CN101389782A - 船舶用耐腐蚀钢材 - Google Patents

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Abstract

本发明廉价地提供即使在船舶的压载舱等严酷的腐蚀环境下也不会受钢材表面状态左右的显现优良耐腐蚀性的船舶用耐腐蚀钢材。该船舶用耐腐蚀钢材以质量％计，含有C：0.03～0.25％、Si：0.05～0.50％、Mn：0.1～2.0％、P：0.025％以下、S：0.01％以下、Al：0.005～0.10％、W：0.01～1.0％、Cr：0.01％以上且小于0.20％，根据需要还含有选自Sb：0.001～0.3％和Sn：0.001～0.3％中的1种或2种，和/或选自Ni：0.005～0.25％、Mo：0.01～0.5％、Co：0.01～1.0％中的1种或2种以上，余量由Fe和不可避免的杂质构成。

Description

船舶用耐腐蚀钢材
技术领域
本发明涉及运煤船、矿砂船、矿砂煤兼用船、油轮、LPG船、LNG船、化学品运输船、集装箱船、散货船、运木船、木片专用船、冷藏船、汽车专用船、重货船、RORO船、石灰石专用船、水泥专用船等船舶所使用的耐腐蚀钢材，特别涉及处于海水造成的严酷腐蚀环境下的压载舱等所使用的船舶用耐腐蚀钢材。另外，本发明中的船舶用耐腐蚀钢材包括厚钢板、薄钢板、型钢、棒钢。
背景技术
船舶的压载舱由于在没有货物时注入海水而起到使船舶可以稳定航行的作用，因而处于非常严酷的腐蚀环境下。因此，压载舱所用钢材的防腐蚀中，通常并用利用环氧类涂料的防腐蚀涂膜的形成和阴极保护。
但是，即使提到这些防腐蚀对策，压载舱的腐蚀环境依然处于严酷的状态。即，当向压载舱中注入海水时，完全浸渍于海水中的部分在阴极保护发挥功能时，可以抑制腐蚀的进行。但是，压载舱的最上部附近、特别是上甲板的里侧不是浸渍于海水中，而是处于淋浴海水飞沫的状态下。因此，在这样的部位处，阴极保护不发挥作用。而且，由于钢板的温度因阳光而上升，因此该部位形成更加严酷的腐蚀环境，受到严重的腐蚀。另外，当未向压载舱中注入海水时，阴极保护完全不起作用，由于残留附着盐分的作用而受到严重的腐蚀。
处于这种严重腐蚀环境下的压载舱的防腐蚀涂膜的寿命一般为约10年，为船舶寿命(20年)的一半。因此，事实是剩余的10年通过进行修补喷漆来维持耐腐蚀性。但是，由于压载舱如上所述处于严酷的腐蚀环境下，因此即使进行修补喷漆也难以长时间维持其效果。另外，修补喷漆是在狭窄空间内的操作，因此就操作环境而言并不优选。因此，期待开发出尽可能延长至修补喷漆的时间、可以尽可能减少修补喷漆操作的耐腐蚀性优良的钢材。
因此，提出了几个提高压载舱等处于严酷腐蚀环境下的部位所使用的钢材本身的耐腐蚀性的技术。例如，专利文献1公开了在C：0.20质量％以下的钢中添加Cu：0.05～0.50质量％、W：0.01～小于0.05质量％作为耐腐蚀性改善元素，进而添加0.01～0.2质量％的Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Te、Be中的1种或2种以上而得到的耐腐蚀性低合金钢。另外，专利文献2中公开了在C：0.20质量％以下的钢材中添加Cu：0.05～0.50质量％、W：0.05～0.5质量％作为耐腐蚀性改善元素，进而添加0.01～0.2质量％的Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Te、Be中的1种或2种以上而得到的耐腐蚀性低合金钢。另外，专利文献3中公开了在C：0.15质量％以下的钢中添加Cu：0.05～小于0.15质量％、W：0.05～0.5质量％而得到的耐腐蚀性低合金钢。
另外，专利文献4中公开了在C：0.15质量％以下的钢中添加P：0.03～0.10质量％、Cu：0.1～1.0质量％、Ni：0.1～1.0质量％作为耐腐蚀性改善元素而得到的低合金耐腐蚀钢材上涂布焦油环氧涂料、纯环氧涂料、无溶剂型环氧涂料、聚氨酯涂料等防腐蚀涂料，从而得到被树脂包覆的压载舱。该技术通过提高钢材本身的耐腐蚀性，延长防腐蚀喷漆的寿命，期望在船舶使用期间的20～30年中实现无维修化。
另外，专利文献5提出了在C：0.15质量％以下的钢中添加Cr：0.2～5质量％作为耐腐蚀性改善元素来提高耐腐蚀性，实现船舶的无维修化。而且，在专利文献6中提出了压载舱的防腐蚀方法，其特征在于，将在C：0.15质量％以下的钢中添加Cr：0.2～5质量％作为耐腐蚀性改善元素而得到的钢材作为构成材料使用，同时使压载舱内部的氧气浓度相对于大气中的数值为0.5以下的比例。
另外，专利文献7提出了通过在C：0.1质量％以下的钢中添加Cr：0.5～3.5质量％来提高耐腐蚀性，实现船舶的无维修化。而且，在专利文献8中公开了通过在C：0.001～0.025质量％的钢中添加Ni：0.1～4.0质量％来提高涂膜的耐损伤性、减少修补喷漆等维护费用的船舶用钢材。
另外，专利文献9公开了通过在C：0.01～0.25质量％的钢中添加Cu：0.01～2.00质量％、Mg：0.0002～0.0150质量％，从而在船舶外板、压载舱、货油舱、铁矿石货舱等使用环境中具有耐腐蚀性的船舶用钢。而且，专利文献10中公开了在C：0.001～0.2质量％的钢中复合添加Mo、W和Cu、并限定作为杂质的P、S的添加量，从而抑制了原油油槽中发生的全面腐蚀、局部腐蚀的钢。
但是，上述专利文献1～3中对于构成压载舱等的钢材在通常涂布的锌底漆或环氧涂料等涂膜存在下的耐腐蚀性并未做充分研究，因此对于上述涂膜存在下的耐腐蚀性提高有进一步研究的必要。
另外，专利文献4的钢材为了提高基底金属的耐腐蚀性，较大量地添加P、达0.03～0.10质量％，从焊接性和焊接部韧性的方面考虑存在问题。另外，专利文献5和专利文献6的钢材较多地含有Cr、为0.2～5质量％，专利文献7的钢材也较多地含有Cr、为0.5～3.5质量％，它们除了均在焊接性和焊接部韧性上存在问题之外，还有制造成本提高的问题。另外，专利文献8的钢材由于C含量较低、Ni含量较高，因此存在制造成本增加的问题。
另外，专利文献9的钢材必须添加Mg，但由于制钢成品率不稳定，因此存在钢材的机械特性不稳定的问题。另外，专利文献10的钢材是在原油油槽内的H2S存在的环境下使用的耐腐蚀钢，在H2S不存在的压载舱中的耐腐蚀性尚不清楚。而且，由于并未对在压载舱用钢材上涂布有通常使用的锌底漆的状态下的耐腐蚀性进行研究，因此当应用于压载舱时，有必要进一步研究耐腐蚀性。
专利文献1：日本特开昭48-050921号公报
专利文献2：日本特开昭48-050922号公报
专利文献3：日本特开昭48-050924号公报
专利文献4：日本特开平07-034197号公报
专利文献5：日本特开平07-034196号公报
专利文献6：日本特开平07-034270号公报
专利文献7：日本特开平07-310141号公报
专利文献8：日本特开平2002-266052号公报
专利文献9：日本特开平2000-017381号公报
专利文献10：日本特开平2004-204344号公报
发明内容
一般而言，船舶是将厚钢板、薄钢板、型钢、棒钢等钢材进行焊接而建造的，并在该钢材的表面上实施防腐蚀喷漆而使用。上述防腐蚀喷漆通常涂敷锌底漆作为一次防锈，在进行次装配或主装配后，实施环氧类的喷漆作为二次喷漆(主喷漆)。因此，船舶的钢材表面的大部分都成为锌底漆和环氧喷漆的2层结构。但是，焊接部由于焊接热造成锌底漆烧坏，因此为了焊接后至主喷漆之间的防锈，作为补漆再次喷漆锌底漆。但是，当到主喷漆的时间短时，有时也不进行锌底漆的再喷漆。然后，船舶在建造后会进行航行，但长年使用的船舶中存在上述涂膜老化而无法充分发挥作为涂膜的功能的部分、涂膜脱落钢板成为裸露状态的部分。
即，作为结果，进行航行的船舶的钢材表面上存在设置了锌底漆和环氧喷漆2层结构的部位、仅有环氧喷漆的部分和裸露部分3种状态。因此，为了提高船舶的耐腐蚀性，需要在任何状态下均显示优良的耐腐蚀性的钢材。
因此，本发明的目的在于廉价地提供即使在船舶的压载舱等严酷的腐蚀环境下也不会被钢材的表面状态所左右而发挥优良的耐腐蚀性，能够延长至修补喷漆的时间，进而可以实现减少修补喷漆操作的船舶用耐腐蚀钢材。
发明人为了开发即使在海水造成的严酷腐蚀环境下也不受钢材表面状态左右而显示优良的耐腐蚀性的钢材，进行了深入研究。结果发现，将W和Cr作为必须元素，在此基础上再以适当范围含有Sb、Sn等提高耐腐蚀性的元素，由此，在锌底漆和环氧喷漆的2层结构、仅有环氧喷漆和裸露状态的任何状态下，均可获得显示优良的耐腐蚀性的钢材，从而完成了本发明。
即，本发明为含有C：0.03～0.25质量％、Si：0.05～0.50质量％、Mn：0.1～2.0质量％、P：0.025质量％以下、S：0.01质量％以下、Al：0.005～0.10质量％、W：0.01～1.0质量％、Cr：0.01质量％以上且小于0.20质量％、N：0.001～0.008质量％、余量由Fe和不可避免的杂质构成的船舶用耐腐蚀钢材。
本发明的钢材的特征在于，上述成分组成中，还含有下述A和B组中的至少1组的成分。
A组：选自Sb：0.001～0.3质量％和Sn：0.001～0.3质量％中的1种或2种
B组：选自Ni：0.005～0.25质量％、Mo：0.01～0.5质量％和Co：0.01～1.0质量％中的1种或2种以上
另外，本发明的钢材的特征在于，上述成分组成中，还含有下述C～E组中的至少1组的成分。
C组：选自Nb：0.001～0.1质量％、Ti：0.001～0.1质量％、Zr：0.001～0.1质量％和V：0.002～0.2质量％中的1种或2种以上
D组：B：0.0002～0.003质量％
E组：选自Ca：0.0002～0.01质量％、REM：0.0002～0.015质量％和Y：0.0001～0.1质量％中的1种或2种以上
另外，本发明的钢材的特征在于，在上述钢材的表面上形成环氧类涂膜、锌底漆涂膜或锌底漆涂膜和环氧涂膜而得到。
根据本发明，可以提供即使在海水造成的严酷腐蚀环境下也显示优良的耐腐蚀性的钢材，因此对延长至船舶修补喷漆的时间和减少修补喷漆操作可以起到很大作用。
具体实施方式
发明人为了开发在进行航行的船舶的钢材表面上存在的3个部分、即锌底漆和环氧喷漆的2层结构的部分、仅有环氧喷漆的部分和裸露状态的部分的任何状态下均具有优良的耐腐蚀性的钢材，进行了下述实验。
将添加有各种合金元素的钢进行熔炼后，热轧制成板厚5mm的热轧板，从这些热轧板上取5mmt×100mW×200mmL和5mmt×50mmW×150mmL的试验片，之后，对该试验片的表面实施喷砂处理，除去表面的氧化皮或油分后，制作实施了下述3种表面处理的暴露试验片。
条件A：在试验片表面上形成锌底漆(约15μm)和焦油环氧树脂涂料(约100μm)的2层覆膜
条件B：在试验片表面上形成焦油环氧树脂涂料(约100μm)的单层覆膜
条件C：对试验片表面进行喷砂后的裸露状态(无防腐蚀覆膜)
之后，将这些试验片供于盐水喷雾干湿反复腐蚀试验(salt-sprayalternate-drying-and-wetting corrosion test)，评价耐腐蚀性，该试验模拟相当于真船压载舱的上甲板内侧的腐蚀环境，以将35℃、5％NaCl溶液喷雾、2小时→60℃、RH25％、4小时→50℃、RH95％、2小时为1个循环的试验进行132个循环为基本条件。对于具有涂膜的条件A和B的试验片，在试验前用割刀赋予从涂膜的上面直至钢基表面的长80mm的刮痕，呈一字状，在试验后测定刮痕周围产生的涂膜膨胀面积，由此评价耐腐蚀性；或者对于没有涂膜的条件C的试验片，在试验后进行脱锈，由该脱锈的试验片重量和试验前重量的变化量(减少量)计算平均板厚减少量，从而评价耐腐蚀性。
综合上述腐蚀试验的结果，将各合金元素产生的耐腐蚀性效果总结于表1。
表1
(对于耐腐蚀性的效果)
Figure A200780006797D00111
简单地阐述该结果：
1)条件A(锌底漆+焦油环氧的2层涂膜)时：对耐腐蚀性的提高最有效的元素为Cr、其次为W、然后为Sb。
2)条件B(仅有焦油环氧涂膜)时：对耐腐蚀性的提高最有效的元素为W、其次为Sb、Sn。
3)条件C(裸露状态)时：对耐腐蚀性的提高最有效的元素为W、其次为Sb、Sn。
4)当复合含有W和Cr时，条件A下的耐腐蚀性比单独含有时更高，当追加含有Sb、Sn时，在条件A、B、C下发挥显著的效果。
5)Mo在条件A、B、C下耐腐蚀性稍有提高，Ni、Co在条件A、C下耐腐蚀性稍有提高。
根据上述试验结果，本发明中采用复合含有W和Cr的成分系作为提高耐腐蚀性的基本元素，进而，在要求耐腐蚀性时，采用追加含有选自Sb、Sn的1种或2种的成分设计。另外，当要求更优良的耐腐蚀性时，含有选自Ni、Mo、Co的1种或2种以上。
下面，具体地说明本发明的船舶用耐腐蚀钢材应具有的成分组成。
C：0.03～0.25质量％
C是提高钢材强度的有效元素，本发明中为了获得所需强度，需要含有0.03质量％以上。另一方面，超过0.25质量％含有时，使HAZ(焊接热影响部)的韧性降低。因此，C为0.03～0.25质量％的范围。另外，从在轧制中兼顾强度和韧性的观点出发，优选0.05～0.20质量％的范围。
Si：0.05～0.50质量％
Si是作为脱氧剂或者为了提高钢材强度而添加的元素，本发明中含有0.05质量％以上。但是，超过0.50质量％添加时，使钢的韧性变差，因此Si的上限为0.50质量％。
Mn：0.1～2.0质量％
Mn是具有防止热脆性、提高钢材强度的效果的元素，添加0.1质量％以上。但是，超过2.0质量％添加Mn时，使钢的韧性和焊接性降低，因此为2.0质量％以下。优选为0.5～1.6质量％的范围。
P：0.025质量％以下
P是使钢的母材韧性、焊接性和焊接部韧性变差的有害元素，优选尽可能地减少。特别是，P的含量超过0.025质量％时，母材韧性和焊接部韧性的降低增大。因此，P为0.025质量％以下，优选为0.014质量％以下。
S：0.01质量％以下
S是使钢的韧性和焊接性变差的有害元素，因此优选尽可能地减少，本发明中为0.01质量％以下。
Al：0.005～0.10质量％
Al是作为脱氧剂添加的元素，添加0.005质量％以上。但是，超过0.10质量％含有时，由于钢基的腐蚀而溶出的Al3+造成钢基表面的pH降低、耐腐蚀性变差，因此以0.10质量％为上限。
W：0.01～1.0质量％
W如上所述，在锌底漆+环氧涂膜的存在下提高耐腐蚀性，在环氧涂膜存在下显著地提高耐腐蚀性。另外，即使在裸露状态下也会显著地提高耐腐蚀性。因此，在本发明的钢材中是最重要的提高耐腐蚀性的元素之一。上述效果在含有W：0.01质量％以上时显现出来。但是，超过1.0质量％时，该效果饱和。因此，W的含量为0.01～1.0质量％的范围。
W具有上述提高腐蚀性的效果的理由在于，随着钢板腐蚀，产生的锈中生成WO4 2-，由于该WO4 2-的存在，抑制氯化物离子侵入钢板表面，而且，在钢板表面的阳极部等pH下降的部位处产生难溶性的FeWO4，该FeWO4的存在，也抑制氯化物离子侵入钢板表面，通过抑制氯化物离子侵入钢板表面，有效地抑制钢板的腐蚀。另外，通过WO4 2-的缓蚀剂作用，也可以抑制钢的腐蚀。
Cr：0.01质量％以上且小于0.20质量％
Cr在锌底漆+环氧涂膜的存在下发挥优良的耐腐蚀性，因此在本发明的钢材中是重要的元素之一。在锌底漆存在下，锌底漆中的Zn溶出，形成ZnO或ZnCl2·4Zn(OH)2等Zn类腐蚀产物，推测Cr作用于该Zn类腐蚀产物，进一步提高由Zn类腐蚀产物所产生的钢基防腐蚀性。这种在锌底漆存在下的Cr的耐腐蚀性提高效果在含有0.01质量％以上时显现出来。但是，当含有0.20质量％以上时，会使焊接部韧性变差。因此，Cr含量为0.01质量％以上且小于0.20质量％的范围。
N：0.001～0.008质量％
N是对于韧性有害的成分，为了提高韧性，优选尽可能地减少。但是，工业上难以降低至小于0.001质量％。相反，含有0.008质量％以上会使韧性显著变差。因此，本发明中设定N的含量为0.001～0.008质量％的范围。
本发明的钢材为了进一步提高耐腐蚀性，除了上述成分之外，还可以含有下述成分。
Sb：0.001～0.3质量％和Sn：0.001～0.3质量％中的1种或2种
Sb具有提高锌底漆+环氧涂膜存在下、环氧涂膜存在下和裸露状态下的耐腐蚀性的效果。另外，Sn具有提高环氧涂膜存在下和裸露状态下的耐腐蚀性的效果。Sb、Sn的上述效果是由于抑制了钢板表面的阳极部等pH降低部位处的腐蚀的缘故。这些效果在Sn、Sb均含有0.001质量％以上时显现出来，但超过0.3质量％时，使母材韧性和HAZ部韧性变差，因此分别优选0.001～0.3质量％的范围。
Ni：0.005～0.25质量％、Mo：0.01～0.5质量％和Co：0.01～1.0质量％中的1种或2种以上
Ni、Mo、Co稍稍提高在锌底漆+环氧涂膜的存在下和裸露状态下的耐腐蚀性，而且，Mo在环氧涂膜存在下也可稍提高耐腐蚀性。因此，在想要进一步提高耐腐蚀性时，可以辅助地含有这些元素。Ni、Mo、Co的上述效果的原因在于锈粒子的微细化作用和因Mo在锈中进一步生成MoO4 2-而抑制氯化物离子侵入钢板表面。这些效果在含有0.005质量％以上的Ni、0.01质量％以上的Mo、0.01质量％以上的Co时显现出来。
但是，即使添加超过0.25质量％的Ni、超过0.5质量％的Mo、超过1.0质量％的Co，其效果也已饱和，在经济上是不利的。因此，Ni、Mo、Co分别优选在上述范围内含有。
本发明的钢材为了提高钢材的强度和/或提高韧性，除了上述成分之外还可以含有下述成分。
Nb：0.001～0.1质量％、Ti：0.001～0.1质量％、Zr：0.001～0.1质量％和V：0.002～0.2质量％中的1种或2种以上
Nb、Ti、Zr、V均是提高钢材强度的元素，可以根据需要的强度选择含有。为了得到这种效果，Nb、Ti、Zr分别优选含有0.001质量％以上，V优选含有0.002质量％以上。但是，当Nb、Ti、Zr超过0.1质量％、V超过0.2质量％添加时，韧性降低，因此Nb、Ti、Zr、V优选以上述值为上限进行添加。
B：0.0002～0.003质量％
B是提高钢材强度的元素，可以根据需要含有。为了得到上述效果，优选含有0.0002质量％以上。但是，超过0.003质量％添加时，韧性变差。因此，优选以0.0002～0.003质量％的范围含有B。
Ca：0.002～0.01质量％、REM：0.0002～0.015质量％和Y：0.0001～0.1质量％中的1种或2种以上
Ca、REM、Y均是对提高焊接热影响部的韧性具有效果的元素，可以根据需要选择含有。该效果可以通过含有Ca：0.0002质量％以上、REM：0.0002质量％以上、Y：0.0001质量％以上而获得，但超过Ca：0.01质量％、REM：0.015质量％、Y：0.1质量％添加时，反而会导致韧性的降低，因此Ca、REM、Y优选分别以上述值作为上限而含有。
本发明的钢材的上述以外的成分优选为Fe和不可避免的杂质。但是，只要在不损害本发明效果的范围内，当然不拒绝含有上述以外的成分。
下面，对本发明的耐腐蚀钢材的优选制造方法进行说明。
优选将上述成分组成的钢水以转炉、电炉等通常公知的方法进行熔炼，通过连续铸造法、铸锭法等通常公知的方法制成钢板坯或方钢坯等钢原材。另外，当然也可以对钢水实施浇包精炼或真空脱气等处理。
接着，优选将上述钢原材加热至优选1050～1250℃的温度后热轧成所需的尺寸形状，或者当钢原材的温度为可热轧程度的高温时在不加热或均热的程度下立即热轧成所需尺寸形状的钢材。
另外，在热轧中，为了确保强度，优选优化热终轧终止温度和热终轧终止后的冷却速度，热终轧终止温度优选为700℃以上，热终轧终止后的冷却优选进行空冷或冷却速度100℃/s以下的加速冷却。另外，冷却后还可以实施再加热处理。
实施例
在真空熔炼炉或转炉中熔炼具有表2所示成分组成的钢，将钢板坯装入加热炉，加热至1150℃，进行热轧，制成厚25mm的厚钢板，对如此得到的钢板，研究母材的拉伸特性和冲击特性。另外，施加相当于投入热量为150kJ/cm的埋弧焊的热循环，使HAZ部重现，供于冲击特性(重现HAZ冲击特性)的评价。
接着，从各个厚钢板取5mmt×100mW×200mmL和5mmt×50mmW×150mmL的试验片，对试验片表面进行喷砂后，实施以下的条件A～C的表面处理，制作暴露试验片。
条件A：在试验片表面上形成锌底漆(约15μm)和焦油环氧树脂涂料(约200μm)的2层覆膜
条件B：在试验片表面上形成焦油环氧树脂涂料(约200μm)的单层覆膜
条件C：对试验片表面实施喷砂的裸露状态(无防腐蚀覆膜)
另外，在具有涂膜的上述条件A和B的试验片上，用割刀赋予从涂膜的上面直到钢基表面的长80mm的刮痕，呈一字状。
之后，将这些试验片安装在真船的压载舱的上甲板内侧，供于暴露试验。另外，该暴露试验的时间为3年，压载舱的腐蚀环境以压载舱内进入海水的时间为约20天、未进入海水的时间为约20天为1个循环，将其重复进行。另外，暴露试验中耐腐蚀性的评价如下进行：对于具有涂膜的条件A和B的试验片，测定刮痕周围产生的涂膜膨胀面积，另外，对于不具有涂膜的条件C的试验片，在试验后进行脱锈，由该脱锈的试验片重量和试验前重量的变化量(减少量)计算平均板厚减少量，将不特别含有耐腐蚀性提高元素的No.21的钢作为基础钢(100)，计算各试验片相对于其的比例，进行评价。
表3表示拉伸试验、冲击试验的结果，表4表示暴露2年和暴露3年的结果。由表4的暴露3年的结果可知，满足本发明成分组成的发明例No.1～20的钢在条件A～C的任何试验片中，相对于基础钢(No.21)的涂膜膨胀面积和板厚减少量均为50％以下、具有良好的耐腐蚀性。另外，No.20的钢在暴露2年的结果中，在锌底漆+环氧涂膜条件下基础钢比为73％，而在暴露3年的结果中，变为42％，显现出W、Cr的耐腐蚀性效果。
与此相对，不满足本发明成分组成的No.22～24的钢与基础钢(No.21)相比即使耐腐蚀性有所提高，相对于基础钢的比例也有时超过50％，另外，No.26中由于Al超过上限值，因此在所有条件下耐腐蚀性均变差。另外，对于No.25、27的钢，相对于基础钢的耐腐蚀性的比例虽然为50％以下，但焊接部的冲击特性严重变差。
产业实用性
本发明的船舶用耐腐蚀钢材由于在海水造成的腐蚀环境下显示优良的耐腐蚀性，因此不仅可以用于船舶的压载舱，还可以用于在其它类似的腐蚀环境下使用的用途。
表3
Figure A200780006797D00191

Claims (9)

1.一种船舶用耐腐蚀钢材，其含有C：0.03～0.25质量％、Si：0.05～0.50质量％、Mn：0.1～2.0质量％、P：0.025质量％以下、S：0.01质量％以下、Al：0.005～0.10质量％、W：0.01～1.0质量％、Cr：0.01质量％以上且小于0.20质量％、N：0.001～0.008质量％，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
2.如权利要求1所述的船舶用耐腐蚀钢材
Figure A200780006797C0002161503QIETU
其特征在于，所述成分组成中，还含有选自Sb：0.001～0.3质量％和Sn：0.001～0.3质量％中的1种或2种。
3.如权利要求1或2所述的船舶用耐腐蚀钢材，其特征在于，所述成分组成中，还含有选自Ni：0.005～0.25质量％、Mo：0.01～0.5质量％和Co：0.01～1.0质量％中的1种或2种以上。
4.如权利要求1～3中任一项所述的船舶用耐腐蚀钢材，其特征在于，所述成分组成中，还含有选自Nb：0.001～0.1质量％、Ti：0.001～0.1质量％、Zr：0.001～0.1质量％和V：0.002～0.2质量％中的1种或2种以上。
5.如权利要求1～4中任一项所述的船舶用耐腐蚀钢材，其特征在于，所述成分组成中，还含有B：0.0002～0.003质量％。
6.如权利要求1～5中任一项所述的船舶用耐腐蚀钢材，其特征在于，所述成分组成中，还含有选自Ca：0.0002～0.01质量％、REM：0.0002～0.015质量％和Y：0.0001～0.1质量％中的1种或2种以上。
7.如权利要求1～6中任一项所述的船舶用耐腐蚀钢材，其特征在于，在所述钢材的表面上形成环氧类涂膜而得到。
8.如权利要求1～6中任一项所述的船舶用耐腐蚀钢材，其特征在于，在所述钢材的表面上形成锌底漆涂膜而得到。
9.如权利要求1～6中任一项所述的船舶用耐腐蚀钢材，其特征在于，在所述钢材的表面上形成锌底漆涂膜和环氧类涂膜而得到。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102099502A (zh) * 2009-03-30 2011-06-15 新日本制铁株式会社 天然气焚烧或者液化石油气焚烧设备烟囱或烟道用耐蚀钢
CN103667892A (zh) * 2013-11-29 2014-03-26 国网河南省电力公司平顶山供电公司 一种耐酸性土壤腐蚀耐磨的接地网合金材料
CN104105806A (zh) * 2012-01-25 2014-10-15 杰富意钢铁株式会社 用于煤船或煤炭/矿石兼用船船舱的耐腐蚀钢
CN104372246A (zh) * 2014-11-11 2015-02-25 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 一种400MPa级含钨耐蚀螺纹钢筋及其制备方法
CN104831172A (zh) * 2015-04-23 2015-08-12 苏州劲元油压机械有限公司 一种液压站用固定板的制造工艺
CN105568174A (zh) * 2016-02-03 2016-05-11 福建海峡西岸知识产权研究院有限公司 一种半潜船结构材料及其制备方法
CN105970086A (zh) * 2016-06-29 2016-09-28 巢湖鹏远金属焊管有限公司 高强度耐腐蚀直缝焊管用钢
CN106854737A (zh) * 2016-12-15 2017-06-16 苏州赛斯德工程设备有限公司 一种户外柜体用防腐钢
CN107034419A (zh) * 2017-06-21 2017-08-11 合肥博创机械制造有限公司 一种耐腐蚀金属材料及其生产工艺
CN113025924A (zh) * 2021-02-07 2021-06-25 首钢集团有限公司 一种超高强双相耐蚀搅拌罐用钢及其生产工艺

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5396758B2 (ja) 2007-07-27 2014-01-22 Ｊｆｅスチール株式会社 船舶のバラストタンク用熱間圧延形鋼およびその製造方法
JP5320919B2 (ja) * 2007-09-25 2013-10-23 Ｊｆｅスチール株式会社 原油タンク用熱間圧延形鋼およびその製造方法
WO2009041703A1 (ja) * 2007-09-25 2009-04-02 Jfe Steel Corporation 原油タンク用熱間圧延形鋼およびその製造方法
JP4502075B1 (ja) * 2008-12-24 2010-07-14 Ｊｆｅスチール株式会社 原油タンカー用耐食鋼材
CN106103769B (zh) * 2014-12-18 2017-10-24 新日铁住金株式会社 钢材、使用该钢材的船舶的压载舱和船舱、以及具备该压载舱或船舱的船舶
CN107540119A (zh) * 2016-06-29 2018-01-05 北京联合创业环保工程股份有限公司 一种高盐高有机物废水的处理方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54131522A (en) * 1978-04-03 1979-10-12 Nippon Steel Corp Steel highly resistant against hydrogen induced blister and cracking
EP0021349B1 (en) * 1979-06-29 1985-04-17 Nippon Steel Corporation High tensile steel and process for producing the same
JP2822853B2 (ja) * 1993-07-15 1998-11-11 住友金属工業株式会社 耐久性に優れたバラストタンク
JP4081991B2 (ja) * 2000-04-25 2008-04-30 Ｊｆｅスチール株式会社 貨油タンク用耐食鋼およびその製造方法
JP4483107B2 (ja) * 2001-03-09 2010-06-16 Ｊｆｅスチール株式会社 塗膜寿命性に優れた船舶用鋼材
JP5044874B2 (ja) * 2001-05-11 2012-10-10 Ｊｆｅスチール株式会社 防食性に優れた塗装鋼材
JP3753088B2 (ja) * 2001-07-04 2006-03-08 住友金属工業株式会社 カーゴオイルタンク用鋼材
JP4267367B2 (ja) * 2002-06-19 2009-05-27 新日本製鐵株式会社 原油油槽用鋼およびその製造方法、原油油槽およびその防食方法
JP4449691B2 (ja) * 2004-04-14 2010-04-14 住友金属工業株式会社 カーゴオイルタンク用鋼材

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102099502A (zh) * 2009-03-30 2011-06-15 新日本制铁株式会社 天然气焚烧或者液化石油气焚烧设备烟囱或烟道用耐蚀钢
CN104105806A (zh) * 2012-01-25 2014-10-15 杰富意钢铁株式会社 用于煤船或煤炭/矿石兼用船船舱的耐腐蚀钢
CN103667892A (zh) * 2013-11-29 2014-03-26 国网河南省电力公司平顶山供电公司 一种耐酸性土壤腐蚀耐磨的接地网合金材料
CN103667892B (zh) * 2013-11-29 2016-04-13 国家电网公司 一种耐酸性土壤腐蚀耐磨的接地网合金材料
CN104372246A (zh) * 2014-11-11 2015-02-25 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 一种400MPa级含钨耐蚀螺纹钢筋及其制备方法
CN104831172A (zh) * 2015-04-23 2015-08-12 苏州劲元油压机械有限公司 一种液压站用固定板的制造工艺
CN105568174A (zh) * 2016-02-03 2016-05-11 福建海峡西岸知识产权研究院有限公司 一种半潜船结构材料及其制备方法
CN105970086A (zh) * 2016-06-29 2016-09-28 巢湖鹏远金属焊管有限公司 高强度耐腐蚀直缝焊管用钢
CN106854737A (zh) * 2016-12-15 2017-06-16 苏州赛斯德工程设备有限公司 一种户外柜体用防腐钢
CN107034419A (zh) * 2017-06-21 2017-08-11 合肥博创机械制造有限公司 一种耐腐蚀金属材料及其生产工艺
CN113025924A (zh) * 2021-02-07 2021-06-25 首钢集团有限公司 一种超高强双相耐蚀搅拌罐用钢及其生产工艺

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Publication number Publication date
KR101115275B1 (ko) 2012-03-14
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CN101389782B (zh) 2011-05-25
KR20080090541A (ko) 2008-10-08
DK1990437T3 (en) 2016-09-19

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