JP7670971B2 - Steel - Google Patents
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Description
本発明は、鋼材に関する。 The present invention relates to steel materials.
ボイラーの火炉および廃棄物焼却施設の焼却炉等では、水蒸気、硫黄酸化物、塩化水素等を含む排ガスが発生する。この排ガスは、排ガス煙突等において冷却されると、凝縮して硫酸および塩酸となり、硫酸露点腐食および塩酸露点腐食として知られるように、排ガス流路を構成する鋼材に対し、著しい腐食を引き起こす。 Boiler furnaces and incinerators at waste incineration facilities generate exhaust gases that contain water vapor, sulfur oxides, hydrogen chloride, etc. When this exhaust gas is cooled in the exhaust gas chimney, etc., it condenses into sulfuric acid and hydrochloric acid, which causes severe corrosion of the steel that makes up the exhaust gas flow path, a condition known as sulfuric acid dew-point corrosion and hydrochloric acid dew-point corrosion.
このような問題に対し、耐硫酸・塩酸露点腐食鋼および高耐食ステンレス鋼が提案されている。例えば、特許文献1~4では、Cu、Sb、Co、Crなどを添加した耐硫酸露点腐食性に優れた鋼材が提案されている。 To address these issues, sulfuric acid/hydrochloric acid dew-point corrosion resistant steels and highly corrosion resistant stainless steels have been proposed. For example, Patent Documents 1 to 4 propose steel materials with excellent sulfuric acid dew-point corrosion resistance that contain added elements such as Cu, Sb, Co, and Cr.
Cu、Sb、Cr等を含有する鋼材は、排ガス煙突のような硫酸腐食環境において、優れた耐食性を発揮する。しかし、減温塔の灰掃き出し羽根などは350℃を超える高温の環境で使用される。さらに、ガス中に硫黄酸化物を含むため、温度が低下した場合、鋼材は硫酸露点腐食環境で使用されることになる。このような環境で使用される材料は優れた耐硫酸露点腐食性に加えて、常温における高い降伏応力を有する必要がある。 Steel materials containing Cu, Sb, Cr, etc. exhibit excellent corrosion resistance in sulfuric acid corrosion environments such as exhaust gas chimneys. However, ash sweeping blades in cooling towers are used in high-temperature environments exceeding 350°C. Furthermore, because the gas contains sulfur oxides, when the temperature drops, the steel materials will be used in a sulfuric acid dew-point corrosion environment. Materials used in such environments need to have high sulfuric acid dew-point corrosion resistance as well as high yield stress at room temperature.
本発明は、上記の問題を解決し、硫酸露点腐食環境において優れた耐食性を有し、かつ、高い降伏応力を有する鋼材を提供することを目的とする。 The present invention aims to solve the above problems and provide a steel material that has excellent corrosion resistance in a sulfuric acid dew-point corrosion environment and has high yield stress.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、下記の鋼材を要旨とする。 The present invention was made to solve the above problems, and the gist of the present invention is the following steel material.
(1)化学組成が、質量%で、
C:0.010~0.20%、
Si:0.04~1.00%、
Mn:0.20~2.00%、
Cu:0.10~1.00%、
Al:0.005~0.10%、
Cr:0.40~3.00%、
Ti:0.010~0.50%、
Ni:0.01~0.50%、
P:0.050%以下、
S:0.050%以下、
N:0.0015~0.0100%、
O:0.0035%以下、
残部:Feおよび不純物であり、
鋼材中にTiNを含み、最大長さが1.0μm以上2.0μm未満のTiNの個数密度が0.5/mm2以上であり、最大長さが4.0μm以上のTiNの個数密度が15/mm2未満であり、かつ最大長さが1.0μm以上のTiNの個数密度に対する、最大長さが1.0μm以上2.0μm未満のTiNの個数密度の比が0.20以上である、
鋼材。
(1) Chemical composition, in mass%,
C: 0.010-0.20%,
Si: 0.04-1.00%,
Mn: 0.20-2.00%,
Cu: 0.10-1.00%,
Al: 0.005-0.10%,
Cr: 0.40-3.00%,
Ti: 0.010-0.50%,
Ni: 0.01-0.50%,
P: 0.050% or less,
S: 0.050% or less,
N: 0.0015-0.0100%,
O: 0.0035% or less,
The balance is Fe and impurities.
The steel material contains TiN, the number density of TiN having a maximum length of 1.0 μm or more and less than 2.0 μm is 0.5/ mm2 or more, the number density of TiN having a maximum length of 4.0 μm or more is less than 15/ mm2 , and the ratio of the number density of TiN having a maximum length of 1.0 μm or more and less than 2.0 μm to the number density of TiN having a maximum length of 1.0 μm or more is 0.20 or more;
Steel.
(2)前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Mo:0.10%以下、
W:0.10%以下、
Sn:0.30%以下、
Sb:0.30%以下、
As:0.30%以下、
Co:0.30%以下、および
Bi:0.30%以下、
から選択される1種以上を含有するものである、
上記(1)に記載の鋼材。
(2) The chemical composition is, in mass%, replacing a part of the Fe,
Mo: 0.10% or less,
W: 0.10% or less,
Sn: 0.30% or less,
Sb: 0.30% or less,
As: 0.30% or less,
Co: 0.30% or less; and Bi: 0.30% or less;
It contains one or more selected from
The steel material according to (1) above.
(3)前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Nb:0.10%以下、
V:0.10%以下、
Ta:0.050%以下、および
B:0.010%以下、
から選択される1種以上を含有するものである、
上記(1)または(2)に記載の鋼材。
(3) The chemical composition contains, in mass%, a part of the Fe replaced by
Nb: 0.10% or less,
V: 0.10% or less,
Ta: 0.050% or less; and B: 0.010% or less;
It contains one or more selected from
The steel material according to (1) or (2) above.
(4)前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Ca:0.010%以下、
Mg:0.010%以下、および
REM:0.010%以下、
から選択される1種以上を含有するものである、
上記(1)~(3)のいずれかに記載の鋼材。
(4) The chemical composition is, in mass%, replacing a part of the Fe,
Ca: 0.010% or less,
Mg: 0.010% or less; and REM: 0.010% or less;
It contains one or more selected from
The steel material according to any one of (1) to (3) above.
(5)25℃における降伏応力が310MPa以上であることを特徴とする、
上記(1)~(4)のいずれかに記載の鋼材。
(5) The yield stress at 25°C is 310 MPa or more.
The steel material according to any one of (1) to (4) above.
本発明によれば、硫酸露点腐食環境において優れた耐食性を有し、かつ、高い降伏応力を有する鋼材を提供することが可能となる。 The present invention makes it possible to provide a steel material that has excellent corrosion resistance in a sulfuric acid dew-point corrosion environment and has high yield stress.
本発明者らは前記した課題を解決するために、鋼材の耐食性および降伏応力を詳細に調査した結果、以下の知見を得るに至った。 In order to solve the above problems, the inventors conducted detailed research into the corrosion resistance and yield stress of steel materials, and came to the following findings.
降伏応力を高めるためには、TiNによるピン留め効果が有効である。しかし、粗大なTiNは腐食の起点となり、耐食性を劣化させる。特に、硫黄酸化物を含むガスが冷却され、非常に厳しい硫酸露点腐食環境となると、鋼材中のTiNによる耐食性劣化の影響はさらに大きくなることがわかった。そのため、TiNの大きさを適切な範囲とすることにより、鋼の降伏応力を維持しつつ、耐食性を向上させることができることを見出した。 The pinning effect of TiN is effective in increasing the yield stress. However, coarse TiN can act as a starting point for corrosion, degrading corrosion resistance. In particular, it has been found that when gas containing sulfur oxides is cooled and an extremely severe sulfuric acid dew-point corrosion environment is created, the impact of the deterioration of corrosion resistance due to TiN in steel becomes even greater. For this reason, it has been discovered that by setting the size of TiN within an appropriate range, it is possible to improve the corrosion resistance while maintaining the yield stress of the steel.
本発明は、上記知見に基づいてなされたものである。以下、本発明の各要件について詳しく説明する。 The present invention was made based on the above findings. Each aspect of the present invention will be explained in detail below.
(A)化学組成
各元素の限定理由は下記のとおりである。なお、以下の説明において含有量についての「%」は、「質量%」を意味する。
(A) Chemical Composition The reasons for limiting the content of each element are as follows. In the following description, "%" for the content means "mass %".
C:0.010~0.20%
Cは、鋼材の強度を向上させる元素である。しかしながら、Cが過剰に含有された場合、炭化物が増加し、耐食性が劣化する。そのため、C含有量は0.010~0.20%とする。強度が要求される場合は、C含有量は0.050%以上であるのが好ましい。また、C含有量は0.15%以下であるのが好ましく、0.10%以下であるのがより好ましい。
C: 0.010-0.20%
C is an element that improves the strength of steel. However, if C is contained in excess, carbides increase and corrosion resistance deteriorates. Therefore, the C content is set to 0.010 to 0.20%. When strength is required, the C content is preferably 0.050% or more. In addition, the C content is preferably 0.15% or less, and more preferably 0.10% or less.
Si:0.04~1.00%
Siは、脱酸および強度の向上に寄与し、酸化物の形態を制御する元素である。しかしながら、Siが過剰に含有された場合、酸化物が増加し、耐食性を損なう。そのため、Si含有量は0.04~1.00%とする。Si含有量は0.10%以上であるのが好ましく、0.20%以上であるのがより好ましい。また、Si含有量は0.70%以下であるのが好ましく、0.60%以下であるのがより好ましい。
Si: 0.04~1.00%
Silicon is an element that contributes to deoxidation and strength improvement, and controls the morphology of oxides. However, if silicon is contained in excess, the amount of oxides increases, impairing corrosion resistance. Therefore, the silicon content is set to 0.04 to 1.00%. The silicon content is preferably 0.10% or more, and more preferably 0.20% or more. The silicon content is preferably 0.70% or less, and more preferably 0.60% or less.
Mn:0.20~2.00%
Mnは、強度を向上させる元素である。しかしながら、Mnが過剰に含有された場合、粗大なMnSが生成し、耐食性および機械特性が劣化する。そのため、Mn含有量は0.20~2.00%とする。Mn含有量は0.50%以上であるのが好ましく、0.60%以上であるのがより好ましい。また、Mn含有量は1.70%以下であるのが好ましく、1.50%以下であるのがより好ましく、1.30%以下であるのがさらに好ましい。
Mn: 0.20-2.00%
Mn is an element that improves strength. However, if Mn is contained in excess, coarse MnS is generated, and corrosion resistance and mechanical properties deteriorate. Therefore, the Mn content is set to 0.20 to 2.00%. The Mn content is preferably 0.50% or more, and more preferably 0.60% or more. In addition, the Mn content is preferably 1.70% or less, more preferably 1.50% or less, and even more preferably 1.30% or less.
Cu:0.10~1.00%
Cuは、硫酸に対する耐食性を顕著に発現する元素である。しかしながら、Cuが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下し、生産性を損なう。そのため、Cu含有量は0.10~1.00%とする。Cu含有量は0.15%以上、0.20%以上、または0.25%以上であるのが好ましい。また、Cu含有量は0.85%以下であるのが好ましく、0.70%以下であるのがより好ましい。
Cu: 0.10-1.00%
Cu is an element that exhibits significant corrosion resistance against sulfuric acid. However, if Cu is contained in excess, hot workability decreases, impairing productivity. Therefore, the Cu content is set to 0.10 to 1.00%. The Cu content is preferably 0.15% or more, 0.20% or more, or 0.25% or more. In addition, the Cu content is preferably 0.85% or less, and more preferably 0.70% or less.
Al:0.005~0.10%
Alは、脱酸剤として添加される。しかしながら、Alが過剰に含有された場合、介在物の増加によって耐食性を損なう。そのため、Al含有量は0.005~0.10%とする。Al含有量は0.010%以上であるのが好ましい。また、Al含有量は0.07%以下であるのが好ましい。
Al: 0.005-0.10%
Al is added as a deoxidizer. However, if an excessive amount of Al is contained, the corrosion resistance is impaired due to an increase in inclusions. Therefore, the Al content is set to 0.005 to 0.10%. The Al content is preferably 0.010% or more. Moreover, the Al content is preferably 0.07% or less.
Cr:0.40~3.00%
Crは、焼入れ性を高めて強度を向上させるとともに、耐硫酸性を向上させる効果を有する元素である。しかしながら、Crが過剰に含有された場合、鋼材表面で腐食起点となりやすい酸化物を形成する。そのため、Cr含有量は0.40~3.00%とする。Cr含有量は0.50%以上であるのが好ましく、0.60%以上であるのがより好ましく、0.65%以上であるのがさらに好ましい。また、Cr含有量は2.50%以下であるのが好ましい。
Cr:0.40~3.00%
Cr is an element that has the effect of increasing hardenability and improving strength, as well as improving sulfuric acid resistance. However, if Cr is contained in excess, it forms oxides that are likely to become corrosion initiation points on the steel surface. Therefore, the Cr content is set to 0.40 to 3.00%. The Cr content is preferably 0.50% or more, more preferably 0.60% or more, and even more preferably 0.65% or more. In addition, the Cr content is preferably 2.50% or less.
Ti:0.010~0.50%
Tiは、窒化物を形成し、結晶粒の微細化および強度の向上に寄与する元素である。しかしながら、Tiが過剰に含有された場合、腐食の原因となる窒化物の増加によって、耐食性を損なう。そのため、Ti含有量は0.010~0.50%とする。Ti含有量は0.013%以上であるのが好ましく、0.015%以上であるのがより好ましく、0.020%以上であるのがさらに好ましい。また、Ti含有量は0.40%以下であるのが好ましく、0.30%以下であるのがより好ましい。
Ti: 0.010-0.50%
Ti is an element that forms nitrides and contributes to refining crystal grains and improving strength. However, if Ti is contained in excess, the increase in nitrides that cause corrosion impairs corrosion resistance. Therefore, the Ti content is set to 0.010 to 0.50%. The Ti content is preferably 0.013% or more, more preferably 0.015% or more, and even more preferably 0.020% or more. In addition, the Ti content is preferably 0.40% or less, and more preferably 0.30% or less.
Ni:0.01~0.50%
Niは、酸腐食環境での耐食性を向上させる元素であり、加えてCuを含有する鋼において、製造性を高める効果を有する。Cuは、耐食性を向上させる効果が大きいが、偏析し易く、単独で含有させると鋳造後の割れを助長する場合がある。これに対して、NiはCuの表面偏析を軽減する作用がある。Niを含有させることで、Cuの偏析および鋳片割れの抑制に加えて、偏析に起因する局部腐食の発生も抑制されるため、耐食性を向上させる効果が得られる。しかしながら、Niは高価な元素であり、多量の含有は製鋼コストの増大を招く。そのため、Ni含有量を0.01~0.50%とする。Ni含有量は0.03%以上であるのが好ましく、0.05%以上であるのがより好ましく、0.08%以上であるのがさらに好ましい。また、Ni含有量は0.40%以下、0.29%未満、0.25%以下、0.20%以下であるのが好ましく、0.15%以下であるのがより好ましい。
Ni: 0.01~0.50%
Ni is an element that improves corrosion resistance in an acid corrosion environment, and also has the effect of improving manufacturability in steel containing Cu. Cu has a large effect of improving corrosion resistance, but is prone to segregation, and when contained alone, it may promote cracking after casting. In contrast, Ni has the effect of reducing surface segregation of Cu. By containing Ni, in addition to suppressing Cu segregation and cast piece cracking, the occurrence of local corrosion due to segregation is also suppressed, so that the effect of improving corrosion resistance is obtained. However, Ni is an expensive element, and the inclusion of a large amount of Ni leads to an increase in steelmaking costs. Therefore, the Ni content is set to 0.01 to 0.50%. The Ni content is preferably 0.03% or more, more preferably 0.05% or more, and even more preferably 0.08% or more. In addition, the Ni content is preferably 0.40% or less, less than 0.29%, 0.25% or less, 0.20% or less, and more preferably 0.15% or less.
P:0.050%以下
Pは、不純物であり、鋼材の機械特性および生産性を低下させる。そのため、P含有量に上限を設けて0.050%以下とする。P含有量は0.030%以下であるのが好ましく、0.025%以下であるのがより好ましい。なお、P含有量は可能な限り低減することが好ましく、つまり含有量が0%でもよいが、極度の低減は製鋼コストの増大を招く。そのため、P含有量は0.001%以上としてもよい。
P: 0.050% or less P is an impurity that reduces the mechanical properties and productivity of steel materials. Therefore, the upper limit of the P content is set to 0.050% or less. The P content is preferably 0.030% or less, and more preferably 0.025% or less. It is preferable to reduce the P content as much as possible, that is, the content may be 0%, but an extreme reduction leads to an increase in steelmaking costs. Therefore, the P content may be 0.001% or more.
S:0.050%以下
Sは、不純物であり、鋼材の機械特性および生産性を低下させる。そのため、S含有量に上限を設けて0.050%以下とする。S含有量は0.040%以下であるのが好ましく、0.030%以下であるのがより好ましい。なお、S含有量は可能な限り低減することが好ましく、つまり含有量が0%でもよいが、極度の低減は製鋼コストの増大を招く。そのため、S含有量は0.001%以上、または0.005%以上としてもよい。
S: 0.050% or less S is an impurity that reduces the mechanical properties and productivity of steel materials. Therefore, the upper limit of the S content is set to 0.050% or less. The S content is preferably 0.040% or less, and more preferably 0.030% or less. It is preferable to reduce the S content as much as possible, that is, the content may be 0%, but an extreme reduction leads to an increase in steelmaking costs. Therefore, the S content may be 0.001% or more, or 0.005% or more.
N:0.0015~0.0100%
Nは、微細な窒化物を形成し、鋼材の機械特性の向上に寄与する。しかしながら、Nが過剰に含有された場合、鋼材の機械特性および生産性を低下させる。そのため、N含有量は0.0015~0.0100%とする。N含有量は0.0020%以上であるのが好ましく、0.0030%以上であるのがより好ましい。また、N含有量は0.0090%以下であるのが好ましく、0.0080%以下であるのがより好ましい。
N: 0.0015-0.0100%
N forms fine nitrides and contributes to improving the mechanical properties of steel materials. However, if N is contained in excess, it reduces the mechanical properties and productivity of steel materials. Therefore, the N content is set to 0.0015 to 0.0100%. The N content is preferably 0.0020% or more, and more preferably 0.0030% or more. In addition, the N content is preferably 0.0090% or less, and more preferably 0.0080% or less.
O:0.0035%以下
Oは、不純物であり、酸腐食環境において腐食の起点となる粗大な酸化物を生成する。そのため、O含有量に上限を設けて、0.0035%以下とする。O含有量は0.0030%以下であるのが好ましく、0.0025%以下であるのがさらに好ましい。なお、O含有量は可能な限り低減することが好ましく、つまり含有量は0%でもよいが、極度の低減は製鋼コストの増大を招く。そのため、O含有量は0.0013%以上、0.0020%以上としてもよい。
O: 0.0035% or less O is an impurity, and generates coarse oxides that become the starting point of corrosion in an acid corrosion environment. Therefore, an upper limit is set for the O content, and the O content is set to 0.0035% or less. The O content is preferably 0.0030% or less, and more preferably 0.0025% or less. It is preferable to reduce the O content as much as possible, that is, the content may be 0%, but an extreme reduction leads to an increase in steelmaking costs. Therefore, the O content may be 0.0013% or more, or 0.0020% or more.
本発明の鋼の化学組成において、上記の元素に加えて、さらに耐食性を向上させるために、Mo、W、Sn、Sb、As、Co、およびBiから選択される1種以上を、以下に示す範囲において含有させてもよい。なお、これらの元素は、鋼材において必ずしも必須ではないことから、含有量の下限値は0%である。各元素の限定理由について説明する。 In addition to the above elements, the chemical composition of the steel of the present invention may contain one or more elements selected from Mo, W, Sn, Sb, As, Co, and Bi in the ranges shown below to further improve corrosion resistance. Note that these elements are not necessarily essential in steel materials, so the lower limit of their content is 0%. The reasons for limiting each element will be explained below.
Mo:0.10%以下
Moは、Cu、Crと同時に含有させることにより、酸性環境での耐食性を向上させる元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Moは高価な元素であるため、過剰な含有は経済性の低下を招く。そのため、Mo含有量は0.10%以下とする。Mo含有量は0.09%以下であるのが好ましく、0.08%以下であるのがより好ましい。なお、上記効果をより確実に得たい場合には、Mo含有量は0.01%以上とするのが好ましく、0.02%以上とするのがより好ましく、0.03%以上とするのがさらに好ましい。
Mo: 0.10% or less Mo is an element that improves corrosion resistance in an acidic environment when contained simultaneously with Cu and Cr, so it may be contained as necessary. However, since Mo is an expensive element, excessive inclusion of Mo leads to a decrease in economic efficiency. Therefore, the Mo content is set to 0.10% or less. The Mo content is preferably 0.09% or less, and more preferably 0.08% or less. In order to obtain the above effect more reliably, the Mo content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.02% or more, and even more preferably 0.03% or more.
W:0.10%以下
Wは、Moと同様にCu、Crと同時に含有させることにより、酸性環境での耐食性を向上させる元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Wも高価な元素であるため、過剰な含有は経済性の低下を招く。そのため、W含有量は0.10%以下とする。W含有量は0.09%以下であるのが好ましく、0.08%以下であるのがより好ましい。なお、上記効果をより確実に得たい場合には、W含有量は0.01%以上とするのが好ましく、0.02%以上とするのがより好ましく、0.03%以上とするのがさらに好ましい。
W: 0.10% or less W is an element that improves corrosion resistance in an acidic environment when contained simultaneously with Cu and Cr, similar to Mo, and may be contained as necessary. However, since W is also an expensive element, excessive inclusion leads to a decrease in economic efficiency. Therefore, the W content is set to 0.10% or less. The W content is preferably 0.09% or less, and more preferably 0.08% or less. In order to obtain the above effect more reliably, the W content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.02% or more, and even more preferably 0.03% or more.
Sn:0.30%以下
Snは、Cuと同時に含有させると酸腐食環境での耐食性を向上させる元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Snが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下する。そのため、Sn含有量は0.30%以下とする。Sn含有量は0.25%以下であるのが好ましく、0.20%以下であるのがより好ましく、0.15%以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、Sn含有量は0.01%以上であるのが好ましく、0.02%以上であるのがより好ましく、0.05%以上であるのがさらに好ましい。
Sn: 0.30% or less Sn is an element that improves corrosion resistance in an acid corrosion environment when contained simultaneously with Cu, so it may be contained as necessary. However, if Sn is contained in excess, hot workability decreases. Therefore, the Sn content is set to 0.30% or less. The Sn content is preferably 0.25% or less, more preferably 0.20% or less, and even more preferably 0.15% or less. In addition, if it is desired to obtain the above effect more reliably, the Sn content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.02% or more, and even more preferably 0.05% or more.
Sb:0.30%以下
Sbは、Cuと同時に含有させると、硫酸に対する耐食性を向上させる元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Sbが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下し、生産性を損なう。そのため、Sb含有量は0.30%以下とする。Sb含有量は0.25%以下であるのが好ましく、0.20%以下であるのがより好ましく、0.15%以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、Sb含有量は0.01%以上であるのが好ましく、0.02%以上であるのがより好ましく、0.05%以上であるのがさらに好ましい。
Sb: 0.30% or less Sb is an element that improves corrosion resistance to sulfuric acid when contained simultaneously with Cu, so it may be contained as necessary. However, if Sb is contained in excess, hot workability decreases and productivity is impaired. Therefore, the Sb content is set to 0.30% or less. The Sb content is preferably 0.25% or less, more preferably 0.20% or less, and even more preferably 0.15% or less. In addition, if it is desired to obtain the above effects more reliably, the Sb content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.02% or more, and even more preferably 0.05% or more.
As:0.30%以下
Asは、SbおよびSnに比べて顕著な効果はないが、酸腐食環境における耐食性の向上に有効な元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Asが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下する。そのため、As含有量は0.30%以下とする。As含有量は0.20%以下であるのが好ましく、0.10%以下であるのがより好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、As含有量は0.01%以上であるのが好ましく、0.02%以上であるのがより好ましく、0.05%以上であるのがさらに好ましい。
As: 0.30% or less Although As does not have a significant effect compared with Sb and Sn, it is an element that is effective in improving corrosion resistance in an acid corrosion environment, so it may be contained as necessary. However, if As is contained in excess, hot workability decreases. Therefore, the As content is set to 0.30% or less. The As content is preferably 0.20% or less, and more preferably 0.10% or less. In addition, if it is desired to obtain the above-mentioned effect more reliably, the As content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.02% or more, and even more preferably 0.05% or more.
Co:0.30%以下
Coは、SbおよびSnに比べて顕著な効果はないが、酸腐食環境における耐食性を向上させる元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Coが過剰に含有された場合、経済性が低下する。そのため、Co含有量は0.30%以下とする。Co含有量は0.20%以下であるのが好ましく、0.10%以下であるのがより好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、Co含有量は0.01%以上であるのが好ましく、0.02%以上であるのがより好ましく、0.05%以上であるのがさらに好ましい。
Co: 0.30% or less Co is an element that improves corrosion resistance in an acid corrosion environment, although it does not have a significant effect compared to Sb and Sn, so it may be contained as necessary. However, if Co is contained in excess, the economic efficiency decreases. Therefore, the Co content is set to 0.30% or less. The Co content is preferably 0.20% or less, and more preferably 0.10% or less. In order to obtain the above effects more reliably, the Co content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.02% or more, and even more preferably 0.05% or more.
Bi:0.30%以下
Biは、SbおよびSnに比べて顕著な効果はないが、酸性環境における耐食性を向上させる元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Biが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下する。そのため、Bi含有量は0.30%以下とする。Bi含有量は0.20%以下であるのが好ましく、0.10%以下であるのがより好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、Bi含有量は0.001%以上であるのが好ましく、0.002%以上であるのがより好ましく、0.005%以上であるのがさらに好ましい。
Bi: 0.30% or less Bi does not have a significant effect compared to Sb and Sn, but since it is an element that improves corrosion resistance in an acidic environment, it may be contained as necessary. However, if Bi is contained in excess, hot workability decreases. Therefore, the Bi content is set to 0.30% or less. The Bi content is preferably 0.20% or less, and more preferably 0.10% or less. In order to obtain the above effects more reliably, the Bi content is preferably 0.001% or more, more preferably 0.002% or more, and even more preferably 0.005% or more.
本発明の鋼の化学組成において、上記の元素に加えて、機械特性等を向上させるために、さらにNb、V、Ta、およびBから選択される1種以上を、以下に示す範囲において含有させてもよい。なお、これらの元素は、鋼材において必ずしも必須ではないことから、含有量の下限値は0%である。各元素の限定理由について説明する。 In addition to the above elements, the chemical composition of the steel of the present invention may further contain one or more elements selected from Nb, V, Ta, and B in the ranges shown below in order to improve mechanical properties, etc. Note that these elements are not necessarily essential in steel materials, so the lower limit of their content is 0%. The reasons for limiting each element will be explained below.
Nb:0.10%以下
Nbは、Tiと同様に、窒化物を形成し、結晶粒の微細化および強度の向上に寄与する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Nbが過剰に含有された場合、窒化物が粗大になり、機械特性が劣化する。そのため、Nb含有量は0.10%以下とする。Nb含有量は0.09%以下であるのが好ましく、0.08%以下であるのがより好ましく、0.07%以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、Nb含有量は0.005%以上であるのが好ましく、0.010%以上であるのがより好ましく、0.015%以上であるのがさらに好ましい。
Nb: 0.10% or less Like Ti, Nb is an element that forms nitrides and contributes to the refinement of crystal grains and the improvement of strength, so it may be contained as necessary. However, if Nb is contained in excess, the nitrides become coarse and the mechanical properties deteriorate. Therefore, the Nb content is set to 0.10% or less. The Nb content is preferably 0.09% or less, more preferably 0.08% or less, and even more preferably 0.07% or less. In addition, if it is desired to obtain the above effects more reliably, the Nb content is preferably 0.005% or more, more preferably 0.010% or more, and even more preferably 0.015% or more.
V:0.10%以下
Vは、Ti、Nbと同様に、窒化物を形成し、結晶粒の微細化および強度の向上に寄与する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Vが過剰に含有された場合、窒化物が粗大になり、機械特性が劣化する。そのため、V含有量は0.10%以下とする。V含有量は0.08%以下であるのが好ましく、0.06%以下であるのがより好ましく、0.04%以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、V含有量は0.005%以上であるのが好ましい。
V: 0.10% or less V, like Ti and Nb, is an element that forms nitrides and contributes to the refinement of crystal grains and the improvement of strength, so it may be contained as necessary. However, if V is contained in excess, the nitrides become coarse and the mechanical properties deteriorate. Therefore, the V content is set to 0.10% or less. The V content is preferably 0.08% or less, more preferably 0.06% or less, and even more preferably 0.04% or less. In addition, if it is desired to obtain the above effects more reliably, the V content is preferably 0.005% or more.
Ta:0.050%以下
Taは、強度の向上に寄与する元素であり、また、メカニズムは必ずしも明らかでないが、耐食性の向上にも寄与するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Taは高価な元素であり、多量の含有は製鋼コストの増大を招く。そのため、Ta含有量は0.050%以下とする。Ta含有量は0.040%以下であるのが好ましく、0.030%以下であるのがより好ましく、0.020%以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、Ta含有量は0.001%以上であるのが好ましく、0.005%以上であるのがより好ましい。
Ta: 0.050% or less Ta is an element that contributes to improving strength, and also contributes to improving corrosion resistance, although the mechanism is not necessarily clear, so it may be contained as necessary. However, Ta is an expensive element, and the inclusion of a large amount of Ta leads to an increase in steelmaking costs. Therefore, the Ta content is set to 0.050% or less. The Ta content is preferably 0.040% or less, more preferably 0.030% or less, and even more preferably 0.020% or less. In addition, if it is desired to obtain the above effects more reliably, the Ta content is preferably 0.001% or more, and more preferably 0.005% or more.
B:0.010%以下
Bは焼入性を向上させ、強度を高める元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Bを過剰に含有させても効果が飽和し、母材およびHAZの靭性が低下する場合がある。そのため、B含有量は0.010%以下とする。B含有量は0.008%以下であるのが好ましく、0.006%以下であるのがより好ましく、0.004%以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、B含有量は0.0003%以上であるのが好ましく、0.0005%以上であるのがより好ましい。
B: 0.010% or less B is an element that improves hardenability and increases strength, so it may be contained as necessary. However, even if B is contained in excess, the effect is saturated and the toughness of the base material and HAZ may decrease. Therefore, the B content is set to 0.010% or less. The B content is preferably 0.008% or less, more preferably 0.006% or less, and even more preferably 0.004% or less. In addition, if it is desired to obtain the above effects more reliably, the B content is preferably 0.0003% or more, and more preferably 0.0005% or more.
本発明の鋼の化学組成において、上記の元素に加えて、脱酸および介在物の制御を目的として、さらに、Ca、Mg、およびREMから選択される1種以上を、以下に示す範囲において含有させてもよい。なお、これらの元素は、鋼材において必ずしも必須ではないことから、含有量の下限値は0%である。各元素の限定理由について説明する。 In addition to the above elements, the chemical composition of the steel of the present invention may further contain one or more elements selected from Ca, Mg, and REM within the ranges shown below for the purpose of deoxidization and inclusion control. Note that these elements are not necessarily essential in steel materials, so the lower limit of their content is 0%. The reasons for limiting each element will be explained below.
Ca:0.010%以下
Caは、主に硫化物の形態の制御に用いられる元素であり、また、微細な酸化物を形成させるために、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Caが過剰に含有された場合、機械特性が損なわれる場合がある。そのため、Ca含有量は0.010%以下とする。Ca含有量は0.005%以下であるのが好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、Ca含有量は0.0005%以上であるのが好ましく、0.0010%以上であるのがより好ましく、0.0020%以上であるのがさらに好ましい。
Ca: 0.010% or less Ca is an element mainly used to control the form of sulfides, and may be contained as necessary to form fine oxides. However, if Ca is contained in excess, mechanical properties may be impaired. Therefore, the Ca content is set to 0.010% or less. The Ca content is preferably 0.005% or less. In order to more reliably obtain the above effects, the Ca content is preferably 0.0005% or more, more preferably 0.0010% or more, and even more preferably 0.0020% or more.
Mg:0.010%以下
Mgは、微細な酸化物を形成させるために、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Mgを過剰に添加することは製鋼コストの増大を招く。そのため、Mg含有量は0.010%以下とする。Mg含有量は0.005%以下であるのが好ましく、0.003%以下であるのがより好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、Mg含有量は0.0001%以上であるのが好ましく、0.0003%以上であるのがより好ましく、0.0005%以上であるのがさらに好ましい。
Mg: 0.010% or less Mg may be contained as necessary to form fine oxides. However, excessive addition of Mg leads to increased steelmaking costs. Therefore, the Mg content is set to 0.010% or less. The Mg content is preferably 0.005% or less, and more preferably 0.003% or less. In order to more reliably obtain the above effects, the Mg content is preferably 0.0001% or more, more preferably 0.0003% or more, and even more preferably 0.0005% or more.
REM:0.010%以下
REM(希土類元素)は、主に脱酸に用いられる元素であり、微細な酸化物を形成させるために、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、REMを過剰に添加することは製鋼コストの増大を招く。そのため、REM含有量は0.010%以下とする。REM含有量は0.005%以下であるのが好ましく、0.003%以下であるのがより好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、REM含有量は0.0001%以上であるのが好ましく、0.0003%以上であるのがより好ましく、0.0005%以上であるのがさらに好ましい。
REM: 0.010% or less REM (rare earth elements) are elements mainly used for deoxidation, and may be contained as necessary to form fine oxides. However, excessive addition of REM leads to increased steelmaking costs. Therefore, the REM content is set to 0.010% or less. The REM content is preferably 0.005% or less, and more preferably 0.003% or less. In order to more reliably obtain the above effects, the REM content is preferably 0.0001% or more, more preferably 0.0003% or more, and even more preferably 0.0005% or more.
ここで、REMは、Sc、Yおよびランタノイドの合計17元素の総称であり、REMの含有量は上記元素の合計量を意味する。なお、ランタノイドは、工業的には、ミッシュメタルの形で添加される。 Here, REM is a general term for 17 elements in total: Sc, Y, and lanthanides, and the REM content refers to the total amount of the above elements. Note that lanthanides are added industrially in the form of misch metals.
本発明の鋼材の化学組成において、残部はFeおよび不純物である。ここで不純物とは、鋼材を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料その他の要因により混入する成分であって、本発明に係る鋼材に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。 In the chemical composition of the steel material of the present invention, the balance is Fe and impurities. Here, impurities refer to components that are mixed in due to raw materials such as ores and scraps and other factors during the industrial production of steel material, and are acceptable within a range that does not adversely affect the steel material of the present invention.
(B)介在物
本発明に係る鋼材は、鋼材中にTiNを含む。そして、最大長さが1.0μm以上2.0μm未満のTiNの個数密度が0.5/mm2以上であり、最大長さが4.0μm以上のTiNの個数密度が15/mm2未満である。加えて、最大長さが1.0μm以上のTiNの個数密度に対する、最大長さが1.0μm以上2.0μm未満のTiNの個数密度の比が0.20以上である。
(B) Inclusions The steel material according to the present invention contains TiN in the steel material. The number density of TiN having a maximum length of 1.0 μm or more and less than 2.0 μm is 0.5/ mm2 or more, and the number density of TiN having a maximum length of 4.0 μm or more is less than 15/ mm2 . In addition, the ratio of the number density of TiN having a maximum length of 1.0 μm or more and less than 2.0 μm to the number density of TiN having a maximum length of 1.0 μm or more is 0.20 or more.
なお、最大長さが1.0μm未満のTiNは鋼材の耐食性および降伏応力にはほとんど影響を与えないため、本発明においては、最大長さが1.0μm以上の介在物を対象とすることとする。 Note that TiN with a maximum length of less than 1.0 μm has almost no effect on the corrosion resistance and yield stress of steel materials, so in this invention, the inclusions with a maximum length of 1.0 μm or more are the subject of the present invention.
上述のように、本発明の鋼材において、TiNを形成することで、降伏応力を向上させることができる。しかしながら、粗大なTiNは腐食の起点となり、硫酸露点腐食環境における耐食性が劣化する。そのため、最大長さが4.0μm以上のTiNの個数密度を15/mm2未満とする。最大長さが4.0μm以上のTiNの個数密度は、12/mm2以下であるのが好ましく、10/mm2以下であるのがより好ましい。 As described above, in the steel material of the present invention, the yield stress can be improved by forming TiN. However, coarse TiN becomes the starting point of corrosion, and the corrosion resistance in a sulfuric acid dew-point corrosion environment deteriorates. Therefore, the number density of TiN having a maximum length of 4.0 μm or more is set to less than 15/ mm2 . The number density of TiN having a maximum length of 4.0 μm or more is preferably 12/ mm2 or less, and more preferably 10/ mm2 or less.
一方、降伏応力の向上には、TiNの個数密度が高いことが重要である。そして、TiNの個数密度を高めるためには、TiNを微細化することが有効である。したがって、本発明においては、最大長さが1.0μm以上2.0μm未満のTiNの個数密度が0.5/mm2以上である。最大長さが1.0μm以上2.0μm未満のTiNの個数密度は、0.7/mm2以上であるのが好ましく、1.0/mm2以上であるのがより好ましい。また、最大長さが1.0μm以上のTiNの個数密度に対する、最大長さが1.0μm以上2.0μm未満のTiNの個数密度の比が0.20以上である。上記の比は、0.25以上であるのが好ましく、0.30以上であるのがより好ましい。 On the other hand, in order to improve the yield stress, it is important that the number density of TiN is high. In order to increase the number density of TiN, it is effective to make TiN finer. Therefore, in the present invention, the number density of TiN having a maximum length of 1.0 μm or more and less than 2.0 μm is 0.5/mm 2 or more. The number density of TiN having a maximum length of 1.0 μm or more and less than 2.0 μm is preferably 0.7/mm 2 or more, more preferably 1.0/mm 2 or more. In addition, the ratio of the number density of TiN having a maximum length of 1.0 μm or more to the number density of TiN having a maximum length of 1.0 μm or more is 0.20 or more. The above ratio is preferably 0.25 or more, more preferably 0.30 or more.
TiNの個数密度は、走査電子顕微鏡(SEM)が備えるエネルギー分散型X線分析(EDS)により測定する。測定倍率は1000倍とし、視野内に検出されるTiNの最大長さを測定する。そして、最大長さが1.0μm以上であるTiNの個数、最大長さが4.0μm以上であるTiNの個数、および最大長さが1.0μm以上2.0μm未満であるTiNの個数を数え、視野面積で除することで、個数密度、および個数密度の比を求める。 The number density of TiN is measured by energy dispersive X-ray analysis (EDS) equipped in a scanning electron microscope (SEM). The measurement magnification is 1000 times, and the maximum length of TiN detected in the field of view is measured. The number of TiN particles with a maximum length of 1.0 μm or more, the number of TiN particles with a maximum length of 4.0 μm or more, and the number of TiN particles with a maximum length of 1.0 μm or more but less than 2.0 μm are counted, and the number density and the ratio of number densities are calculated by dividing by the area of the field of view.
TiNの同定は、EDSにより行い、TiとNとの合計含有量が90質量%以上である介在物をTiNと判断する。 TiN is identified by EDS, and inclusions with a combined Ti and N content of 90% or more by mass are determined to be TiN.
(C)板厚
本発明に係る鋼材の厚さは、特に規定しないが、0.3~10.0mmであることが好ましく、0.5~5.0mmであることがより好ましい。
(C) Plate Thickness The thickness of the steel material according to the present invention is not particularly specified, but is preferably 0.3 to 10.0 mm, and more preferably 0.5 to 5.0 mm.
(D)降伏応力
本発明に係る鋼材の降伏応力は、25℃において310MPa以上であることが好ましく、320MPa以上であることがより好ましい。
(D) Yield Stress The yield stress of the steel material according to the present invention is preferably 310 MPa or more at 25° C., and more preferably 320 MPa or more.
(E)製造方法
本発明の一実施形態に係る鋼材の製造方法について説明する。本実施形態に係る鋼材には、熱間圧延を施し、さらに冷間圧延および熱処理を施して製造される鋼板、形鋼、鋼管等が含まれる。
(E) Manufacturing Method A manufacturing method of a steel material according to an embodiment of the present invention will be described. The steel material according to this embodiment includes steel plates, steel sections, steel pipes, etc., which are manufactured by hot rolling, further cold rolling and heat treatment.
本実施形態に係る鋼材は、常法で鋼を溶製し、成分の調整後、鋳造して得られた鋼片を熱間圧延し、さらに冷間圧延を施して製造される。TiNは、鋼片の段階ですでに析出しているが、熱間圧延を施すに際し、比較的高温に加熱することで、Tiを固溶させ、粗大なTiNの個数密度を低減することができる。また、後述の工程においてTiNを微細に析出させることができる。そのため、具体的には1220~1400℃とすることが好ましい。 The steel material according to this embodiment is manufactured by melting steel in a conventional manner, adjusting the composition, and casting the resulting steel slab, which is then hot-rolled and then cold-rolled. TiN is already precipitated at the steel slab stage, but by heating to a relatively high temperature during hot rolling, Ti is dissolved, reducing the number density of coarse TiN. Furthermore, TiN can be finely precipitated in the process described below. For this reason, a temperature of 1220 to 1400°C is specifically preferred.
熱間圧延前の加熱温度を1400℃超では、いたずらにエネルギーを消費し、製造コストが上昇する。そのため、熱間圧延前の加熱温度を1400℃以下とすることが好ましい。 If the heating temperature before hot rolling exceeds 1400°C, energy will be wasted and manufacturing costs will increase. Therefore, it is preferable to set the heating temperature before hot rolling to 1400°C or less.
一方、熱間圧延前の加熱温度を1220℃以上とすることで、粗大なTiNを溶解させ、粗大なTiNの個数密度を低下させることができる。また、熱間圧延前の加熱温度を1220℃以上とすることで、最大長さが4.0μm以上のTiNの個数密度を15/mm2未満とすることが可能となる。さらに、最大長さが4.0μm以上のTiNの個数密度を12/mm2以下とするためには、熱間圧延前の加熱温度は1250℃以上とすることがより好ましい。 On the other hand, by setting the heating temperature before hot rolling to 1220° C. or higher, it is possible to melt coarse TiN and reduce the number density of coarse TiN. Also, by setting the heating temperature before hot rolling to 1220° C. or higher, it is possible to make the number density of TiN having a maximum length of 4.0 μm or more less than 15/mm 2. Furthermore, in order to make the number density of TiN having a maximum length of 4.0 μm or more 12/mm 2 or less, it is more preferable to set the heating temperature before hot rolling to 1250° C. or higher.
熱間圧延後の熱延鋼板に対しては、コイル巻取り等の次工程が加えられる。その際、鋼板は温度低下するが、熱延完了から400℃に達するまでの時間は4時間以上であることが望ましい。このような条件で冷却し、鋼板中に1.0μm未満の超微細なTiNを生成させておくことで、冷間圧延後の熱処理を施すことにより、最大長さが1.0μm以上2.0μm未満のTiNの個数密度を0.5/mm2以上とすることができ、最大長さが1.0μm以上2.0μm未満のTiNの個数密度比を0.20以上とすることができる。 The hot-rolled steel sheet after hot rolling is subjected to the next process such as coil winding. At that time, the temperature of the steel sheet is lowered, but it is preferable that the time from the completion of hot rolling to reaching 400°C is 4 hours or more. By cooling under such conditions and generating ultrafine TiN of less than 1.0 μm in the steel sheet, the number density of TiN having a maximum length of 1.0 μm or more and less than 2.0 μm can be made 0.5/ mm2 or more, and the number density ratio of TiN having a maximum length of 1.0 μm or more and less than 2.0 μm can be made 0.20 or more by performing heat treatment after cold rolling.
熱間圧延後、冷間圧延して冷延鋼板とする。さらに冷間圧延後には熱処理を施す。冷間圧延後に750~850℃の温度域で熱処理を施すことにより、TiNの最大長さを調整し、鋼板の降伏応力を維持しつつ、耐食性を向上させることができる。冷間圧延後の熱処理温度を750℃以上とすることで、最大長さが1.0μm以上2.0μm未満のTiNの個数密度を0.5/mm2以上とすることができ、所望の降伏応力を得ることができる。 After hot rolling, the steel sheet is cold rolled to obtain a cold-rolled steel sheet. After cold rolling, heat treatment is further performed. By performing heat treatment in a temperature range of 750 to 850°C after cold rolling, the maximum length of TiN can be adjusted, and the corrosion resistance can be improved while maintaining the yield stress of the steel sheet. By setting the heat treatment temperature after cold rolling to 750°C or higher, the number density of TiN having a maximum length of 1.0 μm or more and less than 2.0 μm can be set to 0.5/ mm2 or more, and the desired yield stress can be obtained.
一方、冷間圧延後の熱処理温度を850℃以下とすることで、強度上昇に寄与しない最大長さが2.0μm以上4.0μm未満のTiNの増加を抑制することができる。そのため、最大長さが1.0μm以上のTiNの個数密度に対する、最大長さが1.0μm以上2.0μm未満のTiNの個数密度の比を0.20以上とすることができ、所望の降伏応力を得ることができる。そのため、冷間圧延後の熱処理温度は750~850℃とすることが好ましい。 On the other hand, by setting the heat treatment temperature after cold rolling to 850°C or less, it is possible to suppress the increase in TiN with a maximum length of 2.0 μm or more and less than 4.0 μm, which does not contribute to increasing strength. Therefore, the ratio of the number density of TiN with a maximum length of 1.0 μm or more and less than 2.0 μm to the number density of TiN with a maximum length of 1.0 μm or more can be set to 0.20 or more, and the desired yield stress can be obtained. Therefore, it is preferable that the heat treatment temperature after cold rolling be 750 to 850°C.
得られた鋼板から鋼管を製造する場合は、鋼板を管状に成形して溶接すればよく、例えば、電縫鋼管、鍛接鋼管、スパイラル鋼管等にすることができる。 When manufacturing steel pipes from the obtained steel plate, the steel plate can be formed into a tubular shape and welded, for example, to produce electric resistance welded steel pipes, forged welded steel pipes, spiral steel pipes, etc.
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。なお、以下に示す実施例での条件は、本発明の実施可能性および効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。また本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。 The present invention will be explained in more detail below with reference to examples. Note that the conditions in the examples shown below are one example of conditions adopted to confirm the feasibility and effects of the present invention, and the present invention is not limited to this one example of conditions. Furthermore, various conditions may be adopted in the present invention as long as they do not deviate from the gist of the present invention and achieve the object of the present invention.
表1に示す化学組成を有する鋼(A~W)を溶製し、鋼塊に対して表2に示す条件で熱間圧延を行い、厚さが20mmの熱延鋼板を製造した。熱延後に巻き取りを模擬した冷却を行った後、さらに冷間圧延を行い、厚さが13mmの冷延鋼板とした。 Steels (A to W) with the chemical compositions shown in Table 1 were melted and the steel ingots were hot rolled under the conditions shown in Table 2 to produce hot-rolled steel sheets with a thickness of 20 mm. After hot rolling, the steel was cooled to simulate coiling, and then cold-rolled to produce cold-rolled steel sheets with a thickness of 13 mm.
得られた各鋼板からSEM観察用の試験片を切り出し、SEMが備えるEDSにより介在物の個数密度の測定を行った。測定倍率は1000倍とし、視野内に検出されるTiNの最大長さを測定し、最大長さが1.0μm以上であるTiNの個数、最大長さが4.0μm以上であるTiNの個数、および最大長さが1.0μm以上2.0μm未満であるTiNの個数を数え、視野面積で除することで、個数密度、および個数密度の比を求めた。 Test pieces for SEM observation were cut out from each of the obtained steel plates, and the number density of inclusions was measured using the EDS equipped in the SEM. The measurement magnification was 1000 times, and the maximum length of TiN detected in the field of view was measured, and the number of TiN with a maximum length of 1.0 μm or more, the number of TiN with a maximum length of 4.0 μm or more, and the number of TiN with a maximum length of 1.0 μm or more but less than 2.0 μm were counted, and the number density and the number density ratio were calculated by dividing by the field of view area.
さらに、得られた各鋼板を用いて、以下に示す各種の性能評価試験を行った。 Furthermore, the various performance evaluation tests shown below were conducted using each of the obtained steel plates.
<耐硫酸性>
各鋼板から板厚1mm、幅25mm、長さ25mmの試験片を板厚中央部から採取し、湿式#400研磨で仕上げ、耐食性評価用の試験片とした。耐食性の評価は、試験片を60℃の40%硫酸水溶液に6時間浸漬する硫酸浸漬試験によって行った。
<Sulfuric acid resistance>
A test piece having a thickness of 1 mm, a width of 25 mm, and a length of 25 mm was taken from the center of each steel plate and finished by wet polishing with #400 to prepare a test piece for evaluating corrosion resistance. The corrosion resistance was evaluated by a sulfuric acid immersion test in which the test piece was immersed in a 40% sulfuric acid aqueous solution at 60° C. for 6 hours.
その後、硫酸浸漬試験による試験片の腐食減量から、それぞれ腐食速度を算出した。本実施例においては、硫酸浸漬試験による腐食速度が20.0mg/cm2/h以下である場合に、耐硫酸性に優れると判断した。 Then, the corrosion rate was calculated from the corrosion weight loss of each test piece in the sulfuric acid immersion test. In this example, a corrosion rate of 20.0 mg/cm 2 /h or less in the sulfuric acid immersion test was determined to be excellent in sulfuric acid resistance.
<降伏応力>
JIS Z 2241:2011に準拠して、厚さ1mmの引張試験片を作製し、引張試験を行い、降伏応力を求めた。降伏応力が310MPa以上のものを、降伏応力に優れると判断した。
<Yield stress>
A tensile test piece having a thickness of 1 mm was prepared and subjected to a tensile test to determine the yield stress in accordance with JIS Z 2241:2011. A specimen having a yield stress of 310 MPa or more was determined to have excellent yield stress.
表3に、介在物の個数密度の測定結果、ならびに耐硫酸浸漬試験および引張試験の評価結果をまとめて示す。 Table 3 shows the measurement results of the number density of inclusions, as well as the evaluation results of the sulfuric acid immersion test and the tensile test.
表3に示すように、本発明の規定をすべて満足する試験No.1~21では、いずれの性能評価試験においても優れた結果となった。これに対して、比較例である試験No.22~31では、耐硫酸性および降伏応力の少なくともいずれかにおいて、悪化する結果となった。 As shown in Table 3, Test Nos. 1 to 21, which satisfy all the provisions of the present invention, achieved excellent results in all performance evaluation tests. In contrast, Test Nos. 22 to 31, which are comparative examples, showed deterioration in at least one of sulfuric acid resistance and yield stress.
本発明の鋼材は、重油、石炭等の化石燃料、液化天然ガスなどのガス燃料、都市ごみなどの一般廃棄物、廃油、プラスチック、排タイヤ等の産業廃棄物および下水汚泥等を燃焼させるボイラーの排煙設備に使用することができる。具体的には、減温塔の灰掃き出し羽根などに好適に使用することができる。
The steel material of the present invention can be used in smoke exhaust systems for boilers that burn fossil fuels such as heavy oil and coal, gas fuels such as liquefied natural gas, general waste such as municipal waste, industrial waste such as waste oil, plastics, and used tires, and sewage sludge, etc. Specifically, it can be suitably used for ash sweeping impellers of cooling towers, etc.
Claims (5)
Si:0.04~1.00%、
Mn:0.20~2.00%、
Cu:0.10~1.00%、
Al:0.005~0.10%、
Cr:0.40~3.00%、
Ti:0.010~0.50%、
Ni:0.01~0.50%、
P:0.050%以下、
S:0.050%以下、
N:0.0015~0.0100%、
O:0.0035%以下、
残部:Feおよび不純物であり、
鋼材中にTiNを含み、最大長さが1.0μm以上2.0μm未満のTiNの個数密度が0.5/mm2以上であり、最大長さが4.0μm以上のTiNの個数密度が15/mm2未満であり、かつ最大長さが1.0μm以上のTiNの個数密度に対する、最大長さが1.0μm以上2.0μm未満のTiNの個数密度の比が0.20以上である、
鋼材。 C: 0.010-0.20%,
Si: 0.04-1.00%,
Mn: 0.20-2.00%,
Cu: 0.10-1.00%,
Al: 0.005-0.10%,
Cr: 0.40-3.00%,
Ti: 0.010-0.50%,
Ni: 0.01-0.50%,
P: 0.050% or less,
S: 0.050% or less,
N: 0.0015-0.0100%,
O: 0.0035% or less,
The balance is Fe and impurities.
The steel material contains TiN, the number density of TiN having a maximum length of 1.0 μm or more and less than 2.0 μm is 0.5/ mm2 or more, the number density of TiN having a maximum length of 4.0 μm or more is less than 15/ mm2 , and the ratio of the number density of TiN having a maximum length of 1.0 μm or more and less than 2.0 μm to the number density of TiN having a maximum length of 1.0 μm or more is 0.20 or more;
Steel.
Mo:0.10%以下、
W:0.10%以下、
Sn:0.30%以下、
Sb:0.30%以下、
As:0.30%以下、
Co:0.30%以下、および
Bi:0.30%以下、
から選択される1種以上を含有するものである、
請求項1に記載の鋼材。 The chemical composition is, in mass %, replacing a part of the Fe,
Mo: 0.10% or less,
W: 0.10% or less,
Sn: 0.30% or less,
Sb: 0.30% or less,
As: 0.30% or less,
Co: 0.30% or less; and Bi: 0.30% or less;
It contains one or more selected from
The steel material according to claim 1.
Nb:0.10%以下、
V:0.10%以下、
Ta:0.050%以下、および
B:0.010%以下、
から選択される1種以上を含有するものである、
請求項1または請求項2に記載の鋼材。 The chemical composition is, in mass %, replacing a part of the Fe,
Nb: 0.10% or less,
V: 0.10% or less,
Ta: 0.050% or less; and B: 0.010% or less;
It contains one or more selected from
The steel material according to claim 1 or 2.
Ca:0.010%以下、
Mg:0.010%以下、および
REM:0.010%以下、
から選択される1種以上を含有するものである、
請求項1~請求項3のいずれかに記載の鋼材。 The chemical composition is, in mass %, replacing a part of the Fe,
Ca: 0.010% or less,
Mg: 0.010% or less; and REM: 0.010% or less;
It contains one or more selected from
The steel material according to any one of claims 1 to 3.
請求項1~請求項4のいずれかに記載の鋼材。 The yield stress at 25°C is 310 MPa or more.
The steel material according to any one of claims 1 to 4.
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