JP2785643B2

JP2785643B2 - 湿潤硫化水素環境で耐疲労亀裂進展特性に優れるタンカー用鋼板

Info

Publication number: JP2785643B2
Application number: JP5108970A
Authority: JP
Inventors: 正人山下; 隆弘櫛田; 英昭幸; 登誉田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-05-11
Filing date: 1993-05-11
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2013-08-13
Also published as: JPH06322477A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、硫化水素を含む原油あ
るいはガスを輸送するタンカー用の鋼板として、湿潤硫
化水素環境下で用いるのに好適な、耐疲労亀裂進展特性
に優れるタンカー用鋼板に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のような用途に用いられる鋼材にお
いては、水素誘起割れ（ＨＩＣ）あるいは硫化物応力割
れ（ＳＳＣ）が問題となることは既に衆知の事実であ
り、その防止に関しては数多くの研究がなされ、幾多の
対策が提案されている。

【０００３】ＨＩＣは外部応力のない状態で、ＳＳＣは
静的な応力下で、それぞれ鋼材に生じる割れである。Ｈ
ＩＣやＳＳＣは、湿潤硫化水素環境で鋼が腐食したとき
に発生する水素が鋼中に侵入することによって生じる水
素脆化であり、鋼の脆化現象の一つである。

【０００４】一方、繰り返し応力がかかる状態で生じる
疲労破壊および腐食疲労破壊も、鋼のもう一つの大きな
脆化現象である。

【０００５】波浪による繰り返し応力がかかる船舶ある
いは海洋構造物、自動車のホイールやクランク軸、さら
には歯車用材料などの疲労および腐食疲労についてもま
た、数多くの研究例がある。

【０００６】最近、タンカーでは大型化やコストダウン
の観点から、高張力鋼の使用が広がって来ている。その
場合、鋼材にはこれまで以上の応力がかかることにな
り、割れ以外に疲労の問題が懸念されるようになってき
た。ところが、湿潤硫化水素環境に曝されるタンカーに
用いられる鋼材について、湿潤硫化水素環境下の疲労挙
動を調査した例は少ない。

【０００７】Corrosion NACE、vol.32、No.12 （Decemb
er、1976) のO.VOSHIKOVSKI による「Fatigue Crack Gr
owth in an X65 Line-Pipe Steel in Sour Crude Oil」
と題する報告には、硫化水素濃度が高くなると疲労亀裂
進展速度が著しく加速されることが明らかにされてお
り、湿潤硫化水素環境下の疲労に及ぼす環境効果は、決
して無視できない問題であると考えられる。この硫化水
素によると思われる亀裂進展速度の加速は、水素脆性と
重畳したためと考察されている。しかしながら、湿潤硫
化水素環境下の疲労に及ぼす材料因子について詳細に研
究した例は少なく、具体的な対策も見出されていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、使用環境の
過酷化と、鋼材の高強度化に伴って頻発することが予想
される湿潤硫化水素環境下での疲労破壊に対処すること
を課題としてなされたものである。

【０００９】本発明の具体的な目的は、タンカーに使用
されるＹＳ（降伏応力）２０〜４５ｋｇｆ／ｍｍ² 、Ｔ
Ｓ（引張強さ）３５〜６０ｋｇｆ／ｍｍ² 級の鋼板であ
って、湿潤硫化水素環境下で使用されたときに疲労亀裂
が進展しにくい特性を有するタンカー用鋼板を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は下記の
（１）〜（５）のタンカー用鋼板にある。

【００１１】（１）質量％で、Ｃ：０．０１〜０．２
％、Ｓｉ：０．１〜０．６％、Ｍｎ：０．３〜２．０
％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．１％ならびに、Ｃ
ｒ：０．１〜２．０％およびＭｏ：０．０１〜０．５％
のいずれか一方または双方を含み、残部は不可避不純物
とＦｅからなる鋼板であって、その組織はフェライトの
第一相ならびにベイナイトおよび／またはパーライトの
第二相の混合組織からなり、前記フェライトの平均粒径
が２０μｍ以下であることを特徴とする湿潤硫化水素環
境で耐疲労亀裂進展特性に優れるタンカー用鋼板。

【００１２】（２）質量％で、Ｃ：０．０１〜０．２
％、Ｓｉ：０．１〜０．６％、Ｍｎ：０．３〜２．０
％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．１％ならびに、Ｃ
ｒ：０．１〜２．０％およびＭｏ：０．０１〜０．５％
のいずれか一方または双方を含み、残部は不可避不純物
とＦｅからなる鋼板であって、その組織はフェライトの
第一相ならびにベイナイトおよび／またはパーライトの
第二相の混合組織からなり、前記第二相間の平均距離が
２０μｍ以下であることを特徴とする湿潤硫化水素環境
で耐疲労亀裂進展特性に優れるタンカー用鋼板。

【００１３】（３）上記（１）または（２）に記載の成
分に加えてさらに、質量％で、Ｃｕ：０．１〜１．０％
およびＮｉ：０．０５〜０．５％のいずれか一方または
双方を含む上記（１）または（２）に記載の湿潤硫化水
素環境で耐疲労亀裂進展特性に優れるタンカー用鋼板。

【００１４】（４）上記（１）または（２）に記載の成
分に加えてさらに、質量％で、Ｎｂ：０．０１〜０．１
％、Ｔｉ：０．０１〜０．１％およびＶ：０．０１〜
０．１％の１種または２種以上を含む上記（１）または
（２）に記載の湿潤硫化水素環境で耐疲労亀裂進展特性
に優れるタンカー用鋼板。

【００１５】（５）上記（１）または（２）に記載の成
分に加えてさらに、質量％で、Ｃｕ：０．１〜１．０％
およびＮｉ：０．０５〜０．５％のいずれか一方または
双方、ならびにＮｂ：０．０１〜０．１％、Ｔｉ：０．
０１〜０．１％およびＶ：０．０１〜０．１％の１種ま
たは２種以上を含む上記（１）または（２）に記載の湿
潤硫化水素環境で耐疲労亀裂進展特性に優れるタンカー
用鋼板。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明は、従来ほとんど行われて
いなかった湿潤硫化水素環境下の疲労挙動に及ぼす材料
因子について検討した結果に基づいてなされたものであ
る。以下、「疲労亀裂」を単に「亀裂」ともいう。

【００１７】後の実施例でも明らかにするが、湿潤硫化
水素環境下の疲労挙動を調査すると、ΔＫ（最大応力拡
大係数と最小応力拡大係数の差）の大きい、すなわち、
塑性変形域が広くなる応力状態で、亀裂進展速度が著し
く加速されている。一方、ΔＫの小さい応力状態では、
亀裂がどこから発生するかによらず、粒界、特に第一相
のフェライトと第二相の相界面付近に亀裂が達した場
合、亀裂進展速度が低下し、特に、亀裂寸法が小さい場
合は亀裂進展が停止することが判明した。

【００１８】ただし、亀裂はフェライト粒内で優先的に
発生するため、この亀裂進展停留効果はフェライト粒内
を進展する亀裂についての場合が多い。

【００１９】湿潤硫化水素環境下の疲労では、硫化水素
濃度が高いほど亀裂進展速度が大きい。硫化水素濃度が
高いほど、腐食に伴って発生する水素原子の中で鋼中に
侵入して固溶する水素濃度が高くなるので、水素濃度が
高いほど亀裂進展速度が加速されると考えられること、
また、塑性変形域が広くなる応力状態で亀裂進展速度が
著しく加速されることから、この疲労挙動には水素脆性
が大きく関与していると推定される。すなわち、前述し
た結晶粒界あるいは相界面付近での亀裂の停留は、亀裂
先端における塑性変形の抑制にともなう水素濃度の局所
的な集中が緩和されるためであると考えられる。

【００２０】本発明者らが検討した結果、前記のよう
に、第一相のフェライトと第二相のベイナイトおよび／
またはパーライトからなる混合組織において、第一相で
あるフェライト粒径を一定値以下に抑制した場合、もし
くは第二相であるベイナイトおよび／またはパーライト
の相間の距離を一定値以下に制御した場合には、発生し
た亀裂は、その成長量が少ない段階で、すなわち、ΔＫ
の小さい応力状態で、粒界および相界面に到達する。そ
の結果、亀裂先端における塑性変形が抑制されることが
明らかとなった。また、鋼材の組織に相界面を多く形成
させた場合、特に亀裂進展の停留効果が大きいこともわ
かった。

【００２１】さらに、このような疲労亀裂は主にフェラ
イト粒内を進展する確率が高く、塑性変形の大きい領域
で亀裂進展速度が大きいことに注目すると、フェライト
粒の塑性変形挙動が疲労挙動に強く関与しているものと
推察される。

【００２２】本発明者らがさらに検討した結果、Ｎｂ、
ＴｉおよびＶの１種以上を添加するとフェライト粒を細
粒化させるだけでなく、炭化物を生成させ、フェライト
粒を強化することもでき、フェライト粒内を進展する亀
裂進展速度も低下することが判明した。硫化水素および
水を含んだ原油中で耐食性を向上させる効果を有するＣ
ｒおよびＭｏのいずれか一方または双方を添加すること
で、腐食速度を低下させ、鋼の固溶水素濃度を低減させ
ると、耐亀裂進展特性の改善が達成され、更に、硫化水
素および水を含んだ原油中で耐食性を向上させる効果を
有するＣｕおよびＮｉのいずれか一方または双方を添加
することで、より一層の耐亀裂進展特性の改善が達成さ
れることも明らかとなった。

【００２３】以下、本発明のタンカー用鋼板の化学組成
およびその組織の限定理由を、作用効果とともに説明す
る。％は質量％を意味する。

【００２４】１）鋼板の化学組成Ｃは、鋼の強度を高める成分である。前記の強度レベル
を保持するためにＣの含有量を０．０１％以上とした。
これを下回ると本発明の鋼板の用途に必要な強度を確保
するのが困難である。一方、本発明の鋼板の主要な用途
では、多くの場合溶接施工を受けるので、鋼の溶接性を
良好に保つために、Ｃ含有量の上限は０．２％とした。

【００２５】Ｃ含有量が０．２％を上回ると、溶接時に
鋼中に溶け込んだ水素が原因で、溶接熱影響部の硬化部
に溶接後しばらくして割れを生じる、いわゆる溶接割れ
が発生しやすい。溶接割れには溶接熱影響部の硬さが大
きく影響し硬いほど割れやすくなる。Ｃ含有量の高い材
料ほど硬化しやすいから、これを防ぐにはＣ含有量が低
い方がよい。望ましいＣ含有量の範囲は０．０３〜０．
１８％である。

【００２６】Ｓｉは、鋼の脱酸および湿潤硫化水素環境
での耐疲労亀裂進展特性の改善のために必要な成分であ
る。Ｓｉの含有量が０．１％未満では、これらの効果が
期待できない。一方、Ｓｉが０．６％を超えると鋼の靭
性が損なわれる。望ましいＳｉ含有量の範囲は０．２５
〜０．５％である。

【００２７】Ｍｎも、鋼の強度を向上させる成分であ
る。０．３％未満では本発明の鋼板の用途に必要な強度
を確保するのが困難である。しかし、ＭｎもＣと同様、
溶接熱影響部を硬化させ溶接割れをもたらす成分である
から、その含有量には上限がある。すなわち、２．０％
を上回ると溶接割れが発生しやすくなる。望ましいＭｎ
の含有量は０．５〜１．８％である。

【００２８】Ａｌは、鋼の脱酸のために、ｓｏｌ．Ａｌ
として０．０１％以上となるように含有させる必要があ
る。ただし、ｓｏｌ．Ａｌの含有量が０．１％を上回る
と鋼の清浄度および靭性が損なわれる。望ましいｓｏ
ｌ．Ａｌ含有量の範囲は０．０１〜０．０５％である。

【００２９】ＣｒおよびＭｏは、前記のように鋼の耐食
性を向上させるものである。

【００３０】Ｃｒは、０．１％以上の含有量で湿潤硫化
水素環境での耐疲労亀裂進展特性の改善に有効である。
ただし、ＣｒもＣおよびＭｎと同様に溶接熱影響部を硬
化させ溶接割れをもたらす成分であるから、添加する場
合は含有量の上限を２．０％とすべきである。Ｃｒの望
ましい含有量の範囲は０．５〜１．５％である。

【００３１】Ｍｏは、０．０１％以上の含有量で湿潤硫
化水素環境での耐疲労亀裂進展特性の改善に有効であ
る。ただし、ＭｏもＣｒ、ＣおよびＭｎと同様に溶接熱
影響部を硬化させ溶接割れをもたらす成分であるから、
添加する場合は含有量の上限を０．５％とすべきであ
る。Ｍｏの望ましい含有量の範囲は０．１〜０．３％で
ある。

【００３２】本発明のタンカー用鋼板の一つは、上記の
成分の外、残部が不可避不純物とＦｅからなるものであ
る。不純物の中、ＰとＳはそれぞれ０．０２５％以下、
０．０２０％以下に抑えるのが望ましい。

【００３３】本発明のタンカー用鋼板は、上記の成分に
加えてさらに次の二つの群の成分の中の１種以上を含む
ものであってもよい。

【００３４】第１群・・Ｃｕ：０．１〜１．０％、Ｎｉ：０．０５〜０．５％。

【００３５】第２群・・Ｎｂ：０．０１〜０．１％、Ｔｉ：０．０１〜０．１％、Ｖ：０．０１〜０．１％。

【００３６】第１群の成分は、前記のように鋼の耐食性
を向上させるものである。

【００３７】Ｃｕは、湿潤硫化水素環境での耐疲労亀裂
進展特性の改善のために有効な成分である。ただし、Ｃ
ｕ含有量が０．１％未満ではその効果が小さい。一方、
Ｃｕは溶接割れを誘発し、また、高温で融解し鋼の粒界
強度を下げて熱間圧延途中に割れや疵を発生させやすく
するから、その含有量は１．０％までにとどめるべきで
ある。望ましいＣｕ含有量の範囲は０．２〜０．５％で
ある。

【００３８】Ｎｉは、０．０５％以上の含有量で湿潤硫
化水素環境での耐疲労亀裂進展特性の一層の改善に有効
である。ただし、ＮｉもＣｒ、ＣやＭｎと同様に溶接熱
影響部を硬化させ溶接割れをもたらす成分であるから、
添加する場合は含有量の上限を０．５％とすべきであ
る。Ｎｉの望ましい含有量の範囲は０．１〜０．３％で
ある。

【００３９】第２群の成分は、フェライト粒の細粒化及
びその強化によって耐亀裂進展特性を改善する作用をも
つ。

【００４０】Ｎｂ、ＴｉおよびＶのいずれも、その含有
量が０．０１％未満では上記特性の改善効果が乏しい。
一方、それぞれの含有量が０．１％を超えると効果が飽
和し、鋼の強度が上昇しすぎて靭性を損なう。いずれの
成分も、望ましい含有量の範囲は０．０２〜０．０５％
である。

【００４１】前記の第１群及び第２群の一方又は双方か
ら１種以上の成分を選んで、前記含有量の範囲で添加す
ることもできる。

【００４２】２）鋼板の組織上記の化学組成をもつ鋼は、通常の溶製、鋳造（連続鋳
造またはインゴット鋳造）の後、熱間鍛造または熱間圧
延を行い、必要に応じて熱処理を施して、板の製品とす
る。

【００４３】本発明のタンカー用鋼板は、その組織が第
一相（フェライト）と第二相（ベイナイトおよびパーラ
イト、またはベイナイト、またはパーライト）からなる
混合組織を有するものである。

【００４４】これは、第一相と第二相を形成させて、そ
の相界面において亀裂進展の停留効果を得るためであ
る。

【００４５】このとき、第一相であるフェライトの平均
粒径が２０μｍ以下であれば、ΔＫの亀裂発生下限界程
度の応力状態において亀裂進展の停留効果を発現させる
ことができる。この平均粒径が２０μｍを超えると、上
記の効果が得られなくなる。

【００４６】第二相間の平均距離が２０μｍ以下であれ
ば、ΔＫの亀裂発生下限界程度の応力状態において亀裂
進展の停留効果が顕著になり、湿潤硫化水素環境での耐
疲労亀裂進展特性に優れた鋼板を得ることができる。こ
の平均距離が２０μｍを超えると、発生した亀裂が相界
面に遭遇することなく巨視的な程度になるまで成長する
場合があり、このような巨視的な亀裂は鋼板の破壊をも
たらすことになる。

【００４７】第二相の組織をベイナイトおよびパーライ
ト、またはベイナイト、またはパーライトとする理由
は、次の通りである。

【００４８】フェライトとフェライトと粒界でも亀裂停
留効果があるが、上記のような第二相組織では、フェラ
イトと第二相との相界面においての亀裂停留効果が著し
く大きい。これは、フェライトに比べ上記第二相の硬度
が高く、相界面をはさんで両相の硬度差が大きいため、
相界面に近づいた亀裂の先端における塑性変形が抑制さ
れるためである。

【００４９】したがって、望ましいのは第二相がベイナ
イトになっている組織である。また、フェライト粒径お
よび第二相間距離がともに２０μｍ以下である組織であ
る。さらに第二相の分率が４０％以上となることが最も
望ましい。「第二相の分率」とは、鋼板の任意の断面に
ついて研磨、エッチングなどを施し、画像解析などによ
り測定した「全断面積に対する第二相の面積割合（百分
率）」で定義される値である。

【００５０】上記のようなフェライト粒径が２０μｍ以
下の組織を得るためには、熱間圧延の仕上温度を低くす
ること、例えばＡｒ₃ 点程度とすることが有効である。
第二相間距離を２０μｍ以下にするには、鋼のＣ含有量
を増加させることが有効であり、例えば０．１〜０．２
％とすればよく、この方法により第二相の分率も増加す
る。また、熱間圧延後Ａｒ₃ 点以上から４００〜６００
℃の温度域までを５〜２５℃／ｓでの加速冷却を利用す
ることにより、第二相をベイナイト主体のものとするこ
とも可能である。さらに、圧延終了後再加熱し、その後
の冷却に加速冷却を適用することでも同様の組織を得る
ことができる。

【００５１】

【実施例】表１に、試験鋼の化学組成を示す。これらの
鋼を溶製し、連続鋳造で厚さ２４０ｍｍのスラブとし、
これを１１５０℃に加熱して厚さ１５ｍｍの板に熱間圧
延した。その仕上温度を表２に示す。

【００５２】次いで、表２に示す冷却条件で試験用鋼板
を製造した。すなわち、鋼板の組織制御は、主として鋼
のＣ含有量、仕上温度、加速冷却開始温度、加速冷却停
止温度および冷却速度を制御する方法によった。

【００５３】以上のようにして得られた鋼板から、図１
（ｂ）に示す試験片を採取し、同図（ａ）に示す装置で
湿潤硫化水素環境における疲労試験を行った。すなわ
ち、図１（ａ）に示すように、試験溶液槽２中で試験片
１に油圧シリンダー５により繰り返し応力を負荷した。
図１（ａ）において、３は溶液循環ポンプ、４はロード
セル、６は油圧源、７はサーボバルブ、８は波形発生
器、９は負荷制御器である。また、大気中で図１（ｂ）
に示す試験片に油圧シリンダーにより繰り返し応力を負
荷する疲労試験も実施した。

【００５４】疲労試験条件は次のとおりである。

【００５５】ｆ（繰り返し速度）＝３０ＨｚＲ（応力比）＝０．１Ｔ（試験温度）＝室温用いた湿潤硫化水素環境は、１０％の水を含む懸濁させ
た原油に硫化水素濃度１％（残りは窒素）の混合ガスを
試験期間中常時吹き込むものである。

【００５６】さらに、それぞれ別の引張試験片を採取し
て、機械的性質および組織を調査した。これらの試験結
果を表２および表３に示す。なお、鋼板のフェライト平
均粒径、第二相の組織、第二相の相間平均距離および第
二相の分率は、試験片をエポキシ樹脂に埋め込んで切断
研磨してエッチングを施した後、顕微鏡観察を行い、画
像解析を施して計算する方法により求めた。表３に示す
亀裂進展速度比は、ΔＫ＝８ ksi√inのときの、湿潤硫
化水素環境中と大気中との速度の比である。

【００５７】

【表１】

【００５８】

【表２】

【００５９】

【表３】

【００６０】図２は、前記と同じようにして仕上温度９
８０℃で厚さ１５ｍｍに熱間圧延した鋼板から図２
（ｂ）に示す試験片（化学組成はＣが０．１３％、Ｓｉ
が０．２４％、Ｍｎが０．７５％、ｓｏｌ．Ａｌが０．
０３１％、残部がＦｅおよび不純物、降伏応力は２６．
１ｋｇｆ／ｍｍ ² 、引張強さは４１．３ｋｇｆ／ｍｍ
² 、組織はフェライト＋パーライト、フェライト平均粒
径は２８μｍ、第二相間平均距離は１６μｍ、第二相分
率は４８％）を採取し、前記の条件で疲労試験を行った
場合の大気中および上記の湿潤硫化水素環境における亀
裂進展速度を示す図である。縦軸のda/dN は亀裂進展速
度で、応力サイクル１回当たりの進展距離（ｍｍ）で表
している。横軸のΔＫは最大応力拡大係数（Ｋmax ）と
最小応力拡大係数（Ｋmin ）の差、すなわち、ΔＫ＝
（Ｋmax −Ｋmin ）である。

【００６１】一般に、亀裂進展速度（da/dN ）は、ΔＫ
に対して da/dN＝Ｃ（ΔＫ）^m の関係が広く認められる
ことから、横軸にΔＫをとった。なお、応力拡大係数と
は、腐食疲労現象を亀裂（欠陥あるいは割れ）が存在す
るときの亀裂の寸法・形状、材料の寸法・形状、荷重条
件などの力学的境界条件を標準化して取り扱う破壊力学
において、応力に相当するパラメータとして取り扱われ
るものである。

【００６２】図２から明かなように、大気中に比べ湿潤
硫化水素環境中では亀裂進展速度が大きい。特に、ΔＫ
の大きい領域（約２０ksi√in以上) で亀裂進展が加速
されている。そして、ΔＫ＝８ ksi√in近傍が亀裂進展
下限界応力に近い低ΔＫ領域であり、上記の亀裂進展速
度比を用いて、微視的亀裂の進展の停留効果の有無を調
査するのに適していることがわかる。この理由でΔＫ＝
８ ksi√inのときの亀裂進展速度比を採用したのであ
る。

【００６３】表２および表３に示すように、本発明で定
める化学組成と組織の鋼板は、ＹＳが２０〜４５ｋｇｆ
／ｍｍ² 、ＴＳが３５〜６０ｋｇｆ／ｍｍ² の、用途に
適った良好な機械的性質を有するものである。

【００６４】表３に示す亀裂進展速度比からわかるよう
に、フェライトの平均粒径が２０μｍ以下となっている
試験番号１１〜２０では、湿潤硫化水素環境における亀
裂進展速度が大気中のそれの３倍以内に抑制されてお
り、この平均粒径を２０μｍ以下に制御する効果が明ら
かである。

【００６５】第二相間の平均距離を２０μｍ以下に制御
した試験番号１〜１０でも、湿潤硫化水素環境における
亀裂進展速度が大気中のそれの３倍以内に抑制されてお
り、この平均距離を２０μｍ以下に制御する効果が明ら
かである。

【００６６】特にフェライトの平均粒径および第二相間
の平均距離を、いずれも２０μｍ以下に制御した試験番
号３、５および１０の場合では、湿潤硫化水素環境にお
ける亀裂進展速度が大気中のそれと変わらず、鋼板の組
織制御が極めて効果的であることがわかる。

【００６７】一方、フェライトの平均粒径および第二相
間の平均距離が、いずれも２０μｍを超えている試験番
号２１〜３０の場合では、湿潤硫化水素環境における亀
裂進展速度は大気中のそれの５倍以上であり、耐亀裂進
展特性は何ら改善されていない。

【００６８】本発明のタンカー用鋼板を対象とした試験
番号１〜２０の中でも、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｔｉおよび
Ｖのうちの１種または２種以上を含有させた試験番号３
〜５、８〜１０、１３〜１５、１８〜２０の場合では、
湿潤硫化水素環境における亀裂進展速度が大気中のそれ
の約１．５倍以内に抑制されていることからわかるよう
に、いずれも含有させない試験番号１、２、６、７、１
１、１２、１６、１７に比べると、上記成分を含有させ
ることによる耐亀裂進展特性の改善効果が認められる。
このような、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎｂ、ＴｉおよびＶのうちの
１種または２種以上を含有させた場合の効果は、フェラ
イトの平均粒径および第二相間の平均距離がいずれも２
０μｍを超えている比較例の中でも、試験番号２３〜２
５、２８〜３０で亀裂進展速度の比が比較的低値になっ
ているが、上記平均粒径および平均距離がいずれも２０
μｍを超えているため、本発明例との比較では耐亀裂進
展特性は改善されていない。

【００６９】

【発明の効果】本発明のタンカー用鋼板は、湿潤硫化水
素環境での疲労亀裂進展速度が著しく小さく、大気中に
おける疲労亀裂進展速度とほぼ同等の優れた特性を示
す。湿潤硫化水素環境に曝され、かつ繰り返し応力を受
けるタンカー用の鋼板の素材として好適なものである。
その機械的性質も本発明のタンカー用鋼板の用途に適っ
た良好なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は疲労試験装置の概要を示す図、（ｂ）
は試験片の形状と寸法を示す図である。

【図２】Ｃが０．１３％、Ｓｉが０．２４％、Ｍｎが
０．７５％、ｓｏｌ．Ａｌが０．０３１％、残部がＦｅ
および不純物の化学組成、降伏応力が２６．１ｋｇｆ／
ｍｍ ² 、引張強さが４１．３ｋｇｆ／ｍｍ ² 、組織がフ
ェライト＋パーライト、フェライト平均粒径が２８μ
ｍ、第二相間平均距離が１６μｍ、第二相分率が４８％
の場合の、大気中および湿潤硫化水素環境における疲労
試験結果を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者誉田登大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内 (56)参考文献特開平４−337026（ＪＰ，Ａ) 特開平５−255800（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−145745（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C22C 38/00 301

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】質量％で、Ｃ：０．０１〜０．２％、Ｓ
ｉ：０．１〜０．６％、Ｍｎ：０．３〜２．０％、ｓｏ
ｌ．Ａｌ：０．０１〜０．１％ならびに、Ｃｒ：０．１
〜２．０％およびＭｏ：０．０１〜０．５％のいずれか
一方または双方を含み、残部は不可避不純物とＦｅから
なる鋼板であって、その組織はフェライトの第一相なら
びにベイナイトおよび／またはパーライトの第二相の混
合組織からなり、前記フェライトの平均粒径が２０μｍ
以下であることを特徴とする湿潤硫化水素環境で耐疲労
亀裂進展特性に優れるタンカー用鋼板。
【請求項２】質量％で、Ｃ：０．０１〜０．２％、Ｓ
ｉ：０．１〜０．６％、Ｍｎ：０．３〜２．０％、ｓｏ
ｌ．Ａｌ：０．０１〜０．１％ならびに、Ｃｒ：０．１
〜２．０％およびＭｏ：０．０１〜０．５％のいずれか
一方または双方を含み、残部は不可避不純物とＦｅから
なる鋼板であって、その組織はフェライトの第一相なら
びにベイナイトおよび／またはパーライトの第二相の混
合組織からなり、前記第二相間の平均距離が２０μｍ以
下であることを特徴とする湿潤硫化水素環境で耐疲労亀
裂進展特性に優れるタンカー用鋼板。
【請求項３】請求項１または２に記載の成分に加えてさ
らに、質量％で、Ｃｕ：０．１〜１．０％およびＮｉ：
０．０５〜０．５％のいずれか一方または双方を含む請
求項１または２に記載の湿潤硫化水素環境で耐疲労亀裂
進展特性に優れるタンカー用鋼板。
【請求項４】請求項１または２に記載の成分に加えてさ
らに、質量％で、Ｎｂ：０．０１〜０．１％、Ｔｉ：
０．０１〜０．１％およびＶ：０．０１〜０．１％の１
種または２種以上を含む請求項１または２に記載の湿潤
硫化水素環境で耐疲労亀裂進展特性に優れるタンカー用
鋼板。
【請求項５】請求項１または２に記載の成分に加えてさ
らに、質量％で、Ｃｕ：０．１〜１．０％およびＮｉ：
０．０５〜０．５％のいずれか一方または双方、ならび
にＮｂ：０．０１〜０．１％、Ｔｉ：０．０１〜０．１
％およびＶ：０．０１〜０．１％の１種または２種以上
を含む請求項１または２に記載の湿潤硫化水素環境で耐
疲労亀裂進展特性に優れるタンカー用鋼板。