JP2674934B2 - 耐食性構造用複層鋼 - Google Patents
耐食性構造用複層鋼Info
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- JP2674934B2 JP2674934B2 JP5012115A JP1211593A JP2674934B2 JP 2674934 B2 JP2674934 B2 JP 2674934B2 JP 5012115 A JP5012115 A JP 5012115A JP 1211593 A JP1211593 A JP 1211593A JP 2674934 B2 JP2674934 B2 JP 2674934B2
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- Japan
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- layer
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は橋梁や護岸壁などに利用
される鋼矢板、厚板、Ｈ形鋼、鋼管などの耐食性構造用
複層鋼に関するものである。
される鋼矢板、厚板、Ｈ形鋼、鋼管などの耐食性構造用
複層鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼矢板などの構造用鋼は橋梁や護岸壁な
どの建造に広く利用され、産業の発展に必要不可欠な鉄
鋼材料である。またこれらの構造物は一度建造されると
その構造物の特殊性から５０〜１００年の間共用され
る。
どの建造に広く利用され、産業の発展に必要不可欠な鉄
鋼材料である。またこれらの構造物は一度建造されると
その構造物の特殊性から５０〜１００年の間共用され
る。
【０００３】一方、これらの周りの雰囲気は腐食環境に
あり、すなわち水、海水、土砂などに接触しており、普
通鋼材をそのまま適用すると先に述べた耐用年共用する
ことは困難である。この対策としてはステンレスなどの
耐食性鋼材の利用が考えられるが、建造コストの観点か
らその方法は得策でない。そこで現在は鋼材周囲をウレ
タンや樹脂などの耐食材料で被覆する方法や構造材料の
一部としてコンクリートで周囲を囲うなどの方法が取ら
れている。しかしながら、前者の場合、被覆層が局部的
に剥がれ、局部腐食が生じやすい、後者の場合は、施工
コストが増大するなどの問題があった。
あり、すなわち水、海水、土砂などに接触しており、普
通鋼材をそのまま適用すると先に述べた耐用年共用する
ことは困難である。この対策としてはステンレスなどの
耐食性鋼材の利用が考えられるが、建造コストの観点か
らその方法は得策でない。そこで現在は鋼材周囲をウレ
タンや樹脂などの耐食材料で被覆する方法や構造材料の
一部としてコンクリートで周囲を囲うなどの方法が取ら
れている。しかしながら、前者の場合、被覆層が局部的
に剥がれ、局部腐食が生じやすい、後者の場合は、施工
コストが増大するなどの問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、特性の異なる鋼
材を溶接法、鋳ぐるみ鋳造法、溶射肉盛法、爆着法、積
層分散鋳造法、複層連続鋳造法などの各方法で複層化す
る技術が発達し、鋼材表層に耐食性を有する材料、内層
に機械的性質など構造用鋼本来の特性を具備する材料を
組み合わせることが可能となっている。これらの方法を
用いて、表層に耐食性を具備するステンレス、内層に構
造用鋼を組み合わせて複層鋼材を製造するとき、内層に
普通炭素鋼板または低合金高張力鋼を用いると複層界面
で両層成分の混ざり合い、相互拡散がおこり製造中ある
いは製品中の複層界面にマルテンサイトが生成し、界面
の水素性冷間割れ、あるいは鋼材の延性の低下が生じる
問題があった。
材を溶接法、鋳ぐるみ鋳造法、溶射肉盛法、爆着法、積
層分散鋳造法、複層連続鋳造法などの各方法で複層化す
る技術が発達し、鋼材表層に耐食性を有する材料、内層
に機械的性質など構造用鋼本来の特性を具備する材料を
組み合わせることが可能となっている。これらの方法を
用いて、表層に耐食性を具備するステンレス、内層に構
造用鋼を組み合わせて複層鋼材を製造するとき、内層に
普通炭素鋼板または低合金高張力鋼を用いると複層界面
で両層成分の混ざり合い、相互拡散がおこり製造中ある
いは製品中の複層界面にマルテンサイトが生成し、界面
の水素性冷間割れ、あるいは鋼材の延性の低下が生じる
問題があった。
【０００５】本発明はステンレス鋼と構造用普通鋼の複
層材で問題となる複層界面のマルテンサイトの生成のな
い、あるいは生成しても硬さが低く、割れの発生や延性
の低下がなく、かつ圧延後放冷、または溶体化後水冷な
いし放冷で引張り強さ４００〜６００ＭＰａの耐食性構
造用複層鋼を提供することを目的とする。
層材で問題となる複層界面のマルテンサイトの生成のな
い、あるいは生成しても硬さが低く、割れの発生や延性
の低下がなく、かつ圧延後放冷、または溶体化後水冷な
いし放冷で引張り強さ４００〜６００ＭＰａの耐食性構
造用複層鋼を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、表層がオーステナイト系またはフェライト系ステ
ンレス鋼、内層がＣ；０．０１％以下、Ｓｉ；０．１〜
１．０％、Ｍｎ；０．１〜２．０％、Ｖ；０．０３〜
０．２％、Ｎ；０．０１０超〜０．０２５％を含有し、
あるいはさらに、Ｃｒ；０．０５〜２．０％、Ｍｏ；
０．０５〜０．５％、Ｎｂ；０．０１〜０．０５％、Ｃ
ｕ；０．１〜１．０％、Ｎｉ；０．１〜１．０％、Ｃ
ａ；０．００１０〜０．００５０％の１種または２種以
上を含有して、残部がＦｅおよび不可避的不純物の低合
金鋼からなる耐食性構造用複層鋼にある。
ろは、表層がオーステナイト系またはフェライト系ステ
ンレス鋼、内層がＣ；０．０１％以下、Ｓｉ；０．１〜
１．０％、Ｍｎ；０．１〜２．０％、Ｖ；０．０３〜
０．２％、Ｎ；０．０１０超〜０．０２５％を含有し、
あるいはさらに、Ｃｒ；０．０５〜２．０％、Ｍｏ；
０．０５〜０．５％、Ｎｂ；０．０１〜０．０５％、Ｃ
ｕ；０．１〜１．０％、Ｎｉ；０．１〜１．０％、Ｃ
ａ；０．００１０〜０．００５０％の１種または２種以
上を含有して、残部がＦｅおよび不可避的不純物の低合
金鋼からなる耐食性構造用複層鋼にある。
【０００７】以下、本発明について詳細に説明する。複
層界面でのマルテンサイト生成抑制には、その生成に大
きく関与するＣの低減が有効である。またマルテンサイ
トが生成してもマルテンサイト中の固溶Ｃが低く、硬さ
が低ければ冷間割れや延性低下の感受性は低減可能であ
る。したがって、Ｃ量の低減や冷却中のマルテンサイト
変態のまえにＣを析出物として固定することも有効であ
る。発明者らは種々の検討の結果、極低Ｃ化において、
他の炭化物形成元素に比較してＶがＶ炭化物として析出
し易く、固溶Ｃを固定し易いことを見いだした。
層界面でのマルテンサイト生成抑制には、その生成に大
きく関与するＣの低減が有効である。またマルテンサイ
トが生成してもマルテンサイト中の固溶Ｃが低く、硬さ
が低ければ冷間割れや延性低下の感受性は低減可能であ
る。したがって、Ｃ量の低減や冷却中のマルテンサイト
変態のまえにＣを析出物として固定することも有効であ
る。発明者らは種々の検討の結果、極低Ｃ化において、
他の炭化物形成元素に比較してＶがＶ炭化物として析出
し易く、固溶Ｃを固定し易いことを見いだした。
【０００８】一方、Ｃの低減は強度の向上を阻害するこ
とは周知であり、構造用鋼としての強度を確保する手段
の導入が必要である。発明者らはこの極低Ｃ下ので強度
向上策を検討した結果、窒化物が有効であり、Ｖの窒化
物がその効果が大きいことを見いだした。Ｃが０．０５
％以上におけるＶ窒化物の強度への影響については文献
（鉄と鋼）にも紹介されているが、Ｃが０．０１％以下
でも強度向上効果の大きいことがわかった。
とは周知であり、構造用鋼としての強度を確保する手段
の導入が必要である。発明者らはこの極低Ｃ下ので強度
向上策を検討した結果、窒化物が有効であり、Ｖの窒化
物がその効果が大きいことを見いだした。Ｃが０．０５
％以上におけるＶ窒化物の強度への影響については文献
（鉄と鋼）にも紹介されているが、Ｃが０．０１％以下
でも強度向上効果の大きいことがわかった。
【０００９】以上、説明したように、極低Ｃ化におい
て、Ｖは炭化物として固溶Ｃを低減する効果、窒化物と
して強度を向上させる効果が大きく、さらに通常、Ｖの
炭窒化物としてその作用を発生する。発明者らはこの効
果を利用し、耐食性構造用鋼を発明するに至った。
て、Ｖは炭化物として固溶Ｃを低減する効果、窒化物と
して強度を向上させる効果が大きく、さらに通常、Ｖの
炭窒化物としてその作用を発生する。発明者らはこの効
果を利用し、耐食性構造用鋼を発明するに至った。
【００１０】以下、各成分の限定理由について述べる。
内層機に使用される低合金鋼のＣは複層界面でのマルテ
ンサイトの生成抑制のため、０．０１％以下にすること
が必要である．Ｓｉは強度の向上に必要で０．１％未満
ではその効果が小さく、１．０％超ではマルテンサイト
を生成させやすく勒性を低下させる。Ｍｎは鋼の靭性を
向上させるが０．１％未満ではその効果が小さく、２．
０％超ではその効果が飽和する。Ｖは本発明の主要元素
であり、炭窒化物を形成し、複層界面の固溶Ｃを低下さ
せ、さらに構造本体の強度を向上させる。０．０３％未
満ではその効果が小さく、０．２％超では効果が飽和す
る。ＮはＶと結合して強度向上に効果があり、０．０１
０％以下ではその効果が小さく、０．０２５％超になる
と気泡を発生し易くなり、好ましくない。
内層機に使用される低合金鋼のＣは複層界面でのマルテ
ンサイトの生成抑制のため、０．０１％以下にすること
が必要である．Ｓｉは強度の向上に必要で０．１％未満
ではその効果が小さく、１．０％超ではマルテンサイト
を生成させやすく勒性を低下させる。Ｍｎは鋼の靭性を
向上させるが０．１％未満ではその効果が小さく、２．
０％超ではその効果が飽和する。Ｖは本発明の主要元素
であり、炭窒化物を形成し、複層界面の固溶Ｃを低下さ
せ、さらに構造本体の強度を向上させる。０．０３％未
満ではその効果が小さく、０．２％超では効果が飽和す
る。ＮはＶと結合して強度向上に効果があり、０．０１
０％以下ではその効果が小さく、０．０２５％超になる
と気泡を発生し易くなり、好ましくない。
【００１１】さらに本発明は、上記のような成分組成の
鋼に加えて、その鋼の強化元素としてＣｒ、Ｍｏ、Ｎ
ｂ、Ｃｕ、Ｎｉを選択的に含有させる。また、Ｎｉは強
度の向上に加え、靭性の向上にも効果を持つ。それぞれ
の成分範囲の下限以下ではその成分の効果が小さく、上
限以上では効果が飽和する。Ｃａは高窒素含有鋼におけ
る歪み時効脆化が問題になる場合に歪み時効脆化を軽減
する効果があり、その効果は少なくとも０．００１％以
上の含有が必要である。また、０．００５０％超の添加
は酸化物系介在物として鋼の健全性を阻害する。
鋼に加えて、その鋼の強化元素としてＣｒ、Ｍｏ、Ｎ
ｂ、Ｃｕ、Ｎｉを選択的に含有させる。また、Ｎｉは強
度の向上に加え、靭性の向上にも効果を持つ。それぞれ
の成分範囲の下限以下ではその成分の効果が小さく、上
限以上では効果が飽和する。Ｃａは高窒素含有鋼におけ
る歪み時効脆化が問題になる場合に歪み時効脆化を軽減
する効果があり、その効果は少なくとも０．００１％以
上の含有が必要である。また、０．００５０％超の添加
は酸化物系介在物として鋼の健全性を阻害する。
【００１２】図１に示すように上記のような成分組成を
有する鋼１を内層に適用した場合、表層のオーステナイ
ト系またはフェライト系のステンレス鋼２と複層界面で
のマルテンサイトの生成を防止、または生成した場合で
も、極低Ｃのマルテンサイトとなるため、複層界面の冷
間割れや延性の低下がなく、かつ引張強さ５００ＭＰａ
以上の鋼矢板、厚板、Ｈ形鋼板、鋼管などの耐食性構造
用鋼の提供が可能となる。次に実施例について説明す
る。
有する鋼１を内層に適用した場合、表層のオーステナイ
ト系またはフェライト系のステンレス鋼２と複層界面で
のマルテンサイトの生成を防止、または生成した場合で
も、極低Ｃのマルテンサイトとなるため、複層界面の冷
間割れや延性の低下がなく、かつ引張強さ５００ＭＰａ
以上の鋼矢板、厚板、Ｈ形鋼板、鋼管などの耐食性構造
用鋼の提供が可能となる。次に実施例について説明す
る。
【００１３】
【実施例】本発明の実施例鋼と従来鋼について表１およ
び表２に示す。銅板Ａ〜Ｅは内層にＶおよびＮを添加し
た極低Ｃ鋼を基本に必要に応じて合金元素を添加し、オ
ーステナイト系またはフェライト系のステンレス鋼と複
層化した開発鋼でいずれも複層界面に割れは発生せず、
かつ引張強さ５００ＭＰａ以上の構造用鋼としての機械
的性質を満足している。一方、鋼Ｈ〜Ｌは従来鋼を示
し、機械的性質を満たす場合は複層界面にわれを生じ、
また割れが減少の場合は機械的性質が構造用鋼として不
適当である。
び表２に示す。銅板Ａ〜Ｅは内層にＶおよびＮを添加し
た極低Ｃ鋼を基本に必要に応じて合金元素を添加し、オ
ーステナイト系またはフェライト系のステンレス鋼と複
層化した開発鋼でいずれも複層界面に割れは発生せず、
かつ引張強さ５００ＭＰａ以上の構造用鋼としての機械
的性質を満足している。一方、鋼Ｈ〜Ｌは従来鋼を示
し、機械的性質を満たす場合は複層界面にわれを生じ、
また割れが減少の場合は機械的性質が構造用鋼として不
適当である。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【図１】本発明鋼の説明図。
【符号の説明】 １…極低Ｃ−ＶＮ鋼 ２…オーステナイト系またはフェライト系のステンレス
鋼
鋼
Claims (2)
- 【請求項１】 表層がオーステナイト系またはフェライ
ト系ステンレス鋼、内層がＣ；０．０１％以下、Ｓｉ；
０．１〜１．０％、Ｍｎ；０．１〜２．０％、Ｖ；０．
０３〜０．２％、Ｎ；０．０１０超〜０．０２５％を含
有して残部がＦｅおよび不可避的不純物の低合金鋼から
なることを特徴とする耐食性構造用複層鋼。 - 【請求項２】 表層がオーステナイト系またはフェライ
ト系ステンレス鋼、内層がＣ；０．０１％以下、Ｓｉ；
０．１〜１．０％、Ｍｎ；０．１〜２．０％、Ｖ；０．
０３〜０．２％、Ｎ；０．０１０超〜０．０２５％を含
有し、 さらに Ｃｒ；０．０５〜２．０％、Ｍｏ；０．０５〜０．５
％、Ｎｂ；０．０１〜０．０５％、Ｃｕ；０．１〜１．
０％、Ｎｉ；０．１〜１．０％、Ｃａ；０．００１０〜
０．００５０％の１種または２種以上を含有して、残部
がＦｅおよび不可避的不純物の低合金鋼からなることを
特徴とする耐食性構造用複層鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5012115A JP2674934B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 耐食性構造用複層鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5012115A JP2674934B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 耐食性構造用複層鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06220582A JPH06220582A (ja) | 1994-08-09 |
| JP2674934B2 true JP2674934B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=11796564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5012115A Expired - Lifetime JP2674934B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 耐食性構造用複層鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2674934B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2050532B1 (en) * | 2006-07-27 | 2016-06-15 | The University of Tokyo | Multilayer steel and method for producing multilayer steel |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6043433A (ja) * | 1983-08-19 | 1985-03-08 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 耐食性および靭性に優れたクラツド鋼板の製造方法 |
-
1993
- 1993-01-28 JP JP5012115A patent/JP2674934B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06220582A (ja) | 1994-08-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970610 |