日本以阪神•淡路大地震中建筑物梁柱焊接部为中心的钢结构发生脆性断裂为契机，加快了对钢结构部件材料脆性断裂的研究，已取得了研究成果，如提出了梁的端部焊接部所需的韧性等。尤其是，在最近的超高层建筑物设计中，基于延长梁柱使用寿命的考虑，越来越多的用户不仅对梁的端部，而且对柱子焊接部的韧性值也提出了很高的要求。作为其理由是，在长寿命设计时，根据梁柱在使用期间遭遇的地震强度，假设遭遇的地震强度比以往更大，因此要求钢材应具有更高的韧性值。
另外，在超高层建筑中，为灵活应对办公大楼多功能化的要求，必须实现办公大楼的无柱子大空间，因此随着柱子轴向力的增大，使用的钢材也开始向厚壁•高强度方向发展，有的使用了板厚接近100mm的60kg级钢。
在以往的高强度钢的超大线能量焊接的热影响(HAZ)中，随着焊接线能量的增大，高温滞留时间会增加，其后的冷却速度会下降，所生成的硬质岛状马氏体(MA)会增加，韧性会因贝氏体组织的明显粗大化而显著变差。因此，为改善超大线能量焊接HAZ的韧性，可以认为有效的办法是减少MA和细化贝氏体组织。
MA是上贝氏体生成时碳向未发生相变的奥氏体()中富集而生成的，因此降低碳量有助于减少MA量。另外，从防止发生焊接裂纹的观点来看，为降低碳量，有效的办法是抑制小线能量焊接热影响区的硬化。
另一方面，作为抑制贝氏体组织粗大化的手段，有效的办法是通过使TiN微细分散来抑制焊接时晶粒的粗大化，但在前述的超大线能量焊接部并不能获得理想的效果。以前为确保强度，一般是着眼于添加的合金元素，通过选择添加的合金元素，可以控制原始晶粒内部的相变组织，改善HAZ韧性。具体说来就是添加Nb、V、Mo等碳化物生成能力强的元素(强碳化物生成元素)后，在低碳组织中有生成方位一致的粗大贝氏组织的趋势，但添加Mn、Cu、Ni、Cr等碳化物生成能力弱的元素(弱碳化物生成元素)时，这种趋势小，会分割成许多方位不同的微细贝氏体块。因此，本开发除了减少碳含量外，还充分利用添加弱碳化物生成元素形成的微细低碳贝氏体组织(低碳多方位贝氏体)来改善大线能量焊接时HAZ韧性和耐焊接裂纹性，并以此作为开发概念。
为满足超高层建筑物用钢板的高韧性要求，根据“低碳多方位贝氏体”这种全新概念，开发了建筑结构用KCLA325和SA440钢板，即使在焊接线能量为100kJ/mm的超大线能量焊接条件下，也能确保充分的HAZ韧性，同时能大幅度降低小线能量焊接部的硬化。通过开发这些钢板，将有助于提高建筑结构件的施工效率和提高建筑结构物的安全性。(青山)


备注：数据仅供参考，不作为投资依据。