JPH0363512B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、優れた耐食性を有する合金鋼あるい
は非鉄金属を鋼材の表面に強固に接合して或る耐
食性かつ接合性に優れたクラツド鋼板に関する。 （従来技術） 鉄鋼材料（炭素鋼、低合金鋼、高合金鋼等）の
表面に、耐食性に優れた合せ材（合金鋼や非鉄金
属）の層を形成したクラツド鋼板は、腐食環境下
での高度な要求に応え得る複合金属材料として、
造船業界、石油化学業界、産業機械業界等で広汎
に使用されている。 ところで、従来のクラツド鋼板は、腐食環境下
において合せ材が母材鋼板全面を被覆している状
態でのみ優れた耐食性を発揮するのであり、下記
の〜に示すような損傷によつて、母材が露出
した場合には、母材が極端に早く腐食されるとい
う非常に重大な技術的問題があつた。搬送工程
での合せ材における疵、かき疵および押し込み
疵。溶接施工時の合せ材の割れ。構造物の使
用中に生じた疵。 一般に、異種金属が腐食溶液下で接触した場
合、該金属材料が曝される腐食環境に応じた腐食
電位（ガルバニ電位）列において卑である金属側
をアノード電極に、貴である金属側をカソード電
極とするガルバニ電池が形成されて、卑である金
属が著しく腐食される。この腐食挙動は、ガルバ
ニツク腐食といわれる。 クラツド鋼板は、異なる金属を冶金的に接合さ
せた複合材料であり、耐食性の優れた合せ材金属
に比べて母材鋼板が腐食電位列において卑となる
ことから、前記の〜のように、合せ材が損傷
を受けて母材部が露出し、合せ材部と同一の腐食
環境下におかれた場合、上述のガルバニツク腐食
が発現し、合せ材金属より卑である母材鋼が選択
的に腐食されるのである。この場合、腐食は、合
せ材表面に平行な方向にも垂直な方向（板厚方
向）にも進展し、その腐食速度は、通常、母材鋼
単体の場合の数倍〜数100倍にもなる。 クラツド鋼板を使用した構造物において、ガル
バニツク腐食が進展し、母材鋼を貫通すると、腐
食性物質の漏洩や進入が生じ、構造物の機能を失
なわしめさせる。また、貫通に到らぬまでも、そ
の部分が応力集中部となり、疲労破壊あるいは脆
性破壊等の破壊を誘発し、同じく、構造物の機能
を失なわしめさせる。これら構造物の機能喪失
は、ひいては、環境汚染あるいは人災等にもつな
がる。 したがつて、クラツド鋼板を腐食環境下で使用
するには、ガルバニツク腐食の防止、特に板厚方
向へのガルバニツク腐食の進展の防止という重大
な技術的課題を解決しなければならない。しか
し、現状では、耐食性に優れた合せ材金属を母材
鋼板に接合させることにのみ重点が置かれ、ガル
バニツク腐食の防止という課題に対しては、全く
技術的配慮がなされていない。 （発明の目的） 本発明の目的は、合せ材が有する優れた耐食性
を発揮するのみならず、ガルバニツク腐食による
母材鋼の腐食、特に板厚方向の腐食の進展を阻止
し得る構造を有した極めて耐食性に優れた多層ク
ラツド鋼板を提供することである。 本発明は、ガルバニツク腐食は合せ材が電気化
学的に母材鋼よりも貴であることから生じている
ことに着目し、板厚方向へのガルバニツク腐食の
進展を阻止する方法について種々の調査研究を行
なつて得られた成果である。 （発明の構成） 本発明に係る多層クラツド鋼板は、母材鋼と合
せ材（耐食性金属層）との間に、普通鋼とこの普
通鋼よりガルバニ電位が貴である金属との組を、
少なくとも１組母材鋼側に貴である金属が位置す
るように介在させたことを特徴とする。 本発明において、挿入する鋼の種類としては、
腐食環境下で不働態化しない、いわゆる普通鋼と
する。また、鋼よりも貴である金属としては、
Cu，Ni，Cr，Mo，Ti，Zr，Ta，Nb等の元素
の１種もしくはそれ以上からなる金属が有効であ
り、たとえば、酸性、海水、淡水等の腐食環境下
では、下記の〜の金属が相当する。 Cu，Ni，Cr，Mo，Ti，Zr，Ta，Nb等の
純金属。 ハステロイ、インコネル等のNi基合金と90/
１０キユプロニツケル、70/30キユプロニツケル、
モネル等の銅合金。 フエライト系、オーステナイト系、マルテン
サイト系のステンレス鋼とFe−Cr−Ni−Mo
鋼。 （作 用） 本発明に係る多層クラツド鋼板は、合せ材（耐
食性金属層）の優れた耐食性を発揮するのみなら
ず、たとえ合せ材が損傷したとしても、鋼層が母
材鋼に平行な方向に腐食されるのみで、板厚方向
の腐食の進展は、鋼と母材鋼の間に介在させた貴
である金属層により確実に防止される。したがつ
て、従来のクラツド鋼板が有する上記の技術的課
題は一挙に解決され、厳しい腐食環境下でのより
高度な要求に応えることが可能となつた。 （実施例） 以下に添付した図面に基づいて、本発明の実施
例を説明する。 なお、下記は単なる代表例についての説明であ
り、特許請求の範囲の趣旨に反しない範囲内での
変更実施はすべて本発明技術に含まれる。 第１図ａ，ｂ，ｃは、本発明に従つて圧延接合
法、拡散接合法、爆着圧延法等により製造した多
層クラツド鋼板の板厚断面を示したものである。
ここに、１は耐食性金属の合せ材、２は母材鋼
板、３はインサート金属、４は普通鋼、５は腐食
電位（ガルバニ電位）において普通鋼４よりも貴
である金属材料をそれぞれ示す。第１図ａと第１
図ｂとに示される片面クラツド鋼では、前者で
は、合せ材１と母材鋼２との間に、普通鋼４と普
通鋼４よりも貴である金属５とが１組配置され、
後者では２組配置されている。第１図ｃに示され
る両面クラツド鋼板では、母材鋼２と両側の合せ
材１，１との間に、それぞれ普通鋼４と普通鋼４
よりも貴である金属５とが配置されている。合せ
材１と鋼４の間にインサートされている金属３
は、より強固な接合を形成させるために配置され
たものである。普通鋼より貴である金属５の種類
によつては、健全な接合性を確保する上で、普通
鋼４と金属５との間に、または、金属５と母材鋼
２の間に適正なインサート金属を配置することが
必要となることもある。 なお、普通鋼４と普通鋼４よりも貴である金属
５とを３組以上配置したクラツド鋼の場合も、そ
れらが本発明の範ちゅうに含まれることはいうま
でもない。 次に、本発明の作用効果を具体的実施例に基づ
いて説明する。 合せ材として90/10キユプロニツケル、母材鋼
板としてSM41B、接合を強固にするためのイン
サート金属として純ニツケル、鋼としてSM41B、
海水中での腐食電位において鋼よりも貴である金
属として純ニツケルを用い、本発明構成に記載し
た多層構造の90/10キユプロニツケルクラツド鋼
板をサンドイツチ型圧延接合法により製造した。
圧延後の本90/10キユプロニツケルクラツド鋼板
の各層の厚みは、合せ材側より順に90/10キユプ
ロニツケル厚（合せ材）0.8mm、ニツケル箔厚
（インサート金属）２〜3μm、鋼厚1.5mm、ニツケ
ル厚（鋼よりも貴である金属）15μm、母材鋼厚
10mmである。一方、合せ材を90/10キユプロニツ
ケル、母材鋼をSM41B、インサート金属を純ニ
ツケルとし、同様にサンドイツチ型圧延接合法に
より従来型の90/10キユプロニツケルクラツド鋼
板を製造した。この従来型のクラツド鋼板の母材
鋼厚は12mm、90/10キユプロニツケル厚は0.8mmと
した。インサート金属のニツケル箔厚は6μmであ
る。 これらの本発明による多層クラツド鋼板と従来
型のクラツド鋼板とを供試材として、各クラツド
鋼板の合せ材に人工的に直径３mmの丸穴を付与し
た試験片を作製し、実地の海水浸漬試験を実施
し、海水中でのガルバニツク腐食の挙動を調査し
た。浸漬期間が45日間および60日間の試験結果を
表に示す。 第２図ａは、本発明に係る多層クラツド鋼板の
腐食部分を図式的に示す部分断面図であり、穴３
１は、耐食性金属１に付与したものであり、鋼層
４に達している。海水に45日間および60日間浸漬
した後では、穴３１の近辺の鋼４は腐食され、腐
食により生じた腐食孔３２は、長手方向にのみ進
展し、板厚方向の腐食の進展は鋼４と母材鋼２の
間に介在させた鋼４よりも貴である金属５によつ
て完全に阻止されて、母材鋼２は全く腐食されて
いなかつた。 一方、第３図は、従来のクラツド鋼板の腐食部
分の図式的な部分断面図である。ここで、穴３６
は耐食性金属１に付与したものであり、海水中で
の腐食により生じた腐食孔３７は、母材鋼２中に
鋼板表面に平行な方向にも板厚方向にも広く進展
していた。表に示すように、本発明材の場合、板
厚方向へのガルバニツク腐食の進展は、合せ材１
と母材鋼２の間に介在させた鋼４の厚み、すなわ

【表】 ち1.5mmのみであり、母材鋼２の板厚方向の腐食
は全く生じておらず、板厚方向のガルバニツク腐
食を介在させる鋼と貴である金属との組合せによ
つて制御できることを示している。 なお、第４図ａは、本発明による多層クラツド
鋼板の腐食状況（浸漬期間45日）の組織を示す顕
微鏡写真であり、また、第４図ｂ，ｃは、それぞ
れ、第２図ａのＡ部とＢ部に相当するガルバニツ
ク腐食孔底部の拡大顕微鏡写真（×200）である。
これらの写真に明らかに示されるように、本発明
によるクラツド鋼板においては、ガルバニツク腐
食が合せ材と母材鋼の間に配置した鋼にのみ生じ
て、母材鋼は全く腐食しておらず、鋼と母材鋼の
間に配置した貴である金属がガルバニツク腐食の
板厚方向への進展を完全に阻止する。 以上より、本発明による多層クラツド鋼板が、
従来のクラツド鋼板では重大な技術的問題であつ
たガルバニツク腐食の板厚方向への進展を確実に
阻止するために、極めて有効に機能していること
が判明した。 （発明の効果） 本発明による耐食性に優れた合せ材を表層部に
有する多層クラツド鋼板において、合せ材が損傷
した場合のガルバニツク腐食による母材鋼への腐
食進展、特に、板厚方向への腐食進展を確実に阻
止することができる。 これにより、本発明による多層クラツド鋼板
は、従来のクラツド鋼板に比較して、厳しい腐食
環鏡下で、より高度な要求に十分応えることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは、本発明に係る片面クラツド鋼
板の図式的な部分断面図であり、第１図ｃは、本
発明に係る両面クラツド鋼板の図式的な部分断面
図である。第２図ａは、本発明に係る多層クラツ
ド鋼板の腐食部分の図式的な部分断面図である。
第２図ｂ，ｃは、それぞれ第２図ａのＡ部とＢ部
の部分拡大断面図である。第３図は、従来のクラ
ツド鋼板の腐食部分の図式的な部分断面図であ
る。第４図ａ，ｂ，ｃは、腐食実験（浸漬期間45
日）により得られた腐食状態の組織を示す顕微鏡
写真である。第４図ａ，ｂ，ｃは、それぞれ、第
２図ａ，ｂ，ｃに対応している。 １…耐食性金属（合せ材）、２…母材鋼、３…
インサート金属、４…鋼層、５…鋼より貴である
金属層、３１…合せ材に付与した人工疵、３２…
腐食孔、３６…合せ材に付与した人工疵、３７…
腐食孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 耐食性を有する合せ材と母材鋼の間に、普通
   鋼とこの普通鋼よりガルバニ電位が貴である金属
   との組を、少なくとも１組母材鋼側に貴である金
   属が位置するように介在させたことを特徴とする
   耐食性および板厚方向のガルバニツク腐食防止性
   に優れた多層クラツド鋼板。