CN105209652A - 耐候性优良的钢材 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种主要在桥梁等室外使用、特别是在高温且存在旱季等雨量少的干燥期的环境下适合作为结构用钢材的耐候性钢。该钢材含有特定量的C、Si、Mn、P、S、Al、Cu、Nb、Sn，此外，至少满足(1)式、(2)式中的任一个，并且满足(3)式，根据需要含有Ni、Cr、Mo、W、Co、Sb、Ti、V、Zr、B、REM、Ca、Mg中的一种以上，余量由铁和不可避免的杂质构成。(Cu-0.01)×(Sn-0.005)×(Nb-0.005)×104≥0.08(1)、(Cu-0.01)×(Ni-0.01)×(Cr-0.01)×50≥0.08(2)、(Cu+10×Sn)/(2×Ni+0.5×Si)＜10(3)，其中，各元素符号表示含量(质量％)，不含有的元素设为0。

Description

耐候性优良的钢材
技术领域
本发明涉及耐候性(atmosphericcorrosionresistance)优良的钢材，涉及适合作为主要在桥梁等室外使用、特别是在高温且存在旱季等雨量少的干燥期的环境下要求耐候性的结构用钢材(structuralsteelmaterial)的钢材。
背景技术
以往，对于在桥梁等室外使用的钢结构物(steelstructures)而言使用耐候性钢(weatheringsteel)。已知耐候性钢是在暴露于大气的环境(atmosphericexposureenvironment)下通过表面被富集了(concentrated)Cu、P、Cr、Ni等合金元素的保护性高的锈层(highlyprotectiverustlayer)覆盖而腐蚀速度(corrosionrate)显著降低的钢材，使用了耐候性钢的桥梁在无涂装的状态下能够耐受几十年的使用。
耐候性钢在二十世纪三十年代由美国开发，被应用在建筑等中。然后，也被引入日本，由高炉制造商各公司开发的耐候性钢被应用于桥梁等中。BRICS、东亚地区的经济发展显著的各国目前正在完善基本建设，与涂装桥梁相比，使用了耐候性钢的无涂装桥梁能够将维护成本抑制得较低，因此期望应用。另外，对于进行了涂装的桥梁而言，如果涂膜寿命(coatinglife)延长，则重新涂装(repaint)的频率降低，可抑制维护成本。因此，期望能够延长涂装寿命的钢材。
这些国家中包括很多特别是处于高温环境的国家，因此应用耐候性钢的情况下，重要的是在这样的环境下具有优良的耐候性、进一步低成本。
作为低成本的钢材的必要条件，除合金成本低以外，从供应和生产效率的观点出发，还需要容易制造。
在BRICS、东亚地区各国中，预测今后针对能够无涂装使用且低成本、并且也具备作为结构用钢的强度的耐候性钢的性能提高的期望会增强。
以往以来提出了多种使钢材的耐候性提高的方法。例如，在专利文献1中公开了添加了Cu和1质量％以上的Ni的高耐候性钢材。在专利文献2中公开了添加了1质量％以上的Ni和Mo的耐候性优良的钢材。
另外，在专利文献3中公开了除Ni以外还添加了Cu、Ti的耐候性优良的钢材。在专利文献4中公开了含有大量Ni、除此以外还含有Cu、Mo、Sn、Sb、P等的焊接结构用钢材，在专利文献5中公开了添加了Sn的耐腐蚀性优良的钢材。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-172370号公报
专利文献2：日本特开2002-309340号公报
专利文献3：日本特开平11-71632号公报
专利文献4：日本特开平10-251797号公报
专利文献5：日本特开2012-255184号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，对于如专利文献1～3那样增加Ni的含量的情况、如专利文献4那样增加Ni和P的含量、含有Cu、Mo、Sn、Sb等的钢材而言，由于合金成本的升高导致钢材的价格升高。专利文献4的情况下，进一步由于P的含量高，因此焊接性降低。在专利文献5中，由于使Sn的含量增加，因此助长了表面红热脆性(surfacehotshortness)。
因此，本发明的目的在于提供一种减少了Ni、Mo等价格昂贵的合金元素的含量、制造性也良好的廉价且还具备作为结构用钢的强度的耐候性优良的钢材。
用于解决问题的手段
本发明人们为了解决上述课题进行了深入研究，发现在成分组成中在一定量的Cu的基础上复合含有微量的Nb和Sn，由此高温环境下的钢材的无涂装使用时的耐候性和涂装的耐久性(durability)提高。表现出优良的耐候性和涂装的耐久性的详细原因还不清楚，推测如下。
1.Cu使锈粒子微细化由此使锈层致密化(dense)，因此防止氧、氯化物离子这样的腐蚀促进因子(corrosion-acceleratingfactor)透过锈层到达基材(thebasematerial)(钢(steel))。此外，Cu在钢的界面附近富集(concentrate)，因此抑制钢的阳极反应。
2.Nb在基材(钢)的界面附近富集由此抑制钢的阳极反应和阴极反应。
3.Sn与Nb同样地在基材(钢)的界面附近富集，因此钢的阳极反应和阴极反应得到抑制。
4.复合含有Cu、Nb、Sn的情况下，与单独含有这些合金元素的情况相比，耐腐蚀性显著提高。
本发明是基于所得到的见解进一步加以研究而完成的，即本发明为：
(1)一种耐候性优良的钢材，其特征在于，成分组成以质量％计为：
C：0.030％以上、低于0.200％、
Si：0.10％以上、1.00％以下、
Mn：0.20％以上、2.00％以下、
P：0.003％以上、0.030％以下、
S：0.0001％以上、0.020％以下、
Al：0.001％以上、0.100％以下、
Cu：0.01％以上、0.50％以下、
Nb：0.005％以上、0.200％以下、
Sn：0.005％以上、0.200％以下，
此外，至少满足(1)式、(2)式中的任一个，并且满足(3)式，余量由铁和不可避免的杂质构成。
(Cu-0.01)×(Sn-0.005)×(Nb-0.005)×104≥0.08(1)
(Cu-0.01)×(Ni-0.01)×(Cr-0.01)×50≥0.08(2)
(Cu+10×Sn)/(2×Ni+0.5×Si)＜10(3)
其中，各元素符号表示含量(质量％)，不含有的元素设为0。
(2)如(1)所述的耐候性优良的钢材，其特征在于，以质量％计还含有选自
Ni：0.01％以上、1.00％以下、
Cr：0.01％以上、1.00％以下、
Mo：0.005％以上、1.000％以下、
W：0.010％以上、1.000％以下、
Co：0.010％以上、0.500％以下、
Sb：0.005％以上、0.200％以下
中的一种以上。
(3)如(1)或(2)所述的耐候性优良的钢材，其特征在于，以质量％计还含有选自
Ti：0.005％以上、0.200％以下、
V：0.005％以上、0.200％以下、
Zr：0.005％以上、0.200％以下、
B：0.0001％以上、0.0050％以下
中的一种以上。
(4)如(1)至(3)中任一项所述的耐候性优良的钢材，其特征在于，以质量％计还含有选自
REM：0.0001％以上、0.0100％以下、
Ca：0.0001％以上、0.0100％以下、
Mg：0.0001％以上、0.0100％以下
中的一种以上。
(5)如(1)至(4)中任一项所述的耐候性优良的钢材，其特征在于，以质量％计还含有选自
Ta：0.001％以上、0.100％以下、
Bi：0.001％以上、0.100％以下、
Se：0.001％以上、0.100％以下、
Hf：0.001％以上、0.100％以下
中的一种以上。
(6)一种耐候性优良的钢材，其特征在于，在具有(1)至(5)中任一项所述的组成的钢材的表面具有涂膜。
发明效果
根据本发明，可以得到制造性优良、合金成本低且廉价的耐候性优良的结构用钢材，产业上极其有用。
具体实施方式
以下，对本发明详细地进行说明。在说明中，％设定为质量％。
C：0.030％以上、低于0.200％
C是使钢材的强度提高的元素，为了确保作为结构用钢的规定强度，需要含有0.030％以上。另一方面，为0.200％以上时，焊接性(weldability)和韧性(toughness)降低。因此，将C含量设定为0.030％以上、且低于0.200％。
Si：0.10％以上、1.00％以下
Si在本发明中是重要的元素。Si使整个锈层的锈粒微细化而形成致密的锈层，由此使钢材的耐候性提高。另外，具有防止热轧时的钢材表面的裂纹的效果。为了得到这些效果，需要含有0.10％以上。另一方面，含有超过1.00％时，韧性和焊接性显著降低。因此，将Si含量设定为0.10％以上、1.00％以下。优选为0.20％以上、0.80％以下，更优选为0.40％以上、0.60％以下。
Mn：0.20％以上、2.00％以下
Mn是使钢材的强度提高的元素，为了确保作为结构用钢的规定强度，需要含有0.20％以上。另一方面，含有超过2.00％时，韧性和焊接性降低。因此，将Mn含量设定为0.20％以上、2.00％以下。
P：0.003％以上、0.030％以下
P是使钢材的耐候性提高的元素。为了得到这样的效果，需要含有0.003％以上。另一方面，含有超过0.030％时，焊接性降低。因此，将P含量设定为0.003％以上、0.030％以下。
S：0.0001％以上、0.020％以下
S含有超过0.020％时，焊接性和韧性降低。但另一方面，使含量降低至低于0.0001％时，生产成本增大。因此，将S含量设定为0.0001％以上、0.020％以下。
Al：0.001％以上、0.100％以下
Al对于制钢时的脱氧(deoxidation)而言是必要元素。为了得到这样的效果，需要含有0.001％以上。另一方面，超过0.100％时，对焊接性带来不良影响。因此，将Al含量设定为0.001％以上、0.100％以下。
Cu：0.01％以上、0.50％以下
Cu在本发明中是重要的元素。通过使其与Nb和Sn共存，具有使钢材的耐候性显著提高的效果。Cu在锈层与基材(钢)的界面(以下，有时也简称为锈层-基材(钢)界面或者钢界面。)附近富集由此抑制钢的阳极反应。另外，具有使锈层的锈粒微细化而形成致密的锈层、抑制作为腐蚀促进因子的氯化物离子向基材(钢)透过的效果。这些效果在含量为0.01％以上时可以得到。另一方面，超过0.50％时，随着Cu含量增加会招致合金成本升高。因此，将Cu含量设定为0.01％以上、0.50％以下。优选为0.05％以上、0.40％以下，更优选为0.07％以上、0.30％以下。
Nb：0.005％以上、0.200％以下
Nb在本发明中是重要的元素。通过使其与Cu和Sn共存，具有使钢材的耐候性显著提高的效果。Nb在阳极部在锈层与基材(钢)的界面附近富集，因此抑制阳极反应和阴极反应。为了充分得到这些效果，需要含有0.005％以上。另一方面，超过0.200％时，招致韧性的降低。因此，将Nb含量设定为0.005％以上、0.200％以下。优选为0.008％以上、0.100％以下，进一步优选为0.010％以上、0.030％以下。
Sn：0.005％以上、0.200％以下
Sn在本发明中是重要的元素。通过使其与Cu和Nb共存，具有使钢材的耐候性显著提高的效果。Sn在钢界面形成含有Sn的氧化被膜，抑制钢的阳极反应和阴极反应，由此使钢材的耐候性提高。为了充分得到这些效果，需要含有0.005％以上。另一方面，超过0.200％时，会招致钢的延展性、韧性的降低。因此，将Sn含量设定为0.005％以上且0.200％以下。优选为0.010％以上、0.100％以下，更优选为0.020％以上、低于0.050％。
(Cu-0.01)×(Sn-0.005)×(Nb-0.005)×104≥0.08··(1)
(Cu-0.01)×(Ni-0.01)×(Cr-0.01)×50≥0.08··(2)
(1)式是为了使合金元素在锈层-基材(钢)界面附近富集而抑制腐蚀反应由此使耐腐蚀性提高而规定的。本发明中所认识到的锈层-基材(钢)界面处的耐腐蚀性提高效果并非在整个锈层而是主要在界面附近发挥效果，具有这样的效果的Nb、Sn在基材(钢)中的添加量微量即可。但是，Nb、Sn通过与Cu共存而表现出效果，因此Cu、Sn、Nb以满足(Cu-0.01)×(Sn-0.005)×(Nb-0.005)×104≥0.08的方式含有。
(2)式是为了使整个锈层致密化而抑制腐蚀促进因子的透过由此使耐腐蚀性提高而规定的。耐候性钢通过富集了Cu、Cr、Ni等元素的致密的锈层而抑制作为腐蚀促进因子的氧、氯化物离子的透过，由此使耐腐蚀性提高。为了得到大气环境下的耐腐蚀性提高效果，Cu、Ni、Cr以满足(Cu-0.01)×(Ni-0.01)×(Cr-0.01)×50≥0.08的方式含有。
在本发明中，以(1)式和(2)式之中至少满足其中一个式子的方式调节成分组成。如后所述，在本发明中，Ni和Cr为选择元素。不含有Ni和Cr的情况下，(2)式中的Ni和Cr分别设为0。在本发明中，将(1)式和(2)式的左边称为耐腐蚀性(corrosionresistance)指标。
(Cu+10×Sn)/(2×Ni+0.5×Si)＜10····(3)
本发明涉及的钢材同时含有Cu、Sn，因此有时热轧(hotrolling)时的表面裂纹(surfacecrack)成为问题。Ni、Si具有抑制这样的表面裂纹的效果，因此为了防止表面裂纹，以满足(3)式的方式调节成分组成。如后所述，在本发明中，Ni为选择元素。不含有Ni的情况下，(3)式中的Ni设为0。在本发明中，将(3)式的左边称为表面红热脆性(surfacehotshortness)指标。
需要说明的是，在(1)式、(2)式及(3)式中，各元素为含量(质量％)，不含有的元素设为0。
以上为本发明的基本成分组成，余量为Fe和不可避免的杂质。在此，作为不可避免的杂质，N：0.010％以下、O：0.010％以下可被允许。另外，作为不可避免的杂质含有Ca的情况下，在钢中大量存在时，会使焊接热影响部的韧性降低，因此优选为0.0010％以下。
此外，使特性提高的情况下，可以添加选自Ni、Cr、Mo、W、Co、Sb中的一种以上作为选择元素。
Ni：0.01％以上、1.00％以下
Ni具有使锈粒微细化而形成致密的锈层、提高结构用钢材的耐候性的效果。为了充分地得到这样的效果，需要含有0.01％以上。另一方面，含有超过1.00％时，会招致合金成本的升高。因此，含有Ni的情况下，含量设定为0.01％以上、1.00％以下。优选为0.01％以上、低于0.20％，更优选为0.01％以上、低于0.10％。
Cr：0.01％以上、1.00％以下
Cr是使锈粒微细化而形成致密的锈层、提高耐侯性的元素。为了得到这样的效果，需要含有0.01％以上。另一方面，添加过量Cr时，焊接性降低。因此，含有Cr的情况下，含量设定为0.01％以上、1.00％以下。
Mo：0.005％以上、1.000％以下
对于Mo而言，MoO4 2-随着钢的阳极反应而溶出，从而MoO4 2-在锈层中分布，由此防止作为腐蚀促进因子的氯化物离子透过锈层而到达基材(钢)。另外，含有Mo的化合物在钢界面沉淀，由此抑制钢的阳极反应。为了充分地得到这些效果，需要含有0.005％以上。另一方面，超过1.000％时，随着Mo消耗量增加会招致成本升高。因此，含有的情况下，将Mo含量设定为0.005％以上、1.000％以下。
W：0.010％以上、1.000％以下
对于W而言，WO4 2-随着钢的阳极反应而溶出，在锈层中以WO4 2-的形式分布，由此静电性地防止作为腐蚀促进因子的氯化物离子透过锈层而到达基材(钢)。此外，含有W的化合物在钢界面沉淀，由此抑制钢的阳极反应。为了充分地得到这些效果，需要含有0.010％以上。另一方面，超过1.000％时，随着W消耗量增加会招致成本升高。因此，含有的情况下，将W含量设定为0.010％以上、1.000％以下。
Co：0.010％以上、0.500％以下
Co具有分布在整个锈层使锈粒微细化而形成致密的锈层、使钢材的耐候性提高的效果。为了充分地得到这样的效果，需要含有0.01％以上。另一方面，超过0.500％时，随着Co消耗量增加会招致成本升高。因此，含有的情况下，将Co含量设定为0.010％以上、0.500％以下。
Sb：0.005％以上、0.200％以下
Sb是通过抑制钢的阳极反应、同时抑制作为阴极反应的氢产生反应而使钢材的耐候性提高的元素。为了充分地得到这样的效果，需要含有0.005％以上。另一方面，含有过量Sb时，会招致韧性的降低。因此，含有Sb的情况下，含量设定为0.005％以上、0.200％以下。
此外，使特性提高的情况下，作为选择元素，可以添加选自Ti、V、Zr、B中的一种以上。
Ti：0.005％以上、0.200％以下
Ti是用于提高强度的必要元素。为了充分地得到这样的效果，需要含有0.005％以上。另一方面，超过0.200％时，会招致韧性的降低。因此，含有的情况下，将Ti含量设定为0.005％以上、0.200％以下。
V：0.005％以上、0.200％以下
V是用于提高强度的必要元素。为了充分地得到这样的效果，需要含有0.005％以上。另一方面，超过0.200％时，效果饱和。因此，含有的情况下，将V含量设定为0.005％以上、0.200％以下。
Zr：0.005％以上、0.200％以下
Zr是用于提高强度的必要元素。为了充分地得到这样的效果，需要含有0.005％以上。另一方面，超过0.200％时，效果饱和。因此，含有的情况下，将Zr含量设定为0.005％以上、0.200％以下。
B：0.0001％以上、0.0050％以下
B是用于提高强度的必要元素。为了充分地得到这样的效果，需要含有0.0001％以上。另一方面，超过0.0050％时，会招致韧性的降低。因此，含有的情况下，将B含量设定为0.0001％以上、0.0050％以下。
此外，使特性提高的情况下，作为选择元素，可以添加选自REM、Ca、Mg中的一种以上。
REM：0.0001％以上、0.0100％以下
REM具有分布在整个锈层中、使锈粒微细化而形成致密的锈层、使钢材的耐候性提高的效果。为了充分地得到这样的效果，需要含有0.0001％以上。另一方面，超过0.0100％时，其效果饱和。因此，含有的情况下，将REM含量设定为0.0001％以上、0.0100％以下。
Ca：0.0001％以上、0.0100％以下
Ca对于将钢中的S固定(fix)而提高焊接热影响部(weldheat-affectedzone)的韧性是有效的元素。为了充分地得到这样的效果，需要含有0.0001％以上。另一方面，超过0.0100％时，钢中的夹杂物(inclusions)的量增加，反而招致韧性的降低。因此，含有的情况下，将Ca含量设定为0.0001％以上、0.0100％以下。
Mg：0.0001％以上、0.0100％以下
Mg对于将钢中的S固定而提高焊接热影响部的韧性是有效的元素。为了充分地得到这样的效果，需要含有0.0001％以上。另一方面，超过0.0100％时，钢中的夹杂物的量增加，反而会招致韧性的降低。因此，含有的情况下，将Mg含量设定为0.0001％以上、0.0100％以下。
此外，使特性提高的情况下，作为选择元素，可以添加选自Ta、Bi、Se、Hf中的一种以上。
Ta：0.001％以上、0.100％以下
Ta具有分布在整个锈层中、使锈粒微细化而形成致密的锈层、使钢材的耐候性提高的效果。为了充分地得到这样的效果，需要含有0.001％以上。另一方面，超过0.100％时，其效果饱和。因此，含有的情况下，将Ta含量设定为0.001％以上、0.100％以下。
Bi：0.001％以上、0.100％以下
Bi具有分布在整个锈层中、使锈粒微细化而形成致密的锈层、使钢材的耐候性提高的效果。为了充分地得到这样的效果，需要含有0.001％以上。另一方面，超过0.100％时，其效果饱和。因此，含有的情况下，将Bi含量设定为0.001％以上、0.100％以下。
Se：0.001％以上、0.100％以下
对于Se而言，含氧酸离子随着钢的阳极反应而溶出、分布在锈层中，由此防止作为腐蚀促进因子的氯化物离子透过锈层而到达基材(钢)。为了充分地得到这样的效果，需要含有0.001％以上。另一方面，超过0.100％时，随着Se消耗量增加会招致成本升高。因此，含有的情况下，将Se含量设定为0.001％以上、0.100％以下。
Hf：0.001％以上、0.100％以下
Hf具有分布在整个锈层中、使锈粒微细化而形成致密的锈层、使钢材的耐候性提高的效果。为了充分地得到这样的效果，需要含有0.001％以上。另一方面，超过0.100％时，其效果饱和。因此，含有的情况下，将Hf含量设定为0.001％以上、0.100％以下。
本发明的耐候性优良的钢材如下得到：对具有上述成分组成的钢进行通常的连铸(continuouscast)、开坯(blooming)而得到钢坯，对所得钢坯进行热轧，由此制造成厚板(steelplate)、型钢(shapedsteel)、薄钢板(steelsheet)、棒钢(barsteel)等钢材，从而得到。
加热、轧制条件可以根据所要求的材质适当决定，也可以为控制轧制(controlledrolling)、加速冷却(acceleratedcooling)或者再加热热处理等的组合。
另外，各元素的含量可以通过火花放电发光分光分析法(sparkdischarge-emissionspectrochemicalanalysis)、荧光X射线分析法(X-rayFluorescenceAnalysis)、ICP(AtomicEmissionSpectrometry)发光分光分析法和ICP质量分析法(MassSpectrometry)、燃烧法(combustionmethod)等求出。
实施例
熔炼表1所示的成分组成的钢，加热至1150℃后，进行热轧，空冷至室温试制出厚度12mm的钢板。接着，从所得到的钢板裁取出35mm×35mm×5mm的试验片。对试验片的表面进行磨削加工使得表面粗糙度Ra为1.6μm以下，对端面、背面进行胶带密封，以表面露出部的面积为25mm×25mm的方式对表面也进行胶带密封。
对于通过上述得到的试验片，进行反复干湿腐蚀试验(wetanddrycycliccorrosiontest)，对无涂装使用时的耐候性进行评价。作为耐候性的评价试验，进行模拟了对于实际的桥梁等结构物而言被认为是最严酷环境的、没有淋雨的主梁(girder)内部的环境的腐蚀试验。另外，在本评价试验中，假设为高温环境。腐蚀试验的条件如下所述。进行15小时温度为50℃、相对湿度为35％RH的干燥工序，然后，耗费1小时过渡时间后进行7小时使温度为30℃、使相对湿度为95％RH的湿润工序，然后耗费1小时过渡时间，以合计24小时为一个循环。另外，在干燥工序中每周一次将调整为附着于试验片表面的盐分量为0.05mdd的人工海水溶液涂布于试验片的表面(在干燥工序中利用移液器每周一次向试验片表面滴加调整为附着于试验片表面的盐分量以Cl换算为5.6mg的稀释人工海水溶液。)。这样的条件下，在12周进行84次循环试验。
腐蚀试验结束后，将试验片浸渍到向盐酸中添加了六亚甲基四胺的水溶液中进行脱锈后测定重量，求出所得到的重量与初始重量之差从而求出单面的平均板厚减少量。该平均板厚减少量为14μm以下时，评价为耐侯性优良。
另外，实施高温拉伸试验，对钢材的表面红热脆性(surfacehotshortness)进行评价。从通过如上所述的方法试制出的厚度12mm的钢板裁取出平行部的直径为6mm且评价点间距离为16mm的拉伸试验片，供于高温拉伸试验。以拉伸试验片的长度方向和轧制方向的方向相同的方式裁取拉伸试验片。试验是在大气中于1030℃加热1小时后，以应变速度为5/s、位移量为6mm的条件赋予应变。试验后，以贯通试验片中心的方式沿长轴方向将试验片平行部切断，观察断面。以50倍的倍率观测10个视野，对裂纹的深度进行考察。裂纹的最大深度为150μm以下时，判断为表面红热脆性(surfacehotshortness)没有问题。
表2中示出腐蚀量(平均板厚减少量μm)和高温拉伸试验中的最大裂纹深度。根据表1、表2可知：耐腐蚀性指标为0.08以上且表面红热脆性(surfacehotshortness)指标的值小于10的本发明钢No.1～22、26、27的平均板厚减少量为14μm以下，并且高温拉伸试验中的最大裂纹深度也为150μm以下，因此具有优良的耐候性、热轧时的表面裂纹也没有问题。
另一方面，耐腐蚀性指标小于0.08的比较钢No.23的平均板厚减少量为16.8μm、No.24的平均板厚减少量为14.5μm、比较钢No.25的平均板厚减少量为14.9μm，与本发明钢相比，耐候性差。另外，可知比较钢No.25的表面红热脆性(surfacehotshortness)指标为16.42而超过了10，最大裂纹深度超过了150μm，因此表面红热脆性(surfacehotshortness)显著。需要说明的是，在表1中，耐腐蚀性指标采用了式(1)、式(2)的左边中值较大的一者。
表2
钢No. 腐蚀量(μm) 最大裂纹深度(μm) 备注
1 11.2 115 发明例
2 10.6 118 发明例
3 12.3 110 发明例
4 13.1 105 发明例
5 13.2 89 发明例
6 13.5 100 发明例
7 12.4 139 发明例
8 13.1 51 发明例
9 13.5 116 发明例
10 11.1 120 发明例
11 11.0 95 发明例
12 11.3 74 发明例
13 12.0 34 发明例
14 10.8 125 发明例
15 8.4 27 发明例
16 10.6 128 发明例
17 10.4 134 发明例
18 9.5 69 发明例
19 13.3 22 发明例
20 10.9 142 发明例
21 9.7 145 发明例
22 9.8 105 发明例
23 16.8 12 比较例
24 14.5 140 比较例
25 14.9 269 比较例
26 11.9 122 发明例
27 11.0 101 发明例
注：腐蚀量为平均板厚减少量
接着，为了对涂装的耐久性进行考察，对钢No.1、2、7、12、15、17、18、20、23按照以下要点实施试验。
从所得到的钢板裁取150mm×70mm×5mm的试验片。对试验片的表面实施喷砂使得表面粗糙度为ISOSa2.5，在丙酮中进行5分钟超声波脱脂，风干后制成试验片。使一面为用于涂装的面，另一面与端面利用溶剂型环氧树脂涂料(solventbasedepoxyresinpaint)密封，进一步利用有机硅系密封剂(siliconesealant)包覆。涂装以表3所示的方法实施。涂装后，在试验片的中央部施以宽度1mm、长度70mm的横切，设置初始缺陷。接着，在以下所示的条件下实施腐蚀试验。依据JISK5621，使盐水喷雾为0.5小时(5％NaCl)、使相对湿度95％为1.5小时、使50℃的热风干燥为2小时、使30℃的暖风干燥为2小时，以上述为一个循环。涂装体系1进行50次循环、涂装体系2进行150次循环、涂装体系3进行220次循环。腐蚀试验结束后，测定10点自横切起的涂膜起泡宽度(coatingfilmblister)，求出平均值，作为涂装的耐久性的评价指标。涂膜起泡以切痕为中心在两侧发生起泡，将其单侧的宽度设为涂膜起泡宽度。对于涂膜起泡宽度的平均值，在涂装体系1为10mm以下、涂装体系2和涂装体系3为5mm以下时判断为涂膜的耐久性优良。
表4中示出涂膜起泡宽度的平均值。根据表4可知：对于本发明钢而言，关于涂膜起泡宽度的平均值，涂装体系1中为10mm以下、涂装体系2和涂装体系3中为5mm以下，涂膜的耐久性优良。另一方面可知：对于比较钢而言，关于涂膜起泡宽度的平均值，涂装体系1中为10mm、涂装体系2和涂装体系3中分别超过5mm，涂膜的耐久性差。
表3
注1：长曝光型蚀刻底涂层是指被分类成JIsK5633-2002的两种(长曝光型)的蚀刻底涂层.
表4

Claims (6)

1.一种耐候性优良的钢材，其特征在于，成分组成以质量％计为：
C：0.030％以上、低于0.200％、
Si：0.10％以上、1.00％以下、
Mn：0.20％以上、2.00％以下、
P：0.003％以上、0.030％以下、
S：0.0001％以上、0.020％以下、
Al：0.001％以上、0.100％以下、
Cu：0.01％以上、0.50％以下、
Nb：0.005％以上、0.200％以下、
Sn：0.005％以上、0.200％以下，
此外，至少满足(1)式、(2)式中的任一个，并且满足(3)式，余量由铁和不可避免的杂质构成，
(Cu-0.01)×(Sn-0.005)×(Nb-0.005)×104≥0.08(1)
(Cu-0.01)×(Ni-0.01)×(Cr-0.01)×50≥0.08(2)
(Cu+10×Sn)/(2×Ni+0.5×Si)＜10(3)
其中，各元素符号表示含量(质量％)，不含有的元素设为0。
2.如权利要求1所述的耐候性优良的钢材，其特征在于，以质量％计还含有选自
Ni：0.01％以上、1.00％以下
Cr：0.01％以上、1.00％以下、
Mo：0.005％以上、1.000％以下、
W：0.010％以上、1.000％以下、
Co：0.010％以上、0.500％以下、
Sb：0.005％以上、0.200％以下、
中的一种以上。
3.如权利要求1或2所述的耐候性优良的钢材，其特征在于，以质量％计还含有选自
Ti：0.005％以上、0.200％以下、
V：0.005％以上、0.200％以下、
Zr：0.005％以上、0.200％以下、
B：0.0001％以上、0.0050％以下、
中的一种以上。
4.如权利要求1至3中任一项所述的耐候性优良的钢材，其特征在于，以质量％计还含有选自
REM：0.0001％以上、0.0100％以下、
Ca：0.0001％以上、0.0100％以下、
Mg：0.0001％以上、0.0100％以下、
中的一种以上。
5.如权利要求1至4中任一项所述的耐候性优良的钢材，其特征在于，以质量％计还含有选自
Ta：0.001％以上、0.100％以下、
Bi：0.001％以上、0.100％以下、
Se：0.001％以上、0.100％以下、
Hf：0.001％以上、0.100％以下、
中的一种以上。
6.一种耐候性优良的钢材，其特征在于，在具有权利要求1至5中任一项所述的组成的钢材的表面具有涂膜。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20151230

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