JP2022511465A - 硫酸および硫酸/塩酸の複合凝縮環境で耐食性を有する鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[式1]
[Cu]+3x[Sb]+5x[Sn]+5x[W]+[Mo]>1
ここで、式1中、[Cu]、[Sb]、[Sn]、[W]、および[Mo]は、それぞれ鋼板におけるCu、Sb、Sn、W、およびMoの含有量(重量%)を意味する。
[式2]
[Cu]/[Ni]≦2
ここで、式2中、[Cu]および[Ni]は、それぞれ鋼板におけるCu、およびNiの含有量(重量%)を意味する。
[式3]
[硫酸浸漬腐食減量比]x[複合浸漬腐食減量比]<35(mg/cm2/hr.)
ここで、硫酸浸漬腐食減量比は、鋼板を50重量%の硫酸溶液で70℃、6時間浸漬後、単位時間あたり、単位表面積あたりの重量減量を測定した値であり、複合浸漬腐食減量比は、鋼板を16.9vol%の硫酸溶液と0.35vol%の塩酸溶液を混合した溶液で80℃、6時間浸漬後、単位時間あたり、単位表面積あたりの重量減量を測定した値である。
[式4]
I1+I2≧55
ここで、In(nは1または2)は、耐食指数を意味し、下記式5で表現される。
[式5]
耐食指数I=[Cu]+[Sb]+[Sn]+20x[W]+10x[Mo]
ここで、[Cu]、[Sb]、[Sn]、[W]、および[Mo]は、前記濃化層内におけるCu、Sb、Sn、W、およびMoの最大値の含有量(重量%)を意味する。
[式6]
[硫酸浸漬濃化層の厚さ]+[複合浸漬濃化層の厚さ]≧170nm
[式1]
[Cu]+3x[Sb]+5x[Sn]+5x[W]+[Mo]>1
ここで、式1中、[Cu]、[Sb]、[Sn]、[W]、および[Mo]は、それぞれスラブにおけるCu、Sb、Sn、W、およびMoの含有量(重量%)を意味する。
[式1]
[Cu]+3x[Sb]+5x[Sn]+5x[W]+[Mo]>1
ここで、式1中、[Cu]、[Sb]、[Sn]、[W]、および[Mo]は、それぞれ鋼板におけるCu、Sb、Sn、W、およびMoの含有量(重量%)を意味する。
[式2]
[Cu]/[Ni]≦2
ここで、式2中、[Cu]および[Ni]は、それぞれ鋼板におけるCu、およびNiの含有量(重量%)を意味する。
低炭素鋼板の炭素含有量は0.15%以下であってもよい。鋼中の炭素の含有量が多すぎる場合、鋼内に局部的な腐食を起こすパーライト、ベイナイトなどの炭化物を含む相が形成されて耐食性を低下させる可能性がある。より具体的には、0.10%以下であってもよい。
Mnは、固溶強化による鋼の強度の向上と硬化能の向上に役立ち、本発明においてこのような効果を示すために含まれる。ただし、過度に多く添加される場合、中心偏析あるいは微小偏析などの偏析が激しくなって製品の品質に悪影響を及ぼすことがある。より具体的には、0.5~1.0%であってもよい。
Cuは、酸浸漬環境で腐食する場合、鋼材表面と腐食生成物との間に濃化して、追加的な腐食を防ぐ代表的な元素である。その効果を示すためには0.05%以上添加されることが好ましいが、過度に多く添加される場合、Cuの低い融点により、製造時にCrackを誘発する可能性がある。より具体的には、0.10~0.35%であってもよい。
本鋼種において、ニッケルは、下記式2のような範囲に制限して添加することができる。
[式2]
[Cu]/[Ni]≦2
ここで、式2中、[Cu]および[Ni]は、それぞれ鋼板におけるCu、およびNiの含有量(重量%)を意味する。
Sbは、Cuのように表面に安定した濃化層を形成するために添加する。Sbの含有量が少なすぎる場合には、十分な濃化層を形成できず、逆に多すぎる場合には、表面のCrackを誘発することがある。より具体的には、0.05~0.2%であってもよい。
Crは、一般のステンレス鋼では多くの含有量を必要とするが、強酸環境の浸漬では被膜でCr2+に酸化するため、むしろ耐食性が減少する問題がある。より具体的には、5重量%以下を含むことができる。より具体的には、1重量%以下を含むことができる。
Snは、腐食後、鋼材表面と腐食生成物との間にCu、Sbのような濃化層を形成する元素である。さらにまた、腐食生成物の極表面に形成されて、追加的な腐食を抑制する役割を果たす。しかし、Snが過度に多く添加される場合には、製造時にスラブのCrackを誘発し、熱間圧延時にEdge crackを誘発することがある。より具体的には、0.10~0.45%であってもよい。
Wは、腐食時、鋼材表面と腐食生成物との間に非常に小さい濃度に濃化する特徴がある。また、形成された非晶質層と腐食生成物の緻密度を大きく向上させる元素である。Wの含有量が少なすぎる場合には、十分な役割を果たせないことがあり、逆に多すぎる場合には、WによるWCの形成で欠陥を起こすことがある。より具体的には、0.07~0.15%であってもよい。
Moは、鋼の硬化能を高める代表的な元素である。また、鋼材と腐食生成物の極表面に濃化して腐食生成物の層を安定化させる。Moの含有量が多すぎる場合には、硬質相の形成により強度が高くなって、製造中にCrackが発生することがある。より具体的には、0.3~1.40%であってもよい。
[式1]
[Cu]+3x[Sb]+5x[Sn]+5x[W]+[Mo]>1
ここで、式1中、[Cu]、[Sb]、[Sn]、[W]、および[Mo]は、それぞれ鋼板におけるCu、Sb、Sn、W、およびMoの含有量(重量%)を意味する。
[式3]
[硫酸浸漬腐食減量比]x[複合浸漬腐食減量比]<35(mg/cm2/hr.)
ここで、硫酸浸漬腐食減量比は、鋼板を50重量%の硫酸溶液で70℃、6時間浸漬後、単位時間あたり、単位表面積あたりの重量減量を測定した値であり、複合浸漬腐食減量比は、鋼板を16.9vol%の硫酸溶液と0.35vol%の塩酸溶液を混合した溶液で80℃、6時間浸漬後、単位時間あたり、単位表面積あたりの重量減量を測定した値である。
[式4]
I1+I2≧55
ここで、In(nは1または2)は、耐食指数を意味し、下記式5で表現される。
[式5]
耐食指数I=[Cu]+[Sb]+[Sn]+20x[W]+10x[Mo]
ここで、[Cu]、[Sb]、[Sn]、[W]、および[Mo]は、前記濃化層内におけるCu、Sb、Sn、W、およびMoの最大値の含有量(重量%)を意味する。
[式6]
[硫酸浸漬濃化層の厚さ]+[複合浸漬濃化層の厚さ]≧170nm
ここで、濃化層には前述した元素を1つ以上含むことができる。また、浸漬環境により異なるが、腐食生成物と元の鋼材との間に70~500nm以下の厚さを有することができる。
[式1]
[Cu]+3x[Sb]+5x[Sn]+5x[W]+[Mo]>1
式1中、[Cu]、[Sb]、[Sn]、[W]、および[Mo]は、それぞれスラブにおけるCu、Sb、Sn、W、およびMoの含有量(重量%)を意味する。
[式3]
[硫酸浸漬腐食減量比]x[複合浸漬腐食減量比]<35(mg/cm2/hr.)
[式5]
耐食指数I=[Cu]+[Sb]+[Sn]+20x[W]+10x[Mo]
ここで、[Cu]、[Sb]、[Sn]、[W]、および[Mo]は、前記濃化層内におけるCu、Sb、Sn、W、およびMoの最大値の含有量(重量%)を意味する。
[式4]
I1+I2≧55
ここで、I1は、硫酸浸漬濃化層の耐食指数を意味し、I2は、複合浸漬濃化層の耐食指数を意味する。
[式6]
[硫酸浸漬濃化層の厚さ]+[複合浸漬濃化層の厚さ]≧170nm
Claims (17)
- 重量%で、炭素(C):0.15%以下(0%を除く)、銅(Cu):0.05~0.5%、ニッケル(Ni):0.02~0.3%およびアンチモン(Sb):0.05~0.45%を含み、
スズ(Sn):0.05~0.45%、タングステン(W):0.05~0.2%およびモリブデン(Mo):0.2~1.45%のうちの1種以上を含み、
残部鉄(Fe)および不可避不純物を含み、
下記式1を満足する耐食性鋼板。
[式1]
[Cu]+3x[Sb]+5x[Sn]+5x[W]+[Mo]>1
(式1中、[Cu]、[Sb]、[Sn]、[W]、および[Mo]は、それぞれ鋼板におけるCu、Sb、Sn、W、およびMoの含有量(重量%)を意味する。) - マンガン(Mn):0.5~1.5%、アルミニウム(Al):0.05%以下(0%を除く)およびクロム(Cr):8%以下(0%を除く)のうちの1種以上をさらに含む、請求項1に記載の耐食性鋼板。
- 下記式2を満足する、請求項1に記載の耐食性鋼板。
[式2]
[Cu]/[Ni]≦2
(式2中、[Cu]および[Ni]は、それぞれ鋼板におけるCu、およびNiの含有量(重量%)を意味する。) - 下記式3を満足する、請求項1に記載の耐食性鋼板。
[式3]
[硫酸浸漬腐食減量比]x[複合浸漬腐食減量比]<35(mg/cm2/hr.)
(ここで、硫酸浸漬腐食減量比は、鋼板を50重量%の硫酸溶液で70℃、6時間浸漬後、単位時間あたり、単位表面積あたりの重量減量を測定した値であり、複合浸漬腐食減量比は、鋼板を16.9vol%の硫酸溶液と0.35vol%の塩酸溶液を混合した溶液で80℃、6時間浸漬後、単位時間あたり、単位表面積あたりの重量減量を測定した値である。) - 前記鋼板を50重量%の硫酸溶液で6時間浸漬するとき、
鋼板の表面から内部方向に硫酸浸漬濃化層が形成され、
前記鋼板を16.9vol%の硫酸溶液と0.35vol%の塩酸溶液を混合した溶液で24時間浸漬するとき、
鋼板の表面から内部方向に複合浸漬濃化層が形成される、請求項1に記載の耐食性鋼板。 - 前記硫酸浸漬濃化層および複合浸漬濃化層は、Cu、Sb、Sn、WおよびMoのうちの1種以上の元素を含み、
前記Cu、Sb、Sn、WおよびMoの合量が3.5重量%以上である、
請求項5に記載の耐食性鋼板。 - 前記硫酸浸漬濃化層は、Cu:7.05~23.06%およびSb:4.3~15.58%含み、W:0.15~0.3%、Sn:3.5~18%およびMo:0.6~2.1%のうちの1種以上を含み、
前記複合浸漬濃化層は、Cu:3.5~24.58%およびSb:3.5~17.5%含み、W:0.1~0.45%、Sn:1.5~22%およびMo:0.4~2.1%のうちの1種以上を含む、請求項5に記載の耐食性鋼板。 - 下記式4を満足する、請求項5に記載の耐食性鋼板。
[式4]
I1+I2≧55
(ここで、In(nは1または2)は、耐食指数を意味し、下記式5で表現される。
[式5]
耐食指数I=[Cu]+[Sb]+[Sn]+20x[W]+10x[Mo]
ここで、[Cu]、[Sb]、[Sn]、[W]、および[Mo]は、前記濃化層内におけるCu、Sb、Sn、W、およびMoの最大値の含有量(重量%)を意味する。
また、I1は、硫酸浸漬濃化層の耐食指数を意味し、I2は、複合浸漬濃化層の耐食指数を意味する。) - 前記形成された濃化層の厚さの合計が下記式6を満足する、請求項5に記載の耐食性鋼板。
[式6]
[硫酸浸漬濃化層の厚さ]+[複合浸漬濃化層の厚さ]≧170nm - 鋼板の角部位で発生するクラックの平均長さが10mm以下である、請求項1に記載の耐食性鋼板。
- 重量%で、炭素(C):0.15%以下(0%を除く)、銅(Cu):0.05~0.5%、ニッケル(Ni):0.02~0.3%およびアンチモン(Sb):0.05~0.45%を含み、
スズ(Sn):0.05~0.45%、タングステン(W):0.05~0.2%、モリブデン(Mo):0.2~1.45%のうちの1種以上を含み、残部鉄(Fe)および不可避不純物を含み、下記式1を満足するスラブを用意する段階;
前記スラブを加熱する段階;
前記加熱されたスラブを熱間圧延して熱延鋼板を製造する段階;および
前記熱延鋼板を巻取る段階;を含む耐食性鋼板の製造方法。
[式1]
[Cu]+3x[Sb]+5x[Sn]+5x[W]+[Mo]>1
(式1中、[Cu]、[Sb]、[Sn]、[W]、および[Mo]は、それぞれスラブにおけるCu、Sb、Sn、W、およびMoの含有量(重量%)を意味する。) - 前記スラブは、マンガン(Mn):0.5~1.5%、アルミニウム(Al):0.05%以下(0%を除く)およびクロム(Cr):8%以下(0%を除く)のうちの1種以上をさらに含む、請求項11に記載の耐食性鋼板の製造方法。
- 前記スラブを加熱する段階;は、1,000~1,300℃で行われる、請求項11に記載の耐食性鋼板の製造方法。
- 前記加熱されたスラブを熱間圧延して熱延鋼板を製造する段階;で、
仕上げ圧延温度は、750℃以上である、請求項11に記載の耐食性鋼板の製造方法。 - 前記熱延鋼板を巻取る段階;は、550~750℃で行われる、請求項11に記載の耐食性鋼板の製造方法。
- 前記熱延鋼板を巻取る段階;の後、
前記巻取られた熱延鋼板を酸洗する段階;
前記酸洗された熱延鋼板を冷間圧延して冷延鋼板を製造する段階;および
前記冷延鋼板を焼鈍熱処理する段階;
をさらに含む、請求項11に記載の耐食性鋼板の製造方法。 - 前記冷延鋼板は、厚さが3mm以下である、請求項16に記載の耐食性鋼板の製造方法。
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