JP2639851B2

JP2639851B2 - 海岸高耐候性クラッド鋼

Info

Publication number: JP2639851B2
Application number: JP8675090A
Authority: JP
Inventors: 康児田辺; 尚志井上
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-03-31
Filing date: 1990-03-31
Publication date: 1997-08-13
Anticipated expiration: 2012-08-13
Also published as: JPH03284941A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は橋梁、建築等の鋼構造物において、特に海岸
地帯など塩素イオンの多い腐食環境下で耐食性の要求さ
れる部材に使用される高耐候性鋼に関するものである。

＜従来の技術＞従来より上記した用途に使用される構造部材用鋼に
は、比較的価格が安価である上、使用環境により必要に
して十分な耐食性を有するということで、種々の耐候性
鋼が鉄鋼各社により開発され、実用化されている。

耐候性鋼は、普通鋼にCu,Cr,Pなどを微量含有させた
ものであり、大気暴露によって鋼表面に形成される錆皮
膜が防食機能を有する安定錆となることが知られてい
る。日本工業規格にあるJIS G3114;溶接構造用耐候性熱
間圧延鋼材及びJIS G3125;高耐候性圧延鋼材もこれに相
当する。

＜発明が解決しようとする課題＞上記従来技術における耐候性鋼は、大気腐食環境にお
いて優れた耐食性を示すが、海岸地帯などの如く特に塩
素イオンの多い腐食環境下では、普通鋼と耐食性は殆ど
変わらないことが指摘されている。このため、例えば橋
梁等の様な大規模な鋼構造物では腐食防止のための塗装
費用が莫大となる。一方、ステンレス鋼は、通常11％以
上のCrを含有するため耐候性鋼に比べ遥かに耐食性が優
れているが価格が高価である。更に、塩素イオンの多い
腐食環境下では耐候性鋼のような全面腐食（第１図
（ａ））が起こらず、「孔食」として良く知られている
局部的な腐食（第１図（ｂ））が起きやすい。この腐食
形態は、一見軽度の腐食のように観察されるが、腐食の
発生した部分の侵食速度は全面腐食の起きる耐候性鋼よ
りもむしろ速く、比較的短時間で貫通孔を生じることす
らある。これらのため、耐候性鋼と同様の用途には供し
得ないものであった。

＜課題を解決するための手段，作用＞本発明はかかる問題点を解決すべく、表層を耐全面腐
食性に優れていると同時に耐孔食性も優れた高Ni含有鋼
とし、溶接構造用鋼として必要な諸特性（例えば、強
度，靭性，溶接性）は内層で確保する思想の基にステレ
ス鋼に比べ遥かに安価であり、且つ、耐候性鋼に比し優
れた耐食性を有する高耐候性鋼を提供せんとするもの
で、その要旨とするところは、重量％で C:0.20％以下 Si:0.03〜0.35％ Mn:1.8％以下 Al:0.005〜0.070％更に強度靭性の要求に応じて、 Cu:2％以下 Ni:2％以下 Cr:0.5％以下 Mo:0.5％以下 V:0.1％以下 Nb:0.1％以下 Ti:0.03％以下 B:0.0020％以下を１種又は２種以上含み、残部Fe及び不可避不純物から
なる鋼を母材とし、その少なくとも一面を C:0.08％以下 Si:0.03〜0.35％ Mn:1.5％以下 Ni:3.0〜7.0％ Al:0.005〜0.070％を含み、残部Fe及び不可避不純物からなる合わせ材で被
覆したことを特徴とする海岸高耐候性クラッド鋼にあ
る。

以下に本発明を詳細に発明する。

まず、母材の合金元素含有量を前記範囲に限定した理
由を述べる。

C:Cは強度確保のために添加するが、0.20％を超えると
鋼材の靭性と溶接性が劣化するので0.20％を上限とし
た。

Si:Siは強度確保と脱酸のために0.03％以上を必要とす
るが、0.35％を超えると靭性が劣化するのでこれを上限
とした。

Mn:Mnは強度確保のために添加するが、1.8％を超えると
溶接性が劣化するのでこれを上限とした。

Al:Alは通常脱酸元素として用いられている0.005〜0.07
0％の範囲とした。

Cu,Ni,Cr,Mo,V,Nb,Ti,Bは各々強度・靭性向上を目的
として添加される元素で溶接性の劣化しない範囲として
前記した量を上限とした。

次に表層材の成分を上記範囲に限定した理由を述べ
る。

C:Cは0.08％を超えると耐食性が劣化するので0.08％以
下に限定した。

Si:Siは脱酸のために0.03％以上を必要とするが、0.35
％を超えると耐食性が劣化するので0.35％を上限とし
た。

Mn:Mnは脱酸、脱硫効果のために添加するが、1.5％を超
えると溶接性が劣化するので1.5％を上限とした。

Ni:Niは耐食性を向上させる上で有効な元素であるが、
添加量が3.0％未満では効果がなく、確実な効果を得る
ためには3.5％以上の添加が望ましい。一方7.0％を超え
ると加工性の劣化を招くとともにコストアップの原因と
なるので7.0％を上限とした。

以上に述べた本発明の要件である耐全面腐食性，耐孔
食性に係わる表層の合金元素添加量の限定は膨大な実験
により決められたものであるが、以下この点について実
験の一部としてNiの含有量の限定理由に関する実験結果
について説明する。

供試鋼は内層成分をC:0.12％,Si:0.20％,Mn:1.20％,A
l:0.025％,V:0.052％,Nb:0.010％、残部Feとし、表層の
基本成分をC:0.050％,Si:0.20％,Mn:0.90％、Al:0.025
％、残部Feとして、Ni含有量を０〜12％の範囲で単独変
化させた鋼材および比較鋼としてCr含有量を０〜15％の
範囲で単独変化させた鋼材である。供試したクラッド鋼
は表層、内層を電子ビーム溶接で組み立てた後圧延によ
り製造した。この場合、耐食性に影響を与える表層の厚
みは全板厚の10％とした。

耐食性は、海岸地帯などの特に塩素イオンの多い腐食
環境を再現するため５％塩水を１日１回散布する促進耐
候性試験（塩水散布暴露試験）を１年間実施し、腐食減
量および孔食係数（最大孔食深さ／板厚減少量）で評価
を行った。その結果を第２図に示す。

図から明かな通り、本発明限定成分よりNi含有量の少
ない鋼は耐全面腐食性に難点があり、また比較鋼のCr単
独添加鋼は、Cr含有量が５％以上は耐孔食性に、５％未
満では耐全面腐食性に難点があるが、本発明限定成分鋼
は優れた耐食性を有することが分かる。

なお本発明に係わるクラッド鋼はその使用目的に応じ
て片面または両面クラッドいずれにも適用可能であり、
その製造方法も上記した圧延クラッドの他に爆着、肉盛
り、鋳ぐるみ等の方法によっても本発明の効果は損なわ
れるものではない。

＜実施例＞以下実施例により本発明の効果を具体的に示す。第１
表に供試した鋼の組成及び試験結果を示す。第１表にお
いて７〜15は本発明限定成分鋼、１〜６は本発明範囲外
のものである。比較鋼の１は表層成分がJIS G3114;溶接
構造用耐候性熱間圧延鋼材相当のもの、２はJIS G3125;
高耐候性圧延鋼材相当のもの、４はステンレス鋼並にCr
含有量が高いものである。

表より明かな通り、本発明鋼は比較鋼に比べ、いずれ
も優れた耐食性を有することが分かる。

＜発明の効果＞以上のごとく、本発明は表層を耐全面腐食性および耐
孔食性に優れた高含Ni鋼、内層を各種強度，靭性，溶接
性に応じた溶接構造用鋼とすることにより、塩素イオン
の多い腐食環境下で高耐食性の要求される橋梁，建築等
の構造部材へ、ステンレス鋼やステンレス・クラッド鋼
に比べ安価で、且つ、耐候性鋼より優れた耐食性を有す
る高耐候性クラッド鋼が提供でき、産業上大きな効果を
有するものであるといえる。

【図面の簡単な説明】第１図は耐候性鋼とステンレス鋼の腐食進行状況を比較
した模式図であり、第１図（ａ）は耐候性鋼の腐食進行
状況を、第１図（ｂ）はステンレス鋼の腐食進行状況を
示すものである。図面において、１……鋼材本体、２…
…孔食、３……全面腐食。第２図は耐食性に及ぼす表層
のNi,Cu含有量の影響を示す図である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で C:0.20％以下 Si:0.03〜0.35％ Mn:1.8％以下 Al:0.005〜0.070％を含み、残部Fe及び不可避不純物からなる鋼を母材と
し、少なくとも一面を C:0.08％以下 Si:0.03〜0.35％ Mn:1.5％以下 Ni:3.0〜7.0％ Al:0.005〜0.070％を含み、残部Fe及び不可避不純物からなる合わせ材で被
覆したことを特徴とする海岸高耐候性クラッド鋼。
【請求項２】母材中に更に強度，靭性の要求に応じて、 Cu:2％以下 Ni:2％以下 Cr:0.5％以下 Mo:0.5％以下 V:0.1％以下 Nb:0.1％以下 Ti:0.03％以下 B:0.0020％以下を１種又は２種以上含むことを特徴とする請求項１記載
の海岸高耐候性クラッド鋼。