JP2021001366A - 係留チェーンおよび船舶 - Google Patents
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
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Abstract
Description
前記係留チェーンの一端側に用いられる鋼材の化学組成が、質量%で、
C:0.06〜0.45%、
Si:0.6%以下、
Mn:0.3〜2.5%、
P:0.1%以下、
S:0.05%以下、
Al:0.1%以下、
N:0.01%以下、
Cr:0.1%を超えて7.0%以下、
Sn:0〜0.5%、
Sb:0〜0.5%、
Cu:0〜1.0%、
Ni:0〜5.0%、
Mo:0〜1.0%、
W:0〜1.0%、
V:0〜1.0%、
Ca:0〜0.01%、
Mg:0〜0.01%、
REM:0〜0.01%、
Nb:0〜0.1%、
Ti:0〜0.1%、
B:0〜0.01%、
残部:Feおよび不純物であり、
前記係留チェーンの他端側に用いられる鋼材の化学組成が、質量%で、
C:0.06〜0.45%、
Si:0.6%以下、
Mn:0.3〜2.5%、
P:0.1%以下、
S:0.05%以下、
Al:0.1%以下、
N:0.01%以下、
Cr:0.1%以下、
Cu:0〜1.0%、
Ni:0〜5.0%、
Sn:0〜0.5%、
Sb:0〜0.5%、
Mo:0〜1.0%、
W:0〜1.0%、
V:0〜1.0%、
Ca:0〜0.01%、
Mg:0〜0.01%、
REM:0〜0.01%、
Nb:0〜0.1%、
Ti:0〜0.1%、
B:0〜0.01%、
残部:Feおよび不純物であり、
かつ前記係留チェーンの他端側に用いられる鋼材の化学組成が、下記(i)式を満足する、係留チェーン。
0.01≦Cu+Ni+Sn+Sb+Mo+W ・・・(i)
但し、上記式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。
下記(ii)式を満足する、
上記(1)に記載の係留チェーン。
(1−2.13Cr){1+0.35(C−0.30)}≦0.80・・・(ii)
但し、上記式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。
下記(iii)および(iv)式を満足する、
上記(1)に記載の係留チェーン。
0.01≦Sn+Sb ・・・(iii)
1−1.31Cr−3.54Sn−3.03Sb≦0.80 ・・・(iv)
但し、上記式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。
Cu:0.01〜1.0%、
Ni:0.01〜5.0%、を含有し、
下記(v)および(vi)式を満足する、
上記(1)に記載の係留チェーン。
(1−1.35Cu)(1−0.37Ni)+0.25Cr≦0.80・・・(v)
Cu/Ni≦5.0・・・(vi)
但し、上記式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。
Sn:0.01〜0.5%、
Cu:0〜0.1%、を含有し、
下記(vii)および(viii)式を満足する、
上記(1)に記載の係留チェーン。
1−3.26Sn+0.25Cr≦0.80・・・(vii)
Sn/Cu≧1.0・・・(viii)
但し、上記式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。
Mo:0.01〜1.0%、を含有し、
下記(ix)式を満足する、
上記(1)に記載の係留チェーン。
1−2.17Mo+0.25Cr≦0.80・・・(ix)
但し、上記式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。
W:0.01〜1.0%、を含有し、
下記(x)式を満足する、
上記(1)に記載の係留チェーン。
1−4.32W+0.25Cr≦0.80・・・(x)
但し、上記式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。
係留チェーンは、環状のリンクが複数連結された状態で構成される。一つのリンクは、鋼材に曲げ加工を施し、フラッシュバット溶接等を施すことで、環状に成形され、作製される。なお、リンクの中央にスタッドを取り付けてもよい。上記リンクは、前後のリンクに対し、90°回転した位置で連結される。このようにリンクを連結させ作製された係留チェーンは、その一端に碇が取り付けられる。
上述したように、係留チェーンの碇が取り付けられる側、つまり一端側は、航行中はデッキ上に据え置かれた状態になる。デッキ上は、大気環境下でかつ、海水が飛散する環境である。このため、係留チェーンの一端側では、塩分を含む海水で濡れ、その後、乾燥をするという過程を繰り返す腐食環境にある。そこで、係留チェーンの一端側に用いられる鋼材は、上記腐食環境に適した鋼材とし、化学組成を以下に記載の範囲とする。なお、以下の説明において、具体的に含有する元素の限定理由を記載するが、含有量についての「%」は、「質量%」を意味する。
Cは、強度を確保するために必要な元素である。係留チェーンとしての強度を確保するために、C含有量は0.06%以上とする。しかしながら、C含有量が0.45%を超えると、母材および溶接熱影響部の靭性が著しく低下する。このため、C含有量は、0.45%以下とする。C含有量は0.07%以上であるのが好ましく、0.08%以上であるのがより好ましい。また、C含有量は0.42%以下とするのが好ましく、0.40%以下とするのがより好ましい。
Siは、脱酸のために必要な元素であるが、0.6%を超えて含有させると、係留チェーンの溶接熱影響部の靭性が低下する。このため、Si含有量は0.6%以下とする。なお、靭性の観点からSi含有量はより低いほうが望ましい。この場合、Si含有量は0.55%以下とするのが好ましく、0.50%以下とするのがより好ましい。一方、Si含有量を過度に低減すると、脱酸の効果が十分に得られなくなるため、Si含有量は0.01%以上とするのが好ましい。
Mnは、強度を確保するために必要な元素である。強度を確保するために、Mn含有量は0.3%以上とする。しかしながら、Mnを、2.5%を超えて含有させると、靭性が著しく低下する。このため、Mn含有量は2.5%以下とする。Mn含有量は0.35%以上とするのが好ましく、0.4%以上とするのがより好ましい。また、Mn含有量は2.4%以下とするのが好ましく、2.3%以下とするのがより好ましい。
Pは不純物として粒界に偏析し、靭性を低下させる元素である。そして、P含有量が0.1%を超えると靭性が著しく低下する。このため、P含有量は0.1%以下とする。P含有量は少なければ少ないほど好ましい。P含有量は0.08%以下とするのが好ましく、0.05%以下とするのがより好ましい。
Sは不純物として鋼中に存在し、MnSを形成する。このMnSは腐食の起点となり、耐食性を低下させる。このため、S含有量は0.05%以下とする。S含有量は少なければ少ないほど好ましい。S含有量は0.045%以下とするのが好ましく、0.04%以下とするのがより好ましい。
Alは脱酸剤として必要な元素であり、含有させることで脱酸効果が得られる。また、AlはNと結合し、AlNを形成することで、結晶粒を微細化させる。しかしながら、Alを、0.1%を超えて含有させると靭性の低下を招く。このため、Al含有量は0.1%以下とする。なお、Al含有量は0.08%以下とするのが好ましく、0.06%以下とするのがより好ましい。一方、上記効果を安定して得るために、Al含有量は0.005%以上とするのが好ましい。
Nは、Alと結合しAlNを形成することにより結晶粒を微細化させる効果がある。しかしながら、N含有量が0.01%を超えると靭性が低下する。このため、N含有量は0.01%以下とする。N含有量は0.008%以下とするのが好ましく、0.006%以下とするのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、N含有量は0.001%以上とするのが好ましい。
Crは、鋼材のコスト上昇を抑えつつ強度を高める作用を有する。また、Crは海水飛沫または降雨などによる濡れ環境において、鋼の溶出を著しく抑制する効果を有する。このため、Cr含有量は0.1%超とする。しかしながら、Cr含有量が7.0%を超えると靭性が著しく低下するとともに溶接性も低下する。このため、Cr含有量は7.0%以下とする。Cr含有量は0.2%以上とするのが好ましく、0.3%以上とするのがより好ましい。また、Cr含有量は6.5%以下とするのが好ましく、6.0%以下とするのがより好ましい。
(1−2.13Cr){1+0.35(C−0.30)}≦0.80・・・(ii)
但し、上記(ii)式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。
Sb:0〜0.5%
SnおよびSbは、薄膜水の形成により塩化物が濃化し腐食界面のpHが低下する環境で、イオンとして溶出し、インヒビター作用により鋼の溶解反応を著しく抑制する。このため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、SnおよびSbを過剰に含有させると、鋼材の靭性が低下する。このためSnおよびSbの含有量は、それぞれ0.5%以下とする。また、Sn含有量は0.4%以下とするのが好ましい。Sb含有量は0.4%以下とするのが好ましく、0.3%以下とするのがより好ましい。
0.01≦Sn+Sb ・・・(iii)
1−1.31Cr−3.54Sn−3.03Sb≦0.80 ・・・(iv)
但し、上記(iii)および(iv)式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。
Cuは、鋼の溶出を抑制し、耐食性を向上させる効果を有する。また、腐食により生成した腐食生成物の保護性が高いため、長期にわたり高い耐食性を保持する効果も有する。このため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Cu含有量が1.0%を超えると効果が飽和するばかりでなく靭性が低下する。このため、Cu含有量は1.0%以下とする。Cu含有量は0.8%以下とするのが好ましく、0.6%以下とするのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、Cu含有量は0.01%以上とするのが好ましく、0.03%以上とするのがより好ましく、0.05%以上とするのがさらに好ましい。
Niは薄膜水形成環境での鋼の溶出を著しく抑制し耐食性を向上させる効果を有する。このため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ni含有量が5.0%を超えると効果が飽和するばかりでなく、鋼材のコストが上昇する。このため、Ni含有量は5.0%以下とする。Ni含有量は4.5%以下であるのが好ましく、4.0%以下であるのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ni含有量は0.01%以上とするのが好ましく、0.05%以上であるのがより好ましく、0.1%以上であるのがさらに好ましい。
Moは、強度を高める作用を有する。また、Moは腐食環境において溶出したMoがモリブデン酸イオンを形成し、インヒビター作用により鋼の溶出を抑制する作用を有する。この結果、Moは耐食性を向上させる効果を有するため、必要に応じて含有させてもよい。
WもMoと同様の作用を有する。腐食環境において溶出したWがタングステン酸イオンを形成することで鋼の溶出を抑制する効果を有する。このため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、W含有量が1.0%を超えると効果が飽和するだけでなく靭性が低下する。このため、W含有量は1.0%以下とする。W含有量は0.8%以下とするのが好ましく、0.5%以下とするのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、W含有量は0.01%以上とするのが好ましく、0.03%以上とするのがより好ましく、0.05%以上とするのがさらに好ましい。
Vは腐食環境において溶出したVがバナジン酸イオンを形成することにより鋼の溶出を抑制する効果を有する。このため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、V含有量が1.0%を超えると効果が飽和するだけでなく靭性が低下する。このため、V含有量は1.0%以下とする。V含有量は0.8%以下とするのが好ましく、0.5%以下とするのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、V含有量は0.01%以上とするのが好ましく、0.03%以上とするのがより好ましく、0.05%以上とするのがさらに好ましい。
Caは、イオンとして溶出し、pHの低下が生じた腐食界面においてpHを上昇させる。この結果、腐食が抑制されるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ca含有量が0.01%を超えると効果が飽和するだけでなく靭性が低下する。このため、Ca含有量は0.01%以下とする。Ca含有量は0.008%以下とするのが好ましく、0.006%以下とするのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ca含有量は0.0001%以上とするのが好ましく、0.0003%以上とするのがより好ましく、0.0005%以上とするのがさらに好ましい。
Mgは、Caと同様、腐食界面のpHを上昇させることで腐食を抑制する効果を有する。このため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Mg含有量が0.01%を超えると効果が飽和するだけでなく靭性も低下する。このため、Mg含有量は0.01%以下とする。Mg含有量は0.008%以下とするのが好ましく、0.006%以下とするのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、Mg含有量は0.0001%以上とするのが好ましく、0.0003%以上とするのがより好ましく、0.0005%以上とするのがさらに好ましい。
REMは、CaおよびMgと同様、腐食界面のpHを上昇させることで腐食を抑制する効果を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、REM含有量が0.01%を超えると効果が飽和するだけでなく靭性も低下する。このため、REM含有量は0.01%以下とする。REM含有量は0.008%以下とするのが好ましく、0.006%以下とするのがより好ましい。
Nbは、強度を高める作用を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Nb含有量が0.1%を超えると靭性が低下する。このため、Nb含有量は0.1%以下とする。Nb含有量は0.08%以下とするのが好ましく、0.05%以下とするのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、Nb含有量は0.001%以上とするのが好ましく、0.003%以上とするのがより好ましく、0.005%以上とするのがさらに好ましい。
Tiは、Nと結合してTiNを形成することにより溶接熱影響部の靭性を向上させる。このため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ti含有量が0.1%を超えると効果が飽和する。このため、Ti含有量は0.1%以下とする。Ti含有量は0.08%以下であるのが好ましく、0.05%以下であるのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ti含有量は0.001%以上とするのが好ましく、0.005%以上とするのがより好ましく、0.01%以上とするのがさらに好ましい。
Bは、強度を高める作用を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、B含有量が0.01%を超えると靭性が低下する。このため、B含有量は0.01%以下とする。B含有量は0.008%以下とするのが好ましく、0.005%以下とするのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、B含有量は0.0001%以上とするのが好ましく、0.0003%以上とするのがより好ましく、0.0005%以上とするのがさらに好ましい。
上述したように、係留チェーンの碇が取り付けられない側、つまり他端側は、航行中はチェーンロッカー内に保管された状態になる。チェーンロッカー内は、相対湿度が50%RH程度を下回ることがなく、デッキ上と比較しても湿度が高い環境である。ここで、相対湿度が30%RH程度以上であれば、海水中に含まれる塩化マグネシウム等の塩化物が大気中の水分を取り込む、いわゆる潮解と呼ばれる現象が生じると考えられる。
Cは、強度を確保するために必要な元素である。係留チェーンとしての強度を確保するために、C含有量は0.06%以上とする。しかしながら、C含有量が0.45%を超えると、母材および溶接熱影響部の靭性が著しく低下する。このため、C含有量は0.45%以下とする。C含有量は、0.15%以上であるのが好ましく、0.17%以上であるのがより好ましく、0.20%以上であるのがさらに好ましい。また、C含有量は0.42%以下であるのが好ましく、0.40%以下であるのがより好ましい。
Siは、脱酸のために必要な元素であるが、0.6%を超えて含有させると溶接熱影響部の靭性が低下する。このため、Si含有量は0.6%以下とする。なお、靭性の観点からSi含有量はより低いほうが望ましい。この場合、Si含有量は0.55%以下とするのが好ましく、0.5%以下とするのがより好ましい。一方、Si含有量を過度に低減すると、脱酸の効果が十分に得られなくなるため、Si含有量は0.01%以上とするのが好ましい。
Mnは、強度を確保するために必要な元素である。強度を確保するために、Mn含有量は0.3%以上とする。しかしながら、Mnを、2.5%を超えて含有させると、靭性が著しく低下する。このため、Mn含有量は2.5%以下とする。Mn含有量は、1.0%以上とするのが好ましく、1.2%以上とするのがより好ましく、1.3%以上とするのがさらに好ましい。また、Mn含有量は2.4%以下とするのが好ましく、2.3%以下とするのがより好ましい。
Pは不純物として粒界に偏析し、靭性を低下させる元素である。そして、P含有量が0.1%を超えると靭性が著しく低下する。このため、P含有量は0.1%以下とする。P含有量は少なければ少ないほど好ましい。P含有量は0.08%以下とするのが好ましく、0.05%以下とするのがより好ましい。
Sは不純物として鋼中に存在し、MnSを形成する。このMnSは腐食の起点となり、耐食性を低下させる。このため、S含有量は0.05%以下とする。S含有量は少なければ少ないほど好ましい。S含有量は0.045%以下とするのが好ましく、0.04%以下とするのがより好ましい。
Alは脱酸剤として必要な元素であり、含有させることで脱酸効果が得られる。また、AlはNと結合し、AlNを形成することで、結晶粒を微細化させる。しかしながら、Alを、0.1%を超えて含有させると靭性の低下を招く。このため、Al含有量は0.1%以下とする。なお、Al含有量は0.08%以下とするのが好ましく、0.06%以下とするのがより好ましい。一方、上記効果を安定して得るために、Al含有量は0.005%以上とするのが好ましい。
Nは、Alと結合しAlNを形成することにより、結晶粒を微細化させる効果がある。しかしながら、N含有量が0.01%を超えると靭性が低下する。このため、N含有量は0.01%以下とする。N含有量は0.008%以下とするのが好ましく、0.006%以下とするのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、N含有量は0.001%以上とするのが好ましい。
Crは、鋼材のコスト上昇を抑えつつ強度を高める作用を有するが、塩化物が濃化する薄膜水形成環境において耐食性を著しく低下させる。このため、Cr含有量は0.1%以下とする。Cr含有量は0.08%以下とするのが好ましく、0.06%以下とするのがより好ましい。
Cuは、表面が濡れた状態における鋼の溶出を抑制する。さらに、Cuは薄膜水が形成し、塩化物が濃化する状態においても、鋼の溶出を著しく抑制する。この結果、Cuは耐食性を向上させる。また、腐食により生成した腐食生成物の保護性が高いため、長期にわたり高い耐食性を保持する効果も有する。このため、必要に応じて含有させてもよい。
Niは薄膜水形成環境での鋼の溶出を著しく抑制し耐食性を向上させる効果を有する。このため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ni含有量が5.0%を超えると効果が飽和するばかりでなく、鋼材のコストが上昇する。このため、Ni含有量は5.0%以下とする。Ni含有量は4.5%以下とするのが好ましく、4.0%以下とするのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ni含有量は0.01%以上とするのが好ましく、0.05%以上とするのがより好ましく、0.1%以上とするのがさらに好ましい。
Snは、薄膜水が形成し、腐食界面のpHが低下する環境において、イオンとして溶出し、インヒビター作用により鋼の溶解反応を著しく抑制する。この結果、Snは耐食性を向上させる効果を有するため、必要に応じて含有させてもよい。
SbはSnと同様、薄膜水形成環境において鋼の溶出を抑制する効果を有する。このため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Sbを、0.5%を超えて含有させると靭性が著しく低下する。このため、Sb含有量は0.5%以下とする。Sb含有量は0.4%以下とするのが好ましく、0.3%以下とするのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、Sb含有量は0.01%以上とするのが好ましく、0.03%以上ととするのがより好ましく、0.05%以上とするのがさらに好ましい。
Moは、強度を高める作用を有する。また、Moは腐食環境において溶出したMoがモリブデン酸イオンを形成し、インヒビター作用により鋼の溶出を抑制する作用を有する。この結果、Moは耐食性を向上させる効果を有するため、必要に応じて含有させてもよい。
WもMoと同様の作用を有する。腐食環境において溶出したWがタングステン酸イオンを形成することで鋼の溶出を抑制する効果を有する。このため、必要に応じて含有させてもよい。
0.01≦Cu+Ni+Sn+Sb+Mo+W ・・・(i)
但し、上記(i)式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。
Cu/Ni≦5.0・・・(vi)
但し、上記(v)および(vi)式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。
1−3.26Sn+0.25Cr≦0.80・・・(vii)
Sn/Cu≧1.0・・・(viii)
但し、上記(vii)および(viii)式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。
1−2.17Mo+0.25Cr≦0.80・・・(ix)
但し、上記(ix)式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。
1−4.32W+0.25Cr≦0.80・・・(x)
但し、上記(x)式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。
VもMoと同様の作用を有する。腐食環境において溶出したVがバナジン酸イオンを形成することにより鋼の溶出を抑制する効果を有する。このため、必要に応じて含有させてもよい。
Caは、イオンとして溶出し、pHの低下が生じた腐食界面においてpHを上昇させる。この結果、腐食が抑制されるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ca含有量が0.01%を超えると効果が飽和するだけでなく靭性が低下する。このため、Ca含有量は0.01%以下とする。Ca含有量は0.008%以下とするのが好ましく、0.006%以下とするのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ca含有量は0.0001%以上とするのが好ましく、0.0003%以上とするのがより好ましく、0.0005%以上とするのがさらに好ましい。
Mgは、Caと同様、腐食界面のpHを上昇させることで腐食を抑制する効果を有する。このため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Mg含有量が0.01%を超えると効果が飽和するだけでなく靭性も低下する。このため、Mg含有量は0.01%以下とする。Mg含有量は0.008%以下とするのが好ましく、0.006%以下とするのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、Mg含有量は0.0001%以上とするのが好ましく、0.0003%以上とするのがより好ましく、0.0005%以上とするのがさらに好ましい。
REMは、CaおよびMgと同様、腐食界面のpHを上昇させることで腐食を抑制する効果を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、REM含有量が0.01%を超えると、効果が飽和するだけでなく靭性も低下する。このため、REM含有量は0.01%以下とする。REM含有量は0.008%以下とするのが好ましく、0.006%以下とするのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、REM含有量は0.0001%以上とするのが好ましく、0.0003%以上とするのがより好ましく、0.0005%以上とするのがさらに好ましい。なお、本発明におけるREMの定義は、上述したとおりである。
Nbは、強度を高める作用を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Nb含有量が0.1%を超えると靭性が低下する。このため、Nb含有量は0.1%以下とする。Nb含有量は0.08%以下とするのが好ましく、0.05%以下とするのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、Nb含有量は0.001%以上とするのが好ましく、0.003%以上とするのがより好ましく、0.005%以上とするのがさらに好ましい。
Tiは、Nと結合してTiNを形成することにより、溶接熱影響部の靭性を向上させる。このため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ti含有量が0.1%を超えると効果が飽和する。このため、Ti含有量は0.1%以下とする。Ti含有量は0.08%以下とするのが好ましく、0.05%以下とするのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ti含有量は0.001%以上とするのが好ましく、0.005%以上とするのがより好ましく、0.01%以上とするのがさらに好ましい。
Bは、強度を高める作用を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、B含有量が0.01%を超えると靭性が低下する。このため、B含有量は0.01%以下とする。B含有量は0.008%以下とするのが好ましく、0.005%以下とするのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、B含有量は0.0001%以上とするのが好ましく、0.0003%以上とするのがより好ましく、0.0005%以上とするのがさらに好ましい。
4−1.鋼材の製造
以下、係留チェーンの一端側および他端側に用いられる鋼材の製造方法について、説明する。上記の一端側および他端側に用いられる化学組成を有する鋼塊を連続鋳造法により製造する。鋼塊は、造塊法によりインゴットにしてもよい(JIS G 0203:2009参照。)。
上記のようにして製造した棒鋼を素材として、600〜1100℃で加熱後に曲げ加工し、フラッシュバット溶接にて接合し接合部のバリ取りを行い、リンクを製造する。この工程を繰り返し、所定の長さのチェーンとする。なお、必要に応じスタッドを溶接により取り付けることができる。
その後、焼入れ、焼戻しを行なう。焼入れ処理の温度は800〜1100℃、時間は10分以上とし、その後水冷により冷却する。焼戻し処理の温度は450〜750℃、時間は10分以上とし、その後水冷により冷却する。これらの工程によって所望の形状を有する係留チェーンを製造する。
なお、本発明では、鋼を係留チェーンの形状に成形した後、表面に防食被覆(皮膜)を施してもよい。すなわち、係留チェーンの表面に防食被覆層が形成することになる。防食被覆層としては、その種類は限定されず、一般的なものを用いればよい。具体的には、Znめっき、Alめっき、Zn−Alめっき等に例示される防食めっき皮膜、Zn溶射、Al溶射等に例示される金属溶射皮膜、ビニルブチラール系、エポキシ系、ウレタン系、フタル酸系、ふっ素系、油性塗料、瀝青質系等に例示される一般の防食塗装皮膜等が挙げられる。
本発明に係る係留チェーンでは、係留チェーンの他端側に用いる鋼材については、チェーンロッカー内の使用環境を模擬した腐食試験1を実施する。一方、係留チェーンの一端側に用いる鋼材については、デッキ上での使用環境を模擬した腐食試験2を実施する。腐食試験1および2では、海水浸漬工程と乾燥湿潤工程とからなる処理を1サイクルとして、8サイクル(約8週間)実施する。海水浸漬工程では、試験片を1週間(7日)に1度、35℃の人工海水に15分浸漬させる。試験に用いた人工海水の組成は、NaCl:2.45%、MgCl2:1.11%、Na2SO4:0.41%、CaCl2:0.15%、KCl:0.07%、NaHCO3:0.02%、KBr:0.01%であった。なお、上記の人工海水の組成の%は、質量%を示している。続いて、乾燥湿潤工程では、湿度の低い状態である乾燥工程と湿度の高い状態である湿潤工程との二つの工程を実施する。
Claims (8)
- 一端に碇が取り付けられる係留チェーンであって、
前記係留チェーンの一端側に用いられる鋼材の化学組成が、質量%で、
C:0.06〜0.45%、
Si:0.6%以下、
Mn:0.3〜2.5%、
P:0.1%以下、
S:0.05%以下、
Al:0.1%以下、
N:0.01%以下、
Cr:0.1%を超えて7.0%以下、
Sn:0〜0.5%、
Sb:0〜0.5%、
Cu:0〜1.0%、
Ni:0〜5.0%、
Mo:0〜1.0%、
W:0〜1.0%、
V:0〜1.0%、
Ca:0〜0.01%、
Mg:0〜0.01%、
REM:0〜0.01%、
Nb:0〜0.1%、
Ti:0〜0.1%、
B:0〜0.01%、
残部:Feおよび不純物であり、
前記係留チェーンの他端側に用いられる鋼材の化学組成が、質量%で、
C:0.06〜0.45%、
Si:0.6%以下、
Mn:0.3〜2.5%、
P:0.1%以下、
S:0.05%以下、
Al:0.1%以下、
N:0.01%以下、
Cr:0.1%以下、
Cu:0〜1.0%、
Ni:0〜5.0%、
Sn:0〜0.5%、
Sb:0〜0.5%、
Mo:0〜1.0%、
W:0〜1.0%、
V:0〜1.0%、
Ca:0〜0.01%、
Mg:0〜0.01%、
REM:0〜0.01%、
Nb:0〜0.1%、
Ti:0〜0.1%、
B:0〜0.01%、
残部:Feおよび不純物であり、
かつ前記係留チェーンの他端側に用いられる鋼材の化学組成が、下記(i)式を満足する、係留チェーン。
0.01≦Cu+Ni+Sn+Sb+Mo+W ・・・(i)
但し、上記式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。 - 前記係留チェーンの一端側に用いられる鋼材の化学組成が、
下記(ii)式を満足する、
請求項1に記載の係留チェーン。
(1−2.13Cr){1+0.35(C−0.30)}≦0.80・・・(ii)
但し、上記式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。 - 前記係留チェーンの一端側に用いられる鋼材の化学組成が、
下記(iii)および(iv)式を満足する、
請求項1に記載の係留チェーン。
0.01≦Sn+Sb ・・・(iii)
1−1.31Cr−3.54Sn−3.03Sb≦0.80 ・・・(iv)
但し、上記式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。 - 前記係留チェーンの他端側に用いられる鋼材の化学組成が、質量%で、
Cu:0.01〜1.0%、
Ni:0.01〜5.0%、を含有し、
下記(v)および(vi)式を満足する、
請求項1に記載の係留チェーン。
(1−1.35Cu)(1−0.37Ni)+0.25Cr≦0.80・・・(v)
Cu/Ni≦5.0・・・(vi)
但し、上記式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。 - 前記係留チェーンの他端側に用いられる鋼材の化学組成が、質量%で、
Sn:0.01〜0.5%、
Cu:0〜0.1%、を含有し、
下記(vii)および(viii)式を満足する、
請求項1に記載の係留チェーン。
1−3.26Sn+0.25Cr≦0.80・・・(vii)
Sn/Cu≧1.0・・・(viii)
但し、上記式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。 - 前記係留チェーンの他端側に用いられる鋼材の化学組成が、質量%で、
Mo:0.01〜1.0%、を含有し、
下記(ix)式を満足する、
請求項1に記載の係留チェーン。
1−2.17Mo+0.25Cr≦0.80・・・(ix)
但し、上記式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。 - 前記係留チェーンの他端側に用いられる鋼材の化学組成が、質量%で、
W:0.01〜1.0%、を含有し、
下記(x)式を満足する、
請求項1に記載の係留チェーン。
1−4.32W+0.25Cr≦0.80・・・(x)
但し、上記式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。 - 請求項1〜7に記載の係留チェーンを用いた、船舶。
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