JP2018150602A - Steel and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主としてばら積み貨物船のホールド（船倉）に用いる鋼材およびその製造方法に関し、特に、石炭やコークスを積載するばら積み貨物船のホールドおよびバラストタンクに好適な鋼材およびその製造方法に関する。本発明に係る鋼材は、厚鋼板をはじめとして、薄鋼板、形鋼および棒鋼等を含む。 The present invention relates to a steel material mainly used for a hold (bulk) of a bulk carrier and a manufacturing method thereof, and more particularly to a steel material suitable for a hold and ballast tank of a bulk cargo ship loaded with coal and coke and a manufacturing method thereof. The steel material according to the present invention includes a thick steel plate, a thin steel plate, a shape steel, a bar steel, and the like.
エネルギー資源の運搬には、多くの場合に商船が用いられている。商船の中でもばら積み貨物船は、その約30％の船腹量を占めている。このばら積み貨物船において、1990年代初頭に海難事故が相次いで発生し、国際問題となった。特に、石炭運搬船での事故が数多く報告されており、その原因の大部分はホールド内での損傷であった。 Merchant ships are often used to transport energy resources. Among merchant ships, bulk carriers occupy about 30% of the volume. In this bulk carrier, marine accidents occurred one after another in the early 1990s, which became an international issue. In particular, many accidents on coal carriers have been reported, and most of the causes were damage in the hold.
ばら積み貨物船では、積荷を直接ホールドに積載するため、積荷が腐食性である場合には、その影響を受け易く、ホールド内の腐食、特に石炭運搬船のホールド内の側壁部、肋骨部での孔食による、局所的な強度の減少が問題と考えられる。実際に、この孔食が著しく進行した事例や、船の強度を確保する肋骨部分の板厚が孔食により極端に減少している事例が報告されている。 Bulk carriers ship directly on the hold, so if the load is corrosive, it is easily affected by corrosion in the hold, especially in the side walls and ribs in the hold of coal carriers. A local decrease in strength due to eating is considered a problem. In fact, there have been reports of cases in which this pitting corrosion has progressed remarkably and cases where the thickness of the rib portion that ensures the strength of the ship has been extremely reduced due to pitting corrosion.
孔食の発生するばら積み貨物船ホールドの側壁部、肋骨部では、結露水が生じ易い。こうした結露水が生じた場所に石炭の硫黄成分が溶け出し、結露水と反応して硫酸を生成する。そのため、石炭運搬船のホールド内は硫酸腐食が生じ易い低ｐＨ環境となっている。 Condensed water is likely to be generated at the side wall portion and rib portion of the bulk carrier hold where pitting corrosion occurs. The sulfur component of coal dissolves in the place where such condensed water is generated, and reacts with the condensed water to produce sulfuric acid. For this reason, the inside of the hold of the coal carrier is in a low pH environment where sulfuric acid corrosion is likely to occur.
また、コークス運搬船のホールドにおいても激しい硫酸腐食が観察されている。これは、石炭と同様、コークスに含有する硫黄分が激しい腐食の原因となっている。 Severe sulfuric acid corrosion has also been observed in the hold of coke carriers. This is because, like coal, sulfur contained in coke causes severe corrosion.
このようなホールド内の腐食対策として、ホールド内には変性エポキシ系塗装が被覆厚さ約150〜200μmで施されている。しかし、積荷によるメカニカルダメージや積荷搬出の際の重機による傷、磨耗により、塗装が剥がれる場合が多いため、塗装により十分な防食効果を得ることは難しい。 As a countermeasure against corrosion in such a hold, a modified epoxy coating is applied in the hold with a coating thickness of about 150 to 200 μm. However, since the coating is often peeled off due to mechanical damage due to the load, scratches or wear due to heavy machinery during loading and unloading, it is difficult to obtain a sufficient anticorrosion effect by the coating.
さらなる腐食対策として、定期的に再塗装したり、一部補修するなどの方法が採られている。しかしながら、このような方法は、非常に大きなコストがかかることから、船舶のメンテナンス費用を含め、ライフサイクルコストを低減させるために、新たな耐食鋼の開発が課題となっている。 As a further countermeasure against corrosion, methods such as periodic repainting and partial repairs have been taken. However, since such a method is very expensive, development of new corrosion-resistant steel has been an issue in order to reduce life cycle costs including ship maintenance costs.
一方で、船舶には、航行時の船舶の安定性を保つためのバラストタンクがあり、積荷を降ろした際にはバラストタンクに海水が入れられる。これは、ばら積み貨物船についても例外ではない。バラストタンクでは、積荷を降ろした際は海水が浸漬された状態になり、積荷を積んだ際は海水が排水されるが、日中の温度差によって，乾燥と湿潤が繰り返される環境であり，これは苛酷な腐食環境である。そのため、腐食を防ぐ手段として、電気防食や塗装が従来から施されている。 On the other hand, a ship has a ballast tank for maintaining the stability of the ship at the time of navigation, and seawater is put into the ballast tank when the cargo is unloaded. This is no exception for bulk carriers. In the ballast tank, when the cargo is unloaded, the seawater is immersed, and when the cargo is loaded, the seawater is drained, but this is an environment where drying and wetting are repeated due to temperature differences during the day. Is a harsh corrosive environment. Therefore, as a means for preventing corrosion, electrocorrosion protection and painting have been conventionally performed.
しかしながら、塗装を施しても、作業時における塗膜の損傷や、塗膜に存在するわずかな欠陥を起点とした局部的な腐食が進行することがある。また、電気防食は没水時には防食効果を発揮するものの、積荷を積んでバラストタンク内の海水が空の状態では十分に機能せず、著しく腐食が進行することがある。このような腐食環境におかれている部位では、船舶寿命まで補修塗装を施し、耐食性を維持しているのが実状である。そのため、補修塗装までの期間をできる限り延長することのできる、耐食性に優れた鋼材の開発が望まれている。 However, even if the coating is applied, local corrosion may occur due to damage to the coating film during work or slight defects existing in the coating film. In addition, although the anti-corrosion exhibits an anti-corrosion effect when submerged, it may not function sufficiently when the load is loaded and the seawater in the ballast tank is empty, and corrosion may proceed remarkably. In a part that is in such a corrosive environment, the actual condition is that repair coating is applied to the ship life and the corrosion resistance is maintained. 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.
ところで、船舶用の耐食鋼としては、カーゴオイルタンク用やバラストタンク用として開発された鋼が知られている。石炭運搬船に言及した従来技術としては、特許文献１〜３が知られている。特許文献１には、耐食性改善元素として、質量％でCu：0.05〜1％、Ni：0.01〜0.5％、Sn：0.005〜0.2％を含有することで、石炭・鉱石運搬船ホールド内での腐食を抑制する鋼材が開示されている。特許文献２には、耐食性改善元素として、質量％でSn：0.01〜0.3％を含有することで、石炭・鉱石運搬船ホールド内での腐食を抑制する鋼材が開示されている。特許文献３では、耐食性改善元素として、質量％でCu：0.05〜0.35％、Ni：0.02〜0.40％、Sb：0.01〜0.2％、W：0.005〜0.5％、Nb：0.003〜0.025％を含有することで、石炭船および石炭・鉱石兼用船ホールド内での腐食を抑制する鋼材が開示されている。 By the way, steel developed for cargo oil tanks and ballast tanks is known as a corrosion-resistant steel for ships. Patent Documents 1 to 3 are known as conventional techniques referring to a coal carrier. In Patent Document 1, as elements for improving corrosion resistance, Cu: 0.05 to 1%, Ni: 0.01 to 0.5%, Sn: 0.005 to 0.2% are contained in mass%, thereby preventing corrosion in the coal / ore carrier hold. A steel material to suppress is disclosed. Patent Document 2 discloses a steel material that suppresses corrosion in the coal / ore carrier hold by containing Sn: 0.01 to 0.3% by mass as a corrosion resistance improving element. In Patent Document 3, as elements for improving corrosion resistance, Cu: 0.05 to 0.35%, Ni: 0.02 to 0.40%, Sb: 0.01 to 0.2%, W: 0.005 to 0.5%, Nb: 0.003 to 0.025% are contained in mass%. Therefore, a steel material that suppresses corrosion in a coal ship and a coal / ore combined ship hold is disclosed.
バラストタンクに言及した従来技術としては、特許文献４〜６が知られている。特許文献４には、耐食性改善元素として、質量％でCu：0.05〜0.50％、W：0.01〜0.05を添加し、さらに、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Te、Beのうちの１種または２種以上を0.01〜0.2％添加した耐食性低合金鋼が開示されている。特許文献５には、耐食性改善元素として、質量％でP：0.03〜0.10％、Cu：0.1〜1.0％、Ni：0.1〜1.0％を添加した低合金耐食鋼材に、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。 Patent Documents 4 to 6 are known as conventional techniques referring to a ballast tank. In Patent Document 4, Cu: 0.05 to 0.50% and W: 0.01 to 0.05 are added as corrosion resistance improving elements in mass%, and further, among Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Te, and Be. A corrosion-resistant low alloy steel added with 0.01 to 0.2% of one kind or two or more kinds is disclosed. In Patent Document 5, an anticorrosion paint is applied to a low alloy corrosion resistant steel material to which P: 0.03 to 0.10%, Cu: 0.1 to 1.0%, and Ni: 0.1 to 1.0% are added as elements for improving corrosion resistance. A coated ballast tank is disclosed.
特許文献６には、耐食性改善元素として、質量％でW：0.01〜0.5％およびMo：0.02〜0.5％のうちから選んだ１種または２種を含有し、かつ、Sn：0.001〜0.2％およびSb：0.01〜0.2％のうちから選んだ１種または２種を含有し、かつ、Cu：0.05％未満、Ni：0.05％未満、Cr：0.05％未満、Co：0.05％未満とすることで、塗膜膨れを抑制する船舶用耐食鋼材が開示されている。 Patent Document 6 contains one or two elements selected from W: 0.01 to 0.5% and Mo: 0.02 to 0.5% in terms of mass% as corrosion resistance improving elements, and Sn: 0.001 to 0.2% and Sb: containing one or two selected from 0.01 to 0.2%, and Cu: less than 0.05%, Ni: less than 0.05%, Cr: less than 0.05%, Co: less than 0.05%, A marine corrosion resistant steel material that suppresses blistering is disclosed.
特許文献７には、耐食性改善元素として、質量％でCu：0.01〜2.00％、Mg：0.0002〜0.0150％を必須元素として、その他Ni、Cr、Mo、W、Ca、Sb、Snを選択的に含有することができる、船舶外板、バラストタンク、カーゴオイルタンク、鉱炭船カーゴホールド等の使用環境で優れた耐食性を示す船舶用耐食鋼材が開示されている。 In Patent Document 7, Cu, 0.01 to 2.00% by mass, Mg: 0.0002 to 0.0150% as essential elements, and other Ni, Cr, Mo, W, Ca, Sb, and Sn are selectively used as corrosion resistance improving elements. A marine corrosion-resistant steel material exhibiting excellent corrosion resistance in a use environment such as a ship outer plate, a ballast tank, a cargo oil tank, or a coal mine cargo hold is disclosed.
しかしながら、特許文献１、２では、石炭・鉱石運搬船のホールド内での腐食環境を想定して設計された鋼材であり、バラストタンク側の腐食が考慮されてない。さらに、石炭運搬船の使用環境を模擬した塗膜下における耐食性を評価しているものの、ホールド使用環境下では不可避といえる、石炭、コークスなどによるメカニカルダメージに起因した塗膜剥離が生じやすい状況を想定した評価試験は行われていない。特許文献３も、バラストタンク側の腐食が考慮されていない。 However, Patent Documents 1 and 2 are steel materials designed assuming a corrosive environment in the hold of a coal / ore carrier, and corrosion on the ballast tank side is not considered. Furthermore, the corrosion resistance under the paint film simulating the use environment of the coal carrier is evaluated, but it is assumed that the paint film peels easily due to mechanical damage due to coal, coke, etc., which is inevitable in the hold use environment. No evaluation tests have been conducted. Patent Document 3 also does not consider corrosion on the ballast tank side.
特許文献４では、石炭やコークスなどが積まれた際のホールド内側での腐食が考慮されていない。また、バラストタンクで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、検討がされておらず、このような塗膜の存在下での耐食性向上については、別途検討の必要がある。特許文献５の鋼材は、下地金属の耐食性を向上させるために、Pを0.03〜0.10％と比較的多量に添加しており、溶接性および溶接部靭性の面から問題がある。特許文献６の鋼材は、石炭やコークスなどが積まれた際のホールド内側での腐食が考慮されていない。特許文献７の鋼材は、Mgの添加を必須としているが、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問題がある。 In Patent Document 4, corrosion inside the hold when coal or coke is stacked is not considered. In addition, the corrosion resistance in the presence of paint films such as epoxy paints generally applied in ballast tanks has not been studied, and the improvement of corrosion resistance in the presence of such paint films is separately discussed. Need to consider. In the steel material of Patent Document 5, P is added in a relatively large amount of 0.03 to 0.10% in order to improve the corrosion resistance of the base metal, and there is a problem in terms of weldability and welded portion toughness. The steel material of Patent Document 6 does not consider corrosion inside the hold when coal or coke is stacked. The steel material of Patent Document 7 requires the addition of Mg, but has a problem that the mechanical properties of the steel material are not stable because the steelmaking yield is not stable.
船舶において、１枚の鋼板で，片側がばら積み貨物船ホールド側になり、その反対側がバラストタンク側の構造となる箇所は多い。一方で、ばら積み貨物船の側壁部はシングルハル（一重船殻）となっていることがあり、ホールド内側と海水とは鋼材一枚隔てているだけである。また、バラストタンク上甲板裏はホールドとは接触していない。しかしながら、小型船（一部大型船においても）では、船舶建造時の煩雑さを避けるために、同一鋼板で建造したい要望がある。 In a ship, there are many places where one steel plate has a bulk cargo ship hold side on one side and the ballast tank side on the other side. On the other hand, the side wall part of a bulk carrier may be a single hull (single hull), and the inside of the hold and seawater are only separated by one piece of steel. The upper deck of the ballast tank is not in contact with the hold. However, there is a demand for small boats (some large boats) to be constructed with the same steel plate in order to avoid complications when building a ship.
しかしながら、以上で述べたとおり、ばら積み貨物船ホールド内、特に石炭やコークスなどの腐食を抑制し、同時に、バラストタンクでの腐食を抑制する、つまり、異なる２つの腐食環境において，同時に耐食性を発揮する解決方法はわかっていなかった。その解決方法を検討するためには、石炭運搬船やコークス運搬船のホールド特有の腐食環境を考慮すると同時に、塗膜が剥離して塗膜がない状態での鋼材の腐食の評価が重要である。また、バラストタンクでは、塗膜存在下での、塗膜欠陥部からの腐食が重要である。 However, as described above, it suppresses corrosion of bulk cargo ships, especially coal and coke, and at the same time suppresses corrosion in ballast tanks, that is, exhibits corrosion resistance simultaneously in two different corrosive environments. The solution was unknown. In order to examine the solution, it is important to consider the corrosion environment unique to the hold of coal carriers and coke carriers, and at the same time, evaluate the corrosion of the steel material in a state where the coating film is peeled off and there is no coating film. Moreover, in a ballast tank, corrosion from a coating film defect part in the presence of a coating film is important.
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、石炭やコークスを積載するばら積み貨物船のホールド内およびバラストタンク内の２つの異なる腐食環境において、優れた耐食性を同時に示す船舶用耐食鋼材を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances described above, and is a marine corrosion resistant steel material that exhibits excellent corrosion resistance at the same time in two different corrosive environments in the hold and ballast tank of a bulk cargo ship loaded with coal and coke. The purpose is to provide.
一般に、船舶は防食塗膜が施されて使用される。しかし、石炭運搬船やコークス運搬船のホールド使用環境は、石炭やコークスのメカニカルダメージで塗装は剥がれやすい状況にあり、鋼材は乾湿繰り返しかつ石炭やコークスから滲出するSO4 2-イオンのために低ｐＨ環境下に曝される。そこで、発明者らは、ホールド内側の鋼材の表面の防食塗膜が剥離した後も耐食性を発揮できる鋼材の開発を試みた。 In general, ships are used with anticorrosion coatings applied. However, the hold use environment of coal carriers and coke carriers is in a situation where the paint is easily peeled off due to mechanical damage of coal and coke, and the steel material is low pH environment due to repeated drying and wetting and SO 4 2- ions exuding from coal and coke. Exposed underneath. Therefore, the inventors have attempted to develop a steel material that can exhibit corrosion resistance even after the anticorrosion coating on the surface of the steel material inside the hold is peeled off.
すなわち、発明者らは、石炭運搬船およびコークス運搬船のホールド内の環境を模擬した試験法を開発し、その試験法を用いて各合金元素の影響を検討した。また、同時に、発明者らは、バラストタンク側の塗膜欠陥部からの腐食の進行を抑制する各合金元素の影響を、バラストタンク内の環境を模擬した試験法を開発したうえで、その試験で検討した。その結果、石炭やコークス運搬船のホールド内の環境とバラストタンク内の環境の両方で鋼材の耐食性の向上に有効に寄与する元素を見出した。すなわち、本発明は、上記の新規な知見に基づき、さらに検討を重ねた末に完成されたもので、その要旨構成は、以下の通りである。 That is, the inventors have developed a test method that simulates the environment in the hold of a coal carrier and a coke carrier, and examined the influence of each alloy element using the test method. At the same time, the inventors have developed a test method that simulates the environment in the ballast tank and the effects of each alloying element that suppresses the progress of corrosion from the coating defect on the ballast tank side. I examined it. As a result, the element which contributes to the improvement of the corrosion resistance of steel materials in both the environment in the hold of the coal and coke carrier and the environment in the ballast tank was found. That is, the present invention has been completed after further studies based on the above-described novel findings, and the gist of the present invention is as follows.
１．質量％で、
C：0.040％以上0.200％以下、
Si：0.01％以上0.50％以下、
Mn：0.10％以上2.00％以下、
P：0.035％以下、
S：0.010％以下、
Al：0.003％以上0.100％以下、
W：0.010％以上0.500％以下、
Sb：0.010％以上0.300％以下、
Sn：0.010以上0.300％以下および
N：0.0010％以上0.0080％以下
を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の成分組成を有する鋼材であって、
前記Wにおける固溶W量が0.005％以上である鋼材。
1. % By mass
C: 0.040% or more and 0.200% or less,
Si: 0.01% to 0.50%,
Mn: 0.10% to 2.00%
P: 0.035% or less,
S: 0.010% or less,
Al: 0.003% to 0.100%,
W: 0.010% to 0.500%,
Sb: 0.010% or more and 0.300% or less,
Sn: 0.010 to 0.300% and
N: 0.0010% or more and 0.0080% or less, and the balance is a steel material having a component composition of Fe and inevitable impurities,
A steel material in which the solid solution W amount in W is 0.005% or more.
２．前記成分組成は、さらに、
質量％で、
Nb：0.001％以上0.020％以下、
Ti：0.001％以上0.030％以下、
Zr：0.001％以上0.030％以下および
V：0.002％以上0.200％以下
のうちから選ばれる１種または２種以上を含有する、上記１に記載の鋼材。
2. The component composition further includes:
% By mass
Nb: 0.001% or more and 0.020% or less,
Ti: 0.001% or more and 0.030% or less,
Zr: 0.001% to 0.030% and
V: The steel material according to 1 above, containing one or more selected from 0.002% to 0.200%.
３．前記成分組成は、さらに、
質量％で、
Ca：0.0002％以上0.0050％以下
を含有する、上記１または２に記載の鋼材。
3. The component composition further includes:
% By mass
The steel material according to 1 or 2 above, containing Ca: 0.0002% or more and 0.0050% or less.
４．前記成分組成は、さらに、
質量％で、
B：0.0002％以上0.0050％以下
を含有する、上記１から３のいずれかに記載の鋼材。
4). The component composition further includes:
% By mass
B: The steel material according to any one of 1 to 3 above, containing 0.0002% or more and 0.0050% or less.
５．前記成分組成は、さらに、
質量％で、
Cu：0.04％未満および
Ni：0.04％未満
のうちから選ばれる１種または２種以上を含有する、上記１から４のいずれかに記載の鋼材。
5. The component composition further includes:
% By mass
Cu: less than 0.04% and
Ni: The steel material according to any one of 1 to 4 above, containing one or more selected from less than 0.04%.
６．前記成分組成は、さらに、
質量％で、
Co：0.010％以上0.500％以下、
Mo：0.010％以上0.500％以下および
Cr：0.010％以上0.200％以下
のうちから選ばれる１種または２種以上を含有する、上記１から５のいずれかに記載の鋼材。
6). The component composition further includes:
% By mass
Co: 0.010% to 0.500%,
Mo: 0.010% to 0.500% and
Cr: The steel material according to any one of 1 to 5 above, containing one or more selected from 0.010% to 0.200%.
７．前記成分組成は、さらに、
質量％で、
REM：0.0002％以上0.015％以下、
Y：0.0001％以上0.1％以下および
Mg：0.0002％以上0.015％以下
のうちから選ばれる１種または２種以上を含有する、上記１から６のいずれかに記載の鋼材。
7). The component composition further includes:
% By mass
REM: 0.0002% to 0.015%,
Y: 0.0001% to 0.1% and
Mg: The steel material according to any one of 1 to 6 above, containing one or more selected from 0.0002% to 0.015%.
８．表面にジンクプライマー塗膜を有する、上記１から７のいずれかに記載の鋼材。 8). 8. The steel material according to any one of 1 to 7 above, which has a zinc primer coating on the surface.
９．表面にエポキシ系塗膜を有する、上記１から７のいずれかに記載の鋼材。 9. 8. The steel material according to any one of 1 to 7, which has an epoxy coating film on the surface.
１０．表面にジンクプライマー塗膜およびエポキシ系塗膜を有する、上記１から７のいずれかに記載の鋼材。 10. The steel material according to any one of 1 to 7 above, which has a zinc primer coating and an epoxy coating on the surface.
１１．上記１から７のいずれかに記載の成分組成を有する鋼素材を熱間圧延する鋼材の製造方法であって、
前記熱間圧延における仕上圧延後の冷却速度が10℃/s以上である鋼材の製造方法。
11. A method for producing a steel material for hot rolling a steel material having the component composition according to any one of 1 to 7 above,
A method for producing a steel material, wherein a cooling rate after finish rolling in the hot rolling is 10 ° C / s or more.
本発明によれば、石炭やコークスを積載するばら積み貨物船のホールド内およびバラストタンク内の２つの異なる腐食環境において、ともに優れた耐食性を示す船舶用の鋼材を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a marine steel material exhibiting excellent corrosion resistance in two different corrosive environments in a hold and a ballast tank of a bulk cargo ship loaded with coal or coke.
以下、本発明の一実施形態による鋼材について説明する。まず、鋼材の成分組成の限定理由について述べる。なお、本明細書において、各成分元素の含有量を表す「％」は、特に断らない限り「質量％」を意味する。 Hereinafter, the steel material by one Embodiment of this invention is demonstrated. First, the reasons for limiting the component composition of steel will be described. In the present specification, “%” representing the content of each component element means “% by mass” unless otherwise specified.
C：0.040％以上0.200％以下
Cは、鋼の強度を上昇させるのに有効な元素であり、本発明では強度を確保するために0.040％以上含有させる。一方、Cを0.200％を超えて含有させると、溶接性および溶接熱影響部靭性を低下させる。よって、C量は0.040％以上0.200％以下の範囲とする。好ましくは0.050％以上0.180％以下の範囲であり、より好ましくは、0.060％以上0.160％以下の範囲である。
C: 0.040% to 0.200%
C is an element effective for increasing the strength of steel. In the present invention, C is contained by 0.040% or more in order to ensure the strength. On the other hand, when C exceeds 0.200%, weldability and weld heat affected zone toughness are lowered. Therefore, the C content is in the range of 0.040% to 0.200%. Preferably it is 0.050% or more and 0.180% or less of range, More preferably, it is 0.060% or more and 0.160% or less of range.
Si：0.01％以上0.50％以下
Siは、脱酸剤として添加され、また鋼の強度を高める元素であるので、本発明では0.01％以上含有させる。しかしながら、Siを0.50％を超えて含有させると、鋼の靱性を劣化させるので、Si量の上限は0.50％とする。好ましくは0.05％以上0.40％以下の範囲であり、より好ましくは0.10％以上0.35％以下の範囲である。
Si: 0.01% or more and 0.50% or less
Si is added as a deoxidizer and is an element that enhances the strength of the steel. Therefore, in the present invention, Si is contained in an amount of 0.01% or more. However, if Si is contained in excess of 0.50%, the toughness of the steel is deteriorated, so the upper limit of Si content is 0.50%. Preferably it is 0.05% or more and 0.40% or less range, More preferably, it is 0.10% or more and 0.35% or less range.
Mn：0.10％以上2.00％以下
Mnは、鋼の強度を上げることができるため、0.10％以上含有させる。しかしながら、Mnを2.00％を超えて含有させると、鋼の靱性および溶接性を低下させるため、Mn量の上限は2.00％とする。好ましくは0.50％以上1.60％以下の範囲である。より好ましくは0.70％以上1.60％以下の範囲である。
Mn: 0.10% to 2.00%
Since Mn can raise the intensity | strength of steel, it is made to contain 0.10% or more. However, if Mn is contained in excess of 2.00%, the toughness and weldability of the steel are lowered, so the upper limit of the Mn content is 2.00%. Preferably it is 0.50% or more and 1.60% or less of range. More preferably, it is 0.70% or more and 1.60% or less.
P：0.035％以下
Pは、鋼の母材靱性を低下させる有害な元素であるが、Pの低減は製造コストの上昇を招く。そこで、母材靭性および製造コストの観点から、P量は0.035％以下とする。好ましくは0.020％以下であり、より好ましくは0.010％以下である。なお、0.001％未満とするのは工業的規模の製造では難しいため、0.001％以上の含有は許容される。
P: 0.035% or less
P is a harmful element that lowers the base metal toughness of steel, but the reduction of P causes an increase in manufacturing cost. Therefore, from the viewpoint of base metal toughness and manufacturing cost, the P content is 0.035% or less. Preferably it is 0.020% or less, More preferably, it is 0.010% or less. In addition, since it is difficult to make it less than 0.001% in industrial scale production, the content of 0.001% or more is allowed.
S：0.010％以下
Sは、鋼の靭性および溶接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好ましいため、0.010％以下とする。好ましくは0.006％以下であり、より好ましくは0.003％以下である。なお、0.0005％未満とするのは工業的規模の製造では難しいため、0.0005％以上の含有は許容される。
S: 0.010% or less
Since S is a harmful element that deteriorates the toughness and weldability of steel, it is preferable to reduce it as much as possible. Preferably it is 0.006% or less, More preferably, it is 0.003% or less. In addition, since it is difficult to make it less than 0.0005% in industrial scale production, the content of 0.0005% or more is allowed.
Al：0.003％以上0.100％以下
Alは、脱酸剤として0.003％以上含有させるが、0.100％を超える含有は、溶接部靭性に悪影響を及ぼすので、Al量は0.100％以下とする。好ましくは0.010％以上0.050％以下であり、より好ましくは0.015％以上0.040％以下である。
Al: 0.003% to 0.100%
Al is contained in an amount of 0.003% or more as a deoxidizer, but if the content exceeds 0.100%, the toughness of the welded portion is adversely affected, so the Al content is 0.100% or less. Preferably they are 0.010% or more and 0.050% or less, More preferably, they are 0.015% or more and 0.040% or less.
W：0.010％以上0.500％以下
Wは、WO4 2-イオンの生成により、石炭やコークスから滲出するSO4 2-イオンと海水に由来するCl-イオンの地鉄表面への拡散を抑制すると共に、腐食生成物を緻密にして、地鉄表面への水、酸素、SO4 2-イオン、Cl-イオンの拡散を抑制する。これにより、Wはホールド側とバラストタンク側の両環境において、耐食性を向上させることができる。この効果は、0.010％以上で発現するが、0.500％を超えて含有されると効果が飽和するだけでなく、コストも上昇する。そのため、W量は0.010％以上0.500％以下の範囲とする。好ましくは0.020％以上0.200％以下の範囲である。より好ましくは0.030％以上0.150％以下の範囲である。
W: 0.010% to 0.500%
W reduces the diffusion of SO 4 2- ions leached from coal and coke and Cl - ions derived from seawater to the surface of the iron base by generating WO 4 2- ions, and densifies the corrosion products. , water into the base steel surface, oxygen, SO 4 2-ions, Cl - suppressing diffusion of ions. As a result, W can improve the corrosion resistance in both the hold side and ballast tank side environments. This effect is manifested at 0.010% or more, but if it exceeds 0.500%, not only the effect is saturated but also the cost increases. For this reason, the W amount is in the range of 0.010% to 0.500%. Preferably it is 0.020% or more and 0.200% or less of range. More preferably, it is 0.030% or more and 0.150% or less of range.
固溶W：0.005％以上
Wは、上記したような耐食性向上作用を有するが、Wは鋼中で固溶W、あるいは、炭化物などの析出物として存在する。このうち、耐食性の向上に寄与しているのは固溶Wである。固溶Wは0.005％以上で耐食性が発現するため、固溶W量は0.005％以上とした。好ましくは0.010％以上0.50％以下である。より好ましくは0.020％以上である。ここで、固溶Wを0.005％以上とするには、鋼のW添加量を0.007％以上にするとともに、熱間仕上圧延後の冷却速度を10℃/s以上とすることが必要である。
Solid solution W: 0.005% or more
W has an effect of improving the corrosion resistance as described above, but W exists as a solid solution W or a precipitate such as carbide in the steel. Among these, the solid solution W contributes to the improvement of the corrosion resistance. Since the solid solution W is 0.005% or more and the corrosion resistance is exhibited, the solid solution W amount is set to 0.005% or more. Preferably it is 0.010% or more and 0.50% or less. More preferably, it is 0.020% or more. Here, in order to make the solid solution W 0.005% or more, it is necessary to make the amount of W addition of steel 0.007% or more and to set the cooling rate after hot finish rolling to 10 ° C./s or more.
Sb：0.010％以上0.300％以下、Sn：0.010％以上0.300％以下
SbとSnはいずれも、鋼材に合金元素として0.010％以上を含有させると、低pH環境において地鉄近傍に濃縮する。SbとSnは大きな水素過電圧を持つため、SbとSnが析出した部分では水素発生反応が抑制され、耐食性が向上する。ホールド側では、石炭やコークスから滲出するSO4 2-イオンによって低pH環境になり、バラストタンク側では塗膜欠陥部でのアノード部で低pH環境となる。よって、SbとSnの耐食効果は、両環境で発現する。この効果は0.010％以上で発現するが、0.30％を超えて含有させると靭性を低下するので、SbとSnのいずれも0.010％以上0.300％以下の範囲とする。好ましくは0.020％以上0.250％以下の範囲である。より好ましくは0.030％以上0.120％以下の範囲である。
Sb: 0.010% to 0.300%, Sn: 0.010% to 0.300%
If both Sb and Sn contain 0.010% or more as an alloy element in the steel material, they are concentrated near the ground iron in a low pH environment. Since Sb and Sn have a large hydrogen overvoltage, the hydrogen generation reaction is suppressed at the portion where Sb and Sn are deposited, and the corrosion resistance is improved. On the hold side, the SO 4 2- ions leached from the coal and coke result in a low pH environment, and on the ballast tank side, the anode portion at the coating film defect portion becomes a low pH environment. Therefore, the corrosion resistance effect of Sb and Sn appears in both environments. This effect is manifested at 0.010% or more, but if it exceeds 0.30%, the toughness is reduced, so both Sb and Sn are in the range of 0.010% to 0.300%. Preferably it is 0.020% or more and 0.250% or less of range. More preferably, it is 0.030% or more and 0.120% or less of range.
N：0.0010％以上0.0080％以下
Nは、靱性を低下させる元素であるので、極力低減することが望ましい。しかしながら、工業的には0.0010％未満に低減するのは難しい。一方、0.0080％を超えて含有させると靱性の著しい劣化を招く。よって本発明では、N量は0.0010％以上0.0080％以下の範囲とする。好ましくは0.0015％以上0.0060％以下であり、より好ましくは0.0020％以上0.0050％以下である。
N: 0.0010% or more and 0.0080% or less
Since N is an element that lowers toughness, it is desirable to reduce it as much as possible. However, it is difficult to reduce to less than 0.0010% industrially. On the other hand, if the content exceeds 0.0080%, the toughness is remarkably deteriorated. Therefore, in the present invention, the N content is in the range of 0.0010% to 0.0080%. Preferably they are 0.0015% or more and 0.0060% or less, More preferably, they are 0.0020% or more and 0.0050% or less.
以上、本発明の基本成分について説明した。上記成分以外の残部はＦｅおよび不可避的不純物であるが、その他にも必要に応じて、以下に述べる元素を適宜含有させることができる。 The basic components of the present invention have been described above. The balance other than the above components is Fe and unavoidable impurities, but other elements described below can be appropriately contained as required.
Nb：0.001％以上0.020％以下、Ti：0.001％以上0.030％以下、Zr：0.001％以上0.030％以下およびV：0.002％以上0.200％以下のうちから選ばれる１種または２種以上
Nb、Ti、ZrおよびVはいずれも、鋼の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、TiおよびZrは0.001％以上、Vは0.002％以上含有させる必要がある。しかしながら、Nbは0.020％を超えて、TiおよびZrはいずれも0.030％を超えて、またVは0.200％を超えて含有させると靱性が低下するため、Ti、ZrおよびVを含有させる場合には、それぞれ、上記の範囲で含有させることとする。
Nb: 0.001% to 0.020%, Ti: 0.001% to 0.030%, Zr: 0.001% to 0.030% and V: 0.002% to 0.200% or less
Nb, Ti, Zr and V are all elements that increase the strength of steel, and can be selected and contained according to the required strength. In order to obtain such an effect, it is necessary to contain Nb, Ti, and Zr in an amount of 0.001% or more and V in an amount of 0.002% or more. However, if Nb exceeds 0.020%, Ti and Zr both exceed 0.030%, and V exceeds 0.200%, the toughness decreases, so when Ti, Zr and V are included , Respectively, in the above range.
Ca：0.0002％以上0.0050％以下
Caは、介在物形態制御の効果があり、鋼の延性および靱性を高めることができる。この効果はCa量が0.0002％以上で発現する。一方、Caは0.0050％を超えて含有させると、粗大な介在物を形成し、母材の靱性を劣化させる。そこで、Ca量は0.0002％以上0.0050％以下の範囲とする。好ましくは0.0005％以上0.0040％以下の範囲である。より好ましくは0.0010％以上0.0030％以下の範囲である。
Ca: 0.0002% to 0.0050%
Ca has an effect of controlling the form of inclusions, and can increase the ductility and toughness of steel. This effect appears when the Ca content is 0.0002% or more. On the other hand, if Ca is contained in excess of 0.0050%, coarse inclusions are formed and the toughness of the base material is deteriorated. Therefore, the Ca content is in the range of 0.0002% to 0.0050%. Preferably it is 0.0005% or more and 0.0040% or less of range. More preferably, it is 0.0010% or more and 0.0030% or less of range.
B：0.0002％以上0.0050％以下
Bは鋼の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。このような効果は、0.0002％以上で発現する。しかしながら、0.0050％を超えて含有させると靱性が低下するため、B量は0.0002％以上0.0050％以下とする。好ましくは0.0003％以上0.0025％以下であり、より好ましくは0.0005％以上0.0015％以下である。
B: 0.0002% or more and 0.0050% or less
B is an element that increases the strength of the steel, and can be selected and contained according to the required strength. Such an effect appears at 0.0002% or more. However, if the content exceeds 0.0050%, the toughness decreases, so the B content is 0.0002% or more and 0.0050% or less. Preferably it is 0.0003% or more and 0.0025% or less, More preferably, it is 0.0005% or more and 0.0015% or less.
Cu：0.04％未満およびNi：0.04％未満のうちから選ばれる１種または２種以上
Cu、Niは、石炭やコークスを積荷とするホールド側においては、Fe3O4のような腐食生成物を緻密にし、耐食性を向上させる効果がある。この緻密化した腐食生成物層が保護膜として作用し、H2O、O2、SO4 2-といった腐食因子の地鉄表面への透過が抑制され、鋼の耐食性が向上する。さらに、CuはSbと複合的に含有されることで、金属間化合物であるCu2Sbを形成し、耐食性が向上する。しかしながら、CuとNi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はいずれも0.04％未満であれば、塗装耐食性に対する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0.02％未満、さらに好ましくは0.01％未満である。
One or more selected from Cu: less than 0.04% and Ni: less than 0.04%
Cu and Ni have the effect of improving the corrosion resistance by densifying corrosion products such as Fe 3 O 4 on the hold side where coal or coke is loaded. This densified corrosion product layer acts as a protective film, and the permeation of corrosion factors such as H 2 O, O 2 and SO 4 2− to the surface of the ground iron is suppressed, and the corrosion resistance of the steel is improved. Furthermore, Cu is contained in combination with Sb, thereby forming Cu 2 Sb, which is an intermetallic compound, and the corrosion resistance is improved. However, since both Cu and Ni degrade the 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 and Ni were both acceptable if they were less than 0.04% with little influence on the coating corrosion resistance. More preferably, both are less than 0.02%, more preferably less than 0.01%.
Co：0.010％以上0.500％以下、Mo：0.010％以上0.500％以下およびCr：0.010％以上0.200％以下のうちから選ばれる１種または２種以上
Co、Mo、Crはいずれも、鋼の強度を高める元素であり、必要に応じて選択して含有させることができる。このような効果は、Co、Mo、Cr共に0.010％以上で発現するが、Co、Moでは0.500％を超えて、また、Crでは0.200％を超えて含有させるとそれぞれ靱性が低下するため、Co、Mo、Crは上記の範囲で含有させることとする。
One or more selected from Co: 0.010% to 0.500%, Mo: 0.010% to 0.500% and Cr: 0.010% to 0.200%
Co, Mo, and Cr are all elements that increase the strength of the steel, and can be selected and contained as necessary. Such effects are manifested at 0.010% or more for both Co, Mo, and Cr. However, when Co and Mo exceed 0.500%, and Cr exceeds 0.200%, the toughness decreases. , Mo and Cr are included in the above ranges.
REM：0.0002％以上0.015％以下、Y：0.0001％以上0.1％以下、およびMg：0.0002％以上0.015％以下のうちから選ばれる１種または２種以上
REM（希土類元素）、Y、Mg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添加することができる。この効果は、REM：0.0002％以上、Y：0.0001％以上、Mg：0.0002％以上で得られる。しかし、REM：0.015％、Y：0.1％、Mg：0.015％を超えて含有させると、却って靭性の低下を招くので、REM、Y、Mgは、それぞれ上記値を上限として添加するのが好ましい。
REM: 0.0002% or more and 0.015% or less, Y: 0.0001% or more and 0.1% or less, and Mg: 0.0002% or more and 0.015% or less
REM (rare earth element), Y, and Mg are all effective in improving the toughness of the weld heat affected zone, and can be selected and added as necessary. This effect is obtained when REM: 0.0002% or more, Y: 0.0001% or more, and Mg: 0.0002% or more. However, if the content exceeds REM: 0.015%, Y: 0.1%, and Mg: 0.015%, the toughness is decreased. Therefore, it is preferable to add REM, Y, and Mg with the above values as the upper limit.
本発明における成分組成のうち、上記以外の成分はFeおよび不可避的不純物である。ただし、本発明の効果を阻害し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。 Among the component compositions in 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、本発明に係る鋼材の好適な製造方法について説明する。
上記した成分組成の溶鋼を転炉、電気炉等の通常公知の方法で溶製し、連続鋳造法、造塊法等の通常公知の方法でスラブやビレット等の鋼素材とするのが好ましい。なお、溶鋼に、取鍋精錬や真空脱ガス等の処理を付加しても良いことは言うまでもない。
Next, the suitable manufacturing method of the steel material which concerns on this invention is demonstrated.
It is preferable to melt the molten steel having the above-described component composition by a generally known method such as a converter or an electric furnace and to obtain a steel material such as a slab or billet by a generally known method such as a continuous casting method or an ingot forming method. It goes without saying that treatments such as ladle refining and vacuum degassing may be added to the molten steel.
次いで、上記鋼素材を、結晶粒粗大化防止の観点から、好ましくは1050〜1250℃の温度に加熱したのち、所望の寸法形状に熱間圧延するか、あるいは鋼素材の温度が熱間圧延可能な程度に高温である場合には加熱することなく、あるいは均熱する程度で直ちに所望の寸法形状の鋼材に熱間圧延することが好ましい。 Next, from the viewpoint of preventing grain coarsening, the steel material is preferably heated to a temperature of 1050 to 1250 ° C. and then hot-rolled to a desired size or shape, or the steel material can be hot-rolled When the temperature is as high as possible, it is preferable to perform hot rolling immediately to a steel material having a desired size and shape without heating or soaking.
ここで、固溶Wを0.005％以上に制御するためには、鋼のW添加量を0.010％以上にするとともに、熱間圧延の工程で、熱間仕上圧延後の冷却速度を10℃/s以上とすることが必須である。 Here, in order to control the solid solution W to 0.005% or more, the W addition amount of steel is set to 0.010% or more, and the cooling rate after hot finish rolling is 10 ° C / s in the hot rolling process. This is essential.
なお、熱間圧延では、強度を確保するために、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く、熱間仕上圧延終了温度は600℃以上、熱間仕上圧延終了後の冷却は、空冷または冷却速度10℃/s以上150℃／ｓ以下の加速冷却を行うことが好ましい。なお、冷却後、再加熱処理を施してもよい。その他の製造条件は、鋼材の一般的な製造方法に従えばよい。 In the hot rolling, in order to ensure strength, it is preferable to optimize the hot finish rolling end temperature and the cooling rate after the hot finish rolling end, and the hot finish rolling end temperature is 600 ° C. or higher. The cooling after the finish rolling is preferably performed by air cooling or accelerated cooling at a cooling rate of 10 ° C./s to 150 ° C./s. Note that, after cooling, reheating treatment may be performed. Other manufacturing conditions may follow the general manufacturing method of steel materials.
なお、耐食性に効果を発現する固溶Wは、加熱中や冷却中にW炭化物として少しずつ析出し、減少する傾向がある。ただし、圧延後の空冷では固溶W量には、ほとんど影響はない。しかしながら、圧延冷却後の再加熱処理では固溶Wが減少することから、耐食性確保のために、極力再加熱処理は避けたほうが良い。 The solid solution W that exhibits an effect on the corrosion resistance tends to precipitate and gradually decrease as W carbide during heating or cooling. However, air cooling after rolling has almost no effect on the amount of dissolved W. However, since the solid solution W decreases in the reheating treatment after rolling and cooling, it is better to avoid the reheating treatment as much as possible to ensure corrosion resistance.
また、本発明において、バラストタンク側の鋼材表面に生成する耐食性に優れた錆は、ジンクプライマーが鋼材表面に塗布されている場合に、速やかに形成する。ジンクプライマー存在下では、ジンクプライマー中のZnが下地の鋼材の犠牲防食剤として働き溶出したのち、塩基性塩化亜鉛や酸化亜鉛等のZn系腐食生成物を形成するが、このZn系腐食生成物がFe3O4錆成分の核として作用し、本発明の耐食性向上元素による微細な錆層の形成が促されるためである。 Moreover, in this invention, the rust excellent in the corrosion resistance produced | generated on the steel material surface by the side of a ballast tank forms rapidly, when the zinc primer is apply | coated to the steel material surface. In the presence of a zinc primer, zinc in the zinc primer acts as a sacrificial anticorrosive agent for the underlying steel, and then forms Zn-based corrosion products such as basic zinc chloride and zinc oxide. This Zn-based corrosion product This is because it acts as a core of the Fe 3 O 4 rust component and promotes the formation of a fine rust layer by the corrosion resistance improving element of the present invention.
従って、耐食性に優れた緻密な錆層を速やかに形成するためには、バラストタンク側の鋼材表面にジンクプライマーを塗布することが好ましいが、ジンクプライマーが鋼材表面に塗布されていない場合であっても、本発明に微細な錆層の形成が否定されるものではない。 Therefore, in order to quickly form a dense rust layer excellent in corrosion resistance, it is preferable to apply a zinc primer to the steel material surface on the ballast tank side, but when the zinc primer is not applied to the steel material surface, However, the formation of a fine rust layer is not denied in the present invention.
なお、バラストタンク側のこの高い耐食性を保証するためには、塩水浸漬あるいは噴霧環境と乾湿繰り返し環境を模擬した塩水浸漬あるいは塩水散布を含む繰り返し環境に曝したジンクプライマーを塗布した鋼材の耐食性で評価することが好ましい。 In addition, in order to guarantee this high corrosion resistance on the ballast tank side, the corrosion resistance of steel materials coated with zinc primer exposed to repeated environments including salt water immersion or salt water immersion or salt water spray simulating dry and wet repeated environments was evaluated. It is preferable to do.
次に、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。 Next, examples of the present invention will be described. In addition, this invention is not limited only to a following example.
表１に示す成分組成を含む鋼を、真空溶解炉で溶製後、インゴットとし、または転炉で溶製後、連続鋳造によりスラブとした。ついで、インゴットまたはスラブを加熱炉に装入して1150℃に加熱後、熱間圧延により、25mm厚の鋼板とした。 Steel containing the component composition shown in Table 1 was melted in a vacuum melting furnace and then made into an ingot, or melted in a converter and then made into a slab by continuous casting. Next, the ingot or slab was charged into a heating furnace, heated to 1150 ° C., and hot rolled to obtain a 25 mm thick steel plate.
これらの鋼板について、母材の機械的特性である、引張特性および衝撃特性（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）を調査した。また、溶接部靭性として、溶接入熱が150kJ/cmのサブマージアーク溶接した時の溶接継手における溶接熱影響部１mm位置（ヒュージョンラインから母材側に１mm入った箇所）での熱履歴に相当する再現熱サイクルを付与したのち、シャルピー衝撃試験により０℃での吸収エネルギーvＥ0を測定した。 For these steel plates, the tensile properties and impact properties (measured by the Charpy impact test, the absorbed energy vE- 20 at −20 ° C.), which are the mechanical properties of the base material, were investigated. In addition, the weld zone toughness corresponds to the heat history at the weld heat affected zone 1mm position (1mm from the fusion line to the base metal side) in the welded joint when welding heat input is 150kJ / cm. After applying a reproducible thermal cycle, the absorbed energy vE 0 at 0 ° C. was measured by a Charpy impact test.
また、耐食性については、以下に示す３種の条件の試験で評価を行った。
評価試験１：石炭やコークスを積載するばら積み貨物船のホールド内の腐食環境模擬試験
前記鋼板から、5mmｔ×50mmＷ×75mmＬの試験片を採取し、そ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。この面を試験面として、塗膜剥離後の鋼材の耐食性を評価した。裏面と端面をシリコン系シールでコーティングした後、アクリル製の治具に嵌め込み、その上に石炭５ｇを敷き詰め、恒温恒湿器により、雰囲気Ａ（温度60℃、相対湿度95％、20時間）⇔雰囲気Ｂ（温度30℃、相対湿度95％、３時間）、遷移時間0.5時間の温度湿度サイクルを84日間与えた。ここで、記号「⇔」は繰り返しを意味している。
Moreover, about corrosion resistance, it evaluated by the test of three types of conditions shown below.
Evaluation test 1: Corrosion environment simulation test in the hold of a bulk carrier loaded with coal or coke A test piece of 5mmt x 50mmW x 75mmL is taken from the steel plate, and its surface is shot blasted to obtain the scale and oil content of the surface. Was removed. Using this surface as a test surface, the corrosion resistance of the steel material after peeling the coating film was evaluated. After coating the back and end surfaces with silicone seals, they are fitted into acrylic jigs, and 5g of coal is laid on top of it. Atmosphere A (temperature 60 ° C, relative humidity 95%, 20 hours) A temperature and humidity cycle with atmosphere B (temperature 30 ° C., relative humidity 95%, 3 hours), transition time 0.5 hours was applied for 84 days. Here, the symbol “⇔” means repetition.
なお、石炭は５ｇを秤量し、これを常温で100mlの蒸留水に２時間浸漬したのち、ろ過を行い、200mlに希釈した石炭浸出液のｐＨが3.0になるものを用いた。
本実施例では、上記の条件で試験を行うことにより、石炭運搬船およびコークス運搬船のホールド内の腐食に大きな影響を及ぼす温湿度環境、結露状況を模擬している。試験後、錆剥離液を用い、各試験片の錆を剥離し、鋼材の重量減少量を測定し腐食量とした。また、生じた最大孔食深さをデプスメーターを用いて測定した。固溶Wが全く含まれない比較例であるＢ１の腐食減少量および最大孔食深さを１００とし、これとの相対比率で示した。この相対比率で示す腐食減少量および最大孔食深さが７０％以下であれば、耐食性に優れるといえる。
In addition, 5 g of coal was weighed and immersed in 100 ml of distilled water at room temperature for 2 hours, then filtered, and the coal leachate diluted to 200 ml had a pH of 3.0.
In the present embodiment, the test under the above conditions simulates the temperature / humidity environment and the dew condensation state that greatly affect the corrosion in the hold of the coal carrier and the coke carrier. After the test, using a rust remover, the rust of each test piece was peeled off, and the weight loss of the steel material was measured to obtain the amount of corrosion. Further, the maximum pitting corrosion depth was measured using a depth meter. The amount of corrosion reduction and the maximum pitting corrosion depth of B1, which is a comparative example that does not contain any solid solution W, was taken as 100, and the relative ratio was shown. If the corrosion reduction amount and the maximum pitting depth expressed by this relative ratio are 70% or less, it can be said that the corrosion resistance is excellent.
評価試験２：バラストタンク内の比較的没水時間が長い箇所での腐食環境模擬試験
前記鋼板から、3mmｔ×70mmＷ×150mmＬの試験片の試験片を採取し、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。その後、ジンクリッチプライマーを約１５μmのみ塗装した試験片、さらにその上に、変性エポキシ樹脂塗料（約３２０μm）の塗膜を塗装した試験片、変性エポキシ樹脂塗料（約３２０μm）のみを塗装した試験片、の３種類の試験片をそれぞれ作製した。
Evaluation test 2: Corrosion environment simulation test at a relatively long immersion time in a ballast tank A test piece of 3 mm t x 70 mm W x 150 mm L is taken from the steel plate, and the surface of the test piece is shot blasted. The surface scale and oil were removed. Thereafter, a test piece coated with only about 15 μm of zinc rich primer, a test piece coated with a modified epoxy resin paint (about 320 μm), and a test piece coated only with a modified epoxy resin paint (about 320 μm). Three types of test pieces were prepared.
変性エポキシ樹脂塗料を塗布した２種類の試験片に対しては、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、スクラッチ傷：１０mmあたりに発生した塗膜膨れ面積を算出して、耐食性を評価した。なお、塗膜膨れ面積は、比較例であるＢ１の塗膜膨れ面積を１００％とし、これとの相対比率で示した。この相対比率で示す塗膜膨れ面積が７０％以下であれば、塗装耐食性に優れるといえる。 For two types of test pieces coated with a modified epoxy resin paint, an 80mm long scratch scissor that reaches the surface of the iron bar with a cutter knife from the top of the coating is applied in a single letter, and the corrosion is as follows. After the test, scratch resistance: the film swelling area generated per 10 mm was calculated to evaluate the corrosion resistance. In addition, the coating film swollen area was expressed as a relative ratio with respect to 100% of the coating film swollen area of B1, which is a comparative example. If the film swelling area shown by this relative ratio is 70% or less, it can be said that it is excellent in coating corrosion resistance.
また、ジンクリッチプライマーのみを塗装した試験片については、腐食試験後に塗膜剥離液と除錆液で塗膜と錆を剥離させた後に、腐食試験後の重量変化（腐食量）で評価を行った。比較例であるＢ１の腐食重量変化を１００とし、これとの相対比率で示した。この相対比率で示す腐食重量変化が７０％以下であれば、耐食性に優れるといえる。 For test pieces coated with zinc rich primer only, after the corrosion test, the coating film and rust were removed with the coating film stripper and rust remover, and then evaluated by the weight change (corrosion amount) after the corrosion test. It was. The change in corrosion weight of B1, which is a comparative example, was taken as 100, and the change was shown as a relative ratio. If the corrosion weight change shown by this relative ratio is 70% or less, it can be said that it is excellent in corrosion resistance.
評価試験２の腐食試験では、塩水浸漬（５０℃人工海水浸漬）７日間→乾湿繰り返し試験（６０℃、相対湿度３０％、４時間⇔５０℃、相対湿度９５％、２時間）７日間を１サイクルとする試験を５２サイクル行った。上記の条件で試験を行うことにより、バラストタンク内の比較的没水時間が長い箇所、つまり、バラストタンク側の上甲板近傍部を除いた部位での、塩水浸漬環境と乾湿繰り返し環境が組み合わさった環境を模擬している。 In the corrosion test of evaluation test 2, salt water immersion (50 ° C artificial seawater immersion) 7 days → dry and wet repeated test (60 ° C, relative humidity 30%, 4 hours 、 ４ 50 ° C, relative humidity 95%, 2 hours) 7 days 1 A cycle test was performed for 52 cycles. By performing the test under the above conditions, a salt water immersion environment and a dry and wet repeated environment are combined in a place where the immersion time in the ballast tank is relatively long, that is, in a portion excluding the vicinity of the upper deck side on the ballast tank side. Simulated environment.
評価試験３：バラストタンク内の比較的没水時間が短い箇所での腐食環境模擬試験
試験片の作製および評価に関しては、評価試験２と同様である。
評価試験３の腐食試験では、塩水噴霧（３５℃、５％ＮａＣｌ溶液噴霧、２時間）→乾燥（６０℃、相対湿度２５％、４時間）→湿潤（５０℃、相対湿度９５％、２時間）を１サイクルとする試験を２５２サイクル行った。上記の条件で試験を行うことにより、バラストタンク内の比較的没水時間が短い箇所、つまり、バラストタンク側の上甲板近傍部位での、塩水噴霧環境と乾湿繰り返し環境が組み合わさった環境を模擬している。
Evaluation test 3: Corrosion environment simulation test in a place where the immersion time in the ballast tank is relatively short The preparation and evaluation of the test piece are the same as those in the evaluation test 2.
In the corrosion test of evaluation test 3, salt spray (35 ° C., 5% NaCl solution spray, 2 hours) → dry (60 ° C., relative humidity 25%, 4 hours) → wet (50 ° C., relative humidity 95%, 2 hours) ) Was cycled 252 cycles. Performing the test under the above conditions simulates a combination of a salt spray environment and a dry and dry environment in a location where the immersion time in the ballast tank is relatively short, that is, in the vicinity of the upper deck side of the ballast tank. doing.
なお、本発明における耐食性に有効な固溶W量は、鋼中に含まれる全含有量から抽出残渣分析から求めた析出量を差し引いて求めた。
表２に機械的特性調査結果を示し、表３に耐食性試験結果を示す。
表２に示されるように、発明例、比較例ともに良好な母材機械的特性および溶接部衝撃特性を示した。母材機械的特性を評価する引張特性については、降伏応力YSが315MPa以上、引張強さTSが440MPa以上、伸びElが19％以上を良好とし、衝撃特性については、シャルピー衝撃試験による−20℃での吸収エネルギーvＥ-20が31Ｊ以上を良好とした。溶接部衝撃特性については、シャルピー衝撃試験による０℃での吸収エネルギーvＥ0が34Ｊ以上を良好とした。
In addition, the solid solution W amount effective for the corrosion resistance in the present invention was obtained by subtracting the precipitation amount obtained from the extraction residue analysis from the total content contained in the steel.
Table 2 shows the results of the mechanical property investigation, and Table 3 shows the results of the corrosion resistance test.
As shown in Table 2, both the inventive example and the comparative example exhibited good base metal mechanical properties and weld impact properties. For tensile properties to evaluate the mechanical properties of the base metal, yield stress YS is 315 MPa or more, tensile strength TS is 440 MPa or more, elongation El is 19% or more, and impact properties are -20 ° C by Charpy impact test. The absorbed energy vE- 20 at 30 J was considered to be 31 J or more. As for the welded portion impact characteristics, the absorbed energy vE 0 at 0 ° C. by the Charpy impact test was 34 J or more.
しかしながら、表３に示されるように、耐食性については大幅な違いがみられた。すなわち、比較例であるＢ１に対して、発明例の腐食試験結果は７０％以下であり、良好な耐食性を示したのに対し、比較例では７０％以上となっており、耐食性として不十分であった。 However, as shown in Table 3, there was a significant difference in corrosion resistance. That is, with respect to B1 which is a comparative example, the corrosion test result of the invention example is 70% or less and shows good corrosion resistance, whereas the comparative example is 70% or more, which is insufficient as corrosion resistance. there were.
本発明に係る鋼材によれば、石炭やコークスを積載するばら積み貨物船のホールド内およびバラストタンク内の２つの異なる腐食環境において、ともに優れた耐食性を示すため、これらの再塗装や鋼材切替えの頻度を低減することができる。 The steel material according to the present invention exhibits excellent corrosion resistance in two different corrosive environments in the bulk cargo ship holding coal and coke, and in the ballast tank. Can be reduced.
Claims (11)
C：0.040％以上0.200％以下、
Si：0.01％以上0.50％以下、
Mn：0.10％以上2.00％以下、
P：0.035％以下、
S：0.010％以下、
Al：0.003％以上0.100％以下、
W：0.010％以上0.500％以下、
Sb：0.010％以上0.300％以下、
Sn：0.010以上0.300％以下および
N：0.0010％以上0.0080％以下
を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の成分組成を有する鋼材であって、
前記Wにおける固溶W量が0.005％以上である鋼材。 % By mass
C: 0.040% or more and 0.200% or less,
Si: 0.01% to 0.50%,
Mn: 0.10% to 2.00%
P: 0.035% or less,
S: 0.010% or less,
Al: 0.003% to 0.100%,
W: 0.010% to 0.500%,
Sb: 0.010% or more and 0.300% or less,
Sn: 0.010 to 0.300% and
N: 0.0010% or more and 0.0080% or less, and the balance is a steel material having a component composition of Fe and inevitable impurities,
A steel material in which the solid solution W amount in W is 0.005% or more.
質量％で、
Nb：0.001％以上0.020％以下、
Ti：0.001％以上0.030％以下、
Zr：0.001％以上0.030％以下および
V：0.002％以上0.200％以下
のうちから選ばれる１種または２種以上を含有する、請求項１に記載の鋼材。 The component composition further includes:
% By mass
Nb: 0.001% or more and 0.020% or less,
Ti: 0.001% or more and 0.030% or less,
Zr: 0.001% to 0.030% and
V: The steel material of Claim 1 containing 1 type, or 2 or more types chosen from 0.002% or more and 0.200% or less.
質量％で、
Ca：0.0002％以上0.0050％以下
を含有する、請求項１または２に記載の鋼材。 The component composition further includes:
% By mass
The steel according to claim 1 or 2, containing Ca: 0.0002% or more and 0.0050% or less.
質量％で、
B：0.0002％以上0.0050％以下
を含有する、請求項１から３のいずれかに記載の鋼材。 The component composition further includes:
% By mass
B: The steel material in any one of Claim 1 to 3 containing 0.0002% or more and 0.0050% or less.
質量％で、
Cu：0.04％未満および
Ni：0.04％未満
のうちから選ばれる１種または２種以上を含有する、請求項１から４のいずれかに記載の鋼材。 The component composition further includes:
% By mass
Cu: less than 0.04% and
Ni: The steel material in any one of Claim 1 to 4 containing 1 type, or 2 or more types chosen from less than 0.04%.
質量％で、
Co：0.010％以上0.500％以下、
Mo：0.010％以上0.500％以下および
Cr：0.010％以上0.200％以下
のうちから選ばれる１種または２種以上を含有する、請求項１から５のいずれかに記載の鋼材。 The component composition further includes:
% By mass
Co: 0.010% to 0.500%,
Mo: 0.010% to 0.500% and
The steel material according to any one of claims 1 to 5, containing one or two or more selected from Cr: 0.010% or more and 0.200% or less.
質量％で、
REM：0.0002％以上0.015％以下、
Y：0.0001％以上0.1％以下および
Mg：0.0002％以上0.015％以下
のうちから選ばれる１種または２種以上を含有する、請求項１から６のいずれかに記載の鋼材。 The component composition further includes:
% By mass
REM: 0.0002% to 0.015%,
Y: 0.0001% to 0.1% and
Mg: The steel material in any one of Claim 1 to 6 containing 1 type, or 2 or more types chosen from 0.0002% or more and 0.015% or less.
前記熱間圧延における仕上圧延後の冷却速度が10℃/s以上である鋼材の製造方法。 A method for producing a steel material for hot rolling a steel material having the component composition according to any one of claims 1 to 7,
A method for producing a steel material, wherein a cooling rate after finish rolling in the hot rolling is 10 ° C / s or more.
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