JPS63255341A

JPS63255341A - 耐塩害性に優れた溶接構造用高耐食性鋼板

Info

Publication number: JPS63255341A
Application number: JP8925587A
Authority: JP
Inventors: Kensaburo Takizawa; 瀧沢　謙三郎; Haruo Kaji; 梶　晴男; Masanori Matsuoka; 松岡　雅典; Toshiaki Suga; 菅　俊明
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1987-04-10
Filing date: 1987-04-10
Publication date: 1988-10-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は海岸地帯の様に海塩粒子の存在によって金属の
腐食を促進する様な環境下に無塗装で用いられる耐塩害
性及び強度の優れた溶接構造用高耐・食性鋼板に関する
ものである。

［従来の技術］゛Ｐ−Ｃｕ−Ｃｒ系鋼は通常の大気腐食環境において優れ
た耐候性を示す為上記環境下では無塗装で使用されてい
るが、海塩粒子の存在によって腐食が促進される様な環
境の下で使用したときの腐食減量は耐食性の劣る普通鋼
と殆んど変らない。

一方海水に直接曝らされる環境の下で使用される鋼にお
いても、耐食性を向上する目的で通二のＣｒやＡＩを含
有させた耐海水性鋼が開発されている。しかしこの鋼は
無塗装で使用できるほどの高耐食性を有するものではな
く、重塗装を施すのが通例である。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら鋼構造物が橋梁等の様に大規模なものであ
る場合は、腐食防止の為の塗装費用が莫大なものとなる
為海塩粒子が関与する腐食環境下での無塗装使用に耐え
得る鋼板の開発が求められていた。

本発明はこの様な要請に応えるべくなされたものであり
て、鋼中の添加金属、特にＣｒ、Ｐ。

Ｃｕの添加量を調整することにより無塗装で使用しても
耐塩害性に優れ且つ良好な強度を有する溶接構造用高耐
食性鋼板の提供を目的とするものである。

Ｃ問題を解決する為の手段］本発明はＣ≦０．１０％、Ｓｔ≦０．７５％、０．３％
≦Ｍｎ≦１．５　、０．０４≦Ｐ≦０．１５％、０．１
％≦Ｃｕ≦０．６％、３％＜Ｃｒ５１０％、　０．０２
％≦ＡＩ≦１．０　％を含有し、残部鉄及び不可避不純物よりなることを要旨
とするものである。

また下記（２）〜（４）　も本発明の問題点を解決する
為の重要な手段である。

（２）上記（１）の構成要件に加えて更にＮｉ≧０．１
％、Ｍｏ≧０．０１％、　０．０１％≦Ｖ≦０．１５％
、　０．０１％≦Ｎｂ≦０．１５％、　０．００２％≦
Ｔｉ≦０．０５％０．００２％≦Ｚｒ≦０．０５％、　
０．００９３％≦Ｂ≦０．００２％よりなる群から選択
される１種又は２種以上を含有せしめること。

（３）また上記（１）の構成要件に加えて更に０．００
１％≦Ｃｅ≦０．１％、Ｃａ≧０．００１％よりなる群
から選択される１種又は２種を含有せしめること。

（４）更に上記（２）の構成要件に加えてｏ、ｏｏｔ≦
Ｃｅ≦０．１％、Ｃａ≧０．００１％よりなる群から選択される１種又は２種を含有せしめる
こと。

［作用］本発明者等は、Ｃｒの耐候性向上効果並びに耐海水性向
上効果に着目し、（ａ）　０．０５％Ｃｗ４（ｂ）　０．０５％Ｃ−０，１％Ｐ鋼（ｃ）　０．０５％Ｃ−０，３％Ｃｕ鋼（ｄ）　０．０
５％Ｃ−０，１％Ｐ−０，３％Ｃｕ鋼についてＣｒ含有
量を０〜１０％の範囲で種々変化させて試験鋼を作製し
、海岸地帯で３年間大気暴露試験を実施した。その結果
を第１図に示す。

第１図においてａ、ｂ、ｃ、ｄはベース鋼の成分がそれ
ぞれ上記（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）
の場合であることを示す、第１図から明らかな様にいず
れの成分系もＣｒ”含有量が増加するにつれて腐食減量
が少なくなるが、ａ、ｂ、ｃの場合はいずれも層状の剥
離錆を生じた。これに対してｄは、Ｃｒを３％を超えて
含有せしめることにより年間の腐食減量が０．０２ｍｍ
以下となり、しかもこの範囲では錆の層状剥離は全く発
生しないことを知見した。

Ｐ−Ｃｕ−Ｃｒ系鋼が良好な耐食性を示すのはＰ、Ｃｕ
、Ｃｒが鋼表面に濃縮されて非晶質層が形成される結果
、その表面に生成する錆が緻密な安定錆層となり鋼の腐
食の促進を防止する上で大きな寄与を果すことになった
為であると思われる。

本発明はこの実験結果を基礎とし更に研究・検討を重ね
た結果完成されたものであって、本発明に係る高耐食性
鋼板の成分限定理由について以下説明する。

Ｃ≦０．１０％Ｃ含有量が０．１０％を超えると溶接部の耐高温割れ性
や耐低温割れ性、更には母材及び溶接熱影響部（以下Ｈ
ＡＺと略称することがある）の低温靭性の劣化を招く傾
向にある。

Ｓｉ≦０．７５％Ｓｔは溶鋼の脱酸及び強度の向上に有効な元素であるが
０．７５％を超えて添加すると低温靭性の劣化を招く傾
向にある。

０．３％≦Ｍｎ≦１．５％Ｍｎは溶鋼の脱酸及び強度の向上に有効な元素である。

０．３％未満の添加量では上記の添加効果が得られず、
一方１．５％を超えて添加すると耐食性及び強度の劣化
を招く傾向にある。

０．０４％≦Ｐ≦０．１５％ＰはＣｕと共存することにより安定錆の形成に有効な関
与を示す成分であるが添加量が０．０４％未満では安定
錆の生成が不十分で添加効果が無く、一方０．１５％を
超えると母材の脆化及び溶接性の劣化を招く傾向にある
。

０．１％≦Ｃｕ≦０．６％ＣｕはＰと共に安定錆の生成に有効な成分であるが、０
．１％未満では添加効果がなく、一方添加量が０．６％
を超えると熱間加工性が阻害される傾向にある。

３％＜Ｃｒ≦１０％Ｃｒは鋼の耐食性を向上させるのに有効であるが添加量
が３％未満では添加効果が無く、確実な添加効果を得る
為には３．５％以上の添加が望ましい。一方１０％を超
えると溶接性及び母材靭性が著しく劣化する傾向にある
。

００２％≦Ａ　１≦１．０　　％Ａ１は鋼の耐食性を向上させる成分であるが、０．０２
％未満では添加効果がない。一方１．０％を超えると流
動性が劣化し、製鋼工程の円滑化が阻害される傾向にあ
る。

本発明に係る鋼板には鋼板母材の強度を向上させる目的
で上記の元素に加えて更にＮｉ、Ｍｏ。

Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＢよりなる群から選択される
１種又は２　ｆｆ１以上の元素を添加することが゛でき
る。

Ｎｉ≧０．１％０．１％未満では必要な強度が得られない。一方１．０
％を超えると添加量を増加させても添加効果は殆んど変
らないので、経済効率の点からは１．０％以下の添加量
であることが好ましい。

０．０１％≦ＭＯ≦１．０％ＭＯは少量の添加量で母材の強度を著しく増加させる効
果があり、特に厚物の強度確保に有用な元素であるが０
．０１％未満では添加効果が得られない。一方１．０％
を超えると特にＨＡＺが硬化し、溶接性が劣化する傾向
にある。

０．０１％≦Ｖ≦０．１５％０．０１％≦Ｎｂ≦０．１５％ ■及びＮｂはいずれも微量の添加で母材強度の増加に有
効な元素であるが、添加量が０．０１％未満ではいずれ
の元素も添加効果が得られない、一方０．１５％を超え
ると母材強度が増加する割合よりも溶接性が低下する割
合の方が著しくなる。

０．００２％≦Ｔｉ≦０．０５％０．００２％≦Ｚｒ≦０．０５％Ｔｉ及びＺｒのいずれもＨＡＺ靭性の向上に有効で母材
強度を増加させる元素であるが、いずれも０．００２％
以上の添加量でなければ添加効果が得られない、一方０
．０５％を超えるとＴｉ或はＺｒの非金属介在物が増加
すると共に大きな窒化物が析出することにより逆にＨＡ
Ｚ靭性が劣化し又母材の強度も低下する傾向にある。

０．０００３％≦Ｂ≦０．００２％Ｂは鋼の焼入、焼戻し処理においてＰの粒界偏析を阻止
し、母材の靭性を維持し強度を保つのに有効な元素であ
る。その添加効果が得られる為には０．０００３％以上
の添加量が必要であるが、一方０．００２％を超えると
Ｂ化合物が生成し、母材の強度が著しく劣化する。

更に本発明においては前記ＡＩ、Ｎｉ、Ｍｏ。

Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＢとは別に、若しくはこれら
と共にＣａ及びＣｅの中から１ｆ！或は２ｆｆｌの元素
を添加することができる。Ｃａ及びＣｅはいずれも酸硫
化物生成元素である為、これらを添加することによって
鋼中の介在物の性質及び形状を改善し、溶接部の高温割
れ感受性を、低下させると共に母材の２方向特性及び母
材のＨＡＺ靭性を向上させることができる。

Ｃａ≧０．００１％Ｃａは通常例えばＣａ−５ｔ、Ｃａ（ＣＮ）２゜ＣａＣ
，等の様な合金化合物の形態で溶鋼中に投入されること
により含有されるが、０．００１％未満では添加効果が
得られない。

０．００１％≦Ｃｅ≦０．１％Ｃｅは０．００１％未満では上記した介在物制御効果が
乏しく添加効果が得られない。一方０．１％を超えると
鋼塊の底部にＣｅＳ等の大型介在物が集積し、鋼板の超
音波探傷欠陥の原因となる。

［実施例］次に本発明の実施例たる鋼板並びに従来鋼板及び従来銅
板と異なる比較鋼板について試験を行なった。

第１表は試験材の化学組成を示すものである。

尚第１表備考欄のＱ、ＤＱ及びＴはそれぞれ次のことを
意味する。

Ｑ：オフライン焼入（焼入温度＝９３０℃）ＤＱ：圧延
後直接焼入（焼入温度：９５０℃）Ｔ：焼戻しく焼戻温度：６４０℃）これらのＮｏ、１．２，５，７，８．１１〜１５の各鋼
を海岸線に３年間曝露し、その間の板厚減少量とその期
間の層状剥離錆発生の有無を調査することによって耐塩
性試験をした。結果を第２表に示す。

第　　　２　　　表この調査結果によれば従来鋼及び比較ｔ！４（以下車に
鋼等ということがある。）（ＮＯ，１２〜１５）の板厚
減少量が０．１０〜０．１８ｍｍ以上であるのに対し、
本発明鋼（Ｎｏ、１．２，５，７，８゜１１）では全て
０．０３ｍｍ以下であった。また従来鋼等では層状剥離
錆が発生したが、本発明鋼では全く発生しなかった。

次に同じく第１表の鋼Ｎｏ、１〜１５のそれぞれについ
て機械的性質、溶接性及び溶接継手性能の試験を行なっ
た。機械的性質については引張強さと母材切欠靭性を、
溶接性については低温割れ防止予熱温度を、溶接継手性
能については入熱量３５にＪ／ｃｍのサブマージアーク
溶接継手ボンド部の切欠靭性をそれぞれ測定した。結果
を第３表に示す。

第　　　３　　　表第３表の結果から明らかな様に本発明ｗＩ（Ｎｏ。

１〜１１）の機械的性質、溶接性、溶接継手性能は従来
鋼等（Ｎｏ、１２〜１５）に比べて遜色ないものであっ
た。

引張強さに関して言えば従来鋼等は４４〜５５ｋｇｆ／
ｍｍ２であるのに対し本発明鋼は４４〜６５ｋｇｆ／ｍ
ｍ２であり、従来鋼等より劣るものではなく、特に本発
明鋼のＮｏ、７及びＮｏ、１１は焼入・焼戻し処理によ
り強度レベル６０キロ級のすぐれたものが得られた。

次に母材ｖＥｏは比較鋼等が１１〜２３　ｋｇｆ−ｍで
あるのに対して本発明鋼は１２〜２４　ｋｇｆ−ｍであ
り両者はほぼ同等であった。

本発明鋼の低温割れ防止温度は室温或は５０℃と良好で
あって特にＮＯ，１４の従来鋼の１２５℃に比べ極めて
優れていることがわかった。

ボンド部ｖＥｏは比較鋼等が７〜１３　ｋｇｆ−＋ｎで
あるのに対し、本発明鋼は１１〜２０　ｋｇｆ−ｍであ
って全体としては本発明鋼のボンド部ｖＥｏの方が良好
であった。

［発明の効果］本発明は以上の様に構成されているので従来不可能とさ
れていた海岸線での無塗装橋梁等の鋼構造物に利用する
ことができ優れた耐食効果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は海岸地帯での耐食性試験に関してＣｒ含有量の
及ぼす影響を各成分鋼毎に示した図である。

Claims

【特許請求の範囲】（１）Ｃ≦０．１０％（重量％の意味、以下同じ）Ｓｉ
≦０．７５％、０．３％≦Ｍｎ≦１．５％、０．０４％
≦Ｐ≦０．１５％、０．１％≦Ｃｕ≦０．６％、３％＜
Ｃｒ≦１０％、０．０２％≦Ａｌ≦１．０％を含有し、
残部鉄及び不可避不純物よりなることを特徴とする耐塩
害性に優れた溶接構造用高耐食性鋼板。（２）Ｃ≦０．１０％、Ｓｉ≦０．７５％、０．３％≦
Ｍｎ≦１．５％、０．０４％≦Ｐ≦０．１５％、０．１
％≦Ｃｕ≦０．６％、３％＜Ｃｒ≦１０％、０．０２％
≦Ａｌ≦１．０％を含有し更にＮｉ≧０．１％、Ｍｏ≧０．０１％、０．０１％≦Ｖ≦
０．１５％、０．０１％≦Ｎｂ≦０．１５％、０．００
２％≦Ｔｉ≦０．０５％、０．００２％≦Ｚｒ≦０．０
５％、０．０００３％≦Ｂ≦０．００２％よりなる群から選択される１種又は２種以上を含有し、
残部鉄及び不可避不純物よりなることを特徴とする耐塩
害性に優れた溶接構造用高耐食性鋼板。（３）Ｃ≦０．１０％、Ｓｉ≦０．７５％、０．３％≦
１．５％、０．０４％≦Ｐ≦１．５％、０．１％≦Ｃｕ
≦０．６％、３％＜Ｃｒ≦１０％、０．０２％≦Ａｌ≦
１．０％を含有し更に０．００１％≦Ｃｅ≦０．１％、Ｃａ≧０．００１％よ
りなる群から選択される１種又は２種を含有し、残部鉄
及び不可避不純物よりなることを特徴とする耐塩害性に
優れた溶接構造用高耐食性鋼板。（４）Ｃ≦０．１％、Ｓｉ≦０．７５％、０．３％≦Ｍ
ｎ≦１．５％、０．０４％≦Ｐ≦０．１５％、０．１％
≦Ｃｕ≦０．６％、３％＜Ｃｒ≦１０％、０．０２％≦
Ａｌ≦１．０％を含有し更にＮｉ≧０．１％、Ｍｏ≧０．０１％、０．０１％≦Ｖ≦
０．１５％、０．０１％≦Ｎｂ≦０．１５％、０．０２
％≦Ｔｉ≦０．０５％、０．０２％≦Ｚｒ≦０．０５％
、０．０００３％≦Ｂ≦０．００２％よりなる群から選択される１種又は２種以上を含有し更
に又０．００１％≦Ｃｅ≦０．１％、Ｃａ≧０．００１％よ
りなる群から選択される１種又は２種を含有し、残部鉄
及び不可避不純物よりなることを特徴とする耐塩害性に
優れた溶接構造用高耐食性鋼板。