JP2023061275A - 鋼材 - Google Patents
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Abstract
【課題】硫酸露点腐食環境において優れた耐食性を有し、かつ、高い降伏応力を有する鋼材を提供する。【解決手段】化学組成が、質量％で、C：0.010～0.20％、Si：0.04～1.00％、Mn：0.20～2.00％、Cu：0.10～1.00％、Al:0.005～0.10％、Cr：0.40～3.00％、Ti:0.010～0.50％、Ni:0.01～0.50％、P:0.050％以下、S:0.050％以下、N：0.0015～0.0100％、O：0.0035％以下、残部：Feおよび不純物であり、鋼材中にTiNを含み、最大長さが1.0μm以上2.0μm未満のTiNの個数密度が0.5/mm2以上であり、最大長さが4.0μm以上のTiNの個数密度が15/mm2未満であり、かつ最大長さが1.0μm以上のTiNの個数密度に対する、最大長さが1.0μm以上2.0μm未満のTiNの個数密度の比が0.20以上である、鋼材。【選択図】 なし
Description
本発明は、鋼材に関する。
ボイラーの火炉および廃棄物焼却施設の焼却炉等では、水蒸気、硫黄酸化物、塩化水素等を含む排ガスが発生する。この排ガスは、排ガス煙突等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。
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。
Ｃｕ、Ｓｂ、Ｃｒ等を含有する鋼材は、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、減温塔の灰掃き出し羽根などは３５０℃を超える高温の環境で使用される。さらに、ガス中に硫黄酸化物を含むため、温度が低下した場合、鋼材は硫酸露点腐食環境で使用されることになる。このような環境で使用される材料は優れた耐硫酸露点腐食性に加えて、常温における高い降伏応力を有する必要がある。
本発明は、上記の問題を解決し、硫酸露点腐食環境において優れた耐食性を有し、かつ、高い降伏応力を有する鋼材を提供することを目的とする。
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。
（１）化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０１０～０．２０％、
Ｓｉ：０．０４～１．００％、
Ｍｎ：０．２０～２．００％、
Ｃｕ：０．１０～１．００％、
Ａｌ：０．００５～０．１０％、
Ｃｒ：０．４０～３．００％、
Ｔｉ：０．０１０～０．５０％、
Ｎｉ：０．０１～０．５０％、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０５０％以下、
Ｎ：０．００１５～０．０１００％、
Ｏ：０．００３５％以下、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
鋼材中にＴｉＮを含み、最大長さが１．０μｍ以上２．０μｍ未満のＴｉＮの個数密度が０．５／ｍｍ２以上であり、最大長さが４．０μｍ以上のＴｉＮの個数密度が１５／ｍｍ２未満であり、かつ最大長さが１．０μｍ以上のＴｉＮの個数密度に対する、最大長さが１．０μｍ以上２．０μｍ未満のＴｉＮの個数密度の比が０．２０以上である、
鋼材。
Ｃ：０．０１０～０．２０％、
Ｓｉ：０．０４～１．００％、
Ｍｎ：０．２０～２．００％、
Ｃｕ：０．１０～１．００％、
Ａｌ：０．００５～０．１０％、
Ｃｒ：０．４０～３．００％、
Ｔｉ：０．０１０～０．５０％、
Ｎｉ：０．０１～０．５０％、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０５０％以下、
Ｎ：０．００１５～０．０１００％、
Ｏ：０．００３５％以下、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
鋼材中にＴｉＮを含み、最大長さが１．０μｍ以上２．０μｍ未満のＴｉＮの個数密度が０．５／ｍｍ２以上であり、最大長さが４．０μｍ以上のＴｉＮの個数密度が１５／ｍｍ２未満であり、かつ最大長さが１．０μｍ以上のＴｉＮの個数密度に対する、最大長さが１．０μｍ以上２．０μｍ未満のＴｉＮの個数密度の比が０．２０以上である、
鋼材。
（２）前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
Ｍｏ：０．１０％以下、
Ｗ：０．１０％以下、
Ｓｎ：０．３０％以下、
Ｓｂ：０．３０％以下、
Ａｓ：０．３０％以下、
Ｃｏ：０．３０％以下、および
Ｂｉ：０．３０％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。
Ｍｏ：０．１０％以下、
Ｗ：０．１０％以下、
Ｓｎ：０．３０％以下、
Ｓｂ：０．３０％以下、
Ａｓ：０．３０％以下、
Ｃｏ：０．３０％以下、および
Ｂｉ：０．３０％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。
（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、
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。
Ｎｂ：０．１０％以下、
Ｖ：０．１０％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。
（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）～（３）のいずれかに記載の鋼材。
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）～（３）のいずれかに記載の鋼材。
（５）２５℃における降伏応力が３１０ＭＰａ以上であることを特徴とする、
上記（１）～（４）のいずれかに記載の鋼材。
上記（１）～（４）のいずれかに記載の鋼材。
本発明によれば、硫酸露点腐食環境において優れた耐食性を有し、かつ、高い降伏応力を有する鋼材を提供することが可能となる。
本発明者らは前記した課題を解決するために、鋼材の耐食性および降伏応力を詳細に調査した結果、以下の知見を得るに至った。
降伏応力を高めるためには、ＴｉＮによるピン留め効果が有効である。しかし、粗大なＴｉＮは腐食の起点となり、耐食性を劣化させる。特に、硫黄酸化物を含むガスが冷却され、非常に厳しい硫酸露点腐食環境となると、鋼材中のＴｉＮによる耐食性劣化の影響はさらに大きくなることがわかった。そのため、ＴｉＮの大きさを適切な範囲とすることにより、鋼の降伏応力を維持しつつ、耐食性を向上させることができることを見出した。
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。
（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。
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。
Ｃ：０．０１０～０．２０％
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０．０１０～０．２０％とする。強度が要求される場合は、Ｃ含有量は０．０５０％以上であるのが好ましい。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０．０１０～０．２０％とする。強度が要求される場合は、Ｃ含有量は０．０５０％以上であるのが好ましい。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。
Ｓｉ：０．０４～１．００％
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０．０４～１．００％とする。Ｓｉ含有量は０．１０％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０．７０％以下であるのが好ましく、０．６０％以下であるのがより好ましい。
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０．０４～１．００％とする。Ｓｉ含有量は０．１０％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０．７０％以下であるのが好ましく、０．６０％以下であるのがより好ましい。
Ｍｎ：０．２０～２．００％
Ｍｎは、強度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０．２０～２．００％とする。Ｍｎ含有量は０．５０％以上であるのが好ましく、０．６０％以上であるのがより好ましい。また、Ｍｎ含有量は１．７０％以下であるのが好ましく、１．５０％以下であるのがより好ましく、１．３０％以下であるのがさらに好ましい。
Ｍｎは、強度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０．２０～２．００％とする。Ｍｎ含有量は０．５０％以上であるのが好ましく、０．６０％以上であるのがより好ましい。また、Ｍｎ含有量は１．７０％以下であるのが好ましく、１．５０％以下であるのがより好ましく、１．３０％以下であるのがさらに好ましい。
Ｃｕ：０．１０～１．００％
Ｃｕは、硫酸に対する耐食性を顕著に発現する元素である。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、生産性を損なう。そのため、Ｃｕ含有量は０．１０～１．００％とする。Ｃｕ含有量は０．１５％以上、０．２０％以上、または０．２５％以上であるのが好ましい。また、Ｃｕ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。
Ｃｕは、硫酸に対する耐食性を顕著に発現する元素である。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、生産性を損なう。そのため、Ｃｕ含有量は０．１０～１．００％とする。Ｃｕ含有量は０．１５％以上、０．２０％以上、または０．２５％以上であるのが好ましい。また、Ｃｕ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。
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０．０１０％以上であるのが好ましい。また、Ａｌ含有量は０．０７％以下であるのが好ましい。
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０．０１０％以上であるのが好ましい。また、Ａｌ含有量は０．０７％以下であるのが好ましい。
Ｃｒ：０．４０～３．００％
Ｃｒは、焼入れ性を高めて強度を向上させるとともに、耐硫酸性を向上させる効果を有する元素である。しかしながら、Ｃｒが過剰に含有された場合、鋼材表面で腐食起点となりやすい酸化物を形成する。そのため、Ｃｒ含有量は０．４０～３．００％とする。Ｃｒ含有量は０．５０％以上であるのが好ましく、０．６０％以上であるのがより好ましく、０．６５％以上であるのがさらに好ましい。また、Ｃｒ含有量は２．５０％以下であるのが好ましい。
Ｃｒは、焼入れ性を高めて強度を向上させるとともに、耐硫酸性を向上させる効果を有する元素である。しかしながら、Ｃｒが過剰に含有された場合、鋼材表面で腐食起点となりやすい酸化物を形成する。そのため、Ｃｒ含有量は０．４０～３．００％とする。Ｃｒ含有量は０．５０％以上であるのが好ましく、０．６０％以上であるのがより好ましく、０．６５％以上であるのがさらに好ましい。また、Ｃｒ含有量は２．５０％以下であるのが好ましい。
Ｔｉ：０．０１０～０．５０％
Ｔｉは、窒化物を形成し、結晶粒の微細化および強度の向上に寄与する元素である。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０．０１０～０．５０％とする。Ｔｉ含有量は０．０１３％以上であるのが好ましく、０．０１５％以上であるのがより好ましく、０．０２０％以上であるのがさらに好ましい。また、Ｔｉ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。
Ｔｉは、窒化物を形成し、結晶粒の微細化および強度の向上に寄与する元素である。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０．０１０～０．５０％とする。Ｔｉ含有量は０．０１３％以上であるのが好ましく、０．０１５％以上であるのがより好ましく、０．０２０％以上であるのがさらに好ましい。また、Ｔｉ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。
Ｎｉ：０．０１～０．５０％
Ｎｉは、酸腐食環境での耐食性を向上させる元素であり、加えてＣｕを含有する鋼において、製造性を高める効果を有する。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得られる。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０．０３％以上であるのが好ましく、０．０５％以上であるのがより好ましく、０．０８％以上であるのがさらに好ましい。また、Ｎｉ含有量は０．４０％以下、０．２９％未満、０．２５％以下、０．２０％以下であるのが好ましく、０．１５％以下であるのがより好ましい。
Ｎｉは、酸腐食環境での耐食性を向上させる元素であり、加えてＣｕを含有する鋼において、製造性を高める効果を有する。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得られる。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０．０３％以上であるのが好ましく、０．０５％以上であるのがより好ましく、０．０８％以上であるのがさらに好ましい。また、Ｎｉ含有量は０．４０％以下、０．２９％未満、０．２５％以下、０．２０％以下であるのが好ましく、０．１５％以下であるのがより好ましい。
Ｐ：０．０５０％以下
Ｐは、不純物であり、鋼材の機械特性および生産性を低下させる。そのため、Ｐ含有量に上限を設けて０．０５０％以下とする。Ｐ含有量は０．０３０％以下であるのが好ましく、０．０２５％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％以上としてもよい。
Ｐは、不純物であり、鋼材の機械特性および生産性を低下させる。そのため、Ｐ含有量に上限を設けて０．０５０％以下とする。Ｐ含有量は０．０３０％以下であるのが好ましく、０．０２５％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％以上としてもよい。
Ｓ：０．０５０％以下
Ｓは、不純物であり、鋼材の機械特性および生産性を低下させる。そのため、Ｓ含有量に上限を設けて０．０５０％以下とする。Ｓ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い。なお、Ｓ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、Ｓ含有量は０．００１％以上、または０．００５％以上としてもよい。
Ｓは、不純物であり、鋼材の機械特性および生産性を低下させる。そのため、Ｓ含有量に上限を設けて０．０５０％以下とする。Ｓ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い。なお、Ｓ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、Ｓ含有量は０．００１％以上、または０．００５％以上としてもよい。
Ｎ：０．００１５～０．０１００％
Ｎは、微細な窒化物を形成し、鋼材の機械特性の向上に寄与する。しかしながら、Ｎが過剰に含有された場合、鋼材の機械特性および生産性を低下させる。そのため、Ｎ含有量は０．００１５～０．０１００％とする。Ｎ含有量は０．００２０％以上であるのが好ましく、０．００３０％以上であるのがより好ましい。また、Ｎ含有量は０．００９０％以下であるのが好ましく、０．００８０％以下であるのがより好ましい。
Ｎは、微細な窒化物を形成し、鋼材の機械特性の向上に寄与する。しかしながら、Ｎが過剰に含有された場合、鋼材の機械特性および生産性を低下させる。そのため、Ｎ含有量は０．００１５～０．０１００％とする。Ｎ含有量は０．００２０％以上であるのが好ましく、０．００３０％以上であるのがより好ましい。また、Ｎ含有量は０．００９０％以下であるのが好ましく、０．００８０％以下であるのがより好ましい。
Ｏ：０．００３５％以下
Ｏは、不純物であり、酸腐食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含有量に上限を設けて、０．００３５％以下とする。Ｏ含有量は０．００３０％以下であるのが好ましく、０．００２５％以下であるのがさらに好ましい。なお、Ｏ含有量は可能な限り低減することが好ましく、つまり含有量は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、Ｏ含有量は０．００１３％以上、０．００２０％以上としてもよい。
Ｏは、不純物であり、酸腐食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含有量に上限を設けて、０．００３５％以下とする。Ｏ含有量は０．００３０％以下であるのが好ましく、０．００２５％以下であるのがさらに好ましい。なお、Ｏ含有量は可能な限り低減することが好ましく、つまり含有量は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、Ｏ含有量は０．００１３％以上、０．００２０％以上としてもよい。
本発明の鋼の化学組成において、上記の元素に加えて、さらに耐食性を向上させるために、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｎ、Ｓｂ、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。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。各元素の限定理由について説明する。
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は高価な元素であるため、過剰な含有は経済性の低下を招く。そのため、Ｍｏ含有量は０．１０％以下とする。Ｍｏ含有量は０．０９％以下であるのが好ましく、０．０８％以下であるのがより好ましい。なお、上記効果をより確実に得たい場合には、Ｍｏ含有量は０．０１％以上とするのが好ましく、０．０２％以上とするのがより好ましく、０．０３％以上とするのがさらに好ましい。
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は高価な元素であるため、過剰な含有は経済性の低下を招く。そのため、Ｍｏ含有量は０．１０％以下とする。Ｍｏ含有量は０．０９％以下であるのが好ましく、０．０８％以下であるのがより好ましい。なお、上記効果をより確実に得たい場合には、Ｍｏ含有量は０．０１％以上とするのが好ましく、０．０２％以上とするのがより好ましく、０．０３％以上とするのがさらに好ましい。
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ため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｗも高価な元素であるため、過剰な含有は経済性の低下を招く。そのため、Ｗ含有量は０．１０％以下とする。Ｗ含有量は０．０９％以下であるのが好ましく、０．０８％以下であるのがより好ましい。なお、上記効果をより確実に得たい場合には、Ｗ含有量は０．０１％以上とするのが好ましく、０．０２％以上とするのがより好ましく、０．０３％以上とするのがさらに好ましい。
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ため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｗも高価な元素であるため、過剰な含有は経済性の低下を招く。そのため、Ｗ含有量は０．１０％以下とする。Ｗ含有量は０．０９％以下であるのが好ましく、０．０８％以下であるのがより好ましい。なお、上記効果をより確実に得たい場合には、Ｗ含有量は０．０１％以上とするのが好ましく、０．０２％以上とするのがより好ましく、０．０３％以上とするのがさらに好ましい。
Ｓｎ：０．３０％以下
Ｓｎは、Ｃｕと同時に含有させると酸腐食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０．２５％以下であるのが好ましく、０．２０％以下であるのがより好ましく、０．１５％以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、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は、Ｃｕと同時に含有させると酸腐食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０．２５％以下であるのが好ましく、０．２０％以下であるのがより好ましく、０．１５％以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、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。
Ｓｂ：０．３０％以下
Ｓｂは、Ｃｕと同時に含有させると、硫酸に対す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、Ｓｂが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下し、生産性を損なう。そのため、Ｓｂ含有量は０．３０％以下とする。Ｓｂ含有量は０．２５％以下であるのが好ましく、０．２０％以下であるのがより好ましく、０．１５％以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、Ｓｂ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。
Ｓｂは、Ｃｕと同時に含有させると、硫酸に対す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、Ｓｂが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下し、生産性を損なう。そのため、Ｓｂ含有量は０．３０％以下とする。Ｓｂ含有量は０．２５％以下であるのが好ましく、０．２０％以下であるのがより好ましく、０．１５％以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、Ｓｂ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％以下
Ａｓは、ＳｂおよびＳｎに比べて顕著な効果はないが、酸腐食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、上記の効果をより確実に得たい場合には、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は、ＳｂおよびＳｎに比べて顕著な効果はないが、酸腐食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、上記の効果をより確実に得たい場合には、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。
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、酸腐食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、上記の効果をより確実に得たい場合には、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は、ＳｂおよびＳｎに比べて顕著な効果はないが、酸腐食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、上記の効果をより確実に得たい場合には、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。
Ｂｉ：０．３０％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０．３０％以下とする。Ｂｉ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、上記の効果をより確実に得たい場合には、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０．３０％以下とする。Ｂｉ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、上記の効果をより確実に得たい場合には、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。
本発明の鋼の化学組成において、上記の元素に加えて、機械特性等を向上させるために、さらにＮｂ、Ｖ、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。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。各元素の限定理由について説明する。
Ｎｂ：０．１０％以下
Ｎｂは、Ｔｉと同様に、窒化物を形成し、結晶粒の微細化および強度の向上に寄与する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｎｂが過剰に含有された場合、窒化物が粗大になり、機械特性が劣化する。そのため、Ｎｂ含有量は０．１０％以下とする。Ｎｂ含有量は０．０９％以下であるのが好ましく、０．０８％以下であるのがより好ましく、０．０７％以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、Ｎｂ含有量は０．００５％以上であるのが好ましく、０．０１０％以上であるのがより好ましく、０．０１５％以上であるのがさらに好ましい。
Ｎｂは、Ｔｉと同様に、窒化物を形成し、結晶粒の微細化および強度の向上に寄与する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｎｂが過剰に含有された場合、窒化物が粗大になり、機械特性が劣化する。そのため、Ｎｂ含有量は０．１０％以下とする。Ｎｂ含有量は０．０９％以下であるのが好ましく、０．０８％以下であるのがより好ましく、０．０７％以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、Ｎｂ含有量は０．００５％以上であるのが好ましく、０．０１０％以上であるのがより好ましく、０．０１５％以上であるのがさらに好ましい。
Ｖ：０．１０％以下
Ｖは、Ｔｉ、Ｎｂと同様に、窒化物を形成し、結晶粒の微細化および強度の向上に寄与する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｖが過剰に含有された場合、窒化物が粗大になり、機械特性が劣化する。そのため、Ｖ含有量は０．１０％以下とする。Ｖ含有量は０．０８％以下であるのが好ましく、０．０６％以下であるのがより好ましく、０．０４％以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、Ｖ含有量は０．００５％以上であるのが好ましい。
Ｖは、Ｔｉ、Ｎｂと同様に、窒化物を形成し、結晶粒の微細化および強度の向上に寄与する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｖが過剰に含有された場合、窒化物が粗大になり、機械特性が劣化する。そのため、Ｖ含有量は０．１０％以下とする。Ｖ含有量は０．０８％以下であるのが好ましく、０．０６％以下であるのがより好ましく、０．０４％以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、Ｖ含有量は０．００５％以上であるのが好ましい。
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、上記の効果をより確実に得たい場合には、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、上記の効果をより確実に得たい場合には、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。
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０．００８％以下であるのが好ましく、０．００６％以下であるのがより好ましく、０．００４％以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、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０．００８％以下であるのが好ましく、０．００６％以下であるのがより好ましく、０．００４％以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果をより確実に得たい場合には、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。
本発明の鋼の化学組成において、上記の元素に加えて、脱酸および介在物の制御を目的として、さらに、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。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。各元素の限定理由について説明する。
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、上記の効果をより確実に得たい場合には、Ｃａ含有量は０．０００５％以上であるのが好ましく、０．００１０％以上であるのがより好ましく、０．００２０％以上であるのがさらに好ましい。
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、上記の効果をより確実に得たい場合には、Ｃａ含有量は０．０００５％以上であるのが好ましく、０．００１０％以上であるのがより好ましく、０．００２０％以上であるのがさらに好ましい。
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、上記の効果をより確実に得たい場合には、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、上記の効果をより確実に得たい場合には、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。
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、上記の効果をより確実に得たい場合には、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。
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、上記の効果をより確実に得たい場合には、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の合計１７元素の総称であり、ＲＥＭの含有量は上記元素の合計量を意味する。なお、ランタノイドは、工業的には、ミッシュメタルの形で添加される。
本発明の鋼材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。
（Ｂ）介在物
本発明に係る鋼材は、鋼材中にＴｉＮを含む。そして、最大長さが１．０μｍ以上２．０μｍ未満のＴｉＮの個数密度が０．５／ｍｍ２以上であり、最大長さが４．０μｍ以上のＴｉＮの個数密度が１５／ｍｍ２未満である。加えて、最大長さが１．０μｍ以上のＴｉＮの個数密度に対する、最大長さが１．０μｍ以上２．０μｍ未満のＴｉＮの個数密度の比が０．２０以上である。
本発明に係る鋼材は、鋼材中にＴｉＮを含む。そして、最大長さが１．０μｍ以上２．０μｍ未満のＴｉＮの個数密度が０．５／ｍｍ２以上であり、最大長さが４．０μｍ以上のＴｉＮの個数密度が１５／ｍｍ２未満である。加えて、最大長さが１．０μｍ以上のＴｉＮの個数密度に対する、最大長さが１．０μｍ以上２．０μｍ未満のＴｉＮの個数密度の比が０．２０以上である。
なお、最大長さが１．０μｍ未満のＴｉＮは鋼材の耐食性および降伏応力にはほとんど影響を与えないため、本発明においては、最大長さが１．０μｍ以上の介在物を対象とすることとする。
上述のように、本発明の鋼材において、ＴｉＮを形成することで、降伏応力を向上させることができる。しかしながら、粗大なＴｉＮは腐食の起点となり、硫酸露点腐食環境における耐食性が劣化する。そのため、最大長さが４．０μｍ以上のＴｉＮの個数密度を１５／ｍｍ２未満とする。最大長さが４．０μｍ以上のＴｉＮの個数密度は、１２／ｍｍ２以下であるのが好ましく、１０／ｍｍ２以下であるのがより好ましい。
一方、降伏応力の向上には、ＴｉＮの個数密度が高いことが重要である。そして、ＴｉＮの個数密度を高めるためには、ＴｉＮを微細化することが有効である。したがって、本発明においては、最大長さが１．０μｍ以上２．０μｍ未満のＴｉＮの個数密度が０．５／ｍｍ２以上である。最大長さが１．０μｍ以上２．０μｍ未満のＴｉＮの個数密度は、０．７／ｍｍ２以上であるのが好ましく、１．０／ｍｍ２以上であるのがより好ましい。また、最大長さが１．０μｍ以上のＴｉＮの個数密度に対する、最大長さが１．０μｍ以上２．０μｍ未満のＴｉＮの個数密度の比が０．２０以上である。上記の比は、０．２５以上であるのが好ましく、０．３０以上であるのがより好ましい。
ＴｉＮの個数密度は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）が備えるエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ）により測定する。測定倍率は１０００倍とし、視野内に検出されるＴｉＮの最大長さを測定する。そして、最大長さが１．０μｍ以上であるＴｉＮの個数、最大長さが４．０μｍ以上であるＴｉＮの個数、および最大長さが１．０μｍ以上２．０μｍ未満であるＴｉＮの個数を数え、視野面積で除することで、個数密度、および個数密度の比を求める。
ＴｉＮの同定は、ＥＤＳにより行い、ＴｉとＮとの合計含有量が９０質量％以上である介在物をＴｉＮと判断する。
（Ｃ）板厚
本発明に係る鋼材の厚さは、特に規定しないが、０．３～１０．０ｍｍであることが好ましく、０．５～５.０ｍｍであることがより好ましい。
本発明に係る鋼材の厚さは、特に規定しないが、０．３～１０．０ｍｍであることが好ましく、０．５～５.０ｍｍであることがより好ましい。
（Ｄ）降伏応力
本発明に係る鋼材の降伏応力は、２５℃において３１０ＭＰａ以上であることが好ましく、３２０ＭＰａ以上であることがより好ましい。
本発明に係る鋼材の降伏応力は、２５℃において３１０ＭＰａ以上であることが好ましく、３２０ＭＰａ以上であることがより好ましい。
（Ｅ）製造方法
本発明の一実施形態に係る鋼材の製造方法について説明する。本実施形態に係る鋼材には、熱間圧延を施し、さらに冷間圧延および熱処理を施して製造される鋼板、形鋼、鋼管等が含まれる。
本発明の一実施形態に係る鋼材の製造方法について説明する。本実施形態に係る鋼材には、熱間圧延を施し、さらに冷間圧延および熱処理を施して製造される鋼板、形鋼、鋼管等が含まれる。
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、さらに冷間圧延を施して製造される。ＴｉＮは、鋼片の段階ですでに析出しているが、熱間圧延を施すに際し、比較的高温に加熱することで、Ｔｉを固溶させ、粗大なＴｉＮの個数密度を低減することができる。また、後述の工程においてＴｉＮを微細に析出させることができる。そのため、具体的には１２２０～１４００℃とすることが好ましい。
熱間圧延前の加熱温度を１４００℃超では、いたずらにエネルギーを消費し、製造コストが上昇する。そのため、熱間圧延前の加熱温度を１４００℃以下とすることが好ましい。
一方、熱間圧延前の加熱温度を１２２０℃以上とすることで、粗大なＴｉＮを溶解させ、粗大なＴｉＮの個数密度を低下させることができる。また、熱間圧延前の加熱温度を１２２０℃以上とすることで、最大長さが４．０μｍ以上のＴｉＮの個数密度を１５／ｍｍ２未満とすることが可能となる。さらに、最大長さが４．０μｍ以上のＴｉＮの個数密度を１２／ｍｍ２以下とするためには、熱間圧延前の加熱温度は１２５０℃以上とすることがより好ましい。
熱間圧延後の熱延鋼板に対しては、コイル巻取り等の次工程が加えられる。その際、鋼板は温度低下するが、熱延完了から４００℃に達するまでの時間は４時間以上であることが望ましい。このような条件で冷却し、鋼板中に１．０μｍ未満の超微細なＴｉＮを生成させておくことで、冷間圧延後の熱処理を施すことにより、最大長さが１．０μｍ以上２．０μｍ未満のＴｉＮの個数密度を０．５／ｍｍ２以上とすることができ、最大長さが１．０μｍ以上２．０μｍ未満のＴｉＮの個数密度比を０．２０以上とすることができる。
熱間圧延後、冷間圧延して冷延鋼板とする。さらに冷間圧延後には熱処理を施す。冷間圧延後に７５０～８５０℃の温度域で熱処理を施すことにより、ＴｉＮの最大長さを調整し、鋼板の降伏応力を維持しつつ、耐食性を向上させることができる。冷間圧延後の熱処理温度を７５０℃以上とすることで、最大長さが１．０μｍ以上２．０μｍ未満のＴｉＮの個数密度を０．５／ｍｍ２以上とすることができ、所望の降伏応力を得ることができる。
一方、冷間圧延後の熱処理温度を８５０℃以下とすることで、強度上昇に寄与しない最大長さが２．０μｍ以上４．０μｍ未満のＴｉＮの増加を抑制することができる。そのため、最大長さが１．０μｍ以上のＴｉＮの個数密度に対する、最大長さが１．０μｍ以上２．０μｍ未満のＴｉＮの個数密度の比を０．２０以上とすることができ、所望の降伏応力を得ることができる。そのため、冷間圧延後の熱処理温度は７５０～８５０℃とすることが好ましい。
得られた鋼板から鋼管を製造する場合は、鋼板を管状に成形して溶接すればよく、例えば、電縫鋼管、鍛接鋼管、スパイラル鋼管等にすることができる。
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。
表１に示す化学組成を有する鋼（Ａ～Ｗ）を溶製し、鋼塊に対して表２に示す条件で熱間圧延を行い、厚さが２０ｍｍの熱延鋼板を製造した。熱延後に巻き取りを模擬した冷却を行った後、さらに冷間圧延を行い、厚さが１３ｍｍの冷延鋼板とした。
得られた各鋼板からＳＥＭ観察用の試験片を切り出し、ＳＥＭが備えるＥＤＳにより介在物の個数密度の測定を行った。測定倍率は１０００倍とし、視野内に検出されるＴｉＮの最大長さを測定し、最大長さが１．０μｍ以上であるＴｉＮの個数、最大長さが４．０μｍ以上であるＴｉＮの個数、および最大長さが１．０μｍ以上２．０μｍ未満であるＴｉＮの個数を数え、視野面積で除することで、個数密度、および個数密度の比を求めた。
さらに、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。
＜耐硫酸性＞
各鋼板から板厚１ｍｍ、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、試験片を６０℃の４０％硫酸水溶液に６時間浸漬する硫酸浸漬試験によって行った。
各鋼板から板厚１ｍｍ、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、試験片を６０℃の４０％硫酸水溶液に６時間浸漬する硫酸浸漬試験によって行った。
その後、硫酸浸漬試験による試験片の腐食減量から、それぞれ腐食速度を算出した。本実施例においては、硫酸浸漬試験による腐食速度が２０．０ｍｇ／ｃｍ２／ｈ以下である場合に、耐硫酸性に優れると判断した。
＜降伏応力＞
ＪＩＳ Ｚ ２２４１：２０１１に準拠して、厚さ１ｍｍの引張試験片を作製し、引張試験を行い、降伏応力を求めた。降伏応力が３１０ＭＰａ以上のものを、降伏応力に優れると判断した。
ＪＩＳ Ｚ ２２４１：２０１１に準拠して、厚さ１ｍｍの引張試験片を作製し、引張試験を行い、降伏応力を求めた。降伏応力が３１０ＭＰａ以上のものを、降伏応力に優れると判断した。
表３に、介在物の個数密度の測定結果、ならびに耐硫酸浸漬試験および引張試験の評価結果をまとめて示す。
表３に示すように、本発明の規定をすべて満足する試験Ｎｏ．１～２１では、いずれの性能評価試験においても優れた結果となった。これに対して、比較例である試験Ｎｏ．２２～３１では、耐硫酸性および降伏応力の少なくともいずれかにおいて、悪化する結果となった。
本発明の鋼材は、重油、石炭等の化石燃料、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、排タイヤ等の産業廃棄物および下水汚泥等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、減温塔の灰掃き出し羽根などに好適に使用することができる。
Claims (5)
- Ｃ：０．０１０～０．２０％、
Ｓｉ：０．０４～１．００％、
Ｍｎ：０．２０～２．００％、
Ｃｕ：０．１０～１．００％、
Ａｌ：０．００５～０．１０％、
Ｃｒ：０．４０～３．００％、
Ｔｉ：０．０１０～０．５０％、
Ｎｉ：０．０１～０．５０％、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０５０％以下、
Ｎ：０．００１５～０．０１００％、
Ｏ：０．００３５％以下、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
鋼材中にＴｉＮを含み、最大長さが１．０μｍ以上２．０μｍ未満のＴｉＮの個数密度が０．５／ｍｍ２以上であり、最大長さが４．０μｍ以上のＴｉＮの個数密度が１５／ｍｍ２未満であり、かつ最大長さが１．０μｍ以上のＴｉＮの個数密度に対する、最大長さが１．０μｍ以上２．０μｍ未満のＴｉＮの個数密度の比が０．２０以上である、
鋼材。 - 前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
Ｍｏ：０．１０％以下、
Ｗ：０．１０％以下、
Ｓｎ：０．３０％以下、
Ｓｂ：０．３０％以下、
Ａｓ：０．３０％以下、
Ｃｏ：０．３０％以下、および
Ｂｉ：０．３０％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。 - 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、
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。 - 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、
請求項１～請求項３のいずれかに記載の鋼材。 - ２５℃における降伏応力が３１０ＭＰａ以上であることを特徴とする、
請求項１～請求項４のいずれかに記載の鋼材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2021171176A JP2023061275A (ja) | 2021-10-19 | 2021-10-19 | 鋼材 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| JP2023061275A true JP2023061275A (ja) | 2023-05-01 |
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| JP2021171176A Pending JP2023061275A (ja) | 2021-10-19 | 2021-10-19 | 鋼材 |
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-
2021
- 2021-10-19 JP JP2021171176A patent/JP2023061275A/ja active Pending
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