JP2021017636A - Steel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼材に関する。 The present invention relates to steel materials.
火力発電所の火炉および廃棄物焼却施設の焼却炉では、水蒸気、硫黄酸化物、塩化水素などを含む排ガスが発生する。この排ガスは、排ガス煙突などにおいて冷却されると、凝縮して硫酸および塩酸となり、硫酸露点腐食および塩酸露点腐食として知られるように、排ガス流路を構成する鋼材に対し、著しい腐食を引き起こす。 Exhaust gas containing water vapor, sulfur oxides, hydrogen chloride, etc. is generated in the incinerators of thermal power plants and waste incinerators. When this exhaust gas is cooled in an exhaust gas chimney or the like, it condenses into sulfuric acid and hydrochloric acid, which causes significant corrosion on the steel materials constituting the exhaust gas flow path, as known as sulfuric acid dew point corrosion and hydrochloric acid dew point corrosion.
このような問題に対し、耐硫酸・塩酸露点腐食鋼および高耐食ステンレス鋼が提案されている。例えば、特許文献１〜４では、Ｃｕ、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および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。 To solve such problems, sulfuric acid / hydrochloric acid dew point corrosion resistant steel and highly corrosion resistant stainless steel have been proposed. For example, Patent Documents 1 to 4 propose steel materials having excellent sulfuric acid dew point corrosion resistance to which Cu, Sb, Co, Cr and the like are added. Further, Patent Document 5 proposes a highly corrosion-resistant stainless steel to which Cr, Ni and the like are added.
Ｃｕ、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｃｏなどを含有する鋼材は、排ガス煙突のような硫酸腐食環境において、優れた耐食性を発揮する。しかし、発電設備および焼却設備を長寿命化するために、さらなる耐食性の向上が期待されている。 Steel materials containing Cu, Sb, Cr, Co and the like exhibit excellent corrosion resistance in a sulfuric acid corrosion environment such as an exhaust gas chimney. However, in order to extend the life of power generation equipment and incineration equipment, further improvement in corrosion resistance is expected.
また、排ガス煙突に加えて、ガス化溶融炉、熱交換器、ガス−ガスヒータ、脱硫装置、電気集塵機などの焼却炉煙道に使用される鋼材は、鋼板または鋼管として設置されるため、耐食性だけでなく、熱間加工性および溶接性も要求される。 In addition to the exhaust gas chimney, the steel materials used for incinerator flues such as gasification and melting furnaces, heat exchangers, gas-gas heaters, desulfurization equipment, and electrostatic precipitators are installed as steel plates or steel pipes, so only corrosion resistance is available. Not only hot workability and weldability are also required.
本発明は上記の問題を解決し、硫酸腐食環境および塩酸腐食環境において、優れた耐食性を有し、かつ、熱間加工性および溶接性に優れた鋼材の提供を課題とする。 An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a steel material having excellent corrosion resistance and excellent hot workability and weldability in a sulfuric acid corrosive environment and a hydrochloric acid corrosive environment.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、下記の鋼材を要旨とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and the following steel materials are the gist of the present invention.
（１）化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０１０％以上０．２０％未満、
Ｓｉ：０．１０〜０．５０％、
Ｍｎ：０．１０〜１．００％、
Ｓ：０．０００５〜０．０１５％、
Ｃｕ：０．１０〜０．５０％、
Ｃｒ：０．１０〜１．００％、
Ｓｂ：０．０３〜０．１５％、
Ｎｉ：０．０１〜０．５０％、
Ａｌ：０．００５〜０．１０％、
Ｐ：０．０２５％以下、
Ｏ：０．０００５〜０．００３５％、
Ｎ：０．００１０〜０．００８０％、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
Ａｌ／Ｏが３．０〜３５．０であり、
下記（ｉ）式で定義されるＣＩが４．０〜３０．０であり、
下記（ii）式で定義されるＤＩが０．９６〜３．００であり、
下記（iii）式で定義されるＣｅｑが０．１８０〜０．３８０である、
鋼材。
ＣＩ＝（Ｃｕ／６４）／（Ｓ／３２） ・・・（ｉ）
ＤＩ＝（Ｃｕ／６４）／（Ｎｉ／５９） ・・・（ii）
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｃｕ＋Ｎｉ）／５＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／１５ ・・・（iii）
但し、上記式中の元素記号は、鋼材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０を代入するものとする。
(1) The chemical composition is mass%
C: 0.010% or more and less than 0.20%,
Si: 0.10 to 0.50%,
Mn: 0.10 to 1.00%,
S: 0.0005 to 0.015%,
Cu: 0.10 to 0.50%,
Cr: 0.10 to 1.00%,
Sb: 0.03 to 0.15%,
Ni: 0.01-0.50%,
Al: 0.005 to 0.10%,
P: 0.025% or less,
O: 0.0005 to 0.0035%,
N: 0.0010 to 0.0080%,
Remaining: Fe and impurities,
Al / O is 3.0 to 35.0,
The CI defined by the following equation (i) is 4.0 to 30.0.
The DI defined by the following equation (ii) is 0.96 to 3.00.
The Ceq defined by the following equation (iii) is 0.180 to 0.380.
Steel material.
CI = (Cu / 64) / (S / 32) ... (i)
DI = (Cu / 64) / (Ni / 59) ... (ii)
Ceq = C + Mn / 6 + (Cu + Ni) / 5+ (Cr + Mo + V) / 15 ... (iii)
However, the element symbol in the above formula represents the content (mass%) of each element contained in the steel material, and if it is not contained, 0 is substituted.
（２）前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
Ｔｉ：０．１５％以下、
Ｍｏ：０．５０％以下、
Ｗ：０．５０％以下、
Ｓｎ：０．３０％以下、
Ａｓ：０．３０％以下、
Ｃｏ：０．３０％以下、および
Ｂｉ：０．０１０％以下、
から選択される１種以上を含有するものである、
上記（１）に記載の鋼材。
(2) The chemical composition is, instead of a part of the Fe, in mass%.
Ti: 0.15% or less,
Mo: 0.50% or less,
W: 0.50% or less,
Sn: 0.30% or less,
As: 0.30% or less,
Co: 0.30% or less, and Bi: 0.010% or less,
It contains one or more selected from
The steel material according to (1) above.
（３）前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
Ｎｂ：０．１０％以下、
Ｖ：０．１０％以下、
Ｚｒ：０．０５０％以下、
Ｔａ：０．０５０％以下、および
Ｂ：０．０１０％以下、
から選択される１種以上を含有するものである、
上記（１）または（２）に記載の鋼材。
(3) The chemical composition is, in mass%, instead of a part of the Fe.
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,
It contains one or more selected from
The steel material according to (1) or (2) above.
（４）前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
Ｃａ：０．０１０％以下、
Ｍｇ：０．０１０％以下、および
ＲＥＭ：０．０１０％以下、
から選択される１種以上を含有するものである、
上記（１）から（３）までのいずれかに記載の鋼材。
(4) The chemical composition is, in mass%, instead of a part of the Fe.
Ca: 0.010% or less,
Mg: 0.010% or less, and REM: 0.010% or less,
It contains one or more selected from
The steel material according to any one of (1) to (3) above.
本発明によれば、酸腐食環境において耐食性を有し、熱間加工性および溶接性の両方に優れた鋼材を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a steel material having corrosion resistance in an acid-corroded environment and excellent in both hot workability and weldability.
本発明者らは前記した課題を解決するために、鋼材の耐食性、熱間加工性、溶接性を詳細に調査した結果、以下の知見を得るに至った。 As a result of detailed investigation of the corrosion resistance, hot workability, and weldability of the steel material in order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have obtained the following findings.
Ｃｕ、Ｓｂ、Ｃｒを含む耐食性鋼に生じた腐食の原因を検討したところ、鋼材表面で生成する酸化物および介在物が起点であることが分かった。そこで、まず、酸化物の生成を抑制するためには、Ａｌの含有量とＯの含有量との質量に基づく比であるＡｌ／Ｏを３．０〜３５．０とすることが重要であるという知見を得た。 When the cause of corrosion occurring in the corrosion-resistant steel containing Cu, Sb, and Cr was examined, it was found that the starting point was oxides and inclusions formed on the surface of the steel material. Therefore, first, in order to suppress the formation of oxides, it is important to set Al / O, which is a ratio based on the mass of the Al content and the O content, to 3.0 to 35.0. I got the knowledge.
また、Ｓの含有量を減少させることで介在物の生成を抑制することができる。しかし、ＣｕとＳとを同時に含有させると、鋼材表面にＣｕＳの難溶性被膜を形成し、予想以上に鋼材の耐食性を向上させることが分かった。つまり、ＣｕおよびＳの含有量のバランスが重要であり、耐酸性腐食指数ＣＩ＝（Ｃｕ／６４）／（Ｓ／３２）の値を４．０〜３０．０とすることで、鋼板表面でＣｕＳの被膜を形成させつつ、腐食の起点となりやすい介在物の生成を抑制することができる。 In addition, the formation of inclusions can be suppressed by reducing the S content. However, it was found that when Cu and S were contained at the same time, a poorly soluble film of CuS was formed on the surface of the steel material, and the corrosion resistance of the steel material was improved more than expected. That is, the balance of the contents of Cu and S is important, and by setting the value of the acid corrosion resistance index CI = (Cu / 64) / (S / 32) to 4.0 to 30.0, the surface of the steel sheet While forming a CuS film, it is possible to suppress the formation of inclusions that are likely to be the starting point of corrosion.
一方で、Ｃｕは耐食性に有効であるものの表面赤熱脆性を生じ、鋼中の固溶限を超えたＣｕが結晶粒界および地鉄表面に偏析して、表面割れの原因となる。そこで、Ｃｕの含有量について検討を重ねた結果、ＣｕとＮｉとを同時に含有させ、赤熱脆化指数ＤＩ＝（Ｃｕ／６４）／（Ｎｉ／５９）の値を０．９６〜３．００とすることで、耐食性を維持しつつ、表面割れを抑制し、安定した熱間加工性を維持できることを明らかにした。 On the other hand, although Cu is effective in corrosion resistance, it causes surface red-hot brittleness, and Cu exceeding the solid solution limit in steel segregates at the grain boundaries and the surface of the ground iron, causing surface cracking. Therefore, as a result of repeated studies on the content of Cu, Cu and Ni were contained at the same time, and the value of the red heat embrittlement index DI = (Cu / 64) / (Ni / 59) was set to 0.96 to 3.00. By doing so, it was clarified that surface cracking can be suppressed and stable hot workability can be maintained while maintaining corrosion resistance.
さらに、上記条件を満足し、溶接性に優れた鋼材を得るためには、炭素当量Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｃｕ＋Ｎｉ）／５＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／１５を０．１８０〜０．３８０とすることが重要であることを見出した。 Further, in order to satisfy the above conditions and obtain a steel material having excellent weldability, it is important to set the carbon equivalent Ceq = C + Mn / 6 + (Cu + Ni) / 5+ (Cr + Mo + V) / 15 to 0.180 to 0.380. I found that.
本発明は、上記知見に基づいてなされたものである。以下、本発明の各要件について詳しく説明する。 The present invention has been made based on the above findings. Hereinafter, each requirement of the present invention will be described in detail.
（Ａ）化学組成
各元素の限定理由は下記のとおりである。なお、以下の説明において含有量についての「％」は、「質量％」を意味する。
(A) Chemical composition The reasons for limiting each element are as follows. In the following description, "%" for the content means "mass%".
Ｃ：０．０１０％以上０．２０％未満
Ｃは、鋼材の強度を向上させる元素である。しかしながら、Ｃが過剰に含有された場合、炭化物が増加し、耐食性が劣化する。そのため、Ｃ含有量は０．０１０％以上０．２０％未満とする。Ｃ含有量は０．０３０％以上であるのが好ましく、０．０５０％以上であるのがより好ましい。また、Ｃ含有量は０．１５％以下であるのが好ましく、０．１０％以下であるのがより好ましい。
C: 0.010% or more and less than 0.20% C is an element that improves the strength of the steel material. However, when C is excessively contained, carbides increase and corrosion resistance deteriorates. Therefore, the C content is set to 0.010% or more and less than 0.20%. The C content is preferably 0.030% or more, and more preferably 0.050% or more. The C content is preferably 0.15% or less, more preferably 0.10% or less.
Ｓｉ：０．１０〜０．５０％
Ｓｉは、脱酸および強度の向上に寄与し、酸化物の形態を制御する元素である。しかしながら、Ｓｉが過剰に含有された場合、酸化物が増加し、耐食性を損なう。そのため、Ｓｉ含有量は０．１０〜０．５０％とする。Ｓｉ含有量は０．１５％以上であるのが好ましく、０．２０％以上であるのがより好ましい。また、Ｓｉ含有量は０．４０％以下であるのが好ましく、０．３０％以下であるのがより好ましい。
Si: 0.10 to 0.50%
Si is an element that contributes to deoxidation and improvement of strength and controls the morphology of oxides. However, when Si is excessively contained, the oxide increases and the corrosion resistance is impaired. Therefore, the Si content is set to 0.10 to 0.50%. The Si content is preferably 0.15% or more, and more preferably 0.20% or more. The Si content is preferably 0.40% or less, more preferably 0.30% or less.
Ｍｎ：０．１０〜１．００％
Ｍｎは、強度および靭性を向上させる元素である。しかしながら、Ｍｎが過剰に含有された場合、粗大なＭｎＳが生成し、耐食性および機械特性が劣化する。そのため、Ｍｎ含有量は０．１０〜１．００％とする。Ｍｎ含有量は０．３０％以上であるのが好ましく、０．５０％以上であるのがより好ましい。また、Ｍｎ含有量は０．８５％以下であるのが好ましく、０．７０％以下であるのがより好ましい。
Mn: 0.10 to 1.00%
Mn is an element that improves strength and toughness. However, when Mn is excessively contained, coarse MnS is generated, and the corrosion resistance and mechanical properties are deteriorated. Therefore, the Mn content is set to 0.10 to 1.00%. The Mn content is preferably 0.30% or more, and more preferably 0.50% or more. The Mn content is preferably 0.85% or less, more preferably 0.70% or less.
Ｓ：０．０００５〜０．０１５％
Ｓは、Ｃｕとの組み合わせによってＣｕＳを形成することで予想以上の耐食性を発揮する元素である。しかしながら、Ｓが過剰に含有された場合、熱間加工性および鋼材の機械特性を低下させる。そのため、Ｓ含有量は０．０００５〜０．０１５％とする。Ｓ含有量は０．００１０％以上であるのが好ましく、０．００５０％以上であるのがより好ましい。また、Ｓ含有量は０．００８％以下であるのが好ましい。
S: 0.0005 to 0.015%
S is an element that exhibits more corrosion resistance than expected by forming CuS in combination with Cu. However, when S is excessively contained, the hot workability and the mechanical properties of the steel material are deteriorated. Therefore, the S content is set to 0.0005 to 0.015%. The S content is preferably 0.0010% or more, and more preferably 0.0050% or more. Further, the S content is preferably 0.008% or less.
Ｃｕ：０．１０〜０．５０％
Ｃｕは、Ｓｂと同時に含有させると、硫酸および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。しかしながら、Ｃｕが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下し、製造性を損なう。そのため、Ｃｕ含有量は０．１０〜０．５０％とする。Ｃｕ含有量は０．１５％以上であるのが好ましく、０．２０％以上であるのがより好ましい。また、Ｃｕ含有量は０．４０％以下であるのが好ましく、０．３０％以下であるのがより好ましい。
Cu: 0.10 to 0.50%
Cu is an extremely important element that remarkably exhibits corrosion resistance to sulfuric acid and hydrochloric acid when contained at the same time as Sb. However, when Cu is excessively contained, the hot workability is lowered and the manufacturability is impaired. Therefore, the Cu content is set to 0.10 to 0.50%. The Cu content is preferably 0.15% or more, and more preferably 0.20% or more. The Cu content is preferably 0.40% or less, more preferably 0.30% or less.
Ｃｒ：０．１０〜１．００％
Ｃｒは、ＣｕおよびＳｂと同様に耐食性を向上させる元素である。特に、ＣｒをＣｕおよびＳｂ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。しかしながら、Ｃｒが過剰に含有された場合、腐食の起点となる窒化物の増加により耐食性を損なう。そのため、Ｃｒ含有量は０．１０〜１．００％とする。Ｃｒ含有量は０．１５％以上であるのが好ましい。また、Ｃｒ含有量は０．８０％以下であるのが好ましく、０．７０％以下であるのがより好ましい。
Cr: 0.10 to 1.00%
Cr is an element that improves corrosion resistance like Cu and Sb. In particular, by containing Cr at the same time as Cu and Sb, excellent corrosion resistance is exhibited in an acidic environment where the temperature and concentration are high. However, when Cr is excessively contained, the corrosion resistance is impaired due to the increase of the nitride that is the starting point of corrosion. Therefore, the Cr content is set to 0.10 to 1.00%. The Cr content is preferably 0.15% or more. The Cr content is preferably 0.80% or less, more preferably 0.70% or less.
Ｓｂ：０．０３〜０．１５％
Ｓｂは、上述のように、Ｃｕと同時に含有させると耐食性を向上させる極めて重要な元素である。しかしながら、Ｓｂが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下する。そのため、Ｓｂ含有量は０．０３〜０．１５％とする。Ｓｂ含有量は０．０８％以上であるのが好ましい。また、Ｓｂ含有量は０．１３％以下であるのが好ましい。
Sb: 0.03 to 0.15%
As described above, Sb is an extremely important element that improves corrosion resistance when contained at the same time as Cu. However, if Sb is excessively contained, the hot workability is lowered. Therefore, the Sb content is set to 0.03 to 0.15%. The Sb content is preferably 0.08% or more. Further, the Sb content is preferably 0.13% or less.
Ｎｉ：０．０１〜０．５０％
Ｎｉは、Ｃｕを含有する鋼において、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の表面偏析を軽減する作用がある。Ｎｉを含有させることで、Ｃｕの偏析および鋳片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。しかしながら、Ｎｉは高価な元素であり、多量の含有は製鋼コストの増大を招く。そのため、Ｎｉ含有量を０．０１〜０．５０％とする。Ｎｉ含有量は０．０５％以上であるのが好ましく、０．１０％以上であるのがより好ましく、０．１５％以上であるのがさらに好ましい。また、Ｎｉ含有量は０．３０％以下であるのが好ましく、０．２５％以下であるのがより好ましい。
Ni: 0.01 to 0.50%
Ni exhibits the effect of enhancing manufacturability in steel containing Cu. Cu has a great effect of improving corrosion resistance, but it is easily segregated, and when it is contained alone, it may promote cracking after casting. On the other hand, Ni has an effect of reducing the surface segregation of Cu. By containing Ni, in addition to suppressing segregation of Cu and cracking of slabs, the occurrence of local corrosion due to segregation is also suppressed, so that the effect of improving corrosion resistance is remarkably exhibited. However, Ni is an expensive element, and its content in a large amount causes an increase in steelmaking cost. Therefore, the Ni content is set to 0.01 to 0.50%. The Ni content is preferably 0.05% or more, more preferably 0.10% or more, and even more preferably 0.15% or more. The Ni content is preferably 0.30% or less, more preferably 0.25% or less.
Ａｌ：０．００５〜０．１０％
Ａｌは、脱酸剤として添加される。しかしながら、Ａｌが過剰に含有された場合、介在物の増加によって耐食性を損なう。そのため、Ａｌ含有量は０．００５〜０．１０％とする。Ａｌ含有量は０．０２０％以上であるのが好ましい。また、Ａｌ含有量は０．０５０％以下であるのが好ましい。
Al: 0.005-0.10%
Al is added as an antacid. However, when Al is excessively contained, the corrosion resistance is impaired due to the increase in inclusions. Therefore, the Al content is set to 0.005 to 0.10%. The Al content is preferably 0.020% or more. Further, the Al content is preferably 0.050% or less.
Ｐ：０．０２５％以下
Ｐは、不純物であり、鋼材の機械特性および製造性を低下させる。そのため、Ｐ含有量に上限を設けて０．０２５％以下とする。Ｐ含有量は０．０２０％以下であるのが好ましく、０．０１５％以下であるのがより好ましい。なお、Ｐ含有量は可能な限り低減することが好ましく、つまり含有量が０％でもよいが、極度の低減は製鋼コストの増大を招く。そのため、Ｐ含有量は０．００１％以上であるのが好ましい。
P: 0.025% or less P is an impurity and reduces the mechanical properties and manufacturability of the steel material. Therefore, the upper limit of the P content is set to 0.025% or less. The P content is preferably 0.020% or less, more preferably 0.015% or less. The P content is preferably reduced as much as possible, that is, the content may be 0%, but an extreme reduction leads to an increase in steelmaking cost. Therefore, the P content is preferably 0.001% or more.
Ｏ：０．０００５〜０．００３５％
Ｏは、ＭｎＳと結合することで、ＭｎＳを無害化し、耐食性および機械特性の悪化を防ぐ効果を有する元素である。しかしながら、Ｏが過剰に含有された場合、酸性環境において腐食の起点となる粗大な酸化物を生成する。そのため、Ｏ含有量は０．０００５〜０．００３５％とする。Ｏ含有量は０．００３０％以下であるのが好ましく、０．００２５％以下であるのがより好ましい。また、Ｏ含有量は０．００１０％以上であるのが好ましく、０．００１５％以上であるのがより好ましい。
O: 0.0005 to 0.0035%
O is an element that has the effect of detoxifying MnS by binding to MnS and preventing deterioration of corrosion resistance and mechanical properties. However, when O is excessively contained, it produces a coarse oxide that is a starting point of corrosion in an acidic environment. Therefore, the O content is set to 0.0005 to 0.0035%. The O content is preferably 0.0030% or less, more preferably 0.0025% or less. The O content is preferably 0.0010% or more, and more preferably 0.0015% or more.
Ｎ：０．００１０〜０．００８０％
Ｎは、鋼材の機械特性および製造性を低下させるため、Ｎ含有量を０．００１０〜０．００８０％とする。Ｎ含有量は０．００７０％以下であるのが好ましく、０．００６０％以下であるのがより好ましい。なお、Ｎ含有量は可能な限り低減するのが好ましいが、極度の低減は製鋼コストの増大を招く。また、微細な窒化物は機械特性の向上に寄与する。そのため、Ｎ含有量は０．００１５％以上であるのが好ましく、０．００２０％以上であるのがより好ましい。
N: 0.0010 to 0.0080%
In order to reduce the mechanical properties and manufacturability of the steel material, N has an N content of 0.0010 to 0.0080%. The N content is preferably 0.0070% or less, more preferably 0.0060% or less. It is preferable to reduce the N content as much as possible, but an extreme reduction causes an increase in steelmaking cost. In addition, fine nitrides contribute to the improvement of mechanical properties. Therefore, the N content is preferably 0.0015% or more, and more preferably 0.0020% or more.
本発明の鋼の化学組成において、上記の元素に加えて、さらにＴｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｎ、Ａｓ、ＣｏおよびＢｉから選択される１種以上を、以下に示す範囲において含有させてもよい。各元素の限定理由について説明する。 In the chemical composition of the steel of the present invention, in addition to the above elements, one or more selected from Ti, Mo, W, Sn, As, Co and Bi may be further contained in the range shown below. The reasons for limiting each element will be described.
Ｔｉ：０．１５％以下
Ｔｉは、耐食性を向上させる元素である。特に、ＴｉをＣｕおよびＣｒと同時に含有させることで酸性環境において優れた耐食性を発揮するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｔｉが過剰に含有された場合、腐食の原因となる窒化物の増加によって、耐食性を損なう。そのため、Ｔｉ含有量は０．１５％以下とする。Ｔｉ含有量は０．０７％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。なお、特に上記の効果を得たい場合には、Ｔｉ含有量は０．０１％以上であるのが好ましく、０．０２％以上であるのがより好ましく、０．０３％以上であるのがさらに好ましい。
Ti: 0.15% or less Ti is an element that improves corrosion resistance. In particular, since Ti is contained at the same time as Cu and Cr to exhibit excellent corrosion resistance in an acidic environment, it may be contained as necessary. However, when Ti is excessively contained, corrosion resistance is impaired due to an increase in nitrides that cause corrosion. Therefore, the Ti content is set to 0.15% or less. The Ti content is preferably 0.07% or less, more preferably 0.05% or less. In particular, when the above effect is desired, the Ti content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.02% or more, and further preferably 0.03% or more. preferable.
Ｍｏ：０．５０％以下
Ｍｏは、ＣｕおよびＳｂ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ため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｍｏは高価な元素であり、多量の含有は製鋼コストの増大を招く。そのため、Ｍｏ含有量は０．５０％以下とする。Ｍｏ含有量は０．３０％以下であるのが好ましい。なお、特に塩酸に対する耐食性を高める場合には、Ｍｏ含有量は０．０１％以上であるのが好ましく、０．１０％以上であるのがより好ましい。
Mo: 0.50% or less Mo is an element that improves corrosion resistance in an acidic environment by being contained at the same time as Cu and Sb, and may be contained as necessary. However, Mo is an expensive element, and its content in a large amount causes an increase in steelmaking cost. Therefore, the Mo content is set to 0.50% or less. The Mo content is preferably 0.30% or less. In particular, when enhancing the corrosion resistance to hydrochloric acid, the Mo content is preferably 0.01% or more, and more preferably 0.10% or more.
Ｗ：０．５０％以下
Ｗは、Ｍｏと同様にＣｕおよびＳｂ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ため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｗは高価な元素であり、多量の含有は製鋼コストの増大を招く。そのため、Ｗ含有量は０．５０％以下とする。Ｗ含有量は０．３０％以下であるのが好ましい。なお、特に塩酸に対する耐食性を高める場合には、Ｗ含有量は０．０１％以上であるのが好ましく、０．１０％以上であるのがより好ましい。
W: 0.50% or less W is an element that improves corrosion resistance in an acidic environment by being contained at the same time as Cu and Sb in the same manner as Mo, and may be contained as necessary. However, W is an expensive element, and a large amount of W causes an increase in steelmaking cost. Therefore, the W content is set to 0.50% or less. The W content is preferably 0.30% or less. In particular, when improving the corrosion resistance to hydrochloric acid, the W content is preferably 0.01% or more, and more preferably 0.10% or more.
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るため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｓｎが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下する。そのため、Ｓｎ含有量は０．３０％以下とする。Ｓｎ含有量は０．２０％以下であるのが好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Ｓｎ含有量は０．０１％以上であるのが好ましく、０．０２％以上であるのがより好ましく、０．０５％以上であるのがさらに好ましい。
Sn: 0.30% or less Sn is an element that improves corrosion resistance in an acidic environment, and may be contained as necessary. However, if Sn is contained in excess, the hot workability is lowered. Therefore, the Sn content is set to 0.30% or less. The Sn content is preferably 0.20% or less. When the above effect is desired, the Sn content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.02% or more, and further preferably 0.05% or more. ..
Ａｓ：０．３０％以下
Ａｓは、ＳｂおよびＳｎに比べて顕著な効果はないが、酸性環境における耐食性の向上に有効な元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ａｓが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下する。そのため、Ａｓ含有量は０．３０％以下とする。Ａｓ含有量は０．２０％以下であるのが好ましく、０．１０％以下であるのがより好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Ａｓ含有量は０．０１％以上であるのが好ましく、０．０２％以上であるのがより好ましく、０．０５％以上であるのがさらに好ましい。
As: 0.30% or less As is an element effective for improving corrosion resistance in an acidic environment, although it has no remarkable effect as compared with Sb and Sn, and may be contained as necessary. However, if As is excessively contained, the hot workability is lowered. Therefore, the As content is set to 0.30% or less. The As content is preferably 0.20% or less, and more preferably 0.10% or less. When the above effect is desired, the As content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.02% or more, and further preferably 0.05% or more. ..
Ｃｏ：０．３０％以下
Ｃｏは、ＳｂおよびＳｎに比べて顕著な効果はないが、酸性環境における耐食性を向上させる元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｃｏが過剰に含有された場合、経済性が低下する。そのため、Ｃｏ含有量は０．３０％以下とする。Ｃｏ含有量は０．２０％以下であるのが好ましく、０．１０％以下であるのがより好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Ｃｏ含有量は０．０１％以上であるのが好ましく、０．０２％以上であるのがより好ましく、０．０５％以上であるのがさらに好ましい。
Co: 0.30% or less Co has no remarkable effect as compared with Sb and Sn, but is an element that improves corrosion resistance in an acidic environment, and may be contained as necessary. However, if Co is excessively contained, the economic efficiency is lowered. Therefore, the Co content is set to 0.30% or less. The Co content is preferably 0.20% or less, and more preferably 0.10% or less. When the above effect is desired, the Co content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.02% or more, and further preferably 0.05% or more. ..
Ｂｉ：０．０１０％以下
Ｂｉは、ＳｂおよびＳｎに比べて顕著な効果はないが、酸性環境における耐食性を向上させる元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｂｉが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下する。そのため、Ｂｉ含有量は０．０１０％以下とする。Ｂｉ含有量は０．００７％以下であるのが好ましく、０．００５％以下であるのがより好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Ｂｉ含有量は０．００１％以上であるのが好ましく、０．００２％以上であるのがより好ましく、０．００５％以上であるのがさらに好ましい。
Bi: 0.010% or less Bi has no remarkable effect as compared with Sb and Sn, but since it is an element that improves corrosion resistance in an acidic environment, it may be contained if necessary. However, if Bi is excessively contained, the hot workability is lowered. Therefore, the Bi content is set to 0.010% or less. The Bi content is preferably 0.007% or less, more preferably 0.005% or less. When the above effect is desired, the Bi content is preferably 0.001% or more, more preferably 0.002% or more, and further preferably 0.005% or more. ..
本発明の鋼の化学組成において、上記の元素に加えて、機械特性などを向上させるために、さらにＮｂ、Ｖ、Ｚｒ、ＴａおよびＢから選択される１種以上を、以下に示す範囲において含有させてもよい。各元素の限定理由について説明する。 In the chemical composition of the steel of the present invention, in addition to the above elements, one or more selected from Nb, V, Zr, Ta and B are further contained in the range shown below in order to improve mechanical properties and the like. You may let me. The reasons for limiting each element will be described.
Ｎｂ：０．１０％以下
Ｎｂは、窒化物を形成する元素であり、結晶粒の微細化および強度の向上を目的として、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｎｂが過剰に含有された場合、機械特性が劣化することがある。そのため、Ｎｂ含有量は０．１０％以下とする。Ｎｂ含有量は０．０５０％以下であるのが好ましく、０．０３０％以下であるのがより好ましく、０．０２０％以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Ｎｂ含有量は０．００１％以上であるのが好ましく、０．００５％以上であるのがより好ましい。
Nb: 0.10% or less Nb is an element that forms a nitride, and may be contained as necessary for the purpose of refining the crystal grains and improving the strength. However, if Nb is excessively contained, the mechanical properties may deteriorate. Therefore, the Nb content is set to 0.10% or less. The Nb content is preferably 0.050% or less, more preferably 0.030% or less, and even more preferably 0.020% or less. When the above effect is desired, the Nb content is preferably 0.001% or more, and more preferably 0.005% or more.
Ｖ：０．１０％以下
Ｖは、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、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｖが過剰に含有された場合、機械特性が劣化することがある。そのため、Ｖ含有量は０．１０％以下とする。Ｖ含有量は０．０５０％以下であるのが好ましく、０．０３０％以下であるのがより好ましく、０．０２０％以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Ｖ含有量は０．００５％以上であるのが好ましい。
V: 0.10% or less V is an element that forms a nitride, like Nb, and may be contained as necessary mainly for improving the strength by precipitation strengthening. However, if V is contained in excess, the mechanical properties may deteriorate. Therefore, the V content is set to 0.10% or less. The V content is preferably 0.050% or less, more preferably 0.030% or less, and even more preferably 0.020% or less. When the above effect is desired, the V content is preferably 0.005% or more.
Ｚｒ：０．０５０％以下
Ｚｒは、Ｎｂおよび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、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｚｒは高価な元素であり、多量の含有は製鋼コストの増大を招く。そのため、Ｚｒ含有量は０．０５０％以下とする。Ｚｒ含有量は０．０４０％以下であるのが好ましく、０．０３０％以下であるのがより好ましく、０．０２０％以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Ｚｒ含有量は０．００５％以上であるのが好ましい。
Zr: 0.050% or less Zr is an element that forms a nitride, like Nb and V, and may be contained as necessary mainly for improving the strength by strengthening precipitation. However, Zr is an expensive element, and a large amount of Zr causes an increase in steelmaking cost. Therefore, the Zr content is set to 0.050% or less. The Zr content is preferably 0.040% or less, more preferably 0.030% or less, and even more preferably 0.020% or less. When the above effect is desired, the Zr content is preferably 0.005% or more.
Ｔａ：０．０５０％以下
Ｔａは、強度の向上に寄与する元素であり、また、メカニズムは必ずしも明らかでないが、耐食性の向上にも寄与するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｔａは高価な元素であり、多量の含有は製鋼コストの増大を招く。そのため、Ｔａ含有量は０．０５０％以下とする。Ｔａ含有量は０．０４０％以下であるのが好ましく、０．０３０％以下であるのがより好ましく、０．０２０％以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Ｔａ含有量は０．００１％以上であるのが好ましく、０．００５％以上であるのがより好ましい。
Ta: 0.050% or less Ta is an element that contributes to the improvement of strength, and although the mechanism is not always clear, it also contributes to the improvement of corrosion resistance, and may be contained as necessary. However, Ta is an expensive element, and its content in a large amount causes an increase in steelmaking cost. Therefore, the Ta content is set to 0.050% or less. The Ta content is preferably 0.040% or less, more preferably 0.030% or less, and even more preferably 0.020% or less. When the above effect is desired, the Ta content is preferably 0.001% or more, more preferably 0.005% or more.
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ため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｂを過剰に含有させても効果が飽和し、母材およびＨＡＺの靭性が低下する場合がある。そのため、Ｂ含有量は０．０１０％以下とする。Ｂ含有量は０．００５０％以下であるのが好ましく、０．００３０％以下であるのがより好ましく、０．００２０％以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Ｂ含有量は０．０００３％以上であるのが好ましく、０．０００５％以上であるのがより好ましい。
B: 0.010% or less Since B is an element that improves hardenability and enhances strength, it may be contained as necessary. However, even if B is excessively contained, the effect may be saturated and the toughness of the base material and HAZ may decrease. Therefore, the B content is set to 0.010% or less. The B content is preferably 0.0050% or less, more preferably 0.0030% or less, and even more preferably 0.0020% or less. When the above effect is desired, the B content is preferably 0.0003% or more, and more preferably 0.0005% or more.
本発明の鋼の化学組成において、上記の元素に加えて、さらに、脱酸および介在物の制御を目的として、Ｃａ、ＭｇおよびＲＥＭから選択される１種以上を、以下に示す範囲において含有させてもよい。各元素の限定理由について説明する。 In the chemical composition of the steel of the present invention, in addition to the above elements, one or more selected from Ca, Mg and REM are further contained in the range shown below for the purpose of deoxidation and control of inclusions. You may. The reasons for limiting each element will be described.
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、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｃａが過剰に含有された場合、機械特性が損なわれる場合がある。そのため、Ｃａ含有量は０．０１０％以下とする。Ｃａ含有量は０．００５％以下であるのが好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Ｃａ含有量は０．０００５％以上であるのが好ましく、０．００１％以上であるのがより好ましく、０．００２％以上であるのがさらに好ましい。
Ca: 0.010% or less Ca is an element mainly used for controlling the morphology of sulfides, and may be contained as necessary in order to form fine oxides. However, if Ca is excessively contained, the mechanical properties may be impaired. Therefore, the Ca content is set to 0.010% or less. The Ca content is preferably 0.005% or less. When the above effect is desired, the Ca content is preferably 0.0005% or more, more preferably 0.001% or more, and further preferably 0.002% or more. ..
Ｍｇ：０．０１０％以下
Ｍｇは、微細な酸化物を形成させるために、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｍｇを過剰に添加することは製鋼コストの増大を招く。そのため、Ｍｇ含有量は０．０１０％以下とする。Ｍｇ含有量は０．００５％以下であるのが好ましく、０．００３％以下であるのがより好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Ｍｇ含有量は０．０００１％以上であるのが好ましく、０．０００３％以上であるのがより好ましく、０．０００５％以上であるのがさらに好ましい。
Mg: 0.010% or less Mg may be contained if necessary in order to form a fine oxide. However, excessive addition of Mg leads to an increase in steelmaking cost. Therefore, the Mg content is set to 0.010% or less. The Mg content is preferably 0.005% or less, more preferably 0.003% or less. When the above effect is desired, the Mg content is preferably 0.0001% or more, more preferably 0.0003% or more, and further preferably 0.0005% or more. ..
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、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、ＲＥＭを過剰に添加することは製鋼コストの増大を招く。そのため、ＲＥＭ含有量は０．０１０％以下とする。ＲＥＭ含有量は０．００５％以下であるのが好ましく、０．００３％以下であるのがより好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、ＲＥＭ含有量は０．０００１％以上であるのが好ましく、０．０００３％以上であるのがより好ましく、０．０００５％以上であるのがさらに好ましい。ここで、ＲＥＭはＳｃ、Ｙおよびランタノイドを示し、ＲＥＭ含有量はこれらの元素の含有量の総量を示す。
REM: 0.010% or less REM (rare earth element) is an element mainly used for deoxidation, and may be contained as necessary in order to form a fine oxide. However, excessive addition of REM leads to an increase in steelmaking cost. Therefore, the REM content is set to 0.010% or less. The REM content is preferably 0.005% or less, more preferably 0.003% or less. When the above effect is desired, the REM content is preferably 0.0001% or more, more preferably 0.0003% or more, and further preferably 0.0005% or more. .. Here, REM indicates Sc, Y and lanthanoids, and REM content indicates the total content of these elements.
本発明の鋼の化学組成において、残部はＦｅおよび不純物である。ここで不純物とは、鋼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、本発明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。 In the chemical composition of the steel of the present invention, the balance is Fe and impurities. Here, the impurities are components that are mixed in by raw materials such as ores and scraps and other factors in the industrial production of steel, and are allowed as long as they do not adversely affect the steel materials according to the present invention. means.
Ａｌ／Ｏ：３．０〜３５．０
上記のように、ＡｌおよびＯは、鋼材の耐食性に影響を及ぼす。Ｏ含有量が過剰となるとＡｌ／Ｏが小さくなり、Ａｌ含有量が過剰となるとＡｌ／Ｏが大きくなり、いずれの場合も酸化物が生成され、腐食起点となりやすい。そのため、Ａｌ／Ｏは３．０〜３５．０とする。Ａｌ／Ｏは、３．５以上であるのが好ましく、４．０以上であるのがより好ましい。また、Ａｌ／Ｏは、３０．０以下であるのが好ましく、２５．０以下であるのがより好ましい。
Al / O: 3.0 to 35.0
As mentioned above, Al and O affect the corrosion resistance of the steel material. When the O content is excessive, Al / O becomes small, and when the Al content is excessive, Al / O becomes large, and in either case, oxides are generated and easily become a corrosion starting point. Therefore, Al / O is set to 3.0 to 35.0. Al / O is preferably 3.5 or more, and more preferably 4.0 or more. Further, Al / O is preferably 30.0 or less, and more preferably 25.0 or less.
ＣＩ：４．０〜３０．０
ＣｕおよびＳは、鋼材の耐食性に影響を及ぼす。下記（ｉ）式で定義されるＣＩが３０．０を超えると、ＣｕＳ被膜が鋼材表面に形成しにくくなり、十分な耐食性を得ることができない。しかしながら、ＣＩが４．０未満となると、介在物が腐食の起点となりやすくなり、耐食性が低下する場合がある。そのため、ＣＩは４．０〜３０．０とする。ＣＩは、１８．０以上であるのが好ましく、２０．０以上であるのがより好ましい。また、ＣＩは、２８．０以下であるのが好ましく、２６．０以下であるのがより好ましい。
ＣＩ＝（Ｃｕ／６４）／（Ｓ／３２） ・・・（ｉ）
CI: 4.0 to 30.0
Cu and S affect the corrosion resistance of steel materials. If the CI defined by the following formula (i) exceeds 30.0, it becomes difficult for a CuS coating to be formed on the surface of the steel material, and sufficient corrosion resistance cannot be obtained. However, when the CI is less than 4.0, inclusions are likely to be the starting point of corrosion, and the corrosion resistance may be lowered. Therefore, the CI is set to 4.0 to 30.0. The CI is preferably 18.0 or more, and more preferably 20.0 or more. The CI is preferably 28.0 or less, and more preferably 26.0 or less.
CI = (Cu / 64) / (S / 32) ... (i)
ＤＩ：０．９６〜３．００
ＣｕおよびＮｉは、鋼材の熱間加工性に影響を及ぼす。Ｃｕの含有量に対してＮｉ含有量が少なく、下記（ii）式で定義されるＤＩが３．００を超えると、熱間加工性が低下する。しかしながら、ＤＩは小さくすることが熱間加工性を確保するためには好ましいが、０．９６未満では効果が飽和する。また、Ｃｕが不足すると耐食性向上の効果が不十分となる。そのため、ＤＩは０．９６〜３．００とする。ＤＩは１．２０以上であるのが好ましく、１．４０以上であるのがより好ましい。また、ＤＩは２．８０以下であるのが好ましく、２．６０以下であるのがより好ましい。
ＤＩ＝（Ｃｕ／６４）／（Ｎｉ／５９） ・・・（ii）
DI: 0.96 to 3.00
Cu and Ni affect the hot workability of steel materials. When the Ni content is smaller than the Cu content and the DI defined by the following equation (ii) exceeds 3.00, the hot workability is lowered. However, it is preferable to reduce the DI in order to ensure hot workability, but if it is less than 0.96, the effect is saturated. Further, if Cu is insufficient, the effect of improving corrosion resistance becomes insufficient. Therefore, the DI is set to 0.96 to 3.00. The DI is preferably 1.20 or more, and more preferably 1.40 or more. Further, the DI is preferably 2.80 or less, and more preferably 2.60 or less.
DI = (Cu / 64) / (Ni / 59) ... (ii)
Ｃｅｑ：０．１８０〜０．３８０
また、Ｃ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、ＭｏおよびＶは、鋼材の溶接性に影響を及ぼす。下記（iii）式で定義されるＣｅｑは鋼材の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、０．３８０以下とする。しかしながら、Ｃｅｑが０．１８０未満となると、機械特性が不十分となる。そのため、Ｃｅｑは０．１８０〜０．３８０とする。Ｃｅｑは０．１９０以上であるのが好ましく、０．２００以上であるのがより好ましい。また、Ｃｅｑは０．３４０以下であるのが好ましい。
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｃｕ＋Ｎｉ）／５＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／１５ ・・・（iii）
但し、式（iii）において、鋼中にＭｏおよびＶを含有しない場合は０として計算する。
Ceq: 0.180 to 0.380
Further, C, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo and V affect the weldability of the steel material. Ceq defined by the following equation (iii) is an index indicating deterioration of weldability due to an increase in hardness of the steel material, and is set to 0.380 or less in order to ensure weldability. However, if Ceq is less than 0.180, the mechanical properties will be insufficient. Therefore, Ceq is set to 0.180 to 0.380. Ceq is preferably 0.190 or more, and more preferably 0.200 or more. Further, Ceq is preferably 0.340 or less.
Ceq = C + Mn / 6 + (Cu + Ni) / 5+ (Cr + Mo + V) / 15 ... (iii)
However, in formula (iii), if Mo and V are not contained in the steel, it is calculated as 0.
（Ｂ）製造方法
本発明に係る鋼材の製造方法について特に制限は設けないが、例えば、熱間圧延を施し、さら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。
(B) Manufacturing Method The manufacturing method of the steel material according to the present invention is not particularly limited, but for example, a steel plate, a shaped steel, a steel pipe, etc. manufactured by hot rolling and, if necessary, cold rolling, etc. Is included.
鋼材を製造する場合は、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、さら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、または空冷した後、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、さらに熱処理を施してもよい。 When a steel material is produced, the steel is melted by a conventional method, the components are adjusted, the steel pieces obtained by casting are hot-rolled, and if necessary, cold-rolled. After hot rolling, it may be water-cooled as it is, or it may be air-cooled and then reheated and quenched. After hot rolling, it may be wound into a coil. After hot rolling, it may be cold rolled and further heat-treated.
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。鋼片に熱間押出または穿孔圧延を施して製造されるシームレス鋼管も本発明の鋼材に含まれる。 When manufacturing a steel pipe, the steel plate may be formed into a tubular shape and welded, and may be a UO steel pipe, an electrosewn steel pipe, a forge welded steel pipe, a spiral steel pipe, or the like. The steel material of the present invention also includes a seamless steel pipe produced by hot extrusion or drilling and rolling a steel piece.
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。なお、以下に示す実施例での条件は、本発明の実施可能性およ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せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. The conditions in the examples shown below are one-condition examples adopted for confirming the feasibility and effect of the present invention, and the present invention is not limited to this one-condition example. Further, the present invention can adopt various conditions as long as the gist of the present invention is not deviated and the object of the present invention is achieved.
表１および表２に示す化学組成を有する鋼を溶製し、鋼塊を１１５０℃で２時間加熱後、熱間圧延を行って空冷し、厚さが２０ｍｍの鋼板とした。 The steels having the chemical compositions shown in Tables 1 and 2 were melted, the ingots were heated at 1150 ° C. for 2 hours, and then hot-rolled and air-cooled to obtain a steel sheet having a thickness of 20 mm.
得られた各鋼板を用いて、以下に示す各種の性能評価試験を行った。 Various performance evaluation tests shown below were performed using each of the obtained steel sheets.
＜耐硫酸性、耐塩酸性＞
各鋼板から板厚４ｍｍ、幅２５ｍｍ、長さ２５ｍｍ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および塩酸浸漬試験によって行った。硫酸浸漬試験では、試験片を７０℃の５０％硫酸水溶液に６時間浸漬し、塩酸浸漬試験では、試験片を８０℃の１０％塩酸水溶液中に５時間浸漬した。
<Sulfuric acid resistance, sulfuric acid resistance>
A test piece having a plate thickness of 4 mm, a width of 25 mm, and a length of 25 mm was collected from each steel plate from the central portion of the plate thickness and finished by wet # 400 polishing to prepare a test piece for corrosion resistance evaluation. The corrosion resistance was evaluated by a sulfuric acid immersion test and a hydrochloric acid immersion test. In the sulfuric acid immersion test, the test piece was immersed in a 50% sulfuric acid aqueous solution at 70 ° C. for 6 hours, and in the hydrochloric acid immersion test, the test piece was immersed in a 10% hydrochloric acid aqueous solution at 80 ° C. for 5 hours.
その後、硫酸浸漬試験および塩酸浸漬試験による試験片の腐食減量を算出した。比較例ＡＡを基準として、腐食減量が５０％以下であったものを◎、腐食減量が５０％超７０％以下であったものを○、腐食減量が７０％を超えたものを×として、耐硫酸性および耐塩酸性を評価した。 Then, the corrosion weight loss of the test piece by the sulfuric acid immersion test and the hydrochloric acid immersion test was calculated. Based on Comparative Example AA, those with a corrosion weight loss of 50% or less are marked with ⊚, those with a corrosion weight loss of more than 50% and 70% or less are marked with ○, and those with a corrosion weight loss of more than 70% are marked with ×. Sulfuric acid resistance and hydrochloric acid resistance were evaluated.
＜熱間加工性＞
上記条件で圧延した熱間圧延材の表面を外観目視し、割れが生じていたものを×、割れが生じていないものを〇として、熱間加工性を評価した。
<Hot workability>
The surface of the hot-rolled material rolled under the above conditions was visually inspected, and the hot workability was evaluated by valuing the cracked material as x and the non-cracked material as 〇.
＜溶接割れ＞
ＪＩＳ Ｚ ３１５８：２０１６に準拠して、ｙ型溶接割れ試験を行った。厚さ２０ｍｍの試験片を用い、電流１７０Ａで両面側から溶接後、４８時間が経過してから表面および断面の割れの有無を確認した。
<Welding crack>
A y-type weld crack test was performed in accordance with JIS Z 3158: 2016. Using a test piece having a thickness of 20 mm, the presence or absence of cracks on the surface and cross section was confirmed 48 hours after welding from both sides at a current of 170 A.
＜引張強さ＞
ＪＩＳ Ｚ ２２４１：２０１１に準拠して引張試験片を作製し、引張試験を行い、引張強さを求めた。引張強さが４００ＭＰａ以上のものを○、４００ＭＰａ未満のものを×とした。
<Tensile strength>
A tensile test piece was prepared in accordance with JIS Z 2241: 2011, and a tensile test was performed to determine the tensile strength. Those having a tensile strength of 400 MPa or more were evaluated as ◯, and those having a tensile strength of less than 400 MPa were evaluated as x.
表３に、耐硫酸浸漬試験、耐塩酸浸漬試験、熱間加工性、溶接割れ試験、引張試験の測定結果を併せて示す。 Table 3 also shows the measurement results of the sulfuric acid immersion test, the hydrochloric acid immersion test, the hot workability, the weld crack test, and the tensile test.
表３に示すとおり、鋼Ａ〜Ｚは、化学組成、Ａｌ／Ｏ、ＣＩ、ＤＩ、Ｃｅｑが本発明の範囲内であるため、塩酸および硫酸に対する耐食性、熱間加工性、溶接性、引張強さの全てが良好な結果となった。一方、鋼ＡＡ〜ＡＫは、化学組成、Ａｌ／Ｏ、ＣＩ、ＤＩ、Ｃｅｑのいずれかが本発明の範囲外であるため、塩酸および硫酸に対する耐食性、熱間加工性、溶接性、引張強さの少なくともいずれかが劣化する結果となった。 As shown in Table 3, since the chemical composition, Al / O, CI, DI, and Ceq of the steels A to Z are within the range of the present invention, corrosion resistance to hydrochloric acid and sulfuric acid, hot workability, weldability, and tensile strength All of the results were good. On the other hand, since the chemical composition, Al / O, CI, DI, and Ceq of the steels AA to AK are outside the scope of the present invention, they have corrosion resistance to hydrochloric acid and sulfuric acid, hot workability, weldability, and tensile strength. As a result, at least one of the above was deteriorated.
鋼ＡＡは塩酸腐食試験および硫酸腐食試験の評価の基準とした鋼であるが、Ａｌ／Ｏが高いため、本発明例の鋼に比べて塩酸および硫酸に対する耐食性が低下していた。鋼ＡＢはＡｌ／Ｏが低いため、耐食性が低下していた。また、ＣＩが規定値未満の鋼ＡＣ、ＣＩが規定値を超える鋼ＡＤ、ＤＩが規定値未満の鋼ＡＥ、Ｃｕ含有量が少ない鋼ＡＩ、Ｓｂ含有量が少ない鋼ＡＪ、Ｃｒ含有量が過剰な鋼ＡＫも、本発明例の鋼に比べて塩酸および硫酸に対する耐食性が低下していた。 Steel AA is a steel used as a reference for evaluation of the hydrochloric acid corrosion test and the sulfuric acid corrosion test, but since the Al / O is high, the corrosion resistance to hydrochloric acid and sulfuric acid is lower than that of the steel of the example of the present invention. Since steel AB has low Al / O, its corrosion resistance is lowered. In addition, steel AC with CI less than the specified value, steel AD with CI exceeding the specified value, steel AE with DI less than the specified value, steel AI with low Cu content, steel AJ with low Sb content, and excessive Cr content. The steel AK also had lower corrosion resistance to hydrochloric acid and sulfuric acid than the steel of the example of the present invention.
さらに、鋼ＡＦはＤＩが規定値を超えるため、熱間加工性が低下していた。鋼ＡＧはＣｅｑの値が過剰であるため、溶接割れが生じ、鋼ＡＨはＣｅｑが低すぎるため、引張強さが不十分となった。 Further, since the DI of the steel AF exceeds the specified value, the hot workability is lowered. Since the Ceq value of steel AG is excessive, welding cracks occur, and the Ceq of steel AH is too low, resulting in insufficient tensile strength.
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およ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（熱回収器および再加熱器）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および伝熱エレメント板、フィン材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 for a boiler that burns fossil fuels such as heavy oil and coal, gas fuels such as liquefied natural gas, general wastes such as municipal waste, industrial wastes such as waste oil, plastics and exhaust tires, and sewage sludge. It can be used for smoke exhaust equipment. Specifically, a gas-gas heater composed of a flue duct, a casing, a heat exchanger, and two heat exchangers (heat recovery device and reheater) of smoke exhaust equipment, a desulfurization device, an electrostatic collector, and an attracting blower. , Can be suitably used for basket materials, heat transfer element plates, fin materials, etc. of rotary regeneration type air preheaters.
Claims (4)
Ｃ：０．０１０％以上０．２０％未満、
Ｓｉ：０．１０〜０．５０％、
Ｍｎ：０．１０〜１．００％、
Ｓ：０．０００５〜０．０１５％、
Ｃｕ：０．１０〜０．５０％、
Ｃｒ：０．１０〜１．００％、
Ｓｂ：０．０３〜０．１５％、
Ｎｉ：０．０１〜０．５０％、
Ａｌ：０．００５〜０．１０％、
Ｐ：０．０２５％以下、
Ｏ：０．０００５〜０．００３５％、
Ｎ：０．００１０〜０．００８０％、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
Ａｌ／Ｏが３．０〜３５．０であり、
下記（ｉ）式で定義されるＣＩが４．０〜３０．０であり、
下記（ii）式で定義されるＤＩが０．９６〜３．００であり、
下記（iii）式で定義されるＣｅｑが０．１８０〜０．３８０である、
鋼材。
ＣＩ＝（Ｃｕ／６４）／（Ｓ／３２） ・・・（ｉ）
ＤＩ＝（Ｃｕ／６４）／（Ｎｉ／５９） ・・・（ii）
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｃｕ＋Ｎｉ）／５＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／１５ ・・・（iii）
但し、上記式中の元素記号は、鋼材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０を代入するものとする。 The chemical composition is mass%,
C: 0.010% or more and less than 0.20%,
Si: 0.10 to 0.50%,
Mn: 0.10 to 1.00%,
S: 0.0005 to 0.015%,
Cu: 0.10 to 0.50%,
Cr: 0.10 to 1.00%,
Sb: 0.03 to 0.15%,
Ni: 0.01-0.50%,
Al: 0.005 to 0.10%,
P: 0.025% or less,
O: 0.0005 to 0.0035%,
N: 0.0010 to 0.0080%,
Remaining: Fe and impurities,
Al / O is 3.0 to 35.0,
The CI defined by the following equation (i) is 4.0 to 30.0.
The DI defined by the following equation (ii) is 0.96 to 3.00.
The Ceq defined by the following equation (iii) is 0.180 to 0.380.
Steel material.
CI = (Cu / 64) / (S / 32) ... (i)
DI = (Cu / 64) / (Ni / 59) ... (ii)
Ceq = C + Mn / 6 + (Cu + Ni) / 5+ (Cr + Mo + V) / 15 ... (iii)
However, the element symbol in the above formula represents the content (mass%) of each element contained in the steel material, and if it is not contained, 0 is substituted.
Ｔｉ：０．１５％以下、
Ｍｏ：０．５０％以下、
Ｗ：０．５０％以下、
Ｓｎ：０．３０％以下、
Ａｓ：０．３０％以下、
Ｃｏ：０．３０％以下、および
Ｂｉ：０．０１０％以下、
から選択される１種以上を含有するものである、
請求項１に記載の鋼材。 The chemical composition is, in mass%, instead of a part of the Fe.
Ti: 0.15% or less,
Mo: 0.50% or less,
W: 0.50% or less,
Sn: 0.30% or less,
As: 0.30% or less,
Co: 0.30% or less, and Bi: 0.010% or less,
It contains one or more selected from
The steel material according to claim 1.
Ｎｂ：０．１０％以下、
Ｖ：０．１０％以下、
Ｚｒ：０．０５０％以下、
Ｔａ：０．０５０％以下、および
Ｂ：０．０１０％以下、
から選択される１種以上を含有するものである、
請求項１または請求項２に記載の鋼材。 The chemical composition is, in mass%, instead of a part of the Fe.
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,
It contains one or more selected from
The steel material according to claim 1 or 2.
Ｃａ：０．０１０％以下、
Ｍｇ：０．０１０％以下、および
ＲＥＭ：０．０１０％以下、
から選択される１種以上を含有するものである、
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の鋼材。 The chemical composition is, in mass%, instead of a part of the Fe.
Ca: 0.010% or less,
Mg: 0.010% or less, and REM: 0.010% or less,
It contains one or more selected from
The steel material according to any one of claims 1 to 3.
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