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KR102709519B1 - Square steel pipe and its manufacturing method and building structures - Google Patents

Square steel pipe and its manufacturing method and building structures Download PDF

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KR102709519B1
KR102709519B1 KR1020227010309A KR20227010309A KR102709519B1 KR 102709519 B1 KR102709519 B1 KR 102709519B1 KR 1020227010309 A KR1020227010309 A KR 1020227010309A KR 20227010309 A KR20227010309 A KR 20227010309A KR 102709519 B1 KR102709519 B1 KR 102709519B1
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아키히데 마츠모토
다카토시 오카베
신스케 이데
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제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

평판부의 기계적 특성을 우수한 것으로 하고, 관의 내외표면에 형성되는 산화 스케일의 기능을 충분히 확보하며, 또한, 모서리부에 있어서, 인성을 충분히 확보함과 함께, 가공 경화를 억제한 각형 강관 및 그 제조 방법 그리고 이 각형 강관을 사용한 건축 구조물을 제공하는 것.
관둘레 방향으로 평판부 (101) 와 모서리부 (102) 가 교대로 각각 복수 형성되어 있고, 평판부 (101) 의 항복 강도 (YS) 가 295 MPa 이상이고, 평판부 (101) 의 인장 강도 (TS) 가 400 MPa 이상이고, 평판부 (101) 의 항복비 (YR) 가 0.80 이하이고, 모서리부 (102) 의 0 ℃ 에 있어서의 샤르피 흡수 에너지가 70 J 이상이고, 관의 내외표면의 산화 스케일의 두께가 1 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하이고, 모서리부 (102) 정점의 내표면에서부터 두께 방향 소정 위치와, 평판부 (101) 의 관둘레 방향 중앙부의 외표면에서부터 두께 방향 소정 위치에 있어서의 평균 비커스 경도의 차가 5 HV 이상 60 HV 이하이도록 한다.
To provide a square steel pipe having excellent mechanical properties at the flat surface, sufficiently securing the function of an oxide scale formed on the inner and outer surfaces of the pipe, and further sufficiently securing toughness at the corners while suppressing work hardening, a method for manufacturing the same, and an architectural structure using the square steel pipe.
A plurality of flat portions (101) and corner portions (102) are alternately formed in the circumferential direction of the pipe, the yield strength (YS) of the flat portion (101) is 295 MPa or more, the tensile strength (TS) of the flat portion (101) is 400 MPa or more, the yield ratio (YR) of the flat portion (101) is 0.80 or less, the Charpy absorbed energy of the corner portion (102) at 0° C. is 70 J or more, the thickness of the oxide scale on the inner and outer surfaces of the pipe is 1 ㎛ or more and 20 ㎛ or less, and the difference in average Vickers hardness between a predetermined position in the thickness direction from the inner surface of the apex of the corner portion (102) and a predetermined position in the thickness direction from the outer surface of the central portion of the circumferential direction of the flat portion (101) is 5 HV or more and 60 HV or less.

Description

각형 강관 및 그 제조 방법 그리고 건축 구조물Square steel pipe and its manufacturing method and building structures

본 발명은, 건축 구조물의 기둥재에 사용되고, 변형 능력이 우수하며, 모서리부의 가공 경화의 영향이 작은 각형 강관 및 그 제조 방법 및 그리고 건축 구조물에 관한 것이다.The present invention relates to a square steel pipe used as a pillar material for building structures, having excellent deformation capacity and a small effect of work hardening at corners, a method for manufacturing the same, and building structures.

종래, 건축물의 기둥재로서 사용되는 각형 강관은, 두꺼운 강판을 프레스기에 의해 각형상 (角形狀) 으로 프레스 성형한 후, 용접하는 방법 (BCP 법) 에 의해 제조되고 있었다. 한편, 최근, 생산성이 낮은 BCP 법을 대신하여, 비용 저감을 도모하는 점에서, 롤 성형한 후, 용접하고, 각 성형 (角成形) 하여 각 강관을 얻는 방법 (BCR 법) 에 의해 각 강관을 제조하는 시도가 이루어지게 되었다.Conventionally, square steel pipes used as pillar materials for buildings have been manufactured by pressing thick steel plates into a square shape using a press machine and then welding them (BCP method). Recently, on the other hand, in order to reduce costs, attempts have been made to manufacture square steel pipes by a method of obtaining square steel pipes by roll forming, welding, and then forming them into square shapes (BCR method) instead of the low-productivity BCP method.

BCR 법은, 열연 강판을 롤 성형에 의해 원통상의 오픈 관 형상으로 하고, 그 맞대어지는 부분을 전봉 용접한 후, 상하 좌우에 배치된 롤에 의해 원통상인 채로 관축 방향으로 수 % 의 조임을 가하여, 계속해서 각형으로 성형하여 제조된다. 롤 성형에 의한 각형 강관의 제조는 냉간에서 실시되기 때문에, 가공 경화의 영향이 현저하다. 그 때문에, BCP 법에 의해 얻어지는 각형 강관과 비교하여, 특히 평판부의 소성 변형능이 손상되게 되어, 설계상의 제한이 부과되어 있다.The BCR method is manufactured by forming a hot-rolled steel plate into a cylindrical open pipe shape by roll forming, and then welding the butting parts, and then applying a few percent of tightening in the axial direction of the pipe while still in a cylindrical shape by rolls arranged up, down, left, and right, and continuously forming it into a square shape. Since the manufacture of square steel pipes by roll forming is carried out in the cold, the influence of work hardening is significant. Therefore, compared to square steel pipes obtained by the BCP method, the plastic deformation ability of the flat plate portion in particular is impaired, and design restrictions are imposed.

이 설계상의 제한을 완화하기 위해서는, BCR 법에 의해 얻어지는 각형 강관의 평판부의 항복비 (YR) 를 BCP 법에 의해 얻어지는 각형 강관의 평판부에 상당하게 할 필요가 있고, 그 항복비 (YR) 는 0.80 이하이다.In order to alleviate this design limitation, it is necessary to make the yield ratio (YR) of the flat plate section of the square steel pipe obtained by the BCR method equivalent to that of the flat plate section of the square steel pipe obtained by the BCP method, and the yield ratio (YR) is 0.80 or less.

또한, BCR 법에 의한 각형 강관의 모서리부 내면에서는, 후공정에 있는 Zn 도금 처리가 온간에서 행해지기 때문에, 잔류 응력의 해방이 발생하여, 가공 경화에 의해 취화된 부위를 기점으로 취화 균열이 발생한다는 문제가 있었다. 그 때문에, 각형 성형 공정에 있어서, 각형 강관의 모서리부 내면의 과도한 가공 경화를 억제하는 제조 조건을 선정할 필요가 있다.In addition, since the Zn plating treatment in the post-process is performed in a warm state on the inner surface of the corners of the square steel pipes by the BCR method, there was a problem that the release of residual stress occurred and embrittlement cracks occurred starting from the part that was embrittled due to work hardening. Therefore, in the square forming process, it is necessary to select manufacturing conditions that suppress excessive work hardening on the inner surface of the corners of the square steel pipes.

상기로부터, BCR 법에 의한 각형 강관을 제조하는 경우에는, 냉간 성형시의 가공 경화에 의한 평판부의 항복비 (YR) 의 증가를 작게 하는 소재의 선정이나, 모서리부 내면의 잔류 응력의 발생을 억제하는 제조 방법의 선정 등이 유효하지만, 그 중에서 각형 강관 전체를 가열하는 열처리를 실시하는 것도 유효한 수단이다.From the above, in the case of manufacturing a square steel pipe by the BCR method, it is effective to select a material that reduces the increase in the yield ratio (YR) of the flat portion due to work hardening during cold forming, or to select a manufacturing method that suppresses the occurrence of residual stress on the inner surface of the corner portion, but among these, performing a heat treatment that heats the entire square steel pipe is also an effective means.

특허문헌 1 에서는, BCR 법에 의한 각형 강관의 성형과, 유도 가열 장치에 의해 각형 강관의 응력 제거 어닐링을 실시하는 열처리, 용융 아연 도금을 실시하는 도금 처리를 연속적으로 실시하는 각형 강관의 제조 방법이 제안되어 있다.Patent Document 1 proposes a method for manufacturing a square steel pipe, which comprises forming a square steel pipe by the BCR method, performing a heat treatment for stress relief annealing of the square steel pipe using an induction heating device, and performing a plating treatment for hot-dip galvanizing.

특허문헌 2 에서는, 냉간 성형에 의해 얻어진 각형 강관에 대하여, Ac1 변태점 이하의 온도에서 템퍼링 열처리를 실시하는 제조 방법이 제안되어 있다.Patent Document 2 proposes a manufacturing method for performing tempering heat treatment at a temperature below the Ac 1 transformation point on a square steel pipe obtained by cold forming.

특허문헌 3 에서는, 미리 각형 강관의 마무리 성형까지 각 성형을 실시하고, 중간에 가열 처리를 실시하고, Ac3 변태점 초과의 온도역에서 마무리의 각 성형을 실시하는 제조 방법이 제안되어 있다.Patent Document 3 proposes a manufacturing method in which each forming is performed in advance up to the final forming of a square steel pipe, heat treatment is performed in the middle, and the final forming is performed in a temperature range exceeding the Ac 3 transformation point.

일본 공개특허공보 평9-155447호Japanese Patent Publication No. 9-155447 일본 공개특허공보 2005-163159호Japanese Patent Publication No. 2005-163159 일본 특허공보 제2852317호Japanese Patent Publication No. 2852317

그런데, 최근, 내진 성능이 우수한 건축 구조물 등에 사용하기 위한 각형 강관으로는, 평판부의 기계적 특성으로서, 항복 강도와 인장 강도를 소정값 이상으로 함과 함께, 전술한 바와 같이 항복비를 0.80 이하로 하는 것이 요구되고 있다.However, recently, for square steel pipes to be used in building structures with excellent earthquake resistance, as for the mechanical properties of the flat section, it is required that the yield strength and tensile strength be above the specified values, and the yield ratio be 0.80 or less as described above.

또한, 모서리부로는, 인성 (靭性) 을 충분히 확보함과 함께, 전술한 바와 같이 가공 경화를 억제하는 것이 요구되고 있다.In addition, for the corners, it is required to sufficiently secure toughness and suppress work hardening as described above.

또한, 관의 내외표면에 형성되는 산화 스케일에 관하여, 보호막으로서의 기능을 확보하면서, 스케일 박리를 억제하는 것도 요구되고 있다.In addition, with regard to the oxide scale formed on the inner and outer surfaces of the pipe, it is also required to prevent scale peeling while ensuring the function of a protective film.

그러나, 전술한 특허문헌 1 ∼ 3 에 기재된 기술은, 이들 요구를 만족하는 각형 강관을 얻는 기술로는 아직 충분하다고는 말할 수 없었다.However, the technologies described in the above-mentioned patent documents 1 to 3 cannot be said to be sufficient as technologies for obtaining square steel pipes that satisfy these requirements.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 평판부의 기계적 특성을 우수한 것으로 하고, 관의 내외표면에 형성되는 산화 스케일의 기능을 충분히 확보하며, 또한, 모서리부에 있어서, 인성을 충분히 확보함과 함께, 가공 경화를 억제한 각형 강관 및 그 제조 방법 그리고 이 각형 강관을 사용한 건축 구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and has as its object the provision of a square steel pipe having excellent mechanical properties of a flat portion, sufficiently securing the function of an oxide scale formed on the inner and outer surfaces of the pipe, and further sufficiently securing toughness at corner portions while suppressing work hardening, a method for manufacturing the same, and an architectural structure using the square steel pipe.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 실시하였다.The present inventors conducted a preliminary review to solve the above problem.

우선, 본 발명에서 평판부 (관축 방향 수직 단면에 있어서의 변부) 에 요구되는 기계적 특성으로는, 항복 강도 (YS) 를 295 MPa 이상으로 하고, 인장 강도 (TS) 를 400 MPa 이상으로 하고, 항복비 (YR) 를 0.80 이하로 하면 된다고 판단하였다. 또한, 모서리부에 요구되는 인성으로서, 0 ℃ 에 있어서의 샤르피 흡수 에너지를 70 J 이상으로 하면 된다고 판단하였다.First, it was determined that the mechanical properties required for the flat portion (the edge portion in the cross-section perpendicular to the tube axis) in the present invention are yield strength (YS) of 295 MPa or more, tensile strength (TS) of 400 MPa or more, and yield ratio (YR) of 0.80 or less. In addition, it was determined that the toughness required for the edge portion is Charpy absorbed energy at 0°C of 70 J or more.

또한, 관의 내외표면에 발생하는 산화 스케일의 기능을 충분히 확보하기 위해, 구체적으로는, 산화 스케일의 박리를 억제하면서, 보호막으로서의 기능을 확보하기 위해서는, 본 발명에서는 그 두께를 1 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하로 하면 되는 것을 알아내었다.In addition, in order to sufficiently secure the function of the oxide scale occurring on the inner and outer surfaces of the pipe, specifically, in order to secure the function as a protective film while suppressing the peeling of the oxide scale, it was found in the present invention that the thickness should be 1 ㎛ or more and 20 ㎛ or less.

또한, 모서리부의 가공 경화를 충분히 억제하기 위해서는, 모서리부 정점 (頂点) 의 내표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 평균 비커스 경도와, 평판부의 관둘레 방향 중앙부의 외표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 평균 비커스 경도의 차를 5 HV 이상 60 HV 이하로 하면 되는 것을 알아내었다.In addition, in order to sufficiently suppress work hardening at the corner portion, it was found that the difference between the average Vickers hardness at a thickness direction position of 1 mm ± 0.1 mm from the inner surface of the corner portion apex and the average Vickers hardness at a thickness direction position of 1 mm ± 0.1 mm from the outer surface of the central portion of the circumferential direction of the flat plate portion should be 5 HV or more and 60 HV or less.

또한, 본 발명자들은, 각형 강관이 상기 특성을 갖도록 하기 위해서는, 냉간 성형에 의해 강판으로부터 각형상으로 마무리한 특정한 각형 소관 (素管) 에 대해서, Ac1 변태점 미만의 온도에서 가열하고, 관의 두께 방향의 가열 온도 편차를 50 ℃ 이하로 하며, 또한, 500 ℃ 이상의 가열 유지 시간을 100 sec 이상으로 하여 어닐링 열처리를 실시하면 되는 것을 알아내었다. 상세하게는, 먼저, Ac1 변태점 이상의 온도에서 열처리를 실시하면, 인성이 현저하게 악화되는 경우가 있는 것에 착안하였다.In addition, the inventors of the present invention found that in order for a square steel pipe to have the above-described characteristics, a specific square tube finished into a square shape from a steel plate by cold forming is heated at a temperature lower than the Ac 1 transformation point, the heating temperature deviation in the thickness direction of the tube is set to 50°C or less, and annealing is performed for a heating holding time of 100 seconds or more at 500°C or more. Specifically, they first noted that when heat treatment is performed at a temperature higher than the Ac 1 transformation point, there are cases where toughness is significantly deteriorated.

또한, 본 발명자들은, 관의 두께 방향의 가열 온도 편차와 관의 기계적 특성의 관계성에 대해서 검토하였다.In addition, the inventors of the present invention examined the relationship between the heating temperature deviation in the thickness direction of the tube and the mechanical properties of the tube.

구체적으로는, 관의 두께 방향의 가열 온도 편차에 대해, 응력 제거 어닐링 처리 등의 어닐링 열처리는 가열 온도의 영향이 큰 것에 착안하였다. 또, 유도 가열 등의 어닐링 열처리에 있어서는 외면측이 전기 저항에 의해 가열되고, 내면측의 온도는 외면측보다 저온이 되는 것에도 착안하였다. 이것들로부터, 가열 온도 편차가 크면, 관의 외면, 내면에서, 응력 제거 어닐링 등의 어닐링 열처리의 영향의 차가 커지고, 결과적으로 관의 외면 및 내면에서 기계적 특성의 차이가 커져, 불균일한 특성을 가진 관이 된다는 것을 알아내어, 이 점에 대해 예의 검토하였다. 또한, 응력 제거 어닐링 처리에 있어서, 변형을 제거하기 위해 충분한 가열 유지 시간을 확보할 필요가 있는 것에 착안하여, 검토하였다.Specifically, it was noted that the annealing heat treatment such as stress relief annealing has a large effect on the heating temperature deviation in the thickness direction of the pipe. In addition, it was noted that in annealing heat treatment such as induction heating, the outer surface is heated by electric resistance, and the temperature of the inner surface is lower than that of the outer surface. From these, it was found that if the heating temperature deviation is large, the difference in the effect of annealing heat treatment such as stress relief annealing on the outer and inner surfaces of the pipe becomes large, and as a result, the difference in mechanical properties between the outer and inner surfaces of the pipe becomes large, resulting in a pipe having non-uniform properties, and this point was carefully examined. In addition, it was noted that in stress relief annealing, it is necessary to secure a sufficient heating holding time in order to remove deformation, and this was examined.

이러한 검토에 의해, 각형 강관이 전술한 특성을 갖도록 하기 위해서는, 냉간 성형에 의해 강판으로부터 각형상으로 마무리한 각형 소관에 대하여, Ac1 변태점 미만의 온도에서 가열하고, 관의 두께 방향의 가열 온도 편차를 50 ℃ 이하로 하며, 또한, 500 ℃ 이상의 가열 유지 시간을 100 sec 이상으로 하여 어닐링 열처리를 실시하면 되는 것을 알아내었다.By these examinations, it was found that in order to make a square steel pipe have the above-mentioned characteristics, an annealing heat treatment should be performed by heating a square pipe finished into a square shape from a steel plate by cold forming at a temperature lower than the Ac 1 transformation point, setting the heating temperature deviation in the thickness direction of the pipe to 50°C or less, and further setting the heating holding time at 500°C or more to 100 seconds or more.

상기 지견에 대해서는, 본 발명자들은, 어닐링 열처리의 일례로서, 각형 강관에 대해, 워크 코일을 사용한 고주파 유도 가열을 실시하는 것을 검토함으로써 실증하였다.Regarding the above knowledge, the inventors of the present invention verified it by examining high-frequency induction heating using a work coil on a square steel pipe as an example of annealing heat treatment.

이 고주파 유도 가열에서는, 교류 전원에 접속된 워크 코일의 안에 있는 피가열체를 전기 저항에 의한 줄열로 가열한다. 그 때문에, 고주파 유도 가열은, 열손실이 작고, 가열 효율이 우수하다.In this high-frequency induction heating, the object to be heated inside the work coil connected to the AC power source is heated by the Joule heat generated by the electrical resistance. Therefore, high-frequency induction heating has small heat loss and excellent heating efficiency.

또, 가열의 주파수를 제어함으로써, 줄열을 발생시키는 요인인 와전류의 침투 깊이를 조정할 수 있고, 주파수를 작게 함으로써, 피가열체의 보다 내부측까지 가열할 수 있다. 그 때문에, 고주파 유도 가열에서는, 피가열체의 두께가 증가해도, 주파수를 적절히 제어함으로써, 피가열체의 표면과 내부의 가열 온도의 온도 편차를 작게 할 수 있다.In addition, by controlling the frequency of heating, the penetration depth of the eddy current, which is a factor in generating Joule heat, can be adjusted, and by reducing the frequency, the heating can be performed more internally on the heated body. Therefore, in high-frequency induction heating, even if the thickness of the heated body increases, the temperature difference between the surface and internal heating temperatures of the heated body can be reduced by appropriately controlling the frequency.

본 발명자들은, 건축 구조물의 기둥재에 사용되는 각종 각형 강관을, 워크 코일 안으로 반송시키면서, 고주파 유도 가열에 의한 각형 강관의 전체 가열을 실시하였다. 그 결과, 주파수를 적정 범위로 설정함으로써, 두께 방향으로 균일한 가열 분포를 얻을 수 있었다. 또한, 전류의 침투 깊이를 크게 함으로써, 표피 효과에 의한 표면의 가열 집중을 억제하거나, 강관 내면의 목표 온도의 도달 시간을 단축하거나 할 수 있었다. 또한, 워크 코일의 전체 길이가 수 m 정도인 소형의 가열 설비에서도 상기 효과가 얻어지는 것을 확인하였다.The inventors of the present invention carried out overall heating of various types of square steel pipes used as pillar materials of building structures by high-frequency induction heating while returning them into a work coil. As a result, by setting the frequency to an appropriate range, it was possible to obtain a uniform heating distribution in the thickness direction. In addition, by increasing the penetration depth of the current, it was possible to suppress surface heating concentration due to the skin effect or shorten the time it took for the inner surface of the steel pipe to reach the target temperature. In addition, it was confirmed that the above-mentioned effect was obtained even in a small heating facility with a total work coil length of several meters.

또한, 상기의 표피 효과란, 이하의 현상을 가리킨다.In addition, the above skin effect refers to the following phenomenon.

우선, 고주파 전류의 자기장에 의해 피가열체 (강관) 의 표면에 자기장을 없애는 전류 (와전류) 가 발생한다. 이 와전류에 의해, 전기 저항으로 피가열체가 가열되고, 상기 표면에 가까워질수록 이 가열이 집중된다. 이 현상을 표피 효과라고 한다.First, a current (eddy current) that cancels the magnetic field is generated on the surface of the heated object (steel pipe) by the magnetic field of the high-frequency current. The heated object is heated by this eddy current due to electrical resistance, and this heating becomes more concentrated as it gets closer to the surface. This phenomenon is called the skin effect.

본 발명은 상기 지견에 기초하는 것으로, 그 특징은 다음과 같다.The present invention is based on the above knowledge, and its features are as follows.

[1] 관둘레 방향으로 평판부와 모서리부가 교대로 각각 복수 형성되어 있고,[1] Flat sections and corner sections are alternately formed in multiple directions around the pipe,

상기 평판부의 항복 강도 (YS) 가 295 MPa 이상이고,The yield strength (YS) of the above flat plate is 295 MPa or more,

상기 평판부의 인장 강도 (TS) 가 400 MPa 이상이고,The tensile strength (TS) of the above flat plate is 400 MPa or more,

상기 평판부의 항복비 (YR) 가 0.80 이하이고,The yield ratio (YR) of the above flat plate is 0.80 or less,

상기 모서리부의 0 ℃ 에 있어서의 샤르피 흡수 에너지가 70 J 이상이고,The Charpy absorption energy at 0°C of the above edge is 70 J or more,

관의 내외표면의 산화 스케일의 두께가 1 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하이고,The thickness of the oxide scale on the inner and outer surfaces of the tube is 1 ㎛ or more and 20 ㎛ or less,

모서리부 정점의 내표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 평균 비커스 경도와, 상기 평판부의 관둘레 방향 중앙부의 외표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 평균 비커스 경도의 차가, 5 HV 이상 60 HV 이하인 각형 강관.A square steel pipe, wherein the difference between the average Vickers hardness at a thickness direction position of 1 mm ± 0.1 mm from the inner surface of the corner apex and the average Vickers hardness at a thickness direction position of 1 mm ± 0.1 mm from the outer surface of the central portion of the circumferential direction of the flat portion is 5 HV or more and 60 HV or less.

[2] 모서리부 정점의 내표면 및 외표면에 있어서의 관둘레 방향의 잔류 응력의 절대값이, 10 MPa 이상 200 MPa 이하인 상기 [1] 에 기재된 각형 강관.[2] A square steel pipe as described in [1] above, wherein the absolute value of the residual stress in the circumferential direction of the pipe on the inner and outer surfaces of the corner apex is 10 MPa or more and 200 MPa or less.

[3] 모서리부 정점의 내표면 및 외표면에서부터 6 ㎜ ± 1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 균일 연신율이 5 % 이상인 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 각형 강관.[3] A square steel pipe as described in [1] or [2] above, having a uniform elongation of 5% or more at a thickness direction position of 6 mm ± 1 mm from the inner and outer surfaces of the corner vertices.

[4] 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 각형 강관의 제조 방법으로서,[4] A method for manufacturing a square steel pipe as described in any one of [1] to [3] above,

냉간 성형에 의해 강판으로부터 각형상으로 마무리한 각형 소관에 대해, Ac1 변태점 미만의 온도에서 가열하고, 관의 두께 방향의 가열 온도 편차를 50 ℃ 이하로 하며, 또한, 500 ℃ 이상의 가열 유지 시간을 100 sec 이상으로 하는 어닐링 열처리를 실시하는 각형 강관의 제조 방법.A method for manufacturing a square steel pipe, comprising: heating a square pipe finished into a square shape from a steel plate by cold forming at a temperature lower than the Ac 1 transformation point, setting the heating temperature deviation in the thickness direction of the pipe to 50°C or less, and performing annealing heat treatment at 500°C or more for a heating holding time of 100 seconds or more.

[5] 상기 어닐링 열처리에서, 가열 온도가 500 ℃ 이상 700 ℃ 이하인 상기 [4] 에 기재된 각형 강관의 제조 방법.[5] A method for manufacturing a square steel pipe as described in [4] above, wherein in the annealing heat treatment, the heating temperature is 500°C or higher and 700°C or lower.

[6] 상기 어닐링 열처리의 가열을 유도 가열로 하고, 그 유도 가열에 있어서의 주파수를 100 Hz 이상 1000 Hz 이하로 하는 상기 [4] 또는 [5] 에 기재된 각형 강관의 제조 방법.[6] A method for manufacturing a square steel pipe as described in [4] or [5], wherein the heating for the above annealing heat treatment is performed by induction heating, and the frequency of the induction heating is 100 Hz or more and 1000 Hz or less.

[7] 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 각형 강관이 기둥재로서 사용되는 건축 구조물.[7] A building structure in which a square steel pipe described in any one of the above [1] to [3] is used as a pillar material.

본 발명에 의하면, 평판부의 기계적 특성을 우수한 것으로 하고, 관의 내외표면에 발생하는 산화 스케일의 기능을 충분히 확보하며, 또한, 모서리부에 있어서, 인성을 충분히 확보함과 함께, 가공 경화를 억제한 각형 강관 및 그 제조 방법 그리고 이 각형 강관을 사용한 건축 구조물을 제공하는 것이 가능해진다.According to the present invention, it is possible to provide a square steel pipe having excellent mechanical properties of a flat portion, sufficiently securing the function of an oxide scale occurring on the inner and outer surfaces of the pipe, and further sufficiently securing toughness at corner portions while suppressing work hardening, a method for manufacturing the same, and an architectural structure using the square steel pipe.

도 1 은 각형 강관의 평판부와 모서리부를 설명하기 위한 관축 방향 수직 단면도이다.
도 2 는 산화 스케일을 설명하기 위한 모식도이다.
도 3 은 전봉 강관의 제조 설비의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 4 는 본 발명의 각형 강관의 제조 설비의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 5 는 각형 소관의 열처리 과정을 나타내는 모식도이다.
도 6 은 건축 구조물의 일례를 나타내는 모식도이다.
Figure 1 is a vertical cross-sectional view along the pipe axis to explain the flat portion and corner portion of a square steel pipe.
Figure 2 is a schematic diagram explaining the oxidation scale.
Figure 3 is a schematic diagram showing an example of a manufacturing facility for a steel pipe.
Figure 4 is a schematic diagram showing an example of a manufacturing facility for a square steel pipe of the present invention.
Figure 5 is a schematic diagram showing the heat treatment process of a square tube.
Figure 6 is a schematic diagram showing an example of a building structure.

본 발명에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the present invention is not limited to this embodiment.

<각형 강관><Square steel pipe>

도 1 은, 본 발명의 각형 강관의 관축 방향 수직 단면시의 형상의 일례를 나타낸다.Fig. 1 shows an example of the shape of a cross-section perpendicular to the tube axis of a square steel pipe of the present invention.

본 발명의 각형 강관 (1) 은, 관의 길이 방향 (관축 방향) 에 수직인 단면 (관축 방향 수직 단면) 이 정방형 또는 장방형이고, 관둘레 방향으로 평판부 (관축 방향 수직 단면에 있어서의 변부) (101) 와 모서리부 (102) 가 교대로 각각 복수 형성되어 있고, 상기 평판부 (101) 의 항복 강도 (YS) 가 295 MPa 이상이고, 상기 평판부 (101) 의 인장 강도 (TS) 가 400 MPa 이상이며, 또한 상기 평판부 (101) 의 항복비 (YR) (= 항복 강도/인장 강도) 가 0.80 이하이고, 상기 모서리부 (102) 의 0 ℃ 에 있어서의 샤르피 흡수 에너지가 70 J 이상이고, 관의 내외표면의 산화 스케일의 두께가 1 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하이고, 모서리부 정점의 내표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 평균 비커스 경도와, 평판부 (101) 의 관둘레 방향 중앙부의 외표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 평균 비커스 경도의 차가, 5 HV 이상 60 HV 이하이다.The square steel pipe (1) of the present invention has a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the pipe (the pipe axis direction) (the cross section perpendicular to the pipe axis direction) as a square or rectangular shape, and a plurality of flat portions (edge portions in the cross section perpendicular to the pipe axis direction) (101) and corner portions (102) are alternately formed in the circumferential direction of the pipe, the yield strength (YS) of the flat portion (101) is 295 MPa or more, the tensile strength (TS) of the flat portion (101) is 400 MPa or more, and further, the yield ratio (YR) (= yield strength/tensile strength) of the flat portion (101) is 0.80 or less, the Charpy absorbed energy of the corner portion (102) at 0° C. is 70 J or more, and the thickness of the oxide scale on the inner and outer surfaces of the pipe is 1 µm or more and 20 µm or less, and the thickness of the oxide scale is 1 mm ± 1 mm from the inner surface of the corner apex. The difference between the average Vickers hardness at a thickness direction position of 0.1 mm and the average Vickers hardness at a thickness direction position of 1 mm ± 0.1 mm from the outer surface of the central portion of the circumferential direction of the flat portion (101) is 5 HV or more and 60 HV or less.

또한, 본 발명의 각형 강관 (1) 은, 전봉 강관으로부터 얻어지는 강관으로, 평판부 (101) 상에 용접부 (전봉 용접부) (103) 를 가질 수 있다.In addition, the square steel pipe (1) of the present invention is a steel pipe obtained from an electric welded steel pipe and may have a welded portion (electric welded portion) (103) on a flat plate portion (101).

본 발명에서는, 특별히 한정되지 않지만, 각형 강관 (1) 의 관축 방향 수직 단면에 있어서의 평판부 (101) 의 변 길이 (H) 는 300 ∼ 550 ㎜ 이고, 두께 (t) 는 16 ∼ 30 ㎜ 인 것이 바람직하다.In the present invention, although not particularly limited, it is preferable that the side length (H) of the flat plate portion (101) in the vertical cross section in the pipe axis direction of the square steel pipe (1) is 300 to 550 mm, and the thickness (t) is 16 to 30 mm.

각형 강관 (1) 의 관축 방향 수직 단면시의 형상은, 각 평판부 (101) 의 4 변의 변 길이 (H) 가 모두 동일한 정방형 (대략 정방형) 인 것이 바람직하고, 그 밖에 장방형 (대략 장방형) 이어도 된다. 장방형인 경우의 변 길이 (H) 는, 세로의 변 길이 (H1) (㎜) 와 가로의 변 길이 (H2) (㎜) 의 평균 (H = (H1+H2)/2) 으로 한다.The shape of the square steel pipe (1) in the vertical cross-section in the pipe axis direction is preferably a square (approximately square) in which the side lengths (H) of the four sides of each flat plate portion (101) are all the same, but may also be rectangular (approximately rectangular). In the case of a rectangular shape, the side length (H) is the average of the vertical side length (H1) (mm) and the horizontal side length (H2) (mm) (H = (H1+H2)/2).

본 발명에 있어서 특정되는 평판부 (101) 에 있어서의 항복 강도 (YS) : 295 MPa 이상, 인장 강도 (TS) : 400 MPa 이상, 항복비 (YR) : 0.80 이하는, 특정한 각형 소관에 대하여, Ac1 변태점 미만의 온도에서 가열하고, 관의 두께 방향의 가열 온도 편차를 50 ℃ 이하로 하며, 또한, 500 ℃ 이상의 가열 유지 시간을 100 sec 이상으로 하는 어닐링 열처리를 실시함으로써 조정할 수 있다.In the present invention, the yield strength (YS): 295 MPa or more, the tensile strength (TS): 400 MPa or more, and the yield ratio (YR): 0.80 or less in the specified flat plate portion (101) can be adjusted by performing an annealing heat treatment in which, for a specific square tube, the temperature is lower than the Ac 1 transformation point, the heating temperature deviation in the thickness direction of the tube is set to 50° C. or less, and further, the heating holding time is set to 500° C. or more for 100 sec or more.

또한, 본 발명에 있어서 특정되는 모서리부 (102) 의 0 ℃ 에 있어서의 샤르피 흡수 에너지 : 70 J 이상은, Ac1 변태점 미만의 온도에서 가열하고, 관의 두께 방향의 가열 온도 편차를 50 ℃ 이하로 하며, 또한, 500 ℃ 이상의 가열 유지 시간을 100 sec 이상으로 하는 어닐링 열처리를 실시함으로써 조정할 수 있다.In addition, the Charpy absorption energy of 70 J or more at 0° C. of the edge portion (102) specified in the present invention can be adjusted by performing an annealing heat treatment in which heating is performed at a temperature lower than the Ac 1 transformation point, the heating temperature deviation in the thickness direction of the pipe is set to 50° C. or less, and the heating holding time is set to 500° C. or more for 100 sec or more.

평판부 (101) 의 항복 강도 (YS), 인장 강도 (TS), 항복비 (YR) 는, 인장 방향이 관축 방향과 평행하게 되도록, 각형 강관 (1) 의 평판부 (101) 로부터 JIS 5 호 인장 시험편을 채취하고, 이것을 사용하여 JIS Z 2241 의 규정에 준거하여 실시함으로써 측정할 수 있다.The yield strength (YS), tensile strength (TS), and yield ratio (YR) of the flat portion (101) can be measured by taking a JIS No. 5 tensile test piece from the flat portion (101) of the square steel pipe (1) so that the tensile direction is parallel to the pipe axis direction, and using this to conduct a test in accordance with the provisions of JIS Z 2241.

또한, 모서리부 (102) 의 0 ℃ 에 있어서의 샤르피 흡수 에너지는, 각형 강관 (1) 의 모서리부 (102) 의 관 외면에서부터 t/4 에 있어서 시험편 길이 방향이 관길이 방향과 평행이 되도록 채취한 V 노치 시험편을 사용하여, JIS Z 2242 의 규정에 준거하여, 시험 온도 : 0 ℃ 에서 샤르피 충격 시험을 실시하여 얻어진다.In addition, the Charpy absorbed energy at 0°C of the corner portion (102) is obtained by conducting a Charpy impact test at a test temperature of 0°C in accordance with the provisions of JIS Z 2242 using a V-notch test piece taken from the outer surface of the corner portion (102) of the square steel pipe (1) such that the length direction of the test piece is parallel to the length direction of the pipe at t/4.

도 2 는, 본 발명의 각형 강관 (1) 에서 형성되는 산화 스케일을 설명하기 위한 모식도이다.Figure 2 is a schematic diagram for explaining the oxide scale formed in the square steel pipe (1) of the present invention.

상기 강관 (1) 의 내외표면에 존재하는 산화 스케일은 도 2 에 나타내는 구조를 하고 있고, 뷔스타이트 (FeO), 마그네타이트 (Fe3O4), 헤머타이트 (Fe2O3) 가 지철 (모재) 측에서부터 표면측으로 순서대로 층상으로 구성되어 있다.The oxide scale existing on the inner and outer surfaces of the above steel pipe (1) has a structure as shown in Fig. 2, and is composed of wustite (FeO), magnetite (Fe 3 O 4 ), and hematite (Fe 2 O 3 ) in layers in order from the base iron (mother material) side to the surface side.

본 발명에서는, 유도 가열 등의 어닐링 열처리에 있어서, Ac1 변태점 미만의 온도에서 가열을 실시함으로써, 강관 (1) 표면의 산화 스케일의 성장이 억제된다. 한편, Ac1 변태점 이상의 온도에서 가열한 경우 등에서는, 산화 스케일이 성장한다. 산화 스케일의 두께 (이하, 스케일 두께라고도 기재한다) 가 증가하여, 20 ㎛ 초과가 되면, 외부로부터의 충격력 등에 의한 변형이 스케일층에 축적되기 쉬워져, 스케일의 박리가 발생한다. 한편, 스케일 두께가 1 ㎛ 미만이면, 냉간 성형시에 스케일의 보호막으로서의 효과가 소실되어, 충분한 방식 효과가 얻어지지 않게 된다. 따라서, 관의 내외표면의 스케일 두께는 1 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하로 한다. 바람직하게는, 스케일 두께는 2 ㎛ 이상이고, 보다 바람직하게는 4 ㎛ 이상이다. 또한, 바람직하게는, 스케일 두께는 10 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 8 ㎛ 이하이다.In the present invention, in an annealing heat treatment such as induction heating, by performing heating at a temperature lower than the Ac 1 transformation point, the growth of oxide scale on the surface of the steel pipe (1) is suppressed. On the other hand, in the case of heating at a temperature higher than the Ac 1 transformation point, oxide scale grows. When the thickness of the oxide scale (hereinafter also referred to as scale thickness) increases and exceeds 20 µm, deformation due to an impact force from the outside, etc., easily accumulates in the scale layer, causing scale peeling. On the other hand, when the scale thickness is less than 1 µm, the scale's effect as a protective film is lost during cold forming, and a sufficient corrosion-prevention effect is not obtained. Therefore, the scale thickness on the inner and outer surfaces of the pipe is set to 1 µm or more and 20 µm or less. Preferably, the scale thickness is 2 µm or more, more preferably 4 µm or more. Furthermore, preferably, the scale thickness is 10 µm or less, more preferably 8 µm or less.

상기 스케일 두께에 대해서는, 열간 압연에 있어서 고온의 소판 (素板) 을 대기에 노출시키는 시간을 조정함으로써, 1 ㎛ 이상으로 할 수 있다. 또한, 어닐링 열처리의 가열 온도를 Ac1 변태점 미만으로 함으로써 스케일 두께를 20 ㎛ 이하로 할 수 있다.Regarding the above scale thickness, by adjusting the time for exposing the high-temperature plate to the air during hot rolling, the scale thickness can be set to 1 ㎛ or more. In addition, by setting the heating temperature of the annealing heat treatment to be lower than the Ac 1 transformation point, the scale thickness can be set to 20 ㎛ or less.

또한, 강관 (1) 의 내외표면에 형성되는 산화 스케일의 두께는, 주사형 전자 현미경 (SEM) 을 사용하여 측정할 수 있다.Additionally, the thickness of the oxide scale formed on the inner and outer surfaces of the steel pipe (1) can be measured using a scanning electron microscope (SEM).

후술하는 바와 같은 유도 가열 등의 어닐링 열처리, 및 사이징 공정, 또는 교정 공정을 거친 후의 각형 강관 (1) 에서는, 열처리에 의해 잔류 응력이 해방되어 있다.In a square steel pipe (1) that has undergone an annealing heat treatment such as induction heating as described below, a sizing process, or a straightening process, the residual stress is released by the heat treatment.

미(未)열처리의 각형 강관에서는, 특히 모서리부의 외표면 및 내표면에 있어서 각각, 큰 압축의 잔류 응력과 인장의 잔류 응력이 발생되어 있다.In square steel pipes that have not been heat treated, large compressive residual stress and tensile residual stress occur, especially on the outer and inner surfaces of corners.

이 때, 모서리부의 외표면에 과잉의 잔류 응력이 작용하고 있는 경우, 외표면의 가공 경화의 진행이 현저하여, 각형 강관에 다이어프램 등으로 건축 부재로서의 용접을 실시할 때에, 용접부 근방의 가열부에 생기는 열 팽창에 의해, 균열이 발생하는 경우가 있다.At this time, if excessive residual stress is applied to the outer surface of the corner, the progress of work hardening of the outer surface is remarkable, and when welding is performed on a square steel pipe as a building material such as a diaphragm, cracks may occur due to thermal expansion occurring in the heated area near the weld.

또, 모서리부의 내표면에 과잉의 잔류 응력이 작용하고 있는 경우, 각형 강관의 성형 후에 실시하는 Zn 도금 처리에서, 잔류 응력이 해방되어, 모서리부 내면에 도금 균열이 생기는 경우가 있다.In addition, when excessive residual stress is applied to the inner surface of a corner, the residual stress may be released during the Zn plating treatment performed after forming a square steel pipe, and cracks in the plating may occur on the inner surface of the corner.

관둘레 방향의 잔류 응력이 강판 모재의 항복 응력 (모서리부 표면의 항복 응력) 이상일 때, 각형 강관의 모서리부에 있어서의 결함이 발생하기 쉬워진다. 따라서, 모서리부 (102) 에 있어서의 결함을 억제하기 위해서는, 모서리부 정점에 있어서의 내표면 및 외표면의 관둘레 방향의 잔류 응력을 작게 할 필요가 있고, 그 잔류 응력의 절대값이 모서리부 표면의 항복 응력 미만인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 성형 후의 각형 강관 (1) 을 절단했을 때에 생기는 이상한 절단면 변형을 방지하기 위해서, 잔류 응력의 절대값은 200 MPa 이하로 하는 것이 바람직하다.When the residual stress in the circumferential direction is higher than the yield stress of the steel plate base material (yield stress of the corner surface), a defect is likely to occur at the corner of the square steel pipe. Therefore, in order to suppress the defect at the corner (102), it is necessary to make the residual stress in the circumferential direction of the inner and outer surfaces at the corner apex small, and it is preferable that the absolute value of the residual stress is less than the yield stress of the corner surface. More specifically, in order to prevent abnormal cut surface deformation that occurs when the square steel pipe (1) after forming is cut, the absolute value of the residual stress is preferably 200 MPa or less.

또한, 잔류 응력의 절대값이 10 MPa 미만인 경우, 교정 부족에 의해 재료의 항복 연신을 소실시킬 수 없는 경우가 있다. 따라서, 모서리부 정점의 내표면 및 외표면에 있어서의 관둘레 방향의 잔류 응력의 절대값은, 10 MPa 이상 200 MPa 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 20 MPa 이상이고, 더욱 바람직하게는 50 MPa 이상이다. 또한, 보다 바람직하게는 150 MPa 이하이고, 더욱 바람직하게는 100 MPa 이하이다.In addition, when the absolute value of the residual stress is less than 10 MPa, there are cases where the yield elongation of the material cannot be lost due to insufficient correction. Therefore, the absolute value of the residual stress in the circumferential direction of the pipe at the inner surface and the outer surface of the corner vertex is preferably 10 MPa or more and 200 MPa or less. It is more preferably 20 MPa or more, and even more preferably 50 MPa or more. Furthermore, it is more preferably 150 MPa or less, and even more preferably 100 MPa or less.

또, 본 발명에서는, 열처리 후의 교정 가공의 가공량을 제어하는 것, 또, Ac1 변태점 미만의 온도에서 가열하고, 또한, 관의 두께 방향의 가열 온도 편차를 50 ℃ 이하로 하며, 또한, 500 ℃ 이상의 가열 유지 시간을 100 sec 이상으로 하는 어닐링 열처리를 실시함으로써, 잔류 응력의 절대값을 10 MPa 이상 200 MPa 이하로 할 수 있다.In addition, in the present invention, by controlling the amount of processing of the straightening processing after the heat treatment, heating at a temperature lower than the Ac 1 transformation point, setting the heating temperature deviation in the thickness direction of the pipe to 50° C. or less, and performing annealing heat treatment of setting the heating holding time at 500° C. or more to 100 sec or more, the absolute value of the residual stress can be set to 10 MPa or more and 200 MPa or less.

또, 잔류 응력의 측정으로는, 강관을 절단하고, 측정 위치의 표층에서부터 50 ㎛ 깊이까지의 부재를 전해 에칭에 의해 제거한 다음, X 선 회절의 cosα 법에 의해 둘레 방향의 잔류 응력을 측정한다. 측정 위치는 강관의 길이 중앙부이고, 네 모서리의 모서리부 정점 위치로 한다.In addition, for the measurement of residual stress, the steel pipe is cut, the material from the surface of the measurement position to a depth of 50 ㎛ is removed by electrolytic etching, and the residual stress in the circumferential direction is measured by the cosα method of X-ray diffraction. The measurement position is the central part of the length of the steel pipe and the vertices of the four corners.

여기서, 모서리부 정점이란, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 각형 강관 (1) 의 관축 방향 수직 단면에 있어서의 평판부 (101) 의 짧은 변 (H1 < H2 의 경우, H1) 의 중심 위치에서부터 강관 내부를 향해, 보다 구체적으로는 대향하는 짧은 변의 중심 위치를 향해 그은 직선 상에 있어서, 각형 강관 중앙부로부터 긴 변 (H1 < H2 인 경우, H2) 방향으로 1/2 × |H2-H1| (즉, 변 길이 (H2)와 변 길이 (H1) 의 차의 절반) 만큼 오프셋시킨 점 (오프셋점) 을 기점으로 하여, 상기의 대향하는 짧은 변의 중심 위치를 향하여 그은 직선에 대하여, 오프셋점이 위치하는 측과 반대측에 형성되는 평판부 (101) 의 긴 변과 45°를 이루는 선과 모서리부 (102) 외측의 교점으로 할 수 있다.Here, the corner portion vertex can be defined as the point (offset point) offset from the center of the short side (H1 in the case of H1 < H2) of the flat plate (101) in the vertical cross section in the pipe axis direction of the square steel pipe (1) toward the inside of the steel pipe, more specifically, toward the center of the opposite short side, as shown in Fig. 1, in the direction of the long side (H2 in the case of H1 < H2) from the center of the square steel pipe by 1/2 × |H2-H1| (i.e., half of the difference between the side length (H2) and the side length (H1)), and, with respect to the straight line drawn toward the center of the opposite short side, the intersection of the line forming a 45° angle with the long side of the flat plate (101) formed on the opposite side to the side where the offset point is located, and the outer side of the corner portion (102).

또한, 이 모서리부 정점은, 각형 강관 (1) 의 관축 방향 수직 단면에 있어서의 평판부 (101) 의 긴 변 (H1 < H2 의 경우, H2) 의 중심 위치로부터, 대향하는 긴 변의 중심 위치를 향해 그은 직선 상에 있어서, 각형 강관 중앙부에서부터 짧은 변 (H1 < H2 의 경우, H1) 방향으로 1/2 × |H2-H1| 만큼 오프셋시킨 점 (오프셋점) 을 기점으로 하여, 상기의 대향하는 긴 변의 중심 위치를 향해 그은 직선에 대하여, 각형 강관 (1) 의 관축 방향 수직 단면에 있어서의 평판부 (101) 의 짧은 변 (H1 < H2 의 경우, H1) 의 중심 위치에서부터 강관 내부를 향해, 오프셋점이 위치하는 측에 형성되는 평판부 (101) 의 짧은 변과 45°를 이루는 선과 모서리부 (102) 외측의 교점이라고도 할 수 있다.In addition, this corner portion vertex can also be said to be the intersection point of a line forming an angle of 45° with the short side of the flat plate portion (101) formed on the side where the offset point is located, toward the inside of the steel pipe from the center position of the short side (H1, in the case of H1 < H2) of the flat plate portion (101) in the vertical cross section in the pipe axis direction of the square steel pipe (1), and the outer side of the corner portion (102), with respect to a straight line drawn toward the center position of the opposite long side, with a point (offset point) offset by 1/2 × |H2-H1| from the center of the square steel pipe in the direction of the short side (H1, in the case of H1 < H2) as a starting point.

또한, 관축 방향 수직 단면시의 형상이 정방형 (대략 정방형) 인 경우에는, 모서리부 정점은, 강관 (1) 의 중심축을 기점으로 하여, 평판부 (101) 와 45°를 이루는 선과 모서리부 (102) 외측의 교점으로 할 수 있다.In addition, when the shape of the vertical cross-section in the direction of the pipe axis is square (approximately square), the corner vertex can be the intersection of the line forming a 45° angle with the flat plate (101) based on the central axis of the steel pipe (1) and the outer side of the corner (102).

냉간 성형 직후의 강관은 가공 경화의 영향이 현저하고, 특히 평판부와 비교하여, 네 모서리의 모서리부의 가공 경화가 진행되고 있다.The steel pipe immediately after cold forming is significantly affected by work hardening, and work hardening is particularly advanced at the corners of the four edges compared to the flat section.

롤 성형 각형 강관의 경우, 가장 가공 경화의 영향이 큰 것은 모서리부의 내표면측으로, 연성 (延性) 이 손상되어 있다. 유도 가열에 의한 응력 제거 어닐링 등의 열처리를 거친 후의 각형 강관의 조직은, 회복에 의해 변형이 제거되어 있기 때문에, 연성이 향상되고, 가공 경화의 영향이 거의 해소된다. 이 때, 모서리부 정점의 내표면 및 외표면에서부터 6 ㎜ ± 1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 균일 연신율이 5 % 미만인 경우, 응력 제거 어닐링이 불충분하여, 모서리부에 균열이 발생할 가능성이 있다. 따라서, 모서리부 정점의 내표면 및 외표면에서부터 6 ㎜ ± 1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 균일 연신율이 5 % 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 10 % 이상이다.In the case of roll-formed square steel pipes, the inner surface side of the corner portion is most affected by work hardening, and ductility is impaired. Since the structure of the square steel pipe after undergoing heat treatment such as stress relief annealing by induction heating has had its deformation removed by recovery, ductility is improved, and the influence of work hardening is almost eliminated. At this time, if the uniform elongation at a thickness direction position of 6 mm ± 1 mm from the inner and outer surfaces of the corner apexes is less than 5%, stress relief annealing is insufficient, and cracks may occur at the corner portion. Therefore, it is preferable that the uniform elongation at a thickness direction position of 6 mm ± 1 mm from the inner and outer surfaces of the corner apexes is 5% or more. More preferably, it is 10% or more.

상기한 균일 연신율은, 인장 방향이 관축 방향과 평행이 되도록, 각형 강관의 정점의 내외표면에서부터 6 ㎜ ± 1 ㎜ 의 두께 방향의 위치로부터 JIS 5 호 인장 시험편을 채취하고, 이것을 사용하여 JIS Z 2241 의 규정에 준거하여 실시함으로써 측정할 수 있다.The above-mentioned uniform elongation can be measured by taking a JIS No. 5 tensile test piece from a position 6 mm ± 1 mm in the thickness direction from the inner and outer surfaces of the apex of a square steel pipe so that the tensile direction is parallel to the pipe axis, and using this to conduct a test in accordance with the provisions of JIS Z 2241.

본 발명에서는, 특정한 각형 소관에 대해, Ac1 변태점 미만의 온도에서 가열하고, 또한, 관의 두께 방향의 가열 온도 편차를 50 ℃ 이하로 하며, 또한, 500 ℃ 이상의 가열 유지 시간을 100 sec 이상으로 하는 어닐링 열처리를 실시함으로써, 균일 연신율을 5 % 이상으로 할 수 있다.In the present invention, by performing annealing heat treatment in which a specific square tube is heated at a temperature lower than the Ac 1 transformation point, the heating temperature deviation in the thickness direction of the tube is set to 50°C or less, and the heating holding time is set to 500°C or more for 100 seconds or more, the uniform elongation can be made 5% or more.

또한, 후술하는 열처리를 강관 전체에서 실시함으로써, 평판부 (101) 와 모서리부 (102) 의 각 부위에 있어서의 기계적 특성이 거의 균일한 각형 강관 (1) 을 얻을 수 있다.In addition, by performing the heat treatment described below on the entire steel pipe, it is possible to obtain a square steel pipe (1) having almost uniform mechanical properties in each section of the flat portion (101) and the corner portion (102).

본 발명에서는, 각형 강관 (1) 의 비커스 경도는 특별히 한정되지 않지만, 열처리 후의 교정 공정에 있어서 교정 부족이나 과도한 가공 경화를 방지하기 위해, 100 ∼ 300 HV 로 해도 된다.In the present invention, the Vickers hardness of the square steel pipe (1) is not particularly limited, but may be 100 to 300 HV in order to prevent insufficient straightening or excessive work hardening in the straightening process after heat treatment.

또한, 본 발명의 각형 강관 (1) 은, 열처리 전의 모서리부 정점의 비커스 경도가 평판부의 비커스 경도보다 높고, 응력 제거 어닐링 후에도 그 영향이 남기 때문에, 모서리부 정점의 비커스 경도가 평판부 (101) 의 비커스 경도보다 높아도 된다.In addition, since the Vickers hardness of the corner apex of the square steel pipe (1) of the present invention is higher than the Vickers hardness of the flat portion before heat treatment and the effect of this remains even after stress relief annealing, the Vickers hardness of the corner apex may be higher than the Vickers hardness of the flat portion (101).

모서리부 정점의 내표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 평균 비커스 경도와, 평판부의 관둘레 방향 중앙부의 외표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 평균 비커스 경도의 차 ((모서리부 정점의 내표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 평균 비커스 경도) - (평판부의 관둘레 방향 중앙부의 외표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 평균 비커스 경도)) 가 5 HV 미만인 경우, 교정 부족에 의해 재료의 항복 연신을 소실시킬 수 없었다. 한편, 평균 비커스 경도의 차가 60 HV 초과이면, 응력 제거 어닐링이 불충분하여, 평판부와 모서리부의 기계적 특성이 불균일해진다. 따라서, 모서리부 정점의 내표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 평균 비커스 경도와, 평판부 (101) 의 관둘레 방향 중앙부의 외표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 평균 비커스 경도의 차는, 5 HV 이상 60 HV 이하이다. 바람직하게는 10 HV 이상이고, 보다 바람직하게는 15 HV 이상이다. 또한, 바람직하게는 40 HV 이하이고, 보다 바람직하게는 30 HV 이하이다.When the difference between the average Vickers hardness at a thickness direction position of 1 mm ± 0.1 mm from the inner surface of the corner apex and the average Vickers hardness at a thickness direction position of 1 mm ± 0.1 mm from the outer surface of the central portion in the circumferential direction of the flat portion ((average Vickers hardness at a thickness direction position of 1 mm ± 0.1 mm from the inner surface of the corner apex) - (average Vickers hardness at a thickness direction position of 1 mm ± 0.1 mm from the outer surface of the central portion in the circumferential direction of the flat portion)) is less than 5 HV, the yield elongation of the material could not be lost due to insufficient correction. On the other hand, when the difference in the average Vickers hardness exceeds 60 HV, stress relief annealing is insufficient, so that the mechanical properties of the flat portion and the corner portion become uneven. Therefore, the difference between the average Vickers hardness at a thickness direction position of 1 mm ± 0.1 mm from the inner surface of the corner portion apex and the average Vickers hardness at a thickness direction position of 1 mm ± 0.1 mm from the outer surface of the central portion of the circumferential direction of the flat portion (101) is 5 HV or more and 60 HV or less. Preferably, it is 10 HV or more, and more preferably, it is 15 HV or more. Furthermore, it is preferably 40 HV or less, and more preferably, it is 30 HV or less.

본 발명에서는, 특정한 각형 소관에 대해, Ac1 변태점 미만의 온도에서 가열하고, 관의 두께 방향의 가열 온도 편차를 50 ℃ 이하로 하며, 또한, 500 ℃ 이상의 가열 유지 시간을 100 sec 이상으로 하는 어닐링 열처리를 실시하는 것, 더욱 바람직하게는 응력 제거 어닐링 등의 어닐링 열처리에 있어서의 가열 온도 및 어닐링 열처리 시간의 제어에 의해, 상기한 평균 비커스 경도의 차를 5 HV 이상 60 HV 이하로 할 수 있다.In the present invention, for a specific square tube, an annealing heat treatment is performed in which heating is performed at a temperature lower than the Ac 1 transformation point, the heating temperature deviation in the thickness direction of the tube is set to 50° C. or less, and further, the heating holding time is set to 500° C. or more and 100 sec or more, and more preferably, by controlling the heating temperature and the annealing heat treatment time in an annealing heat treatment such as stress relief annealing, the difference in the above-mentioned average Vickers hardness can be set to 5 HV or more and 60 HV or less.

비커스 경도로는, 마이크로 비커스 경도 시험 (JIS Z 2244 : 2009) 의 규정에 준거하여, 네 모서리의 모서리부 정점의 내표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향 위치와, 평판부 (101) 의 관둘레 방향 중앙부의 외표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향의 위치에 있어서의 비커스 경도를 측정한다. 시험력은 9.8 N 으로 하여, 비커스 경도를 측정한다.The Vickers hardness is measured at a thickness direction position of 1 mm ± 0.1 mm from the inner surface of the corner vertices of the four corners and at a thickness direction position of 1 mm ± 0.1 mm from the outer surface of the central portion of the circumferential direction of the flat plate portion (101) in accordance with the provisions of the micro Vickers hardness test (JIS Z 2244: 2009). The Vickers hardness is measured with a test force of 9.8 N.

본 발명의 각형 강관 (1) 의 성분 조성은, 특별히 제한되지 않지만, 질량% 로, C : 0.07 ∼ 0.20 %, Si : 0.4 % 미만, Mn : 0.3 ∼ 2.0 %, P : 0.030 % 이하, S : 0.015 % 이하, Al : 0.01 ∼ 0.06 %, N : 0.006 % 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성인 것이 바람직하다. 이하에, 각 성분의 한정 이유를 서술한다. 이하, 각 성분의 설명에 있어서는, 특별히 언급하지 않는 한, 질량% 는 간단히 % 로 기재한다.The component composition of the square steel pipe (1) of the present invention is not particularly limited, but is preferably a component composition containing, in mass%, C: 0.07 to 0.20%, Si: less than 0.4%, Mn: 0.3 to 2.0%, P: 0.030% or less, S: 0.015% or less, Al: 0.01 to 0.06%, N: 0.006% or less, with the remainder being Fe and unavoidable impurities. The reasons for the limitation of each component are described below. Hereinafter, in the description of each component, unless otherwise specified, mass% is simply described as %).

C : 0.07 ∼ 0.20 %C: 0.07 ~ 0.20%

C 는, 고용 강화에 의해 강의 강도를 증가시킴과 함께, 제 2 상의 하나인 펄라이트의 형성에 기여하는 원소이다. 원하는 인장 특성, 인성, 또한 원하는 강 조직을 확보하기 위해서는, C 를 0.07 % 이상 함유하는 것이 바람직하다. 한편, 0.20 % 를 초과하는 C 의 함유는, 각형 강관의 용접시 (예를 들면, 각형 강관끼리의 용접시) 에 마텐자이트 조직이 생성되어 용접 균열의 원인이 될 우려가 있다. 이 때문에, C 함유량은 0.07 ∼ 0.20 % 의 범위인 것이 바람직하다. C 함유량은, 보다 바람직하게는 하한이 0.09 % 이고, 상한이 보다 바람직하게는 0.18 % 이다.C is an element that increases the strength of steel by solid solution strengthening and contributes to the formation of pearlite, which is one of the second phases. In order to secure desired tensile properties, toughness, and also desired steel structure, it is preferable to contain C of 0.07% or more. On the other hand, if the C content exceeds 0.20%, there is a concern that a martensite structure may be generated during welding of square steel pipes (for example, during welding of square steel pipes), which may cause weld cracks. Therefore, the C content is preferably in the range of 0.07 to 0.20%. The lower limit of the C content is more preferably 0.09%, and the upper limit is more preferably 0.18%.

Si : 0.4 % 미만Si: less than 0.4%

Si 는, 고용 강화에 의해 강의 강도 증가에 기여하는 원소로, 원하는 강 강도를 확보하기 위해, 필요에 따라서 함유할 수 있다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, 0.01 % 를 초과하여 Si 를 함유하는 것이 바람직하다. 그러나, 0.4 % 이상의 Si 의 함유는, 강 표면에 적 (赤) 스케일이라고 불리는 철감람석이 형성되기 쉬워져, 표면의 외관 성상이 저하되는 경우가 많아진다. 이 때문에, Si 를 함유하는 경우에는, Si 함유량을 0.4 % 미만으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 특별히 Si 를 첨가하지 않는 경우, Si 함유량은 불가피적 불순물로서 0.01 % 이하이다.Si is an element that contributes to the increase in the strength of steel by solid solution strengthening, and can be contained as needed to secure the desired steel strength. In order to obtain this effect, it is preferable to contain Si exceeding 0.01%. However, if Si is contained at 0.4% or more, iron olivine, called red scale, is likely to form on the steel surface, and the appearance of the surface often deteriorates. Therefore, when Si is contained, it is preferable to make the Si content less than 0.4%. In addition, when Si is not specifically added, the Si content is 0.01% or less as an unavoidable impurity.

Mn : 0.3 ∼ 2.0 %Mn: 0.3 ~ 2.0%

Mn 은, 고용 강화를 통해 강판의 강도를 증가시키는 원소로, 원하는 강판 강도를 확보하기 위해서 0.3 % 이상 함유하는 것이 바람직하다. 0.3 % 미만의 Mn 의 함유에서는, 페라이트 변태 개시 온도의 상승을 초래하여, 조직이 과도하게 조대화되기 쉽다. 한편, 2.0 % 를 초과하여 Mn 을 함유하면, 중심 편석부의 경도가 상승하여, 각형 강관을 사용한 기둥의 조인트 용접이나 다이어프램과의 용접시 등의 균열의 원인이 될 우려가 있다. 이 때문에, Mn 함유량은 0.3 ∼ 2.0 % 인 것이 바람직하다. Mn 함유량은, 보다 바람직하게는 상한이 1.6 % 이다. 보다 더 바람직하게는, 상한이 1.4 % 이다.Manganese is an element that increases the strength of the steel plate through solid solution strengthening, and in order to secure the desired strength of the steel plate, it is preferable to contain 0.3% or more. When the Mn content is less than 0.3%, the ferrite transformation initiation temperature rises, and the structure tends to coarsen excessively. On the other hand, when the Mn content exceeds 2.0%, the hardness of the center segregation portion increases, and there is a concern that this may cause cracks when welding joints of columns using square steel pipes or welding with diaphragms. Therefore, the Mn content is preferably 0.3 to 2.0%. The upper limit of the Mn content is more preferably 1.6%. Even more preferably, the upper limit is 1.4%.

P : 0.030 % 이하P: 0.030% or less

P 는, 페라이트 입계에 편석하여, 인성을 저하시키는 작용을 갖는 원소로, 본 발명에서는, 불순물로서 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하다. 그러나, 과도한 저감은 정련 비용의 상승을 초래하기 때문에, P 함유량은 0.002 % 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, P 함유량은 0.030 % 까지는 허용할 수 있다. 이 때문에, P 함유량은 0.030 % 이하인 것이 바람직하다. P 함유량은, 보다 바람직하게는 0.025 % 이하이다.P is an element that segregates at ferrite grain boundaries and has the effect of lowering toughness, and in the present invention, it is preferable to reduce it as an impurity as much as possible. However, since excessive reduction causes an increase in refining costs, it is preferable that the P content be 0.002% or more. Furthermore, the P content is permissible up to 0.030%. Therefore, the P content is preferably 0.030% or less. The P content is more preferably 0.025% or less.

S : 0.015 % 이하S: 0.015% or less

S 는, 강 중에서는 황화물로서 존재하고, 본 발명의 조성 범위이면, 주로 MnS 로서 존재한다. MnS 는, 열연 공정에서 얇게 연신되어, 연성, 인성에 악영향을 미치기 때문에, 본 발명에서는 가능한 한 MnS 는 저감시키는 것이 바람직하다. 그러나, 과도한 저감은 정련 비용의 상승을 초래하기 때문에, S 함유량은 0.0002 % 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, S 함유량은 0.015 % 까지는 허용할 수 있다. 이 때문에, S 함유량은 0.015 % 이하인 것이 바람직하다. S 함유량은, 보다 바람직하게는 0.010 % 이하이다.S exists as sulfide in steel, and within the composition range of the present invention, exists mainly as MnS. Since MnS is thinly stretched in the hot rolling process and adversely affects ductility and toughness, it is preferable to reduce MnS as much as possible in the present invention. However, since excessive reduction leads to an increase in refining costs, it is preferable that the S content be 0.0002% or more. Furthermore, the S content is permissible up to 0.015%. Therefore, the S content is preferably 0.015% or less. The S content is more preferably 0.010% or less.

Al : 0.01 ∼ 0.06 %Al: 0.01 ~ 0.06%

Al 은, 탈산제로서 작용함과 함께, AlN 으로서 N 을 고정시키는 작용을 갖는 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, 0.01 % 이상의 Al 의 함유를 필요로 한다. Al 함유량이 0.01 % 미만에서는, Si 무첨가의 경우에 탈산력이 부족하여, 산화물계 개재물이 증가해서, 강의 청정도가 저하된다. 한편, 0.06 % 를 초과하는 Al 의 함유는, 고용 Al 량이 증가하여, 각형 강관의 길이 방향 용접시 (각형 강관의 제조시의 용접시) 에, 특히 대기 중에서의 용접의 경우에, 용접부에 산화물을 형성시킬 위험성이 높아져, 각형 강관의 용접부의 인성이 저하된다. 이 때문에, Al 함유량은 0.01 ∼ 0.06 % 인 것이 바람직하다. Al 함유량은, 보다 바람직하게는 하한이 0.02 % 이고, 상한이 0.05 % 이다.Al is an element that acts as a deoxidizer and also has the effect of fixing N as AlN. In order to obtain this effect, it is necessary to contain 0.01% or more of Al. When the Al content is less than 0.01%, the deoxidizing power is insufficient in the case of no Si addition, the oxide inclusions increase, and the cleanliness of the steel deteriorates. On the other hand, when the Al content exceeds 0.06%, the amount of solid solution Al increases, and when welding in the longitudinal direction of a square steel pipe (welding during the manufacture of a square steel pipe), especially in the case of welding in the air, the risk of forming oxides in the weld increases, and the toughness of the weld of the square steel pipe deteriorates. For this reason, the Al content is preferably 0.01 to 0.06%. The lower limit of the Al content is more preferably 0.02%, and the upper limit is 0.05%.

N : 0.006 % 이하N: 0.006% or less

N 은, 전위의 운동을 강고하게 고착시킴으로써 인성을 저하시키는 작용을 갖는 원소이다. 본 발명에서는, N 은 불순물로서 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하고, 0.006 % 까지는 허용할 수 있다. 이 때문에, N 함유량은 0.006 % 이하인 것이 바람직하다. N 함유량은, 보다 바람직하게는 0.005 % 이하이다.Nitrogen is an element that has the effect of lowering the toughness by firmly fixing the movement of dislocation. In the present invention, it is preferable to reduce Ni as an impurity as much as possible, and up to 0.006% is permissible. Therefore, the Ni content is preferably 0.006% or less. The Ni content is more preferably 0.005% or less.

상기 이외의 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다. 상기의 성분이 본 발명에 있어서의 강 소재의 기본의 성분 조성이지만, 이들에 더하여 추가로, Nb : 0.005 ∼ 0.150 %, Ti : 0.005 ∼ 0.150 %, V : 0.005 ∼ 0.150 % 이하 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 함유시켜도 된다.The remainder other than the above is Fe and inevitable impurities. The above components are the basic component composition of the steel material in the present invention, but in addition to these, one or more types selected from among Nb: 0.005 to 0.150%, Ti: 0.005 to 0.150%, and V: 0.005 to 0.150% or less may be contained.

Nb : 0.005 ∼ 0.150 %, Ti : 0.005 ∼ 0.150 %, V : 0.005 % ∼ 0.150 % 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상Nb: 0.005 ∼ 0.150%, Ti: 0.005 ∼ 0.150%, V: 0.005 ∼ 0.150%, 1 or 2 or more selected from among

Nb, Ti, V 는, 모두 강 중에서 미세한 탄화물, 질화물을 형성하고, 석출 강화를 통해 강의 강도 향상에 기여하는 원소로, 필요에 따라 함유할 수 있다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Nb : 0.005 % 이상, Ti : 0.005 % 이상, V : 0.005 % 이상의 함유가 바람직하다. 한편, 과도한 함유는 항복비의 상승 및 인성의 저하를 초래한다. 이 때문에, Nb, Ti, V 를 함유하는 경우에는, Nb : 0.005 ∼ 0.150 %, Ti : 0.005 ∼ 0.150 %, V : 0.005 ∼ 0.150 % 로 한다. 바람직하게는, Nb : 0.008 % 이상, Ti : 0.008 % 이상, V : 0.008 % 이상이다. 또한, 바람직하게는, Nb : 0.10 % 이하, Ti : 0.10 % 이하, V : 0.10 % 이하이다.Nb, Ti, and V are all elements that form fine carbides and nitrides in steel and contribute to improving the strength of steel through precipitation strengthening, and can be contained as needed. In order to obtain such an effect, the content is preferably Nb: 0.005% or more, Ti: 0.005% or more, and V: 0.005% or more. On the other hand, excessive content causes an increase in the yield ratio and a decrease in toughness. Therefore, when Nb, Ti, and V are contained, Nb: 0.005 to 0.150%, Ti: 0.005 to 0.150%, and V: 0.005 to 0.150%. Preferably, Nb: 0.008% or more, Ti: 0.008% or more, and V: 0.008% or more. Also, preferably, Nb: 0.10% or less, Ti: 0.10% or less, V: 0.10% or less.

상기에 더하여 추가로, Cr : 0.01 ∼ 1.0 %, Mo : 0.01 ∼ 1.0 %, Cu : 0.01 ∼ 0.50 %, Ni : 0.01 ∼ 0.30 %, Ca : 0.0005 ∼ 0.010 %, B : 0.0003 ∼ 0.010 % 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 함유시켜도 된다.In addition to the above, one or more kinds selected from Cr: 0.01 to 1.0%, Mo: 0.01 to 1.0%, Cu: 0.01 to 0.50%, Ni: 0.01 to 0.30%, Ca: 0.0005 to 0.010%, and B: 0.0003 to 0.010% may be contained.

Cr : 0.01 ∼ 1.0 %, Mo : 0.01 ∼ 1.0 %, Cu : 0.01 ∼ 0.50 %, Ni : 0.01 ∼ 0.30 %, Ca : 0.0005 ∼ 0.010 %, B : 0.0003 ∼ 0.010 % 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상One or more selected from Cr: 0.01 to 1.0%, Mo: 0.01 to 1.0%, Cu: 0.01 to 0.50%, Ni: 0.01 to 0.30%, Ca: 0.0005 to 0.010%, B: 0.0003 to 0.010%

Cr, Mo, Cu, Ni 는, 고용 강화에 의해 강의 강도를 상승시키는 원소이고, 또 모두 강의 ??칭 경화성을 높여, 오스테나이트의 안정화에 기여하는 원소인 점에서, 경질인 마텐자이트 및 오스테나이트의 형성에 기여하는 원소로, 필요에 따라 함유할 수 있다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Cr : 0.01 % 이상, Mo : 0.01 % 이상, Cu : 0.01 % 이상, Ni : 0.01 % 이상의 함유가 바람직하다. 한편, 과도한 함유는 인성의 저하 및 용접성의 악화를 초래한다. 이 때문에, Cr, Mo, Cu, Ni 를 함유하는 경우에는, Cr : 0.01 ∼ 1.0 %, Mo : 0.01 ∼ 1.0 %, Cu : 0.01 ∼ 0.50 %, Ni : 0.01 ∼ 0.30 % 로 한다. 바람직하게는, Cr : 0.1 % 이상, Mo : 0.1 % 이상, Cu : 0.1 % 이상, Ni : 0.1 % 이상이다. 또한, 바람직하게는, Cr : 0.5 % 이하, Mo : 0.5 % 이하, Cu : 0.40 % 이하, Ni : 0.20 % 이하이다.Cr, Mo, Cu, and Ni are elements that increase the strength of steel by solid solution strengthening, and are also all elements that increase the quench hardenability of steel and contribute to the stabilization of austenite. Therefore, they are elements that contribute to the formation of hard martensite and austenite, and can be contained as needed. In order to obtain such an effect, it is preferable to contain Cr: 0.01% or more, Mo: 0.01% or more, Cu: 0.01% or more, and Ni: 0.01% or more. On the other hand, excessive content causes a decrease in toughness and a deterioration in weldability. Therefore, when containing Cr, Mo, Cu, and Ni, Cr: 0.01 to 1.0%, Mo: 0.01 to 1.0%, Cu: 0.01 to 0.50%, and Ni: 0.01 to 0.30%. Preferably, Cr: 0.1% or more, Mo: 0.1% or more, Cu: 0.1% or more, and Ni: 0.1% or more. Also, preferably, Cr: 0.5% or less, Mo: 0.5% or less, Cu: 0.40% or less, and Ni: 0.20% or less.

Ca 는, 열간 압연 공정에서 얇게 연신되는 MnS 등의 황화물을 구상화 (球狀化) 함으로써 강의 인성 향상에 기여하는 원소로, 필요에 따라 함유할 수 있다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, 0.0005 % 이상의 Ca 를 함유하는 것이 바람직하다. 그러나, Ca 함유량이 0.010 % 를 초과하면, 강 중에 Ca 산화물 클러스터가 형성되어 인성이 악화되는 경우가 있다. 이 때문에, Ca 를 함유하는 경우에는, Ca 함유량은 0.0005 ∼ 0.010 % 로 한다. 바람직하게는, Ca 함유량은 0.001 % 이상이다. 또, 바람직하게는, Ca 함유량은 0.0050 % 이하이다.Ca is an element that contributes to improving the toughness of steel by spheroidizing sulfides such as MnS that are thinly elongated during the hot rolling process, and can be contained as needed. In order to obtain such an effect, it is preferable to contain 0.0005% or more of Ca. However, if the Ca content exceeds 0.010%, Ca oxide clusters may be formed in the steel, deteriorating the toughness. Therefore, when containing Ca, the Ca content is set to 0.0005 to 0.010%. Preferably, the Ca content is 0.001% or more. Also, preferably, the Ca content is 0.0050% or less.

B 는, 페라이트 변태 개시 온도를 저하시킴으로써 조직의 미세화에 기여하는 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, 0.0003 % 이상의 B 를 함유하는 것이 바람직하다. 그러나, B 함유량이 0.010 % 를 초과하면 항복비가 상승한다. 이 때문에, B 를 함유하는 경우에는, B 함유량은 0.0003 % ∼ 0.010 % 로 한다. 바람직하게는, B 함유량은 0.0005 % 이상이다. 또, 바람직하게는, B 함유량은 0.0050 % 이하이다.B is an element that contributes to the refinement of the structure by lowering the ferrite transformation initiation temperature. In order to obtain this effect, it is preferable to contain 0.0003% or more of B. However, if the B content exceeds 0.010%, the yield ratio increases. Therefore, when B is contained, the B content is set to 0.0003% to 0.010%. Preferably, the B content is 0.0005% or more. Also, preferably, the B content is 0.0050% or less.

또한, 상기한 성분 조성을 가졌을 때에, 용접성을 확보하기 위해서, (1) 식으로 정의되는 Ceq 가 0.15 % 이상 0.50 % 이하, 및 (2) 식으로 정의되는 Pcm 이 0.30 % 이하인 것이 바람직하다. 단, (1) 식 및 (2) 식 중의 각종 원소의 성분 조성은 모두 질량% 이다.In addition, when having the above-mentioned composition, in order to secure weldability, it is preferable that Ceq defined by formula (1) is 0.15% or more and 0.50% or less, and Pcm defined by formula (2) is 0.30% or less. However, the compositions of various elements in formulas (1) and (2) are all in mass%.

Ceq = C + Mn/6 + Si/24 + Ni/40 + Cr/5 + Mo/4 + V/14 ···(1) Ceq = C + Mn/6 + Si/24 + Ni/40 + Cr/5 + Mo/4 + V/14 ···(1)

여기서, 식 (1) 중, C, Mn, Si, Ni, Cr, Mo, V 는, 각 원소의 함유량 (질량%) 이다. (단, 함유하지 않는 원소는 0 (제로) % 로 한다.) Here, in formula (1), C, Mn, Si, Ni, Cr, Mo, and V represent the content (mass%) of each element. (However, elements that are not contained are set to 0 (zero) %.)

Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Ni/60 + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + 5B ···(2)Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Ni/60 + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + 5B...(2)

여기서, 식 (2) 중, C, Si, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo, V, B 는, 각 원소의 함유량 (질량%) 이다. (단, 함유하지 않는 원소는 0 (제로) % 로 한다.)Here, in formula (2), C, Si, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo, V, and B represent the content (mass%) of each element. (However, elements that are not contained are set to 0 (zero) %.)

(1) 식 중의 Ceq 는 탄소 당량으로, 용접부 및 열 영향부의 경도의 지표가 된다. Ceq 가 0.15 % 미만이면 건축 구조물의 기둥재로서 필요한 강도가 얻어지지 않을 가능성이 있다. 또한, Ceq 가 0.50 % 를 초과하면 용접부 및 열 영향부가 과도하게 경화되어, 둘레 단면 강도의 편차가 커진다. 따라서, Ceq 는 0.15 % 이상 0.50 % 이하로 하는 것이 바람직하다.(1) Ceq in the formula is a carbon equivalent, which is an index of the hardness of the weld and heat-affected zone. If Ceq is less than 0.15%, the strength required as a pillar material for building structures may not be obtained. In addition, if Ceq exceeds 0.50%, the weld and heat-affected zone are excessively hardened, and the deviation in the circumferential cross-sectional strength increases. Therefore, it is preferable that Ceq be 0.15% or more and 0.50% or less.

(2) 식 중의 Pcm 은 용접 균열 감수성으로, Pcm 이 0.30 % 를 초과하면 용접부 및 열 영향부에 있어서 저온 균열이 일어나기 쉬워진다. 따라서, Pcm 은 0.30 % 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.25 % 이하이다.(2) Pcm in the formula is the welding crack susceptibility. If Pcm exceeds 0.30%, low-temperature cracks are likely to occur in the weld and heat-affected zone. Therefore, Pcm is preferably 0.30% or less, and more preferably 0.25% or less.

<각형 강관의 제조 방법><Method for manufacturing square steel pipes>

다음으로, 본 발명의 각형 강관 (1) 의 제조 방법에 대해 설명한다. 본 발명의 각형 강관 (1) 의 제조 방법에서는, 냉간 성형에 의해 강판으로부터 각형상으로 마무리한 각형 소관에 대해서, Ac1 변태점 미만의 온도에서 가열하고, 관의 두께 방향의 가열 온도 편차를 50 ℃ 이하로 하며, 또한, 500 ℃ 이상의 가열 유지 시간을 100 sec 이상으로 하여 어닐링 열처리를 실시한다.Next, a method for manufacturing a square steel pipe (1) of the present invention will be described. In the method for manufacturing a square steel pipe (1) of the present invention, a square pipe finished into a square shape from a steel plate by cold forming is heated at a temperature lower than the Ac 1 transformation point, the heating temperature deviation in the thickness direction of the pipe is set to 50°C or less, and annealing heat treatment is performed at 500°C or more for a heating holding time of 100 seconds or more.

또한, 상기 강판을 얻을 때, 최종적으로 얻어지는 각형 강관의 내외표면에 형성되는 산화 스케일의 두께를 1 ㎛ 이상으로 하기 위해서, 열간 압연의 마무리 압연 후에 있어서 고온의 소판을 대기에 노출시키는 시간을 조정한다. 구체적으로는, 열간 압연의 마무리 압연 후에 있어서 표면 온도가 900 ℃ 이하인 소판을 5 ∼ 400 sec 대기에 노출시키는 것이 바람직하다. 그 후, 얻어진 강판을 냉간 성형에 의해 각형상으로 마무리함으로써, 각형 소관을 얻을 수 있다.In addition, when obtaining the above steel plate, in order to make the thickness of the oxide scale formed on the inner and outer surfaces of the finally obtained square steel pipe 1 ㎛ or more, the time for exposing the high-temperature plate to the air after the finish rolling of the hot rolling is adjusted. Specifically, it is preferable to expose the plate having a surface temperature of 900 ℃ or less to the air for 5 to 400 seconds after the finish rolling of the hot rolling. Thereafter, by finishing the obtained steel plate into a square shape by cold forming, a square pipe can be obtained.

여기서, 상기 각형 소관을 얻기 위한 방법을 설명한다. 도 3 은, 각형 소관을 얻기 위해 사용되는 전봉 강관의 제조 설비의 일례를 나타내는 모식도이다.Here, a method for obtaining the above-mentioned square tube is described. Fig. 3 is a schematic diagram showing an example of a manufacturing facility for a welded steel tube used to obtain the square tube.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 코일에 권취된 강대 (이하, 강판이라고도 기재한다) (4) 를 내보내어, 레벨러 (5) 에 의해 교정하고, 복수의 롤로 이루어지는 케이지 롤군 (6) 에서 중간 성형하여 오픈 관으로 한 후, 복수의 롤로 이루어지는 핀 패스 롤군 (7) 에서 마무리 성형한다. 상기 오픈 관은, 냉간 롤 성형에 의해 얻어지는 원통상으로 할 수 있다.As shown in Fig. 3, a steel strip (hereinafter also referred to as steel plate) (4) wound on a coil is sent out, straightened by a leveler (5), formed into an open tube by an intermediate forming process by a cage roll group (6) composed of a plurality of rolls, and then final forming is performed by a pin pass roll group (7) composed of a plurality of rolls. The open tube can be formed into a cylindrical shape obtained by cold roll forming.

마무리 성형 후에는, 스퀴즈 롤 (8) 로 압접하면서 강대 (4) 의 둘레 방향 맞댐부를 용접기 (9) 로 전기 저항 용접하여, 전봉 강관 (10) 으로 한다. 또한 본 발명에서는, 전봉 강관 (10) 의 제조 설비는 도 3 과 같은 조관 (造管) 공정에 한정되지 않는다. 또한, 상기 전봉 용접에 있어서는, 맞댐부가 가열되어 용융되고, 압접되어 응고함으로써 접합이 완료된다.After the final forming, the circumferential butting portion of the steel strip (4) is subjected to electric resistance welding with a welding machine (9) while being pressed with a squeeze roll (8), thereby forming an electric welded steel pipe (10). In addition, in the present invention, the manufacturing equipment for the electric welded steel pipe (10) is not limited to the pipe manufacturing process as shown in Fig. 3. In addition, in the electric welded welding, the butting portion is heated and melted, and the joining is completed by being pressed and solidified.

그 후의 공정에 대해서는 도 4 등을 참조하면서 후술하기도 하지만, 전봉 용접 후의 사이징 공정에 있어서는, 본 발명에서 필요로 하는 진원도 및 관축 방향의 잔류 응력을 만족하기 위해서, 강관 둘레 길이가 합계로 0.30 % 이상의 비율로 감소하도록 강관을 축경하는 것이 바람직하다. 한편, 강관 둘레 길이가 합계로 5.0 % 초과의 비율로 감소하도록 축경한 경우, 롤 통과시의 관축 방향의 휨량이 커져, 축경 후의 관축 방향의 잔류 응력이 오히려 상승해 버릴 가능성이 있다. 이 때문에, 축경 전의 강관 둘레 길이에 대해 축경 후의 강관 둘레 길이가 0.30 % 이상 5.0 % 이하의 비율로 감소하도록 축경하는 것이 바람직하다.As for the process thereafter, as described later with reference to FIG. 4, etc., in the sizing process after the electric arc welding, in order to satisfy the roundness and the residual stress in the pipe-axis direction required by the present invention, it is preferable to reduce the diameter of the steel pipe so that the total circumferential length is reduced by a ratio of 0.30% or more. On the other hand, when the diameter is reduced so that the total circumferential length is reduced by a ratio exceeding 5.0%, the amount of bending in the pipe-axis direction when passing through the rolls increases, and there is a possibility that the residual stress in the pipe-axis direction after the diameter reduction may actually increase. Therefore, it is preferable to reduce the diameter so that the pipe circumferential length after the diameter reduction is reduced by a ratio of 0.30% or more and 5.0% or less with respect to the pipe circumferential length before the diameter reduction.

또한, 사이징 공정에 있어서는, 롤 통과시의 관축 방향의 휨량을 최대한 작게 하고, 관축 방향의 잔류 응력의 발생을 억제하기 위해서, 복수 스탠드에 의한 다단계의 축경을 실시하는 것이 바람직하고, 각 스탠드에 있어서의 축경은, 관둘레 길이가 1.0 % 이하의 비율로 감소하도록 실시하는 것이 바람직하다.In addition, in the sizing process, in order to minimize the amount of bending in the pipe axis direction when passing through the roll and to suppress the occurrence of residual stress in the pipe axis direction, it is preferable to perform multi-stage axial reduction using multiple stands, and it is preferable that the axial reduction in each stand be performed so that the pipe circumference is reduced by a ratio of 1.0% or less.

각형 강관 (각형 소관) 이 전봉 강관으로부터 얻어지고 있는지의 여부는, 각형 강관 (각형 소관) 을 관축 방향에 수직으로 절단하여, 용접부를 포함하는 절단면을 연마한 후 나이탈로 부식시키고, 광학 현미경으로 관찰함으로써 판단할 수 있다. 용접부의 판두께 중앙부에 있어서의 용융 응고부의 관둘레 방향 폭이 1 ㎜ 이하이면, 전봉 강관이다.Whether or not a square steel pipe (square small pipe) is obtained from an electrowelded steel pipe can be judged by cutting the square steel pipe (square small pipe) perpendicular to the pipe axis, polishing the cut surface including the weld, corroding it with nital, and observing it with an optical microscope. If the width of the molten and solidified portion in the circumferential direction of the weld in the central portion of the plate thickness of the weld is 1 mm or less, it is an electrowelded steel pipe.

도 4 는, 전봉 강관으로부터 각형 소관을 성형하는 과정을 나타내는 모식도이다.Figure 4 is a schematic diagram showing the process of forming a square pipe from a steel pipe.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 전봉 강관 (10) 은 복수의 롤로 이루어지는 사이징 롤군 (사이징 스탠드) (11) 에 의해 원통 형상인 채로 축경된 후, 복수의 롤로 이루어지는 각 성형 롤군 (각 성형 스탠드) (12) 에 의해, 순차적으로 R1, R2, R3 과 같은 형상으로 성형되어, 각형 소관이 된다. 또한, 사이징 롤군 (11) 및 각 성형 롤군 (12) 의 스탠드수는 특별히 한정되지 않는다. 또, 사이징 롤군 (11) 혹은 각 성형 롤군 (12) 의 캘리버 곡률은, 1 조건인 것이 바람직하다.As shown in Fig. 4, the preformed steel pipe (10) is reduced in diameter while maintaining a cylindrical shape by a sizing roll group (sizing stand) (11) composed of a plurality of rolls, and then is sequentially formed into shapes such as R1, R2, and R3 by each forming roll group (each forming stand) (12) composed of a plurality of rolls, thereby becoming a square pipe. In addition, the number of stands of the sizing roll group (11) and each forming roll group (12) is not particularly limited. In addition, it is preferable that the caliber curvature of the sizing roll group (11) or each forming roll group (12) is 1 condition.

도 5 는, 상기 각형 소관으로부터 각형 강관을 제조하기 위한 설비의 일례를 나타내는 모식도이다.Figure 5 is a schematic diagram showing an example of equipment for manufacturing a square steel pipe from the above-mentioned square pipe.

도 5 에 나타내는 예에서는, 사이징 공정 후, 소정의 길이로 절단된 각형 소관은 반송 테이블 (2) 상에서 소정의 속도로 길이 방향으로 반송된다. 이 때, 워크 코일 (3) 은 고정되어 있고, 반송 테이블에 의해 이송되어 온 각형 강관 (1) 이 워크 코일 안을 통과하면서 가열된다.In the example shown in Fig. 5, after the sizing process, a square pipe cut to a predetermined length is returned in the longitudinal direction at a predetermined speed on a return table (2). At this time, the work coil (3) is fixed, and the square steel pipe (1) that has been transferred by the return table is heated while passing through the work coil.

전술한 바와 같이, 본 발명에서는, 냉간 성형에 의해 강판으로부터 각형상으로 마무리한 각형 소관에 대해서, Ac1 변태점 미만의 온도에서 가열하고, 관의 두께 방향의 가열 온도 편차를 50 ℃ 이하로 하며, 또한, 500 ℃ 이상의 가열 유지 시간을 100 sec 이상으로 하는 어닐링 열처리를 실시한다.As described above, in the present invention, an annealing heat treatment is performed on a square pipe finished into a square shape from a steel plate by cold forming, wherein the annealing heat treatment is performed at a temperature lower than the Ac 1 transformation point, the heating temperature deviation in the thickness direction of the pipe is set to 50°C or less, and the heating holding time is set to 500°C or more for 100 seconds or more.

상기 어닐링 열처리에서는, 냉간 성형에 의해 축적된 변형을 해방시키기 위해, 응력 제거 어닐링의 온도역에서 열처리를 실시한다. Ac1 변태점 이상까지 가열을 한 경우, 강관의 조직이 2 상 (相) 조직이 되어, 인성이 악화된다는 문제가 있다. 또, 관의 내외표면의 산화 스케일의 두께가 20 ㎛ 를 초과해 버린다. 따라서, 본 발명의 어닐링 열처리에서는, Ac1 변태점 미만의 온도에서 가열을 실시한다.In the above annealing heat treatment, heat treatment is performed in the temperature range of stress relief annealing in order to release the strain accumulated by cold forming. If heating is performed above the Ac 1 transformation point, there is a problem that the structure of the steel pipe becomes a two-phase structure, and the toughness deteriorates. In addition, the thickness of the oxide scale on the inner and outer surfaces of the pipe exceeds 20 ㎛. Therefore, in the annealing heat treatment of the present invention, heating is performed at a temperature lower than the Ac 1 transformation point.

또한, 상기 어닐링 열처리에서는, 강관 외면으로부터 유도 가열 등의 가열을 실시하기 때문에, 가열시의 강관의 내외면에 온도 편차가 발생한다. Ac1 변태점 미만의 가열로 응력 제거 어닐링을 실시하는 경우, 가열 온도가 저온일수록, 변형이 완전히 제거될 때까지 시간을 필요로 한다. 이러한 경우, 가열 온도가 저온이 되기 쉬운 내면측에서는 변형의 해방의 진행도가 지연되어, 관의 두께 방향에서 기계적 특성이 불균일해지기 쉽다는 문제가 있다. 이러한 외면 및 내면의 가열 온도의 온도 편차의 문제에 대해서는, 관의 두께 방향의 가열 온도 편차가 50 ℃ 이하이면, 관의 두께 방향으로 균일한 기계적 특성이 얻어진다. 따라서, 본 발명의 어닐링 열처리에서는, 관의 두께 방향의 가열 온도 편차를 50 ℃ 이하로 한다. 바람직하게는 30 ℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 10 ℃ 이하이다.In addition, in the above-described annealing heat treatment, since heating such as induction heating is performed from the outer surface of the steel pipe, a temperature difference occurs between the inner and outer surfaces of the steel pipe during heating. When stress relief annealing is performed by heating below the Ac 1 transformation point, the lower the heating temperature, the longer it takes until the deformation is completely removed. In this case, on the inner side where the heating temperature tends to be low, the progress of deformation release is delayed, and there is a problem that the mechanical properties tend to become uneven in the thickness direction of the pipe. Regarding the problem of the temperature difference between the heating temperatures of the outer surface and the inner surface, if the heating temperature difference in the thickness direction of the pipe is 50°C or less, uniform mechanical properties are obtained in the thickness direction of the pipe. Therefore, in the annealing heat treatment of the present invention, the heating temperature difference in the thickness direction of the pipe is set to 50°C or less. Preferably, it is 30°C or less, and more preferably, it is 10°C or less.

또한, 어닐링 열처리에 의한 가열 온도는 500 ℃ 이상 700 ℃ 이하인 것이 바람직하다. 500 ℃ 미만에서 열처리를 실시하는 경우에는 변형이 완전히 제거될 때까지 긴 시간을 필요로 한다.In addition, it is preferable that the heating temperature for the annealing heat treatment be 500°C or higher and 700°C or lower. If the heat treatment is performed at less than 500°C, a long time is required until the deformation is completely removed.

500 ℃ 이상에서 응력 제거 어닐링을 실시하는 경우, 변형을 제거하기 위해서는 100 sec 이상의 가열 유지 시간을 확보하는 것이 바람직하다. 유도 가열로 관을 가열한 후에 자연 방랭하는 경우에는, 관의 내외면에 있어서의 표면의 냉각 속도는 약 0.5 ℃/sec 정도이다. 그 때문에, 가열 후 100 sec 이상에서 500 ℃ 이상의 가열 유지 시간을 확보하기 위해서는, 어닐링 열처리에 있어서의 가열 온도의 하한은 550 ℃ (= 500 ℃ + 0.5 ℃/sec × 100 sec) 로 하는 것이 바람직하다.When performing stress relief annealing at 500°C or higher, it is desirable to secure a heating holding time of 100 sec or longer in order to remove deformation. When heating a pipe by induction heating and then allowing it to cool naturally, the surface cooling rate on the inner and outer surfaces of the pipe is approximately 0.5°C/sec. Therefore, in order to secure a heating holding time of 500°C or higher for 100 sec or longer after heating, it is desirable that the lower limit of the heating temperature in the annealing heat treatment be 550°C (= 500°C + 0.5°C/sec × 100 sec).

어닐링 열처리에 의한 열처리의 온도는, 바람직하게는 550 ℃ 이상 700 ℃ 이하이고, 더욱 바람직하게는 600 ℃ 이상이다. 또한, 더욱 바람직하게는 650 ℃ 이하이다.The temperature of the heat treatment by the annealing heat treatment is preferably 550°C or higher and 700°C or lower, more preferably 600°C or higher. Further, it is more preferably 650°C or lower.

상기 어닐링 열처리에 있어서의 가열은, 유도 가열로 하는 것이 바람직하고, 유도 가열 장치를 사용하여 실시할 수 있다.Heating in the above annealing heat treatment is preferably performed by induction heating, and can be performed using an induction heating device.

상기 유도 가열에 있어서, 주파수가 100 Hz 미만인 경우, 전류의 침투 깊이가 지나치게 커져, 표피 효과가 작아지기 때문에, 가열 집중부의 가열 온도가 저하될 가능성이 있다. 그 결과, 가열된 고온부에서부터 강관의 내면측으로의 열전도가 작아지기 때문에, 관 전체의 가열 효율이 악화되어, 설비가 대형이 된다. 한편, 주파수가 1000 Hz 초과인 경우, 표피 효과가 커지기 때문에, 관의 외표면과 내표면의 가열 온도의 온도 편차가 커질 가능성이 있다. 그 때문에, 유도 가열의 주파수는 100 Hz 이상 1000 Hz 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 유도 가열의 주파수는 150 Hz 이상이다. 또한, 보다 바람직하게는, 유도 가열의 주파수는 500 Hz 이하이고, 보다 더 바람직하게는 300 Hz 이하이다.In the above induction heating, when the frequency is less than 100 Hz, the penetration depth of the current becomes excessively large, so that the skin effect becomes small, and therefore the heating temperature of the heating concentration portion may decrease. As a result, since the heat conduction from the heated high-temperature portion to the inner side of the steel pipe becomes small, the heating efficiency of the entire pipe deteriorates, and the equipment becomes large. On the other hand, when the frequency exceeds 1000 Hz, since the skin effect becomes large, there is a possibility that the temperature difference between the heating temperatures of the outer surface and the inner surface of the pipe may become large. Therefore, the frequency of the induction heating is preferably set to 100 Hz or more and 1000 Hz or less. More preferably, the frequency of the induction heating is 150 Hz or more. In addition, more preferably, the frequency of the induction heating is 500 Hz or less, and even more preferably, 300 Hz or less.

또한, 상기 표피 효과란, 이하의 현상을 가리킨다.In addition, the above skin effect refers to the following phenomenon.

우선, 고주파 전류의 자기장에 의해 피가열체 (강관) 의 표면에 자기장을 없애는 전류 (와전류) 가 발생한다. 이 와전류에 의해, 전기 저항으로 피가열체가 가열되고, 상기 표면에 가까워질수록 이 가열이 집중된다. 이 현상을 표피 효과라고 한다.First, a current (eddy current) that cancels the magnetic field is generated on the surface of the heated object (steel pipe) by the magnetic field of the high-frequency current. The heated object is heated by this eddy current due to electrical resistance, and this heating becomes more concentrated as it gets closer to the surface. This phenomenon is called the skin effect.

또한, 유도 가열에 있어서, 각형 소관의 반송 속도에 대해서는, 특별히 한정되지 않지만, 제조 효율과 단면의 가열 온도 균일화의 점에서, 0.2 ∼ 4 m/min 으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 유도 가열 장치에 있어서의 전력량은, 특별히 한정되지 않지만, 원하는 반송 속도를 확보하기 위해, 3 ∼ 12 MW 로 하는 것이 바람직하다.In addition, in induction heating, the return speed of the square tube is not particularly limited, but is preferably 0.2 to 4 m/min from the viewpoints of manufacturing efficiency and uniform heating temperature of the cross section. In addition, the power amount in the induction heating device is not particularly limited, but is preferably 3 to 12 MW in order to secure the desired return speed.

전술한 강관의 온도 관리 방법으로는, 관 외표면 온도에 대해서는, 방사 온도계에 의해 측정하고, 또한, 관 내표면 및 두께 내부에 있어서의 온도에 대해서는, 열 해석에 기초한 2 차원 모델에 의한 온도 계산에 의해, 강관의 전체 둘레에 걸쳐서 두께 방향의 온도 분포를 계산하는 방법으로 관리할 수 있다.As for the temperature management method of the steel pipe described above, the temperature of the outer surface of the pipe can be measured by a radiation thermometer, and the temperature of the inner surface and the temperature within the thickness of the pipe can be managed by calculating the temperature distribution in the thickness direction over the entire circumference of the steel pipe by temperature calculation using a two-dimensional model based on thermal analysis.

전술한 유도 가열 등에 의한 어닐링 열처리 후의 각형 강관에 대하여, 재차 사이징 공정 및/또는 교정 공정을 거칠 수 있다. 이것들은, 열처리 후의 강관 모재에 인장 변형을 가했을 때에 발생하는 항복 연신을 소실시키기 위한 것으로, 관 전체 둘레에 걸쳐 0.5 ∼ 3 % 의 변형을 부여할 수 있으면, 이에 한정되지 않는다.For the square steel pipe after the annealing heat treatment by the above-mentioned induction heating, etc., a sizing process and/or a straightening process may be performed again. These are for the purpose of eliminating the yield elongation that occurs when tensile deformation is applied to the steel pipe base material after the heat treatment, and are not limited thereto as long as a deformation of 0.5 to 3% can be applied to the entire circumference of the pipe.

<건축 구조물><Architecture Structure>

도 6 은, 본 발명의 건축 구조물의 일례를 나타내는 모식도이다.Figure 6 is a schematic diagram showing an example of an architectural structure of the present invention.

본 발명의 건축 구조물은, 전술한 본 발명의 각형 강관 (1) 이 기둥재로서 사용된다.In the building structure of the present invention, the square steel pipe (1) of the present invention described above is used as a pillar material.

부호 13, 14, 15, 16 은, 순서대로 다이어프램, 대들보, 소들보, 간주 (間柱) 를 나타낸다.Codes 13, 14, 15, and 16 represent, in order, the diaphragm, main beam, sub-beam, and intercolumn.

본 발명의 각형 강관은, 전술한 바와 같이, 평판부의 기계적 특성이 우수하고, 관의 내외표면에 형성되는 산화 스케일의 기능을 충분히 확보하며, 또한, 모서리부에 있어서는, 인성을 충분히 확보함과 함께, 가공 경화가 억제된다. 그 때문에, 이 각형 강관을 기둥재로서 사용한 본 발명의 건축 구조물은, 우수한 내진 성능을 발휘한다.As described above, the square steel pipe of the present invention has excellent mechanical properties in the flat portion, sufficiently secures the function of the oxide scale formed on the inner and outer surfaces of the pipe, and further, sufficiently secures toughness at the corner portion while suppressing work hardening. Therefore, the building structure of the present invention using this square steel pipe as a pillar material exhibits excellent seismic performance.

실시예Example

이하, 실시예에 기초하여, 본 발명에 대하여 추가로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be further described based on examples.

표 1 에 나타내는 성분 조성을 갖는 열연 강판을, 케이지 롤군 및 핀 패스 롤군에 의해 타원형 단면의 오픈 관으로 연속 성형하고, 이어서 오픈 관의 마주 보는 단면 (端面) 을 고주파 유도 가열 또는 고주파 저항 가열에 의해 융점 이상으로 가열하고, 스퀴즈 롤로 압접하여, 전봉 강관을 얻었다. 또한, 최종적으로 얻어지는 각형 강관의 내외표면에 형성되는 산화 스케일의 두께를 1 ㎛ 이상으로 하기 위해서, 열간 압연의 마무리 압연 후에 있어서, 고온의 소판을 대기에 노출시키는 시간을 조정하고, 구체적으로는, 열간 압연의 마무리 압연 후에 있어서 표면 온도가 900 ℃ 이하인 소판을 대기에 노출시키는 시간을 5 ∼ 400 sec 로 하였다.A hot-rolled steel plate having a composition shown in Table 1 was continuously formed into an open tube having an oval cross-section by a cage roll group and a pin pass roll group, and then the opposing end surfaces of the open tube were heated to a temperature higher than the melting point by high-frequency induction heating or high-frequency resistance heating, and pressure-welded by a squeeze roll, thereby obtaining a welded steel tube. Furthermore, in order to set the thickness of the oxide scale formed on the inner and outer surfaces of the finally obtained square steel tube to 1 µm or more, the time for exposing the high-temperature plate to the air after the finish rolling of the hot rolling was adjusted, and specifically, the time for exposing the plate having a surface temperature of 900°C or less to the air after the finish rolling of the hot rolling was set to 5 to 400 seconds.

얻어진 원통 강관으로부터, 2 단의 사이징 스탠드를 거친 후, 4 단의 각 성형 스탠드를 거쳐 모서리부의 곡률이 판두께의 (2.5 ± 0.5) 배가 되는 각형 소관을 얻었다.From the obtained cylindrical steel pipe, after passing through two stages of sizing stands, a square pipe having a curvature at the corners of (2.5 ± 0.5) times the plate thickness was obtained through four stages of each forming stand.

이어서, 상기 각형 소관을 소정의 길이로 절단하고, 원통 형상의 워크 코일을 갖는 고주파 가열 장치 (유도 가열 장치) 를 사용하여 열처리 (어닐링 열처리) 를 실시하고, 각형 강관을 얻었다.Next, the square pipe was cut to a predetermined length, and heat treatment (annealing heat treatment) was performed using a high-frequency heating device (induction heating device) having a cylindrical work coil, thereby obtaining a square steel pipe.

상기 워크 코일의 내경 (D) 은 960 ㎜ 이고, 반송 방향 (원기둥형으로 가정했을 때의 높이 방향) 의 길이는 1 m 이다.The inner diameter (D) of the above work coil is 960 mm, and the length in the return direction (height direction when assumed to be cylindrical) is 1 m.

각형 소관은 반송 대차에 의해 워크 코일 안으로 삽입하면서 가열하였다. 그 때, 소정의 가열 온도가 되도록, 반송 속도, 가열의 주파수, 전력량을 제어하였다.The square tube was heated while being inserted into the work coil by a return cart. At that time, the return speed, heating frequency, and power amount were controlled to achieve a predetermined heating temperature.

강관의 온도 관리에 대해, 관 외표면 온도는 방사 온도계에 의해 측정하고, 관 내표면 및 두께 내부에 있어서의 온도는 열 해석에 기초한 2 차원 모델에 의한 온도 계산에 의해 온도 분포를 산출하였다.For temperature control of the steel pipe, the temperature on the outer surface of the pipe was measured by a radiation thermometer, and the temperature distribution on the inner surface and within the thickness of the pipe was calculated by a two-dimensional model based on thermal analysis.

표 2 에서는, 가열 온도 (외면 최고 온도와 내면 최고 온도) (℃) 가 Ac1 변태점 미만인지 여부를 나타낸다 (표 2 의 「가열 온도 < Ac1 변태점 (℃)」란 참조). 표 2 중, 「○」는 가열 온도가 Ac1 변태점 미만인 것을 나타내고, 「×」는 가열 온도가 Ac1 변태점 이상인 것을 나타낸다.Table 2 shows whether the heating temperature (outer surface maximum temperature and inner surface maximum temperature) (℃) is lower than the Ac 1 transformation point (see “Heating temperature < Ac 1 transformation point (℃)” in Table 2). In Table 2, “○” indicates that the heating temperature is lower than the Ac 1 transformation point, and “×” indicates that the heating temperature is higher than the Ac 1 transformation point.

또한, 가열 온도 편차는, 외면 최고 온도 (℃) 와 내면 최고 온도 (℃) 의 차로서 산출하였다 (표 2 의 「외면 온도 - 내면 온도 (℃)」란 참조).In addition, the heating temperature deviation was calculated as the difference between the maximum temperature on the outer surface (℃) and the maximum temperature on the inner surface (℃) (see “External temperature - Internal temperature (℃)” in Table 2).

또한, 표 2 중, 「유지 시간」이란, 500 ℃ 이상의 가열 유지 시간을 가리킨다.Additionally, in Table 2, “maintenance time” refers to the heating maintenance time of 500°C or higher.

그 후, 경사 롤 교정기를 사용하여 교정 가공을 실시하고, 2 % 의 변형을 강관에 부여하였다.After that, straightening processing was performed using a slope roll straightener, and a strain of 2% was applied to the steel pipe.

얻어진 각형 강관으로부터 시험편을 채취하여, 인장 시험, 샤르피 충격 시험, 잔류 응력 측정, 스케일 두께 측정, 경도 측정을 실시하였다.Test specimens were collected from the obtained square steel pipe, and tensile tests, Charpy impact tests, residual stress measurements, scale thickness measurements, and hardness measurements were performed.

평판부의 인장 시험으로서, 인장 방향이 관축 방향과 평행이 되도록, 각형 강관의 평판부로부터 JIS 5 호 인장 시험편을 채취하고, 이것을 사용하여 JIS Z 2241 의 규정에 준거해서 실시하여, 항복 강도 (YS), 인장 강도 (TS) 를 측정하고, (항복 강도)/(인장 강도) 로 정의되는 항복비 (YR) 를 산출하였다.As a tensile test of a flat plate, a JIS No. 5 tensile test piece was collected from a flat plate of a square steel pipe so that the tensile direction was parallel to the pipe axis, and this was used to conduct a test in accordance with the provisions of JIS Z 2241, to measure the yield strength (YS) and tensile strength (TS), and to calculate the yield ratio (YR), which is defined as (yield strength)/(tensile strength).

샤르피 충격 시험으로서, 각형 강관의 모서리부의 관 외면에서부터 t/4 (t : 두께) 에 있어서 시험편 길이 방향이 관길이 방향과 평행이 되도록 채취한 V 노치 시험편을 사용하여, JIS Z 2242 의 규정에 준거하여, 시험 온도 : 0 ℃ 에서 실시하고, 흡수 에너지 (J) 를 구하였다. 또한, 시험편 개수는 각 3 개로 하고, 그것들의 평균값을 대표값으로 하였다.As a Charpy impact test, a V-notch test piece was taken from the outer surface of a corner of a square steel pipe so that the longitudinal direction of the test piece was parallel to the longitudinal direction of the pipe at t/4 (t: thickness), and the test was conducted in accordance with the provisions of JIS Z 2242 at a test temperature of 0℃, and the absorbed energy (J) was obtained. In addition, the number of test pieces was three each, and the average value thereof was used as the representative value.

잔류 응력 측정으로서, 강관을 500 ㎜ 길이로 절단하고, 측정 위치의 표층에서부터 50 ㎛ 깊이까지의 부재를 전해 에칭에 의해 제거한 다음, X 선 회절의 cosα 법에 의해 둘레 방향의 잔류 응력을 측정하였다. 측정 위치는 시험편 강관의 길이 중앙부이고, 네 모서리의 모서리부 정점의 외표면 및 내표면의 위치로 하였다.As a residual stress measurement, the steel pipe was cut to a length of 500 mm, and the member from the surface of the measurement position to a depth of 50 ㎛ was removed by electrolytic etching, and then the circumferential residual stress was measured by the cosα method of X-ray diffraction. The measurement position was the central part of the length of the specimen steel pipe, and the positions of the outer surface and inner surface of the corner vertices of the four corners.

모서리부 정점은, 강관 No.1 ∼ 15, 18 에 대해서는, 강관의 중심축을 기점으로 하여, 평판부와 45°를 이루는 선과 모서리부 외측의 교점으로 하였다. 또한, 강관 No.16, 17 에 대해서는, 각형 강관 중앙부로부터 긴 변 (H1) 방향으로 1/2 × (H1-H2) 만큼 오프셋시킨 오프셋점을 기점으로 하여, 상기 직선에 대해, 오프셋점이 위치하는 측과 반대측에 형성되는 평판부와 45°를 이루는 선과 모서리부 외측의 교점으로 하였다.For steel pipes No. 1 to 15 and 18, the corner vertex was set as the intersection of the outer side of the corner and a line forming a 45° angle with the flat plate based on the central axis of the steel pipe. In addition, for steel pipes No. 16 and 17, the corner vertex was set as the intersection of the outer side of the corner and a line forming a 45° angle with the flat plate formed on the opposite side to the side where the offset point is located with respect to the straight line using an offset point offset by 1/2 × (H1-H2) in the direction of the long side (H1) from the center of the square steel pipe as the origin.

강관 표면의 산화 스케일의 두께의 측정은, 주사형 전자 현미경 (SEM) 을 사용하여 각형 강관의 평판부의 내외표면의 위치에 있어서 실시하였다.The thickness of the oxide scale on the surface of the steel pipe was measured using a scanning electron microscope (SEM) at locations on the inner and outer surfaces of the flat section of the square steel pipe.

여기서는, 강관 모재와 스케일의 계면과 스케일 표면 사이의 거리에 대해서, 8 점의 위치에서 측정하고, 그들 8 점의 거리의 합계값을 8 로 나눈 값 (평균값) 을 산화 스케일의 두께 (㎛) 로 하였다. 또한, 상기 8 점은, 각형 강관의 4 변의 평판부의 폭 중앙부로서, 내표면 4 점 및 외표면 4 점의 합계 8 점으로 하였다.Here, the distance between the interface of the steel pipe base material and the scale and the scale surface was measured at eight points, and the total distance of those eight points was divided by eight (the average value), and the thickness (㎛) of the oxide scale was taken as the value. In addition, the eight points are the central parts of the width of the flat section of the four sides of the square steel pipe, and the total of eight points is four points on the inner surface and four points on the outer surface.

모서리부의 인장 시험으로서, 인장 방향이 관축 방향과 평행이 되도록, 각형 강관의 정점의 내외표면에서부터 6 ㎜ ± 1 ㎜ 의 두께 방향의 위치로부터 JIS 5 호 인장 시험편을 채취하여, 이것을 사용해서 JIS Z 2241 의 규정에 준거하여 실시하고, 균일 연신율 (%) 을 산출하였다.As a tensile test at a corner, a JIS No. 5 tensile test piece was collected from a position in the thickness direction of 6 mm ± 1 mm from the inner and outer surfaces of the apex of a square steel pipe so that the tensile direction was parallel to the pipe axis, and this was used to perform a test in accordance with the provisions of JIS Z 2241, and the uniform elongation (%) was calculated.

경도 측정으로는, 마이크로 비커스 경도 시험 (JIS Z 2244 : 2009) 의 규정에 준거하여, 시험력을 9.8 N 으로 하고, 네 모서리의 모서리부 정점의 내외표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 평균 비커스 경도와, 4 변의 평판부의 관둘레 방향 중앙부의 내외표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향의 위치에 있어서의 평균 비커스 경도 (HV) 를 측정하였다. 그리고, 모서리부 정점의 비커스 경도와 평판부의 비커스 경도의 차로서, 모서리부 정점의 평균 비커스 경도와 평판부의 평균 비커스 경도의 차가 최대가 되는 상기 모서리부 정점의 내표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 평균 비커스 경도와, 상기 평판부의 관둘레 방향 중앙부의 외표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 평균 비커스 경도의 차 ((모서리부 정점의 내표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 평균 비커스 경도) - (평판부의 관둘레 방향 중앙부의 외표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 평균 비커스 경도)) 로부터 경도 차를 산출하였다.For the hardness measurement, in accordance with the regulations of the micro Vickers hardness test (JIS Z 2244: 2009), the test force was set to 9.8 N, and the average Vickers hardness at a position in the thickness direction of 1 mm ± 0.1 mm from the inner and outer surfaces of the corner vertices of the four corners and the average Vickers hardness (HV) at a position in the thickness direction of 1 mm ± 0.1 mm from the inner and outer surfaces of the central portion of the flat portion in the pipe circumference direction were measured. And, as the difference between the Vickers hardness of the corner apex and the Vickers hardness of the flat portion, the difference between the average Vickers hardness at a position in the thickness direction of 1 mm ± 0.1 mm from the inner surface of the corner apex at which the difference between the average Vickers hardness of the corner apex and the average Vickers hardness of the flat portion is maximum and the average Vickers hardness at a position in the thickness direction of 1 mm ± 0.1 mm from the outer surface of the central portion in the circumferential direction of the flat portion ((average Vickers hardness at a position in the thickness direction of 1 mm ± 0.1 mm from the inner surface of the corner apex) - (average Vickers hardness at a position in the thickness direction of 1 mm ± 0.1 mm from the outer surface of the central portion in the circumferential direction of the flat portion)) was calculated.

변 길이 (H) (㎜) (세로변 길이 (H1) (㎜), 가로변 길이 (H2) (㎜)) 는, 노기스에 의해 측정하고, 두께 (t) (㎜) 는 마이크로미터에 의해 측정하였다.The side length (H) (mm) (vertical side length (H1) (mm), horizontal side length (H2) (mm)) was measured using a gauge, and the thickness (t) (mm) was measured using a micrometer.

이들의 결과를 표 3 에 나타낸다.Their results are shown in Table 3.

Figure 112022033310806-pct00001
Figure 112022033310806-pct00001

Figure 112022033310806-pct00002
Figure 112022033310806-pct00002

Figure 112022033310806-pct00003
Figure 112022033310806-pct00003

이상으로부터, 변형 능력이 우수하고, 모서리부의 과도한 가공 경화를 억제한 각형 강관 및 그 제조 방법 그리고 우수한 내진 성능을 갖는 건축 구조물을 제공할 수 있다.From the above, it is possible to provide a square steel pipe having excellent deformation capability and suppressing excessive work hardening at corners, a method for manufacturing the same, and a building structure having excellent earthquake-resistant performance.

1 : 각형 강관 (각형 소관)
2 : 반송 테이블
3 : 워크 코일
4 : 강대 (강판)
5 : 레벨러
6 : 케이지 롤군
7 : 핀 패스 롤군
8 : 스퀴즈 롤
9 : 용접기
10 : 전봉 강관
11 : 사이징 롤군
12 : 각 성형 롤군
13 : 다이어프램
14 : 대들보
15 : 소들보
16 : 간주
101 : 평판부
102 : 모서리부
103 : 용접부 (전봉 용접부)
1: Square steel pipe (square pipe)
2: Return Table
3: Work coil
4: Steel plate
5 : Leveler
6: Cage Roll Group
7: Pin Pass Roll Group
8: Squeeze Roll
9 : Welder
10: Electric wire
11: Sizing Roll Group
12: Each forming roll group
13 : Diaphragm
14 : Main beam
15 : Cow beam
16 : Consideration
101 : Reputation Department
102 : Corner
103: Welding (electric welding)

Claims (9)

질량% 로, C : 0.07 ∼ 0.20 %, Si : 0.4 % 미만, Mn : 0.3 ∼ 2.0 %, P : 0.030 % 이하, S : 0.015 % 이하, Al : 0.01 ∼ 0.06 %, N : 0.006 % 이하를 함유하고, 또는 추가로 Nb : 0.005 ∼ 0.150 %, Ti : 0.005 ∼ 0.150 %, V : 0.005 ∼ 0.150 %, Cr : 0.01 ∼ 1.0 %, Mo : 0.01 ∼ 1.0 %, Cu : 0.01 ∼ 0.50 %, Ni : 0.01 ∼ 0.30 %, Ca : 0.0005 ∼ 0.010 %, B : 0.0003 ∼ 0.010 % 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,
관둘레 방향으로 평판부와 모서리부가 교대로 각각 복수 형성되어 있고,
상기 평판부의 항복 강도 (YS) 가 295 MPa 이상이고,
상기 평판부의 인장 강도 (TS) 가 400 MPa 이상이고,
상기 평판부의 항복비 (YR) 가 0.80 이하이고,
상기 모서리부의 0 ℃ 에 있어서의 샤르피 흡수 에너지가 70 J 이상이고,
관의 내외표면의 산화 스케일의 두께가 1 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하이고,
모서리부 정점의 내표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 평균 비커스 경도와, 상기 평판부의 관둘레 방향 중앙부의 외표면에서부터 1 ㎜ ± 0.1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 평균 비커스 경도의 차가, 5 HV 이상 60 HV 이하인 각형 강관.
Contains, in mass%, C: 0.07 to 0.20%, Si: less than 0.4%, Mn: 0.3 to 2.0%, P: 0.030% or less, S: 0.015% or less, Al: 0.01 to 0.06%, N: 0.006% or less, or additionally Nb: 0.005 to 0.150%, Ti: 0.005 to 0.150%, V: 0.005 to 0.150%, Cr: 0.01 to 1.0%, Mo: 0.01 to 1.0%, Cu: 0.01 to 0.50%, Ni: 0.01 to 0.30%, Ca: 0.0005 to 0.010%, B: Contains one or more kinds selected from 0.0003 to 0.010%, and has a component composition consisting of the remainder Fe and inevitable impurities.
Flat sections and corner sections are alternately formed in multiples in the direction of the pipe circumference,
The yield strength (YS) of the above flat plate is 295 MPa or more,
The tensile strength (TS) of the above flat plate is 400 MPa or more,
The yield ratio (YR) of the above flat plate is 0.80 or less,
The Charpy absorption energy at 0°C of the above edge is 70 J or more,
The thickness of the oxide scale on the inner and outer surfaces of the tube is 1 ㎛ or more and 20 ㎛ or less,
A square steel pipe, wherein the difference between the average Vickers hardness at a thickness direction position of 1 mm ± 0.1 mm from the inner surface of the corner apex and the average Vickers hardness at a thickness direction position of 1 mm ± 0.1 mm from the outer surface of the central portion of the circumferential direction of the flat portion is 5 HV or more and 60 HV or less.
제 1 항에 있어서,
상기 모서리부 정점의 내표면 및 외표면에 있어서의 관둘레 방향의 잔류 응력의 절대값이, 10 MPa 이상 200 MPa 이하인 각형 강관.
In paragraph 1,
A square steel pipe having an absolute value of residual stress in the circumferential direction on the inner and outer surfaces of the corner vertices of the above-mentioned corner portion of 10 MPa or more and 200 MPa or less.
제 1 항에 있어서,
상기 모서리부 정점의 내표면 및 외표면에서부터 6 ㎜ ± 1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 균일 연신율이 5 % 이상인 각형 강관.
In paragraph 1,
A square steel pipe having a uniform elongation of 5% or more at a thickness direction position of 6 mm ± 1 mm from the inner and outer surfaces of the corner vertices.
제 2 항에 있어서,
상기 모서리부 정점의 내표면 및 외표면에서부터 6 ㎜ ± 1 ㎜ 의 두께 방향 위치에 있어서의 균일 연신율이 5 % 이상인 각형 강관.
In the second paragraph,
A square steel pipe having a uniform elongation of 5% or more at a thickness direction position of 6 mm ± 1 mm from the inner and outer surfaces of the corner vertices.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 각형 강관의 제조 방법으로서,
냉간 성형에 의해 강판으로부터 각형상으로 마무리한 각형 소관에 대해, Ac1 변태점 미만의 온도에서 가열하고, 관의 두께 방향의 가열 온도 편차를 50 ℃ 이하로 하며, 또한, 500 ℃ 이상의 가열 유지 시간을 100 sec 이상으로 하는 어닐링 열처리를 실시하는 각형 강관의 제조 방법.
A method for manufacturing a square steel pipe as described in any one of claims 1 to 4,
A method for manufacturing a square steel pipe, comprising: heating a square pipe finished into a square shape from a steel plate by cold forming at a temperature lower than the Ac 1 transformation point, setting the heating temperature deviation in the thickness direction of the pipe to 50°C or less, and performing annealing heat treatment at 500°C or more for a heating holding time of 100 seconds or more.
제 5 항에 있어서,
상기 어닐링 열처리에서, 가열 온도가 500 ℃ 이상 700 ℃ 이하인 각형 강관의 제조 방법.
In paragraph 5,
A method for manufacturing a square steel pipe in the above annealing heat treatment, wherein the heating temperature is 500°C or higher and 700°C or lower.
제 5 항에 있어서,
상기 어닐링 열처리의 가열을 유도 가열로 하고, 그 유도 가열에 있어서의 주파수를 100 Hz 이상 1000 Hz 이하로 하는 각형 강관의 제조 방법.
In paragraph 5,
A method for manufacturing a square steel pipe, wherein the heating for the above annealing heat treatment is performed by induction heating, and the frequency of the induction heating is 100 Hz or more and 1000 Hz or less.
제 6 항에 있어서,
상기 어닐링 열처리의 가열을 유도 가열로 하고, 그 유도 가열에 있어서의 주파수를 100 Hz 이상 1000 Hz 이하로 하는 각형 강관의 제조 방법.
In paragraph 6,
A method for manufacturing a square steel pipe, wherein the heating for the above annealing heat treatment is performed by induction heating, and the frequency of the induction heating is 100 Hz or more and 1000 Hz or less.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 각형 강관이, 기둥재로서 사용되는 건축 구조물.An architectural structure in which a square steel pipe as described in any one of claims 1 to 4 is used as a pillar material.
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