[发明专利]轧制H型钢及其制造方法

说明书

一种轧制H型钢，具有规定的化学组成，在距凸缘的宽度方向外侧的面(1/6)F的位置，从所述凸缘的厚度方向外侧的面起算100μm深度处的金属组织、和从所述凸缘的厚度方向外侧的面起算(1/2)t_f深度处的金属组织，由面积率为95％以上的铁素体‑珠光体、和5％以下的其余组织构成，从所述凸缘的厚度方向外侧的面起算100μm深度处的维氏硬度和从所述凸缘的厚度方向外侧的面起算(1/2)t_f深度处的维氏硬度的差为50Hv以下，屈服强度为385～505N/mm²，抗拉强度为550～670N/mm²，屈服比为0.80以下，伸长率为16.0％以上，0℃下的V切口夏比冲击吸收能为70J以上，该轧制H型钢的尺寸是高度为700～1000mm、凸缘宽度为200～400mm、凸缘厚度为22～40mm、腹板厚度为16mm以上。

技术领域

本发明涉及通过热轧来进行轧制后不进行水冷而制造的轧制H型钢(工字钢)及其制造方法。

背景技术

近年来，使用于建筑物等的结构构件的H型钢，不仅轻量化，还以通过结构构件的统合、接合部的削减等来提高施工效率为目的，要求高强度化。对于要求高强度的H型钢，以往应用了对钢板进行焊接而制造的焊接H型钢。但是，在为焊接H型钢的情况下，存在需要工期、检查费用等成本的问题。

另外，对于H型钢，除了要求高强度以外，从抗震性等的观点出发还要求屈服比的降低。屈服比(Yield Ratio：“YR”)是屈服强度除以抗拉强度而得到的比例。例如，为了防止建筑物的层间崩坏而广泛地使用将YR降低为0.8以下的钢材。但是，一般地，存在若钢材的强度变高则YR也变大的倾向。

要提高钢材的强度、并使YR降低的话，例如，将钢材的金属组织设为由软质的铁素体与硬质的马氏体和/或贝氏体构成的复相组织是有效的。为了得到这样的复相组织，曾提出了在热轧后进行加速冷却，来同时实现高强度化和低屈服比化的轧制H型钢及其制造方法(例如，专利文献1、专利文献2)。但是，在这些方法中，由于进行加速冷却，因此有时水冷装置的性能、设备导入的成本成为问题。

另外，在专利文献8中，公开了一种屈服比低、低温韧性优异的轧制H型钢的制造方法。在专利文献9中，公开了一种由凸缘(翼缘：flange)和腹板构成，且屈服比为80％以下的腹板薄壁高强度H型钢，所述凸缘是外面侧为以贝氏体或回火马氏体为主体的金属组织的硬质层、且内面侧为以铁素体为主体的金属组织的软质层而形成的凸缘，所述腹板由加工铁素体与珠光体的混合金属组织构成。

可是，在专利文献8、9中，由于在轧制后进行水冷来制造，因此如上述那样需要大的设备导入成本，并且凸缘的外面和板厚中心的硬度的差变大。在该情况下，容易产生应力集中，担心受到地震等的外力的情况下的能量吸收能力变低。因此，特别是在日本国内使用的情况下，在结构设计中需要提高抗震性能，因此设计的自由度变小。另外，凸缘的外面侧的硬度变得过量，也存在螺栓孔的穿孔变得困难等利用加工上的课题。

对于这样的课题，曾提出了在热轧后进行空冷而制造的高强度且低YR的轧制H型钢(例如，专利文献3～专利文献5)。在专利文献3中公开了：通过促进热轧中的再结晶，来不过度地提高屈服强度而得到高强度的轧制H型钢。在专利文献4和专利文献5中，公开了使VN析出来将铁素体微细化的内容。

可是，轧制H型钢有时被焊接，需要确保焊接部的韧性。在专利文献3所记载的轧制H型钢的情况下，为了确保焊接性而限制了碳当量(Ceq)。焊接部有时因热影响而导致结晶粒径粗大化、韧性降低。在专利文献3中，通过热轧来谋求了组织的细粒化，但没有较多地含有钉扎和/或形成成为铁素体的生成核的粒子的合金元素，因此担心焊接热影响区的韧性降低。

专利文献4和专利文献5中记载的轧制H型钢，提高N的含量而使VN生成。因此，在与焊接热影响区或焊缝金属的界面，能抑制结晶粒径的粗大化，得到良好的韧性。可是，若在轧制H型钢中含有大量的N，则焊缝金属的N量增加，存在焊缝金属脆化、焊接后发生裂纹等损害焊接性的情况。