JP2001152373A - Iron rust stabilizer, method for forming stabilized iron rust layer and steel material having stabilized iron rust layer - Google Patents

Iron rust stabilizer, method for forming stabilized iron rust layer and steel material having stabilized iron rust layer

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JP2001152373A
JP2001152373A JP32894099A JP32894099A JP2001152373A JP 2001152373 A JP2001152373 A JP 2001152373A JP 32894099 A JP32894099 A JP 32894099A JP 32894099 A JP32894099 A JP 32894099A JP 2001152373 A JP2001152373 A JP 2001152373A
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steel material
rust
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stabilizer
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文雄 湯瀬
Takenori Nakayama
武典 中山
Toshiaki Suga
俊明 菅
Satoshi Takeshita
智 竹下
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce an iron rust stabilizer forming a stabilized iron rust layer excellent in the properties of cutting off from the outside on the surface of a steel material, to provide a method for forming the same layer and to produce a steel material having the same layer. SOLUTION: The iron rust stabilizer in this invention is composed of an aqueous solution containing one or two or more kinds among the ions of a metallic element A and/or a metallic element B satisfying the conditions in the following inequalities (1) and (2) in the case the hydrolysis constant of the metallic ions of some metallic element M is defined as K (M) as essential components respectively by >=0.001 M/l, preferably by >=0.005 M/l in total. By applying this iron rust stabilizer on a steel material, a refined and densified stabilized iron rust layer is formed, and the corrosion resistance of the steel material improves: K(Fe3+)-3.5<K(A)<K(Fe3+)+2.5...(1), and K(Fe2+)-3.5<K (B)<K(Fe2+)+2.5...(2).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、橋梁、建築等の鉄
鋼構造物などに、大気腐食環境において保護性を有する
安定化鉄さび層を形成する技術に関するものであり、従
来の表面保護層(例えば、さび層や塗装膜)などの補修
においても有効に利用することができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for forming a stabilized iron rust layer having a protective property in an atmospheric corrosion environment on a steel structure such as a bridge or a building. , Rust layer and coating film).

【0002】[0002]

【従来の技術】橋梁や建築などに用いられてさた耐候性
鋼は表面に生成した鉄さびで鋼を保譲する鋼材として知
られ、JISには溶接構造用耐候性熱間圧延鋼材(SM
A:JISG3114)と高耐候性圧延鋼材(SPA:
JISG3125)の2種が挙げられている。耐候性鋼
は塗装を施すことなく、裸のままで使用することがで
き、経済的であるが、表面の鉄さびが緻密で安定な良い
さびになるまでの間に流れさびが発生し、外観上問題と
なることが多々ある。
2. Description of the Related Art Weather-resistant steel used for bridges and buildings is known as a steel material that transfers steel with iron rust generated on its surface, and JIS describes weather-resistant hot-rolled steel (SM) for welded structures.
A: JISG3114) and high weather resistant rolled steel (SPA:
JISG3125). Weather-resistant steel can be used naked without coating, and it is economical.However, the surface rust is generated until the iron rust on the surface becomes dense and stable and good rust. There are many problems.

【0003】また、海岸地区や冬季に融雪塩を散布する
塩化物環境下では層状の剥離しやすい鉄さび(剥離さ
び:例えば粗大粒子からなるβさび等が含有されている
と考えられる。)が発生し、耐食性に優れる緻密で安定
な鉄さびが形成されない。
[0003] Further, under a chloride environment in which snowmelt is sprayed in a coastal area or in winter, a layered iron rust which easily peels off (exfoliation rust: for example, it is considered that β rust composed of coarse particles is contained) is generated. However, dense and stable iron rust having excellent corrosion resistance is not formed.

【0004】これらの欠点を補う方法として、例えば、
特公昭56−33991号には化成皮膜を形成すること
により、耐食性を向上させる技術が記載されており、ま
た特許第2699733号には、1.0〜45.0wt%
の硫酸クロム水溶液を塗布液として、鋼材表面あるいは
鋼材のさび層に塗布することによって安定化鉄さび層を
形成し、防食性を向上させる技術が記載されている。
As a method of compensating for these disadvantages, for example,
Japanese Patent Publication No. 56-33991 describes a technique for improving corrosion resistance by forming a chemical conversion film, and Japanese Patent No. 2699733 discloses a technique for improving the corrosion resistance by 1.0 to 45.0 wt%.
A technique is described in which a stabilized iron rust layer is formed by applying a chromium sulfate aqueous solution as a coating liquid to the surface of a steel material or a rust layer of the steel material, thereby improving corrosion resistance.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
化成皮膜処理は前処理が煩雑、複雑である割りには耐食
性の良好な鉄さび層が得られず、硫酸クロム水溶液を塗
布する方法においても、海岸地帯などの塩化物環境下で
は剥離さびが生成しやすいため、必ずしも満足な耐食性
が得られていない。
However, the conventional chemical conversion coating treatment requires complicated pre-treatment and cannot provide an iron rust layer having good corrosion resistance even if it is complicated. In a chloride environment such as a zone, exfoliation rust is easily generated, and thus satisfactory corrosion resistance is not necessarily obtained.

【0006】本発明はかかる問題に鑑みなされたもの
で、鉄鋼材の表面に外部との遮断性に優れた安定化鉄さ
び層を形成することにより、鉄鋼材の耐食性を向上させ
ることができる鉄さび安定化剤、安定化鉄さび層の形成
方法および安定化鉄さび層を有する鉄鋼材を提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to form a stabilizing iron rust layer having an excellent barrier property against the outside on a surface of a steel material, thereby improving the corrosion resistance of the steel material. It is an object to provide an agent, a method for forming a stabilized iron rust layer, and a steel material having a stabilized iron rust layer.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】鉄さびの生成過程には未
だ不明な点が多いが、鉄鋼材の腐食溶解により生じたF
3+イオンあるいはFe2+イオンが元となり、これらが
加水分解、重合、核生成成長、凝集、凝縮等を経て、結
晶化し、さびとして沈殿するとされている。この加水分
解の段階で、さびの成長を抑制することができれば、さ
び粒子は成長しなくなり、微細化、緻密化され、外部と
の遮断性が向上する。本発明はかかる着想を基に完成さ
れたものである。なお、鉄さびには、前記βさび、αさ
びのほか、γさび、マグネタイトおよび非晶質さびがあ
り、αさびおよび非晶質さびは元来、耐食性の観点から
は好ましいものである。
There are still many unknown points in the process of forming iron rust.
It is said that e 3+ ions or Fe 2+ ions originate and crystallize through hydrolysis, polymerization, nucleation growth, aggregation, condensation, etc., and precipitate as rust. If the growth of rust can be suppressed at the stage of this hydrolysis, the rust particles will not grow, and will be miniaturized and densified, and the barrier property to the outside will be improved. The present invention has been completed based on such an idea. Iron rust includes β rust, α rust, γ rust, magnetite, and amorphous rust, and α rust and amorphous rust are originally preferable from the viewpoint of corrosion resistance.

【0008】すなわち、本発明の鉄さび安定化剤は、請
求項1に記載したように、鉄鋼材の上に供給することに
よって鉄鋼材の表面に安定化鉄さび層を被覆形成する鉄
さび安定化剤であって、ある金属元素Mの金属イオンの
加水分解定数をK(M)と表したとき、下記式(1) の条
件を満足する金属元素Aのイオンの1種または2種以上
を本質的成分として含み、その合計量が0.001M/
l以上である水溶液からなるものである。 K(Fe3+)−3.5<K(A)<K(Fe3+)+2.5 ……(1) 但し、加水分解定数K(M)は、加水分解反応が下記式
(A) で表されるとき、下記式(B) によって求められる値
である。 xMz++yH2O=Mx(OH)y (xz-y)++yH+ ……(A) K(M)=log Qxy=log [Mx(OH)y (xz-y)+][H+]y /[Mz+]x ……(B)
That is, the iron rust stabilizer of the present invention is an iron rust stabilizer which forms a stabilized iron rust layer on the surface of a steel material by being supplied on the steel material as described in claim 1. When the hydrolysis constant of a metal ion of a certain metal element M is represented by K (M), one or more kinds of ions of the metal element A satisfying the condition of the following formula (1) are essential components. And the total amount is 0.001M /
1 or more. K (Fe 3+ ) −3.5 <K (A) <K (Fe 3+ ) +2.5 (1) where the hydrolysis constant K (M) is obtained by the following equation.
When represented by (A), it is a value determined by the following equation (B). xM z + + yH 2 O = M x (OH) y (xz-y) + + yH + ...... (A) K (M) = log Q xy = log [M x (OH) y (xz-y) +] [ H + ] y / [ Mz + ] x ... (B)

【0009】鋼材が腐食してFe3+イオンからさびを形
成するときには、式(1) の条件を満足する加水分解定数
を有する金属元素Aのイオン(単に、Aイオンという場
合がある。)があれば、Aイオンがさびの核や粒子表面
に吸着したり、さび中に取り込まれたりして、さびの生
成に影響を及ぼし、成長を抑制する。その結果、さびの
核生成、粒成長、結晶化が阻止され、生成するさびが微
細、緻密になり、外部から塩素イオンや水分などの腐食
因子の侵入を防止しうる保護層として機能する安定化鉄
さび層を鉄鋼材の表面に形成することができ、鉄鋼材の
耐食性を向上させることができる。
When the steel material is corroded to form rust from Fe 3+ ions, ions of the metal element A having a hydrolysis constant satisfying the condition of the formula (1) (may be simply referred to as A ions). If present, A ions are adsorbed on rust nuclei or particle surfaces or taken into rust, thereby affecting rust formation and suppressing growth. As a result, nucleation, grain growth, and crystallization of rust are prevented, and the generated rust becomes finer and denser, and stabilization functions as a protective layer that can prevent the intrusion of corrosion factors such as chlorine ions and moisture from the outside. The iron rust layer can be formed on the surface of the steel material, and the corrosion resistance of the steel material can be improved.

【0010】この際、加水分解定数が(K(Fe3+)−
3.5)よりも小さいと、Fe3+イオンがさびとして先
に生成、沈殿するために生成さびの結晶粒径には影響を
与えない。一方、(K(Fe3+)+2.5)よりも大き
いと、Fe3+イオンがさびとして生成、沈殿する前にA
イオンが先に沈殿してしまい、さびには影響を与えな
い。つまり、加水分解定数が大き過ぎても小さ過ぎても
Fe3+イオンから生成するさびの生成、成長に影響を与
えることができない。このため、さびを微細化、緻密化
するには、加水分解定数が、(K(Fe3+)−3.5)
<K(A)<(K(Fe3+)+2.5)の条件を満足す
るAイオンを添加材として選択することが必要である。
このような加水分解定数K(A)を有する金属元素Aの
例としては、請求項2に記載したように、例えば、Z
r、Hf、Ti、Ga、Sn、Al、Cr、Sc、I
n、Bi、Vから選択された元素を用いることができ
る。
At this time, the hydrolysis constant is (K (Fe 3+ ) −
If it is smaller than 3.5), Fe 3+ ions are formed and precipitated first as rust, so that the crystal size of the formed rust is not affected. On the other hand, if it is larger than (K (Fe 3+ ) +2.5), A 3 is generated before Fe 3+ ions are formed as rust and precipitate.
The ions precipitate first and do not affect rust. That is, even if the hydrolysis constant is too large or too small, it cannot affect the generation and growth of rust generated from Fe 3+ ions. Therefore, in order to make rust finer and more dense, the hydrolysis constant is (K (Fe 3+ ) -3.5).
It is necessary to select an A ion satisfying the condition of <K (A) <(K (Fe 3+ ) +2.5) as an additive.
Examples of the metal element A having such a hydrolysis constant K (A) include, for example, Z
r, Hf, Ti, Ga, Sn, Al, Cr, Sc, I
An element selected from n, Bi, and V can be used.

【0011】鉄さび安定化剤を構成する水溶液における
Aイオンの濃度(各種Aイオンの合計量)としては、A
イオンによるさびの微細化作用を得るには、少なくとも
0.001M/l(モル/リットル)は必要であるこの
ため、Aイオンの濃度の下限を0.001M/l、好ま
しくは0.005M/lとする。なお、Aイオンの濃度
の上限は特に規定せず、Aイオンの飽和水溶液としても
よいが、過多に含有させても微細化作用は飽和し、経済
的でないので、Aイオン濃度の上限は10M/l程度に
止めるのがよい。
The concentration of A ions in the aqueous solution constituting the iron rust stabilizer (total amount of various A ions) is as follows.
At least 0.001 M / l (mole / liter) is required to obtain the rust refining effect of the ions. Therefore, the lower limit of the concentration of the A ion is 0.001 M / l, preferably 0.005 M / l. And The upper limit of the concentration of the A ion is not particularly defined, and may be a saturated aqueous solution of the A ion. However, even if it is contained in an excessive amount, the micronizing action is saturated and is not economical. It is better to stop at about l.

【0012】また、本発明の鉄さび安定化剤は、請求項
3に記載したように、鉄鋼材の上に供給することによっ
て鉄鋼材の表面に安定化鉄さび層を被覆形成する鉄さび
安定化剤であって、ある金属元素Mの金属イオンの加水
分解定数をK(M)と表したとき、下記式(2) の条件を
満足する金属元素Bのイオンの1種または2種以上を本
質的成分として含み、その合計量が0.001M/l以
上である水溶液からなるものである。但し、加水分解定
数K(M)は、加水分解反応が前記式(A) で表されると
き、前記式(B) によって求められる値である。 K(Fe2+)−3.5<K(B)<K(Fe2+)+2.5 ……(2)
Further, the iron rust stabilizer of the present invention is an iron rust stabilizer which forms a stabilized iron rust layer on the surface of a steel material by being supplied on the steel material. When the hydrolysis constant of a metal ion of a certain metal element M is expressed as K (M), one or more of the ions of the metal element B satisfying the condition of the following formula (2) are essential components. And an aqueous solution having a total amount of 0.001 M / l or more. However, the hydrolysis constant K (M) is a value determined by the above formula (B) when the hydrolysis reaction is represented by the above formula (A). K (Fe 2+ ) −3.5 <K (B) <K (Fe 2+ ) +2.5 (2)

【0013】この発明は、Fe2+イオンから生成するさ
びに着目してなされたものであり、鉄鋼材が腐食してF
2+イオンからさびを形成するときに、式(2) の条件を
満足する加水分解定数を有する金属元素Bのイオン(単
にBイオンという場合がある。)があれば、前記Fe3+
イオンから生成するさびの微細化、緻密化と同様の機構
によって、Fe2+イオンから生成するさび粒子の成長を
抑制し、微細化することができ、外部との遮断性に優れ
た安定化鉄さび層を形成することができる。
The present invention has been made by paying attention to rust generated from Fe 2+ ions.
When rust is formed from the e 2+ ion, if there is an ion of the metal element B having a hydrolysis constant that satisfies the condition of the formula (2) (may be simply referred to as B ion), the Fe 3+ is used.
By the same mechanism as the miniaturization and densification of rust generated from ions, the growth of rust particles generated from Fe 2+ ions can be suppressed and miniaturized, and stabilized iron rust with excellent barrier properties to the outside Layers can be formed.

【0014】この際、加水分解定数が(K(Fe2+)−
3.5)よりも小さいと、Fe2+イオンがさびとして先
に生成、沈殿するためにFe2+イオンから生成するさび
の結晶粒径には影響を与えない。一方、(K(Fe2+
+2.5)よりも大きいと、Fe2+イオンがさびとして
生成、沈殿する前にそのBイオンが先に沈殿してしま
い、さびの結晶粒径には影響を与えない。このため、さ
びを微細化、緻密化するには、加水分解定数が、(K
(Fe2+)−3.5)<K(B)<(K(Fe2+)+
2.5)の条件を満足するBイオンを添加材として選択
することが必要である。このような加水分解定数K
(B)を有する金属元素Bの例としては、請求項4に記
載したように、例えば、Ca、Ag、Mg、Mn、N
i、Co、La、Zn、Pb、Cuから選択された元素
を用いることができる。また、鉄さび安定化剤を構成す
る水溶液におけるBイオンの濃度(各種Bイオンの合計
量)も、さびの微細化作用を得るには、少なくとも0.
001M/lが必要であり、好ましくは0.005M/
l以上とするのがよい。Bイオンの濃度の上限も特に規
定されないが、経済性からは10M/l程度とするのが
よい。
At this time, the hydrolysis constant is (K (Fe 2+ ) −
When it is smaller than 3.5), the Fe 2+ ion is first generated and precipitated as rust, so that it does not affect the crystal grain size of the rust generated from the Fe 2+ ion. On the other hand, (K (Fe 2+ )
If it is larger than (+2.5), B ions are precipitated first before Fe 2+ ions are generated and precipitated as rust, and the rust crystal grain size is not affected. For this reason, in order to make rust finer and more dense, the hydrolysis constant is (K
(Fe2 + )-3.5) <K (B) <(K (Fe2 + ) +
It is necessary to select a B ion satisfying the condition of 2.5) as an additive. Such a hydrolysis constant K
Examples of the metal element B having (B) include, for example, Ca, Ag, Mg, Mn, N
An element selected from i, Co, La, Zn, Pb, and Cu can be used. In addition, the concentration of B ions in the aqueous solution constituting the iron rust stabilizer (total amount of various B ions) is at least 0.
001 M / l is required, preferably 0.005 M / l
It is better to be 1 or more. The upper limit of the B ion concentration is not particularly limited, but is preferably about 10 M / l from the viewpoint of economy.

【0015】また、本発明の鉄さび安定化剤は、請求項
5に記載したように、請求項1に記載した金属元素Aの
イオンの1種または2種以上を本質的成分として含み、
その合計量が0.001M/l以上であり、さらに請求
項3に記載した金属元素Bのイオンの1種または2種以
上を本質的成分として含み、その合計量が0.001M
/l以上である水溶液からなるものである。この発明に
よると、Fe2+イオンおよびFe3+イオンから生成する
すべてのさびを微細化、緻密化することができ、これに
よって腐食因子の遮断性に極めて優れた保護膜として機
能する安定化鉄さび層を鉄鋼材の表面に形成することが
でき、鉄鋼材の耐食性をより向上させることができる。
Further, the iron rust stabilizer of the present invention contains, as an essential component, one or more of the ions of the metal element A described in the first aspect as an essential component,
The total amount is 0.001 M / l or more, and one or more of the ions of the metal element B according to claim 3 is contained as an essential component, and the total amount is 0.001 M / l.
/ L or more of an aqueous solution. According to the present invention, all rusts generated from Fe 2+ ions and Fe 3+ ions can be miniaturized and densified, whereby stabilized iron rust functioning as a protective film having an excellent barrier to corrosion factors The layer can be formed on the surface of the steel material, and the corrosion resistance of the steel material can be further improved.

【0016】上記各発明の鉄さび安定化剤を構成する水
溶液には、請求項7に記載したように、本質的成分とし
てさらに硫酸イオン(SO4 2- )を0.01〜10M/
lを含ませるのがよい。硫酸イオンは、熱力学的に安定
なαさびを助長する作用がある。0.01M/l未満で
はかかる作用が過少であり、一方10M/lを超えて添
加してもその作用が飽和するとともに取り扱いが困難に
なる。
As described in claim 7, the aqueous solution constituting the iron rust stabilizer of each of the above-mentioned inventions further contains sulfate ions (SO 4 2− ) as an essential component in an amount of 0.01 to 10 M / min.
It is better to include l. Sulfate ions have the effect of promoting thermodynamically stable alpha rust. When the amount is less than 0.01 M / l, such an effect is too small. On the other hand, when the amount exceeds 10 M / l, the effect is saturated and handling becomes difficult.

【0017】また、本発明の安定化鉄さび層の形成方法
は、請求項8に記載したように、鉄鋼材の上に請求項1
〜7のいずれか1項に記載した鉄さび安定化剤を供給
し、鉄鋼材の表面に金属元素Aおよび/または金属元素
Bを含む安定化鉄さび層を形成するものである。この発
明によれば、前記鉄さび安定化剤の作用により、生成さ
びを微細化、緻密化することができ、鉄鋼材の表面に遮
断性に優れた保護層として安定化鉄さび層を容易に形成
することができる。
Further, the method for forming a stabilized iron rust layer according to the present invention is characterized in that, as set forth in claim 8, the method comprises the steps of:
(7) The iron rust stabilizer described in any one of (7) to (7) is supplied to form a stabilized iron rust layer containing the metal element A and / or the metal element B on the surface of the steel material. According to the present invention, by the action of the iron rust stabilizing agent, the generated rust can be miniaturized and densified, and the stabilized iron rust layer can be easily formed as a protective layer having excellent barrier properties on the surface of the steel material. be able to.

【0018】また、本発明の安定化鉄さび層を有する鉄
鋼材は、請求項9に記載したように、鉄鋼材の上に請求
項1〜7のいずれか1項に記載した鉄さび安定化剤が供
給され、鉄鋼材の表面に金属元素Aおよび/または金属
元素Bを含む安定化鉄さび層が形成されたものである。
この安定化鉄さび層は、前記鉄さび安定化剤によって生
成さびが微細化、緻密化されたものであり、鉄鋼材の表
面に遮断性に優れた保護層として機能するので、鉄鋼材
の耐食性を向上させることができる。前記鉄鋼材として
は、wt%でTi:0.01%以上、Cu:0.1%以
上、Ni:0.1%以上の1種以上を含む材質が好まし
い。鉄鋼材そのものから、前記金属元素AとしてTi
を、また前記金属元素BとしてCu、Niを供給するこ
とができ、生成さびの微細化、緻密化を促進することが
でき、効果的である。
Further, the steel material having a stabilized iron rust layer according to the present invention is characterized in that, as described in claim 9, the iron rust stabilizer described in any one of claims 1 to 7 is provided on the steel material. It is supplied, and a stabilized iron rust layer containing the metal element A and / or the metal element B is formed on the surface of the steel material.
This stabilized iron rust layer is formed by the above-mentioned iron rust stabilizing agent, and the rust formed therein is refined and densified, and functions as a protective layer having excellent barrier properties on the surface of the steel material, thereby improving the corrosion resistance of the steel material. Can be done. As the steel material, a material containing at least one of Ti: 0.01% or more, Cu: 0.1% or more, and Ni: 0.1% or more in wt% is preferable. From the steel itself, Ti as the metal element A
And Cu and Ni as the metal element B can be supplied, which can promote the miniaturization and densification of the generated rust, which is effective.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明者らは金属材料の腐食機構
とさびの生成過程を鋭意検討した結果、耐食性とさびの
種類や構造には相関があることを知見した。すなわち、
鉄さび層の中で塩化物環境下で生成しやすく脆くて剥離
しやすいβさび(β−FeOOH)が少ないほど、ま
た、熱力学的に安定なαさび(α−FeOOH)や非晶
質さびが多いほど耐食性に優れるのであるが、おなじさ
び種類であっても、粒子サイズが小さいほど耐食性に優
れる知見を得た。つまり、塩化物環境下で生成しやす
く、脆くて剥離しやすい粗大なβさびを微細化させるこ
と、耐食性にとって良い影響を及ぼすαさびをさらに
微細化させることによって、耐食性に優れる微細で緻密
なさび層を形成することが出来る。そして、鉄さびの生
成過程でさびの成長速度、粒子サイズを決定する要因
(加水分解定数)を見い出し、本発明を完成するに至っ
た。なお、非常に微細化したβさびは非晶質さびと区別
し難くなるが、非晶質さびは元々耐食性の向上に資する
ものなので、両者を厳格に区別する実益はない。また、
αさびは元来、熱力学的に安定なさびであり、耐食性の
付与には好適なものである。本発明によってかかるαさ
びも微細化、緻密化されることで、外部との遮断性はよ
り一層向上する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present inventors have conducted intensive studies on the corrosion mechanism of metal materials and the process of forming rust, and have found that there is a correlation between corrosion resistance and the type and structure of rust. That is,
The smaller the amount of β rust (β-FeOOH) that is easily formed in a chloride environment in the iron rust layer and that is fragile and easy to peel off, the more thermodynamically stable α rust (α-FeOOH) and amorphous rust The higher the number, the better the corrosion resistance. However, even with the same type of rust, a finding was found that the smaller the particle size, the more excellent the corrosion resistance. In other words, fine and dense rust with excellent corrosion resistance is obtained by refining coarse β rust, which is easy to generate in a chloride environment, brittle and easy to peel, and further refining α rust, which has a good effect on corrosion resistance. Layers can be formed. Then, during the production process of iron rust, a factor (hydrolysis constant) that determines the growth rate and particle size of rust was found, and the present invention was completed. It should be noted that very fine β rust is difficult to distinguish from amorphous rust, but since amorphous rust originally contributes to the improvement of corrosion resistance, there is no practical benefit of strictly distinguishing the two. Also,
Alpha rust is a thermodynamically stable rust by nature and is suitable for imparting corrosion resistance. According to the present invention, the α rust is also miniaturized and densified, so that the barrier property to the outside is further improved.

【0020】まず、加水分解定数について詳細に説明す
る。加水分解は金属イオンと水とが反応してOH結合を
切断し、水酸化物(イオン)とプロトンH+ を与える酸
塩基反応である。例えば、m価の金属イオンMm+が強い
酸で、M(OH)(m-1)+がその共役弱塩基である場合、
酸塩基反応は次式で与えられる。 Mm++H2O=M(OH)(m-1)++H+ 一般に加水分解反応は可逆的で、この平衡定数は加水分
解定数とよばれる。ある金属元素Mの金属イオンの加水
分解定数をK(M)は、加水分解反応が下記式(A) で表
されるとき、下記式(B) によって求められる値である。 xMz++yH2O=Mx(OH)y (xz-Y)++yH+ ……(A) K(M)=log Qxy=log [Mx(OH)y (xz-y)+][H+]y /[Mz+]x ……(B)
First, the hydrolysis constant will be described in detail. The hydrolysis is an acid-base reaction in which a metal ion and water react to break an OH bond to give a hydroxide (ion) and a proton H + . For example, if the m-valent metal ion M m + is a strong acid and M (OH) (m-1) + is its conjugate weak base,
The acid-base reaction is given by the following equation. M m + + H 2 O = M (OH) (m-1) + + H + In general, the hydrolysis reaction is reversible, and this equilibrium constant is called the hydrolysis constant. The hydrolysis constant K (M) of a metal ion of a certain metal element M is a value obtained by the following equation (B) when the hydrolysis reaction is represented by the following equation (A). xM z + + yH 2 O = M x (OH) y (xz-Y) + + yH + ...... (A) K (M) = log Q xy = log [M x (OH) y (xz-y) +] [ H + ] y / [ Mz + ] x ... (B)

【0021】Fe3+イオンが元になって生成するさび、
例えば塩化物環境下で生成しやすいβさびの微細化、緻
密化を図るには、上記加水分解定数を用いて下記式(1)
で特定した金属元素Aのイオンの1種または2種以上を
本質的成分として含み、その合計量が0.001M/l
以上、好ましくは0.005M/l以上の水溶液からな
る鉄さび安定化剤を鉄鋼材に供給することによって達成
することができる。 K(Fe3+)−3.5<K(A)<K(Fe3+)+2.5 ……(1)
Rust generated based on Fe 3+ ions,
For example, in order to achieve finer and more dense β rust that is likely to be generated in a chloride environment, the following equation (1) is used using the above hydrolysis constant.
Contains, as an essential component, one or more ions of the metal element A specified in the above, and the total amount thereof is 0.001 M / l
As described above, it can be achieved by supplying an iron rust stabilizer composed of an aqueous solution of preferably 0.005 M / l or more to a steel material. K (Fe 3+ ) −3.5 <K (A) <K (Fe 3+ ) +2.5 (1)

【0022】金属元素Aは、その加水分解定数がK(F
3+)に近い方がさびの微細化、緻密化作用は顕著であ
るので、金属元素Aは、好ましくは K(Fe3+)−1.5<K(A)<K(Fe3+)+1.5……(1A) を満足するものがよい。
The metal element A has a hydrolysis constant of K (F
e.sup.3 + ) has a remarkable rust refining and densification action. Therefore, the metal element A is preferably K (Fe3 + )-1.5 <K (A) <K (Fe3 + ). ) +1.5 (1A) is preferable.

【0023】Fe3+イオンの加水分解定数K(Fe3+
は室温での一般的な値は−2.4(「Hydrolysis of Ca
tions」:Charles F.Jr.Baes,Robert E.Mesmer、Kriege
r Publishing Company、1986、p230)であるの
で、式(1) は−5.9<K(A)<0.1、式(1A) は
−3.9<K(A)<−0.9と表される。
Hydrolysis constant of Fe 3+ ion K (Fe 3+ )
Is a general value at room temperature of -2.4 ("Hydrolysis of Ca
tions ": Charles F. Jr. Baes, Robert E. Mesmer, Kriege
r Publishing Company, 1986, p230), equation (1) is -5.9 <K (A) <0.1, and equation (1A) is -3.9 <K (A) <-0.9 It is expressed as

【0024】加水分解定数が−5.9から0.1の範囲
にある金属元素Aは多々あるが、経済性、処理性、取り
扱い性などから、Zr(加水分解定数K=−0.6)、
Hf(K=−1.1)、Ti(K=−2.3)、Ga
(K=−2.6)、Sn(K=−3.4)、Al(K=
−5.0)、Cr(K=−3.9)、Sc(K=−4.
3)、In(K=−4.0)、Bi(K=−1.1)、
V(K=−3.3)を選択するのがよい。勿論、これら
の元素のうちの任意の元素群より選択してもよい。例え
ば、Ga、Sn、Al、Cr、Sc、In、Biから選
択することができる。また、Zr、Hf、Ti、Cr、
Vから選択してもよい。また、鉄さび安定化剤として用
いる元素として、これらの元素はさびの生成過程におけ
る様々な段楷に対応するので、1種よりも2種以上を含
有する方がよく、(Zr、Hf、Ti、Cr、V)から
1種以上および(Ga、Sn、Al、Cr、Sc、I
n、Bi)から1種以上の元素を、あるいはTiおよび
(Ga、Sn、Al、Cr、Sc、In、Bi)から1
種以上の元素を複合して用いることが効果的である。
There are many metal elements A having a hydrolysis constant in the range of -5.9 to 0.1, but Zr (hydrolysis constant K = -0.6) ,
Hf (K = -1.1), Ti (K = -2.3), Ga
(K = −2.6), Sn (K = −3.4), Al (K =
-5.0), Cr (K = -3.9), Sc (K = -4.
3), In (K = -4.0), Bi (K = -1.1),
V (K = −3.3) is preferably selected. Of course, you may select from arbitrary element groups among these elements. For example, it can be selected from Ga, Sn, Al, Cr, Sc, In, and Bi. Zr, Hf, Ti, Cr,
V may be selected. In addition, as these elements used as iron rust stabilizers, these elements correspond to various stages in the process of rust formation, and therefore, it is better to contain two or more than one kind (Zr, Hf, Ti, One or more of (Cr, V) and (Ga, Sn, Al, Cr, Sc, I
n, Bi) or one or more elements from Ti and (Ga, Sn, Al, Cr, Sc, In, Bi).
It is effective to use a combination of two or more elements.

【0025】一方、Fe2+イオンが元になって生成する
と考えられているさびの微細化、緻密化を図るには、上
記加水分解定数を用いて下記式(2) で特定した金属元素
Bのイオンの1種または2種以上を本質的成分として含
み、その合計量が0.001M/l以上、好ましくは
0.005M/l以上である水溶液からなる鉄さび安定
化剤を鉄鋼材に供給することによって達成することがで
きる。 K(Fe2+)−3.5<K(B)<K(Fe2+)+2.5 ……(2)
On the other hand, in order to miniaturize and densify rust, which is considered to be generated based on Fe 2+ ions, the metal element B specified by the following formula (2) using the above hydrolysis constant is used. An iron rust stabilizer consisting of an aqueous solution containing one or more of the following ions as essential components and having a total amount of 0.001 M / l or more, preferably 0.005 M / l or more, is supplied to the steel material. Can be achieved by: K (Fe 2+ ) −3.5 <K (B) <K (Fe 2+ ) +2.5 (2)

【0026】金属元素Bも、その加水分解定数がK(F
2+)に近い方がさびの微細化、緻密化作用は顕著であ
るので、金属元素Bは、好ましくは K(Fe3+)−1.5<K(A)<K(Fe3+)+1.5 ……(2A) を満足するものがよい。
The metal element B also has a hydrolysis constant of K (F
e.sup.2 + ), the effect of refining and densification of rust is remarkable. Therefore, the metal element B is preferably K (Fe3 + )-1.5 <K (A) <K (Fe3 + ). ) +1.5 It is preferable to satisfy (2A).

【0027】Fe2+の加水分解定数K(Fe2+)は室温
での一般的な値として−9.5(「Hydrolysis of Cati
ons」前出)であるので、式(2) は−13<K(B)<
−7.0、式(2A) は−11<K(A)<−8と表され
る。
The Fe 2+ hydrolysis constant K (Fe 2+) is as a general value at room temperature -9.5 ( "Hydrolysis of Cati
ons ", supra), Equation (2) is -13 <K (B) <
−7.0, Equation (2A) is expressed as −11 <K (A) <− 8.

【0028】加水分解定数が−13から−7.0の範囲
にある元素は多々あるが、経済性、処理性、取り扱い性
などから、Ca(加水分解定数K=−13.0)、Ag
(K=−12.0)、Mg(K=−11.4)、Mn
(K=−10.6)、Ni(K=−9.9)、Co(K
=−9.7)、La(K=−9.0)、Zn(K=−
9.0)、Pb(K=−7.7)、Cu(K=−8.
0)を選択するのがよい。勿論、これらの元素のうちの
任意の元素群より選択してもよい。例えば、Ag、M
g、Mn、Ni、Co、La、Zn、Pbから選択する
ことができる。また、Ca、Ni、Cuから選択しても
よい。また、鉄さび安定化剤として用いる元素として、
これらの元素はさびの生成過程における様々な段楷に対
応するので、1種よりも2種以上を含有する方がよく、
特に(Ca、Ni、Cu)から1種以上および(Ag、
Mg、Mn、Co、La、Zn、Pb)から1種以上の
元素を複合して用いることが効果的である。
Although there are many elements having a hydrolysis constant in the range of -13 to -7.0, Ca (hydrolysis constant K = -13.0), Ag
(K = -12.0), Mg (K = -11.4), Mn
(K = -10.6), Ni (K = -9.9), Co (K
= -9.7), La (K = -9.0), Zn (K =-
9.0), Pb (K = -7.7), Cu (K = -8.
It is better to select 0). Of course, you may select from arbitrary element groups among these elements. For example, Ag, M
g, Mn, Ni, Co, La, Zn, and Pb. Moreover, you may select from Ca, Ni, and Cu. Also, as an element used as an iron rust stabilizer,
Since these elements correspond to various steps in the process of rust formation, it is better to contain two or more than one.
In particular, one or more of (Ca, Ni, Cu) and (Ag,
It is effective to use a combination of at least one element from Mg, Mn, Co, La, Zn, and Pb).

【0029】本発明の鉄さび安定化剤は、前記金属元素
A及び/又は金属元素Bのイオンを本質的成分として所
定量含む水溶液によって構成することできる。両イオン
を本質的成分とすることで、Fe2+イオン、Fe3+イオ
ンから生成するすべてのさび、すなわちβさび、αさ
び、γさび、マグネタイトおよび非晶質さびのすべてを
微細化、緻密化することができ、非常に遮断性に優れた
さび層を形成することができる。もっとも、金属元素A
及び/又は金属元素Bのイオンは本質的成分であり、鉄
さび安定化剤の水溶液には前記イオンのほか、これらの
イオンによるさびの微細化、緻密化作用を妨げない成
分、あるいはかかる作用を向上させる成分を含めること
ができる。
The iron rust stabilizer of the present invention can be constituted by an aqueous solution containing a predetermined amount of the ion of the metal element A and / or the metal element B as an essential component. By making both ions an essential component, all rusts generated from Fe 2+ ions and Fe 3+ ions, that is, β rust, α rust, γ rust, magnetite and amorphous rust are all refined and dense. And a rust layer having a very good barrier property can be formed. However, metal element A
And / or the ions of the metal element B are essential components, and in the aqueous solution of the iron rust stabilizer, in addition to the above-mentioned ions, components that do not hinder the rust refining and densification by these ions, or improve such effects. Components that cause the

【0030】例えば、αさびの生成を冗長する作用を有
する硫酸イオン(SO4 2- )を0.01〜10M/lを
含めることができる。鉄さび安定化剤を塗布する鉄鋼材
の表面を腐食する方が新たなさび層を早期に生成させる
という観点から、水溶液はある程度の酸性であることが
望ましい。硫酸イオンを含有させることにより、かかる
作用も得ることができる。なお、金属元素AとしてTi
を必須成分として用い、硫酸イオンを同時に含有させる
には、硫酸チタンを水に溶かせばよい。
For example, 0.01 to 10 M / l of a sulfate ion (SO 4 2− ) having a function to make α rust redundant can be contained. The aqueous solution is desirably acidic to some extent from the viewpoint that the surface of the steel material to which the iron rust stabilizing agent is applied corrodes a new rust layer earlier. By containing sulfate ions, such an effect can also be obtained. Note that Ti is used as the metal element A.
Is used as an essential component, and in order to simultaneously contain sulfate ions, titanium sulfate may be dissolved in water.

【0031】また、安定化鉄さび層の形成対象である鉄
鋼材の表面に、鉄さび安定化剤を均一に供給するには、
鉄さび安定化剤の水溶液の表面張力を低下させることが
望ましい。かかる観点から、常温で水より表面張力の小
さい水溶性溶媒を混合させることが有効である。このよ
うな溶媒としては、経済性や安全性、取扱性などから例
えば、エタノール、メタノールなどの低級アルコールや
アセトンを例示することができる。混合量については、
0.1M/l程度以上含有させることが好ましい。
Further, in order to uniformly supply the iron rust stabilizer to the surface of the steel material on which the stabilized iron rust layer is formed,
It is desirable to reduce the surface tension of the aqueous solution of iron rust stabilizer. From this viewpoint, it is effective to mix a water-soluble solvent having a lower surface tension than water at normal temperature. As such a solvent, for example, lower alcohols such as ethanol and methanol and acetone can be exemplified from the viewpoint of economy, safety, handleability, and the like. About the mixing amount,
It is preferable to contain about 0.1 M / l or more.

【0032】鉄さび安定化剤の鉄鋼材への供給方法は任
意であり、スプレーにより、あるいは刷毛により鉄鋼材
表面に散布、塗布してもよく、また、鉄さび安定化剤の
浴に処理対象の鉄鋼材を浸漬してもよい。経済性、施工
性を考慮すると、スプレーによる散布が好適である。ま
た、鉄さび安定化剤の鉄鋼材への供給乾燥後に、塗装を
施してもよい。
The method of supplying the iron rust stabilizer to the steel material is arbitrary. The iron rust stabilizer may be sprayed or brushed on the surface of the steel material, and may be applied to the steel material. The material may be immersed. Spraying is preferable in consideration of economy and workability. The coating may be performed after the iron rust stabilizer is supplied to the steel material and dried.

【0033】本発明の鉄さび安定化剤は、耐候性鋼を初
めとして、鉄さびを形成するような材料であればいかな
る鉄鋼材に対しても有効である。とくに、鋼成分とし
て、wt%でTi:0.01%以上(好ましくは0.03
%以上)、Cu:0.1%以上(好ましくは0.3%以
上)、Ni:0.1%以上(好ましくは0.3%以上)
の1種以上を含む鉄鋼材は、鉄さびの生成が進行する限
り、鉄鋼材そのものからこれらの元素のイオンを供給す
ることができるので、耐食性の向上には効果的である。
また、鉄鋼材の表面に塗装膜やさび層が形成されていて
もよい。すなわち、本発明は、腐食がすでに進行してい
る鉄鋼材、さびの補修、塗装膜欠陥部の補修等において
も有効に利用することができる。
The iron rust stabilizer of the present invention is effective for any steel material as long as it forms iron rust, including weathering steel. In particular, as a steel component, Ti: 0.01% or more (preferably 0.03% by weight)
%), Cu: 0.1% or more (preferably 0.3% or more), Ni: 0.1% or more (preferably 0.3% or more)
A steel material containing at least one of the above can effectively supply ions of these elements from the steel material itself as long as the generation of iron rust progresses, which is effective in improving corrosion resistance.
Further, a coating film or a rust layer may be formed on the surface of the steel material. That is, the present invention can be effectively used in repairing steel and rust that have already been corroded, repairing a defective portion of the coating film, and the like.

【0034】以下、本発明を実施例によってより具体的
に説明するが、本発明はかかる実施例によって限定的に
解釈されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not construed as being limited to such Examples.

【0035】[0035]

【実施例】下記表1、表2に示す種々の成分を含む水溶
液からなるる鉄さび安定化剤を調製した。金属元素はそ
のイオンを意味し、硫酸イオン(SO4 2- )は、硫酸チ
タンを水に溶かして付与したものである。この鉄さび安
定化剤を下記化学組成(単位wt%、残部実質的にFe)
の普通鋼板、低合金鋼板の表面に散布し、乾燥後、工業
地帯にて促進大気暴露試験を行った。暴露試験は、15
0×70×厚さ6mmの試験片を南向きに45°の角度で
立てかけ、週に1回、0.1%NaCl水溶液を散布し
て腐食を促進させ、12ケ月暴露後に、外観評価、腐食
減量調査を行うものである。 ・普通鋼成分 C:0.09%、Si:0.35%、Mn:1.45
%、P:0.015%、S:0.015%、Cu:0.
01%、Ni:0.01%、Al:0.02% ・低合金鋼成分 C:0.07%、Si:0.34%、Mn:1.50
%、P:0.012%、S:0.013%、Cu:0.
51%、Ni:0.50%、Al:0.02%、Ti:
0.05%
EXAMPLES Iron rust stabilizers comprising aqueous solutions containing various components shown in Tables 1 and 2 below were prepared. The metal element means its ion, and the sulfate ion (SO 4 2- ) is obtained by dissolving titanium sulfate in water. The following chemical composition (unit wt%, balance substantially Fe):
Was sprayed on the surface of ordinary steel sheet and low alloy steel sheet, dried, and then subjected to an accelerated atmospheric exposure test in an industrial area. Exposure test was 15
A test specimen having a size of 0 × 70 × 6 mm in thickness was leaned to the south at an angle of 45 °, and 0.1% NaCl aqueous solution was sprayed once a week to promote corrosion. After 12 months of exposure, appearance evaluation and corrosion were performed. A weight loss survey is conducted. -Common steel component C: 0.09%, Si: 0.35%, Mn: 1.45
%, P: 0.015%, S: 0.015%, Cu: 0.
01%, Ni: 0.01%, Al: 0.02% Low alloy steel component C: 0.07%, Si: 0.34%, Mn: 1.50
%, P: 0.012%, S: 0.013%, Cu: 0.
51%, Ni: 0.50%, Al: 0.02%, Ti:
0.05%

【0036】暴露試験の外観評価は、下記の基準により
◎◎〜×の5段階評価を行った。腐食率は、試験前後の
重量から腐食減量を求め、鉄さび安定化剤を塗布しなか
った普通鋼板(未処理材、表1のNo. 1)の減量に対す
る割合として求めた。 ・外観評価基準 ◎◎:剥離さび、流れさびが面積的に0〜10% ◎ :剥離さび、流れさびが面積的に11〜20% ○ :剥離さび、流れさびが面積的に21〜30% △ :剥離さび、流れさびが面積的に31、50% × :剥離さび、流れさびが面積的に51%以上
The appearance of the exposure test was evaluated according to the following criteria, and was evaluated on a five-point scale from ◎ to ×. The corrosion rate was determined from the weight before and after the test to determine the corrosion weight loss, and was calculated as a ratio to the weight loss of the ordinary steel sheet (untreated material, No. 1 in Table 1) not coated with the iron rust stabilizer.・ Appearance evaluation criteria ◎◎: Peeling rust and flow rust are 0 to 10% in area ◎ : Peeling rust and flow rust are 11 to 20% in area ○: Peeling rust and flow rust are 21 to 30% in area Δ: Peeling rust and flow rust are 31% and 50% in area ×: Peeling rust and flow rust are 51% or more in area

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】表1、表2より、本発明の鉄さび安定化剤
を塗布した鋼板(試料No. 2〜37:発明例)は、未処
理鋼板(試料No. 1)に比べ、外観評価、腐食減量のい
ずれにおいても優れている。また、鉄さび安定化剤中に
鉄さびの微細化、緻密化作用を有する金属イオンを多く
含む方が、また硫酸イオンやエタノールなどを含む方
が、より耐食性に優れることがわかる。また、鉄さび安
定化剤の塗布対象鋼材としては、Ti等の有効元素を含
む低合金鋼板の方が腐食減量が低減し、耐食性がより優
れている。
From Tables 1 and 2, it can be seen that the steel sheet coated with the iron rust stabilizer of the present invention (Sample Nos. 2 to 37: Inventive Example) had better appearance evaluation and corrosion than the untreated steel sheet (Sample No. 1). Excellent in both weight loss. In addition, it can be seen that the iron rust stabilizing agent containing more metal ions having an action of miniaturizing and densifying iron rust, and containing sulfuric acid ions, ethanol, etc., are more excellent in corrosion resistance. Further, as a steel material to which the iron rust stabilizer is applied, a low alloy steel sheet containing an effective element such as Ti has a lower corrosion loss and is more excellent in corrosion resistance.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば、鉄さび安定化剤の本質
的成分として、鉄さびの元となるFeイオンの加水分解
定数に近似した金属元素のイオンの1種または2種以上
が本質的成分として所定量含まれるので、鉄鋼材に鉄さ
び安定化材を供給することによって、その表面に形成さ
れるβさび、αさび、γさびなどを微細化、緻密化する
ことができ、鉄鋼材の表面に外部との遮断性に優れた安
定化鉄さび層が形成され、これによって鉄鋼材の耐食性
を向上させることできる。
According to the present invention, as an essential component of the iron rust stabilizer, one or two or more kinds of metal element ions close to the hydrolysis constant of Fe ion which is a source of iron rust are essential components. By supplying iron rust stabilizing material to steel, β rust, α rust, γ rust, etc. formed on the surface can be refined and densified, and the surface of steel In addition, a stabilized iron rust layer having an excellent barrier property to the outside is formed, thereby improving the corrosion resistance of the steel material.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅 俊明 兵庫県加古川市金沢町1番地 株式会社神 戸製鋼所加古川製鉄所内 (72)発明者 竹下 智 兵庫県加古川市金沢町1番地 株式会社神 戸製鋼所加古川製鉄所内 Fターム(参考) 4K062 AA01 BA05 BA08 CA05 CA10 FA16 GA01 GA10  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Toshiaki Suga 1 Kanazawa-cho, Kakogawa-shi, Hyogo Prefecture Inside Kobe Steel Works Kakogawa Works (72) Inventor Satoshi Takeshita 1 Kanazawa-cho, Kakogawa-shi, Hyogo Kobe Corporation 4K062 AA01 BA05 BA08 CA05 CA10 FA16 GA01 GA10

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鉄鋼材の上に供給することによって鉄鋼
材の表面に安定化鉄さび層を被覆形成する鉄さび安定化
剤であって、 ある金属元素Mの金属イオンの加水分解定数をK(M)
と表したとき、下記式(1) の条件を満足する金属元素A
のイオンの1種または2種以上を本質的成分として含
み、その合計量が0.001M/l以上である水溶液か
らなる、鉄さび安定化剤。 K(Fe3+)−3.5<K(A)<K(Fe3+)+2.5 ……(1) 但し、加水分解定数K(M)は、加水分解反応が下記式
(A) で表されるとき、下記式(B) によって求められる値
である。 xMz++yH2O=Mx(OH)y (xz-y)++yH+ ……(A) K(M)=log Qxy=log [Mx(OH)y (xz-y)+][H+]y /[Mz+]x ……(B)
An iron rust stabilizing agent for forming a stabilizing iron rust layer on the surface of a steel material by supplying the iron rust layer on the steel material, wherein a hydrolysis constant of a metal ion of a certain metal element M is represented by K (M )
When the metal element A satisfies the condition of the following formula (1),
An iron rust stabilizer comprising an aqueous solution containing one or more of the following ions as essential components and having a total amount of 0.001 M / l or more. K (Fe 3+ ) −3.5 <K (A) <K (Fe 3+ ) +2.5 (1) where the hydrolysis constant K (M) is obtained by the following equation.
When represented by (A), it is a value determined by the following equation (B). xM z + + yH 2 O = M x (OH) y (xz-y) + + yH + ...... (A) K (M) = log Q xy = log [M x (OH) y (xz-y) +] [ H + ] y / [ Mz + ] x ... (B)
【請求項2】 金属元素Aは、Zr、Hf、Ti、G
a、Sn、Al、Cr、Sc、In、Bi、Vから選択
された元素である請求項1に記載した、鉄さび安定化
剤。
2. The metal element A is Zr, Hf, Ti, G
The iron rust stabilizer according to claim 1, which is an element selected from a, Sn, Al, Cr, Sc, In, Bi, and V.
【請求項3】 鉄鋼材の上に供給することによって鉄鋼
材の表面に安定化鉄さび層を被覆形成する鉄さび安定化
剤であって、 ある金属元素Mの金属イオンの加水分解定数をK(M)
と表したとき、下記式(2) の条件を満足する金属元素B
のイオンの1種または2種以上を本質的成分として含
み、その合計量が0.001M/l以上である水溶液か
らなる、鉄さび安定化剤。 K(Fe2+)−3.5<K(B)<K(Fe2+)+2.5 ……(2) 但し、加水分解定数K(M)は、加水分解反応が下記式
(A) で表されるとき、下記式(B) によって求められる値
である。 xMz++yH2O=Mx(OH)y (xz-y)++yH+ ……(A) K(M)=log Qxy=log [Mx(OH)y (xz-y)+][H+]y /[Mz+]x ……(B)
3. An iron rust stabilizing agent which forms a stabilized iron rust layer on the surface of a steel material by being supplied on the steel material, wherein the metal ion of a certain metal element M has a hydrolysis constant of K (M )
When the metal element B satisfies the condition of the following formula (2),
An iron rust stabilizer comprising an aqueous solution containing one or more of the following ions as essential components and having a total amount of 0.001 M / l or more. K (Fe 2+ ) −3.5 <K (B) <K (Fe 2+ ) +2.5 (2) where the hydrolysis constant K (M) is obtained by the following equation.
When represented by (A), it is a value determined by the following equation (B). xM z + + yH 2 O = M x (OH) y (xz-y) + + yH + ...... (A) K (M) = log Q xy = log [M x (OH) y (xz-y) +] [ H + ] y / [ Mz + ] x ... (B)
【請求項4】 金属元素Bは、Ca、Ag、Mg、M
n、Ni、Co、La、Zn、Pb、Cuから選択され
た元素である請求項3に記載した、鉄さび安定化剤。
4. The metal element B includes Ca, Ag, Mg, M
The iron rust stabilizer according to claim 3, which is an element selected from n, Ni, Co, La, Zn, Pb, and Cu.
【請求項5】 請求項1に記載した金属元素Aのイオン
の1種または2種以上を本質的成分として含み、その合
計量が0.001M/l以上であり、さらに請求項3に
記載した金属元素Bのイオンの1種または2種以上を本
質的成分として含み、その合計量が0.001M/l以
上である水溶液からなる、鉄さび安定化剤。
5. The method according to claim 3, wherein one or more of the ions of the metal element A described in claim 1 is contained as an essential component, and the total amount is 0.001 M / l or more. An iron rust stabilizer comprising an aqueous solution containing one or more ions of the metal element B as an essential component and having a total amount of 0.001 M / l or more.
【請求項6】 金属元素Aは請求項2に記載された元素
から選択され、金属元素Bは請求項4に記載された元素
から選択された請求項5に記載した、鉄さび安定化剤。
6. The iron rust stabilizer according to claim 5, wherein the metal element A is selected from the elements described in claim 2, and the metal element B is selected from the elements described in claim 4.
【請求項7】 本質的成分としてさらに硫酸イオンを
0.01〜10M/lを含む請求項1〜7のいずれか1
項に記載した、鉄さび安定化剤。
7. The method according to claim 1, further comprising 0.01 to 10 M / l of sulfate ion as an essential component.
The iron rust stabilizer described in the section.
【請求項8】 鉄鋼材の上に請求項1〜7のいずれか1
項に記載した鉄さび安定化剤を供給し、鉄鋼材の表面に
金属元素Aおよび/または金属元素Bを含む安定化鉄さ
び層を形成する、安定化鉄さび層の形成方法。
8. The method according to claim 1, wherein the steel material is provided on a steel material.
A method for forming a stabilized iron rust layer, comprising supplying the iron rust stabilizing agent described in the above section and forming a stabilized iron rust layer containing the metal element A and / or the metal element B on the surface of the steel material.
【請求項9】 鉄鋼材の上に請求項1〜7のいずれか1
項に記載した鉄さび安定化剤が供給され、鉄鋼材の表面
に金属元素Aおよび/または金属元素Bを含む安定化鉄
さび層が形成された、安定化鉄さび層を有する鉄鋼材。
9. The method according to claim 1, wherein the steel material is provided on a steel material.
A steel material having a stabilized iron rust layer, wherein the iron rust stabilizing agent described in the paragraph is supplied, and a stabilized iron rust layer containing a metal element A and / or a metal element B is formed on a surface of the steel material.
【請求項10】 鉄鋼材は、wt%でTi:0.01%以
上、Cu:0.1%以上、Ni:0.1%以上の1種以
上を含む、請求項9に記載した、安定化鉄さび層を有す
る鉄鋼材。
10. The stable material according to claim 9, wherein the steel material contains at least one of Ti: 0.01% or more, Cu: 0.1% or more, and Ni: 0.1% or more in wt%. A steel material with an iron rust layer.
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