼材に対し冷間加工を加える
と加工硬化によりYP、TSが上昇し、TSに比べYP
の上昇が大きいため降伏比(以下YRと呼ぶ)も上昇し
てしまい、冷間成形による鋼管は降伏後の塑性変形能力
が小さいため建築構造物には適用しにくいという欠点が
あった。
と加工硬化によりYP、TSが上昇し、TSに比べYP
の上昇が大きいため降伏比(以下YRと呼ぶ)も上昇し
てしまい、冷間成形による鋼管は降伏後の塑性変形能力
が小さいため建築構造物には適用しにくいという欠点が
あった。
【0003】一方、低YR鋼管の製造法としては遠心鋳
造法、鋼管での焼入、焼戻し等があるが、遠心鋳造法は
その生産性の低さ、経済性の面で、鋼管の焼入、焼戻し
ではその経済性、鋼管の寸法精度の面で、鋼板の冷間成
形により製造した鋼管に比べ劣っていた。
造法、鋼管での焼入、焼戻し等があるが、遠心鋳造法は
その生産性の低さ、経済性の面で、鋼管の焼入、焼戻し
ではその経済性、鋼管の寸法精度の面で、鋼板の冷間成
形により製造した鋼管に比べ劣っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、鋼板の冷間
成形によるYRが低い鋼管の製造技術を提供するもので
ある。本発明法に基づいて製造した鋼管は、低YRで且
つ高い生産性、経済性及び寸法精度を有している。
成形によるYRが低い鋼管の製造技術を提供するもので
ある。本発明法に基づいて製造した鋼管は、低YRで且
つ高い生産性、経済性及び寸法精度を有している。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を克
服し目的を達成するもので、その具体的手段を下記
(1)、(2)に示す。
服し目的を達成するもので、その具体的手段を下記
(1)、(2)に示す。
【0006】(1)重量比でC 0.01〜0.12
%、Si 0.5%以下、Mn 0.9〜1.6%、P
0.03%以下、S 0.01%以下、Nb 0.0
05〜0.05%、Ti 0.005〜0.025%、
Al 0.1%以下、N 0.006%以下を含有し、
残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼を熱間圧延し
た後空冷あるいは水冷を行い、Ac3 以上の温度に再加
熱して焼きならしを行った鋼板を、t/D(t:板厚、
D:鋼管外径)≦10%の範囲で冷間成形により鋼管を
製作し、その後700から850℃の温度範囲に再加熱
して焼きならしすることを特徴とする板厚100mm以
下、YRが80%以下である建築用低降伏比鋼管の製造
法。
%、Si 0.5%以下、Mn 0.9〜1.6%、P
0.03%以下、S 0.01%以下、Nb 0.0
05〜0.05%、Ti 0.005〜0.025%、
Al 0.1%以下、N 0.006%以下を含有し、
残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼を熱間圧延し
た後空冷あるいは水冷を行い、Ac3 以上の温度に再加
熱して焼きならしを行った鋼板を、t/D(t:板厚、
D:鋼管外径)≦10%の範囲で冷間成形により鋼管を
製作し、その後700から850℃の温度範囲に再加熱
して焼きならしすることを特徴とする板厚100mm以
下、YRが80%以下である建築用低降伏比鋼管の製造
法。
【0007】(2)重量比でC 0.01〜0.12
%、Si 0.5%以下、Mn 0.9〜1.6%、P
0.03%以下、S 0.01%以下、Nb 0.0
05〜0.05%、Ti 0.005〜0.025%、
Al 0.1%以下、N 0.006%以下さらにCu
0.05〜1.5%、Ni 0.05〜2.0%、C
r0.05〜1.0%、Mo 0.05〜1.0%、V
0.005〜0.10%、Ca 0.001〜0.0
06%の1種または2種以上を含有し、残部が鉄および
不可避的不純物からなる鋼を熱間圧延した後空冷あるい
は水冷を行い、Ac3 以上の温度に再加熱して焼きなら
しを行った鋼板を、t/D(t:板厚、D:鋼管外径)
≦10%の範囲で冷間成形により鋼管を製作し、その後
700から850℃の温度範囲に再加熱して焼きならし
することを特徴とする板厚100mm以下、YRが80
%以下である建築用低降伏比鋼管の製造法。
%、Si 0.5%以下、Mn 0.9〜1.6%、P
0.03%以下、S 0.01%以下、Nb 0.0
05〜0.05%、Ti 0.005〜0.025%、
Al 0.1%以下、N 0.006%以下さらにCu
0.05〜1.5%、Ni 0.05〜2.0%、C
r0.05〜1.0%、Mo 0.05〜1.0%、V
0.005〜0.10%、Ca 0.001〜0.0
06%の1種または2種以上を含有し、残部が鉄および
不可避的不純物からなる鋼を熱間圧延した後空冷あるい
は水冷を行い、Ac3 以上の温度に再加熱して焼きなら
しを行った鋼板を、t/D(t:板厚、D:鋼管外径)
≦10%の範囲で冷間成形により鋼管を製作し、その後
700から850℃の温度範囲に再加熱して焼きならし
することを特徴とする板厚100mm以下、YRが80
%以下である建築用低降伏比鋼管の製造法。
【0008】
【作用】以下、本発明について説明する。
【0009】発明者らの研究によれば、冷間加工後のY
Rを低くするために、鋼板の成分の適正化と冷間加工後
の適切な熱処理(焼きならし)を組み合わせることが必
要であることを見いだした。
Rを低くするために、鋼板の成分の適正化と冷間加工後
の適切な熱処理(焼きならし)を組み合わせることが必
要であることを見いだした。
【0010】そこで本発明の要点は(1)冷間加工に供
する鋼板の成分、製造法の限定と、(2)その鋼板を冷
間加工した後の熱処理による材質制御技術にある。
する鋼板の成分、製造法の限定と、(2)その鋼板を冷
間加工した後の熱処理による材質制御技術にある。
【0011】まず成分範囲の限定理由について説明す
る。
る。
【0012】Cは母材の強度を確保するために必要であ
るが、多量に含有させると冷間成形後に施す熱処理(2
相域焼きならし)で著しい靭性劣化が生じる。このよう
な観点からCは0.01〜0.12%とした。
るが、多量に含有させると冷間成形後に施す熱処理(2
相域焼きならし)で著しい靭性劣化が生じる。このよう
な観点からCは0.01〜0.12%とした。
【0013】Siは脱酸上、鋼に必然的に含まれる元素
であるが、SiはHAZ靭性及び溶接性上好ましくない
元素であるため、その上限を0.5%とした。
であるが、SiはHAZ靭性及び溶接性上好ましくない
元素であるため、その上限を0.5%とした。
【0014】Mnは強度、靭性を同時に向上せしめる極
めて重要な元素であり、0.9%以上は必要であるが、
多量に添加すると溶接性、母材及びHAZの靭性劣化を
招くためその上限を1.6%とした。
めて重要な元素であり、0.9%以上は必要であるが、
多量に添加すると溶接性、母材及びHAZの靭性劣化を
招くためその上限を1.6%とした。
【0015】本発明鋼において不純物であるP、Sをそ
れぞれ0.03%、0.01%以下とした理由は、母
材、溶接部の低温靭性をより一層向上させるためであ
る。Pの低減は粒界破壊を防止し、S量の低減はMnS
による靭性の劣化を防止する。好ましいP、S量はそれ
ぞれ0.01%、0.005%以下である。
れぞれ0.03%、0.01%以下とした理由は、母
材、溶接部の低温靭性をより一層向上させるためであ
る。Pの低減は粒界破壊を防止し、S量の低減はMnS
による靭性の劣化を防止する。好ましいP、S量はそれ
ぞれ0.01%、0.005%以下である。
【0016】Nbは微細な炭窒化物を形成し強度の増
加、熱間圧延中の組織を細粒化させ、またHAZ靭性を
向上させる。しかし、0.005%以下では効果がな
く、0.05%を超えると冷間成形後の熱処理での靭性
劣化を招く。
加、熱間圧延中の組織を細粒化させ、またHAZ靭性を
向上させる。しかし、0.005%以下では効果がな
く、0.05%を超えると冷間成形後の熱処理での靭性
劣化を招く。
【0017】Tiは炭窒化物を形成してHAZ靭性を向
上させる。Al量が少ない場合、Tiの酸化物を形成し
てHAZ靭性を向上させる。Al量が少ない場合、Ti
の酸化物を形成しHAZ靭性を向上させるが、0.00
5%未満では効果がなく、0.025%を超えるとHA
Z靭性に好ましくない影響があるため、0.005〜
0.025%に限定する。
上させる。Al量が少ない場合、Tiの酸化物を形成し
てHAZ靭性を向上させる。Al量が少ない場合、Ti
の酸化物を形成しHAZ靭性を向上させるが、0.00
5%未満では効果がなく、0.025%を超えるとHA
Z靭性に好ましくない影響があるため、0.005〜
0.025%に限定する。
【0018】Alは一般に脱酸上鋼に含まれる元素であ
るが、Si及びTiによっても脱酸は行われるので本発
明鋼については下限は限定しない。しかしAl量が多く
なると鋼の清浄度が悪くなり、溶接部の靭性が劣化する
ので上限を0.1%とした。Nは一般的に不可避的不純
物として鋼中に含まれるのであるが、Nb、Vと結合し
て炭窒化物を形成して強度を増加させ、またTiNを形
成して前述のようにHAZの性質を高める。このためN
量として最低0.001%が必要である。しかしながら
N量が多くなるとHAZ靭性の劣化や連続鋳造スラブの
表面キズの発生等を助長するので、その上限を0.00
6%とした。
るが、Si及びTiによっても脱酸は行われるので本発
明鋼については下限は限定しない。しかしAl量が多く
なると鋼の清浄度が悪くなり、溶接部の靭性が劣化する
ので上限を0.1%とした。Nは一般的に不可避的不純
物として鋼中に含まれるのであるが、Nb、Vと結合し
て炭窒化物を形成して強度を増加させ、またTiNを形
成して前述のようにHAZの性質を高める。このためN
量として最低0.001%が必要である。しかしながら
N量が多くなるとHAZ靭性の劣化や連続鋳造スラブの
表面キズの発生等を助長するので、その上限を0.00
6%とした。
【0019】本発明鋼の基本成分は以上のとおりであ
り、十分に目的を達成できるが、さらに目的に対し特性
を高めるため、以下に述べる元素即ちCu、Ni、C
r、Mo、V、Caを選択的に添加すると強度、靭性の
向上について、さらに好ましい結果が得られる。
り、十分に目的を達成できるが、さらに目的に対し特性
を高めるため、以下に述べる元素即ちCu、Ni、C
r、Mo、V、Caを選択的に添加すると強度、靭性の
向上について、さらに好ましい結果が得られる。
【0020】つぎに、前記添加元素とその添加量につい
て説明する。
て説明する。
【0021】Niは溶接性、HAZ靭性に悪影響を及ぼ
すことなく、母材の強度、靭性を向上させるが、0.0
5%以下では効果が薄く、2.0%以上では極めて高価
になるため経済性を失うので、上限は2.0%とした。
すことなく、母材の強度、靭性を向上させるが、0.0
5%以下では効果が薄く、2.0%以上では極めて高価
になるため経済性を失うので、上限は2.0%とした。
【0022】CuはNiとほぼ同様な効果を持つほか、
Cu析出物による強度の増加や耐食性や耐候性の向上に
も効果を有する。この場合Cu量が1.5%を超えると
その析出効果が飽和し、また0.05%以下では効果が
ないのでCu量は0.05〜0.5%に限定する。
Cu析出物による強度の増加や耐食性や耐候性の向上に
も効果を有する。この場合Cu量が1.5%を超えると
その析出効果が飽和し、また0.05%以下では効果が
ないのでCu量は0.05〜0.5%に限定する。
【0023】Moは母材の強度、靭性を共に向上させ、
特に2相域熱処理後の低YR化に効果的な元素である。
0.05%以下では効果が薄く、1.0%を超えると溶
接部靭性及び溶接性の劣化を招き好ましくないため0.
05〜1.0%に限定する。Crは母材及び溶接部の強
度を高める元素であり、Cr量が0.5%以上で耐候性
も向上するが、1.0%を超えると溶接性やHAZ靭性
を劣化させ、また0.05%以下では効果が薄い。従っ
てCr量は0.05〜1.0%とする。
特に2相域熱処理後の低YR化に効果的な元素である。
0.05%以下では効果が薄く、1.0%を超えると溶
接部靭性及び溶接性の劣化を招き好ましくないため0.
05〜1.0%に限定する。Crは母材及び溶接部の強
度を高める元素であり、Cr量が0.5%以上で耐候性
も向上するが、1.0%を超えると溶接性やHAZ靭性
を劣化させ、また0.05%以下では効果が薄い。従っ
てCr量は0.05〜1.0%とする。
【0024】VはNbとほぼ同じ効果をもつ元素である
が、Nbに比較して析出硬化能はやや劣る。0.005
%以下では硬化が少なく、0.10%を超えると冷間成
形後の熱処理での靭性劣化を招く。
が、Nbに比較して析出硬化能はやや劣る。0.005
%以下では硬化が少なく、0.10%を超えると冷間成
形後の熱処理での靭性劣化を招く。
【0025】Caは硫化物(MnS)の形態を制御し、
シャルピー吸収エネルギーを増加させ低温靭性を向上さ
せる効果がある。しかしCa量は0.001%未満では
実用上効果がなく、0.006%を超えるとCaO、C
aSが多量に生成して大型介在物となり、鋼の靭性のみ
ならず清浄度も害し溶接性、耐ラメラテア性にも悪影響
を与えるので、Ca添加量の範囲を0.001〜0.0
06%とする。
シャルピー吸収エネルギーを増加させ低温靭性を向上さ
せる効果がある。しかしCa量は0.001%未満では
実用上効果がなく、0.006%を超えるとCaO、C
aSが多量に生成して大型介在物となり、鋼の靭性のみ
ならず清浄度も害し溶接性、耐ラメラテア性にも悪影響
を与えるので、Ca添加量の範囲を0.001〜0.0
06%とする。
【0026】鋼板の製造方法は、上記成分限定した鋼を
熱間圧延した後空冷あるいは水冷を行い、Ac3 以上の
温度に再加熱して焼きならしを行う。この場合熱間圧延
後の冷却は空冷、水冷でも必要特性は得られるが、水冷
の方が組織の細粒化による靭性の向上という点で好まし
い。
熱間圧延した後空冷あるいは水冷を行い、Ac3 以上の
温度に再加熱して焼きならしを行う。この場合熱間圧延
後の冷却は空冷、水冷でも必要特性は得られるが、水冷
の方が組織の細粒化による靭性の向上という点で好まし
い。
【0027】次に冷間成形(t/D≦10%)後の熱処
理(焼きならし)温度は、冷間加工での歪を十分に開放
し、YRの低下、強度の上昇を行わせるためその下限温
度を700℃とする。また高すぎる温度での焼きならし
は、冷間歪の開放だけでなく強度不足、YRの上昇を招
いてしまうためその上限温度を850℃とする。
理(焼きならし)温度は、冷間加工での歪を十分に開放
し、YRの低下、強度の上昇を行わせるためその下限温
度を700℃とする。また高すぎる温度での焼きならし
は、冷間歪の開放だけでなく強度不足、YRの上昇を招
いてしまうためその上限温度を850℃とする。
【0028】
【実施例】周知の転炉、連続鋳造、厚板工程により鋼板
を製造し、その後冷間成形で鋼管を製作、焼きならし熱
処理を施し、その強度、靭性について調査した。
を製造し、その後冷間成形で鋼管を製作、焼きならし熱
処理を施し、その強度、靭性について調査した。
【0029】表1の1〜8に本発明鋼、9〜16に比較
鋼の化学成分を示す。表1において鋼1〜4はTS60
0N/mm2 クラス、鋼5〜8TS800N/mm2 ク
ラス目標にしたものである。
鋼の化学成分を示す。表1において鋼1〜4はTS60
0N/mm2 クラス、鋼5〜8TS800N/mm2 ク
ラス目標にしたものである。
【0030】表2に本発明鋼と比較鋼の鋼板製造条件と
その機械的性質を示す。
その機械的性質を示す。
【0031】表2の本発明鋼1〜8は、鋼管での強度、
靭性がバランスよく達成できており、YRも80%以下
となっている。
靭性がバランスよく達成できており、YRも80%以下
となっている。
【0032】これに対し比較鋼9ではCが高いため、鋼
管での靭性が劣化している。比較鋼10はMnが低く、
鋼管での強度が低い。比較鋼11はMnが高く、靭性が
劣化している。比較鋼12はNbが添加されていないた
め圧延中での結晶粒の細粒化が十分になされず、靭性が
劣化している。比較鋼13はNbが高く、鋼管での靭性
が劣化している。比較鋼14は冷間加工度(t/D)が
12%と大きすぎるため、YRが高くなっている。比較
鋼15は焼きなまし温度が低いため、強度が不足しYR
も高くなっている。比較鋼16は焼きなまし温度が高い
ため、強度が不足しYRも高くなっている。
管での靭性が劣化している。比較鋼10はMnが低く、
鋼管での強度が低い。比較鋼11はMnが高く、靭性が
劣化している。比較鋼12はNbが添加されていないた
め圧延中での結晶粒の細粒化が十分になされず、靭性が
劣化している。比較鋼13はNbが高く、鋼管での靭性
が劣化している。比較鋼14は冷間加工度(t/D)が
12%と大きすぎるため、YRが高くなっている。比較
鋼15は焼きなまし温度が低いため、強度が不足しYR
も高くなっている。比較鋼16は焼きなまし温度が高い
ため、強度が不足しYRも高くなっている。
【0033】
【表1】
【0034】
【表2】
【0035】
【発明の効果】本発明の化学成分及び製造法で製造した
鋼管は、YRが低く降伏後の塑性変形能力に優れた鋼管
である。その結果、建築、橋梁等の構造物の安全性を大
きく高めることができる。
鋼管は、YRが低く降伏後の塑性変形能力に優れた鋼管
である。その結果、建築、橋梁等の構造物の安全性を大
きく高めることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 8/00 - 8/10 C21D 9/08 C22C 38/00 - 38/60
Claims (2)
- 【請求項1】重量比で C :0.01〜0.12%、 Si:0.5%以下、 Mn:0.9〜1.6%、 P :0.03%以下、 S :0.01%以下、 Nb:0.005〜0.05%、 Ti:0.005〜0.025%、 Al:0.1%以下、 N :0.006%以下 を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼を
熱間圧延した後空冷あるいは水冷を行い、Ac3 以上の
温度に再加熱して焼きならしを行った鋼板を、t/D
(t:板厚、D:鋼管外径)≦10%の範囲で冷間成形
により鋼管を製作し、その後700から850℃の温度
範囲に再加熱して焼きならしすることを特徴とする建築
用低降伏比鋼管の製造法。 - 【請求項2】重量比で C :0.01〜0.12%、 Si:0.5%以下、 Mn:0.9〜1.6%、 P :0.03%以下、 S :0.01%以下、 Nb:0.005〜0.05%、 Ti:0.005〜0.025%、 Al:0.1%以下、 N :0.006%以下 さらに Cu:0.05〜1.5%、 Ni:0.05〜2.0%、 Cr:0.05〜1.0%、 Mo:0.05〜1.0%、 V :0.005〜0.10%、 Ca:0.001〜0.006% の1種または2種以上を含有し、残部が鉄および不可避
的不純物からなる鋼を熱間圧延した後空冷あるいは水冷
を行い、Ac3 以上の温度に再加熱して焼きならしを行
った鋼板を、t/D(t:板厚、D:鋼管外径)≦10
%の範囲で冷間成形により鋼管を製作し、その後700
から850℃の温度範囲で焼きならしすることを特徴と
する建築用低降伏比鋼管の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20921692A JP3245224B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 冷間成形による建築用低降伏比鋼管の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20921692A JP3245224B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 冷間成形による建築用低降伏比鋼管の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0649541A JPH0649541A (ja) | 1994-02-22 |
JP3245224B2 true JP3245224B2 (ja) | 2002-01-07 |
Family
ID=16569278
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20921692A Expired - Fee Related JP3245224B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 冷間成形による建築用低降伏比鋼管の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3245224B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
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---|---|---|---|---|
CN101646788B (zh) * | 2007-03-29 | 2011-04-13 | 住友金属工业株式会社 | 加工性优良的渗碳钢管及其制造方法 |
CN111020371A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-04-17 | 邯郸钢铁集团有限责任公司 | 一种耐酸正火中厚板管线钢及其生产方法 |
CN112322867B (zh) * | 2020-10-26 | 2023-03-21 | 武汉重工铸锻有限责任公司 | 提高核电用Cr-Ni-Mo材质大型锻件综合机械性能的热处理工艺 |
CN115679203B (zh) * | 2022-09-15 | 2023-12-29 | 舞阳钢铁有限责任公司 | 海上储油船用超大厚度s355nlo钢板及其生产方法 |
-
1992
- 1992-08-05 JP JP20921692A patent/JP3245224B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0649541A (ja) | 1994-02-22 |
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