JP7795086B2 - steel material - Google Patents
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Description
本発明は、鋼材に関する。 The present invention relates to steel materials.
火力発電のボイラー、廃棄物の焼却施設の排煙系統では、排気ガスの温度が低下することによってガス中に多く含まれる水蒸気から凝集水が生じる。この凝集水は、排気ガスに含まれる硫黄酸化物、塩化水素、二酸化炭素が溶け込んだ弱酸性の水溶液であり、弱酸による腐食が問題となる。 In the flue gas systems of thermal power plant boilers and waste incineration facilities, a drop in the temperature of exhaust gas causes condensed water to form from the water vapor contained in the gas. This condensed water is a weakly acidic aqueous solution containing dissolved sulfur oxides, hydrogen chloride, and carbon dioxide contained in the exhaust gas, and corrosion caused by this weak acidity can be a problem.
また、排気ガス中に含まれるこれらの成分は、空気中の酸素および水蒸気と反応して硫酸および硝酸を生じて雨水中に溶け込み、雨水のpHを低下させて酸性雨を生じる。二酸化炭素が飽和した水のpHが5.6であり、この値よりもpHの低い雨を酸性雨と呼ぶが、日本全国における雨水のpHは年平均値で5を下回っている。そのため、酸露点環境ほどではないが、雨水が直接かかる環境、および雨水排水設備に用いられる鋼材の弱酸による腐食が懸念される。 In addition, these components contained in exhaust gas react with oxygen and water vapor in the air to produce sulfuric acid and nitric acid, which dissolve in rainwater and lower the pH of the rainwater, resulting in acid rain. The pH of water saturated with carbon dioxide is 5.6, and rain with a pH lower than this is called acid rain. The annual average pH of rainwater across Japan is below 5. Therefore, although not as severe as in an acid dew point environment, there are concerns about corrosion by weak acids in environments where rainwater directly splashes onto the steel used in rainwater drainage facilities.
一方、近年、東南アジアおよび亜熱帯地域では、インフラの整備に伴い、土木建材用の鋼材の需要が旺盛である。土木建築用鋼材の一例として、土木建築の基礎として一部を土壌中に埋設して使用される鋼矢板および鋼管杭が挙げられる。これらの地域に分布する土壌は、鋼材の腐食性が高いとされる酸性硫酸塩を含む弱酸性の土壌であり、鋼材の弱酸による腐食が懸念される。 Meanwhile, in recent years, infrastructure development in Southeast Asia and subtropical regions has led to strong demand for steel for civil engineering and construction. Examples of steel for civil engineering and construction include steel sheet piles and steel pipe piles, which are used as foundations for civil engineering and construction and are partially buried underground. The soil found in these regions is weakly acidic, containing acidic sulfates that are known to be highly corrosive to steel, and there are concerns about corrosion of steel by the weak acid.
このような酸腐食環境下で耐食性に優れた鋼材として、例えば、特許文献1には、腐食環境に晒される面上に、被覆金属を有する鋼材が開示されており、特許文献2には、鋼材の表面に、Sn含有層を有する鋼材が開示されている。 As examples of steel materials with excellent corrosion resistance in such acid corrosion environments, Patent Document 1 discloses a steel material having a metal coating on the surface exposed to the corrosive environment, and Patent Document 2 discloses a steel material having an Sn-containing layer on the surface of the steel material.
特許文献1に開示される鋼材は、種々の腐食環境において優れた加工部腐食性を有するが、酸露点腐食環境における耐食性については、改善の余地が残されている。また、特許文献2に開示される鋼材は、pHが2未満の強酸環境および、pHが2~4の弱酸性環境において優れた耐食性を有するが、Snを含む塗装を施す必要があるため、製造性の観点から改善の余地が残されている。 The steel material disclosed in Patent Document 1 has excellent corrosion resistance at machined parts in a variety of corrosive environments, but there is still room for improvement in corrosion resistance in acid dew-point corrosion environments. Furthermore, the steel material disclosed in Patent Document 2 has excellent corrosion resistance in strong acid environments with a pH of less than 2 and weak acid environments with a pH of 2 to 4, but because it requires the application of a coating containing Sn, there is still room for improvement from the perspective of manufacturability.
また、従来の酸露点腐食性に優れた鋼材は、pHが2以下の強酸環境で発生する露点腐食に対して優れた耐食性を発揮するが、pHが3~5の弱酸性環境では、普通鋼と比較して耐食性に有意差はない。 In addition, conventional steel materials with excellent acid dew-point corrosion resistance exhibit excellent corrosion resistance against dew-point corrosion that occurs in strongly acidic environments with a pH of 2 or less, but in weakly acidic environments with a pH of 3 to 5, there is no significant difference in corrosion resistance compared to ordinary steel.
本発明は、上記の課題を解決し、弱酸性環境において優れた耐食性を発揮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 exhibits excellent corrosion resistance in weakly acidic environments.
本発明は、上記の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 is based on the following steel material.
(1)化学組成が、質量%で、
C:0.20%以下、
Si:1.0%以下、
Mn:3.0%以下、
P:0.050%以下、
S:0.030%以下、
In:0.005~0.20%、
Al:0.10%以下、
残部:Feおよび不純物である、
鋼材。
(1) Chemical composition, in mass%,
C: 0.20% or less,
Si: 1.0% or less,
Mn: 3.0% or less,
P: 0.050% or less,
S: 0.030% or less,
In: 0.005 to 0.20%,
Al: 0.10% or less,
The balance is Fe and impurities.
Steel material.
(2)前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Cu:1.0%以下、
Ni:1.0%以下、
Cr:1.0%以下、
Mo:1.0%以下、
W:1.0%以下、
Sb:0.30%以下、
Co:1.0%以下、
As:0.30%以下、
Ce:0.50%以下、
Bi:0.10%以下、
Se:0.50%以下、
Pb:0.50%以下、
Hf:0.20%以下、
Zn:0.10%以下、
Ga:0.10%以下、
Sr:0.020%以下、
Ba:0.020%以下、
Ge:0.10%以下、
Sc:0.010%以下、および
Sm: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)に記載の鋼材。
(2) The chemical composition is, in mass%, replacing a part of the Fe,
Cu: 1.0% or less,
Ni: 1.0% or less,
Cr: 1.0% or less,
Mo: 1.0% or less,
W: 1.0% or less,
Sb: 0.30% or less,
Co: 1.0% or less,
As: 0.30% or less,
Ce: 0.50% or less,
Bi: 0.10% or less,
Se: 0.50% or less,
Pb: 0.50% or less,
Hf: 0.20% or less,
Zn: 0.10% or less,
Ga: 0.10% or less,
Sr: 0.020% or less,
Ba: 0.020% or less,
Ge: 0.10% or less,
Sc: 0.010% or less, and Sm: 0.010% 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、
Ti:0.20%以下、
Zr:0.20%以下、
Nb:0.10%以下、
V:0.50%以下、
B:0.010%以下、
Ta:0.10%以下、
Te:0.50%以下、
Y:0.10%以下、
La:0.10%以下、
Nd:0.010%以下、
Ca:0.010%以下、
Mg:0.010%以下、および
REM:0.0150%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 is, in mass%, replacing a part of the Fe,
Ti: 0.20% or less,
Zr: 0.20% or less,
Nb: 0.10% or less,
V: 0.50% or less,
B: 0.010% or less,
Ta: 0.10% or less,
Te: 0.50% or less,
Y: 0.10% or less,
La: 0.10% or less,
Nd: 0.010% or less,
Ca: 0.010% or less,
Mg: 0.010% or less, and REM: 0.0150% or less,
It contains one or more selected from
The steel material according to (1) or (2) above.
(4)前記鋼材の表面の少なくとも一部に、防食処理が施された、
上記(1)~(3)のいずれかに記載の鋼材。
(4) At least a part of the surface of the steel material has been subjected to anticorrosion treatment.
The steel material according to any one of (1) to (3) above.
本発明によれば、弱酸性環境において優れた耐食性を発揮する鋼材が得られる。 The present invention provides steel materials that exhibit excellent corrosion resistance in weakly acidic environments.
弱酸性環境においては、鋼材の腐食は下記のアノード反応によって進行する。
Fe→Fe2++2e-(Feの溶解反応)
In a weakly acidic environment, corrosion of steel proceeds through the following anodic reaction:
Fe → Fe 2+ + 2e − (Fe dissolution reaction)
また、弱酸性環境においてはさび層の保護性は期待できないので、鋼自身のアノード溶解反応を遅くすることが耐食性改善に有用である。すなわち、弱酸水溶液中におけるアノード溶解反応を抑制することが重要となる。 In addition, since the protective properties of a rust layer cannot be expected in a weakly acidic environment, slowing down the anodic dissolution reaction of the steel itself is effective in improving corrosion resistance. In other words, it is important to suppress the anodic dissolution reaction in a weakly acidic aqueous solution.
さらに、以下に示す水素イオンの還元反応が進行し、Fe溶解のアノード反応が促進される。
2H++2e-→H2
Furthermore, the following reduction reaction of hydrogen ions proceeds, accelerating the anodic reaction of Fe dissolution.
2H + +2e - →H 2
アノード溶解反応を抑制するためには、Snを鋼に含有させることが有効である。しかし、SnはpHが2未満の強酸性環境において非常に有効である一方、弱酸性環境におけるアノード溶解反応の抑制については、改善の余地が残されている。 Incorporating Sn into steel is effective in suppressing anodic dissolution reactions. However, while Sn is very effective in strongly acidic environments with a pH of less than 2, there is still room for improvement in suppressing anodic dissolution reactions in weakly acidic environments.
本発明者等は、このような腐食のメカニズムを基に、弱酸性環境における耐食性を向上させるために、種々の金属元素と、アノード溶解反応との関係について詳細に研究した。その結果、下記の(a)~(c)に示す知見を得た。 Based on this corrosion mechanism, the inventors conducted detailed research into the relationship between various metal elements and anodic dissolution reactions in order to improve corrosion resistance in weakly acidic environments. As a result, they obtained the findings shown in (a) to (c) below.
(a)Inは腐食環境において陽イオンIn3+となって溶解し、酸塩化物溶液中でのインヒビター作用により腐食を抑制する。 (a) In a corrosive environment, In dissolves as a cation In 3+ and acts as an inhibitor in an acid chloride solution, thereby suppressing corrosion.
(b)In表面における水素発生反応の進行速度は、Fe表面と比較して小さい。そのため、In3+のアンダーポテンシャル析出(UPD)によって、使用環境中で鋼材表面に極めて薄い金属In層を形成させることで、Feのアノード溶解反応を大幅に抑制できる。これにより、Inが微量でも耐食性を大幅に向上させることができる。 (b) The rate of hydrogen evolution reaction on an In surface is slower than that on an Fe surface. Therefore, by forming an extremely thin metallic In layer on the steel surface in the operating environment through underpotential deposition (UPD) of In 3+ , the anodic dissolution reaction of Fe can be significantly suppressed. This can significantly improve corrosion resistance even with a small amount of In.
(c)このようなIn3+のUPDによる耐食性の向上効果は、Snとは異なり、pHが3~5の範囲で最も効果的に発現する。そのため、Inを含有させることで、弱酸性環境における耐食性を向上させることができる。 (c) Unlike Sn, the effect of improving corrosion resistance due to the UPD of In 3+ is most effectively exhibited in the pH range of 3 to 5. Therefore, by including In, it is possible to improve corrosion resistance in a weakly acidic environment.
本発明は上記の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 of the requirements 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 "% by mass."
C:0.20%以下
Cは材料としての強度を確保するために有効な元素である。しかし、過剰に含有させると溶接性が著しく低下する。また、C含有量の増大とともに、pHが低下する環境でカソードとなって腐食を促進するセメンタイトの生成量が増大するため、耐食性が低下する。そのため、C含有量は0.20%以下とする。C含有量は0.18%以下であるのが好ましく、0.16%以下であるのがより好ましい。上記効果を得るためには、C含有量は0.02%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い。
C: 0.20% or less C is an effective element for ensuring the strength of the material. However, excessive C content significantly reduces weldability. Furthermore, as the C content increases, the amount of cementite that acts as a cathode and promotes corrosion in a pH-lowering environment increases, reducing corrosion resistance. Therefore, the C content is set to 0.20% or less. The C content is preferably 0.18% or less, and more preferably 0.16% or less. To achieve the above effect, the C content is preferably 0.02% or more, and more preferably 0.05% or more.
Si:1.0%以下
Siは脱酸に有効な元素である。しかし、過剰に含有させると母材および溶接継手部の靱性が損なわれる。そのため、Si含有量は1.0%以下とする。Si含有量は0.80%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。上記効果を得るためには、Si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い。
Si: 1.0% or less Si is an effective element for deoxidation. However, excessive content of Si impairs the toughness of the base material and the welded joint. Therefore, the Si content is set to 1.0% or less. The Si content is preferably 0.80% or less, and more preferably 0.60% or less. To obtain the above effect, the Si content is preferably 0.03% or more, and more preferably 0.05% or more.
Mn:3.0%以下
Mnは低コストで鋼の強度を高める作用を有する元素である。しかし、過剰に含有させると溶接性が劣化するとともに継手靱性も劣化する。そのため、Mn含有量は3.0%以下とする。Mn含有量は2.5%以下であるのが好ましく、2.0%以下であるのがより好ましい。上記効果を得るためには、Mn含有量は0.20%以上であるのが好ましく、0.40%以上であるのがより好ましい。
Mn: 3.0% or less Mn is a low-cost element that increases the strength of steel. However, excessive Mn content deteriorates weldability and joint toughness. Therefore, the Mn content is set to 3.0% or less. The Mn content is preferably 2.5% or less, and more preferably 2.0% or less. To achieve the above effect, the Mn content is preferably 0.20% or more, and more preferably 0.40% or more.
P:0.050%以下
Pは鋼材中に不純物として存在する元素である。Pは耐酸性を低下させる元素であり、腐食界面のpHが低下する塩化物腐食環境においては耐食性を低下させる。さらには溶接性および溶接熱影響部の靱性を低下させることから、含有量は少なければ少ないほどよい。そのため、P含有量は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、0.010%以下、0.0050未満であるのがより好ましい。P含有量の下限は特に規定する必要はなく、つまりP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、P含有量は0.0001%以上としてもよい。
P: 0.050% or less P is an element present as an impurity in steel. P reduces acid resistance and corrosion resistance in chloride corrosion environments, where the pH of the corrosion interface decreases. Furthermore, P reduces weldability and the toughness of the weld heat-affected zone, so the lower the content, the better. Therefore, the P content is set to 0.050% or less. The P content is preferably 0.030% or less, and more preferably 0.010% or less, less than 0.0050%. There is no need to specify a lower limit for the P content; that is, the P content may be 0%, but excessive reductions lead to increased steelmaking costs. Therefore, the P content may be set to 0.0001% or more.
S:0.030%以下
Sは鋼材中に不純物として存在する元素である。Sは鋼中に腐食の起点となるMnSを形成し、その含有量が過剰であると、耐食性の低下が顕著になる。そのため、S含有量は0.030%以下とする。S含有量は0.025%以下であるのが好ましく、0.020%以下であるのがより好ましい。S含有量の下限は特に規定する必要はなく、つまりS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、S含有量は0.0001%以上としてもよい。
S: 0.030% or less S is an element present as an impurity in steel. S forms MnS in steel, which is the starting point for corrosion, and excessive S content significantly reduces corrosion resistance. Therefore, the S content is set to 0.030% or less. The S content is preferably 0.025% or less, and more preferably 0.020% or less. There is no need to specify a lower limit for the S content; in other words, the S content may be 0%, but excessive reduction leads to increased steelmaking costs. Therefore, the S content may be set to 0.0001% or more.
In:0.005~0.20%
Inは酸性環境においてIn3+として溶解し、酸性塩化物溶液中でのインヒビター作用により腐食を抑制する作用を有する。さらに、特定の電位域となると、In3+はUPDによってInが鋼材表面に単原子層として析出し、鋼のアノード溶解反応を大幅に抑制する作用があることから、微量で耐食性を大幅に向上させることができる。しかし、過剰に含有させても前記の効果は飽和するばかりでなく、母材の靱性が劣化する。そのため、In含有量は0.005~0.20%とする。In含有量は0.008%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い。また、In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。
In: 0.005-0.20%
Indium dissolves as In3 + in acidic environments and acts as an inhibitor in acidic chloride solutions, suppressing corrosion. Furthermore, in a specific potential range, In3 + precipitates as a monolayer on the steel surface through UPD, significantly suppressing the anodic dissolution reaction of steel. Therefore, even trace amounts can significantly improve corrosion resistance. However, excessive In content not only saturates this effect but also degrades the toughness of the base material. Therefore, the In content is limited to 0.005 to 0.20%. The In content is preferably 0.008% or more, more preferably 0.010% or more. The In content is preferably 0.15% or less, more preferably 0.10% or less.
Al:0.10%以下
Alは鋼の脱酸に有効な元素である。しかし、過剰に含有させると低pH環境における耐食性が低下するため塩化物腐食環境における耐食性が低下するばかりでなく、窒化物が粗大化するために靱性の低下を引き起こす。そのため、Al含有量は0.10%以下とする。Al含有量は0.080%以下であるのが好ましく、0.060%以下であるのがより好ましい。Alによる脱酸効果を得るためには、Al含有量を0.005%以上とすることが好ましく、0.010%以上とすることがより好ましく、0.030%以上とすることがさらに好ましい。
Al: 0.10% or less Al is an element effective in deoxidizing steel. However, excessive content of Al not only reduces corrosion resistance in low pH environments, thereby reducing corrosion resistance in chloride corrosion environments, but also causes nitrides to coarsen, resulting in a decrease in toughness. Therefore, the Al content is set to 0.10% or less. The Al content is preferably 0.080% or less, and more preferably 0.060% or less. To obtain the deoxidizing effect of Al, the Al content is preferably 0.005% or more, more preferably 0.010% or more, and even more preferably 0.030% or more.
本発明に係る鋼材は、上記の化学組成を有し、残部がFeおよび不純物からなる。ここで、不純物とは、鋼材を工業的に製造する際に鉱石やスクラップ等のような原料をはじめとして製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。 The steel material according to the present invention has the above chemical composition, with the balance consisting of Fe and impurities. Here, "impurities" refers to components that are mixed in during the industrial production of steel material due to various factors in the manufacturing process, including raw materials such as ore and scrap, and are acceptable within a range that does not adversely affect the present invention.
本発明の鋼材の化学組成においては、Feの一部に代えて、下記の元素から選択される1種以上を、以下に示す範囲において含有させてもよい。各元素の限定理由について説明する。 In the chemical composition of the steel material of the present invention, one or more elements selected from the following may be contained in place of a portion of the Fe, within the ranges shown below. The reasons for limiting each element are explained below.
Cu:1.0%以下
Cuは低pH環境における鋼のアノード溶解を抑制することにより耐食性を向上させる作用を有するので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると効果が飽和するだけでなく、脆化を起こす原因となる。したがって、Cu含有量は1.0%以下とする。上記効果を安定的に得るためには、Cu含有量を0.02%以上とすることが好ましく、0.03%以上とすることがより好ましい。
Cu: 1.0% or less Cu has the effect of suppressing the anodic dissolution of steel in a low pH environment, thereby improving corrosion resistance, and can be added as needed. However, excessive addition not only saturates the effect, but can also cause embrittlement. Therefore, the Cu content is set to 1.0% or less. To stably obtain the above effect, the Cu content is preferably set to 0.02% or more, and more preferably 0.03% or more.
Ni:1.0%以下
NiはCuと同様に、低pH環境における鋼のアノード溶解を抑制することにより耐食性を向上させる作用を有するので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると効果が飽和するだけでなく、コストの著しい上昇につながる。したがって、Ni含有量は1.0%以下とする。Ni含有量は0.80%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、Ni含有量を0.01%以上とすることが好ましく、0.02%以上とすることがより好ましい。
Ni: 1.0% or less Like Cu, Ni has the effect of improving corrosion resistance by suppressing the anodic dissolution of steel in a low pH environment, and can therefore be added as needed. However, excessive Ni content not only saturates the effect but also leads to a significant increase in costs. Therefore, the Ni content is set to 1.0% or less. The Ni content is preferably set to 0.80% or less. To stably obtain the above effect, the Ni content is preferably set to 0.01% or more, and more preferably 0.02% or more.
Cr:1.0%以下
Crは耐食性を向上させる作用を有するので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると耐酸性が低下することから、塩化物が多い環境においては耐食性が低下する場合がある。一方、1.0%以下の含有量であれば耐酸性の低下は見られないことから、Cr含有量は1.0%以下とする。Cr含有量は0.80%以下であるのが好ましい。耐食性向上効果を安定的に得るためには、Cr含有量を0.01%以上とすることが好ましく、0.02%以上とすることがより好ましい。
Cr: 1.0% or less Cr has the effect of improving corrosion resistance, so it can be added as needed. However, excessive addition reduces acid resistance, which may result in reduced corrosion resistance in chloride-rich environments. On the other hand, a Cr content of 1.0% or less does not result in a reduction in acid resistance, so the Cr content is set to 1.0% or less. The Cr content is preferably 0.80% or less. In order to stably obtain the effect of improving corrosion resistance, the Cr content is preferably 0.01% or more, and more preferably 0.02% or more.
Mo:1.0%以下
Moは溶解して酸素酸イオンMoO4
2-の形で鋼材上の腐食生成物に吸着し、鋼材表面への塩化物イオンの到達を抑制する作用効果を有する元素であるので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると効果が飽和するだけでなく、鋼材のコストが大幅に上昇する。したがって、Mo含有量は1.0%以下とする。Mo含有量は0.70%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、Mo含有量を0.01%以上とすることが好ましく、0.02%以上とすることがより好ましい。
Mo: 1.0% or less Mo is an element that dissolves and adsorbs to corrosion products on the steel in the form of oxyanions MoO 4 2- , thereby inhibiting chloride ions from reaching the steel surface, and can be added as needed. However, excessive addition not only saturates the effect, but also significantly increases the cost of the steel. Therefore, the Mo content is set to 1.0% or less. The Mo content is preferably set to 0.70% or less. To stably obtain the above effects, the Mo content is preferably set to 0.01% or more, and more preferably 0.02% or more.
W:1.0%以下
WはMoと同様に、溶解して酸素酸イオンWO4
2-の形で存在し、鋼材表面への塩化物イオンの到達を抑制する作用効果を有する元素であるので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると効果が飽和するだけでなく、鋼材のコストが大幅に上昇する。したがって、W含有量は1.0%以下とする。W含有量は0.70%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、W含有量を0.01%以上とすることが好ましく、0.02%以上とすることがより好ましい。
W: 1.0% or less Like Mo, W dissolves and exists in the form of oxyanions WO 4 2- , and is an element that has the effect of inhibiting chloride ions from reaching the steel surface, so it can be added as needed. However, if it is added in excess, not only will the effect saturate, but the cost of the steel will also increase significantly. Therefore, the W content is set to 1.0% or less. The W content is preferably set to 0.70% or less. In order to stably obtain the above effect, the W content is preferably set to 0.01% or more, and more preferably 0.02% or more.
Sb:0.30%以下
Sbは酸性環境での耐食性を向上させる作用を有する元素であり、低pH環境において鋼のアノード溶解反応を抑制するとともに、水素ガス発生反応およびFe3+の還元反応を抑制することで塩化物環境における耐食性を向上させるので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると靱性が著しく劣化する。したがって、Sb含有量は0.30%以下とする。Sb含有量は0.15%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、Sb含有量を0.05%以上とすることが好ましく、0.08%以上とすることがより好ましい。
Sb: 0.30% or less Sb is an element that improves corrosion resistance in acidic environments. It suppresses the anodic dissolution reaction of steel in low pH environments and improves corrosion resistance in chloride environments by suppressing the hydrogen gas generation reaction and the reduction reaction of Fe3 + . Therefore, it can be added as needed. However, excessive Sb content significantly deteriorates toughness. Therefore, the Sb content is set to 0.30% or less. The Sb content is preferably set to 0.15% or less. To stably obtain the above effects, the Sb content is preferably set to 0.05% or more, and more preferably 0.08% or more.
Co:1.0%以下
Coは酸性環境での耐食性を向上させる元素であるので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると効果が飽和するだけでなく、鋼材のコストが大幅に上昇する。したがって、Co含有量は1.0%以下とする。Co含有量は0.70%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、Co含有量を0.01%以上とすることが好ましく、0.02%以上とすることがより好ましい。
Co: 1.0% or less Co is an element that improves corrosion resistance in acidic environments, so it can be added as needed. However, if it is added in excess, not only will the effect saturate, but the cost of the steel will also increase significantly. Therefore, the Co content is set to 1.0% or less. The Co content is preferably set to 0.70% or less. In order to stably obtain the above effect, the Co content is preferably set to 0.01% or more, and more preferably 0.02% or more.
As:0.30%以下
Asは、Sbに比べて効果は顕著ではないが、酸性環境での耐食性の向上に有効な元素であるので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると熱間加工性が低下する。したがって、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い。上記効果を安定的に得るためには、As含有量を0.02%以上とすることが好ましく、0.05%以上とすることがより好ましい。
As: 0.30% or less Although the effect of As is not as significant as that of Sb, it is an element that is effective in improving corrosion resistance in acidic environments, and therefore can be added as needed. However, excessive addition of As reduces hot workability. Therefore, the As content is set to 0.30% or less. The As content is preferably set to 0.20% or less. In order to stably obtain the above effects, the As content is preferably set to 0.02% or more, and more preferably set to 0.05% or more.
Ce:0.50%以下
Ceは腐食環境においてCe3+として溶出し、塩化物溶液中でのインヒビター作用により鋼のアノード溶解反応を抑制する元素であるので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると圧延割れの原因となる。したがって、Ceの含有量は0.50%以下とする。Ce含有量は0.150%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、Ce含有量を0.005%以上とすることが好ましく、0.010%以上とすることがより好ましい。
Ce: 0.50% or less Ce is an element that dissolves as Ce3 + in a corrosive environment and suppresses the anodic dissolution reaction of steel by acting as an inhibitor in a chloride solution, so it can be added as needed. However, excessive addition can cause rolling cracks. Therefore, the Ce content is set to 0.50% or less. The Ce content is preferably 0.150% or less. To stably obtain the above effects, the Ce content is preferably 0.005% or more, and more preferably 0.010% or more.
Bi:0.10%以下
Biは、Sbに比べて効果は顕著ではないが、酸性環境での耐食性を向上させる元素であるので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると熱間加工性が低下する。したがって、Bi含有量は0.10%以下とする。Bi含有量は0.050%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、Bi含有量を0.002%以上とすることが好ましく、0.005%以上とすることがより好ましい。
Bi: 0.10% or less Although the effect of Bi is not as significant as that of Sb, Bi is an element that improves corrosion resistance in acidic environments, and therefore can be added as needed. However, excessive addition of Bi reduces hot workability. Therefore, the Bi content is set to 0.10% or less. The Bi content is preferably set to 0.050% or less. In order to stably obtain the above effects, the Bi content is preferably set to 0.002% or more, and more preferably set to 0.005% or more.
Se:0.50%以下
Pb:0.50%以下
SeおよびPbは酸性環境での耐食性の向上に有効な元素であるので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると熱間加工性が劣化する。したがって、SeおよびPbの含有量は、それぞれ0.50%以下とする。SeおよびPbの含有量は、それぞれ0.150%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、SeおよびPbの含有量を、それぞれ0.005%以上とすることが好ましく、0.010%以上とすることがより好ましい。
Se: 0.50% or less Pb: 0.50% or less Se and Pb are elements effective in improving corrosion resistance in acidic environments, so they can be added as needed. However, excessive addition of these elements deteriorates hot workability. Therefore, the Se and Pb contents are each set to 0.50% or less. The Se and Pb contents are preferably set to 0.150% or less. In order to stably obtain the above effects, the Se and Pb contents are preferably set to 0.005% or more, and more preferably 0.010% or more.
Hf:0.20%以下
Hfは鋼材表面で酸化物を形成して耐食性を向上させる元素であるので、必要に応じて含有させることができる。したがって、Hf含有量は0.20%以下とする。Hf含有量は0.10%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、Hf含有量を0.002%以上とすることが好ましく、0.005%以上とすることがより好ましい。
Hf: 0.20% or less Hf is an element that forms oxides on the surface of the steel material to improve corrosion resistance, so it can be added as needed. Therefore, the Hf content is set to 0.20% or less. The Hf content is preferably set to 0.10% or less. In order to stably obtain the above effects, the Hf content is preferably set to 0.002% or more, and more preferably set to 0.005% or more.
Zn:0.10%以下
Ga:0.10%以下
ZnおよびGaは酸性環境で鋼材表面のカソード反応を抑制し、耐食性を向上させる元素であるので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると母材の靭性および溶接性が劣化する。したがって、ZnおよびGaの含有量は、それぞれ0.10%以下とする。ZnおよびGaの含有量は、それぞれ0.080%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、ZnおよびGaの含有量を、それぞれ0.002%以上とすることが好ましく、0.005%以上とすることがより好ましい。
Zn: 0.10% or less Ga: 0.10% or less Zn and Ga are elements that suppress the cathodic reaction on the steel surface in an acidic environment and improve corrosion resistance, so they can be added as needed. However, excessive addition of these elements will deteriorate the toughness and weldability of the base metal. Therefore, the Zn and Ga contents are each set to 0.10% or less. The Zn and Ga contents are preferably set to 0.080% or less. In order to stably obtain the above effects, the Zn and Ga contents are preferably set to 0.002% or more, and more preferably 0.005% or more.
Sr:0.020%以下
Ba:0.020%以下
SrおよびBaは腐食反応部における界面のpHの低下を抑制して、腐食の促進を抑える作用を有しているので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると母材靭性を低下させることがある。したがって、SrおよびBaの含有量は、それぞれ0.020%以下とする。SrおよびBaの含有量は、それぞれ0.010%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、SrおよびBaの含有量を、それぞれ0.0005%以上とすることが好ましく、0.0010%以上とすることがより好ましい。
Sr: 0.020% or less Ba: 0.020% or less Sr and Ba have the effect of suppressing the decrease in pH at the interface in the corrosion reaction zone and suppressing the acceleration of corrosion, so they can be added as needed. However, excessive addition may reduce the toughness of the base material. Therefore, the Sr and Ba contents are each 0.020% or less. The Sr and Ba contents are preferably 0.010% or less. In order to stably obtain the above effects, the Sr and Ba contents are preferably 0.0005% or more, and more preferably 0.0010% or more.
Ge:0.10%以下
Geは耐食性を向上させる作用を有するので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると母材の機械的特性が低下する。したがって、Ge含有量は0.10%以下とする。Ge含有量は0.080%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、Ge含有量を0.002%以上とすることが好ましく、0.005%以上とすることがより好ましい。
Ge: 0.10% or less Ge has the effect of improving corrosion resistance, so it can be contained as needed. However, excessive content of Ge reduces the mechanical properties of the base material. Therefore, the Ge content is set to 0.10% or less. The Ge content is preferably set to 0.080% or less. In order to stably obtain the above effects, the Ge content is preferably set to 0.002% or more, and more preferably set to 0.005% or more.
Sc:0.010%以下
Scは鋼材表面に酸化物を形成して耐食性を向上させる元素であるので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると低温靭性の低下を招くため好ましくない。したがって、Sc含有量は0.010%以下とする。上記効果を安定的に得るためには、Sc含有量を0.0001%以上とすることが好ましい。
Sc: 0.010% or less Sc is an element that forms oxides on the surface of the steel material to improve corrosion resistance, so it can be added as needed. However, excessive addition is not preferable because it leads to a decrease in low-temperature toughness. Therefore, the Sc content is set to 0.010% or less. In order to stably obtain the above effects, it is preferable that the Sc content be 0.0001% or more.
Sm:0.010%以下
Smは耐食性を向上させる作用を有するので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると母材の機械的特性が低下する。したがって、Sm含有量は0.010%以下とする。Sm含有量は0.0060%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、Sm含有量を0.0002%以上とすることが好ましく、0.0005%以上とすることがより好ましい。
Sm: 0.010% or less Sm has the effect of improving corrosion resistance, so it can be added as needed. However, excessive Sm content reduces the mechanical properties of the base material. Therefore, the Sm content is set to 0.010% or less. The Sm content is preferably set to 0.0060% or less. In order to stably obtain the above effects, the Sm content is preferably set to 0.0002% or more, and more preferably set to 0.0005% or more.
Ti:0.20%以下
Tiは硫化物の形成により腐食の起点となるMnSの形成を抑える作用効果を有する元素であるので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると効果が飽和するだけでなく鋼材のコストが上昇する。したがって、Ti含有量は0.20%以下とする。Ti含有量は0.150%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、Ti含有量を0.001%以上とすることが好ましく、0.005%以上とすることがより好ましい。
Ti: 0.20% or less Ti is an element that has the effect of suppressing the formation of MnS, which is the starting point of corrosion due to the formation of sulfides, and can be added as needed. However, if it is added in excess, not only will the effect saturate but the cost of the steel material will increase. Therefore, the Ti content is set to 0.20% or less. The Ti content is preferably 0.150% or less. In order to stably obtain the above effect, the Ti content is preferably 0.001% or more, and more preferably 0.005% or more.
Zr:0.20%以下
ZrはTiと同様に、硫化物を形成することにより腐食の起点となるMnSの形成を抑える作用効果を有しているので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると効果が飽和するだけでなく鋼材のコストが上昇する。したがって、Zr含有量は0.20%以下とする。Zr含有量は0.150%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、Zr含有量を0.001%以上とすることが好ましく、0.005%以上とすることがより好ましい。
Zr: 0.20% or less Like Ti, Zr has the effect of suppressing the formation of MnS, which is the starting point of corrosion, by forming sulfides, and therefore can be added as needed. However, if it is added in excess, not only will the effect saturate but the cost of the steel material will increase. Therefore, the Zr content is set to 0.20% or less. The Zr content is preferably set to 0.150% or less. In order to stably obtain the above effect, the Zr content is preferably set to 0.001% or more, and more preferably 0.005% or more.
Nb:0.10%以下
Nbは鋼材の強度を上昇させる元素であるので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると効果が飽和するだけでなくHAZの靭性が低下する。したがって、Nb含有量は0.10%以下とする。Nb含有量は0.050%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、Nb含有量を0.001%以上とすることが好ましく、0.003%以上とすることがより好ましい。
Nb: 0.10% or less Nb is an element that increases the strength of steel, so it can be added as needed. However, if it is added in excess, not only will the effect saturate, but the toughness of the HAZ will decrease. Therefore, the Nb content is set to 0.10% or less. The Nb content is preferably set to 0.050% or less. In order to stably obtain the above effect, the Nb content is preferably set to 0.001% or more, and more preferably set to 0.003% or more.
V:0.50%以下
VはNbと同様に鋼材の強度を上昇させる元素である。ただし、過剰に含有させると効果が飽和するばかりでなくコストが著しく上昇する。したがって、V含有量は0.50%以下とする。V含有量は0.30%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、V含有量を0.005%以上とすることが好ましく、0.010%以上とすることがより好ましい。
V: 0.50% or less Like Nb, V is an element that increases the strength of steel. However, if it is contained in excess, not only does the effect saturate but the cost increases significantly. Therefore, the V content is set to 0.50% or less. The V content is preferably set to 0.30% or less. In order to stably obtain the above effect, the V content is preferably set to 0.005% or more, and more preferably set to 0.010% or more.
B:0.010%以下
Bは焼入性を向上させて強度を高める元素であるので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると強度を高める効果が飽和し、また、母材、HAZともに靱性劣化の傾向が著しくなる。したがって、B含有量は0.010%以下とする。上記効果を安定的に得るためには、B含有量を0.0003%以上とすることが好ましい。
B: 0.010% or less B is an element that improves hardenability and increases strength, so it can be added as needed. However, if added in excess, the effect of increasing strength saturates, and there is a significant tendency for the toughness of both the base material and the HAZ to deteriorate. Therefore, the B content is set to 0.010% or less. In order to stably obtain the above effects, it is preferable that the B content be 0.0003% or more.
Ta:0.10%以下
Taは、鋼材の強度向上に寄与する元素であり、必要に応じて含有させることができる。また、メカニズムは必ずしも明らかでないが、Taは耐食性の向上にも寄与することがわかった。ただし、過剰に含有させると効果が飽和するばかりでなくコストが上昇する。したがって、Ta含有量は0.10%以下とする。Ta含有量は0.060%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、Ta含有量を0.001%以上とすることが好ましく、0.005%以上とすることがより好ましい。
Ta: 0.10% or less Ta is an element that contributes to improving the strength of steel materials and can be added as needed. It has also been found that Ta contributes to improving corrosion resistance, although the mechanism is not entirely clear. However, excessive Ta content not only saturates the effect but also increases costs. Therefore, the Ta content is set to 0.10% or less. The Ta content is preferably set to 0.060% or less. To stably obtain the above effects, the Ta content is preferably set to 0.001% or more, and more preferably set to 0.005% or more.
Te:0.50%以下
Teは鋼材の強度向上に寄与する元素であり、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると、靭性および溶接性が低下する。したがって、Te含有量は0.50%以下とする。Te含有量は0.40%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、Te含有量を0.0005%以上とすることが好ましく、0.0010%以上とすることがより好ましい。
Te: 0.50% or less Te is an element that contributes to improving the strength of steel and can be added as needed. However, excessive addition of Te reduces toughness and weldability. Therefore, the Te content is set to 0.50% or less. The Te content is preferably set to 0.40% or less. In order to stably obtain the above effects, the Te content is preferably set to 0.0005% or more, and more preferably set to 0.0010% or more.
Y:0.10%以下
La:0.10%以下
YおよびLaは介在物の形態制御に有効で、延性特性の向上に有効であり、また、大入熱溶接継手のHAZ靭性向上にも有効な元素であるため、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると介在物が粗大化して、機械的性質、特に延性および靭性に悪影響を及ぼす。したがって、YおよびLaの含有量は、それぞれ0.10%以下とする。YおよびLaの含有量は、それぞれ0.060%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、YおよびLaの含有量を、それぞれ0.0001%以上とすることが好ましく、0.0050%以上とすることがより好ましい。
Y: 0.10% or less La: 0.10% or less Y and La are elements that are effective in controlling the shape of inclusions, improving ductility characteristics, and also improving the HAZ toughness of high heat input welded joints, so they can be added as needed. However, excessive addition causes inclusions to coarsen, adversely affecting mechanical properties, particularly ductility and toughness. Therefore, the Y and La contents are each set to 0.10% or less. The Y and La contents are preferably set to 0.060% or less. In order to stably obtain the above effects, the Y and La contents are preferably set to 0.0001% or more, and more preferably 0.0050% or more.
Nd:0.010%以下
Ndは組織の微細化を通して靭性改善に寄与する元素であり、必要に応じて含有させることができる。また、メカニズムは必ずしも明らかでないが、Ndは耐食性の向上にも寄与することがわかった。ただし、過剰に含有させると効果が飽和するばかりでなくコストが上昇する。したがって、Nd含有量は0.010%以下とする。Nd含有量は0.0080%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、Nd含有量を0.0001%以上とすることが好ましく、0.0005%以上とすることがより好ましい。
Nd: 0.010% or less Nd is an element that contributes to improving toughness by refining the structure, and can be added as needed. It has also been found that Nd contributes to improving corrosion resistance, although the mechanism is not entirely clear. However, excessive Nd content not only saturates the effect but also increases costs. Therefore, the Nd content is set to 0.010% or less. The Nd content is preferably set to 0.0080% or less. To stably obtain the above effects, the Nd content is preferably set to 0.0001% or more, and more preferably 0.0005% or more.
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、必要に応じて含有させることができる。また、腐食反応部における界面のpHの低下を抑制して、腐食の促進を抑える作用も有する。ただし、過剰に含有させると機械特性が損なわれる場合がある。したがって、Ca含有量は0.010%以下とする。Ca含有量は0.0050%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、Ca含有量を0.0002%以上とすることが好ましく、0.0005%以上とすることがより好ましい。
Ca: 0.010% or less Ca is an element mainly used to control the morphology of sulfides and can be added as needed. It also has the effect of suppressing the decrease in pH at the interface in the corrosion reaction zone and suppressing the promotion of corrosion. However, excessive addition of Ca may impair mechanical properties. Therefore, the Ca content is set to 0.010% or less. The Ca content is preferably set to 0.0050% or less. In order to stably obtain the above effects, the Ca content is preferably set to 0.0002% or more, and more preferably set to 0.0005% or more.
Mg:0.010%以下
MgはCaと同様に、腐食反応部における界面のpHの低下を抑制するので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると効果が飽和する。したがって、Mg含有量は0.010%以下とする。Mg含有量は0.0050%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、Mg含有量を0.0002%以上とすることが好ましく、0.0005%以上とすることがより好ましい。
Mg: 0.010% or less Like Ca, Mg suppresses the decrease in pH at the interface in the corrosion reaction zone, so it can be added as needed. However, if added in excess, the effect saturates. Therefore, the Mg content is set to 0.010% or less. The Mg content is preferably set to 0.0050% or less. In order to stably obtain the above effect, the Mg content is preferably set to 0.0002% or more, and more preferably 0.0005% or more.
REM:0.0150%以下
REM(希土類元素)は、Y、Sc、La、Ce、Nd、およびSmを除いて、鋼の溶接性を向上させる作用を有するので、必要に応じて含有させることができる。ただし、過剰に含有させると効果が飽和するため、REM含有量は0.0150%以下とする。REM含有量は0.0100%以下であるのが好ましい。上記効果を安定的に得るためには、REM含有量を0.0002%以上とすることが好ましく、0.0005%以上とすることがより好ましい。
REM: 0.0150% or less REM (rare earth elements), excluding Y, Sc, La, Ce, Nd, and Sm, have the effect of improving the weldability of steel, and can be added as needed. However, if added in excess, the effect saturates, so the REM content is set to 0.0150% or less. The REM content is preferably 0.0100% or less. In order to stably obtain the above effect, the REM content is preferably 0.0002% or more, and more preferably 0.0005% or more.
ここで、REMとは、ランタノイドの15元素にYおよびScをあわせた17元素の総称である。ただし、本発明では、Y、Sc、La、Ce、NdおよびSmは上述のとおり、別途規定しているので、REMからY、Sc、La、Ce、NdおよびSmを除いた元素のうちの1種の含有量または2種以上の合計含有量をREM含有量と呼ぶ。 Here, REM is a collective term for 17 elements, including the 15 lanthanide elements plus Y and Sc. However, in the present invention, Y, Sc, La, Ce, Nd, and Sm are defined separately as described above, so the REM content refers to the content of one or the total content of two or more of the elements excluding Y, Sc, La, Ce, Nd, and Sm from REM.
(B)防食被膜
上記に説明した本発明の鋼材は、そのまま使用しても良好な耐食性を示す。しかし、その表面に防食処理を施した場合、具体的には有機樹脂または金属からなる防食被膜で表面を被覆した場合には、従来の鋼材に比べ防食被膜の耐久性が向上し、耐食性が一段と向上する。
(B) Anticorrosion Coating The steel material of the present invention described above exhibits good corrosion resistance even when used as is. However, when its surface is subjected to an anticorrosion treatment, specifically when the surface is covered with an anticorrosion coating made of an organic resin or metal, the durability of the anticorrosion coating improves compared to conventional steel materials, and the corrosion resistance is further improved.
ここで、有機樹脂からなる防食被膜としては、ビニルブチラール系、エポキシ系、ウレタン系、フタル酸系等の樹脂被膜などが挙げられる。また、金属からなる防食被膜としては、Zn、Al、Zn-Al等のメッキ被膜またはZn、Al、Al-Mgなどの溶射被膜などを挙げることができる。 Here, examples of corrosion-resistant coatings made from organic resins include vinyl butyral-based, epoxy-based, urethane-based, and phthalic acid-based resin coatings. Furthermore, examples of corrosion-resistant coatings made from metals include plated coatings of Zn, Al, Zn-Al, etc., and thermally sprayed coatings of Zn, Al, Al-Mg, etc.
防食被膜の耐久性が向上するのは、下地である本発明鋼材の腐食が著しく抑制される結果として、防食被膜欠陥部からの下地鋼材腐食に起因する防食被膜のふくれまたは剥離が抑制されるためであると考えられる。 The improved durability of the corrosion-protective coating is believed to be due to the fact that corrosion of the underlying steel material of the present invention is significantly suppressed, thereby suppressing swelling or peeling of the corrosion-protective coating caused by corrosion of the underlying steel material from defects in the corrosion-protective coating.
(C)製造方法
本発明に係る鋼材の製造方法については特に制限はない。例えば、上述した化学組成を有するインゴットに対して、熱間圧延を施し、さらに必要に応じて冷間圧延を施して製造される、鋼板、鋼管などが含まれる。熱間圧延を行うに際しての加熱条件については特に制限はなく、通常の条件を採用すればよい。
(C) Manufacturing Method There are no particular limitations on the manufacturing method of the steel material according to the present invention. For example, the steel material includes a steel plate, a steel pipe, etc., which are manufactured by hot rolling an ingot having the above-mentioned chemical composition, and further cold rolling it as needed. There are no particular limitations on the heating conditions when performing hot rolling, and ordinary conditions may be used.
鋼材を製造する場合は、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、さらに必要に応じて冷間圧延を施して製造される。熱間圧延後は、そのまま水冷するか、または空冷した後、再加熱して焼入れてもよい。熱間圧延後は、コイル状に巻き取ってもよい。熱間圧延後、冷間圧延して、さらに熱処理を施してもよい。 When producing steel, steel is melted using conventional methods, and after adjusting the composition, the resulting cast steel billet is hot-rolled and, if necessary, cold-rolled. After hot-rolling, the steel may be water-cooled directly or air-cooled and then reheated and quenched. After hot-rolling, the steel may be wound into a coil. After hot-rolling, it may be cold-rolled and then further heat-treated.
鋼管を製造する場合は、鋼板を管状に成形して溶接してもよく、UO鋼管、電縫鋼管、鍛接鋼管、スパイラル鋼管などにすることができる。鋼片に熱間押出または穿孔圧延を施して製造されるシームレス鋼管も本発明の鋼材に含まれる。 When manufacturing steel pipes, steel plates may be formed into a tubular shape and welded, resulting in UO steel pipes, electric resistance welded steel pipes, forged steel pipes, spiral steel pipes, etc. Seamless steel pipes manufactured by hot extrusion or piercing rolling of steel billets are also included in the steel materials of the present invention.
また、上述した防食被膜で覆う処理は通常の方法で行えばよい。また、必ずしも鋼材の全面に防食被膜を施す必要はなく、腐食環境に曝される面としての鋼材の片面、鋼管であれば外面または内面だけ、すなわち鋼材表面の少なくとも一部を防食処理するだけでもよい。 The coating of the above-mentioned anticorrosion coating can be carried out using standard methods. It is not necessary to apply an anticorrosion coating to the entire surface of the steel material; it is sufficient to apply anticorrosion treatment to only one side of the steel material that is exposed to a corrosive environment, such as the outer or inner surface in the case of steel pipes, i.e., only a portion of the steel material surface.
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 The present invention will be explained in more detail below using examples, but the present invention is not limited to these examples.
表1~3に示す化学組成を有する鋼を溶製し、50kgのインゴットとした後、通常の方法で熱間鍛造して、厚さが60mmのブロックを作製した。次いで、上記ブロックを、1120℃で1時間加熱してから熱間圧延し、850℃で厚さ20mmに仕上げ、その後室温まで大気中で放冷して鋼板とした。 Steel having the chemical composition shown in Tables 1 to 3 was melted and formed into a 50 kg ingot, which was then hot forged using conventional methods to produce a 60 mm thick block. The block was then heated at 1120°C for 1 hour, hot rolled, and finished at 850°C to a thickness of 20 mm, and then allowed to cool to room temperature in the air to produce a steel plate.
そして、各鋼板から、幅25mm、長さ25mm、厚さ4mmの試験片を2つずつ採取し、片方の試験片は、弱酸性環境を模擬した、下記の腐食試験に供した。もう片方の試験片については、変性エポキシ系塗料でスプレー塗装により約200μmの防食被膜を試験片全面に形成した上、防食被膜に十字の疵を入れて一部地金を露出させ、同様の腐食試験に供した。 Two test pieces, each measuring 25 mm wide, 25 mm long, and 4 mm thick, were then taken from each steel plate. One test piece was subjected to the corrosion test described below, simulating a weakly acidic environment. The other test piece was spray-painted with a modified epoxy paint to form a corrosion-resistant coating of approximately 200 μm over the entire surface of the test piece, and a cross-shaped scratch was made in the corrosion-resistant coating to expose part of the base metal, before being subjected to the same corrosion test.
耐食性の評価は、pHを3に調整した硫酸水溶液への浸漬試験により行った。60℃の溶液に試験片を6時間浸漬し、それぞれ板厚減少量を測定することによって行った。防食処理された鋼材については、共焦点レーザー顕微鏡を用いて防食被膜疵部の最大腐食深さを測定した。 Corrosion resistance was evaluated by immersion testing in a sulfuric acid solution adjusted to a pH of 3. Test pieces were immersed in the solution at 60°C for 6 hours, and the amount of thickness reduction was measured. For corrosion-protected steel, the maximum corrosion depth in the corrosion-protection coating defects was measured using a confocal laser microscope.
試験結果を表4に示す。同表における「腐食減量」は、試験片の平均の板厚減少量であり、試験前後の重量減少と試験片の表面積とを用いて算出したものである。また、「腐食深さ」は、塗膜疵部の鋼材表面からの深さの最大値である。 The test results are shown in Table 4. "Corrosion weight loss" in the table is the average thickness loss of the test specimen, calculated using the weight loss before and after the test and the surface area of the test specimen. Furthermore, "corrosion depth" is the maximum depth of the paint flaw from the steel surface.
表4結果から明らかなように、比較例である供試鋼No.4の鋼材はInを含有していないため、腐食減量は2.1g/m2/hrと大きく、腐食深さは25.0μmを超えていた。 As is clear from the results in Table 4, the steel material of Test Steel No. 4, which is a comparative example, does not contain In, and therefore the corrosion weight loss was large at 2.1 g/m 2 /hr, and the corrosion depth exceeded 25.0 μm.
一方、本発明例である供試鋼No.1~3および5~31の鋼材では、いずれも本発明で規定する成分含有量を満足しているため、腐食減量は1.5g/m2/hr以下、腐食深さは18.0μm以下と小さくなっていた。 On the other hand, in the case of the steel materials of test steels Nos. 1 to 3 and 5 to 31, which are examples of the present invention, all of them satisfied the component contents specified in the present invention, and therefore the corrosion weight loss was small, at 1.5 g/m 2 /hr or less, and the corrosion depth was small, at 18.0 μm or less.
本発明に係る鋼材は、弱酸性環境において優れた耐食性を発現する耐食鋼として利用可能である。 The steel material of the present invention can be used as a corrosion-resistant steel that exhibits excellent corrosion resistance in weakly acidic environments.
Claims (4)
C:0.20%以下、
Si:1.0%以下、
Mn:3.0%以下、
P:0.050%以下、
S:0.030%以下、
In:0.005~0.20%、
Al:0.10%以下、
残部:Feおよび不純物であり、
pHが3~5の弱酸性環境下で用いられる、
鋼材。 The chemical composition, in mass%, is
C: 0.20% or less,
Si: 1.0% or less,
Mn: 3.0% or less,
P: 0.050% or less,
S: 0.030% or less,
In: 0.005 to 0.20%,
Al: 0.10% or less,
The balance is Fe and impurities .
Used in a weakly acidic environment with a pH of 3 to 5 .
Steel material.
Cu:1.0%以下、
Ni:1.0%以下、
Cr:1.0%以下、
Mo:1.0%以下、
W:1.0%以下、
Sb:0.30%以下、
Co:1.0%以下、
As:0.30%以下、
Ce:0.50%以下、
Bi:0.10%以下、
Se:0.50%以下、
Pb:0.50%以下、
Hf:0.20%以下、
Zn:0.10%以下、
Ga:0.10%以下、
Sr:0.020%以下、
Ba:0.020%以下、
Ge:0.10%以下、
Sc:0.010%以下、および
Sm: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に記載の鋼材。 The chemical composition contains, in mass %, replacing a part of the Fe,
Cu: 1.0% or less,
Ni: 1.0% or less,
Cr: 1.0% or less,
Mo: 1.0% or less,
W: 1.0% or less,
Sb: 0.30% or less,
Co: 1.0% or less,
As: 0.30% or less,
Ce: 0.50% or less,
Bi: 0.10% or less,
Se: 0.50% or less,
Pb: 0.50% or less,
Hf: 0.20% or less,
Zn: 0.10% or less,
Ga: 0.10% or less,
Sr: 0.020% or less,
Ba: 0.020% or less,
Ge: 0.10% or less,
Sc: 0.010% or less, and Sm: 0.010% or less,
It contains one or more selected from
The steel material according to claim 1.
Ti:0.20%以下、
Zr:0.20%以下、
Nb:0.10%以下、
V:0.50%以下、
B:0.010%以下、
Ta:0.10%以下、
Te:0.50%以下、
Y:0.10%以下、
La:0.10%以下、
Nd:0.010%以下、
Ca:0.010%以下、
Mg:0.010%以下、および
REM:0.0150%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 contains, in mass %, replacing a part of the Fe,
Ti: 0.20% or less,
Zr: 0.20% or less,
Nb: 0.10% or less,
V: 0.50% or less,
B: 0.010% or less,
Ta: 0.10% or less,
Te: 0.50% or less,
Y: 0.10% or less,
La: 0.10% or less,
Nd: 0.010% or less,
Ca: 0.010% or less,
Mg: 0.010% or less, and REM: 0.0150% or less,
It contains one or more selected from
The steel material according to claim 1 or 2.
請求項1から請求項3のいずれかに記載の鋼材。
At least a part of the surface of the steel material has been subjected to anticorrosion treatment.
The steel material according to any one of claims 1 to 3.
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