JP2000063991A - 低合金耐海水腐食性鋼線材 - Google Patents
低合金耐海水腐食性鋼線材Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐海水腐食性に優れ、軟質で伸線性が良好で
且つ加工硬化が小さくて金網成形性が良好で溶接性も良
好であり、十分な付着量を確保できるめっき性の良好な
低合金耐海水腐食性鋼線材を開発する。 【解決手段】 mass％で、Ｃ：０．０２〜０．０９％、
Ｓｉ：０．０３〜０．１０％、Ｍｎ：０．１０〜０．２
０％、Ｐ：０．０１５〜０．０５０％、Ｓ：０．０１５
％以下、Ｃｕ：０．０５〜０．３０％、Ｃｒ：０．３０
〜１．００％、及び、sol.Ａｌ：０．０１５〜０．０３
５％を含有し、更に、Ｎｉを次式：０．８０≦Ｃｕ／Ｎ
ｉ≦３．２０を満たす量添加し、そしてＴｉを次式：−
０．００５％≦Ｔｉ−（４７．８８／１４．００６７）
Ｎ≦０．０２０％を満たす量添加し、残部はＦｅ及び不
可避不純物からなる化学成分組成の鋼線材を製造する。
且つ加工硬化が小さくて金網成形性が良好で溶接性も良
好であり、十分な付着量を確保できるめっき性の良好な
低合金耐海水腐食性鋼線材を開発する。 【解決手段】 mass％で、Ｃ：０．０２〜０．０９％、
Ｓｉ：０．０３〜０．１０％、Ｍｎ：０．１０〜０．２
０％、Ｐ：０．０１５〜０．０５０％、Ｓ：０．０１５
％以下、Ｃｕ：０．０５〜０．３０％、Ｃｒ：０．３０
〜１．００％、及び、sol.Ａｌ：０．０１５〜０．０３
５％を含有し、更に、Ｎｉを次式：０．８０≦Ｃｕ／Ｎ
ｉ≦３．２０を満たす量添加し、そしてＴｉを次式：−
０．００５％≦Ｔｉ−（４７．８８／１４．００６７）
Ｎ≦０．０２０％を満たす量添加し、残部はＦｅ及び不
可避不純物からなる化学成分組成の鋼線材を製造する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、耐海水腐食性が
良好、軟質であって伸線性が良好、加工硬化が小さく金
網成形性が良好で、更に溶接性及びめっき性が良好であ
る低合金耐海水腐食性鋼線材に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】上記の低合金耐海水腐食性鋼線材に関す
る従来技術として、例えば特開昭５９−６４７５０号公
報には、耐海水性低合金鋼として、Ｃ：０．１０mass％
以下、Ｓｉ：０．３０mass％以下、Ｍｎ：０．２０〜
０．５０mass％、Ｐ：０．０２５〜０．０５０mass％、
Ｃｕ：０．２０〜０．４０mass％及びＣｒ：０．５０〜
１．５０mass％を含有する成分系の鋼材が開示されてい
る（以下、先行技術という）。 【０００３】この先行技術では、５．５ｍｍφから３．
３ｍｍφに伸線後の鋼線（めっきなし裸線）で実海水に
よる腐食減量が開示鋼でも１５０ｍｇ／ｃｍ2 ／年程度
であり、比較軟鋼の２００ｍｇ／ｃｍ2 ／年程度の約７
５％とその効果は大きいとは言えない。裸線で比較軟鋼
が１８カ月で破断したのに対して、開示鋼が２５ヶ月以
上の耐用があったけれども、生け簀や牡蠣養殖ワイヤ
等、実際の海水用には、裸線では開示鋼を用いても安心
して使用できるものとはいえない。また、Ｚｎ付着量４
４ｇ／ｍ2 の３．２ｍｍφＺｎめっき線の実海水による
腐食減量についても、開示鋼で１０〜２０ｍｇ／ｃｍ2
／年であり、比較軟鋼の２０ｍｇ／ｃｍ2／年程度に比
べ、その効果は大きいものではない。更に、Ｚｎ付着量
が４４ｇ／ｍ2 では、実海水による耐食性を考慮した場
合には少なく、６００ｇ／ｍ2 程度のＺｎ付着量が必要
である。また、開示鋼では、生け簀や牡蠣養殖ワイヤ等
を冷間で伸線加工し、金網成形するときのひずみ時効を
積極的には抑えていないので、金網の強度ばらつきや金
網の耐久性のばらつきにつながる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上述したように先行技
術によれば、耐海水腐食性が比較軟鋼材より向上しては
いるが十分ではなく、またＺｎめっき線にしても実海水
での耐食性に問題がある。また金網に成形した後の強度
や耐久性のばらつきが懸念される。そして、このような
先行技術の欠点を克服する低合金耐海水腐食性鋼線材の
提案は見当たらない。 【０００５】そこで、この発明では耐海水腐食性に優
れ、軟質で伸線性が良好で且つ加工硬化が小さくて金網
成形性が良好で溶接性も良好であり、十分な付着量を確
保できるめっき性の良好な低合金耐海水腐食性鋼線材を
提供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
観点から鋭意研究を重ね、上記目的を達成し得る成分系
の低合金耐海水腐食性鋼線材を製造開発した。この発明
は、化学成分組成として、Ｃ：０．０２〜０．０９mass
％、Ｓｉ：０．０３〜０．１０mass％、Ｍｎ：０．１０
〜０．２０mass％、Ｐ：０．０１５〜０．０５０mass
％、Ｓ：０．０１５mass％以下、Ｃｕ：０．０５〜０．
３０mass％、Ｃｒ：０．３０〜１．００mass％、及び、
sol.Ａｌ：０．０１５〜０．０３５mass％を含有し、更
に、Ｎｉを次の（１）式：０．８０≦Ｃｕ／Ｎｉ≦３．
２０--------（１）を満たす量添加し、そしてＴｉを次
の（２）式：−０．００５mass％≦Ｔｉ−（４７．８８
／１４．０１）Ｎ≦０．０２０mass％--------（２）を
満たす量添加し、残部はＦｅ及び不可避不純物からなる
化学成分組成をもつことに特徴を有するものである。 【０００７】 【発明の実施の形態】この発明は、先ず、鋼線材の冷
間加工性を確保するために、Ｃ、Ｓｉ及びＭｎ含有率を
低く抑え、耐海水腐食性を確保するために、Ｐ、Ｃｕ
及びＣｒを用いる。但し、Ｐ、Ｃｕ及びＣｒは過剰添加
によりいずれも軟質性及び延靱性を劣化させるので、適
量以下に制限する。更にＣｕによる鋼の熱間脆性を防止
するために、Ｃｕ含有率に応じてＮｉを添加する。次
に、鋼線材の冷間加工後の強度及び耐用性のばらつき
を抑えるために、Ｆｒｅｅ Ｎによるひずみ時効を防止
する。そのために、Ｎ含有率に応じた適量のＴｉ添加に
よりＦｒｅｅ Ｎ量を制御する。ここで、ＴｉによるＮ
の固定は、Ｔｉを過剰に添加すれば完全になるが、反
面、過剰Ｔｉにより軟質性を阻害する。そこで、Ｔｉの
適切な添加量を設定した。この発明は、特に、上記事項
の適切な組み合わせからなるものである。 【０００８】以下、本発明の構成要件の限定理由につい
て説明する。 （１）Ｃ：Ｃは鋼の強度を高めるのに有効な元素である
が、０．０２mass％未満では、実用品としての金網の強
度及び耐久性を確保し難い。一方、Ｃ含有率が０．０９
mass％を超えると冷間加工性を劣化させる。更に、Ｃの
含有率が０．０２〜０．０９mass％の範囲内であれば、
鋼線材の溶接性も確保される。従って、Ｃ含有率は０．
０２〜０．０９mass％の範囲内とした。 【０００９】（２）Ｓｉ：Ｓｉはフェライト中に固溶す
ることにより、鋼の強度を向上させると共に、脱酸剤と
して有効な元素である。また、Ｓｉは耐海水腐食性を備
えるために行なう溶融亜鉛めっき時の亜鉛付着量を確保
する作用もある。これらの作用・効果はＳｉ含有率が
０．０３mass％未満では得難く、一方、０．１０mass％
を超えると、溶融亜鉛めっき焼けが発生し易くなり、耐
海水腐食性を損なうばかりでなく、金網成形時の冷間加
工性を劣化させる。従って、Ｓｉ含有率は０．０３〜
０．１０mass％の範囲内とした。 【００１０】（３）Ｍｎ：Ｍｎは鋼の脱酸に有効である
と共に、鋼の強度を上げるのに有効な元素である。これ
らの効果は、Ｍｎ含有率が０．１０mass％未満では得難
く、一方、０．２０mass％を超えると、特に軟質で金網
成形性が良好であるという特徴を損なう。従って、Ｍｎ
含有率は０．１０〜０．２０mass％の範囲内とした。 【００１１】（４）Ｐ：Ｐは耐海水腐食性を向上させる
のに有効である。しかし、０．０１５mass％未満ではそ
の効果は得難く、一方、０．０５０mass％を超えると、
Ｐはフェライト中に固溶することにより、鋼の強度を著
しく高め、軟質であることと延靱性とを損なう。従っ
て、Ｐ含有率は０．０１５〜０．０５０mass％の範囲内
とした。 【００１２】（５）Ｓ：ＳはＭｎと結合して主にＭｎＳ
を形成し、鋼中介在物として存在する。そして、Ｓは
０．０１５mass％を超えると、延性、特に金網成形性を
損なう。従って、Ｓ含有率は０．０１５mass％以下とし
た。 【００１３】（６）Ｃｕ：ＣｕはＰと共に、耐海水腐食
性を向上させるのに有効である。しかし、Ｃｕは０．０
５mass％未満ではその効果は得難く、一方、０．３０ma
ss％を超えると、フェライト中に固溶することにより、
鋼の強度を著しく高め、軟質であることと延靱性とを損
なう。従って、Ｃｕ含有率は０．０５〜０．３０mass％
の範囲内とした。 【００１４】（７）Ｃｒ：ＣｒはＣｕ及びＰと共に、耐
海水腐食性の向上に有効である。しかし、Ｃｒは０．３
０mass％未満ではその効果を十分に発揮することができ
ない。一方、１．００mass％を超えると、強度が著しく
高くなり、軟質であることを損なう。従って、Ｃｒ含有
率は０．３０〜１．００mass％の範囲内とした。 【００１５】（８）Ａｌ：Ａｌは強力な脱酸剤であると
共に、Ｎと結合しＡｌＮとして結晶粒を微細化させ、靱
性を向上させる効果がある。これら効果は、Ａｌが鋼中
に酸可溶Ａｌ（sol.Ａｌ）として、０．０１５mass％未
満の存在ではでは得難く、一方、０．０３５mass％を超
えると、Ａｌ2 Ｏ3 のような非延性の酸化物系が多くな
り、延性、特に金網成形性を損なう。従って、Ａｌはso
l.Ａｌとして、０．０１５〜０．０３５mass％の範囲内
とした。 【００１６】（９）Ｎｉ：Ｎｉは、Ｃｕの熱間脆性、特
に、表面の脆化防止に有効であり、そのためにはＣｕ／
Ｎｉで１．００から２．００程度の添加が望ましい。Ｃ
ｕ／Ｎｉが０．８０未満ではその効果が得難く、一方、
Ｃｕ／Ｎｉが３．２０を超えてもその効果が飽和する。
また、Ｎｉはフェライト中に固溶して強度を著しく高め
るので、軟質であることを損なわないようにする必要が
ある。上記観点から、Ｎｉ含有率として、下記（１）
式： ０．８０≦Ｃｕ／Ｎｉ≦３．２０ ----------------------------（１） を満たすＮｉの範囲内に限定した。 【００１７】（１０）Ｔｉ：Ｔｉは、脱酸元素、Ｎの固
定及びＳの固定元素として作用し、また、結晶粒を微細
化させ、延性及び加工性の向上効果をもつ元素である。
特に、生け簀や牡蠣養殖ワイヤ等を冷間で伸線加工し、
金網成形するときのＦｒｅｅ Ｎによるひずみ時効を抑
えるという効果を発揮させる点において、Ｔｉは本発明
においては特に重要な働きをする。即ち、ＴｉによるＮ
の固定作用にもかかわらず固定されていないＮ、いわゆ
るＦｒｅｅ Ｎの量の調整が、鋼線材製品の強度ばらつ
きや耐久性のばらつきを抑えるために不可欠である。こ
こで、Ｆｒｅｅ Ｎの量は、トータルＮからＴｉによる
固定Ｎを差し引いた量で表わされるから、Ｆｒｅｅ Ｎ
＝Ｎ−（１４．０１／４７．８８）Ｔｉで算出される。
なお、上式右辺のＴｉの係数：１４．０１／４７．８８
は、化学反応式Ｔｉ＋Ｎ＝ＴｉＮに基づき鋼中ＮがＴｉ
によりＴｉＮの形態で固定される場合の、Ｔｉ：１mass
％と結合すべきＮの量（mass％）を示す。即ち、国際原
子量表より、Ｎの原子量：１４．００６７と、Ｔｉの原
子量：４７．８８との比１４．００６７ ／４７．８８
より設定した定数である。 【００１８】本発明者等は、Ｆｒｅｅ Ｎの算出値と金
網成形時のひずみ時効との関係について次の知見を得
た。Ｆｒｅｅ Ｎの算出値が−０．００６０mass％未満
では、Ｎの固定に使用されないＴｉが多く、この残留Ｔ
ｉにより鋼の強度は著しく上昇して鋼線材の軟質化を損
なう。一方、Ｆｒｅｅ Ｎの算出値が＋０．００１５ma
ss％超えでは、Ｔｉで固定されないＦｒｅｅ Ｎが多
く、鋼線材の冷間加工時にひずみ時効が発生し、成形後
の金網の脆化が大きくなる。 【００１９】上記ではＴｉの作用・効果をＦｒｅｅ Ｎ
の算出値をパラメーターとして把握したものである。こ
れを鋼中へのＴｉ添加量の観点から把握するために、Ｆ
ｒｅｅ Ｎと表裏の関係にある過剰Ｔｉの算出値をパラ
メーターとして把握すると、次の通りである。過剰Ｔｉ
（ΔＴｉ）は、トータルＴｉからＮの固定に使用された
Ｔｉを差し引いた量で表わされるから、ΔＴｉ＝Ｔｉ−
（４７．８８／１４．０１）Ｎで算出される。ΔＴｉの
算出値が−０．００５mass％未満では、Ｔｉで固定され
ないＦｒｅｅ Ｎが多く、鋼線材の冷間加工時にひずみ
時効が発生し、成形後の金網の脆化が大きくなる。一
方、ΔＴｉの算出値が＋０．０２０mass％超えでは、Ｎ
の固定に使用された残部Ｔｉが多く存在し、この残留Ｔ
ｉにより鋼の強度は著しく上昇して鋼線材の軟質化を損
なう。従って、上記知見により、Ｔｉ含有率として、下
記（２）式： −０．００５mass％≦Ｔｉ−（４７．８８／１４．０１）Ｎ ≦０．０２０mass％ --------（２） を満たす範囲内のＴｉに限定した。 【００２０】 【実施例】次に、この発明を、実施例によって更に詳細
に説明する。 （試験１）表１に、試験に用いた供試鋼の化学成分組
成、並びにＣｕ／Ｎｉ及び過剰Ｔｉ：Ｔｉ−（４７．８
８／１４．０１）Ｎの算出値を示す。試験Ｎo.１〜５
は、本発明の範囲内の成分組成をもつ供試鋼（本発明
鋼）、そして試験Ｎo.６〜９は本発明の範囲外の成分組
成をもつ供試鋼（比較鋼）である。 【００２１】 【表１】 【００２２】表１に示した化学成分組成を有する鋼を溶
製し、鋳片を経て所定の鋼片を調製した。次いでこれを
５．５ｍｍφの線材に熱間圧延し、そして３．０６ｍｍ
φに冷間伸線した後、これに溶融亜鉛めっきを施して
３．２ｍｍφの亜鉛めっき線とした。そして、次の確性
試験を行ない、試験結果を上記表１に併記した。 ５．５ｍｍφ熱間圧延線材：引張強さ、及び、絞り ３．０６ｍｍ冷間伸線材：引張強さ、絞り、及び、捻回
値 ３．２ｍｍφ亜鉛めっき線：引張強さ、絞り、捻回値、
及び、亜鉛付着量 本発明鋼のそれぞれを用いて製造した上記３種の鋼材
（試験Ｎo.１〜５に対応してそれぞれ、実施例１〜５と
呼ぶ）、及び比較鋼のそれぞれを用いて製造した上記３
種の鋼材（試験Ｎo.６〜９に対応してそれぞれ、比較例
６〜９と呼ぶ）の試験結果より、実施例は、比較例に比
べ、特に３．０６ｍｍ冷間伸線材や３．２ｍｍφ亜鉛め
っき線の絞り及び捻回値において全般的に優れているこ
とがわかる。また、３．２ｍｍφ亜鉛めっき線の亜鉛付
着量は、実施例は比較例より一層多いことがわかる。 【００２３】（試験２）試験１で行なった実施例１〜
５、及び比較例６〜９における５．５ｍｍφ熱間圧延線
材、３．０６ｍｍ冷間伸線材、及び３．２ｍｍφ亜鉛め
っき線のそれぞれから採取した試験材につき、海水腐食
試験を行なった。海水腐食試験の方法は、干潮・満潮間
の海水飛沫帯に試験材を設置し、そこでの腐食試験を行
なった。この試験は実質的には、干潮・満潮間の海水飛
沫帯における大気と海水との間の暴露試験である。 【００２４】海水腐食による腐食減量を測定した。図
１、２及び３のそれぞれに、５．５ｍｍφ熱間圧延線
材、３．０６ｍｍ冷間伸線材、及び３．２ｍｍφ亜鉛め
っき線についての腐食減量測定値を示す。めっきが施さ
れていない、５．５ｍｍφ熱間圧延線材及び３．０６ｍ
ｍ冷間伸線材では、それぞれ、２４ヶ月以後及び１８ヶ
月以後において、比較例６〜９は破断して測定不能とな
った。これに対して実施例１〜５はいずれも、３６ヶ月
以上十分に耐用している。そして、腐食減量について
も、実施例は比較例に比べて少ないことがわかる。３．
２ｍｍφ亜鉛めっき線においても、実施例１〜５は比較
例６〜９に比べ、腐食減量が少なく、耐海水腐食性に優
れていることがわかる。 【００２５】海水腐食環境下での引張強さ、及び絞り
の経時変化を測定した。図４、５及び６のそれぞれに、
５．５ｍｍφ熱間圧延線材、３．０６ｍｍ冷間伸線材、
及び３．２ｍｍφ亜鉛めっき線についての引張強さの測
定値を示し、図７、８及び９のそれぞれに、同じく５．
５ｍｍφ材、３．０６ｍｍ材、及び３．２ｍｍφ亜鉛め
っき線についての絞りの測定値を示す。実施例１〜５及
び比較例６〜９のいずれにおいても、引張強さ及び絞り
共に、海水腐食による経時変化は比較的小さく、海水腐
食前の機械的性質を維持している。 【００２６】試験１及び２の結果より、実施例である本
発明品は、比較例である比較品よりも個別的にもまた総
合的にも、耐海水腐食性に優れていることがわかる。 【００２７】 【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
軟質で、伸線加工性に優れ、ひずみ時効が抑えられ、加
工硬化が小さく、その結果例えば、生け簀や牡蠣養殖ワ
イヤ等を冷間で伸線加工し金網成形するときの強度ばら
つきが小さくなり、耐久性も安定した鋼線材が得られ
る。更に、亜鉛めっき付着性にも優れ、また亜鉛めっき
線としてだけでなく、めっきなしでも耐海水腐食性に優
れた鋼線材が得られる。このような低合金耐海水腐食性
鋼線材を提供することができ、工業上有用な効果がもた
らされる。
良好、軟質であって伸線性が良好、加工硬化が小さく金
網成形性が良好で、更に溶接性及びめっき性が良好であ
る低合金耐海水腐食性鋼線材に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】上記の低合金耐海水腐食性鋼線材に関す
る従来技術として、例えば特開昭５９−６４７５０号公
報には、耐海水性低合金鋼として、Ｃ：０．１０mass％
以下、Ｓｉ：０．３０mass％以下、Ｍｎ：０．２０〜
０．５０mass％、Ｐ：０．０２５〜０．０５０mass％、
Ｃｕ：０．２０〜０．４０mass％及びＣｒ：０．５０〜
１．５０mass％を含有する成分系の鋼材が開示されてい
る（以下、先行技術という）。 【０００３】この先行技術では、５．５ｍｍφから３．
３ｍｍφに伸線後の鋼線（めっきなし裸線）で実海水に
よる腐食減量が開示鋼でも１５０ｍｇ／ｃｍ2 ／年程度
であり、比較軟鋼の２００ｍｇ／ｃｍ2 ／年程度の約７
５％とその効果は大きいとは言えない。裸線で比較軟鋼
が１８カ月で破断したのに対して、開示鋼が２５ヶ月以
上の耐用があったけれども、生け簀や牡蠣養殖ワイヤ
等、実際の海水用には、裸線では開示鋼を用いても安心
して使用できるものとはいえない。また、Ｚｎ付着量４
４ｇ／ｍ2 の３．２ｍｍφＺｎめっき線の実海水による
腐食減量についても、開示鋼で１０〜２０ｍｇ／ｃｍ2
／年であり、比較軟鋼の２０ｍｇ／ｃｍ2／年程度に比
べ、その効果は大きいものではない。更に、Ｚｎ付着量
が４４ｇ／ｍ2 では、実海水による耐食性を考慮した場
合には少なく、６００ｇ／ｍ2 程度のＺｎ付着量が必要
である。また、開示鋼では、生け簀や牡蠣養殖ワイヤ等
を冷間で伸線加工し、金網成形するときのひずみ時効を
積極的には抑えていないので、金網の強度ばらつきや金
網の耐久性のばらつきにつながる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上述したように先行技
術によれば、耐海水腐食性が比較軟鋼材より向上しては
いるが十分ではなく、またＺｎめっき線にしても実海水
での耐食性に問題がある。また金網に成形した後の強度
や耐久性のばらつきが懸念される。そして、このような
先行技術の欠点を克服する低合金耐海水腐食性鋼線材の
提案は見当たらない。 【０００５】そこで、この発明では耐海水腐食性に優
れ、軟質で伸線性が良好で且つ加工硬化が小さくて金網
成形性が良好で溶接性も良好であり、十分な付着量を確
保できるめっき性の良好な低合金耐海水腐食性鋼線材を
提供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
観点から鋭意研究を重ね、上記目的を達成し得る成分系
の低合金耐海水腐食性鋼線材を製造開発した。この発明
は、化学成分組成として、Ｃ：０．０２〜０．０９mass
％、Ｓｉ：０．０３〜０．１０mass％、Ｍｎ：０．１０
〜０．２０mass％、Ｐ：０．０１５〜０．０５０mass
％、Ｓ：０．０１５mass％以下、Ｃｕ：０．０５〜０．
３０mass％、Ｃｒ：０．３０〜１．００mass％、及び、
sol.Ａｌ：０．０１５〜０．０３５mass％を含有し、更
に、Ｎｉを次の（１）式：０．８０≦Ｃｕ／Ｎｉ≦３．
２０--------（１）を満たす量添加し、そしてＴｉを次
の（２）式：−０．００５mass％≦Ｔｉ−（４７．８８
／１４．０１）Ｎ≦０．０２０mass％--------（２）を
満たす量添加し、残部はＦｅ及び不可避不純物からなる
化学成分組成をもつことに特徴を有するものである。 【０００７】 【発明の実施の形態】この発明は、先ず、鋼線材の冷
間加工性を確保するために、Ｃ、Ｓｉ及びＭｎ含有率を
低く抑え、耐海水腐食性を確保するために、Ｐ、Ｃｕ
及びＣｒを用いる。但し、Ｐ、Ｃｕ及びＣｒは過剰添加
によりいずれも軟質性及び延靱性を劣化させるので、適
量以下に制限する。更にＣｕによる鋼の熱間脆性を防止
するために、Ｃｕ含有率に応じてＮｉを添加する。次
に、鋼線材の冷間加工後の強度及び耐用性のばらつき
を抑えるために、Ｆｒｅｅ Ｎによるひずみ時効を防止
する。そのために、Ｎ含有率に応じた適量のＴｉ添加に
よりＦｒｅｅ Ｎ量を制御する。ここで、ＴｉによるＮ
の固定は、Ｔｉを過剰に添加すれば完全になるが、反
面、過剰Ｔｉにより軟質性を阻害する。そこで、Ｔｉの
適切な添加量を設定した。この発明は、特に、上記事項
の適切な組み合わせからなるものである。 【０００８】以下、本発明の構成要件の限定理由につい
て説明する。 （１）Ｃ：Ｃは鋼の強度を高めるのに有効な元素である
が、０．０２mass％未満では、実用品としての金網の強
度及び耐久性を確保し難い。一方、Ｃ含有率が０．０９
mass％を超えると冷間加工性を劣化させる。更に、Ｃの
含有率が０．０２〜０．０９mass％の範囲内であれば、
鋼線材の溶接性も確保される。従って、Ｃ含有率は０．
０２〜０．０９mass％の範囲内とした。 【０００９】（２）Ｓｉ：Ｓｉはフェライト中に固溶す
ることにより、鋼の強度を向上させると共に、脱酸剤と
して有効な元素である。また、Ｓｉは耐海水腐食性を備
えるために行なう溶融亜鉛めっき時の亜鉛付着量を確保
する作用もある。これらの作用・効果はＳｉ含有率が
０．０３mass％未満では得難く、一方、０．１０mass％
を超えると、溶融亜鉛めっき焼けが発生し易くなり、耐
海水腐食性を損なうばかりでなく、金網成形時の冷間加
工性を劣化させる。従って、Ｓｉ含有率は０．０３〜
０．１０mass％の範囲内とした。 【００１０】（３）Ｍｎ：Ｍｎは鋼の脱酸に有効である
と共に、鋼の強度を上げるのに有効な元素である。これ
らの効果は、Ｍｎ含有率が０．１０mass％未満では得難
く、一方、０．２０mass％を超えると、特に軟質で金網
成形性が良好であるという特徴を損なう。従って、Ｍｎ
含有率は０．１０〜０．２０mass％の範囲内とした。 【００１１】（４）Ｐ：Ｐは耐海水腐食性を向上させる
のに有効である。しかし、０．０１５mass％未満ではそ
の効果は得難く、一方、０．０５０mass％を超えると、
Ｐはフェライト中に固溶することにより、鋼の強度を著
しく高め、軟質であることと延靱性とを損なう。従っ
て、Ｐ含有率は０．０１５〜０．０５０mass％の範囲内
とした。 【００１２】（５）Ｓ：ＳはＭｎと結合して主にＭｎＳ
を形成し、鋼中介在物として存在する。そして、Ｓは
０．０１５mass％を超えると、延性、特に金網成形性を
損なう。従って、Ｓ含有率は０．０１５mass％以下とし
た。 【００１３】（６）Ｃｕ：ＣｕはＰと共に、耐海水腐食
性を向上させるのに有効である。しかし、Ｃｕは０．０
５mass％未満ではその効果は得難く、一方、０．３０ma
ss％を超えると、フェライト中に固溶することにより、
鋼の強度を著しく高め、軟質であることと延靱性とを損
なう。従って、Ｃｕ含有率は０．０５〜０．３０mass％
の範囲内とした。 【００１４】（７）Ｃｒ：ＣｒはＣｕ及びＰと共に、耐
海水腐食性の向上に有効である。しかし、Ｃｒは０．３
０mass％未満ではその効果を十分に発揮することができ
ない。一方、１．００mass％を超えると、強度が著しく
高くなり、軟質であることを損なう。従って、Ｃｒ含有
率は０．３０〜１．００mass％の範囲内とした。 【００１５】（８）Ａｌ：Ａｌは強力な脱酸剤であると
共に、Ｎと結合しＡｌＮとして結晶粒を微細化させ、靱
性を向上させる効果がある。これら効果は、Ａｌが鋼中
に酸可溶Ａｌ（sol.Ａｌ）として、０．０１５mass％未
満の存在ではでは得難く、一方、０．０３５mass％を超
えると、Ａｌ2 Ｏ3 のような非延性の酸化物系が多くな
り、延性、特に金網成形性を損なう。従って、Ａｌはso
l.Ａｌとして、０．０１５〜０．０３５mass％の範囲内
とした。 【００１６】（９）Ｎｉ：Ｎｉは、Ｃｕの熱間脆性、特
に、表面の脆化防止に有効であり、そのためにはＣｕ／
Ｎｉで１．００から２．００程度の添加が望ましい。Ｃ
ｕ／Ｎｉが０．８０未満ではその効果が得難く、一方、
Ｃｕ／Ｎｉが３．２０を超えてもその効果が飽和する。
また、Ｎｉはフェライト中に固溶して強度を著しく高め
るので、軟質であることを損なわないようにする必要が
ある。上記観点から、Ｎｉ含有率として、下記（１）
式： ０．８０≦Ｃｕ／Ｎｉ≦３．２０ ----------------------------（１） を満たすＮｉの範囲内に限定した。 【００１７】（１０）Ｔｉ：Ｔｉは、脱酸元素、Ｎの固
定及びＳの固定元素として作用し、また、結晶粒を微細
化させ、延性及び加工性の向上効果をもつ元素である。
特に、生け簀や牡蠣養殖ワイヤ等を冷間で伸線加工し、
金網成形するときのＦｒｅｅ Ｎによるひずみ時効を抑
えるという効果を発揮させる点において、Ｔｉは本発明
においては特に重要な働きをする。即ち、ＴｉによるＮ
の固定作用にもかかわらず固定されていないＮ、いわゆ
るＦｒｅｅ Ｎの量の調整が、鋼線材製品の強度ばらつ
きや耐久性のばらつきを抑えるために不可欠である。こ
こで、Ｆｒｅｅ Ｎの量は、トータルＮからＴｉによる
固定Ｎを差し引いた量で表わされるから、Ｆｒｅｅ Ｎ
＝Ｎ−（１４．０１／４７．８８）Ｔｉで算出される。
なお、上式右辺のＴｉの係数：１４．０１／４７．８８
は、化学反応式Ｔｉ＋Ｎ＝ＴｉＮに基づき鋼中ＮがＴｉ
によりＴｉＮの形態で固定される場合の、Ｔｉ：１mass
％と結合すべきＮの量（mass％）を示す。即ち、国際原
子量表より、Ｎの原子量：１４．００６７と、Ｔｉの原
子量：４７．８８との比１４．００６７ ／４７．８８
より設定した定数である。 【００１８】本発明者等は、Ｆｒｅｅ Ｎの算出値と金
網成形時のひずみ時効との関係について次の知見を得
た。Ｆｒｅｅ Ｎの算出値が−０．００６０mass％未満
では、Ｎの固定に使用されないＴｉが多く、この残留Ｔ
ｉにより鋼の強度は著しく上昇して鋼線材の軟質化を損
なう。一方、Ｆｒｅｅ Ｎの算出値が＋０．００１５ma
ss％超えでは、Ｔｉで固定されないＦｒｅｅ Ｎが多
く、鋼線材の冷間加工時にひずみ時効が発生し、成形後
の金網の脆化が大きくなる。 【００１９】上記ではＴｉの作用・効果をＦｒｅｅ Ｎ
の算出値をパラメーターとして把握したものである。こ
れを鋼中へのＴｉ添加量の観点から把握するために、Ｆ
ｒｅｅ Ｎと表裏の関係にある過剰Ｔｉの算出値をパラ
メーターとして把握すると、次の通りである。過剰Ｔｉ
（ΔＴｉ）は、トータルＴｉからＮの固定に使用された
Ｔｉを差し引いた量で表わされるから、ΔＴｉ＝Ｔｉ−
（４７．８８／１４．０１）Ｎで算出される。ΔＴｉの
算出値が−０．００５mass％未満では、Ｔｉで固定され
ないＦｒｅｅ Ｎが多く、鋼線材の冷間加工時にひずみ
時効が発生し、成形後の金網の脆化が大きくなる。一
方、ΔＴｉの算出値が＋０．０２０mass％超えでは、Ｎ
の固定に使用された残部Ｔｉが多く存在し、この残留Ｔ
ｉにより鋼の強度は著しく上昇して鋼線材の軟質化を損
なう。従って、上記知見により、Ｔｉ含有率として、下
記（２）式： −０．００５mass％≦Ｔｉ−（４７．８８／１４．０１）Ｎ ≦０．０２０mass％ --------（２） を満たす範囲内のＴｉに限定した。 【００２０】 【実施例】次に、この発明を、実施例によって更に詳細
に説明する。 （試験１）表１に、試験に用いた供試鋼の化学成分組
成、並びにＣｕ／Ｎｉ及び過剰Ｔｉ：Ｔｉ−（４７．８
８／１４．０１）Ｎの算出値を示す。試験Ｎo.１〜５
は、本発明の範囲内の成分組成をもつ供試鋼（本発明
鋼）、そして試験Ｎo.６〜９は本発明の範囲外の成分組
成をもつ供試鋼（比較鋼）である。 【００２１】 【表１】 【００２２】表１に示した化学成分組成を有する鋼を溶
製し、鋳片を経て所定の鋼片を調製した。次いでこれを
５．５ｍｍφの線材に熱間圧延し、そして３．０６ｍｍ
φに冷間伸線した後、これに溶融亜鉛めっきを施して
３．２ｍｍφの亜鉛めっき線とした。そして、次の確性
試験を行ない、試験結果を上記表１に併記した。 ５．５ｍｍφ熱間圧延線材：引張強さ、及び、絞り ３．０６ｍｍ冷間伸線材：引張強さ、絞り、及び、捻回
値 ３．２ｍｍφ亜鉛めっき線：引張強さ、絞り、捻回値、
及び、亜鉛付着量 本発明鋼のそれぞれを用いて製造した上記３種の鋼材
（試験Ｎo.１〜５に対応してそれぞれ、実施例１〜５と
呼ぶ）、及び比較鋼のそれぞれを用いて製造した上記３
種の鋼材（試験Ｎo.６〜９に対応してそれぞれ、比較例
６〜９と呼ぶ）の試験結果より、実施例は、比較例に比
べ、特に３．０６ｍｍ冷間伸線材や３．２ｍｍφ亜鉛め
っき線の絞り及び捻回値において全般的に優れているこ
とがわかる。また、３．２ｍｍφ亜鉛めっき線の亜鉛付
着量は、実施例は比較例より一層多いことがわかる。 【００２３】（試験２）試験１で行なった実施例１〜
５、及び比較例６〜９における５．５ｍｍφ熱間圧延線
材、３．０６ｍｍ冷間伸線材、及び３．２ｍｍφ亜鉛め
っき線のそれぞれから採取した試験材につき、海水腐食
試験を行なった。海水腐食試験の方法は、干潮・満潮間
の海水飛沫帯に試験材を設置し、そこでの腐食試験を行
なった。この試験は実質的には、干潮・満潮間の海水飛
沫帯における大気と海水との間の暴露試験である。 【００２４】海水腐食による腐食減量を測定した。図
１、２及び３のそれぞれに、５．５ｍｍφ熱間圧延線
材、３．０６ｍｍ冷間伸線材、及び３．２ｍｍφ亜鉛め
っき線についての腐食減量測定値を示す。めっきが施さ
れていない、５．５ｍｍφ熱間圧延線材及び３．０６ｍ
ｍ冷間伸線材では、それぞれ、２４ヶ月以後及び１８ヶ
月以後において、比較例６〜９は破断して測定不能とな
った。これに対して実施例１〜５はいずれも、３６ヶ月
以上十分に耐用している。そして、腐食減量について
も、実施例は比較例に比べて少ないことがわかる。３．
２ｍｍφ亜鉛めっき線においても、実施例１〜５は比較
例６〜９に比べ、腐食減量が少なく、耐海水腐食性に優
れていることがわかる。 【００２５】海水腐食環境下での引張強さ、及び絞り
の経時変化を測定した。図４、５及び６のそれぞれに、
５．５ｍｍφ熱間圧延線材、３．０６ｍｍ冷間伸線材、
及び３．２ｍｍφ亜鉛めっき線についての引張強さの測
定値を示し、図７、８及び９のそれぞれに、同じく５．
５ｍｍφ材、３．０６ｍｍ材、及び３．２ｍｍφ亜鉛め
っき線についての絞りの測定値を示す。実施例１〜５及
び比較例６〜９のいずれにおいても、引張強さ及び絞り
共に、海水腐食による経時変化は比較的小さく、海水腐
食前の機械的性質を維持している。 【００２６】試験１及び２の結果より、実施例である本
発明品は、比較例である比較品よりも個別的にもまた総
合的にも、耐海水腐食性に優れていることがわかる。 【００２７】 【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
軟質で、伸線加工性に優れ、ひずみ時効が抑えられ、加
工硬化が小さく、その結果例えば、生け簀や牡蠣養殖ワ
イヤ等を冷間で伸線加工し金網成形するときの強度ばら
つきが小さくなり、耐久性も安定した鋼線材が得られ
る。更に、亜鉛めっき付着性にも優れ、また亜鉛めっき
線としてだけでなく、めっきなしでも耐海水腐食性に優
れた鋼線材が得られる。このような低合金耐海水腐食性
鋼線材を提供することができ、工業上有用な効果がもた
らされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】海水腐食試験における５．５ｍｍφ熱間圧延線
材の腐食減量の経時変化を示すグラフである。 【図２】海水腐食試験における３．０６ｍｍ冷間伸線材
の腐食減量の経時変化を示すグラフである。 【図３】海水腐食試験における３．２ｍｍφ亜鉛めっき
線の腐食減量の経時変化を示すグラフである。 【図４】海水腐食試験における５．５ｍｍφ熱間圧延線
材の引張強さの経時変化を示すグラフである。 【図５】海水腐食試験における３．０６ｍｍ冷間伸線材
の引張強さの経時変化を示すグラフである。 【図６】海水腐食試験における３．２ｍｍφ亜鉛めっき
線の引張強さの経時変化を示すグラフである。 【図７】海水腐食試験における５．５ｍｍφ熱間圧延線
材の絞りの経時変化を示すグラフである。 【図８】海水腐食試験における３．０６ｍｍ冷間伸線材
の絞りの経時変化を示すグラフである。 【図９】海水腐食試験における３．２ｍｍφ亜鉛めっき
線の絞りの経時変化を示すグラフである。
材の腐食減量の経時変化を示すグラフである。 【図２】海水腐食試験における３．０６ｍｍ冷間伸線材
の腐食減量の経時変化を示すグラフである。 【図３】海水腐食試験における３．２ｍｍφ亜鉛めっき
線の腐食減量の経時変化を示すグラフである。 【図４】海水腐食試験における５．５ｍｍφ熱間圧延線
材の引張強さの経時変化を示すグラフである。 【図５】海水腐食試験における３．０６ｍｍ冷間伸線材
の引張強さの経時変化を示すグラフである。 【図６】海水腐食試験における３．２ｍｍφ亜鉛めっき
線の引張強さの経時変化を示すグラフである。 【図７】海水腐食試験における５．５ｍｍφ熱間圧延線
材の絞りの経時変化を示すグラフである。 【図８】海水腐食試験における３．０６ｍｍ冷間伸線材
の絞りの経時変化を示すグラフである。 【図９】海水腐食試験における３．２ｍｍφ亜鉛めっき
線の絞りの経時変化を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】Ｃ ：０．０２〜０．０９mass％、 Ｓｉ：０．０３〜０．１０mass％、 Ｍｎ：０．１０〜０．２０mass％、 Ｐ ：０．０１５〜０．０５０mass％、 Ｓ ：０．０１５mass％以下、 Ｃｕ：０．０５〜０．３０mass％、 Ｃｒ：０．３０〜１．００mass％、及び、 sol.Ａｌ：０．０１５〜０．０３５mass％ を含有し、更に、下記（１）式： ０．８０≦Ｃｕ／Ｎｉ≦３．２０ ----------------------------（１） を満たすＮｉ、及び、下記（２）式： −０．００５mass％≦Ｔｉ−（４７．８８／１４．０１）Ｎ ≦０．０２０mass％ --------（２） を満たすＴｉを含有し、残部Ｆｅ及び不可避不純物から
なる化学成分組成をもつ低合金耐海水腐食性鋼線材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23407698A JP3848474B2 (ja) | 1998-08-20 | 1998-08-20 | 低合金耐海水腐食性鋼線材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23407698A JP3848474B2 (ja) | 1998-08-20 | 1998-08-20 | 低合金耐海水腐食性鋼線材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000063991A true JP2000063991A (ja) | 2000-02-29 |
| JP3848474B2 JP3848474B2 (ja) | 2006-11-22 |
Family
ID=16965232
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23407698A Expired - Fee Related JP3848474B2 (ja) | 1998-08-20 | 1998-08-20 | 低合金耐海水腐食性鋼線材 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3848474B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012153920A (ja) * | 2011-01-24 | 2012-08-16 | Kobe Steel Ltd | 船舶上部構造物用耐食鋼材 |
-
1998
- 1998-08-20 JP JP23407698A patent/JP3848474B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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