JP2020111790A - Steel - Google Patents

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淳子 今村
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悠 豊川
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哲次 福里
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Abstract

To provide a steel that has excellent manufacturability, and has long-term corrosion resistance and excellent weldability in an acid corrosive atmosphere such as sulfuric acid dew point corrosion and hydrochloric acid dew point corrosion.SOLUTION: A steel comprises, in mass%, C: 0.010-0.20%, Si: 0.040-0.70%, Mn: 0.20-1.00%, Cu: 0.10-1.00%, Al: 0.005-0.10%, Cr: 0.30-3.00%, Ti: 0.01-0.15%, P: 0.050% or less, S: 0.030% or less, N: 0.0015-0.0100%, and O: 0.0035% or less, with the balance being Fe and impurities, BI obtained by the following formula (1) of 33.0-81.0, and Ceq obtained by the following formula (2) of 0.180-0.370. Formula (1): BI=(Cr/52)/(N/14). Formula (2): Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、鋼材に関する。 The present invention relates to steel materials.

種々の燃料や、廃棄物、下水汚泥などを燃焼させるボイラーの排煙設備やガス化溶融炉などは、燃焼排ガス雰囲気に曝され、硫酸露点腐食、塩酸露点腐食環境又は、硫酸や塩酸の水溶液に接する環境となる。このような激しい腐食環境に曝される鋼材には、長期に亘って優れた耐酸性が求められる。 Boiler smoke exhaust systems and gasification melting furnaces that burn various fuels, wastes, sewage sludge, etc. are exposed to combustion exhaust gas atmosphere and exposed to sulfuric acid dew point corrosion, hydrochloric acid dew point corrosion environment, or sulfuric acid or hydrochloric acid aqueous solution. It becomes a contact environment. A steel material exposed to such a severe corrosive environment is required to have excellent acid resistance for a long period of time.

このような問題に対し、耐硫酸・塩酸露点腐食鋼や高耐食ステンレス鋼が提案されている(例えば、特許文献1〜5参照)。このうち、特許文献1〜4では、CuやSb、Co、Crなどを添加した耐硫酸露点腐食性に優れた鋼材が提案されている。また、特許文献5では、CrやNiなどを添加した高耐食ステンレス鋼が提案されている。 For such problems, sulfuric acid/hydrochloric acid dew point corrosion steel and high corrosion resistance stainless steel have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 5). Among them, Patent Documents 1 to 4 propose a steel material containing Cu, Sb, Co, Cr or the like and having excellent sulfuric acid dew point corrosion resistance. Further, Patent Document 5 proposes a highly corrosion resistant stainless steel to which Cr, Ni or the like is added.

特開2001−164335号公報JP, 2001-164335, A 特開2003−213367号公報JP, 2003-213367, A 特開2007−239094号公報JP 2007-239094A 特開2012−57221号公報JP 2012-57221 A 特開平7−316745号公報JP-A-7-316745

Cu、Sb、Crなどを含有する鋼材は、耐硫酸露点腐食性に優れ、ボイラーや焼却施設の排ガス煙突などの硫酸腐食環境において、優れた耐食性を発揮する。しかし、ボイラーや焼却設備などを長寿命化するために、更なる耐食性の向上が期待されている。 Steel materials containing Cu, Sb, Cr and the like are excellent in sulfuric acid dew point corrosion resistance and exhibit excellent corrosion resistance in a sulfuric acid corrosion environment such as an exhaust gas chimney of a boiler or an incinerator. However, further improvement in corrosion resistance is expected in order to prolong the life of boilers and incinerators.

また、熱交換器、ガス‐ガスヒータ、脱硫装置、電気集塵機、などの用途に使用される鋼材には、耐酸性だけでなく、溶接性も求められている。更に、製造性の観点から、熱間加工性も要求される。 Further, not only acid resistance but also weldability is required for steel materials used for applications such as heat exchangers, gas-gas heaters, desulfurizers, and electrostatic precipitators. Further, hot workability is also required from the viewpoint of manufacturability.

本発明はこのような実情に鑑み、製造性に優れ、硫酸露点腐食や塩酸露点腐食の酸腐食環境において、長期の耐食性と、優れた溶接性と、を備える鋼材の提供を課題とするものである。 In view of such circumstances, the present invention is excellent in manufacturability, and in an acid corrosive environment of sulfuric acid dew point corrosion or hydrochloric acid dew point corrosion, long-term corrosion resistance, and an object of the invention is to provide a steel material having excellent weldability. is there.

本発明者らは、腐食の起点となる窒化物に着目し、酸腐食環境における鋼材の耐食性を向上させるために検討を行った。そして、耐酸性の向上には有効であるCrやNの含有量が多くなると、Crを含む窒化物が腐食起点となることがわかった。そこで、Cr、Nについて更に検討を行い、下記式(1)で求められる耐酸性腐食指数BIの値を33.0〜81.0とすることで、予想を超える耐食性が発現されるという知見を得た。 The present inventors paid attention to a nitride that is a starting point of corrosion, and conducted a study for improving the corrosion resistance of a steel material in an acid corrosive environment. It was also found that when the content of Cr or N, which is effective for improving the acid resistance, increases, the nitride containing Cr becomes the starting point of corrosion. Therefore, by further examining Cr and N, and by setting the value of the acid corrosion resistance index BI obtained by the following formula (1) to 33.0 to 81.0, the finding that corrosion resistance exceeding the expectation is expressed Obtained.

BI=(Cr/52)/(N/14) … (1) BI=(Cr/52)/(N/14) (1)

また、下記式(2)で求められるCeqを0.180〜0.370とすることで、優れた耐酸性及び溶接性が得られるという知見を得た。 Further, it was found that excellent acid resistance and weldability can be obtained by setting Ceq determined by the following formula (2) to 0.180 to 0.370.

Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15 … (2) Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15 (2)

本発明はこのような知見に基づいてなされたものであり、その要旨は以下のとおりである。
[1] 質量%で、
C:0.010〜0.20%、
Si:0.040〜0.70%、
Mn:0.20〜1.00%、
Cu:0.10〜1.00%、
Al:0.005〜0.10%、
Cr:0.30〜3.00%、
Ti:0.01〜0.15%、
P:0.050%以下、
S:0.030%以下、
N:0.0015〜0.0100%、及び、
O:0.0035%以下、
を含有し、残部がFe及び不純物からなり、下記式(1)で求められるBIが33.0〜81.0であり、かつ下記式(2)で求められるCeqが0.180〜0.370であることを特徴とする鋼材。
BI=(Cr/52)/(N/14) … 式(1)
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15 … (2)
ここで、式中、Cr、N、C、Mn、Cu、Ni、Mo、及びVは各元素の質量%に基づく含有量を示し、含有しない場合は0である。
[2] 更に、質量%で、
Mo:0.10%以下、
W:0.10%以下、
Ni:1.00%以下、
Sn:0.30%以下、
Sb:0.30%以下、
As:0.30%以下、及び、
Co:0.30%以下、
からなる群から選択される1種又は2種以上を含有することを特徴とする[1]に記載の鋼材。
[3] 更に、質量%で、
Nb:0.10%以下、
V:0.10%以下、
Zr:0.050%以下、
Ta:0.050%以下、及び、
B:0.010%以下、
からなる群から選択される1種又は2種以上を含有することを特徴とする[1]又は[2]に記載の鋼材。
[4] 更に、質量%で、
Ca:0.010%以下、
Mg:0.010%以下、及び、
REM:0.010%以下、
からなる群から選択される1種又は2種以上を含有することを特徴とする[1]〜[3]の何れか1項に記載の鋼材。
The present invention has been made based on such findings, and the gist thereof is as follows.
[1] In mass%,
C: 0.010 to 0.20%,
Si: 0.040 to 0.70%,
Mn: 0.20 to 1.00%,
Cu: 0.10 to 1.00%,
Al: 0.005-0.10%,
Cr: 0.30 to 3.00%,
Ti: 0.01 to 0.15%,
P: 0.050% or less,
S: 0.030% or less,
N: 0.0015 to 0.0100%, and
O: 0.0035% or less,
Of which the balance is Fe and impurities, the BI calculated by the following formula (1) is 33.0 to 81.0, and the Ceq calculated by the following formula (2) is 0.180 to 0.370. A steel material characterized by being.
BI=(Cr/52)/(N/14)... Formula (1)
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15 (2)
Here, in the formula, Cr, N, C, Mn, Cu, Ni, Mo, and V represent the contents based on the mass% of each element, and are 0 when they are not contained.
[2] Further, in mass%,
Mo: 0.10% or less,
W: 0.10% or less,
Ni: 1.00% or less,
Sn: 0.30% or less,
Sb: 0.30% or less,
As: 0.30% or less, and
Co: 0.30% or less,
The steel material according to [1], which contains one or more selected from the group consisting of:
[3] Further, in mass%,
Nb: 0.10% or less,
V: 0.10% or less,
Zr: 0.050% or less,
Ta: 0.050% or less, and
B: 0.010% or less,
The steel material according to [1] or [2], which contains one or more selected from the group consisting of:
[4] Further, in mass%,
Ca: 0.010% or less,
Mg: 0.010% or less, and
REM: 0.010% or less,
The steel material according to any one of [1] to [3], which contains one or more selected from the group consisting of:

本発明によれば、ボイラーや焼却施設の排ガス煙突などの硫酸腐食環境やごみ焼却炉などの排ガス煙突などの塩酸腐食環境などの酸腐食環境において優れた耐食性を発現し、製造性及び溶接性にも優れた鋼材を提供することが可能になる。したがって、本発明は産業上の貢献が極めて顕著である。 According to the present invention, excellent corrosion resistance is exhibited in an acid corrosion environment such as a sulfuric acid corrosion environment such as an exhaust gas chimney of a boiler or an incinerator, or a hydrochloric acid corrosion environment such as an exhaust gas chimney of a refuse incinerator, etc. It also becomes possible to provide excellent steel materials. Therefore, the present invention makes a very significant industrial contribution.

以下に、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。本発明者らの検討により、Cu、Tiを含む耐酸性鋼の耐酸性向上には、鋼材表面で腐食起点となりやすい、窒化物を抑制することが有効であることがわかった。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. From the study by the present inventors, it has been found that it is effective to suppress the nitride, which easily becomes a corrosion starting point on the surface of the steel material, in order to improve the acid resistance of the acid resistant steel containing Cu and Ti.

耐酸性の向上に有効なCrは、含有量が過剰であると窒化物を形成しやすくなり、腐食起点となり得る。本発明者らによる検討の結果、Cr、Nの含有量のバランスが重要であり、下記式(1)で求められる耐酸性腐食指数BIを適正な範囲とすることが必要であることがわかった。 Cr, which is effective in improving acid resistance, tends to form a nitride when the content thereof is excessive, and may serve as a starting point of corrosion. As a result of studies by the present inventors, it has been found that the balance between the contents of Cr and N is important, and it is necessary to set the acid corrosion resistance index BI obtained by the following formula (1) within an appropriate range. ..

BI=(Cr/52)/(N/14)… 式(1) BI=(Cr/52)/(N/14)... Formula (1)

また、下記式(2)で求められるCeq値を適正な範囲とすることにより、製造性を損なわないように溶接性を確保できることがわかった。これらを適正な範囲にすることにより、優れた耐酸性及び溶接性を有する鋼材を得ることに成功した。 Further, it was found that by setting the Ceq value calculated by the following formula (2) within an appropriate range, the weldability can be ensured without impairing the manufacturability. By setting these in the proper range, we succeeded in obtaining a steel material having excellent acid resistance and weldability.

Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15 …式(2) Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15 Equation (2)

本実施形態に係る鋼材の成分について説明する。なお、%の表記は特に断りがない場合は質量%を意味する。 The components of the steel material according to this embodiment will be described. In addition, the notation of% means mass% unless otherwise specified.

(C:0.010〜0.20%)
Cは、強度を向上させる元素であり、0.010%以上を含有させることが必要である。好ましくはC量を0.030%以上、より好ましくは0.080%以上とする。一方、C量が0.20%を超えると炭化物が増加し、耐酸性が劣化するため、C量を0.20%以下とする。好ましくはC量を0.15%以下、より好ましくは0.10%以下とする。
(C: 0.010 to 0.20%)
C is an element that improves the strength, and it is necessary to contain 0.010% or more. The C content is preferably 0.030% or more, and more preferably 0.080% or more. On the other hand, when the amount of C exceeds 0.20%, carbides increase and the acid resistance deteriorates, so the amount of C is made 0.20% or less. The C content is preferably 0.15% or less, more preferably 0.10% or less.

(Si:0.040〜0.70%)
Siは、脱酸及び強度の向上に寄与する元素であり、また、酸化物の形態を制御するために、0.040%以上を含有させることが必要である。好ましくはSi量を0.050%以上とし、より好ましくは0.10%以上とする。一方、0.70%を超えるSiを含有させると酸化物が増加し、耐酸性を損なうため、Si量を0.70%以下とする。好ましくはSi量を0.50%以下とする。より好ましくは、Si量を0.30%以下とする。
(Si: 0.040-0.70%)
Si is an element that contributes to deoxidation and improvement of strength, and it is necessary to contain Si in an amount of 0.040% or more in order to control the form of the oxide. The Si content is preferably 0.050% or more, and more preferably 0.10% or more. On the other hand, if the Si content exceeds 0.70%, the amount of oxides increases and the acid resistance is impaired, so the Si content is set to 0.70% or less. Preferably, the amount of Si is 0.50% or less. More preferably, the amount of Si is 0.30% or less.

(Mn:0.20〜1.00%)
Mnは、強度及び靭性を向上させる元素であり、0.20%以上を含有させる。好ましくはMn量を0.30%以上、より好ましくは、0.60%以上とする。一方、1.00%を超える量のMnを含有させると、粗大なMnSが生成し、耐食性や機械特性が劣化するため、Mn量を1.00%以下とする。好ましくはMn量を0.90%以下、より好ましくは0.85%以下とする。
(Mn: 0.20 to 1.00%)
Mn is an element that improves strength and toughness, and is contained at 0.20% or more. The Mn content is preferably 0.30% or more, and more preferably 0.60% or more. On the other hand, when Mn is contained in an amount of more than 1.00%, coarse MnS is generated and corrosion resistance and mechanical properties are deteriorated, so the Mn content is set to 1.00% or less. The Mn content is preferably 0.90% or less, more preferably 0.85% or less.

(Cu:0.10〜1.00%)
Cuは硫酸や塩酸に対する耐食性を顕著に発現する極めて重要な元素である。酸性環境での耐食性を確保するために、Cu量を0.10%以上とすることが必要である。好ましくはCu量を0.15%以上、より好ましくは0.20%以上とする。一方、Cu量が1.00%を超えると熱間加工性が低下し、製造性を損なうため、1.00%以下とする。好ましくはCu量を0.90%以下、より好ましくは0.80%以下とする。
(Cu: 0.10 to 1.00%)
Cu is an extremely important element that remarkably exhibits corrosion resistance to sulfuric acid and hydrochloric acid. In order to secure corrosion resistance in an acidic environment, it is necessary to set the Cu content to 0.10% or more. The Cu content is preferably 0.15% or more, more preferably 0.20% or more. On the other hand, if the Cu content exceeds 1.00%, the hot workability deteriorates and the manufacturability is impaired, so the content is made 1.00% or less. The Cu content is preferably 0.90% or less, more preferably 0.80% or less.

(Al:0.005〜0.10%)
Alは、脱酸剤であり、0.005%以上を含有させることが必要である。好ましくはAl量を0.015%以上、より好ましくは、Al量を0.019%以上とする。一方、Alを過剰に含有させると、介在物の増加によって、耐酸性を損なうため、Al量を0.10%以下とする。好ましくはAl量を0.050%以下とする。より好ましくは、Al量を0.040%以下とする。
(Al: 0.005-0.10%)
Al is a deoxidizing agent, and it is necessary to contain 0.005% or more. The Al amount is preferably 0.015% or more, and more preferably the Al amount is 0.019% or more. On the other hand, if Al is contained excessively, acid resistance is impaired by the increase of inclusions, so the Al content is made 0.10% or less. Preferably, the amount of Al is 0.050% or less. More preferably, the Al content is 0.040% or less.

(Cr:0.30〜3.00%)
CrはCuと同様に耐食性を向上させる元素である。特に、CrをCu、Tiと同時に含有させることで高温・高濃度となる酸性環境において優れた耐食性を発揮する。したがって、耐食性確保の観点から0.30%以上のCrを含有させることが必要である。好ましくはCr量を0.40%以上、より好ましくは0.50%以上とする。一方、Crを過剰に含有させると、腐食の起点となる窒化物の増加によって、耐酸性を損なうため、Cr量を3.00%以下とする。好ましくはCr量を1.60%以下、より好ましくはCr量を1.00%以下とする。
(Cr: 0.30 to 3.00%)
Cr, like Cu, is an element that improves corrosion resistance. In particular, by containing Cr at the same time as Cu and Ti, excellent corrosion resistance is exhibited in an acidic environment where the temperature is high and the concentration is high. Therefore, from the viewpoint of ensuring corrosion resistance, it is necessary to contain 0.30% or more of Cr. The Cr content is preferably 0.40% or more, more preferably 0.50% or more. On the other hand, if Cr is excessively contained, the amount of Cr is 3.00% or less because the acid resistance is impaired due to an increase in the nitride that becomes the starting point of corrosion. The Cr content is preferably 1.60% or less, and more preferably the Cr content is 1.00% or less.

(Ti:0.01〜0.15%)
Tiは、耐食性を向上させる元素である。特に、TiをCu、Crと同時に含有させることで酸性環境においてすぐれた耐食性を発揮する。したがって、耐食性を確保するために、Ti量を0.01%以上とすることが必要である。好ましくは、Ti量を0.02%以上、より好ましくは、0.03%以上とする。一方、Tiを過剰に含有させると、腐食の起点となる窒化物の増加によって、耐酸性を損なうため、Ti量を0.15%以下とする。好ましくはTi量を0.07%以下、より好ましくはTi量を0.05%以下とする。
(Ti: 0.01 to 0.15%)
Ti is an element that improves corrosion resistance. Particularly, by containing Ti at the same time as Cu and Cr, excellent corrosion resistance is exhibited in an acidic environment. Therefore, in order to secure the corrosion resistance, it is necessary to set the Ti amount to 0.01% or more. The Ti content is preferably 0.02% or more, and more preferably 0.03% or more. On the other hand, if Ti is contained excessively, the amount of Ti is set to 0.15% or less because the acid resistance is impaired due to an increase in the nitride that becomes the starting point of corrosion. The Ti content is preferably 0.07% or less, and more preferably the Ti content is 0.05% or less.

(P:0.050%以下)
Pは、不純物であり、鋼材の機械特性や製造性を低下させるため、P量を0.050%以下とする。好ましくは、P量を0.025%以下、より好ましくは、0.010%以下とする。P量の下限は限定しないが、コストの観点からP量は0.001%以上であってもよい。
(P: 0.050% or less)
P is an impurity and reduces the mechanical properties and manufacturability of the steel material, so the P amount is made 0.050% or less. Preferably, the P content is 0.025% or less, and more preferably 0.010% or less. The lower limit of the amount of P is not limited, but the amount of P may be 0.001% or more from the viewpoint of cost.

(S:0.030%以下)
Sは、不純物であり、熱間加工性や鋼材の機械特性を低下させるため、S量を0.030%以下とする。好ましくは、S量を0.015%以下、より好ましくは、0.010%以下とする。S量の下限は限定せず、0%でもよい。Sは、Cuと同時に含有させると、酸性環境での耐食性を向上させることから、S量は0.001%以上であってもよい。好ましくは、S量を0.004%以上、より好ましくは、0.008%以上とする。
(S: 0.030% or less)
S is an impurity and reduces the hot workability and the mechanical properties of the steel material, so the S content is made 0.030% or less. The S content is preferably 0.015% or less, more preferably 0.010% or less. The lower limit of the amount of S is not limited and may be 0%. When S is contained together with Cu, the corrosion resistance in an acidic environment is improved, so the S content may be 0.001% or more. The S content is preferably 0.004% or more, and more preferably 0.008% or more.

(N:0.0015〜0.0100%)
Nは、窒化物を形成する元素であり、Crを含有する場合、N量が過剰になると耐食性が低下することから、N量を0.0100%以下とする。好ましくはN量を0.0080%以下、より好ましくは0.0060%以下とする。一方、微細な窒化物は機械特性等の向上に有効であるため、N量を0.0015%以上とする。好ましくはN量を0.0020%以上とする。より好ましくは、N量を0.0025%以上とする。
(N: 0.0015 to 0.0100%)
N is an element that forms a nitride, and when Cr is contained, the corrosion resistance decreases when the N content becomes excessive, so the N content is set to 0.0100% or less. The N content is preferably 0.0080% or less, more preferably 0.0060% or less. On the other hand, fine nitrides are effective in improving mechanical properties and the like, so the N content is set to 0.0015% or more. The N content is preferably 0.0020% or more. More preferably, the amount of N is 0.0025% or more.

(O:0.0035%以下)
Oは、不純物であり、酸化物を生成する元素である。酸性環境において腐食の起点となる粗大な酸化物の生成を抑制するために、O量を0.0035%以下とする。より好ましくはO量を0.0030%以下、更に好ましくは0.0025%以下とする。コストの観点から、O量は、好ましくは、0.0005%以上、より好ましくは、0.0008%以上とする。
(O: 0.0035% or less)
O is an impurity and an element that forms an oxide. In order to suppress the formation of a coarse oxide that becomes a starting point of corrosion in an acidic environment, the amount of O is set to 0.0035% or less. The O content is more preferably 0.0030% or less, and further preferably 0.0025% or less. From the viewpoint of cost, the O content is preferably 0.0005% or more, and more preferably 0.0008% or more.

更に、酸性環境での耐食性を向上させるために、Mo、W、Ni、Sn、Sb、As及びCoからなる群から選択される1種又は2種以上を含有させることが好ましい。なお、これらの元素は、鋼材において必ずしも必須ではないことから、含有量の下限値は0%である。 Further, in order to improve the corrosion resistance in an acidic environment, it is preferable to contain one or more selected from the group consisting of Mo, W, Ni, Sn, Sb, As and Co. In addition, since these elements are not necessarily essential in the steel material, the lower limit of the content is 0%.

(Mo:0.10%以下)
Moは、Cu、Crと同時に含有させることにより、酸性環境での耐食性を向上させる元素である。特に、塩酸に対する耐食性を高めるために、例えば、Mo量を0.005%以上とすることができる。好ましくはMo量を0.02%以上、より好ましくは0.03%以上とする。一方、Moは高価な元素であるため、コストの観点から、Moの含有量を0.10%以下とする。より好ましくは、Mo量を0.08%以下、更に好ましくは0.05%以下とする。
(Mo: 0.10% or less)
Mo is an element that improves the corrosion resistance in an acidic environment by containing Cu and Cr at the same time. In particular, in order to improve the corrosion resistance to hydrochloric acid, the Mo content can be set to 0.005% or more. The Mo content is preferably 0.02% or more, more preferably 0.03% or more. On the other hand, since Mo is an expensive element, the Mo content is set to 0.10% or less from the viewpoint of cost. More preferably, the Mo content is 0.08% or less, further preferably 0.05% or less.

(W:0.10%以下)
Wは、Moと同様にCu、Crと同時に含有させることにより、酸性環境での耐食性を向上させる元素である。特に、塩酸に対する耐食性を高めるために、例えば、W量を0.005%以上としてもよい。好ましくはW量を0.01%以上、より好ましくは0.03%以上とする。一方、Wも高価な元素であるため、コストの観点から、Wの含有量を0.10%以下とする。より好ましくは、W量を0.08%以下、更に好ましくは0.05%以下とする。
(W: 0.10% or less)
W is an element that improves corrosion resistance in an acidic environment by including Cu and Cr at the same time as Mo. In particular, in order to enhance the corrosion resistance to hydrochloric acid, the W content may be 0.005% or more, for example. The W content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.03% or more. On the other hand, since W is also an expensive element, the W content is set to 0.10% or less from the viewpoint of cost. More preferably, the W content is 0.08% or less, and further preferably 0.05% or less.

(Ni:1.00%以下)
Niは、酸性環境での耐食性を向上させる元素であり、Cuを含有する場合、Niは製造性を高める効果を発現する。Cuは、耐食性を向上させる効果が大きいが、偏析し易く、単独で含有させると鋳造後の割れを助長する場合がある。これに対して、NiはCuの偏析を軽減する作用がある。Niを含有させると、Cu偏析起因の鋳片の割れの抑制に加えて、偏析に起因する局部腐食の発生も抑制されるため、耐食性を向上させる効果が顕著に発現される。好ましくはNi量を0.02%以上とし、より好ましくは0.10%以上、更に好ましくは0.20%以上とする。一方、Niは高価な元素であるため、コストの観点から、Ni量を1.00%以下とする。より好ましくはNi量を0.80%以下とする。
(Ni: 1.00% or less)
Ni is an element that improves corrosion resistance in an acidic environment, and when Cu is contained, Ni exerts an effect of enhancing manufacturability. Cu has a large effect of improving the corrosion resistance, but it is easily segregated, and if it is contained alone, it may promote cracking after casting. On the other hand, Ni has the effect of reducing the segregation of Cu. When Ni is contained, in addition to suppressing the cracking of the cast piece due to Cu segregation, the occurrence of local corrosion due to segregation is also suppressed, so that the effect of improving the corrosion resistance is remarkably exhibited. The Ni content is preferably 0.02% or more, more preferably 0.10% or more, still more preferably 0.20% or more. On the other hand, since Ni is an expensive element, the amount of Ni is 1.00% or less from the viewpoint of cost. More preferably, the Ni content is 0.80% or less.

(Sn:0.30%以下)
Snは、酸性環境での耐食性を向上させる元素であり、例えば、0.01%以上を含有させてもよい。好ましくはSn量を0.02%以上、より好ましくはSn量を0.05%以上とする。一方、Snを過剰に含有させると熱間加工性が低下するので、Sn量を0.30%以下とする。より好ましくはSn量を0.20%以下とする。
(Sn: 0.30% or less)
Sn is an element that improves the corrosion resistance in an acidic environment, and may be contained, for example, in an amount of 0.01% or more. The Sn content is preferably 0.02% or more, and more preferably the Sn content is 0.05% or more. On the other hand, if Sn is contained excessively, the hot workability deteriorates, so the Sn content is made 0.30% or less. More preferably, the Sn content is 0.20% or less.

(Sb:0.30%以下)
Sbは、Cuと同時に含有させると耐酸性を向上させる元素であり、酸性環境での耐食性を向上させるため、例えば、0.010%以上を含有させることができる。好ましくはSb量を0.050%以上、より好ましくは0.080%以上とする。一方、Sb量が0.30%を超えると熱間加工性が低下するので、Sb量を0.30%以下とする。より好ましくは、Sb量を0.15%以下とする。
(Sb: 0.30% or less)
Sb is an element that improves acid resistance when contained together with Cu, and improves corrosion resistance in an acidic environment. Therefore, for example, Sb can be contained at 0.010% or more. The Sb content is preferably 0.050% or more, more preferably 0.080% or more. On the other hand, if the Sb content exceeds 0.30%, the hot workability deteriorates, so the Sb content is set to 0.30% or less. More preferably, the Sb content is 0.15% or less.

(As:0.30%以下)
Asは、Sb、Snに比べて効果は顕著ではないが、酸性環境での耐食性の向上に有効な元素であり、例えば、0.01%以上を含有させてもよい。好ましくはAs量を0.02%以上、より好ましくはAs量を0.05%以上とする。一方、Asを過剰に含有させると熱間加工性が低下するので、As量を0.30%以下とする。より好ましくはAs量を0.20%以下、更に好ましくは0.10%以下とする。
(As: 0.30% or less)
Although As is less effective than Sb and Sn, it is an element effective in improving corrosion resistance in an acidic environment, and may be contained in an amount of 0.01% or more. The As amount is preferably 0.02% or more, more preferably the As amount is 0.05% or more. On the other hand, if As is excessively contained, hot workability is deteriorated, so the As amount is set to 0.30% or less. More preferably, the As amount is 0.20% or less, further preferably 0.10% or less.

(Co:0.30%以下)
Coは、Sb、Snに比べて効果は顕著ではないが、酸性環境での耐食性を向上させる元素であり、例えば、0.01%以上を含有させてもよい。好ましくはCo量を0.02%以上、より好ましくはCo量を0.05%以上とする。一方、Coを過剰に含有させると経済性が低下するので、Co量を0.30%以下とする。より好ましくはCo量を0.20%以下、更に好ましくは0.10%以下とする。
(Co: 0.30% or less)
Although Co is not so effective as Sb and Sn, it is an element that improves corrosion resistance in an acidic environment, and may be contained in an amount of 0.01% or more. The Co content is preferably 0.02% or more, and more preferably the Co content is 0.05% or more. On the other hand, if Co is contained excessively, the economical efficiency is lowered, so the Co content is made 0.30% or less. The Co content is more preferably 0.20% or less, and further preferably 0.10% or less.

更に、機械特性などを向上させるために、Nb、V、Zr、Ta及びBからなる群から選択される1種又は2種以上を含有させることが好ましい。なお、これらの元素は、鋼材において必ずしも必須ではないことから、含有量の下限値は0%である。 Further, in order to improve mechanical properties and the like, it is preferable to contain one or more selected from the group consisting of Nb, V, Zr, Ta and B. In addition, since these elements are not necessarily essential in the steel material, the lower limit of the content is 0%.

(Nb:0.10%以下)
Nbは、Tiと同様に、窒化物を形成する元素であり、結晶粒の微細化や強度の向上を目的として、例えば、0.001%以上を含有させてもよい。好ましくはNb量を0.003%以上とし、より好ましくは0.005%とする。一方、0.10%超のNbを含有させると、機械特性が劣化することがあるため、Nb量を0.10%以下とする。より好ましくはNb量を0.050%以下、更に好ましくは0.030%以下、より一層好ましくは0.020%以下とする。
(Nb: 0.10% or less)
Nb, like Ti, is an element that forms a nitride, and may be contained in an amount of 0.001% or more for the purpose of refining crystal grains and improving strength. The Nb content is preferably 0.003% or more, and more preferably 0.005%. On the other hand, if the content of Nb exceeds 0.10%, the mechanical properties may deteriorate, so the Nb content is set to 0.10% or less. The Nb content is more preferably 0.050% or less, still more preferably 0.030% or less, still more preferably 0.020% or less.

(V:0.10%以下)
Vは、Ti、Nbと同様、窒化物を形成する元素であり、主に、析出強化による強度の改善のために含有させてもよい。析出強化の効果を得るためには、V量を0.001%以上とすることが好ましい。より好ましくは、V量を0.003%以上とする。一方、0.10%超のVを含有させると、機械特性が劣化することがあるため、V量を0.10%以下とする。より好ましくはV量を0.050%以下、更に好ましくは0.030%以下、より一層好ましくは0.020%以下とする。
(V: 0.10% or less)
V is an element that forms a nitride, like Ti and Nb, and may be contained mainly for improving the strength by precipitation strengthening. In order to obtain the effect of precipitation strengthening, the V content is preferably 0.001% or more. More preferably, the V content is 0.003% or more. On the other hand, if V is contained in an amount of more than 0.10%, mechanical properties may deteriorate, so the V content is set to 0.10% or less. The V content is more preferably 0.050% or less, still more preferably 0.030% or less, still more preferably 0.020% or less.

(Zr:0.050%以下)
Zrは、Ti、Nb、Vと同様、窒化物を形成する元素であり、主に、析出強化による強度の改善のために含有させることができる。析出強化の効果を得るために、Zr量を0.005%以上とすることが好ましい。より好ましくは、Zr量を0.010%以上とする。一方、Zrは高価な元素であり、また、0.050%超のZrを含有させると、機械特性が劣化することがあるため、Zr量を0.050%以下とする。より好ましくはZr量を0.040%以下、更に好ましくは0.030%以下、より一層好ましくは0.020%以下とする。
(Zr: 0.050% or less)
Zr is an element that forms a nitride, like Ti, Nb, and V, and can be contained mainly for improving the strength by precipitation strengthening. In order to obtain the effect of precipitation strengthening, the Zr content is preferably 0.005% or more. More preferably, the Zr content is 0.010% or more. On the other hand, Zr is an expensive element, and if Zr of more than 0.050% is contained, mechanical properties may deteriorate, so the Zr content is set to 0.050% or less. The amount of Zr is more preferably 0.040% or less, further preferably 0.030% or less, still more preferably 0.020% or less.

(Ta:0.050%以下)
Taは、強度の向上に寄与する元素であり、例えば、0.001%以上を含有させてもよい。また、メカニズムは必ずしも明らかでないが、Taは耐食性の向上にも寄与することがわかった。そのため、好ましくはTa量を0.005%以上とする。より好ましくは、Ta量を0.010%以上とする。一方、Taを過剰に含有させるとコストが上昇するため、Ta量を0.050%以下とする。より好ましくはTa量を0.040%以下、更に好ましくは0.030%以下、より一層好ましくは0.020%以下とする。
(Ta: 0.050% or less)
Ta is an element that contributes to the improvement of strength, and may be contained in an amount of 0.001% or more, for example. Further, although the mechanism is not always clear, it was found that Ta also contributes to the improvement of corrosion resistance. Therefore, the Ta amount is preferably 0.005% or more. More preferably, the Ta amount is 0.010% or more. On the other hand, if Ta is contained excessively, the cost increases, so the Ta amount is made 0.050% or less. The Ta content is more preferably 0.040% or less, still more preferably 0.030% or less, still more preferably 0.020% or less.

(B:0.010%以下)
Bは、焼入性を向上させ、強度を高める元素である。焼入性向上による強度向上効果を得るためには、B量を0.0003%以上にすることが好ましい。より好ましくはB量を0.0005%以上とする。一方、0.010%を超えるBを含有させても、効果が飽和し、母材、HAZ(heat affected zone:溶接熱影響部)の靭性が低下する場合があるため、B量を0.010%以下とする。より好ましくはB量を0.0050%以下、更に好ましくは0.0030%以下、より一層好ましくは0.0020%以下とする。
(B: 0.010% or less)
B is an element that improves hardenability and strength. In order to obtain the strength improving effect by improving the hardenability, the B content is preferably 0.0003% or more. More preferably, the B content is 0.0005% or more. On the other hand, even if B is contained in an amount of more than 0.010%, the effect is saturated and the toughness of the base material and HAZ (heat affected zone) may decrease, so the B content is set to 0.010. % Or less. The B content is more preferably 0.0050% or less, still more preferably 0.0030% or less, still more preferably 0.0020% or less.

更に、脱酸や介在物の制御を目的として、Ca、Mg及びREM(希土類元素)からなる群から選択される1種又は2種以上を含有させることが好ましい。なお、これらの元素は、鋼材において必ずしも必須ではないことから、含有量の下限値は0%である。 Further, for the purpose of controlling deoxidation and inclusions, it is preferable to contain one or more selected from the group consisting of Ca, Mg and REM (rare earth elements). In addition, since these elements are not necessarily essential in the steel material, the lower limit of the content is 0%.

(Ca:0.010%以下)
Caは、主に硫化物の形態の制御に用いられる元素であり、また、微細な酸化物を形成させるために、例えば、0.0005%以上を含有させてもよい。好ましくはCa量を0.001%以上、より好ましくは0.002%以上とする。一方、0.010%を超えるCaを含有させると機械特性が損なわれる場合があるため、Ca量を0.010%以下とする。より好ましくはCa量を0.005%以下とする。
(Ca: 0.010% or less)
Ca is an element mainly used for controlling the form of sulfide, and may be contained in an amount of 0.0005% or more for forming a fine oxide. The amount of Ca is preferably 0.001% or more, more preferably 0.002% or more. On the other hand, if Ca is contained in excess of 0.010%, mechanical properties may be impaired, so the amount of Ca is made 0.010% or less. More preferably, the Ca content is 0.005% or less.

(Mg:0.010%以下)
Mgは、微細な酸化物を形成させるために、例えば、0.0001%以上を含有させてもよい。好ましくはMg量を0.0003%以上、より好ましくは0.0005%以上とする。一方、製造コストの観点から、Mg量を0.010%以下とする。より好ましくはMg量を0.005%以下、更に好ましくは0.003%以下とする。
(Mg: 0.010% or less)
In order to form a fine oxide, Mg may be contained in an amount of 0.0001% or more. The Mg content is preferably 0.0003% or more, more preferably 0.0005% or more. On the other hand, from the viewpoint of manufacturing cost, the amount of Mg is 0.010% or less. The Mg content is more preferably 0.005% or less, and further preferably 0.003% or less.

(REM:0.010%以下)
REM(希土類元素)は、主に脱酸に用いられる元素であり、微細な酸化物を形成させるために、例えば、0.0001%以上を含有させてもよい。好ましくはREM量を0.0003%以上、より好ましくは0.0005%以上とする。一方、製造コストの観点から、REM量を0.010%以下とする。より好ましくはREM量を0.005%以下、更に好ましくは0.003%以下とする。
(REM: 0.010% or less)
REM (rare earth element) is an element mainly used for deoxidation, and in order to form a fine oxide, 0.0001% or more may be contained. The REM content is preferably 0.0003% or more, more preferably 0.0005% or more. On the other hand, from the viewpoint of manufacturing cost, the REM amount is set to 0.010% or less. The REM content is more preferably 0.005% or less, and further preferably 0.003% or less.

REMとしては、具体的にはSc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLuが挙げられ、これらのうち1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて含有させることができる。2種類以上の希土類元素を含有させる場合、例えば、分離精製前の混合希土類元素(ミッシュメタル)や、ジジム合金(Nd及びPrからなる合金)のような希土類元素の混合物や化合物を用いてもよい。また、2種類以上の希土類元素を含有させる場合において、上記REM量は、すべての希土類元素の総量を意味する。 Specific examples of REM include Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu, and one of these is used. Can be contained alone or in combination of two or more. In the case of containing two or more kinds of rare earth elements, for example, a mixed rare earth element (Misch metal) before separation and purification, or a mixture or compound of rare earth elements such as didymium alloy (alloy made of Nd and Pr) may be used. .. Further, when two or more kinds of rare earth elements are contained, the REM amount means the total amount of all rare earth elements.

本実施形態に係る鋼材の化学組成の残部は、鉄(Fe)及び不純物である。不純物とは、鋼材を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料その他の要因により混入する成分であって、本実施形態に係る鋼材に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。ただし、不純物のうち、P、S、N及びOについては、上述のように上限を制限する必要がある。 The balance of the chemical composition of the steel material according to this embodiment is iron (Fe) and impurities. Impurity means a component that is mixed in by raw materials such as ores and scraps when industrially manufacturing steel products, and other factors, and is allowed as long as it does not adversely affect the steel products according to the present embodiment. To do. However, it is necessary to limit the upper limits of P, S, N, and O among the impurities as described above.

本実施形態に係る鋼材は、耐酸性、溶接性及び強度を向上させるために、特定の元素の関係を制御することが必要である。 In the steel material according to this embodiment, it is necessary to control the relationship of specific elements in order to improve acid resistance, weldability and strength.

(BI:33.0〜81.0)
耐酸性腐食指数BIは、下記式(1)に示されるように、Cr原子の数とN原子の数の比である。即ち、Cr/52、N/14は、それぞれ、Cr、Nの含有量を各元素の質量数で除した項である。耐酸性腐食指数BIは、鋼材表面で腐食起点となりやすい窒化物を抑制するために重要である。Crは、耐酸性の向上に有効であるものの、含有量が過剰であると腐食の起点となる窒化物を形成しやすくなるため、耐酸性を顕著に向上させるには、耐酸性腐食指数BIを81.0以下にすることが必要である。好ましくはBIを64.0以下、より好ましくは55.0以下、更に好ましくは51.0以下とする。一方、Crが不足すると、耐酸性の向上の効果が不十分になるため、耐酸性腐食指数BIを33.0以上にすることが必要である。好ましくはBIを36.0以上、より好ましくは40.0以上とする。
(BI: 33.0-81.0)
The acid corrosion resistance index BI is the ratio of the number of Cr atoms and the number of N atoms as shown in the following formula (1). That is, Cr/52 and N/14 are terms obtained by dividing the contents of Cr and N by the mass number of each element. The acid corrosion resistance index BI is important in order to suppress nitrides that are likely to become corrosion starting points on the surface of steel. Although Cr is effective in improving the acid resistance, if the content is excessive, it easily forms a nitride that becomes a starting point of corrosion. Therefore, in order to significantly improve the acid resistance, the acid corrosion index BI is It must be 81.0 or less. BI is preferably 64.0 or less, more preferably 55.0 or less, and further preferably 51.0 or less. On the other hand, if Cr is insufficient, the effect of improving the acid resistance becomes insufficient, so it is necessary to set the acid corrosion resistance index BI to 33.0 or more. The BI is preferably 36.0 or more, more preferably 40.0 or more.

BI=(Cr/52)/(N/14)… 式(1) BI=(Cr/52)/(N/14)... Formula (1)

(Ceq:0.180〜0.370)
Ceqは、硬さの上昇による溶接性の劣化を示す指標であり、溶接性を確保するために、0.370以下、好ましくは0.360以下、より好ましくは0.355以下とする。一方。Ceqが低すぎると機械特性が不十分になるため、0.180以上、好ましくは0.250以上、より好ましくは0.330以上とする。Ceqは、下記式(2)に示される指標である。
(Ceq: 0.180 to 0.370)
Ceq is an index showing deterioration of weldability due to increase in hardness, and is set to 0.370 or less, preferably 0.360 or less, and more preferably 0.355 or less in order to secure weldability. on the other hand. If Ceq is too low, the mechanical properties will be insufficient, so 0.180 or higher, preferably 0.250 or higher, more preferably 0.330 or higher. Ceq is an index represented by the following formula (2).

Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15 …式(2) Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15 Equation (2)

以上の式(1)及び式(2)において、Cr、N、C、Mn、Cu、Ni、Mo、及びVは、各元素の質量%に基づく含有量を示し、含有しない場合は0として計算する。 In the above formulas (1) and (2), Cr, N, C, Mn, Cu, Ni, Mo, and V indicate the content based on the mass% of each element, and if not contained, calculate as 0. To do.

続いて、本実施形態に係る鋼材の製造方法の例について説明する。本実施形態に係る鋼材には、熱間圧延を施し、更に必要に応じて冷間圧延を施して製造される鋼板、形鋼、鋼管などが含まれる。 Next, an example of the method for manufacturing a steel material according to this embodiment will be described. The steel material according to the present embodiment includes steel plates, shaped steels, steel pipes, etc. manufactured by hot rolling and, if necessary, cold rolling.

本実施形態に係る鋼材は、常法で鋼を溶製し、成分の調整後、鋳造して得られた鋼片を熱間圧延し、更に必要に応じて冷間圧延を施して製造される。熱間圧延後は、そのまま水冷するか、又は空冷した後、再加熱して焼入れてもよい。熱間圧延後は、コイル状に巻き取ってもよい。熱間圧延後、冷間圧延して、更に熱処理を施してもよい。 The steel material according to the present embodiment is manufactured by melting steel in a conventional method, adjusting the composition, hot rolling the steel piece obtained by casting, and further subjecting it to cold rolling as necessary. .. After hot rolling, it may be water-cooled as it is, or may be air-cooled and then reheated and quenched. After hot rolling, it may be wound into a coil. After hot rolling, cold rolling may be performed and further heat treatment may be performed.

鋼管を製造する場合は、鋼板を管状に成形して溶接してもよく、UO鋼管、電縫鋼管、鍛接鋼管、スパイラル鋼管などにすることができる。鋼片に熱間押出や穿孔圧延を施して製造されるシームレス鋼管も本実施形態に含まれる。 When manufacturing a steel pipe, a steel plate may be formed into a tubular shape and welded, and a UO steel pipe, an electric resistance welded steel pipe, a forged steel pipe, a spiral steel pipe, or the like may be used. This embodiment also includes a seamless steel pipe manufactured by subjecting a steel slab to hot extrusion or piercing and rolling.

本実施形態に係る鋼材は、重油、石炭などの化石燃料、液化天然ガスなどのガス燃料、都市ごみなどの一般廃棄物、廃油、プラスチック、排タイヤなどの産業廃棄物及び下水汚泥などを燃焼させるボイラーの排煙設備に使用することができる。具体的には、排煙設備の煙道ダクト、ケーシング、熱交換器、2基の熱交換器(熱回収器及び再加熱器)で構成されるガス‐ガスヒータ、脱硫装置、電気集塵機、誘引送風機、回転再生式空気予熱器のバスケット材及び伝熱エレメント板などに好適に使用することができる。 The steel material according to the present embodiment burns heavy oil, fossil fuel such as coal, gas fuel such as liquefied natural gas, general waste such as municipal waste, waste oil, plastic, industrial waste such as exhaust tire, and sewage sludge. It can be used for smoke exhaust equipment of boilers. Specifically, a flue duct of a smoke exhaust facility, a casing, a heat exchanger, a gas-gas heater consisting of two heat exchangers (heat recovery unit and reheater), a desulfurization device, an electric dust collector, and an induced blower. It can be preferably used as a basket material and a heat transfer element plate of a rotary regeneration air preheater.

以下、本発明の実施例を挙げながら、本発明の技術的内容について更に説明する。なお、以下に示す実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。また本発明は、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。 Hereinafter, the technical contents of the present invention will be further described with reference to Examples of the present invention. The conditions in the following examples are one condition example adopted to confirm the feasibility and effects of the present invention, and the present invention is not limited to this one condition example. The present invention can employ various conditions without departing from the gist of the present invention.

表1、表2に示す化学組成の鋼を溶製し、鋼塊を1150℃で2時間加熱後、熱間圧延を行って空冷し、厚みが20mmの鋼板を製造した。なお、表1、表2に示す各鋼の化学組成の残部は、鉄及び不純物である。 Steels having the chemical compositions shown in Tables 1 and 2 were melted, the steel ingots were heated at 1150° C. for 2 hours, then hot-rolled and air-cooled to manufacture steel plates having a thickness of 20 mm. The balance of the chemical composition of each steel shown in Tables 1 and 2 is iron and impurities.

Figure 2020111790
Figure 2020111790

Figure 2020111790
Figure 2020111790

得られた各鋼板から25×25×4mmの試験片を板厚中央部から採取し、湿式#400研磨で仕上げ、耐食性評価用の試験片とした。耐食性の評価は硫酸浸漬試験及び塩酸浸漬試験によって行った。硫酸浸漬試験は、70℃の50%硫酸水溶液に5時間浸漬し、塩酸浸漬試験は、40℃の3.6%塩酸水溶液中に5時間浸漬し、それぞれ腐食減量によって評価した。 A test piece of 25×25×4 mm was taken from each of the obtained steel plates from the center of the plate thickness and finished by wet #400 polishing to obtain a test piece for corrosion resistance evaluation. The corrosion resistance was evaluated by a sulfuric acid immersion test and a hydrochloric acid immersion test. The sulfuric acid immersion test was conducted by immersing in a 50% sulfuric acid aqueous solution at 70° C. for 5 hours, and the hydrochloric acid immersion test was conducted by immersing in a 3.6% hydrochloric acid aqueous solution at 40° C. for 5 hours, and evaluated by corrosion weight loss.

比較例AAを基準として、30%以上耐食性が向上した(腐食減量が比較例AAの70%以下に低下した)ものを○、50%以上耐食性が向上した(腐食減量が比較例AAの50%以下に低下した)ものを◎、30%未満(腐食減量が比較例AAの70%超)のものを×とした。 With reference to Comparative Example AA, those having improved corrosion resistance of 30% or more (corrosion weight loss decreased to 70% or less of Comparative Example AA) were evaluated as ◯, and corrosion resistance of 50% or more improved (Corrosion weight loss of 50% of Comparative Example AA). (Reduced below) was marked with ⊚, and less than 30% (corrosion weight loss over 70% of Comparative Example AA) was marked with x.

また、JIS Z 3158:2016に基づきy型溶接割れ試験を行った。試験片は20mmtを用い、電流170Aで両面側から溶接後、所定の時間が経過してから表面及び断面の割れの有無を確認した。また、JIS Z 2241:2011に準拠して引張試験片を作製し、引張試験を行って引張強度を求めた。引張強度が400MPa以上のものを○、400MPa未満のものを×とした。結果を表3に示す。 Further, a y-type weld cracking test was conducted based on JIS Z 3158:2016. The test piece used was 20 mmt, and after welding at a current of 170 A from both sides, the presence or absence of cracks on the surface and cross section was confirmed after a lapse of a predetermined time. In addition, a tensile test piece was prepared according to JIS Z 2241:2011, and a tensile test was performed to determine the tensile strength. A sample having a tensile strength of 400 MPa or more was evaluated as ◯, and a sample having a tensile strength of less than 400 MPa was evaluated as x. The results are shown in Table 3.

Figure 2020111790
Figure 2020111790

表3に示すとおり、供試材A〜Zは成分、BI値、Ceq値が本発明の範囲内であり、塩酸及び硫酸に対する耐食性、溶接性、強度が全て良好である。一方、供試材AA〜AGは成分、BI値、Ceq値、Cu、Cr又はTiの何れかが本発明の範囲外であり、塩酸及び硫酸に対する耐食性、加工性、溶接性、強度の何れかが低下している。 As shown in Table 3, the test materials A to Z have components, BI values, and Ceq values within the ranges of the present invention, and have good corrosion resistance to hydrochloric acid and sulfuric acid, weldability, and strength. On the other hand, in the test materials AA to AG, any of the components, BI value, Ceq value, Cu, Cr or Ti is outside the scope of the present invention, and any one of corrosion resistance to hydrochloric acid and sulfuric acid, workability, weldability, and strength. Is falling.

供試材AAは、塩酸腐食試験及び硫酸腐食試験の評価の基準とした鋼であるが、BI値が本発明に規定される上限値を超えているため、本発明の鋼に比べて塩酸及び硫酸に対する耐食性が低下している。供試材ABはBI値が本発明に規定される下限値を下回っているため、本発明の鋼に比べて塩酸及び硫酸に対する耐食性が低下している。本発明に規定されるCu、Crの下限値を下回っている供試材AE、AFも、本発明の鋼に比べて塩酸及び硫酸に対する耐食性が低下している。また、本発明に規定されるTiの上限値を上回っている供試材AGも、本発明の鋼に比べて塩酸及び硫酸に対する耐食性が低下している。 The test material AA is a steel used as a standard for evaluation of the hydrochloric acid corrosion test and the sulfuric acid corrosion test, but since the BI value exceeds the upper limit defined by the present invention, hydrochloric acid and Corrosion resistance to sulfuric acid is reduced. Since the BI value of the test material AB is lower than the lower limit value specified in the present invention, the corrosion resistance to hydrochloric acid and sulfuric acid is lower than that of the steel of the present invention. The test materials AE and AF having lower limits of Cu and Cr defined in the present invention also have lower corrosion resistance to hydrochloric acid and sulfuric acid than the steel of the present invention. Further, the test material AG which exceeds the upper limit value of Ti defined in the present invention also has lower corrosion resistance to hydrochloric acid and sulfuric acid than the steel of the present invention.

供試材ACはCeqが小さく、強度が不十分である。一方、Ceqが大きい供試材ADは溶接性が低下している。 The sample material AC has a small Ceq and insufficient strength. On the other hand, the weldability of the test material AD having a large Ceq is deteriorated.

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiment of the present invention has been described above in detail, but the present invention is not limited to this example. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.

本発明の鋼材は、重油、石炭などの化石燃料、液化天然ガスなどのガス燃料、都市ごみなどの一般廃棄物、廃油、プラスチック、排タイヤなどの産業廃棄物及び下水汚泥などを燃焼させるボイラーの排煙設備に使用することができる。具体的には、排煙設備の煙道ダクト、ケーシング、熱交換器、2基の熱交換器(熱回収器及び再加熱器)で構成されるガス-ガスヒータ、脱硫装置、電気集塵機、誘引送風機、回転再生式空気予熱器のバスケット材及び伝熱エレメント板などに好適に使用することができる。
The steel material of the present invention is used in boilers that burn heavy oil, fossil fuels such as coal, gas fuels such as liquefied natural gas, general waste such as municipal waste, waste oil, plastics, industrial waste such as exhaust tires, and sewage sludge. It can be used for smoke exhaust equipment. Specifically, a flue duct of a smoke exhaust facility, a casing, a heat exchanger, a gas-gas heater composed of two heat exchangers (heat recovery unit and reheater), a desulfurization device, an electric dust collector, and an induced blower. It can be preferably used as a basket material and a heat transfer element plate of a rotary regeneration air preheater.

Claims (4)

質量%で、
C:0.010〜0.20%、
Si:0.040〜0.70%、
Mn:0.20〜1.00%、
Cu:0.10〜1.00%、
Al:0.005〜0.10%、
Cr:0.30〜3.00%、
Ti:0.01〜0.15%、
P:0.050%以下、
S:0.030%以下、
N:0.0015〜0.0100%、及び、
O:0.0035%以下、
を含有し、残部がFe及び不純物からなり、下記式(1)で求められるBIが33.0〜81.0であり、かつ下記式(2)で求められるCeqが0.180〜0.370であることを特徴とする、鋼材。
BI=(Cr/52)/(N/14) … 式(1)
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15 … (2)
ここで、式中、Cr、N、C、Mn、Cu、Ni、Mo、及びVは各元素の質量%に基づく含有量を示し、含有しない場合は0である。
In mass %,
C: 0.010 to 0.20%,
Si: 0.040 to 0.70%,
Mn: 0.20 to 1.00%,
Cu: 0.10 to 1.00%,
Al: 0.005-0.10%,
Cr: 0.30 to 3.00%,
Ti: 0.01 to 0.15%,
P: 0.050% or less,
S: 0.030% or less,
N: 0.0015 to 0.0100%, and
O: 0.0035% or less,
Of which the balance is Fe and impurities, the BI calculated by the following formula (1) is 33.0 to 81.0, and the Ceq calculated by the following formula (2) is 0.180 to 0.370. Steel material characterized by being.
BI=(Cr/52)/(N/14)... Formula (1)
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15 (2)
Here, in the formula, Cr, N, C, Mn, Cu, Ni, Mo, and V represent the contents based on the mass% of each element, and are 0 when they are not contained.
更に、質量%で、
Mo:0.10%以下、
W:0.10%以下、
Ni:1.00%以下、
Sn:0.30%以下、
Sb:0.30%以下、
As:0.30%以下、及び、
Co:0.30%以下、
からなる群から選択される1種又は2種以上を含有することを特徴とする、請求項1に記載の鋼材。
Furthermore, in mass%,
Mo: 0.10% or less,
W: 0.10% or less,
Ni: 1.00% or less,
Sn: 0.30% or less,
Sb: 0.30% or less,
As: 0.30% or less, and
Co: 0.30% or less,
The steel material according to claim 1, containing one or more selected from the group consisting of:
更に、質量%で、
Nb:0.10%以下、
V:0.10%以下、
Zr:0.050%以下、
Ta:0.050%以下、及び、
B:0.010%以下、
からなる群から選択される1種又は2種以上を含有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の鋼材。
Furthermore, in mass%,
Nb: 0.10% or less,
V: 0.10% or less,
Zr: 0.050% or less,
Ta: 0.050% or less, and
B: 0.010% or less,
The steel material according to claim 1 or 2, containing one or more selected from the group consisting of:
更に、質量%で、
Ca:0.010%以下、
Mg:0.010%以下、及び、
REM:0.010%以下、
からなる群から選択される1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の鋼材。
Furthermore, in mass%,
Ca: 0.010% or less,
Mg: 0.010% or less, and
REM: 0.010% or less,
The steel material according to any one of claims 1 to 3, containing one or more selected from the group consisting of:
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