[发明专利]方形钢管、其制造方法以及建筑结构物

说明书

本发明提供方形钢管、其制造方法、以及使用了该方形钢管的建筑结构物。本发明是具有平板部和角部的方形钢管，其具有特定的成分组成，距钢管外表面板厚t的1/4深度的位置的钢组织中，铁素体以面积率计为55％以上且80％以下，硬质相的平均长径比为0.1～0.8，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以上且0.90以下，平板部相对于角部的TS之比为0.90以上且1.00以下，平板部的‑40℃的夏比吸收能为100J以上，角部的R为(2.3×t)以上且(2.9×t)以下。

技术领域

本发明涉及方形钢管、其制造方法以及建筑结构物。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构件。

背景技术

方形钢管(也称为“方形柱”)通常以热轧钢板(热轧钢带)或厚板为材料通过冷成型而制造。作为冷成型的方法，有冲压成型和辊压成型。然而，这些方法之中，与方形钢管的平板部相比，在方形钢管的角部施加了较大的塑性应变，因此存在角部的强度容易上升，角部与平板部的强度差异变大的问题。当角部与平板部的特性差异大时，焊接材料的选定及建筑设计会变得非常困难，因此方形钢管难以作为建筑材料使用，

对于这样的问题，直接进行探讨的例子并不多，然而例如有作为用于建筑结构物的方形钢管的专利文献1的技术。专利文献1中公开了一种冷成型方形钢管，其是通过将钢板进行冷弯曲加工而得到的方形钢管，所述钢管分别含有C：0.02～0.18％(“％”是指“质量％”，对于以下的化学成分亦相同)、Si：0.03～0.5％、Mn：0.7～2.5％、Al：0.005～0.12％及N：0.008％以下(不含0％)，余量由Fe及不可避免的杂质构成，该不可避免的杂质中分别抑制为P：0.02％以下(不含0％)、S：0.01％以下(不含0％)及O：0.004％以下(不含0％)，所述弯曲加工部保持在加工为直角的状态，且满足下述要件(A)～(C)以确保耐震性。

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

(B)所述平坦部的微观组织中，贝氏体组织的面积分数：40％以上，

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

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5385760号公报

发明内容

发明要解决的问题

对于通过冷辊轧成型而制造的方形钢管而言，将通过热轧制作的宽度方向平坦的材料(热轧材料)通过辊轧成型制成圆形钢管之后，成型为具有角部和平板部的方形钢管。在这样的制法中，由于加工硬化的差异，角部与平板部的强度差容易变大。另外，在辊轧成型前进行的热轧中，由于从热轧材的表面通过冷却控制而进行材料的制作，因此具有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)增大的问题。

然而，在上述专利文献1所公开的技术中，仅仅是通过热轧的温度控制来使得钢板表面的硬度不会过度上升，而并非是积极地减小角部与平板部的强度差的技术。因此，对于进行冷弯曲加工而得到的方形钢管而言，即使角部的特性达到了规定的标准，与平板部相比，角部的强度相对较高也是显而易见的。为了抑制角部的强度上升，减小角部的塑性应变是有效的。为了减小角部的塑性应变，可以考虑使角部的R(圆度)增大。然而，角部的R大的方形钢管在作为方形的构件而与其它构件组合时，存在设计上的问题、因产生空隙而导致作为建筑物的性能降低的问题，因此是不优选的。

本发明是鉴于上述情况完成的，其目的在于提供角部与平板部的强度差小的方形钢管、其制造方法、以及使用了该方形钢管的建筑结构物。

解决课题的方法

本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果得到了以下的见解。