[发明专利]方形钢管及其制造方法以及建筑构造物

说明书

本发明提供一种方形钢管及其制造方法、以及使用该方形钢管的建筑构造物。本发明是具有平板部与角部的方形钢管，具有特定的成分组成，从钢管的外表面起在板厚t的1/4t位置处的钢组织中，贝氏体和珠光体的面积率的合计相对于铁素体的面积率的比例为2.0以上20.0以下，并且贝氏体的面积率相对于珠光体的面积率的比例为5.0以上20.0以下，平板部的YS为350MPa以上，TS为520MPa以上，平板部相对于角部的YS之比为0.80以上0.90以下，平板部相对于角部的TS之比为0.90以上1.00以下，平板部的‑40℃的夏比吸收能量为100J以上，角部的R为2.3×t以上2.9×t以下。

技术领域

本发明涉及方形钢管及其制造方法以及建筑构造物。本发明的角部与平板部的强度差小的方形钢管适合用作建筑构造部件。

背景技术

方形钢管(也称为“方柱”。)通常以热轧钢板(热轧钢带)或者厚板为原材料，通过冷轧成形而制造。作为冷轧成形方法具有冲压成型以及辊轧成型。然而，在这些的任一种方法中，由于与方形钢管的平板部相比，对方形钢管的角部施加较大的塑性变形，所以存在角部的强度容易上升，角部与平板部的强度差变大这样的问题。在角部与平板部处特性显著不同时，焊接材料的选定、建筑设计变得非常困难，难以将方形钢管用作建筑构造用材料。

对于这样的问题，进行了直接的研究的例子很多，但例如作为建筑构造物用的方形钢管有专利文献1的技术。在专利文献1中公开了一种冷轧成形方形钢管，其是对钢板进行冷弯加工而得到的方形钢管，上述方形钢管分别含有C：0.02～0.18％(“％”是“质量％”的意思，以下的化学成分相同。)、Si：0.03～0.5％、Mn：0.7～2.5％、Al：0.005～0.12％以及N：0.008％以下(不包含0％。)，余量由Fe以及不可避免的杂质构成，在该不可避免的杂质中分别抑制为P：0.02％以下(不包含0％。)、S：0.01％以下(不包含0％。)以及O：0.004％以下(不包含0％。)，上述弯曲加工部为保持加工为直角的状态，且满足下述(A)～(C)的要求，从而确保耐震性。

(A)钢管的平坦部的屈服强度：355MPa以上，拉伸强度：520MPa以上，

(B)在上述平坦部的显微组织中，贝氏体组织的面积分率：40％以上，

(C)钢管的角部的表层部的维氏硬度Hv：350以下，拉伸试验中的拉伸：10％以上，0℃的夏比吸收能量vE0：70J以上。

专利文献1：日本专利第5385760号公报

通过冷轧的利用辊轧成型制造的方形钢管，在通过热轧压延而制造的宽度方向上将平坦的材料(例如热轧材料)辊轧成型而成为圆形钢管，然后进行冷轧成形而成型为具有角部与平板部的方形钢管。在这样的制法上，因加工硬化的差而产生的角部与平板部的强度差容易变大。而且，在辊轧成型前进行的热轧中，由于通过来自热轧材料的表面的冷却控制进行材料的制造，所以存在在冷却速度相对变大的热轧材料的表层附近加工前的强度(硬度)变大这样的问题。

然而，在上述专利文献1所公开的技术中，仅限于通过热轧压延中的温度控制，使钢板的表面的硬度不会过度上升，而并不是积极地减少角部与平板部的强度差。因此，显然由冷弯加工而得到的方形钢管例如即使角部的特性满足某基准，但与平板部的强度相比，角部的强度也相对变高。为了抑制角部的强度的上升，减少角部的塑性变形是有效的。为了减少角部的塑性变形，可考虑增大角部的R(圆度)。然而，角部的R大的方形钢管在作为方形的部件与其它部件组合时，存在设计上的问题、由于间隙的产生等而导致作为建筑物的性能降低的问题而不优选。

发明内容

本发明正是鉴于上述情况而完成的，目的是提供一种角部与平板部的强度差小的方形钢管及其制造方法、以及使用该方形钢管的建筑构造物。

本发明者们为了解决上述课题进行了深入研究，结果得到了以下的见解。