JP2009197289A - Corrosion-resistant steel material superior in toughness in heavy-heat-input weld zone for ship and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、石炭船、鉱石船、鉱炭兼用船、原油タンカー、LPG船、LNG船、ケミカルタンカー、コンテナ船、ばら積み船、木材専用船、チップ専用船、冷凍運搬船、自動車専用船、重量物船、RORO船、石灰石専用船およびセメント専用船等の船舶用の鋼材、特に海水による厳しい腐食環境下にあるバラストタンク等に用いて好適な船舶用耐食鋼材に関するものである。また、本発明は上記のような船舶用の鋼材を大入熱溶接する場合に、溶接部靭性に優れた船舶用耐食鋼材およびその製造方法に関するものである。
本発明において、船舶用耐食鋼材とは、厚鋼板をはじめとして、薄鋼板、形鋼および棒鋼を含むものである。
また、本発明において、大入熱溶接とは、入熱量が60kJ/cm以上の溶接を指し、REMは希土類元素を意味するものとする。
The present invention includes a coal ship, an ore ship, a coal mine ship, a crude oil tanker, an LPG ship, an LNG ship, a chemical tanker, a container ship, a bulk carrier, a timber ship, a chip ship, a refrigerated carrier ship, an automobile ship, a heavy article The present invention relates to a steel material for ships such as a ship, a RORO ship, a limestone ship and a cement ship, particularly a marine corrosion resistant steel material suitable for use in a ballast tank in a severe corrosive environment caused by seawater. Further, the present invention relates to a marine corrosion resistant steel material excellent in weld joint toughness and a method for producing the marine steel material when the above steel material for marine vessels is subjected to high heat input welding.
In the present invention, the marine corrosion resistant steel material includes a thick steel plate, a thin steel plate, a shape steel, and a bar steel.
In the present invention, high heat input welding refers to welding with a heat input of 60 kJ / cm or more, and REM means a rare earth element.
船舶のバラストタンクは、積荷がない時には、海水を注入して船舶の安定航行を可能にする役目を担うものであり、極めて厳しい腐食環境下におかれている。そのため、バラストタンクに用いられる鋼材の防食には、通常、エポキシ系塗料による防食塗膜の塗装と電気防食とが併用されている。
しかしながら、それらの防食対策を講じても、バラストタンクの腐食状態は依然として激しい状態にある。
The ship's ballast tank plays a role of enabling stable navigation of the ship by injecting seawater when there is no cargo, and is placed in an extremely severe corrosive environment. For this reason, the corrosion protection of steel materials used in ballast tanks is usually performed in combination with coating of an anticorrosion coating film using an epoxy-based paint and cathodic protection.
However, even if these anticorrosion measures are taken, the corrosion state of the ballast tank is still severe.
すなわち、バラストタンクに海水を注入したとき、海水に完全に浸されている部分については、電気防食が機能している場合、腐食の進行を抑えることができる。しかしながら、バラストタンクの最上部付近、特に上甲板の裏側は、海水に漬からず、海水の飛沫を浴びる状態におかれているため、このような部位では、電気防食が機能しない。さらに、この部位は、太陽光によって鋼板の温度が上昇するため、より厳しい腐食環境となり、激しい腐食を受ける。また、バラストタンクに海水が注入されていない場合には、バラストタンク全体で，電気防食が全く働かないため、残留付着塩分の作用によって、激しい腐食を受ける。 That is, when seawater is injected into the ballast tank, the progress of corrosion can be suppressed in the portion completely immersed in seawater if the anticorrosion is functioning. However, the vicinity of the uppermost portion of the ballast tank, particularly the back side of the upper deck, is not immersed in seawater and is in a state of being splashed with seawater. Further, since the temperature of the steel sheet is increased by sunlight, this part becomes a more severe corrosive environment and is severely corroded. Further, when seawater is not injected into the ballast tank, since the anti-corrosion does not work at all in the entire ballast tank, it is severely corroded by the action of residual adhered salt.
このような厳しい腐食環境下にあるバラストタンクの防食塗膜の寿命は、一般に約10〜15年といわれており、船舶の寿命（20〜25年）の約半分である。従って、残りの約10年は、補修塗装を行うことよって耐食性を維持しているのが実情である。しかしながら、バラストタンクは、上記のように厳しい腐食環境にあるため、補修塗装を行ってもその効果を長時間持続させることが難しい。また、補修塗装は、狭い空間での作業となるため、作業環境としても好ましいものではない。
そのため、補修塗装までの期間をできる限り延長でき、かつ補修塗装作業をできるだけ軽減できる耐食性に優れた鋼材の開発が望まれている。
The life of the anticorrosion coating film of the ballast tank under such severe corrosive environment is generally said to be about 10 to 15 years, and is about half of the life of the ship (20 to 25 years). Therefore, in the remaining 10 years, the actual situation is that the corrosion resistance is maintained by repair painting. However, since the ballast tank is in a severe corrosive environment as described above, it is difficult to maintain the effect for a long time even if repair coating is performed. In addition, since repair painting is performed in a narrow space, it is not preferable as a work environment.
Therefore, it is desired to develop a steel material with excellent corrosion resistance that can extend the period until repair coating as much as possible and can reduce the repair coating work as much as possible.
そこで、バラストタンク等の厳しい腐食環境にある部位に用いられる鋼材自体の耐食性を向上する技術が、幾つか提案されている。
例えば、特許文献１には、Ｃ：0.20mass％以下の鋼に、耐食性改善元素として、Cu：0.05〜0.50mass％、Ｗ：0.01〜0.05mass％未満を添加した耐食性低合金鋼が開示されている。
また、特許文献２には、Ｃ：0.20mass％以下の鋼材に、耐食性改善元素として、Cu：0.05〜0.50mass％、Ｗ：0.05〜0.5mass％を添加し、さらに、Ge，Sn，Pb，As，Sb，Bi，Te，Beのうちの１種もしくは２種以上を0.01〜0.2mass％添加した耐食性低合金鋼が開示されている。
さらに、特許文献３には、Ｃ：0.15mass％以下の鋼に、Cu：0.05〜0.15mass％未満、Ｗ：0.05〜0.5mass％を添加した耐食性低合金鋼が開示されている。
Therefore, several techniques for improving the corrosion resistance of the steel material itself used in a part having a severe corrosive environment such as a ballast tank have been proposed.
For example, Patent Document 1 discloses a corrosion-resistant low alloy steel in which Cu: 0.05 to 0.50 mass% and W: less than 0.01 to 0.05 mass% are added to steel having C: 0.20 mass% or less as corrosion resistance improving elements. Yes.
Moreover, in patent document 2, Cu: 0.05-0.50mass% and W: 0.05-0.5mass% are added to steel materials below C: 0.20mass% as a corrosion-resistance improvement element, Furthermore, Ge, Sn, Pb, A corrosion-resistant low alloy steel to which 0.01 to 0.2 mass% of one or more of As, Sb, Bi, Te, and Be is added is disclosed.
Furthermore, Patent Document 3 discloses a corrosion-resistant low alloy steel obtained by adding Cu: less than 0.05 to 0.15 mass% and W: 0.05 to 0.5 mass% to steel having C: 0.15 mass% or less.
その他、特許文献４には、Ｃ：0.15mass％以下の鋼に、耐食性改善元素として、Ｐ：0.03〜0.10mass％、Cu：0.1〜1.0mass％、Ni：0.1〜1.0mass％を添加した低合金耐食鋼材に、タールエポキシ塗料、ピュアエポキシ塗料、無溶剤型エポキシ塗料および、ウレタン塗料等の防食塗料を塗布し、樹脂被覆したバラストタンクが開示されている。この技術は、鋼材自身の耐食性向上により防食塗装の寿命を延長し、船舶の使用期間である20〜30年に亘ってメンテナンスフリー化を実現しようとするものである。
特許文献５には、Ｃ：0.15mass％以下の鋼に、耐食性改善元素として、Cr：0.2〜５mass％を添加して耐食性を向上し、船舶のメンテナンスフリー化を実現しようとする提案がなされている。
特許文献６には、Ｃ：0.15mass％以下の鋼に、耐食性改善元素としてCr：0.2〜５mass％を添加した鋼材を構成材料として使用すると共に、バラストタンク内部の酸素ガス濃度を大気中の値に対して50％以下の比率とすることを特徴とするバラストタンクの防食方法が提案されている。
In addition, in Patent Document 4, P: 0.03 to 0.10 mass%, Cu: 0.1 to 1.0 mass%, Ni: 0.1 to 1.0 mass%, as a corrosion resistance improving element, is added to steel of C: 0.15 mass% or less. A ballast tank in which an anticorrosion paint such as a tar epoxy paint, a pure epoxy paint, a solventless epoxy paint, and a urethane paint is applied to an alloy corrosion resistant steel material and is coated with a resin is disclosed. This technology is intended to extend the life of the anticorrosion coating by improving the corrosion resistance of the steel material itself, and to realize maintenance-free for 20 to 30 years, which is the use period of the ship.
In Patent Document 5, a proposal is made to improve the corrosion resistance by adding Cr: 0.2 to 5 mass% as a corrosion resistance improving element to steel of C: 0.15 mass% or less, thereby realizing a maintenance-free ship. Yes.
In Patent Document 6, steel having C: 0.15 mass% or less added with Cr: 0.2-5 mass% as a corrosion resistance improving element is used as a constituent material, and the oxygen gas concentration in the ballast tank is a value in the atmosphere. In contrast, a ballast tank anticorrosion method characterized by a ratio of 50% or less is proposed.
また、特許文献７には、Ｃ：0.1mass％以下の鋼に、Cr：0.5〜3.5mass％を添加することによって耐食性を向上させ、船舶のメンテナンスフリー化を実現しようとする提案がなされている。
特許文献８には、Ｃ：0.001〜0.025mass％の鋼に、Ni：0.1〜4.0mass％を添加することによって耐塗膜損傷性を向上させ、補修塗装などの保守費用を軽減する船舶用鋼材が開示されている。
Further, Patent Document 7 proposes to improve the corrosion resistance by adding Cr: 0.5 to 3.5 mass% to steel of C: 0.1 mass% or less, thereby realizing maintenance-free ship. .
Patent Document 8 describes marine steel materials that improve coating film damage resistance by adding Ni: 0.1-4.0 mass% to C: 0.001-0.025 mass% steel and reduce maintenance costs such as repair coating. Is disclosed.
さらに、特許文献９には、Ｃ：0.01〜0.25mass％の鋼に、Cu：0.01〜2.00mass％、Mg：0.0002〜0.0150mass％を添加することで、船舶外板、バラストタンク、カーゴオイルタンクおよび鉱炭石カーゴホールド等の使用環境において耐食性を有する船舶用鋼が開示されている。
特許文献10には、Ｃ：0.001〜0.2mass％の鋼において、Mo，ＷとCuとを複合添加し、不純物であるＰ，Ｓの添加量を限定することにより、原油油槽で生じる全面腐食、局部腐食を抑制した鋼が開示されている。
Furthermore, in Patent Document 9, C: 0.01 to 0.25 mass%, Cu: 0.01 to 2.00 mass%, Mg: 0.0002 to 0.0150 mass% are added to the steel of C: 0.01 to 0.25 mass%, so that the ship outer plate, ballast tank, cargo oil tank Further, marine steel having corrosion resistance in a use environment such as a coal ore cargo hold is disclosed.
In Patent Document 10, C: 0.001 to 0.2 mass% steel, Mo, W and Cu are added together, and the amount of P and S which are impurities is limited to limit the total corrosion that occurs in a crude oil tank. Steels with reduced local corrosion are disclosed.
しかしながら、上記の特許文献１〜３には、バラストタンク等を構成する鋼材に対して一般的に塗布されているエポキシ系塗料等の塗膜存在下での耐食性については、検討がなされておらず、従って、上記のような塗膜存在下での耐食性向上については、別途検討の必要があった。
また、特許文献４の鋼材は、下地金属の耐食性を向上させるために、Ｐを0.03〜0.10mass％と比較的多量に添加しているため、溶接性および溶接部靭性の面からは問題が残る。
さらに、特許文献５および特許文献６の鋼材はCrを0.2〜５mass％、特許文献７の鋼材はCrを0.5〜3.5mass％と比較的多く含有しているため、いずれも溶接性および溶接部靭性に問題がある他、製造コストが高くなるという問題があった。また、特許文献８の鋼材は、Ｃ含有量が比較的低く、Ni含有量が比較的高いため、製造コストが高くなるという問題があった。
However, in the above Patent Documents 1 to 3, no investigation has been made on the corrosion resistance in the presence of a coating film such as an epoxy-based paint generally applied to a steel material constituting a ballast tank or the like. Therefore, it is necessary to separately examine the improvement of the corrosion resistance in the presence of the coating film as described above.
Moreover, in order to improve the corrosion resistance of a base metal, since the steel material of patent document 4 has added P comparatively in a large amount with 0.03-0.10 mass%, a problem remains from the surface of weldability and weld part toughness. .
Furthermore, since the steel materials of Patent Document 5 and Patent Document 6 contain Cr in a relatively large amount of 0.2 to 5 mass% and the steel material of Patent Document 7 in a relatively large amount of Cr of 0.5 to 3.5 mass%, both of them have weldability and weld toughness. In addition to the above problems, there are problems that the manufacturing cost is high. Moreover, since the steel material of patent document 8 has comparatively low C content and comparatively high Ni content, there existed a problem that manufacturing cost became high.
また、特許文献９の鋼材は、Mgの添加を必須としているが、Mgは製鋼歩留りが安定しないため、鋼材の機械的特性が安定しないという問題があった。さらに、特許文献10の鋼材は、原油油槽内というH２Sが存在する環境下で使用される耐食鋼であるため、H２Sが存在しないバラストタンクでの耐食性は不明であり、さらにバラストタンク用鋼材に一般的に使用されているエポキシ系塗料が塗布された状態での耐食性については検討がなされていないため、バラストタンクに適用するには、別途検討の必要があった。 Moreover, although the steel material of patent document 9 requires addition of Mg, there existed a problem that the mechanical characteristic of steel materials was not stabilized, since Mg does not stabilize the steelmaking yield. Furthermore, since the steel material of Patent Document 10 is a corrosion-resistant steel used in an environment where H 2 S exists in a crude oil tank, the corrosion resistance in a ballast tank without H 2 S is unknown, and further, the ballast tank Since corrosion resistance in a state where an epoxy-based paint generally used for steel is applied has not been studied, it has been necessary to separately examine it for application to a ballast tank.
一方、造船分野における鋼構造物は、一般に鋼材を溶接により接合し、所望の形状に組み立てられることが多い。こうした溶接構造物に使用される鋼材には、安全性確保の観点から、母材靭性は勿論のこと、溶接部靭性にも優れることが要求される。
しかるに、近年、溶接構造物の大型化に伴い、構造物の施工効率の向上と施工コストの低減の観点から溶接効率の向上が求められ、溶接入熱の増大が指向されてきた。その際、最も問題となるのは溶接ボンド部の靭性である。溶接ボンド部は、溶接時に溶融点直下の高温に曝され、結晶粒が最も粗大化しやすく、しかも溶接入熱が増大するに伴い冷却速度が低下するため、脆弱な上部ベイナイト組織が形成されやすくなる。さらに、溶接ボンド部では、ウィドマンステッテン組織や島状マルテンサイトといった脆化組織が生成しやすく、靭性が低下しやすい。
On the other hand, steel structures in the shipbuilding field are often assembled in a desired shape by generally joining steel materials by welding. Steel materials used for such welded structures are required to have excellent weld toughness as well as base metal toughness from the viewpoint of ensuring safety.
However, in recent years, with the increase in size of welded structures, improvement in welding efficiency has been demanded from the viewpoint of improving the construction efficiency of the structure and reducing the construction cost, and an increase in welding heat input has been directed. At that time, the most serious problem is the toughness of the weld bond. The weld bond is exposed to a high temperature just below the melting point during welding, the crystal grains are most likely to become coarse, and the cooling rate decreases as the welding heat input increases, so that a fragile upper bainite structure is likely to be formed. . Furthermore, in the welded bond portion, an embrittled structure such as a Widmanstatten structure or island martensite is likely to be generated, and the toughness is likely to be lowered.
この問題に対し、溶接ボンド部あるいはその近傍の溶接熱影響部の靭性改善を図る手段として以下のような提案がなされている。
すなわち、特許文献11および特許文献12では、Ti量，Ｎ量およびTi量とＮ量の比であるTi/Ｎを規定し、TiＮ粒子とMnSを複合化して、オーステナイト粒の粗大化を抑制している。
特許文献13では、Ti量およびＮ量を規定し、TiＮ粒子とREMオキシサルファイドを複合してオーステナイト粒の粗大化を抑制している。
特許文献14では、REMとTiとを複合添加し、オーステナイトの粒成長を抑制している。
特許文献15および特許文献16では、Ti酸化物を微細分散させ、フェライト変態の核生成サイトとして利用している。
特許文献17では、溶接時の冷却過程でTiＮなどの上に析出するＢＮをフェライト変態の核として利用している。
特許文献18および特許文献19では、CaやREMを添加して硫化物の形態制御を行っている。
In order to solve this problem, the following proposals have been made as means for improving the toughness of the welded heat affected zone or the welded heat affected zone in the vicinity thereof.
In other words, Patent Document 11 and Patent Document 12 define Ti amount, N amount, and Ti / N, which is the ratio of Ti amount and N amount, and composite TiN particles and MnS to suppress coarsening of austenite grains. ing.
In Patent Document 13, the amount of Ti and the amount of N are defined, and TiN particles and REM oxysulfide are combined to suppress austenite grain coarsening.
In Patent Document 14, REM and Ti are added in combination to suppress austenite grain growth.
In Patent Document 15 and Patent Document 16, Ti oxide is finely dispersed and used as a nucleation site for ferrite transformation.
In Patent Document 17, BN precipitated on TiN or the like in the cooling process during welding is used as the core of ferrite transformation.
In Patent Document 18 and Patent Document 19, the form control of sulfide is performed by adding Ca and REM.
しかしながら、溶接部靭性に関しては、上述にように種々の改善手段が提案されているものの、以下にような問題があった。
Ti酸化物を用いる手段では、酸化物を均一かつ微細に分散させるのが困難なため、溶接部靭性のばらつきが大きくなる。
また、TiＮを用いる手段では、その分散制御に注意を要する。すなわち、微細TiＮの生成量が少ない場合、結晶粒微細化作用が失われて、溶接部靭性が向上しない。
さらに、AlやCaを活用する手段では、酸化物がクラスター化し、破壊の起点となって靭性が低下する場合がある。
しかも、従来のCaやREMを使用した硫化物形態制御方法の場合、溶接入熱が60kJ/cm以上の大入熱溶接部では、高靭性を確保することが困難という問題があった。
However, with regard to weld zone toughness, although various improvement means have been proposed as described above, there are the following problems.
With the means using Ti oxide, it is difficult to disperse the oxide uniformly and finely, so that the variation in toughness of the welded portion becomes large.
In addition, with the means using TiN, attention must be paid to its distributed control. That is, when the amount of fine TiN produced is small, the grain refinement effect is lost and the weld toughness is not improved.
Furthermore, in the means using Al or Ca, oxides may be clustered and the toughness may be lowered as a starting point of fracture.
Moreover, in the conventional sulfide form control method using Ca or REM, there is a problem that it is difficult to ensure high toughness in a high heat input weld with a heat input of 60 kJ / cm or more.
本発明は、上記の問題を有利に解決するもので、船舶のバラストタンク等の厳しい海水腐食環境下においても、優れた塗装耐食性を発揮して、補修塗装までの期間の延長が可能で、ひいては補修塗装の作業軽減を図ることができ、さらには大入熱溶接部靭性にも優れた船舶用耐食鋼材を、その有利な製造方法と共に提案することを目的とする。 The present invention advantageously solves the above problem, and even under severe seawater corrosive environments such as ship ballast tanks, it exhibits excellent coating corrosion resistance and can extend the period until repair coating, and consequently An object of the present invention is to propose a marine corrosion-resistant steel material that can reduce the work of repair coating and also has excellent high heat input weld toughness, together with its advantageous manufacturing method.
一般に、船舶は、厚鋼板や薄鋼板、形鋼、棒鋼等の鋼材を溶接して建造されており、その鋼材の表面には防食塗装が施されて使用される。上記防食塗装は、一次防錆としてジンクプライマーを塗付し、小組み後あるいは大組み後に、二次塗装（本塗装）としてエポキシ系の塗装が施されるのが一般的である。したがって、船舶の鋼材表面の大部分は、ジンクプライマーとエポキシ塗装の２層構造となっている。
しかしながら、溶接部は、溶接熱によりジンクプライマーが焼失するため、溶接後から本塗装までの間の防錆のために、タッチアップとしてジンクプライマーを再塗装する。ただし、本塗装までの期間が短い場合には、ジンクプライマーの再塗装を行わないこともある。
Generally, a ship is constructed by welding steel materials such as thick steel plates, thin steel plates, shape steels, and steel bars, and the surface of the steel materials is used with anticorrosion coating. The anticorrosion coating is generally applied with a zinc primer as a primary rust prevention, and after a small assembly or a large assembly, an epoxy coating is applied as a secondary coating (main coating). Therefore, most of the steel surface of the ship has a two-layer structure of zinc primer and epoxy coating.
However, since the zinc primer is burned away by welding heat, the weld primer is repainted as a touch-up for rust prevention between the time after welding and the main coating. However, if the period until the main coating is short, the zinc primer may not be repainted.
船舶で最も腐食の厳しい部位は、バラストタンクであるが、バラストタンクにおける塗膜劣化は、塗膜損傷部、塗膜ピンホール、塗膜薄膜部からの腐食進行に起因する。ジンクプライマー＋エポキシ塗装の２層構造部位では、船舶就航後から数年は、ジンクプライマーの作用により、腐食進行が遅く、塗膜劣化も軽微であるが、数年以降では、ジンクプライマーは腐食により徐々に消失し、塗膜劣化が顕著となる。したがって、ジンクプライマーが存在しない状態（ジンクプライマーの助けを借りない）で、塗装耐食性を発揮する鋼材の開発が望まれている。 The most severely corroded part in a ship is a ballast tank, and the deterioration of the coating film in the ballast tank is caused by the progress of corrosion from the damaged part of the coating film, the coating film pinhole, and the coating film thin film part. In the two-layer structure of zinc primer + epoxy coating, corrosion progressed slowly due to the action of the zinc primer for several years after the ship entered service, and coating deterioration was slight, but after several years, the zinc primer was corroded by corrosion. It disappears gradually, and the coating film deterioration becomes remarkable. Therefore, it is desired to develop a steel material that exhibits paint corrosion resistance in the absence of a zinc primer (without the assistance of a zinc primer).
そこで、発明者らは、上記の要請に応えるために、塗装耐食性の向上，特にジンクプライマーが存在しない状態での塗装耐食性の向上について、鋭意研究、検討を重ねた結果、以下に述べる知見を得た。ここで、塗装耐食性とは、塗料を塗布して表面に塗膜を形成した鋼材において、その表面に存在する塗膜欠陥部から発生する塗膜膨れを低減する性能である。
(1-1) 塗膜欠陥部でのさび層が、海水に含まれる塩化物イオンに対する保護皮膜となることが有効である。
(1-2) 塗膜欠陥部の低pH局部アノード部の腐食進行を抑制することが有効である。
(1-3) 腐食による鋼材からの溶出イオンが、鋼材表面へ吸着することが、腐食進行の抑制に有効である。
(1-4) 塗膜欠陥部の鋼材表面の低pH化を促進する元素、あるいは水素過電圧が小さく塗膜膨れを助長する元素の鋼中への含有を低減することが有効である。
Therefore, in order to meet the above requirements, the inventors have earnestly researched and studied the improvement of paint corrosion resistance, particularly the improvement of paint corrosion resistance in the absence of zinc primer. It was. Here, the coating corrosion resistance is a performance of reducing the swelling of a coating film generated from a coating film defect portion existing on the surface of a steel material on which a coating film is formed by applying a coating material.
(1-1) It is effective that the rust layer at the defective portion of the coating film becomes a protective coating against chloride ions contained in seawater.
(1-2) It is effective to suppress the progress of corrosion at the low pH local anode part of the coating film defect part.
(1-3) Adsorption of ions eluted from steel due to corrosion to the surface of the steel is effective in suppressing the progress of corrosion.
(1-4) It is effective to reduce the content of elements in the steel that promote the lowering of the pH of the steel surface of the defective part of the coating film or elements that have a small hydrogen overvoltage and promote the swelling of the coating film.
また、上記(1-1)〜(1-4)のための好適元素については、次のとおりである。
(1-5) 上記(1-1)に対しては、鋼材が腐食するのに伴い、鋼材から溶出するイオンが酸素酸となって、さび層に取り込まれる合金元素の選択が有効であり、Ｗ，Moが有効である。
(1-6) 上記(1-2)に対しては、鋼材へのSn，Sbの含有が有効である。また、低pH環境で安定な腐食生成物となるFeWO4を形成するＷが有効である。
(1-7) 上記(1-3)に対しては、WO4 2-となって、鋼材表面へ吸着するＷが有効である。
(1-8) 上記(1-4)に対しては、Cr，Cu，NiおよびCoの低減が有効である。
Further, suitable elements for the above (1-1) to (1-4) are as follows.
(1-5) For (1-1) above, as the steel material corrodes, the ions eluted from the steel material become oxygen acid, and the selection of the alloy element taken into the rust layer is effective. W and Mo are effective.
(1-6) For (1-2) above, the inclusion of Sn and Sb in the steel material is effective. Further, W that forms FeWO 4 that is a stable corrosion product in a low pH environment is effective.
(1-7) For the above (1-3), W adsorbed on the steel material surface as WO 4 2- is effective.
(1-8) For the above (1-4), reduction of Cr, Cu, Ni and Co is effective.
上記した(1-1)〜(1-8)のコンセプトに基づき、各元素の塗装耐食性を実験検証した結果を、図1に示す。
実験方法として、３mmｔ×50mmＷ×150mmＬの試験片を採取し、その後、その試験片の表面にショットブラストして、表面のスケールや油分を除去したのち、試験片表面に、タールエポキシ樹脂塗料（厚み：約100μｍ）の単層被膜を塗装した試験片を作製した。
ついで、塗膜の上からカッターナイフで地鉄表面まで達する80mmの長さのスクラッチ疵を一文字状に付与しておき、下記条件の腐食試験後に、スクラッチ疵の周囲に発生した塗膜膨れ面積を測定した（図２参照）。
腐食試験は、実船のバラストタンクの上甲板裏に相当する腐食環境を模擬した。すなわち、（35℃、５％NaCl溶液噴霧、２hr）→（60℃、RH25％、４hr）→（50℃、RH95％、２hrを1サイクルとする試験を132サイクル行った。
塗装耐食性は、基本組成の試験片の塗膜膨れ面積を1.0とし、この面積に対する各元素を添加したときの塗膜膨れ面積の相対比で評価した。
FIG. 1 shows the results of experimental verification of the coating corrosion resistance of each element based on the above concepts (1-1) to (1-8).
As an experimental method, a test piece of 3 mmt x 50 mmW x 150 mmL was collected, then shot blasted on the surface of the test piece to remove scale and oil on the surface, and then a tar epoxy resin coating (thickness) : About 100 μm) to prepare a test piece coated with a single layer coating.
Next, a scratch mm of 80 mm length that reaches the surface of the iron bar with a cutter knife from the top of the coating is given in a single letter, and after the corrosion test under the following conditions, the swelling area of the coating generated around the scratch 疵Measurement was performed (see FIG. 2).
The corrosion test simulated a corrosive environment corresponding to the upper deck of the actual ballast tank. That is, (35 ° C., 5% NaCl solution spray, 2 hr) → (60 ° C., RH 25%, 4 hr) → (50 ° C., RH 95%, 2 hr) was carried out 132 cycles.
The coating corrosion resistance was evaluated based on the relative ratio of the swollen area of the coating film when each element was added to the area, with the swollen area of the test piece having the basic composition as 1.0.
図１に示したとおり、Sn，Ｗ，Mo，Sbは塗装耐食性の改善に有効である一方、Cr，Cu，Ni，Coは塗装耐食性を劣化させており、従って、塗装耐食性向上の観点からは、Sn，Ｗ，Mo，Sbの鋼中への添加とCr，Cu，Ni，Coの低減が有効であることが分かる。 As shown in Fig. 1, Sn, W, Mo, and Sb are effective in improving paint corrosion resistance, while Cr, Cu, Ni, and Co have deteriorated paint corrosion resistance. Therefore, from the viewpoint of improving paint corrosion resistance. It can be seen that the addition of Sn, W, Mo, Sb into the steel and the reduction of Cr, Cu, Ni, Co are effective.
さらに、本発明者は、塗装耐食性向上の観点から、これらの元素の複合化について研究、検討を重ねた結果、次式(1)で示される実験的塗装耐食性指標式を見出した。
(1-9) ACP＝{１−(0.8×Ｗ＋0.5×Mo)０．３}×{１−(Sn＋0.4×Sb)０．３}
×(１＋Cr)×(１＋0.7×Cu)×(１＋0.5×Ni)×(１＋0.5×Co) --(1)
但し、Ｗ，Mo，Sn，Sb，Cr，Cu，Ni，Coはそれぞれ、各元素の成分含有量（mass％）
そして、このACP値が、0.50以下になるように、鋼中成分を調整することにより、所望の塗装耐食性を得ることが究明された。
Furthermore, the present inventor has studied and studied the compounding of these elements from the viewpoint of improving the coating corrosion resistance, and as a result, has found an experimental coating corrosion resistance index formula represented by the following formula (1).
(1-9) ACP = {1- (0.8 × W + 0.5 × Mo) 0.3 } × {1- (Sn + 0.4 × Sb) 0.3 }
× (1 + Cr) × (1 + 0.7 × Cu) × (1 + 0.5 × Ni) × (1 + 0.5 × Co)-(1)
However, W, Mo, Sn, Sb, Cr, Cu, Ni, and Co are each component content (mass%).
And it was investigated that desired coating corrosion resistance was obtained by adjusting the steel components such that the ACP value was 0.50 or less.
(1-10) 但し、Sn，Ｗ，Mo，SbならびにCr，Cu，Ni，Coの含有は、溶接部靭性の確保の観点から、次式(2)の関係を満足させる必要があることも究明された。
WI＝Ｃ＋Mn/６＋Cr/５＋Mo/５＋Ｖ/５＋Ni/15＋Cu/15＋Ｗ/10＋Co/15＋Sn/２＋Sb/２
≦0.05 ---(2)
但し、Ｃ，Mn，Cr，Mo，Ｖ，Ni，Cu，Ｗ，Co，Sn，Sbはそれぞれ、各元素の成分含有量（mass％）
(1-10) However, the inclusion of Sn, W, Mo, Sb and Cr, Cu, Ni, Co may need to satisfy the relationship of the following formula (2) from the viewpoint of securing weld toughness. It was investigated.
WI = C + Mn / 6 + Cr / 5 + Mo / 5 + V / 5 + Ni / 15 + Cu / 15 + W / 10 + Co / 15 + Sn / 2 + Sb / 2
≦ 0.05 --- (2)
However, C, Mn, Cr, Mo, V, Ni, Cu, W, Co, Sn, and Sb are each component content (mass%) of each element.
一方で、大入熱溶接部靭性の高位安定化に向けて、該靭性に影響を及ぼす種々の要因について研究、検討を重ねた結果、以下の知見を得た。
(2-1) 大入熱溶接部とくに溶接ボンド部の靭性は、脆化組織の生成の有無に大きく影響される。
(2-2) 上記脆化組織の生成は、高温に加熱された領域におけるオーステナイトの粗大化抑制および冷却時にフェライト変態を促進するフェライト生成核の微細分散により防止できる。従来はこれらが不十分であったため、溶接部靭性の高位安定化を実現し得なかったものと考えられる。
(2-3) フェライト生成核の微細分散のためには、硫化物形態制御の役割を担うCaを活用し、凝固時にCaＳを晶出させることが有効である。CaＳは酸化物に比べて低温で晶出するので、凝固後の鋼中での微細かつ均一な分散が可能となる。
(2-4) CaＳを晶出させるためには、Caを添加する直前の溶鋼中の溶存酸素量を、0.0030mass％以下に調整する必要がある。
(2-5) 溶存酸素量0.0030mass％以下に調整した溶鋼に対し、Caを次式(3)で示されるACR値が、所定の範囲を満足するように添加することにより、溶接部靭性が改善される。
ACR＝{Ca−(0.18＋130×Ca)×Ｏ}／（1.25×Ｓ） ---(3)
但し、Ca，Ｏ，Ｓはそれぞれ、各元素の成分含有量（mass％）
そして、このACR値が０を超え1.00未満の範囲になるように、鋼中成分を調整することにより、CaＳ晶出後の固溶Ｓを確保でき、CaＳの表面上にMnＳが析出してなる複合硫化物を形成できる。このMnＳが、フェライト核生成能を有する。さらに、MnＳの周囲には、Mnの希薄帯が形成されるので、フェライト変態がさらに促進される。
(2-6) MnＳ上にTiＮ，ＢＮ，AlＮ等のフェライト生成核が析出し、より一層フェライト変態が促進される。
On the other hand, as a result of repeated studies and examinations on various factors affecting the toughness toward high-level stabilization of the high heat input weld zone, the following knowledge was obtained.
(2-1) The toughness of high heat input welds, especially weld bonds, is greatly influenced by the presence or absence of embrittlement.
(2-2) The formation of the embrittlement structure can be prevented by suppressing the austenite coarsening in the region heated to a high temperature and by finely dispersing ferrite-forming nuclei that promote ferrite transformation during cooling. Since these were insufficient in the past, it is considered that high level stabilization of weld zone toughness could not be realized.
(2-3) In order to finely disperse ferrite-forming nuclei, it is effective to crystallize CaS during solidification by utilizing Ca, which plays a role in controlling sulfide morphology. Since CaS crystallizes at a lower temperature than oxides, fine and uniform dispersion in the steel after solidification becomes possible.
(2-4) In order to crystallize CaS, it is necessary to adjust the amount of dissolved oxygen in the molten steel immediately before adding Ca to 0.0030 mass% or less.
(2-5) For molten steel adjusted to a dissolved oxygen content of 0.0030 mass% or less, by adding Ca so that the ACR value represented by the following formula (3) satisfies the predetermined range, weld toughness is improved. Improved.
ACR = {Ca− (0.18 + 130 × Ca) × O} / (1.25 × S) --- (3)
However, Ca, O, and S are each component content (mass%) of each element.
Then, by adjusting the components in the steel so that the ACR value is in the range of more than 0 and less than 1.00, solid solution S after CaS crystallization can be secured, and MnS is precipitated on the surface of CaS. Complex sulfides can be formed. This MnS has a ferrite nucleation ability. Furthermore, since a thin Mn band is formed around MnS, the ferrite transformation is further promoted.
(2-6) Ferrite-forming nuclei such as TiN, BN, and AlN precipitate on MnS, and the ferrite transformation is further promoted.
本発明は、上記の知見に基づき、さらに検討を加えた末に完成されたもので、その要旨構成は、次のとおりである。
１．Ｃ：0.01〜0.25mass％、
Si：0.05〜0.50mass％、
Mn：0.1〜2.0mass％、
Ｐ：0.035mass％以下、
Ｓ：0.0002〜0.01mass％、
Al：0.10mass％以下、
Ti：0.005〜0.030mass％、
Ｎ：0.0015〜0.0070mass％，
Ｏ：0.0030mass％以下および
Ca：0.0005〜0.0030mass％
を含有し、かつ
Ｗ：0.01〜0.5mass％および
Mo：0.02〜0.5mass％
のうちから選んだ１種または２種を含有し、かつ
Sn：0.001〜0.2mass％および
Sb：0.01〜0.2mass％
のうちから選んだ１種または２種を含有し、さらに、Cu，Ni，CrおよびCoの混入をそれぞれ
Cu：0.05mass％未満
Ni：0.05mass％未満
Cr：0.05mass％未満および
Co：0.05mass％未満
に抑制し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成になり、さらに下記(1)式で示すACP値が0.50以下、かつ下記(2)式で示すWI値が0.50以下、かつ下記(3)式で示すACR値が０を超え1.00未満、を満足することを特徴とする大入熱溶接部靭性に優れた船舶用耐食鋼材。
記
ACP＝{１−(0.8×Ｗ＋0.5×Mo)０．３}×{１−(Sn＋0.4×Sb)０．３}
×(１＋Cr)×(１＋0.7×Cu)×(１＋0.5×Ni)×(１＋0.5×Co) ---(1)
但し、Ｗ，Mo，Sn，Sb，Cr，Cu，Ni，Coはそれぞれ、各元素の成分含有量（mass％）
WI＝Ｃ＋Mn/６＋Cr/５＋Mo/５＋Ｖ/５＋Ni/15＋Cu/15＋Ｗ/10＋Co/15＋Sn/２＋Sb/２
---(2)
但し、Ｃ，Mn，Cr，Mo，Ｖ，Ni，Cu，Ｗ，Co，Sn，Sbはそれぞれ、各元素の成分含有量（mass％）
ACR＝{Ca−(0.18＋130×Ca)×Ｏ}／(1.25×Ｓ) ---(3)
但し、Ca，Ｏ，Ｓはそれぞれ、各元素の成分含有量（mass％）
The present invention has been completed after further studies based on the above findings, and the gist of the present invention is as follows.
1. C: 0.01-0.25 mass%,
Si: 0.05-0.50mass%,
Mn: 0.1-2.0mass%,
P: 0.035 mass% or less,
S: 0.0002 to 0.01 mass%,
Al: 0.10 mass% or less,
Ti: 0.005-0.030 mass%,
N: 0.0015 to 0.0070 mass%,
O: 0.0030 mass% or less and
Ca: 0.0005 to 0.0030 mass%
And W: 0.01 to 0.5 mass% and
Mo: 0.02-0.5mass%
Containing one or two selected from
Sn: 0.001 ~ 0.2mass% and
Sb: 0.01-0.2mass%
Contains one or two selected from the above, and contains Cu, Ni, Cr, and Co, respectively.
Cu: less than 0.05 mass%
Ni: Less than 0.05 mass%
Cr: less than 0.05 mass% and
Co: Suppressed to less than 0.05 mass%, the balance is the composition of Fe and inevitable impurities, ACP value represented by the following formula (1) is 0.50 or less, and WI value represented by the following formula (2) is 0.50 or less, A marine corrosion-resistant steel material having excellent high heat input weld toughness characterized by satisfying an ACR value represented by the following formula (3) exceeding 0 and less than 1.00.
Record
ACP = {1- (0.8 × W + 0.5 × Mo) 0.3 } × {1- (Sn + 0.4 × Sb) 0.3 }
× (1 + Cr) × (1 + 0.7 × Cu) × (1 + 0.5 × Ni) × (1 + 0.5 × Co) --- (1)
However, W, Mo, Sn, Sb, Cr, Cu, Ni, and Co are each component content (mass%).
WI = C + Mn / 6 + Cr / 5 + Mo / 5 + V / 5 + Ni / 15 + Cu / 15 + W / 10 + Co / 15 + Sn / 2 + Sb / 2
--- (2)
However, C, Mn, Cr, Mo, V, Ni, Cu, W, Co, Sn, and Sb are each component content (mass%) of each element.
ACR = {Ca− (0.18 + 130 × Ca) × O} / (1.25 × S) --- (3)
However, Ca, O, and S are each component content (mass%) of each element.
２．鋼材が、さらに、
Nb：0.001〜0.1mass％、
Zr：0.001〜0.1mass％および
Ｖ：0.002〜0.2mass％
のうちから選んだ１種または２種以上を含有することを特徴とする上記１に記載の大入熱溶接部靭性に優れた船舶用耐食鋼材。
2. Steel material,
Nb: 0.001 to 0.1 mass%,
Zr: 0.001 to 0.1 mass% and V: 0.002 to 0.2 mass%
The marine corrosion resistant steel material having excellent high heat input weld toughness as described in 1 above, comprising one or more selected from among the above.
３．鋼材が、さらに、
Ｂ：0.0002〜0.003mass％
を含有することを特徴とする上記１または２に記載の大入熱溶接部靭性に優れた船舶用耐食鋼材。
3. Steel material,
B: 0.0002 ～ 0.003mass%
The marine corrosion-resistant steel material having excellent high heat input weld toughness as described in 1 or 2 above.
４．鋼材が、さらに、
REM：0.0001〜0.015mass％、
Mg：0.0001〜0.01mass％および
Ｙ：0.0001〜0.1mass％
のうちから選んだ１種または２種以上を含有することを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の大入熱溶接部靭性に優れた船舶用耐食鋼材。
4). Steel material,
REM: 0.0001 ~ 0.015mass%,
Mg: 0.0001-0.01mass% and Y: 0.0001-0.1mass%
The marine corrosion-resistant steel material having excellent high heat input weld toughness according to any one of the above 1 to 3, which contains one or more selected from among the above.
５．鋼材が、さらに、
Se：0.0005〜0.50mass％
を含有することを特徴とする上記1〜４のいずれかに記載の大入熱溶接部靭性に優れた船舶用耐食鋼材。
5. Steel material,
Se: 0.0005 ～ 0.50mass%
The marine corrosion-resistant steel material having excellent high heat input weld toughness according to any one of the above 1 to 4, characterized by comprising:
６．前記鋼材の表面に、エポキシ系塗膜を塗装してなることを特徴とする上記１〜５のいずれかに記載の大入熱溶接部靭性に優れた船舶用耐食鋼材。 6). The marine corrosion-resistant steel material excellent in high heat input weld toughness according to any one of 1 to 5 above, wherein an epoxy-based coating film is coated on the surface of the steel material.
７．前記鋼材の表面に、ジンクプライマー塗膜を塗装してなることを特徴とする上記１〜５のいずれかに記載の大入熱溶接部靭性に優れた船舶用耐食鋼材。 7. The marine corrosion resistant steel material having excellent high heat input weld toughness according to any one of the above 1 to 5, wherein a zinc primer coating is applied to the surface of the steel material.
８．前記鋼材の表面に、ジンクプライマー塗膜とエポキシ系塗膜とを塗装してなることを特徴とする上記１〜５のいずれかに記載の大入熱溶接部靭性に優れた船舶用耐食鋼材。 8). The marine corrosion-resistant steel material having excellent high heat input weld toughness according to any one of 1 to 5 above, wherein the steel material is coated with a zinc primer coating and an epoxy coating.
９．上記1〜５のいずれか１項に記載の成分組成に溶製後、凝固させて鋼素材とするに際し、溶存酸素量：0.0030mass％以下に調整した直後の溶鋼に、下記(3)式で示されるACR値が０を超え1.00未満となるCa量を添加することを特徴とする大入熱溶接部靭性に優れた船舶用耐食鋼材の製造方法。
記
ACR＝{Ca−(0.18＋130×Ca)×Ｏ}／(1.25×Ｓ) ---(3)
但し、Ca，Ｏ，Ｓはそれぞれ、各元素の成分含有量（mass％）
9. After melting into the component composition according to any one of the above 1 to 5 and solidifying it into a steel material, the amount of dissolved oxygen: immediately after adjusting to 0.0030 mass% or less, the following formula (3) A method for producing a marine corrosion resistant steel material having excellent high heat input weld toughness, characterized by adding an amount of Ca having an ACR value of more than 0 and less than 1.00.
Record
ACR = {Ca− (0.18 + 130 × Ca) × O} / (1.25 × S) --- (3)
However, Ca, O, and S are each component content (mass%) of each element.
本発明によれば、船舶のバラストタンク等の厳しい海水腐食環境下においても、優れた塗装耐食性を発揮して、補修塗装までの期間の延長が可能で、しかも補修塗装の作業軽減を図ることができ、さらには大入熱溶接を行った場合において、溶接部靭性に優れた船舶用耐食鋼材を得ることができる。 According to the present invention, even in a severe seawater corrosive environment such as a ballast tank of a ship, it is possible to extend the period until repair coating by exhibiting excellent coating corrosion resistance, and to reduce the work of repair coating. In addition, when high heat input welding is performed, a marine corrosion resistant steel material having excellent weld toughness can be obtained.
以下、本発明を具体的に説明する。
まず、本発明において、鋼材の成分組成を前記の範囲に限定した理由について説明する。
Ｃ：0.01〜0.25mass％
Ｃは、鋼材強度を上昇させるのに有効な元素であり、本発明では所望の強度を得るために0.01mass％以上の含有を必要とする。一方、0.25mass％を超える含有は、溶接熱影響部の靭性を低下させる。よって、Ｃは0.01〜0.25mass％の範囲とする。好ましくは0.03〜0.20mass％の範囲であり、さらに好ましくは、0.05〜0.16mass％の範囲である。
The present invention will be specifically described below.
First, the reason why the component composition of the steel material is limited to the above range in the present invention will be described.
C: 0.01-0.25mass%
C is an element effective for increasing the strength of the steel material. In the present invention, it is necessary to contain 0.01 mass% or more in order to obtain a desired strength. On the other hand, the content exceeding 0.25 mass% lowers the toughness of the weld heat affected zone. Therefore, C is set to a range of 0.01 to 0.25 mass%. Preferably it is the range of 0.03-0.20 mass%, More preferably, it is the range of 0.05-0.16 mass%.
Si：0.05〜0.50mass％
Siは、脱酸剤として、また、鋼材の強度を高めるために添加される元素であり、本発明では0.05mass％以上を含有させる。しかしながら、0.50mass％を超える添加は、鋼の靭性を劣化させるので、Siの上限は0.50mass％とする。
Si: 0.05-0.50mass%
Si is an element added as a deoxidizer and to increase the strength of the steel material. In the present invention, it contains 0.05 mass% or more. However, since addition exceeding 0.50 mass% degrades the toughness of steel, the upper limit of Si is 0.50 mass%.
Mn：0.1〜2.0mass％
Mnは、熱間脆性を防止し、鋼材の強度を高める効果がある元素であり、0.1mass％以上添加する。しかしながら、2.0mass％を超えるMnの添加は、鋼の靭性および溶接性を低下させるため、2.0mass％以下とする。好ましくは、0.9〜1.6mass％の範囲である。
Mn: 0.1-2.0mass%
Mn is an element that has the effect of preventing hot brittleness and increasing the strength of the steel material, and is added by 0.1 mass% or more. However, addition of Mn exceeding 2.0 mass% decreases the toughness and weldability of the steel, so it is set to 2.0 mass% or less. Preferably, it is in the range of 0.9 to 1.6 mass%.
Ｐ：0.035mass％以下
Ｐは、鋼の母材靭性のみならず、溶接性および溶接部靭性を劣化させる有害な元素であるので、極力低減することが望ましい。特に、Ｐの含有量が0.035mass％を超えると、母材靭性および溶接部靭性の低下が大きくなる。よって、Ｐは0.035mass％以下とする。好ましくは、0.025mass％以下である。さらに好ましくは、0.010mass％以下である。
P: 0.035 mass% or less P is a harmful element that deteriorates not only the base metal toughness of steel but also the weldability and weld zone toughness. Therefore, it is desirable to reduce as much as possible. In particular, when the P content exceeds 0.035 mass%, the deterioration of the base metal toughness and weld zone toughness increases. Therefore, P is set to 0.035 mass% or less. Preferably, it is 0.025 mass% or less. More preferably, it is 0.010 mass% or less.
Ｓ：0.0002〜0.01mass％
Ｓは，溶鋼凝固時にCaＳを微細分散状態で晶出させ、その上にMnＳ、あるいはさらにその上にTiＮ等を析出させてフェライト生成核として機能させるために少なくとも0.0002mass％の含有を必要とするが、過剰の含有は母材靭性および溶接部靭性を劣化させるので、Ｓ量は0.0002〜0.01mass％の範囲とする。なお，好ましくは0.0005〜0.0050mass％の範囲である。さらに好ましくは、0.0010〜0.0050mass％の範囲である。
S: 0.0002 ~ 0.01mass%
S needs to contain at least 0.0002 mass% in order to cause CaS to crystallize in a finely dispersed state during solidification of molten steel and to precipitate MnS or TiN or the like thereon to function as ferrite nuclei. However, excessive content deteriorates the base metal toughness and weld zone toughness, so the S content is in the range of 0.0002 to 0.01 mass%. In addition, Preferably it is the range of 0.0005-0.0050 mass%. More preferably, it is the range of 0.0010-0.0050 mass%.
Al：0.10mass％以下
Alは、脱酸剤として添加するが、0.10mass％を超える含有は、溶接部靭性に悪影響を及ぼすので、0.10mass％以下に制限した。
Al: 0.10 mass% or less
Al is added as a deoxidizer, but if it exceeds 0.10 mass%, it adversely affects the toughness of the welded part, so it was limited to 0.10 mass% or less.
Ti：0.005〜0.030mass％
Tiは、Ｎとの親和力が強くTiＮとして析出して、溶接熱影響部でのオーステナイト粒の粗大化を抑制し、あるいはフェライト生成核として溶接熱影響部の高靭性化に寄与する。かような効果は、0.005mass％以上の含有で認められるが、0.030mass％を超えて含有されるとTiＮ粒子が粗大化して前記効果が期待できなくなる。このため、Tiは0.005〜0.030mass％の範囲で含有させるものとする。
Ti: 0.005-0.030 mass%
Ti has a strong affinity with N and precipitates as TiN, thereby suppressing the coarsening of austenite grains in the weld heat affected zone, or contributes to increasing the toughness of the weld heat affected zone as a ferrite nucleus. Such an effect is recognized when the content is 0.005 mass% or more. However, if the content exceeds 0.030 mass%, the TiN particles become coarse and the above effect cannot be expected. For this reason, Ti shall be contained in the range of 0.005 to 0.030 mass%.
Ｎ：0.0015〜0.0070mass％
Ｎは、Tiと結合してTiＮとして析出して、溶接熱影響部でのオーステナイト粒の粗大化を抑制し、あるいはフェライト生成核として溶接熱影響部の高靭化に寄与する。このような効果を有するTiＮを必要量確保するためには、Ｎは0.0015mass％含有させる必要がある。一方、0.0070mass％を超えて含有されると、溶接熱によりTiＮが溶解する温度まで加熱される領域では固溶Ｎ量が増加し、靭性の著しい低下を招く。このため，Ｎは0.0015〜0.0070mass％の範囲で含有させるものとする。
N: 0.0015-0.0070mass%
N combines with Ti and precipitates as TiN to suppress coarsening of austenite grains in the welding heat-affected zone, or contribute to high toughness of the welding heat-affected zone as a ferrite formation nucleus. In order to secure the necessary amount of TiN having such an effect, N needs to be contained in an amount of 0.0015 mass%. On the other hand, when it contains exceeding 0.0070 mass%, the amount of solid solution N will increase in the area | region heated to the temperature which TiN melt | dissolves with welding heat, and the remarkable fall of toughness will be caused. For this reason, N shall be contained in the range of 0.0015 to 0.0070 mass%.
Ｏ：0.0030mass％以下
Ｏは、不可避的不純物として混入し、鋼中では酸化物として存在し、清浄度を低下させるので、本発明においては、極力低減することが好ましい。Ｏ含有量が0.0030mass％を超えるとCaＯ系介在物が粗大化して、靭性に悪影響を及ぼす。また、本発明では、晶出物としてCaＳを得るために、Caとの結合力が強いＯはCa添加前に，脱ガスを強化するか、もしくは脱酸剤を投入するかなどして、溶鋼中のＯを0.0030mass％以下に低減しておくことが好ましい。
O: 0.0030 mass% or less O is mixed as an unavoidable impurity, exists as an oxide in steel, and lowers cleanliness. Therefore, in the present invention, it is preferable to reduce it as much as possible. If the O content exceeds 0.0030 mass%, CaO inclusions are coarsened, which adversely affects toughness. Further, in the present invention, in order to obtain CaS as a crystallized product, O having a strong binding force with Ca is strengthened by degassing or adding a deoxidizing agent before adding Ca. It is preferable to reduce O in the inside to 0.0030 mass% or less.
Ca：0.0005〜0.0030mass％
Caは、硫化物の形態を制御して鋼の靭性向上に寄与する元素である。このような効果を発揮させるためには、少なくとも0.0005mass％含有することが必要である。一方、0.0030mass％を超えて含有しても、その効果は飽和する。このため、Ca含有量は0.0005〜0.0030mass％の範囲に制限した。なお、後述するように、本発明にかかる製造方法において、Caは、CaSとして鋼材中に微細かつ均一に分散し、MnSと複合化してフェライト生成核として作用することにより、溶接部靭性向上に寄与する、重要な元素の一つである。
Ca: 0.0005 to 0.0030 mass%
Ca is an element that contributes to improving the toughness of steel by controlling the form of sulfide. In order to exhibit such an effect, it is necessary to contain at least 0.0005 mass%. On the other hand, even if it contains exceeding 0.0030 mass%, the effect is saturated. For this reason, Ca content was restrict | limited to the range of 0.0005-0.0030 mass%. As will be described later, in the manufacturing method according to the present invention, Ca is finely and uniformly dispersed in the steel as CaS, and is combined with MnS to act as a ferrite formation nucleus, thereby contributing to improved weld toughness. It is one of the important elements.
Ｗ：0.01〜0.5mass％およびMo：0.02〜0.5mass％のうちから選んだ１種または２種
Ｗは、上述したように、ジンクプライマーが存在しない状態でも、エポキシ塗膜の存在下で耐食性を顕著に向上する。従って、本発明の鋼材においては、最も重要な耐食性向上元素の１つである。上記の効果は、Ｗ：0.01mass％以上の含有で発現する。しかしながら、Ｗの含有量が0.5mass％を超えると、その効果が飽和する。よって、Ｗの含有量は0.01〜0.5mass％の範囲に限定した。好ましくは、0.02〜0.3mass％の範囲である。
Ｗが、上記の耐食性向上効果を呈する理由は、鋼板が腐食するに伴って、生成する錆の中にWO４ ２−が生成し、このWO４ ２−の存在によって、塩化物イオンが鋼板表面に侵入するのが抑制され、さらに、鋼板表面のアノード部などのpHが下がった部位で、難溶性のFeWO４が生成し、このFeWO４の存在によっても、塩化物イオンの鋼板表面への侵入が抑制され、塩化物イオンの鋼板表面への侵入が抑制されることによって、鋼板の腐食が効果的に抑制されるからである。また、WO４ ２−の鋼材表面への吸着によるインヒビター作用によっても、鋼の腐食が抑制されるからである。
One or two types selected from W: 0.01 to 0.5 mass% and Mo: 0.02 to 0.5 mass% W, as described above, exhibits corrosion resistance in the presence of an epoxy coating film even in the absence of a zinc primer. Remarkably improved. Therefore, in the steel material of the present invention, it is one of the most important elements for improving corrosion resistance. The above-described effect is manifested when W: 0.01 mass% or more is contained. However, when the W content exceeds 0.5 mass%, the effect is saturated. Therefore, the W content is limited to a range of 0.01 to 0.5 mass%. Preferably, it is the range of 0.02-0.3 mass%.
The reason why W exhibits the above-described effect of improving the corrosion resistance is that, as the steel sheet corrodes, WO 4 2− is generated in the generated rust, and the presence of this WO 4 2− causes chloride ions to be generated on the surface of the steel sheet. Further, insoluble FeWO 4 is formed at a site where the pH is lowered, such as the anode part on the surface of the steel sheet, and the presence of FeWO 4 also causes chloride ions to enter the steel sheet surface. This is because the corrosion of the steel sheet is effectively suppressed by suppressing the penetration of chloride ions into the steel sheet surface. Moreover, corrosion of steel is also suppressed by the inhibitor action by adsorption of WO 4 2− on the steel material surface.
Moは、ジンクプライマーが存在しない状態でも、エポキシ塗膜の存在下で耐食性を向上させる。従って、本発明の鋼材においては、重要な耐食性向上元素の１つである。上記の効果は、Mo：0.02mass％以上の含有で発現する。しかしながら、Moの含有量が0.5mass％超えると、その効果が飽和する。よって、Moの含有量は0.02〜0.5mass％の範囲に限定した。好ましくは、0.03〜0.35mass％の範囲である。
Moが、上記の耐食性向上効果を有する理由は、Ｗと同様、鋼板が腐食するのに伴って、生成する錆の中にMoO４ ２−が生成し、このMoO４ ２−の存在によって、塩化物イオンが鋼板表面に侵入するのが抑制され、塩化物イオンの鋼板表面への侵入が抑制されることによって、鋼板の腐食が効果的に抑制されるからである。
Mo improves the corrosion resistance in the presence of an epoxy coating even in the absence of a zinc primer. Therefore, in the steel material of this invention, it is one of the important corrosion-resistance improvement elements. The above effect is manifested when Mo is contained in an amount of 0.02 mass% or more. However, when the Mo content exceeds 0.5 mass%, the effect is saturated. Therefore, the Mo content is limited to the range of 0.02 to 0.5 mass%. Preferably, it is the range of 0.03-0.35 mass%.
The reason why Mo has the above-described effect of improving the corrosion resistance is that, like W, MoO 4 2− is generated in the rust generated as the steel sheet corrodes, and the presence of MoO 4 2− causes chloride. This is because the penetration of chloride ions into the surface of the steel sheet is suppressed, and the penetration of chloride ions into the steel sheet surface is suppressed, whereby the corrosion of the steel sheet is effectively suppressed.
ＷとMoは、酸素酸を形成する点において一致するので、両元素を選択あるいは併用して含有させることができる。
なお、Moに対し、ＷはpHの低い環境下でも難溶性のFeWO４が生成し易く、また鋼材表面への吸着によるインヒビター効果が高いという利点があり、そのため，ＷはMoよりもその含有量が少なくても、優れた耐食性を発揮する。
Since W and Mo coincide with each other in forming oxygen acid, both elements can be selected or used in combination.
It should be noted that W has the advantage that W is easy to produce poorly soluble FeWO 4 even in a low pH environment and has a high inhibitory effect due to adsorption to the steel surface. Therefore, W has a content higher than that of Mo. Even if there is little, it exhibits excellent corrosion resistance.
Sn：0.001〜0.2mass％およびSb：0.01〜0.2mass％のうちから選んだ１種または２種
SnおよびSbはいずれも、ジンクプライマーが存在しない状態でも、耐食性を向上させる効果がある。このSn，Sbの効果は、鋼板表面のアノード部など、pHが下がった部位での腐食を抑制するためである。この効果は、Snでは0.00１mass％以上の含有で、Sbでは0.01mass％以上の含有で発現するが、いずれも0.2mass％を超える含有では、母材靭性および溶接熱影響部靭性を劣化させる。そのため、Snは0．001〜0.2mass％、Sbは0.01〜0.2mass％の範囲に限定する。
One or two selected from Sn: 0.001 to 0.2 mass% and Sb: 0.01 to 0.2 mass%
Both Sn and Sb have the effect of improving corrosion resistance even in the absence of a zinc primer. The effect of Sn and Sb is to suppress corrosion at sites where the pH is lowered, such as the anode portion on the steel sheet surface. This effect is manifested with a content of 0.001 mass% or more in Sn and a content of 0.01 mass% or more in Sb. However, when the content exceeds 0.2 mass%, the base material toughness and the weld heat affected zone toughness are deteriorated. Therefore, Sn is limited to a range of 0.001 to 0.2 mass%, and Sb is limited to a range of 0.01 to 0.2 mass%.
Cu：0.05mass％未満、Ni：0．05mass％未満、Cr：0.05mass％未満およびCo：0.05mass％未満
Cu，Ni，CrおよびCoはいずれも、ジンクプライマーが存在しない状態で塗装耐食性を劣化させるため、塗装耐食性の観点からは、これらの含有量をできるだけ低減するのが好ましい。しかしながら、スクラップ等を使用した場合の不可避的不純物としての混入が避けられない元素である。そこで、発明者らは、これらの元素の許容範囲について検討したところ、Cu，Ni，Cr，Coはいずれも0.05mass％未満であれば、塗装耐食性に対する悪影響がほとんどなく、許容できることが判明した。より好ましくは、いずれも0.02mass％以下、さらに好ましくは0.01mass％以下である。
Cu: less than 0.05 mass%, Ni: less than 0.05 mass%, Cr: less than 0.05 mass% and Co: less than 0.05 mass%
Since Cu, Ni, Cr and Co all deteriorate coating corrosion resistance in the absence of a zinc primer, it is preferable to reduce their content as much as possible from the viewpoint of coating corrosion resistance. However, it is an element that cannot be avoided as an inevitable impurity when scrap is used. Therefore, the inventors examined the allowable ranges of these elements, and found that Cu, Ni, Cr, and Co were all acceptable if they were less than 0.05 mass% with little adverse effect on coating corrosion resistance. More preferably, all are 0.02 mass% or less, More preferably, it is 0.01 mass% or less.
以上、基本成分について説明したが、本発明では、上記の成分組成範囲を満足するだけでは不十分で、次式(1)、(2)および(3)に示すACP値、WI値およびACR値について所定の範囲を満足させる必要がある。
ACP値：0.50以下
ACP＝{１−(0.8×Ｗ＋0.5×Mo)０．３}×{１−(Sn＋0.4×Sb)０．３}
×(１＋Cr)×(１＋0.7×Cu)×(１＋0.5×Ni)×(１＋0.5×Co) ---(1)
但し、Ｗ，Mo，Sn，Sb，Cr，Cu，Ni，Coはそれぞれ、各元素の成分含有量（mass％）
このACP値は、塗装耐食性の指標となるものであり、塗装耐食性に有効なＷ，Mo，Sn，Sbの含有量が多いほど、また塗装耐食性に有害であるCr，Cu，Ni，Coの含有量が少ないほど、塗装耐食性は向上し、ACP値が0.50以下で所望の塗装耐食性を得ることができる。
The basic components have been described above, but in the present invention, it is not sufficient to satisfy the above component composition range, and the ACP value, WI value, and ACR value represented by the following formulas (1), (2), and (3): It is necessary to satisfy a predetermined range.
ACP value: 0.50 or less
ACP = {1- (0.8 × W + 0.5 × Mo) 0.3 } × {1- (Sn + 0.4 × Sb) 0.3 }
× (1 + Cr) × (1 + 0.7 × Cu) × (1 + 0.5 × Ni) × (1 + 0.5 × Co) --- (1)
However, W, Mo, Sn, Sb, Cr, Cu, Ni, and Co are each component content (mass%).
This ACP value is an index of paint corrosion resistance. The more W, Mo, Sn, and Sb that are effective for paint corrosion resistance, the more harmful Cr, Cu, Ni, and Co are contained in the paint corrosion resistance. The smaller the amount, the better the coating corrosion resistance, and the desired coating corrosion resistance can be obtained with an ACP value of 0.50 or less.
WI値：0.50以下
WI＝Ｃ＋Mn/６＋Cr/５＋Mo/５＋Ｖ/５＋Ni/15＋Cu/15＋Ｗ/10＋Co/15＋Sn/２＋Sb/２
---(2)
但し、Ｃ，Mn，Cr，Mo，Ｖ，Ni，Cu，Ｗ，Co，Sn，Sbはそれぞれ、各元素の成分含有量（mass％）
このWI値は、溶接部靭性の指標となるものである。(2)式中の各元素は、溶接部靭性を劣化させる元素であるが、鋼材の強度を向上させるのには有効な元素であるため、WI値を0.50以下の範囲でこれらの元素を含有させることにより、鋼材の強度向上と両立して、所望の溶接部靭性を得ることができる。
WI value: 0.50 or less
WI = C + Mn / 6 + Cr / 5 + Mo / 5 + V / 5 + Ni / 15 + Cu / 15 + W / 10 + Co / 15 + Sn / 2 + Sb / 2
--- (2)
However, C, Mn, Cr, Mo, V, Ni, Cu, W, Co, Sn, and Sb are each component content (mass%) of each element.
This WI value is an index of weld toughness. Each element in the formula (2) is an element that deteriorates the toughness of the welded part, but is an effective element for improving the strength of the steel material, so these elements are contained within a range of WI value of 0.50 or less. By doing so, it is possible to obtain a desired weld toughness while being compatible with the strength improvement of the steel material.
ACR値：０を超え、1.00未満
ACR＝{Ca−(0.18＋130×Ca)×Ｏ}／(1.25×Ｓ) ---(3)
但し，Ca，Ｏ，Ｓはそれぞれ、各元素の成分含有量（mass％）
このACR値は、溶接熱影響部靭性の指標となるものである。ACR値が０以下では、溶製段階でCaSが晶出しないため、MnSがCaSとの複合硫化物にならず単独で析出し、圧延で伸長された形態で鋼材中に存在するので、母材の靭性低下を惹起するとともに、溶接熱影響部靭性の向上が達成されない。一方、ACRが1.00以上では、ＳがCaにより完全に固定され、フェライト生成核として働くMnSがCaS上に析出しなくなるため、溶接熱影響部靭性の向上が達成されない。この点、ACR値を０を超え1.00未満とすることにより、CaS上にMnSが析出して複合硫化物の微細分散状態が実現される。この複合硫化物がフェライト生成核として機能し、溶接熱影響部の組織が微細化され、溶接熱影響部靭性が向上するのである。
ACR value: greater than 0 and less than 1.00
ACR = {Ca− (0.18 + 130 × Ca) × O} / (1.25 × S) --- (3)
However, Ca, O, and S are component contents of each element (mass%), respectively.
This ACR value is an index of weld heat-affected zone toughness. When the ACR value is 0 or less, CaS does not crystallize at the melting stage, so MnS does not become a composite sulfide with CaS, but precipitates alone and exists in the steel material in a form stretched by rolling. As a result, the toughness of the welded heat-affected zone is not improved. On the other hand, when ACR is 1.00 or more, S is completely fixed by Ca, and MnS acting as a ferrite nucleation does not precipitate on CaS, so that the improvement of the weld heat affected zone toughness cannot be achieved. In this respect, by setting the ACR value to be greater than 0 and less than 1.00, MnS is precipitated on CaS, and a finely dispersed state of the composite sulfide is realized. This composite sulfide functions as a ferrite formation nucleus, the structure of the weld heat affected zone is refined, and the weld heat affected zone toughness is improved.
また、本発明では、上記した基本成分の他、以下に述べる成分を必要に応じて適宜含有させることができる。
Nb：0.001〜0.1mass％、Zr：0.001〜0.1mass％およびＶ：0.002〜0.2mass％のうちから選んだ１種または２種以上
Nb，Zr，Ｖはいずれも、鋼材強度を高める元素であり、必要とする強度に応じて選択して含有させることができる。このような効果を得るためには、Nb，Zrはそれぞれ0.001mass％以上、Ｖは0.002mass％以上含有させることが好ましい。しかしながら、Nb，Zrは0.1mass％を超えて、Ｖは0.2mass％を超えて含有されると、靭性が低下するため、Nb，Zr，Ｖは、上記値を上限として含有させることが好ましい。
In the present invention, in addition to the basic components described above, the components described below can be appropriately contained as necessary.
One or more selected from Nb: 0.001 to 0.1 mass%, Zr: 0.001 to 0.1 mass%, and V: 0.002 to 0.2 mass%
Nb, Zr, and V are all elements that increase the strength of the steel material, and can be selected and contained according to the required strength. In order to obtain such an effect, it is preferable to contain Nb and Zr in an amount of 0.001 mass% or more and V in an amount of 0.002 mass% or more. However, if Nb, Zr exceeds 0.1 mass% and V exceeds 0.2 mass%, the toughness decreases. Therefore, it is preferable that Nb, Zr, V is contained with the above value as the upper limit.
Ｂ：0.0002〜0.003mass％
Ｂは、鋼材の強度を高める元素であり、必要に応じて含有させることができる。このような効果を得るためには、0.0002mass％以上含有することが好ましいが、0.003mass％を超えて添加すると、靭性が劣化する。よって、Ｂは0.0002〜0.003mass％の範囲で含有させることが好ましい。
B: 0.0002 ～ 0.003mass%
B is an element that increases the strength of the steel material, and can be contained as necessary. In order to acquire such an effect, it is preferable to contain 0.0002 mass% or more, but when added exceeding 0.003 mass%, toughness will deteriorate. Therefore, it is preferable to contain B in the range of 0.0002 to 0.003 mass%.
REM：0.0001〜0.015mass％，Mg：0.0001〜0.01mass％、Ｙ：0.0001〜0.1mass％のうちから選んだ１種または２種以上
REM，Mg，Ｙはいずれも、溶接熱影響部の靭性向上に効果のある元素であり、必要に応じて選択して含有することができる。この効果は、REM：0.0001mass％以上、Mg：0.0001mass％以上，Y：0.0001mass％以上の含有で得られるが、REMは0.015mass％を超えて、Mgは0.01mass％を超えて、Ｙは0.1mass％を超えてそれぞれ含有されると、かえって靭性の低下を招くので、REM，Mg，Ｙは、それぞれ上記の範囲で含有させるのが好ましい。
REM: 0.0001 to 0.015 mass%, Mg: 0.0001 to 0.01 mass%, Y: One or more selected from 0.0001 to 0.1 mass%
REM, Mg, and Y are all elements effective in improving the toughness of the weld heat affected zone, and can be selected and contained as necessary. This effect is obtained when REM: 0.0001 mass% or more, Mg: 0.0001 mass% or more, Y: 0.0001 mass% or more, REM exceeds 0.015 mass%, Mg exceeds 0.01 mass%, Y If the content exceeds 0.1 mass%, the toughness is deteriorated. Therefore, REM, Mg, and Y are preferably included in the above ranges.
Se：0.0005〜0.50mass％
Seは、鋼材の強度を高める元素であり、必要に応じて含有させることができる。この効果を得るためには，0.0005mass％以上含有させることが好ましいが、0.50mass％を超えて含有させると、靭性が劣化する。よって、Seは0.0005〜0.50mass％の範囲で含有させるのが好ましい。
Se: 0.0005 ～ 0.50mass%
Se is an element that increases the strength of the steel material, and can be contained as necessary. In order to acquire this effect, it is preferable to contain 0.0005 mass% or more, but when it contains exceeding 0.50 mass%, toughness will deteriorate. Therefore, Se is preferably contained in the range of 0.0005 to 0.50 mass%.
本発明の鋼材において、上記以外の成分は、Feおよび不可避的不純物である。但し、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、上記以外の成分の含有を拒むものではない。 In the steel material of the present invention, components other than those described above are Fe and inevitable impurities. However, as long as the effects of the present invention are not impaired, the inclusion of components other than those described above is not rejected.
次に、本発明の鋼材の製造方法について説明する。
上記した好適成分組成になる溶鋼を、転炉や電気炉等の公知の炉で溶製し、連続鋳造法や造塊法等の公知の方法でスラブやビレット等の鋼素材とする。なお、溶製に際して、真空脱ガス精錬等を実施してもよい。
Next, the manufacturing method of the steel material of this invention is demonstrated.
The molten steel having the preferred component composition described above is melted in a known furnace such as a converter or an electric furnace, and is made into a steel material such as a slab or billet by a known method such as a continuous casting method or an ingot forming method. In addition, vacuum degassing refining or the like may be performed at the time of melting.
溶鋼の成分調整方法は、公知の鋼製錬方法に従えばよいが、次の２点については、特に留意する必要がある。
第１点は、Caを添加する直前の溶鋼中の溶存酸素量を、0.0030mass％以下に調整することである。これにより、Ca酸化物の生成が抑制され、CaSが効果的に晶出する。CaSは，溶鋼中で酸化物に比べて低温で晶出するため、凝固後の鋳片内で微細かつ均一に分散させることができる。このようなCaSの微細分散粒子は、MnSと複合して溶接時にフェライト生成核として作用し、溶接部靭性の向上に寄与する。Ca酸化物の生成を抑制する観点から、溶存酸素量のより好ましい範囲は0.0015mass％以下であり、さらに好ましい範囲は，0.0005mass％以下である。
The component adjustment method for the molten steel may follow a known steel smelting method, but it is necessary to pay particular attention to the following two points.
The first point is to adjust the amount of dissolved oxygen in the molten steel immediately before adding Ca to 0.0030 mass% or less. Thereby, the production | generation of Ca oxide is suppressed and CaS crystallizes effectively. Since CaS crystallizes in molten steel at a lower temperature than oxides, it can be finely and uniformly dispersed in the slab after solidification. Such finely dispersed particles of CaS are combined with MnS to act as ferrite nuclei during welding and contribute to the improvement of weld toughness. From the viewpoint of suppressing the formation of Ca oxide, a more preferable range of the dissolved oxygen amount is 0.0015 mass% or less, and a further preferable range is 0.0005 mass% or less.
第２点は、溶存酸素量を上記の第１点で述べた範囲内とした上で、溶鋼中にCaを、前記ACR値が０を超えて1.00未満の範囲になるように添加することである。このような手順でCaを添加することにより、溶接熱影響部の組織を微細化し、溶接熱影響部靭性を向上させることができる。
なお、実際の操業において、Caを添加する際には、溶鋼中のＳの含有量を監視して、それに応じてCaの添加量を決定すればよい。また、溶鋼中にＳが不足する場合には、不足分のＳを添加することもできる。
The second point is that the amount of dissolved oxygen is within the range described in the above first point, and Ca is added to the molten steel so that the ACR value exceeds 0 and is less than 1.00. is there. By adding Ca in such a procedure, the structure of the weld heat affected zone can be refined and the weld heat affected zone toughness can be improved.
In addition, in the actual operation, when adding Ca, the content of S in the molten steel may be monitored and the amount of Ca added may be determined accordingly. Moreover, when S runs short in molten steel, the shortage S can also be added.
次いで、上記の鋼素材を所望の寸法形状に熱間圧延する際には、結晶粒粗大化防止の観点から、鋼素材を1050〜1250℃の温度に加熱するのが好ましい。なお、鋼素材の温度が、熱間圧延が可能な程度に高温である場合は、そのまま熱間圧延をしてよい。また、高温の鋼素材の温度分布が大きい場合には、均熱になる程度に加熱したのち熱間圧延することが好ましい。
ただし、熱間圧延後における鋼板の強度を確保するためには、熱間仕上圧延終了温度および熱間仕上圧延終了後の冷却速度を適正化することが好ましい。熱間仕上圧延の終了温度は700℃以上、熱間仕上圧延終了後の冷却速度は、空冷または150℃/s以下の加速冷却とすることが好ましい。なお、冷却後、再加熱処理を施してもよい。
Next, when hot rolling the steel material to a desired size and shape, it is preferable to heat the steel material to a temperature of 1050 to 1250 ° C. from the viewpoint of preventing grain coarsening. In addition, when the temperature of the steel material is high enough to allow hot rolling, the hot rolling may be performed as it is. Moreover, when the temperature distribution of a high-temperature steel raw material is large, it is preferable to heat-roll and then hot-roll.
However, in order to ensure the strength of the steel sheet after hot rolling, it is preferable to optimize the hot finish rolling end temperature and the cooling rate after hot finish rolling end. The finish temperature of hot finish rolling is preferably 700 ° C. or more, and the cooling rate after the finish of hot finish rolling is preferably air cooling or accelerated cooling of 150 ° C./s or less. Note that, after cooling, reheating treatment may be performed.
表１に示す成分組成になる溶鋼を、真空溶解炉で溶製または転炉溶製後、連続鋳造によりスラブとした。ついで、スラブを加熱炉に装入して1150℃に加熱後、熱間圧延により30mm厚の鋼板とした。これらの鋼板について、母材の引張特性（YS、TS、EL）および衝撃特性（vE(-40℃)）を調査した。また、大入熱溶接部靭性として、入熱200kJ/cmの溶接熱影響部1mm（ヒュージョンラインから母材側に1mm入った箇所）相当の再現熱サイクルを付与し、シャルピー衝撃試験により−20℃での吸収エネルギーvE（−20℃）を測定した。
さらに、上記の鋼板から、３mmｔ×50mmＷ×150mmＬの試験片を採取し、その試験片の表面をショットブラストして、表面のスケールや油分を除去したのち、試験片表面にタールエポキシ樹脂塗料（約100μm）の単層被膜を塗装した試験片を作製した。
耐食性は、塗膜の上からカッターナイフで地鉄表面まで達する80mmの長さのスクラッチ疵を一文字状に付与しておき、以下の条件の腐食試験後に、スクラッチ疵の周囲に発生した塗膜膨れ面積により評価した。
・腐食試験：実船のバラストタンクの上甲板裏に相当する腐食環境を模擬した、（35℃、５％NaCl溶液噴霧、２hr）→（60℃、RH25％、４hr）→（50℃、RH95％、２hr）を1サイクルとする試験を132サイクル行った。
表２に腐食試験結果と機械的特性調査結果を示す。
また、図３に、ACP値と塗膜膨れ面積の関係を示す。
さらに、図４は、表１および表２からまとめた、ACR値と再現熱サイクル付与材のシャルピー衝撃試験における-20℃での吸収エネルギーとの関係を示す。
The molten steel having the composition shown in Table 1 was made into a slab by continuous casting after melting or converter melting in a vacuum melting furnace. Next, the slab was charged into a heating furnace, heated to 1150 ° C., and hot rolled to obtain a 30 mm thick steel plate. For these steel plates, the tensile properties (YS, TS, EL) and impact properties (vE (−40 ° C.)) of the base material were investigated. In addition, as a high heat input weld zone toughness, a reproducible thermal cycle equivalent to 1 mm of weld heat affected zone with a heat input of 200 kJ / cm (1 mm from the fusion line on the base metal side) was given, and -20 ° C by Charpy impact test The absorption energy vE (−20 ° C.) was measured.
Further, a test piece of 3 mmt × 50 mmW × 150 mmL is taken from the above steel plate, the surface of the test piece is shot blasted, the surface scale and oil are removed, and the tar epoxy resin paint (about approx. A test piece coated with a single layer coating of 100 μm) was produced.
Corrosion resistance is obtained by applying a scratch 長 of 80mm length that reaches the surface of the iron bar with a cutter knife from the top of the coating in a single character, and after the corrosion test under the following conditions, the swelling of the coating that occurred around the scratch 疵The area was evaluated.
・ Corrosion test: Simulating a corrosive environment equivalent to the upper deck of a real ballast tank, (35 ℃, 5% NaCl solution spray, 2 hours) → (60 ℃, RH25%, 4 hours) → (50 ℃, RH95 %, 2 hr) was 1 cycle, and 132 cycles were conducted.
Table 2 shows the corrosion test results and mechanical property investigation results.
FIG. 3 shows the relationship between the ACP value and the swollen area of the coating film.
Further, FIG. 4 shows the relationship between the ACR value and the absorbed energy at −20 ° C. in the Charpy impact test of the reproducible heat cycle imparting material, summarized from Tables 1 and 2.
図３より、ACP値が小さいほど、塗膜膨れ面積が小さくなっていることが分かる。また、表２から、本発明の成分組成およびACP値を満たす発明例のNo.1〜24の鋼は、ベース鋼であるNo.25の鋼に対して、塗膜膨れ面積が、50％以下であり、良好な塗装耐食性を有していることが分かる。
さらに、図４から、ACR値が０を超え1.00未満の範囲では、溶接熱影響部靭性が良好な値を示していることが分かる。実際、このACR値が所定範囲を満足する発明例のNo.1〜24の鋼はいずれも、母材機械的特性のみならず大入熱溶接部衝撃特性にも優れている。
これに対して、本発明の成分組成およびACP値を満たさないNo.26〜36の鋼の塗膜膨れ面積は、ベース鋼であるNo.25の鋼に対して、小さくなっているとはいえ、その面積はベース鋼に対して50％超えであり、十分な塗装耐食性を有しているとは言えない。
また、No.37の鋼は、本発明の成分組成は満たすものの、ACP値が規定を満たさないため、塗膜膨れ面積は、ベース鋼に対して50％超えとなっており、十分な塗装耐食性を有していない。
No.38〜43の鋼は、本発明の耐食性改善成分（Ｗ，Mo，SnおよびSb）およびACP値を満たしているため、塗膜膨れ面積はベース鋼に対して50％以下となっており、十分な塗装耐食性を示すが、溶接部衝撃特性は、50Ｊ以下であり、十分な衝撃特性は得られていない。その理由は、それぞれ次のとおりである。
・No.38鋼：WI値が上限値(0.50)を超えている。
・No.39鋼：Ｎ量が上限値(0.007mass％)を超えている。
・No.40鋼：Ti量が上限値(0.030mass％)を超えている。
・No.41鋼：Ca量が下限値(0.0005mass％)未満、かつACR値が下限値(０)以下。
・No.42鋼：Ｏ量が上限値(0.0030mass％)を超え、かつACR値が下限値(０)以下。
・No.43鋼：ACR値が上限値(1.00)以上。
FIG. 3 shows that the smaller the ACP value, the smaller the swollen area of the coating film. Moreover, from Table 2, the steel No. 1 to 24 of the invention example satisfying the component composition and ACP value of the present invention has a coating film swelling area of 50% or less compared to the No. 25 steel which is the base steel. It can be seen that it has good paint corrosion resistance.
Furthermore, it can be seen from FIG. 4 that when the ACR value is greater than 0 and less than 1.00, the weld heat affected zone toughness exhibits a good value. In fact, the steels of Nos. 1 to 24 of the invention examples in which the ACR value satisfies the predetermined range are excellent not only in the base material mechanical properties but also in the high heat input weld impact properties.
On the other hand, it can be said that the swelling area of the coating film of No. 26 to 36 steel that does not satisfy the component composition and ACP value of the present invention is smaller than that of No. 25 steel that is the base steel. The area is over 50% of the base steel, and it cannot be said that it has sufficient paint corrosion resistance.
In addition, No.37 steel satisfies the composition of the present invention, but the ACP value does not meet the requirements, so the swollen area of the coating exceeds 50% of the base steel, providing sufficient coating corrosion resistance. Does not have.
Steel Nos. 38 to 43 satisfy the corrosion resistance improving components (W, Mo, Sn and Sb) of the present invention and the ACP value, so that the coating swelling area is 50% or less of the base steel. Although it exhibits sufficient coating corrosion resistance, the impact characteristics of the welded portion are 50 J or less, and sufficient impact characteristics are not obtained. The reasons are as follows.
・ No.38 steel: WI value exceeds the upper limit (0.50).
-No. 39 steel: N amount exceeds the upper limit (0.007 mass%).
・ No.40 steel: Ti amount exceeds the upper limit (0.030 mass%).
-No. 41 steel: Ca content is less than the lower limit (0.0005 mass%), and ACR value is lower than the lower limit (0).
-No.42 steel: O amount exceeds the upper limit (0.0030 mass%), and ACR value is lower than the lower limit (0).
・ No.43 steel: ACR value is higher than the upper limit (1.00).
本発明の船舶用耐食鋼材は、バラストタンク内の腐食環境下において、優れた塗装耐食性を示し、過酷な腐食環境に置かれるバラストタンクへ適用した場合、その優れた塗装耐食性から、補修再塗装等の保守費用を大幅に削減できる。さらに優れた大入熱溶接部靭性を示すので、造船時に大入熱溶接を適用でき、溶接施工の高能率化という効果を奏する。そのため、産業上その貢献度は極めて大である。なお、本鋼材は、海水による腐食環境下で優れた塗装耐食性を示すので、船舶のバラストタンクだけでなく、他の類似の海水による腐食環境で使用される用途にも用いることができる。 The marine corrosion resistant steel material of the present invention exhibits excellent paint corrosion resistance in a corrosive environment in a ballast tank, and when applied to a ballast tank placed in a severe corrosive environment, its excellent paint corrosion resistance, repair repainting, etc. The maintenance cost can be greatly reduced. Furthermore, since it exhibits excellent high heat input weld toughness, it can be applied during shipbuilding, and it has the effect of improving the efficiency of welding. For this reason, the contribution to the industry is extremely large. In addition, since this steel material shows the outstanding corrosion resistance in the corrosive environment by seawater, it can be used not only for the ballast tank of a ship but for the use used by the corrosive environment by other similar seawater.
Claims (9)
Si：0.05〜0.50mass％、
Mn：0.1〜2.0mass％、
Ｐ：0.035mass％以下、
Ｓ：0.0002〜0.01mass％、
Al：0.10mass％以下、
Ti：0.005〜0.030mass％、
Ｎ：0.0015〜0.0070mass％，
Ｏ：0.0030mass％以下および
Ca：0.0005〜0.0030mass％
を含有し、かつ
Ｗ：0.01〜0.5mass％および
Mo：0.02〜0.5mass％
のうちから選んだ１種または２種を含有し、かつ
Sn：0.001〜0.2mass％および
Sb：0.01〜0.2mass％
のうちから選んだ１種または２種を含有し、さらに、Cu，Ni，CrおよびCoの混入をそれぞれ
Cu：0.05mass％未満
Ni：0.05mass％未満
Cr：0.05mass％未満および
Co：0.05mass％未満
に抑制し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成になり、さらに下記(1)式で示すACP値が0.50以下、かつ下記(2)式で示すWI値が0.50以下、かつ下記(3)式で示すACR値が０を超え1.00未満、を満足することを特徴とする大入熱溶接部靭性に優れた船舶用耐食鋼材。
記
ACP＝{１−(0.8×Ｗ＋0.5×Mo)０．３}×{１−(Sn＋0.4×Sb)０．３}
×(１＋Cr)×(１＋0.7×Cu)×(１＋0.5×Ni)×(１＋0.5×Co) ---(1)
但し、Ｗ，Mo，Sn，Sb，Cr，Cu，Ni，Coはそれぞれ、各元素の成分含有量（mass％）
WI＝Ｃ＋Mn/６＋Cr/５＋Mo/５＋Ｖ/５＋Ni/15＋Cu/15＋Ｗ/10＋Co/15＋Sn/２＋Sb/２
---(2)
但し、Ｃ，Mn，Cr，Mo，Ｖ，Ni，Cu，Ｗ，Co，Sn，Sbはそれぞれ、各元素の成分含有量（mass％）
ACR＝{Ca−(0.18＋130×Ca)×Ｏ}／(1.25×Ｓ) ---(3)
但し、Ca，Ｏ，Ｓはそれぞれ、各元素の成分含有量（mass％） C: 0.01-0.25 mass%,
Si: 0.05-0.50mass%,
Mn: 0.1-2.0mass%,
P: 0.035 mass% or less,
S: 0.0002 to 0.01 mass%,
Al: 0.10 mass% or less,
Ti: 0.005-0.030 mass%,
N: 0.0015 to 0.0070 mass%,
O: 0.0030 mass% or less and
Ca: 0.0005 to 0.0030 mass%
And W: 0.01 to 0.5 mass% and
Mo: 0.02-0.5mass%
Containing one or two selected from
Sn: 0.001 ~ 0.2mass% and
Sb: 0.01-0.2mass%
Contains one or two selected from the above, and contains Cu, Ni, Cr, and Co, respectively.
Cu: less than 0.05 mass%
Ni: Less than 0.05 mass%
Cr: less than 0.05 mass% and
Co: Suppressed to less than 0.05 mass%, the balance is the composition of Fe and inevitable impurities, ACP value represented by the following formula (1) is 0.50 or less, and WI value represented by the following formula (2) is 0.50 or less, A marine corrosion-resistant steel material having excellent high heat input weld toughness characterized by satisfying an ACR value represented by the following formula (3) exceeding 0 and less than 1.00.
Record
ACP = {1- (0.8 × W + 0.5 × Mo) 0.3 } × {1- (Sn + 0.4 × Sb) 0.3 }
× (1 + Cr) × (1 + 0.7 × Cu) × (1 + 0.5 × Ni) × (1 + 0.5 × Co) --- (1)
However, W, Mo, Sn, Sb, Cr, Cu, Ni, and Co are each component content (mass%).
WI = C + Mn / 6 + Cr / 5 + Mo / 5 + V / 5 + Ni / 15 + Cu / 15 + W / 10 + Co / 15 + Sn / 2 + Sb / 2
--- (2)
However, C, Mn, Cr, Mo, V, Ni, Cu, W, Co, Sn, and Sb are each component content (mass%) of each element.
ACR = {Ca− (0.18 + 130 × Ca) × O} / (1.25 × S) --- (3)
However, Ca, O, and S are each component content (mass%) of each element.
Nb：0.001〜0.1mass％、
Zr：0.001〜0.1mass％および
Ｖ：0.002〜0.2mass％
のうちから選んだ１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載の大入熱溶接部靭性に優れた船舶用耐食鋼材。 Steel material,
Nb: 0.001 to 0.1 mass%,
Zr: 0.001 to 0.1 mass% and V: 0.002 to 0.2 mass%
The marine corrosion resistant steel material having excellent high heat input weld toughness according to claim 1, comprising one or more selected from among them.
Ｂ：0.0002〜0.003mass％
を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の大入熱溶接部靭性に優れた船舶用耐食鋼材。 Steel material,
B: 0.0002 ～ 0.003mass%
The marine corrosion resistant steel material having excellent high heat input weld toughness according to claim 1 or 2.
REM：0.0001〜0.015mass％、
Mg：0.0001〜0.01mass％および
Ｙ：0.0001〜0.1mass％
のうちから選んだ１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の大入熱溶接部靭性に優れた船舶用耐食鋼材。 Steel material,
REM: 0.0001 ~ 0.015mass%,
Mg: 0.0001-0.01mass% and Y: 0.0001-0.1mass%
The marine corrosion resistant steel material excellent in high heat input weld toughness according to any one of claims 1 to 3, comprising one or more selected from among the above.
Se：0.0005〜0.50mass％
を含有することを特徴とする請求項1〜４のいずれかに記載の大入熱溶接部靭性に優れた船舶用耐食鋼材。 Steel material,
Se: 0.0005 ～ 0.50mass%
The marine corrosion resistant steel material having excellent high heat input weld toughness according to any one of claims 1 to 4.
記
ACR＝{Ca−(0.18＋130×Ca)×Ｏ}／(1.25×Ｓ) ---(3)
但し、Ca，Ｏ，Ｓはそれぞれ、各元素の成分含有量（mass％） When melted into the component composition according to any one of claims 1 to 5 and then solidified into a steel material, dissolved oxygen amount: 0.0030 mass% or less is added to the molten steel immediately after being adjusted to the following formula (3) A method for producing a marine corrosion resistant steel material having excellent high heat input weld toughness, characterized by adding a Ca amount with an ACR value exceeding 0 and less than 1.00.
Record
ACR = {Ca− (0.18 + 130 × Ca) × O} / (1.25 × S) --- (3)
However, Ca, O, and S are each component content (mass%) of each element.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012214907A (en) * | 2012-07-20 | 2012-11-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Steel products coated with heavy corrosion resistant protected cover |
| JP2013044020A (en) * | 2011-08-24 | 2013-03-04 | Jfe Steel Corp | Corrosion resistant steel material for ship ballast tank |
| JP2013227610A (en) * | 2012-04-25 | 2013-11-07 | Jfe Steel Corp | Corrosion resistant steel for hold of coal carrier or coal/ore carrier |
| KR20180002875A (en) * | 2016-04-19 | 2018-01-08 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | Steel |
| JP2019196535A (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | 日本製鉄株式会社 | Steel |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003183767A (en) * | 2001-12-13 | 2003-07-03 | Jfe Steel Kk | Thick steel plate with low yield ratio excellent in haz toughness in super high-heat input welding for building construction, and manufacturing method therefor |
| JP2007046148A (en) * | 2005-07-15 | 2007-02-22 | Jfe Steel Kk | Corrosion resistant steel for shipbuilding |
-
2008
- 2008-02-22 JP JP2008041826A patent/JP5157519B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003183767A (en) * | 2001-12-13 | 2003-07-03 | Jfe Steel Kk | Thick steel plate with low yield ratio excellent in haz toughness in super high-heat input welding for building construction, and manufacturing method therefor |
| JP2007046148A (en) * | 2005-07-15 | 2007-02-22 | Jfe Steel Kk | Corrosion resistant steel for shipbuilding |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013044020A (en) * | 2011-08-24 | 2013-03-04 | Jfe Steel Corp | Corrosion resistant steel material for ship ballast tank |
| JP2013227610A (en) * | 2012-04-25 | 2013-11-07 | Jfe Steel Corp | Corrosion resistant steel for hold of coal carrier or coal/ore carrier |
| JP2012214907A (en) * | 2012-07-20 | 2012-11-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Steel products coated with heavy corrosion resistant protected cover |
| KR20180002875A (en) * | 2016-04-19 | 2018-01-08 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | Steel |
| KR101892412B1 (en) * | 2016-04-19 | 2018-08-27 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | Steel |
| JP2019196535A (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | 日本製鉄株式会社 | Steel |
| JP7124432B2 (en) | 2018-05-11 | 2022-08-24 | 日本製鉄株式会社 | steel material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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