JP2000239818A - 溶接部耐食性に優れた溶融Zn−Mg−Al系合金めっき鋼管 - Google Patents

溶接部耐食性に優れた溶融Zn−Mg−Al系合金めっき鋼管

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JP2000239818A
JP2000239818A JP11042515A JP4251599A JP2000239818A JP 2000239818 A JP2000239818 A JP 2000239818A JP 11042515 A JP11042515 A JP 11042515A JP 4251599 A JP4251599 A JP 4251599A JP 2000239818 A JP2000239818 A JP 2000239818A
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Atsushi Komatsu
厚志 小松
Atsushi Ando
敦司 安藤
Toshiharu Kikko
敏晴 橘高
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】溶接部の耐食性に優れたプレめっき鋼管を得
る。 【解決手段】めっき層にMgを適量含有させ、保護性の
高い腐食生成物にて溶接部を被覆するとともに、めっき
層中にAlを含有させることで溶接部近傍のめっき層の
耐食性を向上させ、溶接部近傍からの赤錆発生を防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】現在、ZnあるいはZn−A
l合金めっき層を有するめっき鋼管には、あらかじめめ
っき層を被覆しためっき鋼板を使用して鋼管に成型する
プレめっき鋼管と、鋼板を鋼管に成型後に溶融めっきを
施すポストめっき鋼管がある。本発明はプレめっき鋼管
に関するものである。プレめっき鋼管はポストめっき鋼
管に比べ、鋼管成型後のめっき工程を省略できることか
らユーザーのコスト低減に寄与し、そのため近年使用量
が増加してきた。
【0002】
【従来の技術】プレめっき鋼管はめっき層自身の優れた
耐食性、鋼に対する優れた犠牲防食作用を有することか
ら建築、建設資材、農業用資材をはじめ幅広く使用され
ている。プレめっき鋼管にはZnめっき鋼管、Zn−約
5重量%Alめっき鋼管、Zn−55重量%Al−1.
6重量%Siめっき鋼管などがある。また、鋼管外表面
の溶接ビード部上、あるいはビード部を切削して鋼素地
が露出した部分に対しZn,Zn−Al系合金、Alを
単独もしくは2種以上溶射する、いわゆるビード補修溶
射が一般的に行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】プレめっき鋼管では溶
接ビード部のめっき層が溶接時の熱により不可避的に消
失する。したがって、この状態のままでは溶接ビード部
近傍のめっき層の腐食がガルバニック作用により促進さ
れる。発明者らの経験では、溶接ビード部には厚いFe
酸化皮膜が形成されていることから、周辺のめっき層が
失われても急激に赤錆が発生することは少なく、むしろ
ビード部近傍からの赤錆の発生の方が目立つ。
【0004】このプレめっき鋼管溶接部からの早期赤錆
発生に対する従来の対策は、先に述べたビード補修溶射
である。しかし、溶射層がめっき層と異なりかなりの気
孔を含有する構造であること、また溶射層の膜厚がめっ
き層に比べ不均一であることから、溶射層の耐食性はめ
っき層に比べると劣り、ビード補修溶射だけで溶接部の
耐食性不足を十分解決したとは言い難い。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかるプレめ
っき鋼管溶接部における早期赤錆発生を防止するために
考案されたものである。本発明の第一の要旨は、プレめ
っき鋼管のめっき層の成分をMg:1〜4重量%、A
l:4〜10重量%、残部Znおよび不可避的不純物と
することである。第二の要旨は、めっき層がさらに0.
002〜0.1重量%のTiおよび0.001〜0.0
45重量%のBを含有するというものである。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明に従う溶融Zn−Mg−A
l系合金めっき鋼管は、そのめっき層の組成がMg:1
〜4重量%、Al:4〜10重量%、残部Znおよび不
可避的不純物からなること、あるいはめっき層がさらに
0.002〜0.1重量%のTiおよび0.001〜
0.045重量%のBを含有することを特徴とする。
【0007】勿論、従来から行われているビード補修溶
射、さらにはビード補修溶射後の有機樹脂被覆、オイリ
ング等既存の後処理をそのまま本発明に従う溶融Zn−
Mg−Al系合金めっき鋼管に適用することができる。
また、鋼管の素材となるプレ溶融めっき鋼板には通常ど
おり、各種クロメート処理、各種有機樹脂被覆処理を適
用することができる。
【0008】めっき層中のMgはめっき層上にMgを含
む極めて保護性の高いMg含有Zn系腐食生成物の形成
を促し、めっき層自身の腐食速度を著しく減少させる効
果がある。加えて、発明者らはこれらの腐食生成物の一
部がビード部に流れこみ、ビード部の腐食を抑制する特
筆すべき効果があることを見出した。また、ビード補修
溶射を施した場合には、Mg含有Zn系腐食生成物は溶
射層上あるいは溶射層上の腐食生成物中に流れ込み、下
地の鋼素地を保護する効果を有することを見出した。M
g含有量が1重量%未満ではかかる効果が十分ではな
く、一方、4重量%を超えるとその効果は飽和する。し
たがって、Mgは1〜4重量%含有させるのがよい。
【0009】めっき層中のZn,Mgがめっき層から溶
出してMg含有Zn系腐食生成物を形成するのに対し、
めっき層中のAlはめっき層からほとんど溶出せず、当
初めっき層であった部分においてZn−Al系腐食生成
物を形成する。したがって、Zn−Al系腐食生成物
は、比較的流動性の高いMg含有Zn系腐食生成物の下
層に生成する。発明者らはこのZn−Al系腐食生成物
は極めて固着性が強いため、上層にあるMg含有Zn系
腐食生成物がビード部あるいはビード補修溶射部に流出
しても、このZn−Al系腐食生成物がバリアーとなっ
て下地のめっき層が急速に腐食されることはないことを
見出した。仮に、めっき層中にAlが含まれず、めっき
層がZn−Mg系合金の場合、Mg含有Zn系腐食生成
物が流出すると、下地に固着性の強い腐食生成物がない
ことから、めっき層の腐食が急速に生じることになる。
このように、固着性が強く下地に対するバリアー効果を
有するZn−Al系腐食生成物を形成するには4重量%
以上のAlが必要である。しかし、10重量%を超える
と、めっき層と鋼素地の界面に局部的にFe−Al金属
間化合物が生成することから、二次加工時に部分的にめ
っき層が剥離することが懸念される。また、溶接性の観
点からも10重量%以上の添加は避けるべきである。し
たがって、Alは4〜10重量%含有させるのがよい。
【0010】発明者らは先に特開平10−226865
号、特願平10−57446号等において、耐食性や表
面外観を改善した溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板を
提案した。その中で、特に特願平10−57446号に
おいては、めっき層の表面外観を改善するために、A
l:4〜10重量%、Mg:1〜4重量%、残部Znお
よび不可避的不純物からなるめっき浴に、さらにTi:
0.002〜0.1重量%、B:0.001〜0.04
5重量%を添加することを提案した。すなわち、Ti、
Bの添加により、表面外観を害するZn11Mg2相の生
成を抑制し、めっき層中に晶出するZn−Mg系金属間
化合物を実質的にZn2Mgのみとすることが容易にな
る。
【0011】具体的には、0.002重量%以上のTi
を含有させるとZn11Mg2相の生成を抑制することが
できる。しかし、Ti含有量が0.1重量%を超えると
めっき層中にTi−Al系析出物が成長し、めっき層に
凹凸(ブツ)が生じ、外観を損ねるようになる。したが
って、0.002〜0.1重量%のTiを含有させるの
がよい。
【0012】また、0.001重量%以上のBを含有さ
せると、Zn11Mg2相の生成を抑制することができ
る。しかし、B含有量が0.045重量%を超えるとめ
っき層中にTi−B系、Al−B系析出物が成長し、め
っき層に凹凸(ブツ)が生じ、外観を損ねるようにな
る。したがって、0.001〜0.045重量%のBを
含有させるのがよい。
【0013】
【実施例1】 断面形状:100mm×100mm、板厚2.3mmの
角管 めっき層中Al含有量:3.0,4.3,10.0重量
% めっき層中Mg含有量:上記Al含有量それぞれに対し
て、0,0.5,0.8,1.2,2.0,3.0,
4.3重量% 腐食促進試験:塩水噴霧試験(JIS Z2371) めっき付着量:75g/m2 化成処理:一般クロメート処理 溶接:高周波溶接 ビード補修溶射:なし
【0014】以上の条件でビード部近傍の耐赤錆性を評
価した。評価にはMgの効果を明らかにするために、以
下の計算で定義される指標Mを用いた。Al含有率が同
一な場合において、Mg含有量:X重量%における指標
Mとは、(Mg含有量X重量%におけるビード部近傍の
赤錆発生時間)÷(Mg含有量0重量%におけるビード
部近傍の赤錆発生時間)とする。表1に評価結果を示
す。
【0015】
【表1】
【0016】表1に示すように、Al含有量が本発明の
範囲内であれば、Mg含有率が約1重量%以上になると
顕著に指標Mが増大すなわち、ビード部近傍のめっき層
の耐赤錆性が向上することは明らかである。ただし、4
重量%をこえてMgを添加してもその効果は飽和してい
る。また、Al含有量が4重量%未満ではMgが1重量
%を超えても顕著な耐赤錆性の向上は見られない。
【0017】
【実施例2】 断面形状:外径22mm、板厚1.2mmの丸管 めっき付着量:120g/m2 ビード補修溶射:ビードカット後、Zn−5重量%Al
溶射を平均5μm溶射 上記以外は実施例1と同一条件でビード補修溶射部の耐
赤錆性を評価した。指標Mはこの場合以下のように定義
した。Al含有率が同一な場合において、Mg含有量:
X重量%における指標Mとは、(Mg含有量X重量%に
おけるビード補修溶射部の赤錆発生時間)÷(Mg含有
量0重量%におけるビード補修溶射部の赤錆発生時間)
とする。得られた結果を表2に示す。
【0018】
【表2】
【0019】表2に示すように、Al含有量が本発明の
範囲内であれば、Mg含有率が約1重量%以上になると
顕著に指標Mが増大すなわち、ビード補修部のめっき層
の耐赤錆性が向上することは明らかである。ただし、4
重量%をこえてMgを添加してもその効果は飽和してい
る。また、Al含有量が4重量%未満ではMgが1重量
%を超えても顕著な耐赤錆性の向上は見られない。
【0020】
【実施例3】 めっき層中Al含有量:6.0重量% めっき層中Mg含有量:0,0.7,1.1,2.0,
3.0,4.4重量% めっき層中Ti含有量:0.03重量% めっき層中B含有量:0.006重量% ビード補修溶射:ビードカット後、Zn−5重量%Al
溶射を平均5μm溶射上記以外の条件は実施例1と同一
としてビード補修溶射部の耐赤錆性を調査した。得られ
た結果を表3に示す。
【0021】
【表3】
【0022】表3に示すように、Al,Ti,Bが本発
明範囲である場合、めっき層中にMgを増加させた場合
の耐赤錆性向上効果はTi,Bが含有されていない場合
と同様と見なすことができる。
【発明の効果】以上説明したように、本発明の溶融Zn
−Mg−Al系合金めっき鋼管は優れた溶接部耐食性を
示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】あらかじめ溶融めっき層を被覆しためっき
    鋼板を鋼管に成型するプレめっき鋼管において、めっき
    層の成分がMg:1〜4重量%、Al:4〜10重量
    %、残部Znおよび不可避的不純物からなることを特徴
    とする溶接部耐食性に優れた溶融Zn−Mg−Al系合
    金めっき鋼管。
  2. 【請求項2】めっき層がさらに0.002〜0.1重量
    %のTiおよび0.001〜0.045重量%のBを含
    有する請求項1記載の溶接部耐食性に優れた溶融Zn−
    Mg−Al系合金めっき鋼管。
JP11042515A 1999-02-22 1999-02-22 溶接部耐食性に優れた溶融Zn−Mg−Al系合金めっき鋼管 Withdrawn JP2000239818A (ja)

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