JP2007177299A - Steel material superior in corrosion resistance and brittle fracture initiation property for ship - Google Patents

Steel material superior in corrosion resistance and brittle fracture initiation property for ship Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steel material for a ship, which has such superior corrosion resistance as to be practically used even without being painted or electrically protected, and hardly causes brittle fracture cracking. <P>SOLUTION: The steel material for a ship comprises 0.01-0.2% C (by mass%, hereafter the same), 0.01-1% Si, 0.01-2% Mn, 0.005-0.1% Al, further 0.010-1% Co, 0.0005-0.02% Mg, and the balance Fe with unavoidable impurities; and has such a metal structure as to satisfy the following items (1) to (3), when the metal structure is observed in a plane parallel to a rolling direction and perpendicular to the surface of the steel material: (1) ferrite grains occupy 75% or more by an area rate; (2) ferrite grains in a position of t/2 have an average circle-equivalent diameter of 20.0 μm or less; and (3) ferrite grains in a position of t/4 have an average aspect ratio of 2.0 or less, wherein (t) represents a thickness (mm) of the steel material. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、原油タンカー、貨物船、貨客船、客船、軍艦等の船舶において、主要な構造材として用いられる船舶用耐食鋼に関するものであり、特に海水による塩分や恒温多湿に曝される環境下における耐食性に優れた船舶用鋼材に関するものである。   The present invention relates to marine corrosion resistant steel used as a main structural material in ships such as crude oil tankers, cargo ships, cargo passenger ships, passenger ships, warships, etc., particularly in environments exposed to salt and constant temperature and humidity due to seawater. The present invention relates to marine steel having excellent corrosion resistance.

上記各種船舶において主要な構造材(例えば、外板、バラストタンク、原油タンク等)として用いられている鋼材は、海水による塩分や恒温多湿に曝されることから腐食損傷を受けることが多い。こうした腐食は、浸水や沈没などの海難事故を招く恐れがあることから、鋼材には何らかの防食手段を施す必要がある。これまで行われている防食手段としては、(a)塗装や(b)電気防食等が従来からよく知られている。   Steel materials used as main structural materials (for example, outer plates, ballast tanks, crude oil tanks, etc.) in the above-mentioned various vessels are often corroded because they are exposed to seawater salt and constant temperature and humidity. Since such corrosion may cause marine accidents such as inundation and sinking, it is necessary to apply some anticorrosion means to the steel. Conventionally, (a) coating, (b) cathodic protection, and the like are well known as anticorrosion means used so far.

(a)このうち重塗装に代表される塗装では、塗膜欠陥が存在する可能性が高く、また製造工程における衝突等によって塗膜に傷が付く場合があり、素地鋼材が露出してしまうことが多い。このように素地鋼材が露出した部分は、局部的にかつ集中的に鋼材が腐食してしまい、内容されている石油系液体燃料の早期漏洩に繋がることになる。   (A) Of these, coatings typified by heavy coating are likely to have coating film defects, and the coating film may be damaged by collisions in the manufacturing process, exposing the base steel material. There are many. In this way, the portion where the base steel material is exposed causes the steel material to corrode locally and intensively, leading to early leakage of the petroleum-based liquid fuel contained therein.

(b)一方、電気防食においては、海水中に完全に浸漬された部位における防食に対しては非常に有効であるが、大気中で海水飛沫を受ける部位などでは防食に必要な電気回路が形成されず、防食効果が充分に発揮されないことがある。また、防食用の流電陽極が異常消耗したり、脱落して消失した場合には、直ちに激しい腐食が進行することがある。   (B) On the other hand, in the anti-corrosion, it is very effective for the anti-corrosion in the part completely immersed in the sea water, but the electric circuit necessary for the anti-corrosion is formed in the part receiving the sea water splash in the atmosphere. And the anticorrosion effect may not be sufficiently exhibited. In addition, when the galvanic anode for anticorrosion is abnormally consumed or dropped and disappears, severe corrosion may proceed immediately.

上記技術の他、鋼材自体の耐食性を向上させるものとして例えば特許文献1の技術も提案されている。この技術では、鋼材の化学成分組成を適切に調整することによって、耐食性を優れたものとしており、この文献には無塗装であっても使用できる造船用耐食鋼が開示されている。また特許文献2には、鋼材の化学成分組成を適切なものとすることによって、塗膜寿命性を向上させた船舶用鋼材について開示されている。これらの技術では、従来に比べてある程度の耐食性は確保できるようになったといえる。   In addition to the above technique, for example, the technique of Patent Document 1 has been proposed as a means for improving the corrosion resistance of the steel material itself. In this technique, the chemical composition of the steel material is appropriately adjusted to improve the corrosion resistance. This document discloses a corrosion-resistant steel for shipbuilding that can be used even without coating. Patent Document 2 discloses a marine steel material having an improved coating film life by making the chemical composition of the steel material appropriate. With these technologies, it can be said that a certain degree of corrosion resistance can be ensured as compared with the prior art.

しかしながら、より厳しい腐食環境下での耐食性については依然として十分なものとはいえず、更なる耐食性向上が要求されることになる。特に、異物と鋼材との接触部分、構造的な理由や防食塗膜の損傷部分等で形成される「すきま」部分における腐食(以下、「すきま腐食」ということがある)が顕著になり、寿命を低下させる場合があるが、これまで提案されている技術ではこうした部分における耐食性が不十分である。
特開2000−17381号公報(特許請求の範囲等) 特開2002−266052号公報(特許請求の範囲等)
However, the corrosion resistance in a more severe corrosive environment is still not sufficient, and further improvement in corrosion resistance is required. In particular, corrosion in the “crevice” formed by the contact part between the foreign material and the steel material, the structural reason, the damaged part of the anticorrosion coating, etc. (hereinafter, sometimes referred to as “crevice corrosion”) becomes prominent, resulting in a long service life. However, the technologies proposed so far have insufficient corrosion resistance in these areas.
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-17381 (Claims etc.) JP 2002-266052 A (Claims etc.)

ところで船舶用鋼材としては、厳しい使用環境下においても船体の安全性を確保するために、脆性破壊亀裂の発生を抑制することが望まれる。脆性破壊亀裂が発生すれば、船体自体の破壊につながるからである。ところが脆性破壊亀裂の発生を抑制しつつ上記耐食性をも向上させた船舶用鋼材は知られていない。   By the way, as a steel material for ships, it is desired to suppress the occurrence of brittle fracture cracks in order to ensure the safety of the hull even under severe use environments. This is because if a brittle fracture crack occurs, the hull itself will be destroyed. However, a marine steel material that has improved the corrosion resistance while suppressing the occurrence of brittle fracture cracks is not known.

本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、塗装や電気防食を施さなくても実用化できるように耐食性に優れており、しかも脆性破壊亀裂が発生し難い船舶用鋼材を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned circumstances, and its purpose is excellent in corrosion resistance so that it can be put into practical use without applying coating or cathodic protection, and brittle fracture cracks are generated. It is to provide a steel material that is difficult to ship.

本発明の他の目的は、耐食性の中でも、特にすきま腐食に対する耐久性の向上を図ると共に、海水に起因する塩分付着と湿潤環境による腐食に対しても優れた耐久性を発揮する船舶用鋼材を提供することにある。   Another object of the present invention is to improve the durability against crevice corrosion, among other corrosion resistances, and to provide a marine steel material that exhibits excellent durability against salt adhesion caused by seawater and corrosion due to a wet environment. It is to provide.

本発明者らは、船舶用鋼板として一般的に使用されている強度クラス(400MPa〜500MPaクラス)の鋼材について、塗装や電気防食を施さなくても実用化できるように耐食性を一層向上させると共に、脆性破壊亀裂の発生を防止[以下、脆性破壊発生特性またはCTOD(Crack−Tip Opening Displacement)特性ということがある]すべく鋭意検討を重ねてきた。その結果、鋼材の耐食性を向上させるには、鋼材に所定量のCoとMgを併用して含有させると共に、鋼材の化学成分組成を適切に調整すればよく、また脆性破壊発生特性を改善するには、鋼材の金属組織を適切に制御すればよいことを見出し、本発明を完成した。   The present inventors further improve the corrosion resistance so that it can be put into practical use without applying coating or cathodic protection for steel materials of a strength class (400 MPa to 500 MPa class) that are generally used as marine steel plates, In order to prevent the occurrence of brittle fracture cracks [hereinafter, sometimes referred to as brittle fracture generation characteristics or CTOD (Crac-Tip Opening Displacement) characteristics], intensive studies have been made. As a result, in order to improve the corrosion resistance of the steel material, the steel material may contain a predetermined amount of Co and Mg in combination, and the chemical composition of the steel material may be adjusted appropriately, and the brittle fracture occurrence characteristics may be improved. Found that the metallographic structure of the steel material should be appropriately controlled, and completed the present invention.

即ち、上記課題を解決することのできた本発明に係る船舶用鋼材とは、C:0.01〜0.2%(質量%の意味、以下同じ)、Si:0.01〜1%、Mn:0.01〜2%、Al:0.005〜0.1%を夫々含有する他、Co:0.010〜1%およびMg:0.0005〜0.02%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼材であり、該鋼材の圧延方向に平行で且つ鋼材表面に対して垂直な面の金属組織を観察したときに、下記(1)〜(3)を満足する点に要旨を有するものである。但し、tは鋼材の厚み(mm)を意味する。
(1)フェライト面積率が75%以上。
(2)t/2位置におけるフェライト粒の平均円相当径が20.0μm以下。
(3)t/4位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比が2.0以下。
That is, the marine steel materials according to the present invention that have solved the above-mentioned problems are: C: 0.01 to 0.2% (meaning of mass%, the same applies hereinafter), Si: 0.01 to 1%, Mn : 0.01 to 2%, Al: 0.005 to 0.1%, Co: 0.010 to 1% and Mg: 0.0005 to 0.02%, the balance being Fe And a steel material composed of inevitable impurities, and the following (1) to (3) are satisfied when the metal structure of the surface parallel to the rolling direction of the steel material and perpendicular to the steel material surface is observed. It is what has. However, t means the thickness (mm) of steel materials.
(1) The ferrite area ratio is 75% or more.
(2) The average equivalent circle diameter of the ferrite grains at the t / 2 position is 20.0 μm or less.
(3) The average aspect ratio of ferrite grains at the t / 4 position is 2.0 or less.

本発明の船舶用鋼材においては、上記Coの含有量[Co]と上記Mgの含有量[Mg]の比の値([Co]/[Mg])を2〜350の範囲に調整することが好ましい。   In the marine steel material of the present invention, the ratio value ([Co] / [Mg]) of the Co content [Co] and the Mg content [Mg] can be adjusted to a range of 2 to 350. preferable.

また、本発明の船舶用鋼材においては、必要に応じて、更に他の元素として、
(a)Cu:1.5%以下(0%を含まない)、Cr:1%以下(0%を含まない)、Ni:2%以下(0%を含まない)、Ti:0.1%以下(0%を含まない)よりなる群から選ばれる1種以上の元素、
(b)Ca:0.02%以下(0%を含まない)、
(c)Mo:0.5%以下(0%を含まない)および/またはW:0.3%以下(0%を含まない)、或いは
(d)B:0.01%以下(0%を含まない)、V:0.1%以下(0%を含まない)およびNb:0.05%以下(0%を含まない)よりなる群から選ばれる1種以上の元素、
等を含有させることも有効である。含有させる成分の種類に応じて船舶用鋼材の特性が更に改善されるからである。
In the marine steel material of the present invention, if necessary, as other elements,
(A) Cu: 1.5% or less (not including 0%), Cr: 1% or less (not including 0%), Ni: 2% or less (not including 0%), Ti: 0.1% One or more elements selected from the group consisting of the following (not including 0%):
(B) Ca: 0.02% or less (excluding 0%),
(C) Mo: 0.5% or less (excluding 0%) and / or W: 0.3% or less (not including 0%), or (d) B: 0.01% or less (excluding 0%) One or more elements selected from the group consisting of V: 0.1% or less (not including 0%) and Nb: 0.05% or less (not including 0%),
Etc. are also effective. This is because the characteristics of the marine steel are further improved according to the type of component to be contained.

本発明の船舶用鋼材においては、鋼材に所定量のCoとMgを併用させて含有させると共に、鋼材の化学成分組成を適切に調整することによって、塗装および電気防食を施さなくても実用化できるように耐食性を向上させることができ、しかも鋼材の金属組織を最適化することによって、脆性破壊亀裂の発生を防止できる。特に本発明によれば、耐食性の中でも、すきま腐食に対する耐久性の向上を図ることができると共に、海水に起因する塩分付着と湿潤環境による腐食に対しても優れた耐久性を発揮する船舶用鋼材を実現できる。こうした本発明の船舶用鋼材は、原油タンカー、貨物船、貨客船、客船、軍艦等の船舶における外板、バラストタンク、原油タンク等の素材として有用に使用される。   In the marine steel material of the present invention, a predetermined amount of Co and Mg is contained in the steel material in combination, and by appropriately adjusting the chemical composition of the steel material, it can be put into practical use without being subjected to painting and anticorrosion. Thus, the corrosion resistance can be improved, and the occurrence of brittle fracture cracks can be prevented by optimizing the metal structure of the steel material. In particular, according to the present invention, among the corrosion resistance, marine steel that can improve durability against crevice corrosion and also exhibits excellent durability against salt adhesion caused by seawater and corrosion due to a wet environment. Can be realized. Such marine steel materials of the present invention are usefully used as materials for outer plates, ballast tanks, crude oil tanks and the like in ships such as crude oil tankers, cargo ships, cargo passenger ships, passenger ships, warships and the like.

本発明の鋼材においては、耐食性を向上させるために、CoとMgを併用して含有させることが重要であり、これらの成分のいずれを欠いても、本発明の目的を達成することができない。これらの成分における各作用効果は後述するが、これらの元素を併用することによって、耐食性が向上した理由は次のように考えることができる。   In the steel material of the present invention, in order to improve the corrosion resistance, it is important to contain Co and Mg in combination, and the object of the present invention cannot be achieved without any of these components. The effects of these components will be described later. The reason why the corrosion resistance is improved by using these elements in combination can be considered as follows.

Mgは、腐食部分におけるpH低下を抑制して腐食反応を抑制することにより耐食性を向上させる作用を発揮する元素である。こうした作用は通常の鋼材(例えば、Si−Mn鋼材)の成分系においては、生成する錆がポーラスであるので溶解したMgは鋼板表面近傍にとどまることなく直ちに外部(例えば、海水中)に拡散してしまうことになる。従って、Mgを単独で含有させたのでは、耐食性の向上効果は小さいものとなる。しかしながら、Mgと共にCoを含有させることによって、微細な表面錆皮膜が形成されることになり、Mgの外部への拡散が抑制されるのである。また、溶解したCoの加水分解平衡反応との相乗効果によって、耐食性を大幅に向上させることができるものと考えられる。   Mg is an element that exhibits the effect of improving the corrosion resistance by suppressing the pH reduction in the corroded portion and suppressing the corrosion reaction. In such a component system of a normal steel material (for example, Si—Mn steel material), such an action is porous because the generated rust is porous, and the dissolved Mg immediately diffuses to the outside (for example, in seawater) without staying in the vicinity of the steel plate surface. It will end up. Therefore, when Mg is contained alone, the effect of improving the corrosion resistance is small. However, by including Co together with Mg, a fine surface rust film is formed, and diffusion of Mg to the outside is suppressed. Further, it is considered that the corrosion resistance can be greatly improved by a synergistic effect with the hydrolysis equilibrium reaction of dissolved Co.

こうした効果は、鋼材に含まれるCoとMoの含有量を後述する適切な範囲に制御することによって発揮されるのであるが、これらの元素の含有比の値([Co]/[Mg]:質量比)も適切に制御することが好ましい。即ち、この値([Co]/[Mg])が2未満であると局部腐食の抑制が不十分となりやすく、350を超えると全面腐食の抑制が不十分となりやすい。従って[Co]/[Mg]の値は、2〜350であるのが好ましく、より好ましい下限は10、更に好ましい下限は20であり、より好ましい上限は100、更に好ましい上限は95、特に好ましい上限は80、最も好ましくは60である。   Such an effect is exhibited by controlling the contents of Co and Mo contained in the steel material to an appropriate range to be described later. The value of the content ratio of these elements ([Co] / [Mg]: mass) It is preferable to appropriately control the ratio. That is, if this value ([Co] / [Mg]) is less than 2, local corrosion is likely to be insufficiently suppressed, and if it exceeds 350, overall corrosion is likely to be insufficiently suppressed. Accordingly, the value of [Co] / [Mg] is preferably 2 to 350, more preferably a lower limit of 10, a further preferable lower limit of 20, a more preferable upper limit of 100, a still more preferable upper limit of 95, and a particularly preferable upper limit. Is 80, most preferably 60.

上述したように、本発明の鋼材においては、耐食性を向上させるためにCoとMgを併用するものであるが、CoとMgを併用しても脆性破壊発生特性を改善することはできない。そこで本発明者らは、CoとMgを併用することによって向上させた耐食性を劣化させることなく、脆性破壊発生特性を改善するために検討したところ、厚みt(mm)の鋼材について、圧延方向に平行で且つ鋼材表面に対して垂直な面の金属組織を観察したときに、(1)フェライト面積率が75%以上で、(2)t/2位置におけるフェライト粒の平均円相当径が20.0μm以下で、(3)t/4位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比が2.0以下であれば、鋼材の脆性破壊発生特性を改善することができ、上記耐食性も劣化させないことが明らかになった。以下、このように規定した理由について詳述する。   As described above, in the steel material of the present invention, Co and Mg are used in combination in order to improve the corrosion resistance. However, even if Co and Mg are used in combination, the brittle fracture occurrence characteristics cannot be improved. Therefore, the present inventors have studied in order to improve the brittle fracture occurrence characteristics without deteriorating the corrosion resistance improved by using Co and Mg together. For steel materials having a thickness t (mm), in the rolling direction. When the metal structure of the plane parallel to and perpendicular to the steel surface was observed, (1) the ferrite area ratio was 75% or more, and (2) the average equivalent circle diameter of the ferrite grains at the t / 2 position was 20. When the average aspect ratio of ferrite grains at (3) t / 4 position is 2.0 or less at 0 μm or less, it becomes clear that the brittle fracture occurrence characteristics of the steel material can be improved and the corrosion resistance is not deteriorated. It was. Hereinafter, the reason for this definition will be described in detail.

本発明に係る船舶用鋼材の金属組織は、鋼材の強度を確保するためにフェライトを主体とする。フェライト主体とは、フェライトの分率が75体積%以上であることを意味し、金属組織を観察したときに、フェライトの面積率が75%以上であればよい。フェライトの面積率は、好ましくは80%以上であり、より好ましくは85%以上である。   The metal structure of the marine steel material according to the present invention is mainly composed of ferrite in order to ensure the strength of the steel material. The ferrite main body means that the ferrite fraction is 75% by volume or more, and the ferrite area ratio may be 75% or more when the metal structure is observed. The area ratio of ferrite is preferably 80% or more, and more preferably 85% or more.

上記金属組織の残部は、第二相として、パーライトやベイナイト、マルテンサイト等が生成していればよく、その種類は特に限定されない。第二相の面積率は25%未満であればよく、好ましくは20%未満、より好ましくは15%未満である。   The remainder of the metal structure is not particularly limited as long as pearlite, bainite, martensite, or the like is generated as the second phase. The area ratio of the second phase may be less than 25%, preferably less than 20%, more preferably less than 15%.

上記船舶用鋼材の金属組織は、フェライトを主体とする他、CTOD特性を改善するには、フェライト粒の円相当径とアスペクト比の両方を適切に調整することが重要である。即ち、本発明者らが、種々実験を繰返した結果、t/2位置におけるフェライト粒の平均円相当径が20.0μm以下で、t/4位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比が2.0以下である必要がある。このことは図1および図2から明らかである。   The metal structure of the marine steel material is mainly composed of ferrite, and in order to improve CTOD characteristics, it is important to appropriately adjust both the equivalent circle diameter and the aspect ratio of the ferrite grains. That is, as a result of repeating various experiments by the present inventors, the average equivalent circle diameter of the ferrite grains at the t / 2 position is 20.0 μm or less, and the average aspect ratio of the ferrite grains at the t / 4 position is 2.0 or less. Need to be. This is clear from FIG. 1 and FIG.

図1は、鋼材のt/2位置におけるフェライト粒の平均円相当径と平均アスペクト比とCTOD特性の関係を示している。図1中、X軸はt/2位置におけるフェライト粒の平均円相当径、Y軸はCTOD特性(δc−40℃)を示しており、□はt/2位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比が1.4〜1.6、○はt/2位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比が1.7〜2.0、△はt/2位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比が2.1〜2.3のときの結果を夫々示している。 FIG. 1 shows the relationship between the average equivalent circle diameter, average aspect ratio, and CTOD characteristics of ferrite grains at the t / 2 position of the steel material. In FIG. 1, the X axis indicates the average equivalent circle diameter of the ferrite grains at the t / 2 position, the Y axis indicates the CTOD characteristic (δc− 40 ° C. ), and □ indicates the average aspect ratio of the ferrite grains at the t / 2 position. 1.4 to 1.6, ○ is the average aspect ratio of the ferrite grains at the t / 2 position is 1.7 to 2.0, and Δ is the average aspect ratio of the ferrite grains at the t / 2 position is 2.1 to 2. The results for 3 are shown.

この図1から明らかなように、t/2位置におけるフェライト粒の平均円相当径が小さくなるほど、CTOD特性が改善される傾向(数値が大きくなる傾向)を示すことが分かる。このときt/2位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比が1.4〜1.6であれば、δc−40℃が0.20mm以上となり、CTOD特性を確実に改善できるのに対し、t/2位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比が2.1〜2.3であれば、δc−40℃が0.20mm未満となり、CTOD特性を改善できないことが分かる。一方、t/2位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比が1.7〜2.0であれば、CTOD特性を改善できる場合と、改善できない場合がある。 As is apparent from FIG. 1, it can be seen that the smaller the average equivalent circle diameter of the ferrite grains at the t / 2 position, the more the CTOD characteristic tends to be improved (the numerical value tends to increase). At this time, if the average aspect ratio of the ferrite grains at the t / 2 position is 1.4 to 1.6, δc− 40 ° C. becomes 0.20 mm or more, and the CTOD characteristics can be reliably improved, whereas t / 2 If the average aspect ratio of the ferrite grains at the position is 2.1 to 2.3, it can be seen that δc− 40 ° C. is less than 0.20 mm, and the CTOD characteristics cannot be improved. On the other hand, if the average aspect ratio of the ferrite grains at the t / 2 position is 1.7 to 2.0, the CTOD characteristics may or may not be improved.

そこで図1において、t/2位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比が1.7〜2.0の鋼材について、t/4位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比を測定した。この結果を図2に示す。図2中、X軸はt/2位置におけるフェライト粒の平均円相当径、Y軸はCTOD特性(δc−40℃)を示しており、○はt/4位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比が1.7〜2.0、●はt/4位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比が2.1〜2.2であることを示している。 Therefore, in FIG. 1, the average aspect ratio of the ferrite grains at the t / 4 position was measured for a steel material having an average aspect ratio of the ferrite grains of 1.7 to 2.0 at the t / 2 position. The result is shown in FIG. In FIG. 2, the X axis indicates the average equivalent circle diameter of the ferrite grains at the t / 2 position, the Y axis indicates the CTOD characteristic (δc− 40 ° C. ), and the circle indicates the average aspect ratio of the ferrite grains at the t / 4 position. 1.7 to 2.0 and ● indicate that the average aspect ratio of the ferrite grains at the t / 4 position is 2.1 to 2.2.

この図2から明らかなように、δc−40℃が0.20mm以上で、CTOD特性を確実に改善するには、t/4位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比を1.7〜2.0とする必要がある。即ち、t/2位置におけるフェライト粒の平均円相当径を20.0μm以下に小さくしたとしても、t/4位置における平均アスペクト比が2.0を超えると、CTOD特性の改善効果はあまり認められないことが分かる。この理由については次のように考えられる。即ち、脆性破壊では、結晶粒と結晶粒の境界(結晶粒界)が亀裂伝播の抵抗となるため、結晶粒界が密に存在していれば、脆性破壊自体が発生し難くなるし、微小な脆性破壊が発生したとしても亀裂が進展する方向に結晶粒界が密に存在すれば亀裂の伝播も防止できる。ところがフェライト粒は圧延工程において圧延方向に伸びるため、フェライト粒のアスペクト比は大きくなる。そのため圧延方向にはフェライト粒の長径が揃い、板厚方向には短径が揃い易い。従って板厚方向には結晶粒界が密に存在することになるが、圧延方向における結晶粒界は疎になるため、結晶粒界の密度にバラツキが生じ易く、脆性破壊が発生し易くなる。また、脆性破壊が発生すると、圧延方向に亀裂が伝播し易くなる。 As is clear from FIG. 2, in order to surely improve the CTOD characteristics when δc− 40 ° C. is 0.20 mm or more, the average aspect ratio of the ferrite grains at the t / 4 position is 1.7 to 2.0. There is a need to. That is, even if the average equivalent circle diameter of the ferrite grains at the t / 2 position is reduced to 20.0 μm or less, if the average aspect ratio at the t / 4 position exceeds 2.0, the improvement effect of the CTOD characteristics is not much recognized. I understand that there is no. The reason is considered as follows. That is, in brittle fracture, the boundary between crystal grains (crystal grain boundary) serves as resistance to crack propagation. Therefore, if the grain boundaries exist densely, brittle fracture itself is less likely to occur, Even if brittle fracture occurs, propagation of cracks can be prevented if there are dense grain boundaries in the direction in which cracks propagate. However, since the ferrite grains extend in the rolling direction in the rolling process, the aspect ratio of the ferrite grains increases. Therefore, the major axis of the ferrite grains is aligned in the rolling direction, and the minor axis is easily aligned in the plate thickness direction. Therefore, although the crystal grain boundaries are densely present in the plate thickness direction, the crystal grain boundaries in the rolling direction are sparse, so that the density of the crystal grain boundaries is likely to vary, and brittle fracture is likely to occur. Further, when brittle fracture occurs, cracks are likely to propagate in the rolling direction.

これに対し、フェライト粒の平均円相当径を小さくし、且つ平均アスペクト比を小さくすれば、結晶粒界の密度のバラツキは殆ど無くなるため、脆性破壊は発生し難く、たとえ発生したとしても結晶粒界が抵抗となり亀裂の伝播を防止することができる。   On the other hand, if the average equivalent circle diameter of the ferrite grains is reduced and the average aspect ratio is reduced, there is almost no variation in the density of the crystal grain boundaries, so that brittle fracture hardly occurs. The boundary acts as a resistance and can prevent crack propagation.

そこで本発明では、フェライト粒の平均円相当径を20.0μm以下とし、フェライト粒の平均アスペクト比を2.0以下とするが、本発明の船舶用鋼材では、フェライト粒の平均円相当径はt/2位置で測定した値とし、フェライトの平均アスペクト比はt/4位置で測定した値とする。   Therefore, in the present invention, the average equivalent circle diameter of the ferrite grains is 20.0 μm or less, and the average aspect ratio of the ferrite grains is 2.0 or less. However, in the marine steel of the present invention, the average equivalent circle diameter of the ferrite grains is The value measured at the t / 2 position is used, and the average aspect ratio of the ferrite is the value measured at the t / 4 position.

フェライト粒の大きさは、温度に大きく影響を受け、温度が高くなるほど粗大化し易い。そのため本発明では、鋼材の温度が最も高くなると考えられるt/2位置におけるフェライト粒の平均円相当径を制御することとする。   The size of the ferrite grains is greatly influenced by the temperature, and the ferrite grains are easily coarsened as the temperature increases. Therefore, in the present invention, the average equivalent circle diameter of the ferrite grains at the t / 2 position where the temperature of the steel material is considered to be the highest is controlled.

これに対し、フェライト粒の形状は、圧延時に導入される真ひずみ量に大きく影響を受ける。即ち、真ひずみ量が小さくなるほどフェライト粒は粗大化し易く、粗大化したフェライト粒は、圧延時に圧延方向へ進展し易くなり、アスペクト比が大きくなる。そしてこの真ひずみは、鋼材の内部にいくほど導入され易いため、真ひずみ量が小さくなり易いt/4位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比を制御することとする。   On the other hand, the shape of ferrite grains is greatly affected by the amount of true strain introduced during rolling. That is, the smaller the true strain amount, the more easily the ferrite grains are coarsened, and the coarsened ferrite grains are likely to progress in the rolling direction during rolling, and the aspect ratio becomes large. Since this true strain is more easily introduced into the steel material, the average aspect ratio of the ferrite grains at the t / 4 position where the true strain amount tends to be small is controlled.

上記t/2位置におけるフェライト粒の平均円相当径は、17.5μm以下であることが好ましく、より好ましくは16μm以下である。フェライト粒の平均円相当径の下限は特に規定されず、小さいほど好ましいが、小さくするには限界があるため、通常は7〜10μm程度である。なお、円相当径とは、フェライト粒を同一面積の円に換算したときの円の直径を意味する。   The average equivalent circle diameter of the ferrite grains at the t / 2 position is preferably 17.5 μm or less, and more preferably 16 μm or less. The lower limit of the average equivalent circle diameter of the ferrite grains is not particularly defined and is preferably as small as possible, but is usually about 7 to 10 μm because there is a limit to the reduction. The equivalent circle diameter means the diameter of a circle when ferrite grains are converted into a circle having the same area.

本発明では、t/2位置におけるフェライト粒の平均円相当径が20.0μm以下であれば、t/4位置におけるフェライト粒の平均円相当径も20.0μm以下となる。上述したように、t/2位置よりもt/4位置の方が低温となるため、フェライト粒の粗大化が防止されるからである。こうしたt/4位置におけるフェライト粒の平均円相当径は、16μm以下であることがより好ましく、更に好ましくは14μm以下である。なお、t/4位置におけるフェライト粒の平均円相当径の下限も特に規定されず、小さいほど好ましいが、小さくするには限界があるため、通常は7〜10μm程度である。   In the present invention, if the average equivalent circle diameter of the ferrite grains at the t / 2 position is 20.0 μm or less, the average equivalent circle diameter of the ferrite grains at the t / 4 position is also 20.0 μm or less. As described above, since the temperature at the t / 4 position is lower than that at the t / 2 position, the coarsening of the ferrite grains is prevented. The average equivalent circle diameter of the ferrite grains at the t / 4 position is more preferably 16 μm or less, and still more preferably 14 μm or less. The lower limit of the average equivalent circle diameter of the ferrite grains at the t / 4 position is not particularly specified and is preferably as small as possible, but is usually about 7 to 10 μm because there is a limit to the reduction.

一方、上記t/4位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比は、1.7以下であることが好ましく、より好ましくは1.5以下である。なお、フェライト粒のアスペクト比とは、フェライト粒の圧延方向の粒径(Dl)と板厚方向の粒径(Dt)の比(Dl/Dt)を意味する。   On the other hand, the average aspect ratio of the ferrite grains at the t / 4 position is preferably 1.7 or less, and more preferably 1.5 or less. The aspect ratio of the ferrite grain means the ratio (Dl / Dt) of the grain size (Dl) in the rolling direction and the grain size (Dt) in the plate thickness direction.

本発明では、t/4位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比が2.0以下であれば、t/2位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比も2.0以下となる。上述したように、t/4位置に導入される真ひずみ量よりもt/2位置に導入される真ひずみ量の方が大きくなるため、フェライト粒の粗大化によるアスペクト比の増大は防止されるからである。こうしたt/2位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比は、1.7以下であることがより好ましく、更に好ましくは1.5以下である。   In the present invention, if the average aspect ratio of the ferrite grains at the t / 4 position is 2.0 or less, the average aspect ratio of the ferrite grains at the t / 2 position is also 2.0 or less. As described above, since the true strain amount introduced at the t / 2 position is larger than the true strain amount introduced at the t / 4 position, an increase in the aspect ratio due to the coarsening of the ferrite grains is prevented. Because. The average aspect ratio of the ferrite grains at the t / 2 position is more preferably 1.7 or less, and still more preferably 1.5 or less.

なお、本発明の船舶用鋼材では、t/4位置から3t/4位置までの領域の金属組織を観察したときに、フェライト粒の平均円相当径と平均アスペクト比が上記要件を満足していればCTOD特性を充分に改善できることを既に確認している。即ち、鋼材の中心から板厚方向に25%ずつの領域(つまり鋼材の中心を挟んで50%の領域であり、鋼材の50体積%に相当)におけるフェライト粒の平均円相当径と平均アスペクト比が上記要件を満足していればよく、例えばt/8位置や7t/8位置におけるフェライト粒の平均円相当径と平均アスペクト比を算出したときに、上記要件を外れていてもよい。t/8位置から7t/8位置までの広範囲に亘って(鋼材の75体積%に相当)フェライト粒の大きさと形状を制御しても、CTOD特性を改善する効果は飽和してしまうからである。但し、t/8位置や7t/8位置におけるフェライト粒の平均円相当径と平均アスペクト比を算出したときに、上記要件を満足していても勿論構わない。   In the marine steel material of the present invention, when the metal structure in the region from the t / 4 position to the 3t / 4 position is observed, the average equivalent circle diameter and the average aspect ratio of the ferrite grains should satisfy the above requirements. It has already been confirmed that the CTOD characteristics can be sufficiently improved. That is, the average equivalent circle diameter and the average aspect ratio of the ferrite grains in the region of 25% from the center of the steel material in the region of 25% each (that is, the region of 50% across the center of the steel material and corresponds to 50% by volume of the steel material) May satisfy the above requirements. For example, when the average equivalent circle diameter and average aspect ratio of the ferrite grains at the t / 8 position and the 7t / 8 position are calculated, the above requirements may be excluded. This is because even if the size and shape of the ferrite grains are controlled over a wide range from the t / 8 position to the 7t / 8 position (corresponding to 75% by volume of the steel material), the effect of improving the CTOD characteristics is saturated. . However, when the average equivalent circle diameter and average aspect ratio of the ferrite grains at the t / 8 position or the 7t / 8 position are calculated, the above requirement may of course be satisfied.

このことは図3から明らかである。図3は、金属組織の存在位置と脆性破壊発生特性(δc−40℃)の関係を示すグラフである。X軸は、鋼材の中心位置からの相対位置を示しており、X=0は鋼材の中心位置を、X=50は鋼材の表面を示し、鋼材の厚みを100としている。図中の○は、フェライト粒の平均円相当径が17〜20μmで、且つ平均アスペクト比が1.6〜2.0を満足する金属組織が観察される限界位置を示しており、○より右側(鋼材表面側)の位置における金属組織を観察すると、フェライト粒の平均アスペクト比は2.0を超えている。 This is apparent from FIG. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the location of the metal structure and the brittle fracture occurrence characteristics (δc− 40 ° C. ). The X axis indicates the relative position from the center position of the steel material, X = 0 indicates the center position of the steel material, X = 50 indicates the surface of the steel material, and the thickness of the steel material is 100. ○ in the figure indicates a limit position where a metal structure satisfying an average equivalent circle diameter of ferrite grains of 17 to 20 μm and an average aspect ratio of 1.6 to 2.0 is observed. When the metal structure at the position (steel surface side) is observed, the average aspect ratio of the ferrite grains exceeds 2.0.

上記図3から明らかなように、鋼材の中心位置からの相対位置が25となる位置(即ち、t/4位置)を超えて鋼材表面側に、フェライト粒の平均円相当径が17〜20μmで、且つ平均アスペクト比が1.6〜2.0を満足する金属組織が存在していたとしても、脆性破壊発生特性の結果は殆ど変化せず、飽和していることが分かる。つまり、t/4位置における金属組織を適切に制御すれば、鋼材全体の脆性破壊発生特性を改善できることが分かる。   As is clear from FIG. 3 above, the average equivalent circle diameter of the ferrite grains is 17 to 20 μm on the steel material surface side beyond the position where the relative position from the center position of the steel material is 25 (that is, the t / 4 position). In addition, even if there is a metal structure satisfying an average aspect ratio of 1.6 to 2.0, it can be seen that the result of brittle fracture occurrence characteristics hardly changes and is saturated. That is, it can be understood that the brittle fracture occurrence characteristics of the entire steel material can be improved by appropriately controlling the metal structure at the t / 4 position.

上記フェライト粒の平均円相当径と平均アスペクト比は、例えば次に示す手順で算出できる。まず、鋼材のおもて面と裏面を含むと共に、圧延方向に平行で且つ鋼材表面(鋼材のおもて面)に対して垂直な面が露出するようにサンプルを切り出し、この露出面を研磨して鏡面仕上げする。   The average equivalent circle diameter and average aspect ratio of the ferrite grains can be calculated, for example, by the following procedure. First, a sample is cut out so that a surface that includes the front and back surfaces of the steel material is parallel to the rolling direction and is perpendicular to the steel surface (the front surface of the steel material), and this exposed surface is polished. And mirror finish.

露出面の研磨方法は特に限定されず、例えば、#150〜#1000までの湿式エメリー研磨紙を用いて研磨するか、それと同等の機能を有する研磨方法を用いて研磨すればよい。また、鏡面仕上げを行なう際には、ダイヤモンドスラリーなどの研磨剤を用いればよい。   The method for polishing the exposed surface is not particularly limited. For example, polishing may be performed using a wet emery polishing paper of # 150 to # 1000 or a polishing method having an equivalent function. In addition, when performing mirror finish, an abrasive such as diamond slurry may be used.

鏡面仕上げしたサンプルは3%ナイタール溶液を用いて腐食し、フェライト組織の結晶粒界を現出させた後、倍率を100倍または400倍として写真撮影し、画像解析装置に取り込む。いずれの倍率においても領域が1mm×1mm以上に相当するように画像を取り込む。   The mirror-finished sample is corroded using a 3% nital solution to reveal the grain boundary of the ferrite structure, and then photographed at a magnification of 100 or 400 and taken into an image analyzer. The image is captured so that the area corresponds to 1 mm × 1 mm or more at any magnification.

次に、画像解析装置において、粒界に囲まれたフェライト粒の領域(面積)を同等の面積を有する円に換算し、換算された円の直径をフェライト粒の円相当径と定義して円相当径を測定する。これを全ての観察視野について測定し、結果を平均することで平均円相当径を算出する。   Next, in the image analysis device, the ferrite grain region (area) surrounded by the grain boundary is converted into a circle having an equivalent area, and the diameter of the converted circle is defined as the equivalent circle diameter of the ferrite grain. Measure the equivalent diameter. This is measured for all observation visual fields, and the average is calculated by averaging the results.

一方、フェライト粒のアスペクト比については、上記粒界に囲まれたフェライト粒について、圧延方向の粒径Dlと板厚方向の粒径Dtを測定し、DlとDtの比(Dl/Dt)をアスペクト比として算出する。これを全ての観察視野について行い、結果を平均することで平均アスペクト比を算出する。   On the other hand, as for the aspect ratio of the ferrite grains, for the ferrite grains surrounded by the grain boundaries, the grain size Dl in the rolling direction and the grain size Dt in the plate thickness direction are measured, and the ratio of Dl to Dt (Dl / Dt) is determined. Calculate as aspect ratio. This is performed for all observation fields, and the average aspect ratio is calculated by averaging the results.

次に、本発明の船舶用鋼材の化学成分組成について説明する。本発明の鋼材では、その鋼材としての基本的特性を満足させるために、C,Si,Mn,Al等の基本成分も適切に調整する必要がある。これらの成分の範囲限定理由について、上記CoとMgの各元素による作用効果と合わせて以下に説明する。   Next, the chemical composition of the marine steel material of the present invention will be described. In the steel material of the present invention, basic components such as C, Si, Mn, and Al need to be appropriately adjusted in order to satisfy the basic characteristics as the steel material. The reasons for limiting the ranges of these components will be described below together with the effects of the above Co and Mg elements.

C:0.01〜0.2%
Cは、材料の強度を確保するために必要な元素である。船舶の構造部材として要求される最低強度(使用する鋼材の肉厚にもよるが、概ね400MPa程度)を得るためには、0.01%以上含有させる必要がある。C含有量の好ましい下限は0.02%であり、より好ましくは0.04%以上とする。しかし0.2%を超えて過剰に含有させると靱性や溶接性が劣化する。こうしたことから、C含有量の上限は0.2%とした。C含有量の好ましい上限は0.18%であり、より好ましくは0.16%以下とする。
C: 0.01 to 0.2%
C is an element necessary for ensuring the strength of the material. In order to obtain the minimum strength required as a structural member of a ship (depending on the thickness of the steel material used, it is approximately 400 MPa), it is necessary to contain 0.01% or more. The minimum with preferable C content is 0.02%, More preferably, you may be 0.04% or more. However, if the content exceeds 0.2%, the toughness and weldability deteriorate. For these reasons, the upper limit of the C content is set to 0.2%. The upper limit with preferable C content is 0.18%, More preferably, it is 0.16% or less.

Si:0.01〜1%
Siは、脱酸作用を有する他、強度を確保するためにも必要な元素であり、0.01%に満たないと構造部材としての最低強度を確保できない。従ってSiは0.01%以上とする。Si含有量の好ましい下限は0.02%であり、より好ましくは0.05%以上とする。しかし1%を超えて過剰に含有させると溶接性やHAZ靭性が劣化する。従ってSiは1%以下とする。Si含有量の好ましい上限は0.8%であり、より好ましくは0.6%以下とする。
Si: 0.01 to 1%
In addition to having a deoxidizing action, Si is an element necessary for securing strength, and if it is less than 0.01%, the minimum strength as a structural member cannot be secured. Accordingly, Si is set to 0.01% or more. The minimum with preferable Si content is 0.02%, More preferably, you may be 0.05% or more. However, if the content exceeds 1%, weldability and HAZ toughness deteriorate. Therefore, Si is made 1% or less. The upper limit with preferable Si content is 0.8%, More preferably, you may be 0.6% or less.

Mn:0.01〜2%
MnもSiと同様に脱酸作用を有する他、強度を確保するために必要な元素であり、0.01%に満たないと構造部材としての最低強度を確保できない。従ってMnは0.01%以上とする。Mn含有量の好ましい下限は0.05%であり、より好ましくは0.10%以上とする。しかし2%を超えて過剰に含有させると靱性が劣化する。従ってMnは2%以下とする。Mn含有量の好ましい上限は1.80%であり、より好ましくは1.60%以下とする。
Mn: 0.01-2%
Mn also has a deoxidizing action similar to Si and is an element necessary for ensuring strength. If it is less than 0.01%, the minimum strength as a structural member cannot be secured. Therefore, Mn is 0.01% or more. The minimum with preferable Mn content is 0.05%, More preferably, you may be 0.10% or more. However, if the content exceeds 2%, the toughness deteriorates. Therefore, Mn is 2% or less. The upper limit with preferable Mn content is 1.80%, More preferably, it is 1.60% or less.

Al:0.005〜0.1%
AlもSi、Mnと同様に脱酸および強度確保のために必要であり、0.005%に満たないと脱酸効果が得られない。従ってAlは0.005%以上とする。Al含有量の好ましい下限は0.010%であり、より好ましくは0.015%以上とする。しかし0.1%を超えて添加すると溶接性やHAZ靭性を害するため、Al添加量の上限は0.1%とした。Al含有量の好ましい上限は0.09%であり、より好ましくは0.08%以下とする。
Al: 0.005 to 0.1%
Al is also necessary for deoxidation and securing strength in the same manner as Si and Mn, and if it is less than 0.005%, the deoxidation effect cannot be obtained. Therefore, Al is made 0.005% or more. The minimum with preferable Al content is 0.010%, More preferably, you may be 0.015% or more. However, since addition exceeding 0.1% impairs weldability and HAZ toughness, the upper limit of the amount of Al added is set to 0.1%. The upper limit with preferable Al content is 0.09%, More preferably, it is 0.08% or less.

Co:0.01〜1%
Coは、高塩分環境において鋼材の耐食性向上に大きく寄与する緻密な表面錆皮膜を形成するのに必要不可欠な元素である。こうした効果を発揮させるためには、Co含有量は0.01%以上とすることが必要である。Co含有量の好ましい下限は0.015%であり、より好ましくは0.020%以上とする。しかし1%を超えて過剰に含有させると溶接性やHAZ靭性が劣化する。こうしたことからCo含有量の上限は1%とした。Co含有量の好ましい上限は0.8%であり、より好ましくは0.6%以下とするのが良い。
Co: 0.01 to 1%
Co is an indispensable element for forming a dense surface rust film that greatly contributes to improving the corrosion resistance of steel in a high salinity environment. In order to exert such an effect, the Co content needs to be 0.01% or more. The minimum with preferable Co content is 0.015%, More preferably, you may be 0.020% or more. However, if the content exceeds 1%, weldability and HAZ toughness deteriorate. For these reasons, the upper limit of the Co content is set to 1%. The upper limit with preferable Co content is 0.8%, More preferably, it is good to set it as 0.6% or less.

Mg:0.0005〜0.02%
Mgは、溶解することによってpH上昇作用を示すことから、鉄の溶解が起こっている局部アノードにおける加水分解反応によるpH低下を抑制して、腐食反応を抑制し、耐食性を向上させる作用を有する。こうした効果を発揮させるためには、Mgは0.0005%以上含有させることが必要である。Mg含有量の好ましい下限は0.0007%であり、より好ましくは0.0010%以上含有させるのが良い。しかし0.02%を超えて含有させると加工性や溶接性を劣化させる。こうしたことからMg含有量の上限は0.02%とした。Mg含有量の好ましい上限は0.018%であり、より好ましくは0.015%以下とするのが良い。
Mg: 0.0005 to 0.02%
Since Mg exhibits a pH raising action by being dissolved, it has a function of suppressing a pH reduction due to a hydrolysis reaction in a local anode where iron is dissolved, thereby suppressing a corrosion reaction and improving corrosion resistance. In order to exert such an effect, it is necessary to contain 0.0005% or more of Mg. A preferable lower limit of the Mg content is 0.0007%, and more preferably 0.0010% or more. However, if it exceeds 0.02%, workability and weldability are deteriorated. For these reasons, the upper limit of the Mg content is set to 0.02%. The upper limit with preferable Mg content is 0.018%, More preferably, it is good to set it as 0.015% or less.

本発明の船舶用鋼材における基本成分は上記の通りであり、残部は鉄および不可避的不純物(例えば、P,S,O等)からなるものであるが、これら以外にも鋼材の特性を阻害しない程度の成分(例えば、Zr,N等)も許容できる。但し、これら許容成分は、その量が過剰になると靭性が劣化するので、0.1%程度以下に抑えるべきである。   The basic components in the marine steel of the present invention are as described above, and the balance is composed of iron and inevitable impurities (for example, P, S, O, etc.), but does not impair the properties of the steel other than these. Some components (eg, Zr, N, etc.) are acceptable. However, these allowable components should be suppressed to about 0.1% or less because their toughness deteriorates when the amount is excessive.

また、本発明の船舶用鋼材には、上記成分の他に、必要によって、(1)Cu,Cr,NiおよびTiよりなる群から選ばれる1種以上の元素、(2)Ca、(3)Moおよび/またはW、(4)B,VおよびNbよりなる群から選ばれる1種以上の元素、等を含有させることも有効であり、含有させる成分の種類に応じて船舶用鋼材の特性が更に改善されることになる。これらの成分の範囲限定理由について以下に説明する。   Further, in the marine steel material of the present invention, in addition to the above components, if necessary, (1) one or more elements selected from the group consisting of Cu, Cr, Ni and Ti, (2) Ca, (3) It is also effective to contain one or more elements selected from the group consisting of Mo and / or W, (4) B, V and Nb, etc., and the characteristics of the marine steel material according to the type of components to be contained. This will be further improved. The reasons for limiting the ranges of these components will be described below.

Cu:1.5%以下(0%を含まない)、Cr:1%以下(0%を含まない)、Ni:2%以下(0%を含まない)、Ti:0.1%以下(0%を含まない)よりなる群から選ばれる1種以上の元素
Cu,Cr,NiおよびTiは、いずれも耐食性向上に有効な元素である。
Cu: 1.5% or less (not including 0%), Cr: 1% or less (not including 0%), Ni: 2% or less (not including 0%), Ti: 0.1% or less (0 One or more elements selected from the group consisting of Cu, Cr, Ni and Ti are all effective elements for improving corrosion resistance.

このうちCuとCrは、上記Coと同様に、耐食性向上に大きく寄与する緻密な表面錆被膜を形成するのに有効な元素である。こうした効果を発揮させるためには、いずれも0.01%以上含有させることが好ましい。CuとCrを夫々単独で、或いは併用して含有する場合における夫々のより好ましい下限は0.05%である。しかし過剰に含有させると溶接性やHAZ靭性、熱間加工性が劣化するため、Cuは1.5%以下、Crは1%以下とすることが好ましい。Cu含有量のより好ましい上限は1.0%であり、Cr含有量のより好ましい上限は0.8%である。   Among these, Cu and Cr are elements effective for forming a dense surface rust film that greatly contributes to the improvement of corrosion resistance, like Co. In order to exhibit such an effect, it is preferable to contain 0.01% or more of all. In the case where Cu and Cr are contained alone or in combination, a more preferred lower limit of each is 0.05%. However, if excessively contained, weldability, HAZ toughness, and hot workability deteriorate, so it is preferable that Cu be 1.5% or less and Cr be 1% or less. A more preferable upper limit of the Cu content is 1.0%, and a more preferable upper limit of the Cr content is 0.8%.

Niは、耐食性向上に大きく寄与する緻密な表面錆被膜を安定化させるのに有効な元素であり、こうした効果を発揮させるためには0.01%以上含有させることが好ましい。Niを含有させるときのより好ましい下限は0.05%である。しかしNi含有量が過剰になると溶接性や熱間加工性が劣化する。また、過剰な添加は、大幅なコスト高となる。従ってNiは2%以下であることが好ましい。Niを含有させるときのより好ましい上限は1.5%である。   Ni is an element effective for stabilizing a dense surface rust film that greatly contributes to the improvement of corrosion resistance. In order to exert such an effect, Ni is preferably contained in an amount of 0.01% or more. A more preferable lower limit when Ni is contained is 0.05%. However, when the Ni content is excessive, weldability and hot workability deteriorate. In addition, excessive addition increases the cost significantly. Therefore, Ni is preferably 2% or less. A more preferable upper limit when Ni is contained is 1.5%.

Tiは、耐食性向上に大きく寄与する表面錆被膜を緻密化してその環境遮断性を向上させると共に、すきま内部における腐食を抑制して、耐すきま腐食性も向上させる元素である。こうした環境下で要求される耐食性を確保するためには、0.005%以上含有させることが好ましい。Tiを含有させるときのより好ましい下限は0.008%である。しかし0.1%を超えて過剰に含有させると加工性や溶接性、HAZ靭性を劣化させることになる。従ってTiは0.1%以下であることが好ましい。Tiを含有させるときのより好ましい上限は0.05%である。   Ti is an element that densifies the surface rust film that greatly contributes to the improvement of corrosion resistance and improves its environmental barrier properties, and also suppresses corrosion inside the crevice and improves crevice corrosion resistance. In order to ensure the corrosion resistance required in such an environment, it is preferable to contain 0.005% or more. A more preferable lower limit when Ti is contained is 0.008%. However, if the content exceeds 0.1%, the workability, weldability, and HAZ toughness are deteriorated. Therefore, Ti is preferably 0.1% or less. A more preferable upper limit when Ti is contained is 0.05%.

Ca:0.02%以下(0%を含まない)
Caは、Mgと同様に、溶解することによってpH上昇作用を示し、鉄の溶解が起こっている局部アノードにおける加水分解反応によるpH低下を抑制して腐食反応を抑制し、耐食性向上に有効な元素である。Caによるこうした効果は0.0005%以上含有させることによって有効に発揮される。Caを含有させるときのより好ましい下限は0.0010%である。しかし0.02%を超えて過剰に含有させると、加工性や溶接性を劣化させることになる。従ってCaは0.02%以下であることが好ましい。Caを含有させるときのより好ましい上限は0.015%である。
Ca: 0.02% or less (excluding 0%)
Ca, like Mg, exhibits an effect of increasing pH by dissolving, and suppresses a corrosion reaction by suppressing a pH decrease due to a hydrolysis reaction in a local anode where iron is dissolved, and is an element effective for improving corrosion resistance. It is. Such an effect by Ca is effectively exhibited by containing 0.0005% or more. A more preferable lower limit when Ca is contained is 0.0010%. However, if over 0.02% is contained, workability and weldability are deteriorated. Therefore, Ca is preferably 0.02% or less. A more preferable upper limit when Ca is contained is 0.015%.

Mo:0.5%以下(0%を含まない)および/またはW:0.3%以下(0%を含まない)
MoとWは、腐食の均一性を高めて局部腐食による穴あきを抑制する作用がある。これらの元素は、特にCoと同時に含有させることによって、顕著な均一腐食性向上作用が発揮される。こうした効果を発揮させるためには、いずれの元素も0.01%以上含有させることが好ましい。Moを含有させるときのより好ましい下限は0.02%であり、Wを含有させるときのより好ましい下限は0.02%である。しかし過剰に含有させると溶接性やHAZ靭性が劣化する上、大幅なコスト高となる。従ってMoについては0.5%以下、Wについては0.3%以下とすることが好ましい。Moを含有させるときのより好ましい上限は0.3%であり、Wを含有させるときのより好ましい上限は0.2%である。
Mo: 0.5% or less (not including 0%) and / or W: 0.3% or less (not including 0%)
Mo and W have an effect of increasing the uniformity of corrosion and suppressing perforation due to local corrosion. In particular, when these elements are contained simultaneously with Co, a remarkable effect of improving uniform corrosion is exhibited. In order to exhibit such an effect, it is preferable to contain 0.01% or more of any element. A more preferred lower limit when Mo is contained is 0.02%, and a more preferred lower limit when W is contained is 0.02%. However, if it is contained excessively, weldability and HAZ toughness are deteriorated, and the cost is greatly increased. Therefore, it is preferable that Mo is 0.5% or less and W is 0.3% or less. A more preferred upper limit when Mo is contained is 0.3%, and a more preferred upper limit when W is contained is 0.2%.

B:0.01%以下(0%を含まない)、V:0.1%以下(0%を含まない)およびNb:0.05%以下(0%を含まない)よりなる群から選ばれる1種以上の元素
船舶用鋼材では、適用する部位によってはより高強度化が必要な場合があるが、B,VおよびNbはこうした強度向上に必要な元素である。
B: 0.01% or less (not including 0%), V: 0.1% or less (not including 0%) and Nb: 0.05% or less (not including 0%) One or more elements Marine steel materials may require higher strength depending on the site to which they are applied, but B, V and Nb are elements necessary for such strength improvement.

このうちBは、焼入性を向上し、強度向上に有効に作用する元素であり、0.0001%以上含有させることが好ましい。より好ましい下限は0.0003%である。しかし0.01%を超えて過剰に含有させると母材靭性やHAZ靭性が劣化するため好ましくない。従ってBは0.01%以下であることが好ましい。より好ましい上限は0.0090%である。   Among these, B is an element which improves hardenability and effectively acts on strength improvement, and is preferably contained in an amount of 0.0001% or more. A more preferred lower limit is 0.0003%. However, if the content exceeds 0.01%, the base material toughness and the HAZ toughness deteriorate, which is not preferable. Therefore, B is preferably 0.01% or less. A more preferred upper limit is 0.0090%.

Vは、強度向上に有効に作用する元素であり、0.003%以上含有させることが好ましい。より好ましい下限は0.005%である。しかし0.1%を超えて過剰に含有させると鋼材やHAZの靭性劣化を招くことになるので好ましくない。従ってVは0.1%以下であることが好ましい。より好ましくは0.07%以下とする。   V is an element that effectively acts to improve strength, and is preferably contained in an amount of 0.003% or more. A more preferred lower limit is 0.005%. However, if it exceeds 0.1% and is contained excessively, it will lead to deterioration of the toughness of steel and HAZ, which is not preferable. Therefore, V is preferably 0.1% or less. More preferably, it is 0.07% or less.

Nbは、強度向上に有効に作用する元素であり、0.003%以上含有させることが好ましい。より好ましい下限は0.005%である。しかし0.05%を超えて過剰に含有させると鋼材の靭性劣化やHAZ靭性の劣化を招くことになる。従ってNbは0.05%以下であることが好ましい。より好ましくは0.03%以下とする。   Nb is an element that effectively acts to improve strength, and is preferably contained in an amount of 0.003% or more. A more preferred lower limit is 0.005%. However, if it exceeds 0.05% and is contained excessively, the toughness deterioration of the steel material and the deterioration of the HAZ toughness are caused. Therefore, Nb is preferably 0.05% or less. More preferably, the content is 0.03% or less.

本発明に係る船舶用鋼材は、上記要件を満足するものであり、その製造方法は特に限定されないが、例えば以下に示す方法を採用すれば、上記要件を満足する船舶用鋼材を製造することができる。即ち、t/2位置におけるフェライト粒の平均円相当径を20.0μm以下にすると共に、t/4位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比を2.0以下にするには、鋳造して得られたスラブを1000〜1200℃に加熱した後、粗圧延し、次いで直ちに強制水冷してオーステナイト未再結晶温度域まで冷却した後、このオーステナイト未再結晶温度域で仕上げ圧延すればよい。以下、順を追って説明する。   The marine steel material according to the present invention satisfies the above requirements, and the production method thereof is not particularly limited. For example, if the method shown below is adopted, the marine steel material satisfying the above requirements can be produced. it can. That is, the average equivalent circle diameter of the ferrite grains at the t / 2 position was 20.0 μm or less, and the average aspect ratio of the ferrite grains at the t / 4 position was 2.0 or less. The slab may be heated to 1000 to 1200 ° C., then roughly rolled, then immediately forced-water cooled to cool to the austenite non-recrystallization temperature range, and then finish-rolled in this austenite non-recrystallization temperature range. In the following, description will be given in order.

スラブを加熱する温度は1000〜1200℃とするのが好ましい。粗圧延およびそれに続く冷却後(自然放冷あるいは強制水冷)に得られるフェライト組織を微細化するために、オーステナイトを逆変態させるためである。即ち、通常は、900℃程度に加熱することでフェライトからオーステナイトに逆変態するが、圧延終了後のフェライト組織を微細化するには、オーステナイト組織を圧延して再結晶させるのが有効である。従ってオーステナイトの再結晶温度の下限は鋼材の化学成分組成にもよるが、通常850〜900℃であるため、この下限温度以上でオーステナイト組織を圧延して再結晶させるには、加熱温度を1000℃以上とするのがよい。好ましくは1050℃以上とする。なお、上記加熱温度は、プロセスコンピュータを用いて鋼片の板厚方向における平均温度(計算値)を算出し、この平均温度で管理するのがよい。   It is preferable that the temperature which heats a slab shall be 1000-1200 degreeC. This is to reversely transform austenite in order to refine the ferrite structure obtained after rough rolling and subsequent cooling (natural cooling or forced water cooling). That is, normally, the ferrite is reversely transformed into austenite by heating to about 900 ° C., but it is effective to roll and recrystallize the austenite structure in order to refine the ferrite structure after rolling. Therefore, although the lower limit of the recrystallization temperature of austenite depends on the chemical composition of the steel material, it is usually 850 to 900 ° C. Therefore, in order to roll and recrystallize the austenite structure above this lower temperature, the heating temperature is 1000 ° C. It is good to be the above. Preferably it shall be 1050 degreeC or more. The heating temperature is preferably controlled by calculating an average temperature (calculated value) in the thickness direction of the steel slab using a process computer.

しかし1200℃を超えて加熱すると、初期のオーステナイト組織が粗大化し過ぎるため、こうしたオーステナイト組織を圧延して再結晶させてもオーステナイト組織を充分に微細化することが困難となる。また、高温での加熱はエネルギー的にも不経済である。従って加熱温度は1200℃以下とするのがよい。より好ましくは1100℃以下とする。   However, if the temperature exceeds 1200 ° C., the initial austenite structure becomes too coarse, and it is difficult to sufficiently refine the austenite structure even if the austenite structure is rolled and recrystallized. Also, heating at a high temperature is uneconomical in terms of energy. Therefore, the heating temperature is preferably 1200 ° C. or lower. More preferably, it shall be 1100 degrees C or less.

加熱したスラブは、オーステナイトの再結晶温度域で累積圧下率を50%以上として粗圧延すればよい。オーステナイトの再結晶温度域において累積圧下率を50%以上として粗圧延することで、オーステナイト組織を再結晶させることができ、圧延終了後のフェライト組織を微細化できるからである。即ち、オーステナイトの再結晶温度域での累積圧下率が50%未満であっても後述するオーステナイト未再結晶温度域における累積圧下率を大きくすることで、フェライト粒を微細化できる。しかしオーステナイト未再結晶温度域において圧延を開始する時点におけるフェライト粒が粗大化していると、該オーステナイト未再結晶温度域で適切に圧延しても、最終的に得られる金属組織は、粗大なフェライト粒と微細なフェライト粒が混在した混粒状態となりやすいからである。混粒状態になるとCTOD特性が安定し難くなる傾向がある。従ってオーステナイトの再結晶温度域においてオーステナイト組織を充分に微細化するには、オーステナイト再結晶温度域での累積圧下率を50%以上とすることが推奨される。   The heated slab may be roughly rolled at a cumulative reduction rate of 50% or more in the austenite recrystallization temperature range. This is because the austenite structure can be recrystallized by rough rolling at a cumulative reduction ratio of 50% or more in the recrystallization temperature region of austenite, and the ferrite structure after rolling can be refined. That is, even if the cumulative reduction ratio in the recrystallization temperature range of austenite is less than 50%, the ferrite grains can be refined by increasing the cumulative reduction ratio in the austenite non-recrystallization temperature range described later. However, if the ferrite grains are coarsened at the time of starting rolling in the austenite non-recrystallization temperature range, the metal structure finally obtained is coarse ferrite even if rolled appropriately in the austenite non-recrystallization temperature range. This is because it tends to be a mixed grain state in which grains and fine ferrite grains are mixed. When in a mixed grain state, the CTOD characteristics tend to be difficult to stabilize. Therefore, to sufficiently refine the austenite structure in the austenite recrystallization temperature region, it is recommended that the cumulative rolling reduction in the austenite recrystallization temperature region be 50% or more.

上記累積圧下率はできるだけ大きくするのが好ましく、累積圧下率の増加に伴ってフェライト粒の円相当径は約25〜30μm程度にまで微細化できる。しかしオーステナイトの再結晶温度域における累積圧下率を70%を超えて大きくしてもその効果はほぼ飽和するため、累積圧下率は70%程度以下とすればよい。   The cumulative rolling reduction is preferably as large as possible, and as the cumulative rolling reduction increases, the equivalent circle diameter of the ferrite grains can be reduced to about 25 to 30 μm. However, even if the cumulative rolling reduction in the recrystallization temperature range of austenite is increased beyond 70%, the effect is almost saturated, so the cumulative rolling reduction may be about 70% or less.

上記粗圧延を行なう温度域は、オーステナイトの再結晶温度域とするが、この温度域は、鋼材の化学成分組成によって多少変化する。しかしオーステナイトの再結晶温度の下限は通常850〜900℃程度であるため、900℃以上の温度域における累積圧下率を上記範囲に調整すればよい。但し、圧延温度域を高くし過ぎると、圧延後の再結晶に引き続き、オーステナイト粒の成長が早くなるため、有効に微細化できないことがある。しかし1000℃以下ではこのような粒成長が起こるものの圧延終了後60秒以内に再び圧延を実施すれば、圧延前の組織よりも微細な状態の組織を維持することができる。従って圧延開始温度は1000℃以下とするのがよい。   The temperature range at which the rough rolling is performed is the austenite recrystallization temperature range, but this temperature range varies somewhat depending on the chemical composition of the steel material. However, since the lower limit of the recrystallization temperature of austenite is usually about 850 to 900 ° C., the cumulative rolling reduction in the temperature range of 900 ° C. or higher may be adjusted to the above range. However, if the rolling temperature range is too high, the austenite grains grow faster following the recrystallization after rolling, so that it may not be possible to effectively reduce the size. However, although such grain growth occurs at 1000 ° C. or less, if the rolling is performed again within 60 seconds after the end of rolling, the structure in a finer state than the structure before rolling can be maintained. Therefore, the rolling start temperature is preferably 1000 ° C. or less.

上記累積圧下率は、鋼片のt/2位置における温度(計算値)が、1000℃での鋼片厚みをt、900℃での鋼片厚みをtとしたとき、下記(a)式で算出できる。
累積圧下率(%)=[(t−t)/t]×100 …(a)
但し、粗圧延開始温度が1000℃を超える場合には、鋼片のt/2位置における温度が1000℃での鋼片厚みをtとし、粗圧延開始温度が1000℃を下回る場合には、粗圧延開始時における鋼片厚みをtとして上記累積圧下率を算出する。一方、粗圧延終了温度が900℃より下回る場合には、900℃での鋼片厚みをtとし、粗圧延終了温度が900℃に達しない場合(900℃超の場合)には、粗圧延終了時における鋼片厚みをtとして上記累積圧下率を算出する。
The cumulative rolling reduction is as follows when the steel piece thickness at 1000 ° C. is t 0 and the steel piece thickness at 900 ° C. is t 1 at the t / 2 position of the steel piece (calculated value): It can be calculated by a formula.
Cumulative rolling reduction (%) = [(t 0 −t 1 ) / t 0 ] × 100 (a)
However, when the rough rolling start temperature is higher than 1000 ° C., when the temperature at t / 2 position of the steel strip is a steel strip thickness at 1000 ° C. and t 0, rough rolling start temperature is below 1000 ° C., the the steel slab thickness at rough rolling start calculating the cumulative rolling reduction as t 0. On the other hand, if the rough rolling end temperature is lower than 900 ° C., the thickness of the steel slab at 900 ° C. is t 1. If the rough rolling end temperature does not reach 900 ° C. (in the case of over 900 ° C.), rough rolling is performed. the steel slab thickness at the end to calculate the cumulative rolling reduction as t 1.

上記粗圧延を行なう温度は、鋼材の厚みをt(mm)としたとき、プロセスコンピュータを用いてt/2位置における温度を計算して算出した温度を基準とするのがよい。鋼材内部の温度を代表するためである。   The temperature at which the rough rolling is performed is preferably based on the temperature calculated by calculating the temperature at the t / 2 position using a process computer when the thickness of the steel material is t (mm). This is to represent the temperature inside the steel material.

但し、オーステナイトの再結晶粒径は、上述したように累積圧下率が50%以上であれば、粗圧延による微細化効果が飽和する傾向がある。   However, the recrystallized grain size of austenite tends to saturate the refinement effect by rough rolling if the cumulative rolling reduction is 50% or more as described above.

なお、t/2位置の温度(計算値)に比べて鋼板表面の温度(実測値)は、鋼材の厚みが150mmの場合には約50〜70℃低くなり、鋼材の厚みが100mmの場合には約40〜50℃低くなる。また、t/4位置の温度(計算値)に比べて鋼板表面の温度(実測値)は、鋼材の厚みが150mmの場合には約30〜40℃低くなり、鋼材の厚みが100mmの場合には約25〜30℃低くなる。従って上記粗圧延を行なう温度は、こうした温度差を考慮して、鋼板表面の温度(実測値)やt/4位置における温度(計算値)を基準として用いて温度管理しても構わない。   In addition, compared with the temperature of t / 2 position (calculated value), the temperature of the steel sheet surface (actually measured value) is lower by about 50 to 70 ° C. when the steel material thickness is 150 mm, and when the steel material thickness is 100 mm. Is about 40-50 ° C. lower. Further, the temperature (measured value) on the surface of the steel sheet is lower by about 30 to 40 ° C. when the thickness of the steel material is 150 mm than the temperature (calculated value) at the t / 4 position, and when the thickness of the steel material is 100 mm. Is about 25-30 ° C. lower. Therefore, the temperature at which the rough rolling is performed may be controlled using the temperature of the steel sheet surface (measured value) or the temperature at the t / 4 position (calculated value) as a reference in consideration of such a temperature difference.

オーステナイトの再結晶温度域で累積圧下率を50%以上として粗圧延した後には、直ちに強制水冷し、オーステナイト未再結晶温度域まで冷却することが好ましい。オーステナイトの再結晶温度域で圧延して結晶粒を微細化しても、そのまま放置(或いは空冷)すると温度のエネルギーによってオーステナイト粒が成長し、オーステナイト組織が粗大化するからである。   After rough rolling at a cumulative reduction ratio of 50% or more in the recrystallization temperature range of austenite, it is preferable to immediately perform forced water cooling to cool to the austenite non-recrystallization temperature range. This is because even if rolling is performed in the recrystallization temperature range of austenite and the crystal grains are refined, if left as it is (or air-cooled), austenite grains grow due to temperature energy, and the austenite structure becomes coarse.

粗圧延終了後、水冷を開始するまでの時間はできるだけ短くするのがよく、例えば60秒以内とする。なお、水冷を開始するまでの時間を短くすることで生産性も向上する。   The time from the end of rough rolling to the start of water cooling should be as short as possible, for example, within 60 seconds. In addition, productivity is also improved by shortening the time until water cooling is started.

オーステナイト未再結晶温度域まで冷却した後には、当該オーステナイト未再結晶温度域において真ひずみを0.5以上として仕上げ圧延することが推奨される。オーステナイト未再結晶温度域で仕上げ圧延することで、フェライト粒を一層微細化できるからである。即ち、オーステナイト再結晶温度域で圧延して得られる金属組織は、平均粒径が約25〜30μmのオーステナイト組織であるため、この鋼材をそのまま空冷するか、或いは強制冷却しても得られるフェライト粒の平均円相当粒径はせいぜい25μm程度にしかならない。そのためCTOD特性は充分に改善できない。これに対し、オーステナイト未再結晶温度域で仕上げ圧延してやれば、フェライト粒にひずみが導入されるため、フェライト粒を一段と微細化できる。   After cooling to the austenite non-recrystallization temperature range, it is recommended to finish-roll with a true strain of 0.5 or more in the austenite non-recrystallization temperature range. This is because the ferrite grains can be further refined by finish rolling in the austenite non-recrystallization temperature range. That is, since the metal structure obtained by rolling in the austenite recrystallization temperature range is an austenite structure having an average particle size of about 25 to 30 μm, ferrite grains obtained by air cooling the steel material as it is or by forced cooling. The average equivalent-circle particle diameter of is no more than about 25 μm. Therefore, CTOD characteristics cannot be improved sufficiently. On the other hand, if the finish rolling is performed in the austenite non-recrystallization temperature range, strain is introduced into the ferrite grains, so that the ferrite grains can be further refined.

この仕上げ圧延では、真ひずみ量を0.5以上として圧延するのがよい。真ひずみ量が0.5未満では、フェライト粒の微細化が不充分になることがあり、CTOD特性を充分に改善できないことがある。真ひずみ量は多くするほど好ましく、多くすればフェライト粒を小さくできる。   In this finish rolling, the true strain is preferably 0.5 or more. If the true strain amount is less than 0.5, the ferrite grains may be insufficiently refined, and the CTOD characteristics may not be sufficiently improved. The larger the true strain amount, the better. The larger the amount, the smaller the ferrite grains.

なお、上記オーステナイト未再結晶温度域とは、鋼材を圧延してもオーステナイト組織が再結晶しない温度域である。この温度域は鋼材の化学成分組成によって多少変化するが、本発明では、鋼片のt/2位置における温度が850℃以下の領域で導入する真ひずみ量を0.5以上として仕上げ圧延する。但し、仕上げ圧延の温度域が低くなり過ぎると、フェライト粒の扁平率(即ち、アスペクト比)が著しく大きくなり易いため、CTOD特性が劣化する傾向がある。従って仕上げ圧延終了温度は、「Ar3変態点+40℃」以上とするのがよい。Ar3変態点の温度は、鋼材に含まれる化学成分の含有量に基づいて下記(b)式で算出できる。
Ar3変態点(℃)=868−369×[C]+24.6×[Si]−68.1×[Mn]−36.1×[Ni]−20.7×[Cu]−24.8×[Cr]+29.6×[Mo]+190×[V] …(b)
但し、[ ]は、各元素の含有量(質量%)を示している。
The austenite non-recrystallization temperature range is a temperature range where the austenite structure is not recrystallized even when the steel material is rolled. This temperature range varies somewhat depending on the chemical composition of the steel material, but in the present invention, the final strain is introduced with a true strain introduced at a temperature of 850 ° C. or lower at the t / 2 position of the steel slab being 0.5 or higher. However, if the temperature range of finish rolling becomes too low, the flatness (ie, aspect ratio) of the ferrite grains tends to be extremely large, and the CTOD characteristics tend to deteriorate. Therefore, the finish rolling end temperature is preferably “Ar3 transformation point + 40 ° C.” or higher. The temperature of the Ar3 transformation point can be calculated by the following equation (b) based on the content of chemical components contained in the steel material.
Ar3 transformation point (° C.) = 868−369 × [C] + 24.6 × [Si] −68.1 × [Mn] −36.1 × [Ni] −20.7 × [Cu] −24.8 × [Cr] + 29.6 × [Mo] + 190 × [V] (b)
However, [] has shown content (mass%) of each element.

従って上記真ひずみ量は、鋼片のt/2位置における温度(計算値)が、850℃での鋼片厚みをt、仕上げ圧延終了温度での鋼片厚みをtとしたとき、下記(c)式で算出できる。
真ひずみ=ln(t/t) …(c)
但し、仕上げ圧延開始温度が850℃を超える場合には、鋼片のt/2位置における温度が850℃での鋼片厚みをtとし、仕上げ圧延開始温度が850℃を下回る場合には、仕上げ圧延開始時における鋼片厚みをtとして上記真ひずみを算出する。一方、仕上げ圧延終了温度が「Ar3変態点+40℃」より下回る場合には、「Ar3変態点+40℃」での鋼片厚みをtとし、仕上げ圧延終了温度が「Ar3変態点+40℃」に達しない場合(「Ar3変態点+40℃」超の場合)には、仕上げ圧延終了時における鋼片厚みをtとして上記真ひずみを算出する。
Accordingly, the true strain amount is as follows when the temperature (calculated value) at the t / 2 position of the steel slab is t 2 at the thickness of the steel slab at 850 ° C. and t 3 at the finish rolling finish temperature. It can be calculated by equation (c).
True strain = ln (t 2 / t 3 ) (c)
However, if the finish rolling start temperature exceeds 850 ° C., if the temperature in t / 2 position of the steel strip is a steel strip thickness at 850 ° C. and t 2, the finish rolling start temperature is below 850 ° C., the the steel slab thickness at the finish rolling start as t 2 to calculate the true strain. On the other hand, when the finish rolling end temperature is lower than “Ar3 transformation point + 40 ° C.”, the steel slab thickness at “Ar3 transformation point + 40 ° C.” is set to t 3 , and the finish rolling finish temperature is set to “Ar3 transformation point + 40 ° C.”. If not reached (when “Ar3 transformation point + 40 ° C.” is exceeded), the true strain is calculated with the steel piece thickness at the end of finish rolling as t 3 .

上記仕上げ圧延するときの温度は、鋼片の厚みをt(mm)としたとき、プロセスコンピュータを用いてt/2位置とt/4位置における温度を夫々計算して算出した両方の温度を基準とする。どちらか一方の位置のみの温度を管理すると、管理していない位置の金属組織を適切に制御できないことがあるからである。   The temperature at which the finish rolling is performed is based on both temperatures calculated by calculating the temperatures at the t / 2 position and the t / 4 position using a process computer when the thickness of the steel slab is t (mm). And This is because if the temperature of only one of the positions is managed, the metal structure at the unmanaged position may not be appropriately controlled.

但し、鋼材の厚みが10〜30mm程度の場合には、鋼板内部の温度(t/4位置やt/2位置における温度)と鋼板の表面温度との温度差はせいぜい10〜15℃程度であるため、こうした温度差を考慮して、鋼板の表面温度(実測値)を基準として管理しても差し支えない(例えば、「850℃−温度差」、「Ar3変態点+40℃−温度差」)。   However, when the thickness of the steel material is about 10 to 30 mm, the temperature difference between the temperature inside the steel plate (temperature at the t / 4 position or t / 2 position) and the surface temperature of the steel plate is at most about 10 to 15 ° C. Therefore, in consideration of such a temperature difference, the surface temperature (measured value) of the steel sheet may be managed as a reference (for example, “850 ° C.−temperature difference”, “Ar 3 transformation point + 40 ° C.−temperature difference”).

なお、鋼材の表面温度で管理する場合には、水冷直後に圧延を開始すると、鋼材の表面と中心部の温度差が大きいため、フェライト粒の円相当径やアスペクト比を厳密に制御することが困難となる。従ってこの場合には、水冷後、60秒以上経過した後に圧延を開始することが望ましい。60秒以上放置することで、鋼板の表面と内部(即ち、t/4位置やt/2位置)の温度差が小さくなるため、鋼材の表面温度で管理しても鋼材の金属組織を適切に制御することができるからである。即ち、60秒以上放置すれば、鋼材の厚みが100mmの場合は、鋼材の表面温度(実測値)とt/2位置における温度(計算値)との温度差は約40℃程度となり、鋼材の表面温度(実測値)とt/4位置における温度(計算値)との温度差は約25℃程度となる。また、鋼材の厚みが60mmの場合は、鋼材の表面温度(実測値)とt/2位置における温度(計算値)との温度差は約30℃程度、鋼材の表面温度(実測値)とt/4位置における温度(計算値)との温度差は約20℃程度となる。   In addition, when managing by the surface temperature of the steel material, if rolling is started immediately after water cooling, the temperature difference between the surface and the center of the steel material is large, so the circle equivalent diameter and aspect ratio of the ferrite grains can be strictly controlled. It becomes difficult. Therefore, in this case, it is desirable to start rolling after 60 seconds or more have passed after water cooling. By leaving it for 60 seconds or more, the temperature difference between the surface and the inside of the steel sheet (that is, the t / 4 position or t / 2 position) becomes small. This is because it can be controlled. That is, if left for 60 seconds or more and the thickness of the steel material is 100 mm, the temperature difference between the surface temperature of the steel material (measured value) and the temperature at the t / 2 position (calculated value) is about 40 ° C. The temperature difference between the surface temperature (measured value) and the temperature at the t / 4 position (calculated value) is about 25 ° C. When the thickness of the steel material is 60 mm, the temperature difference between the surface temperature of the steel material (actual value) and the temperature at the t / 2 position (calculated value) is about 30 ° C., the surface temperature of the steel material (actual value) and t The temperature difference from the temperature at the / 4 position (calculated value) is about 20 ° C.

仕上げ圧延終了後は、常法に従って冷却すればよい。冷却方法は特に限定されず、空冷してもよいし、強制冷却してもよい。このときの冷却速度も特に限定されないが、4℃/秒以下程度であれば、フェライト粒の大きさに影響を及ぼさないことを本発明者らは確認している。   What is necessary is just to cool in accordance with a conventional method after completion | finish of finish rolling. The cooling method is not particularly limited, and air cooling or forced cooling may be used. The cooling rate at this time is not particularly limited, but the present inventors have confirmed that the size of the ferrite grains is not affected as long as it is about 4 ° C./second or less.

本発明の造船用鋼材は、基本的には塗装を施さなくても鋼材自体が優れた耐食性を発揮するものであるが、必要によって、後記実施例に示すタールエポキシ樹脂塗料、或はそれ以外の代表される重防食塗装、ジンクリッチペイント、ショッププライマー、電気防食などの他の防食方法と併用することも可能である。こうした防食塗装を施した場合には、後記実施例に示すように塗装膜自体の耐食性(塗装耐食性)も良好なものとなる。   The steel material for shipbuilding of the present invention basically exhibits excellent corrosion resistance even if it is not coated, but if necessary, the tar epoxy resin paint shown in the examples below, or other than that It can be used in combination with other anticorrosion methods such as heavy duty anticorrosion coating, zinc rich paint, shop primer, and anticorrosion. When such anticorrosion coating is applied, the corrosion resistance of the coating film itself (coating corrosion resistance) is also good as shown in the examples described later.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含されるものである。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.

下記表1−1または表1−2に示す化学成分組成の鋼(残部はFeおよび不可避不純物)を転炉で溶製し、連続鋳造してスラブを得た。得られたスラブを後述する条件で熱間圧延して各種鋼板を製作した。なお、表1−1および表1−2には、鋼板に含まれるCoとMoの含有量の比の値([Co]/[Mg]:質量比)を算出し、併せて示した。また、鋼板に含まれる化学成分の含有量に基づいて、上記(b)式からAr3変態点の温度を算出し、その値も併せて示した。   Steels having the chemical composition shown in Table 1-1 or Table 1-2 (the balance is Fe and inevitable impurities) were melted in a converter and continuously cast to obtain a slab. The obtained slab was hot-rolled under the conditions described later to produce various steel plates. In Table 1-1 and Table 1-2, the value of the ratio of Co and Mo contained in the steel sheet ([Co] / [Mg]: mass ratio) was calculated and shown together. Moreover, based on content of the chemical component contained in a steel plate, the temperature of Ar3 transformation point was computed from the said (b) formula, and the value was also shown collectively.

得られたスラブは、下記表2−1または表2−2に示す温度に加熱した後、下記表2−1または表2−2に示す条件で粗圧延した。表2−1または表2−2には、粗圧延開始温度(t/2位置)と粗圧延終了温度(t/2位置)を示した。また、参考値として、鋼板の表面温度とt/4位置における温度も併せて示した。なお、表面温度は圧延ライン上に設置された放射型温度計を用いて測定した実測値、t/4位置の温度とt/2位置の温度は、プロセスコンピュータを用いて算出された計算値である。   The obtained slab was heated to the temperature shown in the following Table 2-1 or Table 2-2, and then roughly rolled under the conditions shown in the following Table 2-1 or Table 2-2. Table 2-1 or Table 2-2 shows the rough rolling start temperature (t / 2 position) and the rough rolling end temperature (t / 2 position). As reference values, the surface temperature of the steel sheet and the temperature at the t / 4 position are also shown. The surface temperature is an actual value measured using a radial thermometer installed on the rolling line, and the temperature at the t / 4 position and the temperature at the t / 2 position are calculated values calculated using a process computer. is there.

また、表2−1と表2−2には、粗圧延終了時の厚みを示すと共に、t/2位置における温度(計算値)が1000〜900℃の範囲での累積圧下率を上記(a)式を用いて算出した結果を示す。   Tables 2-1 and 2-2 show the thickness at the end of rough rolling, and the cumulative rolling reduction in the range of the temperature (calculated value) at the t / 2 position of 1000 to 900 ° C. (a ) Shows the result calculated using the formula.

なお、累積圧下率を算出するに当っては、tには、粗圧延開始時におけるt/2位置の温度が、1000℃より下回る場合は粗圧延開始時における板厚、1000℃以上の場合は1000℃における板厚をそれぞれ代入し、tには、粗圧延終了時におけるt/2位置の温度が、900℃以下の場合は900℃における板厚、900℃より高温の場合は粗圧延終了時における板厚を夫々代入して算出した。 In calculating the cumulative rolling reduction, at t 0 , when the temperature at the t / 2 position at the start of rough rolling is lower than 1000 ° C., the plate thickness at the start of rough rolling, and at 1000 ° C. or higher. Substitutes the plate thickness at 1000 ° C., and t 1 is the thickness at 900 ° C. when the temperature at the t / 2 position at the end of the rough rolling is 900 ° C. or less, and rough rolling when the temperature is higher than 900 ° C. Calculation was performed by substituting the plate thickness at the end.

粗圧延終了後、表3−1または表3−2に示す方法で冷却し、次いで仕上げ圧延を行なった。表3−1と表3−2に、粗圧延終了時から冷却開始までの時間を示す。また、冷却終了時(水冷していない場合は、粗圧延終了時)から仕上げ圧延開始までの時間も併せて示した。   After the rough rolling, cooling was performed by the method shown in Table 3-1 or Table 3-2, and then finish rolling was performed. Tables 3-1 and 3-2 show the time from the end of rough rolling to the start of cooling. In addition, the time from the end of cooling (at the end of rough rolling when not cooled by water) to the start of finish rolling is also shown.

仕上げ圧延の条件としては、仕上げ圧延開始時の厚み、仕上げ圧延開始温度(t/4位置)、仕上げ圧延終了温度(t/4位置)を夫々表3−1と表3−2に示した。また、参考値として、鋼板の表面温度とt/2位置における温度も併せて示した。また、t/2位置における温度(計算値)が850℃以下となり、仕上げ圧延が終了するまでの温度範囲に導入した真ひずみ量を併せて示した。   As the conditions for finish rolling, the thickness at the start of finish rolling, the finish rolling start temperature (t / 4 position), and the finish rolling end temperature (t / 4 position) are shown in Tables 3-1 and 3-2, respectively. As reference values, the surface temperature of the steel sheet and the temperature at the t / 2 position are also shown. In addition, the temperature (calculated value) at the t / 2 position is 850 ° C. or lower, and the true strain amount introduced into the temperature range until the finish rolling is finished is also shown.

仕上げ圧延終了後は、表4−1または表4−2に示す条件で冷却した。なお、表4−1または表4−2に示した冷却速度は、冷却開始温度から500℃までの平均値である。   After the finish rolling, cooling was performed under the conditions shown in Table 4-1 or Table 4-2. The cooling rates shown in Table 4-1 or Table 4-2 are average values from the cooling start temperature to 500 ° C.

熱間圧延中における鋼片のt/4位置における温度とt/2位置における温度は、下記の手順で管理した。
1.プロセスコンピュータを用い、加熱開始から加熱終了までの雰囲気温度や在炉時間に基づいて鋼片の表面から裏面までの任意の位置(例えば、t/4位置やt/2位置)の加熱温度を算出する。
2.算出した加熱温度を用い、圧延中の圧延パススケジュールやパス間の冷却方法(水冷あるいは空冷)のデータに基づいて、板厚方向の任意の位置における圧延温度を計算しつつ圧延を実施する。
3.鋼板の表面温度は圧延ライン上に設置された放射型温度計を用いて実測する。但し、プロセスコンピュータでも理論値を計算しておく。
4.粗圧延開始時、粗圧延終了時、仕上圧延開始時にそれぞれ実測した鋼板の表面温度を、プロセスコンピュータから算出される計算温度と照合する。
5.計算温度と実測温度の差が±30℃以上の場合は、計算表面温度が実測温度と一致するように再計算してプロセスコンピュータ上の計算温度とし、±30℃未満の場合は、プロセスコンピュータから算出された計算温度をそのまま用いる。
6.次に、この温度を用い、制御対象としている領域の圧延温度を管理する。
The temperature at the t / 4 position and the temperature at the t / 2 position of the steel slab during hot rolling were controlled by the following procedure.
1. Using a process computer, calculate the heating temperature at any position (eg, t / 4 position or t / 2 position) from the front surface to the back surface of the steel slab based on the ambient temperature from the start of heating to the end of heating and the in-furnace time. To do.
2. Using the calculated heating temperature, rolling is performed while calculating the rolling temperature at an arbitrary position in the plate thickness direction based on the data of the rolling pass schedule during rolling and the cooling method (water cooling or air cooling) between passes.
3. The surface temperature of the steel sheet is measured using a radiation type thermometer installed on the rolling line. However, the theoretical value is also calculated in the process computer.
4). The surface temperature of the steel sheet measured at the start of rough rolling, at the end of rough rolling, and at the start of finish rolling is collated with a calculated temperature calculated from a process computer.
5. If the difference between the calculated temperature and the measured temperature is ± 30 ° C or more, recalculate the calculated surface temperature so that it matches the measured temperature to obtain the calculated temperature on the process computer. The calculated temperature is used as it is.
6). Next, this temperature is used to manage the rolling temperature in the region to be controlled.

得られた鋼板について下記手順でフェライト粒の平均円相当径と平均アスペクト比を算出した。結果を下記表4−1と表4−2に示す。   The average equivalent circle diameter and average aspect ratio of the ferrite grains were calculated for the obtained steel sheet by the following procedure. The results are shown in Tables 4-1 and 4-2 below.

[円相当径とアスペクト比の測定手順]
鋼板のおもて面と裏面を含むと共に、圧延方向に平行で且つ鋼材表面(鋼材のおもて面)に対して垂直な面が露出するようにサンプルを切り出し、この露出面を研磨して鏡面仕上げした。露出面の研磨には#150〜#1000までの湿式エメリー研磨紙を用いて研磨した後、研磨剤としてダイヤモンドスラリー用いて鏡面仕上げした。
[Measurement procedure of equivalent circle diameter and aspect ratio]
A sample is cut out so that a surface including the front surface and the back surface of the steel plate is parallel to the rolling direction and perpendicular to the steel surface (the front surface of the steel material), and the exposed surface is polished. Mirror finish. For polishing the exposed surface, polishing was performed using wet emery polishing paper of # 150 to # 1000, and then mirror-finished using diamond slurry as an abrasive.

鏡面仕上げしたサンプルは3%ナイタール溶液を用いて腐食し、フェライト組織の結晶粒界を現出させた後、倍率を100倍または400倍で撮影し、6cm×8cmの写真とした(即ち、100倍では600μm×800μm、400倍では150μm×200μmに相当する)。写真の6cmの辺は板厚方向に対応し、8cmの辺は圧延方向に対応している。これをいずれの倍率においても領域が1mm×1mm以上に相当するように画像解析装置に取り込んだ。   The mirror-finished sample was corroded using a 3% nital solution to reveal the grain boundary of the ferrite structure, and then photographed at a magnification of 100 times or 400 times to obtain a photograph of 6 cm × 8 cm (that is, 100 Double is equivalent to 600 μm × 800 μm, and 400 × is equivalent to 150 μm × 200 μm). The 6 cm side of the photo corresponds to the plate thickness direction, and the 8 cm side corresponds to the rolling direction. This was taken into the image analysis apparatus so that the area corresponds to 1 mm × 1 mm or more at any magnification.

次に、画像解析装置において、粒界に囲まれたフェライト粒の領域(面積)を同等の面積を有する円に換算し、換算された円の直径をフェライト粒の円相当径と定義して円相当径を測定した。これを全ての観察視野について測定し、結果を平均することで平均円相当径を算出した。   Next, in the image analysis device, the ferrite grain region (area) surrounded by the grain boundary is converted into a circle having an equivalent area, and the diameter of the converted circle is defined as the equivalent circle diameter of the ferrite grain. The equivalent diameter was measured. This was measured for all observation visual fields, and the average equivalent circle diameter was calculated by averaging the results.

一方、フェライト粒のアスペクト比については、上記粒界に囲まれたフェライト粒について、圧延方向の粒径Dlと板厚方向の粒径Dtを測定し、DlとDtの比(Dl/Dt)をアスペクト比として算出した。これを全ての観察視野について行い、結果を平均することで平均アスペクト比を算出した。   On the other hand, as for the aspect ratio of the ferrite grains, for the ferrite grains surrounded by the grain boundaries, the grain size Dl in the rolling direction and the grain size Dt in the plate thickness direction are measured, and the ratio of Dl to Dt (Dl / Dt) is determined. Calculated as aspect ratio. This was performed for all observation visual fields, and the average aspect ratio was calculated by averaging the results.

なお、フェライト粒の円相当径とアスペクト比の測定位置は、鋼材の厚みをt(mm)としたとき、t/2位置とt/4位置とした。また、倍率が100倍の場合は、観察視野数を少なくとも6枚とし、400倍の場合は、観察視野数を少なくとも35枚とした。   In addition, the measurement position of the circle equivalent diameter and the aspect ratio of the ferrite grain was set at the t / 2 position and the t / 4 position when the thickness of the steel material was t (mm). When the magnification is 100 times, the number of observation fields is at least 6, and when it is 400 times, the number of observation fields is at least 35.

また、フェライト粒の平均円相当径とアスペクト比を算出する際に、金属組織に占めるフェライト面積率も同時に測定した。結果を下記表4−1と表4−2に併せて示す。   Moreover, when calculating the average equivalent circle diameter and aspect ratio of the ferrite grains, the ferrite area ratio in the metal structure was also measured. The results are shown in the following Tables 4-1 and 4-2.

得られた鋼板について下記手順で耐食性と脆性破壊発生特性を調べた。結果は、下記表6−1と表6−2に示した。   The obtained steel sheet was examined for corrosion resistance and brittle fracture occurrence characteristics according to the following procedure. The results are shown in Tables 6-1 and 6-2 below.

<耐食性について>
得られた鋼板を切断および表面研削を行って、最終的に100×100×25(mm)の大きさの試験片を作製した(試験片A)。試験片Aの外観形状を図4に示す。
<About corrosion resistance>
The obtained steel plate was cut and subjected to surface grinding to finally produce a test piece having a size of 100 × 100 × 25 (mm) (test piece A). The external shape of the test piece A is shown in FIG.

また、図5に示すように20×20×5(mm)の小試験片4個を、100×100×25(mm)の大試験片(前記試験片Aと同じもの)に接触させて、すきま部を形成した試験片Bを作製した。すきま形成用の小試験片と大試験片とは同じ化学成分組成の鋼材として、表面仕上げも前記試験片Aと同じ表面研削とした。そして小試験片の中心に5mmφの孔を、基材側(大試験片側)にねじ孔を開けて、M4プラスチック製ねじで固定した。   Further, as shown in FIG. 5, four small test pieces of 20 × 20 × 5 (mm) are brought into contact with a large test piece of 100 × 100 × 25 (mm) (the same as the test piece A), A test piece B having a clearance was formed. The small test piece and the large test piece for forming the gap were steel materials having the same chemical composition, and the surface finish was the same as that of the test piece A. Then, a hole of 5 mmφ was formed in the center of the small test piece, and a screw hole was made on the base material side (large test piece side), and fixed with an M4 plastic screw.

更に、平均厚さ250μmのタールエポキシ樹脂塗装(下塗り:ジンクリッチプライマー)を全面に施した試験片C(図6)も用いた。そして防食のための塗膜に傷が付いて素地の鋼材が露出した場合の腐食進展度合いを調べるために、試験片Cの片面には素地まで達するカット傷(長さ:100mm、幅:約0.5mm)をカッターナイフで形成した。   Further, a test piece C (FIG. 6) on which the tar epoxy resin coating (undercoat: zinc rich primer) having an average thickness of 250 μm was applied to the entire surface was also used. Then, in order to investigate the degree of corrosion progress when the base steel material is exposed due to scratches on the anticorrosion coating film, the cut surface reaching the base on one side of the test piece C (length: 100 mm, width: about 0) 0.5 mm) was formed with a cutter knife.

前記表1に示した各化学成分組成の供試材について、試験片A、試験片Bおよび試験片Cを夫々5個ずつ用い腐食試験に供した。このときの腐食試験方法は次の通りである。   About the test material of each chemical component composition shown in the said Table 1, the test piece A, the test piece B, and five test pieces C were used for the corrosion test, respectively. The corrosion test method at this time is as follows.

[腐食試験方法]
まず海洋環境を模擬して、海水噴霧試験と恒温恒湿試験の繰り返しによる複合サイクル腐食試験を行った。
[Corrosion test method]
First, a combined cycle corrosion test was conducted by simulating a marine environment and repeating a seawater spray test and a constant temperature and humidity test.

海水噴霧試験では、水平から60°の角度で傾けて供試材(各試験片A〜C)を試験槽内に設置し、35℃の人工海水(塩水)を霧状に噴霧させた。塩水の噴霧は常時連続して行った。このとき試験槽内において、水平に設置した面積80cmの円形皿に1時間当たりに1.5±0.3mLの人工海水が任意の位置で採取されるような噴霧量に予め調整した。 In the seawater spray test, the specimen (each test piece A to C) was tilted at an angle of 60 ° from the horizontal, and was placed in a test tank, and 35 ° C artificial seawater (salt water) was sprayed in the form of a mist. Spraying of salt water was continuously performed. At this time, in the test tank, the spray amount was adjusted in advance so that 1.5 ± 0.3 mL of artificial seawater was collected at an arbitrary position per hour on a circular dish having an area of 80 cm 2 installed horizontally.

恒温恒湿試験では、温度を60℃、湿度を95%に調整した試験槽内に、供試材(各試験片A〜C)を水平から60°の角度で傾けて設置して行った。   In the constant temperature and humidity test, a test material (each test piece A to C) was installed at an angle of 60 ° from the horizontal in a test tank adjusted to a temperature of 60 ° C. and a humidity of 95%.

海水噴霧試験を4時間と、恒温恒湿試験を4時間を1サイクルとして、これらを交互に行って、供試材を腐食させた。トータルの試験時間は6ヶ月間とした。   The seawater spray test was performed for 4 hours and the constant temperature and humidity test was performed for 4 hours as one cycle, and these were alternately performed to corrode the specimen. The total test time was 6 months.

(1)試験片Aについては、試験前後の質量変化を平均板厚減少量D−ave(mm)に換算し、試験片5個の平均値を算出して、各供試材の耐全面腐食性を評価した。また、触針式三次元形状測定装置を用いて試験片Aの最大侵食深さD−max(mm)を求め、平均板厚減少量[D−ave(mm)]で規格化して(即ち、D−max/D−aveを算出して)、腐食均一性を評価した。尚、試験後の質量測定および板厚測定は、クエン酸水素二アンモニウム水溶液中での陰極電解法[JIS K8284]により鉄錆等の腐食生成物を除去してから行った。   (1) For the test piece A, the mass change before and after the test is converted into the average thickness reduction D-ave (mm), the average value of the five test pieces is calculated, and the overall corrosion resistance of each specimen is calculated. Sex was evaluated. Further, the maximum erosion depth D-max (mm) of the test piece A is obtained using a stylus type three-dimensional shape measuring apparatus, and normalized by the average thickness reduction amount [D-ave (mm)] (that is, D-max / D-ave was calculated) and corrosion uniformity was evaluated. The mass measurement and the plate thickness measurement after the test were carried out after removing corrosion products such as iron rust by the cathodic electrolysis method in diammonium hydrogen citrate aqueous solution [JIS K8284].

(2)試験片Bについては、すきま部(接触面)の目視観察を行ってすきま腐食発生の有無を調べ、すきま腐食が認められる場合には、上記陰極電解法により腐食生成物を除去し、触針式三次元形状測定装置を用いて最大すきま腐食深さD−crev(mm)を測定した。   (2) For test piece B, the crevice portion (contact surface) was visually observed to check for crevice corrosion. If crevice corrosion was observed, the corrosion product was removed by the cathodic electrolysis method, The maximum crevice corrosion depth D-crev (mm) was measured using a stylus type three-dimensional shape measuring apparatus.

(3)塗装処理を施した試験片C(カット傷付き)については、試験後にカット傷を形成した面における塗膜膨れ面積の比率(膨れ面積率)を測定した。膨れ面積率は格子点法(格子間隔1mm)によって求めた。即ち、膨れの認められた格子点の数を全格子点数で除したものを膨れ面積率と定義して、試験片5個の平均値を求めた。また、カット傷に垂直方向の塗膜膨れ幅をノギスで測定し、試験片5個の最大値を最大膨れ幅と定義した。   (3) About the test piece C (with cut flaws) which performed the coating process, the ratio (bulging area rate) of the coating film swollen area in the surface which formed the cut flaw after a test was measured. The swollen area ratio was determined by a lattice point method (lattice interval 1 mm). That is, an average value of five test pieces was obtained by defining a swelling area ratio by dividing the number of lattice points where swelling was observed by the total number of lattice points. In addition, the swollen width of the coating film in the direction perpendicular to the cut flaw was measured with calipers, and the maximum value of five test pieces was defined as the maximum swollen width.

上記耐全面腐食性(D−ave)、腐食均一性(D−max/D−ave)、耐すきま腐食性(D−crev)、塗装耐食性(膨れ面積率および最大膨れ幅)の評価基準は下記表5に示す通りである。腐食試験結果を下記表6−1と表6−2に示す。   The evaluation criteria for the overall corrosion resistance (D-ave), corrosion uniformity (D-max / D-ave), crevice corrosion resistance (D-crev), and coating corrosion resistance (blowing area ratio and maximum blister width) are as follows. As shown in Table 5. The corrosion test results are shown in Tables 6-1 and 6-2 below.

<脆性破壊発生特性について>
脆性破壊発生特性は、社団法人日本溶接協会(WES)発行のWES1108(1995年2月1日制定)で規定される亀裂先端開口変位試験(CTOD試験)の結果に基づいて評価した。試験片としては、WES1109(1995年制定)のP.6の図6に示されている「標準三点曲げ試験片」を用いた。試験温度は−40℃とし、δc−40℃(mm)を測定した。本発明では、δc−40℃が0.20mm以上の場合を合格とする。
<About brittle fracture characteristics>
The brittle fracture occurrence characteristics were evaluated based on the results of a crack tip opening displacement test (CTOD test) defined by WES1108 (established on February 1, 1995) issued by the Japan Welding Association (WES). As the test piece, P.I. of WES1109 (established in 1995) was used. 6 “standard three-point bending test piece” shown in FIG. 6 was used. The test temperature was −40 ° C., and δc− 40 ° C. (mm) was measured. In this invention, the case where (delta) c- 40 degreeC is 0.20 mm or more is set as a pass.

これらの結果から次のように考察できる。CoまたはMgのどちらかを含有しないNo.2,3のもの、CoまたはMgの含有量が本発明で規定する下限値に満たないNo.4、5のものは、CoまたはMgの添加効果によって、従来鋼(No.1)に比べて耐全面腐食性はやや改善している。しかしCoが含有されていないNo.2のものおよびCo量が不足しているNo.4のものでは、腐食均一性と膨れ面積率で改善効果が認められない。またMgが含有されていないNo.3のものおよびMg量が不足しているNo.5のものでは、耐すきま腐食性と最大膨れ幅で改善効果が認められず、船舶用鋼材の耐食性としては不十分である。   These results can be considered as follows. No. containing no Co or Mg No. 2 and 3, No. in which the content of Co or Mg is less than the lower limit specified in the present invention. In the cases of Nos. 4 and 5, the general corrosion resistance is slightly improved as compared with the conventional steel (No. 1) due to the addition effect of Co or Mg. However, no. No. 2 and No. in which the amount of Co is insufficient. In the case of 4, the improvement effect is not recognized by the corrosion uniformity and the swollen area ratio. No. No Mg is contained. No. 3 and No. with insufficient Mg content. In the case of No. 5, no improvement effect is observed in the crevice corrosion resistance and the maximum swollen width, and the corrosion resistance of the marine steel is insufficient.

これに対して、CoおよびMgを併用して適性量含有させたもの(No.6〜62)はこれらの元素の添加による相乗効果でいずれの耐食性も従来鋼(No.1)より優れており、造船用耐食鋼として好ましいことがわかる。   On the other hand, those containing a suitable amount of Co and Mg in combination (Nos. 6 to 62) have a synergistic effect due to the addition of these elements and are superior in corrosion resistance to the conventional steel (No. 1). It can be seen that it is preferable as a corrosion-resistant steel for shipbuilding.

特に、CoおよびMgの併用に加えて、更にCu,Cr,Ni,Ti,Ca,MoおよびW等の耐食性向上元素を含有させることによって、鋼材の耐食性が更に向上していることが分かる。   In particular, in addition to the combined use of Co and Mg, it can be seen that the corrosion resistance of the steel material is further improved by further containing a corrosion resistance improving element such as Cu, Cr, Ni, Ti, Ca, Mo and W.

このうちCu,Cr,NiまたはTiを添加した供試材では、特に塗装供試材の最大膨れ幅を低減させる効果が認められ(No.15〜20,23〜60等)、これらの元素の錆緻密化がカット部の錆安定化に作用して腐食進展を抑制したものと推察される。   Among these, in the test material to which Cu, Cr, Ni or Ti is added, the effect of reducing the maximum swollen width of the painted test material is recognized (No. 15 to 20, 23 to 60, etc.), and It is inferred that the rust densification acts on the rust stabilization of the cut part to suppress the corrosion progress.

また、Caは耐すきま腐食性を高める効果が認められ(No.21〜22,29〜34,37〜44,47〜48,53〜60等)、Caがすきま内のpH低下抑制を更に強化して腐食を低減したものと考えられる。   In addition, Ca has an effect of increasing crevice corrosion resistance (No. 21 to 22, 29 to 34, 37 to 44, 47 to 48, 53 to 60, etc.), and Ca further strengthens suppression of pH decrease in the gap. Therefore, it is thought that corrosion was reduced.

更に、MoやWの添加は、腐食均一性や塗装膨れ性の向上に非常に効果のあることが分かる(No.49〜58等)。   Furthermore, it can be seen that the addition of Mo and W is very effective in improving the corrosion uniformity and paint swellability (No. 49 to 58, etc.).

ところがCoおよびMgを併用して適性量含有させたもの(No.6〜62)の中でも、t/2位置におけるフェライト粒の平均円相当径が20.0μmを超えるか、t/4位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比が2.0を超える例は、脆性破壊発生特性に劣っている。   However, among those containing a suitable amount of Co and Mg (Nos. 6 to 62), the average equivalent circle diameter of the ferrite grains at the t / 2 position exceeds 20.0 μm, or the ferrite at the t / 4 position. An example in which the average aspect ratio of the grains exceeds 2.0 is inferior in brittle fracture occurrence characteristics.

これに対し、t/2位置におけるフェライト粒の平均円相当径が20.0μm以下で、且つt/4位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比が2.0以下を満足する例は、脆性破壊発生特性にも優れていることが分かる。   On the other hand, an example in which the average equivalent circle diameter of the ferrite grains at the t / 2 position is 20.0 μm or less and the average aspect ratio of the ferrite grains at the t / 4 position is 2.0 or less is a brittle fracture occurrence characteristic. It turns out that it is excellent.

図1は、t/2位置におけるフェライト粒の平均円相当径とt/2位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比とCTOD特性の関係を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the average equivalent circle diameter of ferrite grains at the t / 2 position, the average aspect ratio of ferrite grains at the t / 2 position, and CTOD characteristics. 図2は、t/2位置におけるフェライト粒の平均円相当径とt/4位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比とCTOD特性の関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the average equivalent circle diameter of ferrite grains at the t / 2 position, the average aspect ratio of ferrite grains at the t / 4 position, and CTOD characteristics. 図3は、金属組織の存在位置と脆性破壊発生特性(δc−40℃)の関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the location of the metal structure and the brittle fracture occurrence characteristics (δc− 40 ° C. ). 図4は、耐食性試験に用いた試験片Aの外観形状を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing the external shape of the test piece A used in the corrosion resistance test. 図5は、耐食性試験に用いた試験片Bの外観形状を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory view showing the external shape of the test piece B used in the corrosion resistance test. 図6は、耐食性試験に用いた試験片Cの外観形状を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory view showing the external shape of the test piece C used in the corrosion resistance test.

Claims (6)

C :0.01〜0.2%(質量%の意味、以下同じ)、
Si:0.01〜1%、
Mn:0.01〜2%、
Al:0.005〜0.1%を夫々含有する他、
Co:0.010〜1%および
Mg:0.0005〜0.02%を含有し、
残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼材であり、
該鋼材の圧延方向に平行で且つ鋼材表面に対して垂直な面の金属組織を観察したときに、下記(1)〜(3)を満足することを特徴とする耐食性および脆性破壊発生特性に優れた船舶用鋼材。
(1)フェライト面積率が75%以上。
(2)t/2位置におけるフェライト粒の平均円相当径が20.0μm以下。
(3)t/4位置におけるフェライト粒の平均アスペクト比が2.0以下。
但し、tは鋼材の厚み(mm)を意味する。
C: 0.01 to 0.2% (meaning mass%, the same shall apply hereinafter)
Si: 0.01 to 1%,
Mn: 0.01-2%
Al: other than 0.005 to 0.1% respectively,
Co: 0.010 to 1% and Mg: 0.0005 to 0.02%,
The balance is steel made of Fe and inevitable impurities,
Excellent corrosion resistance and brittle fracture occurrence characteristics characterized by satisfying the following (1) to (3) when the metallographic structure of the plane parallel to the rolling direction of the steel material and perpendicular to the steel material surface is observed. Marine steel.
(1) The ferrite area ratio is 75% or more.
(2) The average equivalent circle diameter of the ferrite grains at the t / 2 position is 20.0 μm or less.
(3) The average aspect ratio of ferrite grains at the t / 4 position is 2.0 or less.
However, t means the thickness (mm) of steel materials.
前記Coの含有量[Co]と前記Mgの含有量[Mg]の比の値([Co]/[Mg])が2〜350である請求項1に記載の船舶用鋼材。   2. The marine steel material according to claim 1, wherein a ratio value ([Co] / [Mg]) of the Co content [Co] and the Mg content [Mg] is 2 to 350. 3. 更に他の元素として、
Cu:1.5%以下(0%を含まない)、
Cr:1%以下(0%を含まない)、
Ni:2%以下(0%を含まない)、
Ti:0.1%以下(0%を含まない)よりなる群から選ばれる1種以上を含有する請求項1または2に記載の船舶用鋼材。
As other elements,
Cu: 1.5% or less (excluding 0%),
Cr: 1% or less (excluding 0%),
Ni: 2% or less (excluding 0%),
The marine steel material according to claim 1 or 2, comprising at least one selected from the group consisting of Ti: 0.1% or less (not including 0%).
更に他の元素として、
Ca:0.02%以下(0%を含まない)を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の船舶用鋼材。
As other elements,
The steel material for ships according to any one of claims 1 to 3, containing Ca: 0.02% or less (not including 0%).
更に他の元素として、
Mo:0.5%以下(0%を含まない)および/または
W:0.3%以下(0%を含まない)を含有する請求項1〜4のいずれかに記載の船舶用鋼材。
As other elements,
The marine steel according to any one of claims 1 to 4, containing Mo: 0.5% or less (not including 0%) and / or W: 0.3% or less (not including 0%).
更に他の元素として、
B :0.01%以下(0%を含まない)、
V :0.1%以下(0%を含まない)および
Nb:0.05%以下(0%を含まない)よりなる群から選ばれる1種以上を含有する請求項1〜5のいずれかに記載の船舶用鋼材。
As other elements,
B: 0.01% or less (excluding 0%),
6. One or more selected from the group consisting of V: 0.1% or less (not including 0%) and Nb: 0.05% or less (not including 0%) The steel material for ships described.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008184646A (en) * 2007-01-30 2008-08-14 Sumitomo Metal Ind Ltd Method for manufacturing high-tensile-strength thick steel plate
JP2021070862A (en) * 2019-11-01 2021-05-06 株式会社神戸製鋼所 High strength steel sheet excellent in low temperature toughness of base material and joint and its manufacturing method
CN113046649A (en) * 2021-03-10 2021-06-29 南京钢铁股份有限公司 Steel for large heat input welding ship structure and manufacturing method thereof
CN113046639A (en) * 2021-03-11 2021-06-29 南京钢铁股份有限公司 460 MPa-grade hot-rolled steel for ship structure and manufacturing method thereof
CN113136530A (en) * 2021-03-10 2021-07-20 首钢集团有限公司 Corrosion-resistant steel and preparation method and application thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102131537B1 (en) * 2018-11-30 2020-07-08 주식회사 포스코 Steel plate for pressure vessel having excellent hydrogen induced cracking resistance and method of manufacturing the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5370911A (en) * 1976-12-06 1978-06-23 Nippon Steel Corp P-containing highly weldable corrosion resistant steel
JPS572865A (en) * 1980-06-06 1982-01-08 Nippon Steel Corp P-containing corrosion resistant steel with high weldability
JPS58133351A (en) * 1982-02-03 1983-08-09 Sumitomo Metal Ind Ltd Steel for oil well excellent in sulfide stress corrosion crack resistance
JP2004190123A (en) * 2002-12-13 2004-07-08 Nippon Steel Corp Steel for crude oil tank having excellent fatigue crack propagation resistance
JP3923962B2 (en) * 2004-06-29 2007-06-06 株式会社神戸製鋼所 Marine steel with excellent corrosion resistance

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5370911A (en) * 1976-12-06 1978-06-23 Nippon Steel Corp P-containing highly weldable corrosion resistant steel
JPS572865A (en) * 1980-06-06 1982-01-08 Nippon Steel Corp P-containing corrosion resistant steel with high weldability
JPS58133351A (en) * 1982-02-03 1983-08-09 Sumitomo Metal Ind Ltd Steel for oil well excellent in sulfide stress corrosion crack resistance
JP2004190123A (en) * 2002-12-13 2004-07-08 Nippon Steel Corp Steel for crude oil tank having excellent fatigue crack propagation resistance
JP3923962B2 (en) * 2004-06-29 2007-06-06 株式会社神戸製鋼所 Marine steel with excellent corrosion resistance

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008184646A (en) * 2007-01-30 2008-08-14 Sumitomo Metal Ind Ltd Method for manufacturing high-tensile-strength thick steel plate
JP2021070862A (en) * 2019-11-01 2021-05-06 株式会社神戸製鋼所 High strength steel sheet excellent in low temperature toughness of base material and joint and its manufacturing method
JP7330862B2 (en) 2019-11-01 2023-08-22 株式会社神戸製鋼所 High-strength steel sheet with excellent low-temperature toughness of base material and joint, and manufacturing method thereof
CN113046649A (en) * 2021-03-10 2021-06-29 南京钢铁股份有限公司 Steel for large heat input welding ship structure and manufacturing method thereof
CN113136530A (en) * 2021-03-10 2021-07-20 首钢集团有限公司 Corrosion-resistant steel and preparation method and application thereof
CN113046639A (en) * 2021-03-11 2021-06-29 南京钢铁股份有限公司 460 MPa-grade hot-rolled steel for ship structure and manufacturing method thereof

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