[发明专利]方形钢管及其制造方法以及建筑构造物

说明书

提供方形钢管及其制造方法。本发明为具有平板部和角部的方形钢管，成分组成以质量％计含有C：0.04％以上且0.50％以下、Si：2.0％以下、Mn：0.5％以上且3.0％以下、P：0.10％以下、S：0.05％以下、Al：0.005％以上且0.10％以下、N：0.010％以下，余量为Fe及不可避免的杂质，从管外表面起板厚t的1/4t位置处的钢组织中，以体积率计，铁素体大于30％、贝氏体为10％以上，铁素体与贝氏体的合计相对于从管外表面起板厚t的1/4t位置处的钢组织整体而言为70％以上且95％以下，余量为从珠光体、马氏体、奥氏体中选择的1种或2种以上，在将由相邻晶体的取向差为15°以上的边界包围的区域设为晶粒时，晶粒的平均圆当量直径小于7.0μm，且以圆当量直径计为40.0μm以上的晶粒的合计相对于1/4t位置处的钢组织整体而言以体积率计为30％以下，平板部的屈服比YRf与角部的屈服比YRc满足式(1)，YRc‑YRf≤0.09……(1)。

技术领域

本发明涉及特别适合用于大型建筑物的建筑构造构件的具有优异的强度、变形性能及韧性的方形钢管及其制造方法、以及使用了该方形钢管的建筑构造物。

背景技术

近年来，对于例如工厂、仓库、商业设施等大型建筑物(以下，称为建筑物)中使用的建筑构造构件而言，为了通过轻量化来削减施工成本，推进高强度化。特别是在作为建筑物的柱件使用的具有平板部和角部的方形钢管(方柱)中，要求平板部的屈服强度为385MPa以上、平板部的拉伸强度为520MPa以上的机械特性，同时，从抗震性的观点出发，还要求同时具备高塑性变形能力和优异的韧性。

方形钢管通常以热轧钢板(热轧钢带)或厚钢板为原材料并通过将该原材料进行冷成型来制造。作为冷成型的方法，存在冷冲压弯曲成型的方法或冷辊轧成型的方法。

关于对原材料进行辊轧成型而制造的方形钢管(以下，也存在称为辊轧成型方形钢管的情况)，将热轧钢板进行冷辊轧成型以制成圆筒状的开管(open pipe)，并对其对接部分进行电阻焊(electric resistance welding)。之后，利用在开管的上下左右配置的辊对圆筒状的开管(圆形钢管)沿管轴方向施加数％的拉深，接下来成型为方形以制造方形钢管。另一方面，关于对原材料进行冲压弯曲成型而制造的方形钢管(以下，也存在称为冲压成型方形钢管的情况。)，其以下述方式进行制造：对厚钢板进行冷冲压弯曲成型以将截面形状形成为“ロ”字型(四边形状)或“コ”字型(U字形状)，并通过埋弧焊对其进行接合。

与冲压成型方形钢管的制造方法相比，辊轧成型方形钢管的制造方法具有生产率高、能够在短期间内进行制造的优点。但是，就冲压成型方形钢管而言，未对平板部实施冷成型而仅使角部加工强化，与此相对，就辊轧成型方形钢管而言，特别是在冷成型为圆筒状时，在钢管全周范围内沿管轴方向引入较大的加工应变。因此，辊轧成型方形钢管不仅是在角部，而且在平板部中也存在管轴方向的屈服比高、韧性低的问题。

此外，对于辊轧成型方形钢管而言，由于板厚越大则辊轧成型时的加工强化也变得越大，因此，屈服比变得更高、韧性更低。因此，特别是在制造厚壁的辊轧成型方形钢管的情况下，需要选择还能够耐受由辊轧成型引起的屈服比上升及韧性下降的原材料。

针对这样的要求，例如，专利文献1中提出了在平板部的微观组织中使贝氏体组织的面积分率为40％以上的方形钢管。

专利文献2中提出了使钢成分及清洁度在规定的范围内的焊接性及冷加工部的塑性变形能力优异的方形钢管。

专利文献3中提出了在通过冷成型造管后通过实施全管去应力退火从而具有低屈服比及高韧性的方形钢管。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5385760号公报

专利文献2：日本专利第4611250号公报

专利文献3：日本专利第4957671号公报

发明内容