耐震性优异的建筑结构用590MPa级高屈强比圆形钢管及其制造方法

专利名称：：耐震性优异的建筑结构用590MPa级高屈强比圆形钢管及其制造方法
技术领域：
：本发明主要涉及要求耐震性的面向建筑钢筋用途的圆形钢管及其制造方法，特别是涉及抗拉强度在590MPa以上(590MPa级)，屈强比为8595%的高强度高屈强比圆形钢管，和用于制造这种圆形钢管的有用的方法。
背景技术：
：建筑用钢材为了确保建筑结构物的耐震性，利用弹性变形后的塑性变形来吸收地震能量，在这一思想之下，规定由屈服应力YS和抗拉强度TS的比(YS/TS)所表示的屈强比YR的上限的情况很多。相对于此，近年来，巨大地震时的柱部的塑性化虽然不会致使建筑结构物整体的崩塌而可以救人，但是建筑结构物的资产价值不复存在，需要重建，因此使建筑用钢材的特性止于弹性限度内这样的设计方法也得到研究。上述这样的建筑结构物所适用的圆形钢管，因为是通过对钢板进行挤压弯曲加工等而成形，所以会产生因加工硬化引起的材质变化，屈强比YR上升。特别是圆形钢管的外面侧，与板厚中央部比较硬度的上升大，因此延展性降低。艮P，在承受大地震时的载荷而变形时，具有的固有的问题是龟裂容易从外面侧发生，圆形钢管在四面箱形柱不会发生。特别是将附属金属模具等焊接到圆形钢管上时，由于热影响部(HAZ)的硬化导致圆形钢管表面(外表面)的延展性的降低成为问题。于是，作为通过冷成形而制造钢管的方法，除管线管用钢管所适用的UOE成开乡法(Uingpress—Oingpress—expander法)以夕卜，基本采用压弯冷成形法(以下仅称为"压弯法")。上述成形法之中，钢板厚度厚(例如板厚超过30mm)，需要强加工时会采用压弯法。上述压弯法是对钢板的一部分(直线部)进行模压弯曲加工，依次使模压位置移动而成形为圆形的方法，是加工能力高的方法。以这样的压弯法成形圆形钢管时，圆形钢管的外表面的硬化变得特别显著，但作为降低这种硬度的方法已知有去应力退火(StressRelieving:以下称为"SR热处理")。然而，若实施这样的SR热处理，则板厚中央部的硬度仍会降低，作为圆形钢管的要求强度的抗拉强度TS难以确保在590MPa以上。另外，以通过SR热处理的应用来降低表面硬度为前提，适用于抗拉强度为590MPa以上的钢板时，需要通过合金元素的添加而使金属组织硬质化，而在此硬质组织的作用下，致使SR热处理后的母材(钢管)的韧性的确保非常困难。造船用钢、压力容器和一般的管线管用钢等，若直接应用于建筑用圆形钢管用途，则具有金属组织和板厚方向的硬度分布，存在材质偏差被冷弯曲加工助长这样的问题。另一方面，对于建筑材料的要求，高强度和高韧性等机械的性质自不必说，确保用于降低建筑成本的大线能量焊接特性和良好的焊接性也很重要。作为涉及上述这样的多管的技术，至今为止提出有各种各样的技术。例如在特开平7-166293号中提出，作为耐硫化物裂纹性优异的钢板，规定显微维氏硬度分布。该技术对于板厚为20mm左右的管线管的原材有效，这样的钢板縮小显微维氏硬度分布容易，但板厚为25100mm的建筑结构物用圆形钢管縮小板厚方向的硬度分布就很困难。另外，该技术涉及的钢把重点在于耐硫化物裂纹性，而对于建筑用途的耐震性并未考虑，没有顾及到应用于圆形钢管时在弯曲加工后的韧性劣化。另夕卜，在特开2007-138210号中，公开了关于在包辛格(Bauschinger)效应下屈服应力降低小的高强度管线管用钢板。该技术是以通过UOE成形法成形的管线管用薄板为对象，该技术所公开的方法不能縮小板厚达到100mm的厚壁材板厚方向的硬度分布。另外，需要在加速冷却之后立即进行急速加热的处置，因此也有加热控制困难这样的问题。而且，对于控制适用于压弯法时成为问题的加工硬化量的方法也没有任何考虑，冷加工后的圆形钢管的外面侧硬化，可以预想不能确保良好的耐震性。特开2006-257499号中，提出关于以板厚20mm左右的管线管用钢板为对象，由UOE成形法成形的焊接钢管。该技术通过使钢板中的组织成为铁系体和贝氏体的混合组织，从而降低钢板的表面硬度，缩小硬度分布。然而，若为厚壁材，则板厚中心部的铁素体分率变高而软化，因此直接将方法应用于厚壁材并不能縮小板厚方向的硬度分布。另外，该方法是在钢管成形后实施淬火，但是对压弯后大径厚壁圆形钢管实施淬火处理困难。而且，对于控制适用于压弯法时成为问题的加工硬化量的方法也没有任何考虑，冷加工后的圆形钢管的外面侧硬化，可以预想不能确保良好的耐震性。另一方面，在特开2004-143500号中，提出关于"耐纵弯曲特性优异的高强度圆形钢板及其制造方法"。该技术是以铁素体为主体(70%以上)的组织的高强度薄壁钢管为对象，而不能縮小板厚方向的硬度分布。另外该技术与上述各技术一样，对于控制加工硬化量的方法没有任何公开。而且在制造方法中，也只是将成为组织控制的要点的轧制结束温度规定为Ar3相变点以上，而不能在圆形钢管的板厚方向上实现均匀的组织、硬度。在特开2006-63351号中，公开关于抗氢诱导裂纹性优异的高强度高韧性钢板。该技术以板厚25mm左右的管线管用的钢板为对象，虽然考虑了中心偏积部的硬度，但是对于表面硬度却没有做任何考虑。另外，板厚方向的硬度分布，虽然由规定的关系式求得的值被规定在330以下，但是关于控制加工硬化量的方法却未做任何公开。而且在制造方法中，只是将成为组织控制的要点的轧制结束温度规定为(Ar3相变点+20。C以上)，而不能在圆形钢管的板厚方向上实现均匀的组织、硬度。另外在特开2003-293075号中，提出关于"造管后的表面硬度和屈强比低的高强度钢管"。该技术中，作为化学成分组成，没有形成氮化物的B和N的规定，不能控制BN和TiN，因为淬火性不稳定，所以难以稳定获得期望的强度。另外，由于不含B而组织成为铁素体，板厚方向的硬度分布不均匀。
发明内容本发明在这样的状况之下而做，其目的在于，提供一种能够有助于耐震性提高的圆形钢管及用于制造这种圆形钢管的有用的方法，其方式是，在建筑钢筋用途中位于高强度级的抗拉强度590MPa级的钢管中，降低作为高强度状态的圆形钢管固有的课题的、构成拉伸应力场的钢管外面侧的硬度。能够达成上述目的的本发明的圆形钢管，分别含有C:0.010.05%(质量％的意思，下同)、Si:0.050.35%、Mn:.001.70%、Al:0.0150.045%、Ni:0.050.450/0、Cr:0.201.50%、Ti:0.0080.020%、B:0.00100.0025%、Nb:0.0100.030%、Ca:0.00050.0035%、N:0.00350.0060。/。，余量由Fe和不可避免的杂质构成，所述不可避免的杂质之中，P抑制在0.020。/。以下，S抑制在0.005。/。以下，由下式(1)表示的PCM值为0.20%以下，满足下述(A)(C)的要件，抗拉强度为590MPa以上，且屈强比为8595%，PCM值二[C]+[Si]/30+[Mn]/20+[Cu]/20+[Ni]/60+[Cr]/20+[Mo]/15+[V]/10+([B]X5)…(1)其中，[C]、[Si]、[Mn]、[Cu]、[Ni]、[Cr]、[Mo]、[V]和[B]分别表示C、Si、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、V和B的含量(质量％)。(A)显微组织，至少长宽比为3以上的贝氏体的面积分率为50%以上，位错密度p为1.0X105(m—2)以上，6.0X105(m—2)以下，(B)除去分别距所述钢管的表、背面的深度为2mm的表层部的中央部的平均维氏硬度Hv为180280，(C)分别从所述钢管的表、背面到2mm深的表层部的平均维氏硬度Hv，为所述中央部的平均维氏硬度Hv的1.4倍以下。还有，在上述(A)中，所谓"至少长宽比为3以上的贝氏体的面积分率为50%以上"，意思是在组织中允许含有长宽比低于3的贝氏体(例如合计80面积％以上)，其中长宽比为3以上的贝氏体的面积分率(相对于整体的比例)为50%以上即可。另外，作为贝氏体相以外(余量)，可列举有铁素体、马氏体、贝氏体铁素体等。在本发明的圆形钢管中，还优选根据需要含有Cu:0.050.45%、V:0.0050.050%和Mo:0.050.35%之中的至少1种，据此，钢管的特性将得到进一步改善。制造上述这样的圆形钢管时，将由所述化学成分构成的铸锭加热至9501200。C后，使终轧温度为700850。C的范围进行热轧而成为规定的板厚，接着以t/4(t:板厚)的位置的冷却速度为225。C/秒进行水冷，至表面温度达到500。C以下而得到钢板，使用到的钢板通过压弯法成形为圆形钢管即可。根据本发明，通过适当调整钢板(构成钢管的钢板)的化学成分组成，并且适当控制显微组织，且使厚度方向的硬度分布适当，便能够降低590MPa以上的高强度状态的钢管成形时的弯曲加工带来的钢管外面侧的硬度而确保延展性，由此实现能够有助于耐震性提高的圆形钢管。具体实施例方式本发明者们为了既确保590Ma以上的高强度，又降低因压弯加工时的加工硬化引起的圆形钢管外面侧的硬化，而从各种角度进行研究。其结果判明，首先重要的是，作为钢管(即钢板)的基本的显微组织以贝氏体为主体，并且其中至少长宽比为3以上(长径与短径之比在3以上)这样的扁平的低C贝氏体的面积率为50。/。以上[所述(A)的要件]。为了成为上述这样的显微组织，虽然需要适当地控制制造条件，但作为其前提，还需要适当地控制钢板的化学成分组成。作为其基本的方向，是通过以低C的化学成分为基础，通过Nb-B的复合添加而促进奥氏体的扁平化和而后的贝氏体相变，以及通过Ni-Cr的复合添加而实现淬火性的稳定，由此能够得到板厚方向均匀的贝氏体组织，板厚方向的硬度的均匀化能够达成。即判明，基于上述这样的设计指南，通过调整化学成分组成，即使使冷却速度变化，轧制后的贝氏体相变温度也几乎不变，而通过热轧时的压下量的控制带来的奥氏体晶粒的长宽比的增加能够使钢管的韧性提高。另外事还判明，在适当的化学成分组成中，通过使热轧温度适当化，能够稳定生成扁平的低C贝氏体组织。用于提高钢板的强度有效的方法，是使合金元素量增加。特别是为了达成590MPa级这样的高强度，而需要使合金元素的添加较多，以利用由此带来的各种强化机构。然而，这种合金元素的增大会招致耐裂纹性等的焊接性和焊接接头的机械的特性的劣化。本发明者们发现，通过适当的合金元素的添加和使其含有适当化，能够降低高强度化和由弯曲加工造成的加工硬化。通过满足上述各要件(显微组织和化学成分组成)，能够使板厚方向的硬度分布均匀化，并且使加工硬化量稳定化，能够抑制至圆形钢管外面下2mm的区域(距钢板的表、背面深达2mm的表层部)与板厚方向中央部[t/2部(t:板厚)]的维氏硬度Hv的比，作为圆形钢管的耐震性提高。从上述的观点出发，本发明圆形钢管的化学成分组成被决定，对于含有上述的合金成分(C、Ni、Cr、B、Nb)，就各元素的范围限定理由进行说明。在本发明中，如上述，需要分别含有C:0.010.05%(质量％的意思，下同)、Si:0.050.35%、Mn:1.001.70%、Al:0.0150.045%、Ni:0.050.45%、Cr:0.201.50%、Ti:0.0080.020%、B:0.00100.0025%、Nb:0.0100.030%、Ca:0扁50.0035%、N:0.00350扁0%，并且需要将所述(1)式表示的PCM值控制在适当的范围，这些元素的范围限定理由如下。(C:0.010.05%)c具有提高钢板的强度的效果，是用于控制硬度重要的元素，并且也是会因过剩地添加而使耐裂纹性等焊接性劣化的元素。C含量低于0.01%时不能确保必要的母材(钢板)强度。然而，若C含量超过0.05。/。，则岛状马氏体[含有马氏体、奥氏体的混合相(M-A相)]过剩地生成，耐焊接裂纹性劣化。还有，C含量的优选下限为0.02。/。，优选上限为0.04%。(Si:0.050.35%)Si通过适当添加，在使母材韧性和强度提高上是有效的元素。为了发挥这样的强化机构，需要使Si含有0.05。/。以上。然而，若Si含量过剩，则耐焊接裂纹性劣化，因此为0.35%以下。还有，Si含量的优选下限为0.07%，优选上限为0.25%。(Mn:1.001.70%)Mn使淬火性提高，作为使强度和韧性共同提高的元素有效。为了发挥这样的效果，需要使Mn含有1.00%以上。然而，若过剩地含有Mn，则强度过剩，母材韧性劣化，因此使其上限为1.70%。还有，Mn含量的优选下限为1.10%，优选上限为1.60%。(Al:0.0150.0450/0)Al是脱氧元素，另外是通过显微组织微细化而确保母材韧性所必须的元素。为了发挥这样的效果，需要使之含有0.015%以上，但若过剩含有，则形成氧化铝系的粗大夹杂物，母材韧性降低，因此需要在0.045%以下。还有，Al含量的优选下限为0,020%，优选上限为0.040%。(Ni:0.050.45%)Ni在母材韧性的提高和提高淬火性以使强度提高上是有效的元素。为了发挥这样的效果，需要使Ni含有0.05。/。以上。然而，若Ni含量过剩，则氧化皮瑕疵容易发生，因此需要为0.45%以下。还有，Ni含量的优选下限为0.10%，优选上限为0.35%。(Cr:0.201.50%)Cr使大线能量焊接时分割粗大的奥氏体晶粒的多方位贝氏体生成，另外在提高淬火性以使强度提高上是有效的元素。为了发挥这样的效果，Cr需要含有0.20%以上。然而，若Cr含量过剩，则耐焊接裂纹性劣化，因此需要在1.50。/。以下。还有，Cr含量的优选下限为0.55。/。，优选上限为1.35%。(Ti:0.0080.020%)Ti与N形成氮化物(TiN)，防止热轧前的加热时的奥氏体晶粒(y粒)的粗大化，另外是容易生成碳化物的元素。为了发挥来自Ti的y粒微细化效果，需要使Ti含有0.008。/。以上。然而，若Ti含量过剩，则碳化物的生成过剩，母材韧性劣化，因此需要在0.020%以下。还有，Ti含量的优选下限为0.010%，优选上限为0.018%。(B:0.00100.0025%)游离B存在于晶界，在使淬火性提高而实现母材强度的提高上是有效的元素。若B的含量低于0.0010°/。，则母材强度的提高效果小，不能确保抗拉强度590MPa以上的强度。然而，若B含量过剩，则淬火性过剩，耐焊接裂纹性和母材韧性劣化，因此需要在0.0025%以下。还有，B含量的优选下限为0.0012%，优选上限为0.0015%。(Nb:0.0100.030%)Nb在本发明的钢管中是重要的元素，通过Nb和B的复合添加，能够得到板厚方向均匀的低C贝氏体组织。另外其还使奥氏体域的未再结晶温度范围扩大，利用该区域的轧制应变而使相变核增大，是促进相变所需要的元素。若Nb的含量低于0.010%，则该效果小，母材韧性降低。另外若Nb含量过剩而超过0.030%，则碳化物生成过大，这成为破坏的起点而使母材韧性劣化。还有，Nb含量的优选下限为0.013。/。，优选上限为0.025%。(Ca:0扁50扁5%)Ca在使MnS球状化而使其对于耐焊接裂纹性无害化上是有效的元素。为了发挥这样的效果，需要使Ca含有0.0005。/。以上。然而，若Ca含量超过0.0035%而变得过剩，则使夹杂物粗大化，其成为破坏的起点而使母材韧性劣化。还有，Ca含量的优选下限为0.0015%，优选上限为0.0030%。(N:0.00350.0060%)N与Ti反应生成TiN，是对防止热轧前的加热时的y粒的粗大化有效的元素。若N含量低于0.0035%，则TiN不足，加热Y粒变得粗大，母材韧性劣化，因此需要使之含有0.0035%以上。另外，若N含量过剩而超过0.0060%,则由于弯曲加工造成的脆化而使钢管的韧性劣化。还有，N含量的优选下限为0.0040%，优选上限为0.0055%。(PCM值:0.20%以下)由前述(1)式表示的PCM值，是作为防止因焊接施工造成的低温裂纹的指标最一般性的要件。为了防止焊接裂纹，需要PCM值在0.20%以下。PCM优选为0.18%以下。还有，在上式(1)中，还规定了本发明的钢板规定的成分(C、Si、Mn、Ni、Cr、B)以外的元素(根据需要含有的元素)(Cu、V、Mo等)，因为这些元素对低温裂纹有影响，所以根据需要含有时，其含量也需要加入PCM值的计算中。因此，不含这些元素时，根据上式(1)将这些元素作为O计算即可。在本发明的圆形钢管中，上述成分以外由Fe和不可避免的杂质构成(例如P、S等)，但也能够含有熔炼上不可避免混入的微量成分(允许成分)(例如Zr、H、0等)，这样的圆形钢管也包含在本发明的范围内。但是，对于作为不可避免的杂质的P、S等，从下述的观点出发，需要将其分别抑制在下述的范围内。(P:0.020%以下)作为不可避免的杂质的p，对母材、焊接部的韧性带来不利影响，为了不招致这样的问题，将其含量抑制在0.020%以下，优选在0.015%以下。(S:0.005%以下)S形成MnS而使耐焊接裂纹性劣化，因此优选尽可能少的方面。从这一观点出发，S量需要抑制在0.005。/。以下，优选在0.003%以下。本发明的圆形钢管中，根据需要还含有Cu:0.050.45%、V:0.0050.050e/。和Mo:0.050.35%之中的至少1种也有用，这些成分均对钢管的强度提高有效。此各成分的作用效果如下。(Cu:0.050.45%)Cu在通过固溶强化而使母材强提高上是有用的元素。为了发挥这样的效果，优选使Cu含有0.05。/。以上。然而，若Cu含量过剩，则气割时产生Cu裂纹，因此优选为0.45。/。以下。还有，Cu含量的更优选下限为0.07。/。，更优选上限为0.40%。(V:0.0050.050%)v形成碳化物，在使强度提高上是有效的元素。为了发挥这样的效果，优选使V含有0.005。/。以上。然而若V含量过剩，则碳化物生成粗大，其成为起点而使母材韧性劣化，因此优选为0.050%以下。还有，V含量更优选的下限为0.0100/。，更优选的上限为0.040%。(Mo:0.050.35%)Mo提高淬火性，对提高强度有用，另外是容易生成碳化物的元素。为了发挥这样的效果，优选使Mo含有0.05%以上。然而，若Mo含量过剩，则淬火性过大，耐焊接裂纹性劣化，因此优选为0.35%以下。还有，Mo含量的更优选下限为0.08%，更优选上限为0.25%。在本发明的圆形钢管中，长宽比为3以上的贝氏体的面积分率为50%以上，位错密度p为1.0X105(m-2)以上，6.0X105(m—2)以下也是重要的要件[所述(A)的要件]。旧奥氏体晶粒的长宽比和贝氏体的面积分率是支配因加工硬化造成的材质变化的因素之一。若旧奥氏体晶粒的长宽比低于3，贝氏体的面积分率低于50%，则圆形钢管的材质偏差变大，耐焊接裂纹性劣化。另一方面，位错密度p也是支配加因工硬化造成的材质变化的因素之一。若位错密度p低于1.0X105(m—2)，则由于加工硬化导致材质变化变大，其结果是使耐焊接裂纹性劣化。另外若位错密度p超过6.0X105(m-2)，则处于所谓的位错饱和状态，硬度变得过剩而使耐焊接裂纹性劣化。在本发明的圆形钢管中，除去分别距构成钢管的钢板的表、背面深达2mm的表层部的中央部的平均维氏硬度Hv为180280也很重要[所述(B)的要件]。该维氏硬度Hv与抗拉强度TS相关，为了得到期望的抗拉强度TS和屈强比YR，需要中央部的平均维氏硬度Hv为180280。即，中央部的平均维氏硬度Hv低于180时，成为低YR特性，抗拉强度TS也降低。另外，若中央部的平均维氏硬度Hv超过280，则将使耐焊接裂纹性劣化。在本发明的圆形钢管中，还需要分别距所述钢管的表、背面深达2mm的表层部的平均维氏硬度Hv，是所述中央部的平均维氏硬度Hv的1.4倍以下[所述(C)的要件]。若外面侧(表层部)与板厚中央部的硬度比超过1.4倍，则钢板表面部的塑性变形能降低，表面的拉伸应力变高，因此从表面发生龟裂，与附属金属焊接时的表面硬化相互作用而成为裂纹的起点，在大地震时有破坏的可能性。该比值优选为1.3倍以下。为了制造本发明的圆形钢管，只要将由所述化学成分构成的铸锭加热至9501200。C后，使终轧温度为700850。C的范围进行热轧而成为规定的板厚，接着以t/4(t:板厚)的位置的冷却速度为225。C/秒进行水冷，至表面温度达到500。C以下而得到钢板，使用到的钢板通过压弯法成形为圆形钢管即可，规定各工序的条件的理由如下。(将铸锭加热至9501200°C)该加热温度给热轧前的组织控制和可否轧制带来很大影响。若加热温度低于950°C，则不能确保轧制最终轧道(终轧)之前的表面温度在700。C以上，因此在水冷前铁素体就析出，母材强度降低，并且热轧的压下载荷高，生产性大幅劣化。另一方面，若加热温度超过1200。C，则Y粒径的粗大化造成母材强度降低和母材韧性劣化。(使终轧温度为700850。C的范围进行热轧而成为规定的板厚)控制冷却是以此前的组织控制为前提，因此需要对控制轧制下的轧制结束温度(终轧温度)和冷却开始温度进行管理。若终轧温度低于700。C，则冷却开始前铁素体就析出，不能获得期望的强度。另外，若终轧温度超过850。C，则冷却前组织粗大，母材韧性劣化。(t/4(t:板厚)的位置的冷却速度为225。C/秒)轧制后的冷却工序是用于进行组织控制的重要的工序。这时的冷却速度低于2。C/秒时，将不能确保贝氏体的面积分率在50%以上，强度不足，并且加工硬化量过大，耐焊接裂纹性劣化。另外，若冷却速度超过25°C/秒，则强度过大，母材韧性劣化。还有，作为测定冷却速度的位置之所以为t/4(t:板厚)，是因为这里是发挥钢板的平均的性能的位置。(冷却停止温度钢板的表面温度为500。C以下)冷却停止温度是使强度变化的重要的控制因素。若冷却停止温度超过500°C，则强度不足，并且得不到位错密度，弯曲加工造成的加工硬化量变大，使耐焊接裂纹性劣化。(通过压弯法成形为圆形钢管)最终通过压弯法对钢管进行冷弯曲而成为钢管。如前述，如果是管线管所适用的这种板厚30mm以下的钢板，则通过UOE成形法制造圆形钢管，但建筑结构物用圆形钢管在板厚厚，强度高时，需要通过压弯法(即挤压弯曲加工)成形为圆形钢管。若应用这一方法，则弯曲加工应变大，因此表面的加工硬化大。因此，通过使用如上述方式制造的钢管，进行挤压弯曲成形，能够制造表面硬度低的圆形钢管。还有，本发明的圆形钢管不实施上述这样的SR处理也能够使用，但纵使实施SR热处理，也能够确保作为圆形钢管的要求强度的抗拉强度TS在590MPa以上。以下，通过实施例更具体地说明本发明，但本发明当然不受下述实施例限制，在能够符合前、后述宗旨的范围当然可以加以变更实施，这些均包含在本发明的技术范围内。实施例(实施例1)通过通常的熔炼法熔炼下述表1、2所示的化学成分组成的钢，成为钢坯后，实施热轧、加速冷却(轧制后的冷却)、回火，制造钢板。使用得到的钢板，通过压弯法成形为圆形钢管。还有，在表1、2中，也显示了关于由前述(1)式所规定的PCM值。这时的制造条件如下述。(制造条件)将铸锭加热至1150土10。C后，使终轧温度(表面温度)在850士30。C的范围进行热轧，形成板厚70mm，接着t/4(t:板厚)的位置的冷却速度控制在515。C/秒，使冷却停止时的表面温度为420士50。C以下。此外，在450650°。的范围回火而成为钢板，使用得到的钢板，通过压弯法成形为圆形钢管。这时的弯曲加工度为，设圆形钢管的直径为D(mm)，设钢板厚度为t(mm时)，D/t为10(t/D=0.1)。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>对于得到的各圆形钢管，以下述的方法评价钢管的显微组织(贝氏体面积分率)和硬度，并且根据下述方法评价材质(屈服应力YS、抗拉强度TS、屈强比YR和韧性vE—20)。(显微组织和硬度的测定方法)对显微组织进行图像分析，由此测定长宽比为3以上的贝氏体相的面积分率，并且测定钢板表层部的维氏硬度(Hvo)和中央部的维氏硬度(Hv,)(载荷98N),求得其硬度比(Hv。/HVl)。这时的硬度Hv。、硬度Hv,的测定，在厚度方向上以2mm的间隔测定，求得其平均值(例如，表层部的维氏硬度Hv。，为分别距表、背面的深达2mm的硬度的平均值)。(屈服应力YS、抗拉强度TS的评价方法)从圆形钢管的外面侧，在钢板的t/4部(t为板厚)的管轴向(相当于钢板的主轧制方向)上，提取JISZ22014号试验片，按JISZ2241的要领进行拉伸试验，测定钢管的屈服应力YS(上屈服点YP或屈服应力0().2)、抗拉强度TS、屈强比YR(屈服应力YS/抗拉强度TS)。合格标准为，以2次的平均值计，屈服应力YS:500MPa以上，抗拉强度TS:590740MPa，屈强比YR:超过85%90%以下。(韧性评价方法)从圆形钢管的外面侧，在钢板的t/4部(t为板厚)的管轴向(相当于钢板的主轧制方向)上，提取JISZ2204V切口冲击试验片，依据JISZ2242的要领进行摆锤冲击试验(3次试验的平均值)，测定温度一20。C下的平均吸收能vE—2G。该平均吸收能vE-2Q为47J以上的评价为合格。依据JISZ3101所规定的焊接热影响部(HAZ)的最高硬度试验，在圆形钢管的外面侧设置焊道，通过渗透探伤试验就表面裂纹的有无进行调查，通过超声波探伤试验对于内部裂纹的有无进行调查。钢板的显微组成和硬度分布(钢板中央部的硬度、硬度比)显示在下述表3、4中，材质(屈服应力YS、抗拉强度TS、屈强比YR和韧性vE-20)和焊接性的评价结果显示在表5、6中。还有在下述表5、6中，作为"焊接性"显示HAZ的最高硬度(Hv)。(位错密度的测定方法)从通过X射线衍射得到的特性X射线的衍射强度曲线分离K(X1，测定Kal线的半值宽度的范围。修正该半值宽度，只提取由应变造成的半值宽度的范围而计算应变。根据该应变的值计算位错密度。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表4<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>由这些结果能够进行如下考察。首先，钢No.131(表l、3、5)满足本发明规定的要件，在全部的特性中满足目标值(综合评价〇)。相对于此，钢No.3262(表2、4、6)不满足本发明规定的某一要件，至少某一要求特性劣化(综合评价X)。(实施例2)使用所述表1所示的钢No.18(化学成分组成满足本发明规定的范围)，根据下述表7所示的各种制造条件制造钢板(实验No.115)。使用得到的钢板，通过压弯法成形为圆形钢管。对于得到的圆形钢管与实施例一样，对材质(屈服应力YS、抗拉强度TS、屈强比YR和韧性vE-20)和焊接性进行评价。另外，与实施例一样测定钢板的显微组成和硬度分布(钢板中央部的硬度、硬度比)，其结果显示在表8中。还有，表7的实验No.9、10表示钢坯加热温度脱离本发明规定的范围，实验No.11、12表示终轧温度脱离本发明规定的范围，实验No.13、14表示冷却速度脱离本发明规定的范围，实验No.15表示冷却停止温度脱离本发明规定的范围。<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>表8<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>由此结果可知，为了得到满足本发明规定的要件的圆形钢管，还需要适当地控制制造条件。权利要求1.一种圆形钢管，其特征在于，以质量％计含有C0.01～0.05％、Si0.05～0.35％、Mn1.00～1.70％、A10.015～0.045％、Ni0.05～0.45％、Cr0.20～1.50％、Ti0.008～0.020％、B0.0010～0.0025％、Nb0.010～0.030％、Ca0.0005～0.0035％、N0.0035～0.0060％，余量是Fe和不可避免的杂质，所述不可避免的杂质中，P抑制在0.020％以下，S抑制在0.005％以下，所述圆形钢管的由下式(1)表示的PCM值为0.20％以下，满足下述(A)～(C)的要件，抗拉强度为590MPa以上，并且屈强比为85～95％，PCM值＝[C]+[Si]/30+[Mn]/20+[Cu]/20+[Ni]/60+[Cr]/20+[Mo]/15+[V]/10+([B]×5)...(1)其中，[C]、[Si]、[Mn]、[Cu]、[Ni]、[Cr]、[Mo]、[V]和[B]分别表示C、Si、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、V和B的质量百分比含量，(A)在显微组织中，至少长宽比为3以上的贝氏体的面积分率为50％以上，位错密度ρ为1.0×105(m-2)以上，6.0×105(m-2)以下，(B)除去分别从所述钢管的表、背面到2mm深的表层部的所述钢管的中央部的平均维氏硬度Hv为180～280，(C)分别从所述钢管的表、背面到2mm深的部分的表层部的平均维氏硬度Hv为所述中央部的平均维氏硬度Hv的1.4倍以下。2.权利要求1所述的圆形钢管，其特征在于，以质量X计还含有Cu:0.050.45%、V:0.0050.050%和Mo:0.050.35%中的至少1种。3.—种制造权利要求1或2所述的圆形钢管的方法，其特征在于，将由所述化学成分构成的铸锭加热至9501200。C后，使终轧温度为700850。C的范围进行热轧而形成规定的板厚，接着，以t/4位置的冷却速度为225。C/秒的条件进行水冷，冷却至表面温度为500。C以下成为钢板，使用所得到的钢板通过压弯法成形为圆形钢管，其中，t为板厚。全文摘要本发明的圆形钢管，既满足规定的关系式，又调整了化学成分组成，并且满足下述(A)～(C)的要件。(A)显微组织，至少长宽比为3以上的贝氏体的面积分率为50％以上，位错密度ρ为1.0×10⁵(m^-2)以上，6.0×10⁵(m^-2)以下，(B)除去分别距所述钢管的表、背面深达2mm的表层部的中央部的平均维氏硬度Hv为180～280，(C)分别从所述钢管的表、背面到2mm深的部分的表层部的平均维氏硬度Hv，为所述中央部的平均维氏硬度Hv的1.4倍以下。根据这样的构成，在建筑钢筋用途中，位于高强度级的抗拉强度590MPa级的钢管中，可以降低作为高强度状态的圆形钢管固有的课题的、构成拉伸应力场的钢管外面侧的硬度，能够有助于耐震性提高。文档编号C22C38/54GK101545080SQ200910129689公开日2009年9月30日申请日期2009年3月26日优先权日2008年3月27日发明者小林克壮,盐饱丰明申请人:株式会社神户制钢所