JP5447310B2 - Steel for ballast tank - Google Patents

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Description

本発明は、溶接部の継手疲労強度に優れ且つ耐食性に優れたバラストタンク用鋼材に関する。   The present invention relates to a steel material for a ballast tank that is excellent in joint fatigue strength of a welded portion and excellent in corrosion resistance.

近年、溶接構造物に対し、ライフサイクルを長くする要求が強くなってきている。さらに、維持管理費用の低減要求も強い。ライフサイクル長期化の一例として、例えば、橋梁などの分野では100年を超える期間、維持・使用するという傾向が顕著になってきている。   In recent years, demands for extending the life cycle of welded structures have increased. Furthermore, there is a strong demand for reducing maintenance costs. As an example of prolonging the life cycle, for example, in the field of bridges and the like, the tendency to maintain and use for a period exceeding 100 years has become prominent.

このため、設計面および施工面に加えて、材料面からも長寿命化が求められている。すなわち、疲労損傷防止に向け、溶接構造用鋼材の母材部での長寿命化技術の開発はもちろんのこと、溶接部の長寿命化技術の開発も必要となる。近年では、長寿命域よりさらに寿命の長い領域、すなわち、超長寿命域において優れた疲労特性が要求される。   For this reason, in addition to the design surface and the construction surface, a longer life is also required from the material side. That is, in order to prevent fatigue damage, it is necessary to develop a technique for extending the life of a welded part as well as a technique for extending the life of a base material part of a welded structural steel. In recent years, excellent fatigue characteristics are required in a region having a longer life than the long-life region, that is, in a very long-life region.

すなわち、破断繰り返し数が2×106回を超える疲労寿命域を対象とする超長寿命疲労に対しては、破断繰り返し数が2×106回までの疲労寿命領域を対象とする長寿命疲労域での疲労試験で得られた損傷挙動と異なると考えられる。つまり、溶接構造物に対して、破断繰り返し数が2×106回程度までの疲労試験で得られた挙動をそのまま外挿して、超長寿命域の疲労設計を進めると、危険側の結果に陥ることとなる可能性がある。したがって、2×106回を超える超長寿命域の疲労設計においては、それに相当する超長寿命域のデータを採取するのが望ましい。 In other words, for ultra-long-life fatigue that targets a fatigue life range where the number of repetitions of fracture exceeds 2 × 10 6 times, long-life fatigue that covers the fatigue life range up to 2 × 10 6 times of fracture cycles This is considered to be different from the damage behavior obtained in the fatigue test in the region. In other words, if the fatigue design of the super-long life region is advanced by extrapolating the behavior obtained in the fatigue test up to about 2 × 10 6 times of fracture repetition to the welded structure, the result on the dangerous side will be obtained. There is a possibility of falling. Therefore, it is desirable to collect data for the ultra-long life region corresponding to the fatigue design in the ultra-long life region exceeding 2 × 10 6 times.

溶接部の疲労破断寿命に関しては、たとえば、次の文献に開示がなされている。   For example, the following literature discloses the fatigue fracture life of the welded portion.

特許文献1には、鋼板溶接部の疲労強度の向上を図ることを目的とし、疲労き裂の発生する溶接熱影響部の金属組織を規定したものが開示されている。具体的には、溶接熱影響部における疲労き裂の発生・伝播を抑制するためには、溶接熱影響部組織のフェライト面積率を高くすることが効果的であるとして、その面積率の範囲を15〜80%に規定している。   Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228667 discloses a metal structure of a weld heat affected zone where a fatigue crack is generated for the purpose of improving the fatigue strength of a steel plate weld. Specifically, in order to suppress the generation and propagation of fatigue cracks in the weld heat affected zone, it is effective to increase the ferrite area ratio of the weld heat affected zone structure. 15-80% is specified.

次に、特許文献2には、高張力の溶接構造用鋼板が開示されている。ここでは、母材組織としてマルテンサイトを含んだベイナイト主体の組織が最適であり、そして溶接熱影響部組織として面積率60%を超えるベイナイトが最適であるとしている。このような組織を実現することで、溶接継手の疲労強度に優れた高張力溶接構造用鋼板を実現できるとしている。   Next, Patent Document 2 discloses a high-tensile welded steel sheet. Here, a bainite-based structure including martensite is optimal as a base material structure, and bainite exceeding an area ratio of 60% is optimal as a weld heat affected zone structure. By realizing such a structure, a high-strength welded structural steel sheet excellent in fatigue strength of a welded joint can be realized.

さらに、特許文献3および特許文献4には、疲労特性向上に関連した鋼材が開示されており、本発明で主要な働きをなす元素Snについて、任意添加元素の位置付けではあるが、言及がなされている。   Furthermore, in Patent Document 3 and Patent Document 4, steel materials related to fatigue property improvement are disclosed, and the element Sn which plays a main role in the present invention is positioned as an optional additive element, but is referred to. Yes.

一方、造船分野において、船舶のバラストタンクでは海水の出し入れがある上に、甲板が太陽光により熱せられることによる温度上昇も重なることで、極めて厳しい腐食環境に曝されることになる。したがって、鋼材を防食するために、通常、エポキシ系塗料による塗装、あるいは鋼材表面にジンクプライマーを施した上でのエポキシ塗料による塗装が施されることによって、塗膜による防食がなされる。さらに、没水部では電気防食が併用される。しかしながら、上述のように、バラストタンク内では極めて厳しい腐食環境のために耐食性を長期間維持することは困難である。特に、バラストタンク内は構造的な強度を維持するために、梁などを設置し複雑な構造となっているので、塗膜が劣化した際に容易に鋼材表面を清浄化し、再塗装するという補修が難しい状況である。さらに加えて、補修時には腐食した鋼材のさびの除去が不可欠となるが、十分にさびを落とすことは物理的には不可能に近い。そのため、鋼材自体の長期の耐久性向上が急務となっている。   On the other hand, in the shipbuilding field, seawater is taken in and out of the ballast tank of the ship, and the temperature rise due to the deck being heated by sunlight overlaps, so that it is exposed to extremely severe corrosive environment. Therefore, in order to prevent the steel material from being corroded, the coating material is usually protected by coating with an epoxy paint or by applying an epoxy paint after applying a zinc primer on the surface of the steel material. In addition, anticorrosion is used in combination in the submerged area. However, as described above, it is difficult to maintain the corrosion resistance for a long time because of the extremely severe corrosive environment in the ballast tank. In particular, in order to maintain the structural strength of the ballast tank, beams and other structures are installed to create a complicated structure. Therefore, when the coating film deteriorates, the steel surface is easily cleaned and repainted. Is a difficult situation. In addition, it is indispensable to remove the rust of the corroded steel material during repair, but it is physically impossible to remove the rust sufficiently. For this reason, there is an urgent need to improve the long-term durability of the steel material itself.

バラストタンク用鋼材に関しては、たとえば、次の文献に開示がなされている。   Regarding the steel material for ballast tanks, for example, it is disclosed in the following document.

特許文献5〜7には、バラストタンクへ適用可能な鋼材およびその製造方法が開示されている。いずれの文献においても、本発明で主要な働きをなす元素Snを必須添加することの記載がある。   Patent Documents 5 to 7 disclose a steel material applicable to a ballast tank and a manufacturing method thereof. In any document, there is a description that an element Sn which plays a main role in the present invention is essential.

特開平9-95754号公報JP-A-9-95754 特開平10-1743号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-1743 特開2007-197762号公報JP 2007-197762 特開2004-190123号公報JP 2004-190123 A 特開2005-220394号公報JP 2005-220394 A 特開2007-270198号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-270198 特開2010-7109号公報JP 2010-7109

しかしながら、これらの文献においては、超長寿命域での溶接継手の疲労損傷挙動は想定されていない。   However, in these documents, fatigue damage behavior of a welded joint in an ultra-long life region is not assumed.

すなわち、特許文献1および特許文献2のいずれにも、本発明が課題としている超長寿命域における疲労特性改善に関する技術についての記載および示唆はない。   That is, neither Patent Document 1 nor Patent Document 2 describes or suggests a technique related to fatigue property improvement in the ultra-long life region, which is a problem of the present invention.

また、特許文献3および4には任意添加元素としてSnを添加することの記載はあるものの、特許文献3におけるSn添加の目的は、生成錆緻密化作用やpH低下作用を助長するためであり、そして、特許文献4におけるSn添加の目的は、耐食性、特に、液相部での局部腐食の進展をさらに抑制するためである。さらに、特許文献3および特許文献4で改善を目指している疲労特性は、母材の疲労き裂進展特性であり、いずれも、溶接部の疲労特性向上についての記載はない。したがって、本発明で解決を目指している溶接継手の疲労き裂発生特性(溶接部の継手疲労特性)とは全く次元を異にしている。   Although Patent Documents 3 and 4 have a description of adding Sn as an optional additive element, the purpose of Sn addition in Patent Document 3 is to promote the effect of densification of formed rust and the effect of lowering pH, The purpose of Sn addition in Patent Document 4 is to further suppress the corrosion resistance, particularly the progress of local corrosion in the liquid phase part. Furthermore, the fatigue characteristics aimed for improvement in Patent Document 3 and Patent Document 4 are fatigue crack growth characteristics of the base material, and there is no description about improving the fatigue characteristics of the welded part. Therefore, the dimensions are completely different from the fatigue crack generation characteristics (joint fatigue characteristics of the welded portion) of the welded joint, which is aimed to be solved by the present invention.

そして、特許文献5〜7のいずれにも、本発明が課題としている超長寿命域における疲労特性改善に関する技術を含めて、疲労特性改善の技術について示唆する記載は全くない。   In any of Patent Documents 5 to 7, there is no description that suggests a technique for improving fatigue characteristics, including a technique related to improving fatigue characteristics in the ultra-long life region, which is a problem of the present invention.

本発明の目的は、このような状況に鑑み、超長寿命域における溶接部の継手疲労特性に優れるとともに、長期耐食性に優れるバラストタンク用鋼材を提供することにある。   In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a steel material for a ballast tank that is excellent in joint fatigue characteristics of a welded portion in an ultra-long life region and excellent in long-term corrosion resistance.

本発明者らは、まず、溶接長400mm程度の溶接継手を製作し、試験片を採取後、疲労試験中での疲労き裂の発生・伝播挙動を、マクロとミクロの両面から詳細に観察した。その結果、以下の(a)〜(g)の知見が得られた。   The inventors first manufactured a welded joint having a weld length of about 400 mm, and after collecting specimens, observed the occurrence and propagation behavior of fatigue cracks in fatigue tests in detail from both macro and micro perspectives. . As a result, the following findings (a) to (g) were obtained.

(a) 破断繰返し数2×106回までの疲労寿命領域では、疲労き裂は溶接余盛り止端から多数発生し、合体成長を繰返しながら最終破断の主き裂を形成する。なお、この時の鋼材における疲労き裂の発生位置は、溶接継手の溶接熱影響部である。 (a) In the fatigue life region up to 2 × 10 6 times of fracture repetition, many fatigue cracks are generated from the weld toe, and the main fracture crack is formed while repeating coalescence growth. In addition, the generation | occurrence | production position of the fatigue crack in the steel materials at this time is a welding heat affected zone of a welded joint.

(b) 一方、破断繰り返し数が2×106回を超える疲労寿命域を対象とする超長寿命域においては、疲労き裂の発生箇所は試験片断面内で1または2箇所と非常に少数であり、かつ疲労き裂は発生当初は極めてゆっくりと成長し、その時期に費やされる寿命は全寿命の大部分を占め、2×106回を超える繰返し負荷の後、疲労破断に到る。 (b) On the other hand, in the ultra-long life region, which covers the fatigue life region where the number of repeated fractures exceeds 2 × 10 6 times, the number of occurrences of fatigue cracks is one or two in the cross section of the specimen. In addition, fatigue cracks grow very slowly at the beginning, and the life spent at that time occupies most of the entire life, and reaches fatigue fracture after repeated loading over 2 × 10 6 times.

(c) 前述したとおり、従来の溶接継手の疲労設計では、破断繰り返し数が2×106回までの疲労試験結果を基に評価した疲労特性をベースに検討が行われてきた。しかし、時間をかけて仔細に観察したところ、破断繰返し数が2×106回を超えて超長寿命域で破断する溶接継手では、異なるメカニズムで疲労き裂が進行することが分かった。 (c) As described above, the conventional fatigue design of welded joints has been studied based on fatigue characteristics evaluated based on fatigue test results with a number of repeated fractures of up to 2 × 10 6 times. However, as a result of careful observation over time, it was found that fatigue cracks progress by different mechanisms in welded joints that break in the ultra-long life region with a number of repetitions of fracture exceeding 2 × 10 6 times.

(d) 破断繰り返し数が2×106回を超える疲労寿命域を対象とする超長寿命疲労においては、負荷される応力はかなり低いレベルとなるので、疲労き裂発生個所は溶接長30mm〜50mm当りで1または2箇所程度になる。なお、その疲労き裂の発生は溶接熱影響部の疲労特性によって決定される。また、その溶接熱影響部の疲労特性は、適切な化学組成を有する母材を採用することによって大きく改善される。 (d) In ultra-long-life fatigue, where the number of repetitions of fracture exceeds 2 × 10 6 times, the stress applied is considerably low, so fatigue cracks occur at weld lengths from 30 mm There are about 1 or 2 spots per 50mm. The occurrence of the fatigue crack is determined by the fatigue characteristics of the weld heat affected zone. Further, the fatigue characteristics of the weld heat affected zone are greatly improved by employing a base material having an appropriate chemical composition.

(e) 溶接熱影響部における疲労強度は、溶接熱影響部の硬度、粒径、金属組織の面積率、転位密度などによって決定される。それに対し、母材鋼板の化学組成を厳密に制御することにより、これら溶接熱影響部における疲労強度影響因子を活用することができる。すなわち、母材鋼板の化学組成を限定することで、溶接によって生じる熱影響部の組織制御を可能になる。   (e) The fatigue strength in the weld heat affected zone is determined by the hardness, particle size, metal structure area ratio, dislocation density, etc. of the weld heat affected zone. On the other hand, the fatigue strength influencing factors in these weld heat affected zones can be utilized by strictly controlling the chemical composition of the base steel plate. That is, by limiting the chemical composition of the base steel plate, it is possible to control the structure of the heat affected zone caused by welding.

(f) このように、鋼材の化学組成を厳密に制御することにより、溶接施工時に生成される溶接熱影響部の疲労特性を飛躍的に改善できることを初めて見出した。具体的には、Snを含有させることで継手疲労強度の向上を図る一方で、Snを含有させることによる靭性の劣化をCr、MoおよびWから選択される1種以上を含有させることで補償するものである。   (f) As described above, it has been found for the first time that the fatigue characteristics of the weld heat affected zone generated during welding can be dramatically improved by strictly controlling the chemical composition of the steel material. Specifically, joint fatigue strength is improved by containing Sn, while toughness deterioration caused by containing Sn is compensated by containing one or more selected from Cr, Mo, and W. Is.

(g) さらに、本発明者等は、バラストタンクに代表されるような、塩分が存在する上に乾燥、湿潤が繰り返される極めて厳しい腐食環境での塗装部耐食性はSnの添加により向上すること、特に補修時のように鋼材表面にさびが残存するような鋼材表面における塗装部耐食性の向上にSnの添加が効果的であることを見出した。   (g) Further, the present inventors have shown that the corrosion resistance of the coated part is improved by the addition of Sn in a very severe corrosive environment where salt is present and drying and wetting are repeated, as represented by a ballast tank. In particular, it has been found that the addition of Sn is effective in improving the corrosion resistance of the coated portion on the steel surface where rust remains on the surface of the steel material during repair.

Snの添加が塗装部耐食性の向上に有効であることは、バラストタンクに代表されるような、極めて厳しい塩分が存在する上に乾燥、湿潤が繰り返される腐食環境下では、塗膜のキズ部あるいは塗膜厚が薄い塗膜脆弱部において、FeCl溶液の乾湿繰り返しが本質的な条件となり、Fe3+の加水分解によりpHが低下した状態で、かつFe3+が酸化剤として作用することによって腐食が加速されることが判明した結果、見出されたものである。 The fact that the addition of Sn is effective for improving the corrosion resistance of the coated part is that the scratched part of the coating film or the like is present in a corrosive environment where extremely severe salt exists and drying and wetting are repeated, as represented by a ballast tank. in film thickness is thin coating fragile portion, corrosion by the dry-wet repetition of FeCl 3 solution is an essential condition, while pH is lowered by hydrolysis of Fe 3+, and Fe 3+ acts as an oxidizing agent It has been found as a result of being found to be accelerated.

以下に、このような腐食環境における腐食のメカニズムと、Snの添加の効果を説明する。   Hereinafter, the mechanism of corrosion in such a corrosive environment and the effect of addition of Sn will be described.

このときの腐食反応は、次に示すとおりである。   The corrosion reaction at this time is as follows.

カソード反応としては、主として、次の反応が起こる。
Fe3++e→Fe2+ (Fe3+の還元反応)
As the cathode reaction, the following reaction mainly occurs.
Fe 3+ + e → Fe 2+ (reduction reaction of Fe 3+ )

そして、この反応以外にも、次のカソード反応も併発する。
2HO+O+2e→4OH
2H+2e→H
In addition to this reaction, the following cathode reaction also occurs.
2H 2 O + O 2 + 2e → 4OH
2H + + 2e → H 2

一方、上記のFe3+の還元反応に対して、次のアノード反応が起こる。
Fe→Fe2++2e (Feの溶解反応)
On the other hand, the following anodic reaction occurs with respect to the above Fe 3+ reduction reaction.
Fe → Fe 2+ + 2e (Fe dissolution reaction)

したがって、腐食の総括反応は、次の(1)式のとおりである。
2Fe3++Fe→3Fe2+ ・・・・・ (1)式
Therefore, the overall reaction of corrosion is as shown in the following equation (1).
2Fe 3+ + Fe → 3Fe 2+ (1)

上記(1)式の反応により生成したFe2+は、空気酸化によってFe3+に酸化され、生成したFe3+は再び酸化剤として腐食を加速する。この際、Fe2+の空気酸化の反応速度は低pH環境では一般に遅いが、濃厚塩化物溶液中では加速され、Fe3+が生成され易くなる。このようなサイクリックな反応のため、飛来塩分量が非常に多い環境では、Fe3+が常に供給され続け、鋼の腐食が加速され、耐食性が著しく劣化することになることが判明した。このように、塩分量が非常に多い環境では、一般にはさび層による保護は期待できない。 Fe 2+ generated by the reaction of the above formula (1) is oxidized to Fe 3+ by air oxidation, and the generated Fe 3+ accelerates corrosion as an oxidizing agent again. At this time, the reaction rate of air oxidation of Fe 2+ is generally slow in a low pH environment, but is accelerated in a concentrated chloride solution, and Fe 3+ is easily generated. It has been found that due to such a cyclic reaction, in an environment where the amount of incoming salt is very large, Fe 3+ is always supplied, corrosion of steel is accelerated, and corrosion resistance is significantly deteriorated. In this way, in an environment where the amount of salt is very high, protection by a rust layer cannot generally be expected.

ところで、このような塩分環境においては、通常は空気酸化によってβ−FeOOHが生成されるが、β−FeOOHは還元されやすいので、次の(2)式に示す反応によって、FeOH・OHなる中間体が生成されやすい。そして、この反応が鉄の溶解反応(上記アノード反応:Fe→Fe2++2e)の対反応となるため腐食が加速されることになる。
2FeOOH+2H+2e→2FeOH・OH ・・・・・ (2)式
By the way, in such a salinity environment, β-FeOOH is usually generated by air oxidation, but β-FeOOH is easily reduced. Therefore, an intermediate of FeOH · OH is obtained by the reaction shown in the following formula (2). Is easy to generate. And since this reaction is a counter reaction of iron dissolution reaction (the above-mentioned anode reaction: Fe → Fe 2+ + 2e ), corrosion is accelerated.
2FeOOH + 2H + + 2e → 2FeOH · OH (2)

ところが、Snを添加すると、塩分環境においてβ−FeOOHの生成を抑制し、α−FeOOHを優先的に生成させることが分かった。α−FeOOHは熱力学的にも安定でかつ難還元性であるため、(2)式に示す反応が起こらず、結果として腐食を抑制することになる。言い換えれば、α−FeOOHは保護的に作用し、鋼自身のアノード溶解反応を遅くするという効果がある。特に、塗膜キズ部の微小領域で起こるアノード部近傍でのみ溶出したSnイオンが効果を発揮するものと考えられる。   However, it has been found that the addition of Sn suppresses the production of β-FeOOH in a salt environment and preferentially produces α-FeOOH. Since α-FeOOH is thermodynamically stable and difficult to reduce, the reaction shown in the formula (2) does not occur, and as a result, corrosion is suppressed. In other words, α-FeOOH acts protectively and has the effect of slowing the anodic dissolution reaction of the steel itself. In particular, it is considered that Sn ions eluted only in the vicinity of the anode portion occurring in a minute region of the scratched portion of the coating film exert an effect.

また、Snを添加すると、Sn2+として溶解し、2Fe3++Sn2+→2Fe2++Sn4+なる反応によりFe3+の濃度を低下させることで、上記(1)式の反応を抑制する。Snには、さらにアノード溶解を抑制するという作用もある。 Further, when Sn is added, it dissolves as Sn 2+ , and the concentration of Fe 3+ is lowered by a reaction of 2Fe 3+ + Sn 2+ → 2Fe 2+ + Sn 4+, thereby suppressing the reaction of the above formula (1). Sn also has an effect of suppressing anodic dissolution.

なお、さびが濡れた際に起こるさびの還元反応は、上記(2)式に示されるとおりであるが、長期に濡れた場合には次の(3)式で示される反応が生じる。
2FeOH・OH+2FeOOH→Fe+2HO ・・・ (3)式
The rust reduction reaction that occurs when the rust is wet is as shown in the above formula (2), but when wet for a long time, the reaction shown in the following formula (3) occurs.
2FeOH · OH + 2FeOOH → Fe 3 O 4 + 2H 2 O (3)

本発明は、上記の知見に基づいて完成したものであって、その要旨は下記の(1)〜(5)のバラストタンク用鋼材にある。   The present invention has been completed based on the above findings, and the gist thereof lies in the following steel materials for ballast tanks (1) to (5).

(1) 質量%で、C:0.01〜0.20%、Si:0.03%以上0.60%未満、Mn:0.5〜2.0%、P:0.01%以下、S:0.005%以下、sol.Al:0.006%を超えて0.10%以下、Sn:0.02〜0.40%を含有し、Cr、MoおよびWから選択される1種以上を合計で0.03〜1.0%を含み、残部はFeおよび不純物からなることを特徴とする耐食性及び溶接部の継手疲労特性に優れたバラストタンク用鋼材。   (1) By mass%, C: 0.01 to 0.20%, Si: 0.03% or more and less than 0.60%, Mn: 0.5 to 2.0%, P: 0.01% or less, S: 0.005% or less, sol. Al: more than 0.006% and 0.10% or less, Sn: 0.02 to 0.40%, one or more selected from Cr, Mo and W in total of 0.03 to 1. A steel material for ballast tanks including 0%, the balance being made of Fe and impurities, and excellent in corrosion resistance and joint fatigue characteristics of welds.

(2) Feの一部に代えて、質量%で、Nb:0.080%以下、Ti:0.030%以下およびV:0.080%以下から選択される1種以上を含有することを特徴とする、上記(1)のバラストタンク用鋼材。   (2) Instead of a part of Fe, it contains at least one selected from Nb: 0.080% or less, Ti: 0.030% or less, and V: 0.080% or less in mass%. The steel material for a ballast tank according to (1) above, which is characterized.

(3) Feの一部に代えて、質量%で、Cu:0.7%未満およびNi:3.0%以下から選択される1種以上を含有することを特徴とする、上記(1)または(2)のバラストタンク用鋼材。   (3) The above (1), characterized in that, in place of a part of Fe, by mass%, at least one selected from Cu: less than 0.7% and Ni: 3.0% or less Or (2) steel for ballast tanks.

(4) Feの一部に代えて、質量%で、B:0.0030%以下を含有することを特徴とする、上記(1)〜(3)のいずれかのバラストタンク用鋼材。   (4) The steel for ballast tank according to any one of (1) to (3) above, wherein B is contained in an amount of 0.0030% or less in mass% instead of part of Fe.

(5) Feの一部に代えて、質量%で、Ca:0.007%未満、Mg:0.007%以下、Ce:0.007%以下、Y:0.5%以下およびNd:0.5%以下から選択される1種以上を含有することを特徴とする、上記(1)〜(4)のいずれかのバラストタンク用鋼材。   (5) Instead of a part of Fe, by mass%, Ca: less than 0.007%, Mg: 0.007% or less, Ce: 0.007% or less, Y: 0.5% or less, and Nd: 0 The steel for ballast tanks according to any one of (1) to (4) above, which contains one or more selected from 5% or less.

本発明によれば、超長寿命域における溶接部の継手疲労特性に優れるとともに、長期耐食性に優れるバラストタンク用鋼材を提供する。したがって、バラストタンクの長期使用延長やメンテナンス軽減に大きく貢献する。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being excellent in the joint fatigue characteristic of the weld part in a super-long life area, the steel material for ballast tanks which is excellent in long-term corrosion resistance is provided. Therefore, it greatly contributes to the long-term use extension and maintenance reduction of the ballast tank.

継手疲労試験片の形状と寸法(単位:mm)を示す。The shape and dimensions (unit: mm) of the joint fatigue test piece are shown. 加速試験の前後の外観を示す。(a)が試験前のクロスカット状況を示し、そして、(b)が試験後のクロスカット部から腐食・剥離が進行した状況を示す。The appearance before and after the acceleration test is shown. (a) shows the crosscut situation before the test, and (b) shows the situation where corrosion / peeling progressed from the crosscut part after the test.

1.鋼材の化学組成
以下、本発明に係る鋼材の化学組成について説明する。なお、含有量に関する「%」は「質量%」を意味する。
1. Hereinafter, the chemical composition of the steel material according to the present invention will be described. In addition, "%" regarding content means "mass%".

C:0.01〜0.20%
Cは、鋼の強度を高めるのに有効な元素であり、鋼の強度を得るために、0.01%以上含有させる。しかし、その含有量が0.20%を超えると、強度が高くなりすぎて母材靱性が劣化するだけでなく、優れた溶接疲労特性が実現しなくなる。すなわち、C含有量が0.20%を超えると溶接熱影響部の硬度が、母材あるいは溶接金属に対し高くなる。この時、疲労破壊起点となる溶接余盛り止端において硬度分布が急変し、材質ノッチによるひずみ集中が発生する。材質ノッチによるひずみ集中は、止端形状によるひずみ集中と重畳し、破壊起点での局所ひずみを著しく高めることとなり、継手の疲労強度を損なう。このため、C含有量は0.01〜0.20%とする。Cの含有量は0.03%を超えるのが望ましい。また、Cの含有量は0.15%未満とするのが望ましく、0.14%未満とするのがより望ましい。
C: 0.01 to 0.20%
C is an element effective for increasing the strength of the steel, and is contained in an amount of 0.01% or more in order to obtain the strength of the steel. However, if the content exceeds 0.20%, the strength becomes too high and the base metal toughness is deteriorated, and excellent weld fatigue characteristics are not realized. That is, when the C content exceeds 0.20%, the hardness of the weld heat-affected zone becomes higher than that of the base material or the weld metal. At this time, the hardness distribution abruptly changes at the weld surplus toe that becomes the fatigue fracture starting point, and strain concentration occurs due to the material notch. The strain concentration due to the material notch overlaps with the strain concentration due to the toe shape, and significantly increases the local strain at the fracture starting point, thereby impairing the fatigue strength of the joint. For this reason, C content shall be 0.01 to 0.20%. The C content is preferably more than 0.03%. Further, the C content is preferably less than 0.15%, and more preferably less than 0.14%.

Si:0.03%以上0.60%未満
Siは、鋼の脱酸に有効な元素であり、その効果を得るために0.03%以上含有させる。しかしながら、Si含有量が0.60%以上ではM−A組織の形成が促進される。M−A組織は極めて硬度が高いので、溶接継手の靱性を著しく劣化させることになる。なお、M−A組織とは、ベイナイト組織中に形成される島状マルテンサイトの一種で、残留オーステナイトを含むM−A変態生成物である。したがって、靱性劣化を避けるためにSi含有量は0.60%未満とする。このため、Si含有量は0.03%以上0.60%未満とする。Siの含有量は0.10%以上とするのが望ましく、0.20%以上とするのがより望ましい。また、Siの含有量は0.50%未満とするのが望ましい。
Si: 0.03% or more and less than 0.60% Si is an element effective for deoxidation of steel. In order to obtain the effect, 0.03% or more is contained. However, when the Si content is 0.60% or more, formation of the MA structure is promoted. Since the M-A structure is extremely hard, the toughness of the welded joint is significantly deteriorated. The MA structure is a kind of island martensite formed in the bainite structure, and is an MA transformation product containing residual austenite. Therefore, in order to avoid toughness deterioration, the Si content is less than 0.60%. For this reason, Si content shall be 0.03% or more and less than 0.60%. The Si content is desirably 0.10% or more, and more desirably 0.20% or more. The Si content is preferably less than 0.50%.

Mn:0.5〜2.0%
Mnは、焼入性向上に有効な元素であり、強度上昇と母材の疲労き裂進展抵抗性を向上させるために、0.5%以上含有させる。一方、2.0%を超えると靱性が劣化するので、Mn含有量の上限は2.0%とする。このため、Mn含有量は0.5〜2.0%とする。望ましい下限は0.8%、そして望ましい上限は1.6%である。
Mn: 0.5 to 2.0%
Mn is an element effective for improving hardenability, and is contained in an amount of 0.5% or more in order to increase strength and improve fatigue crack growth resistance of the base material. On the other hand, if it exceeds 2.0%, the toughness deteriorates, so the upper limit of the Mn content is 2.0%. For this reason, Mn content shall be 0.5 to 2.0%. A desirable lower limit is 0.8% and a desirable upper limit is 1.6%.

P:0.01%以下
Pは鋼中へ混入してくる不純物である。破壊靱性面からは少ないほど望ましい。ただし、Pを除去するにはコストがかかる。このため、許容上限を0.01%とした。
P: 0.01% or less P is an impurity mixed into steel. The smaller the fracture toughness, the better. However, removing P is costly. For this reason, the allowable upper limit was set to 0.01%.

S:0.005%以下
Sも鋼中に混入してくる不純物である。Sは偏析率が高く、かつ低融点物質を形成して凝固割れの原因となるため、極力少ない方がよい。ただし、Sを除去するにはコストがかかる。このため、許容上限を0.05%とした。Sの含有量は0.004%未満とするのが望ましい。
S: 0.005% or less S is an impurity mixed in steel. Since S has a high segregation rate and forms a low-melting-point substance and causes solidification cracking, it is preferable that S be as small as possible. However, it takes a cost to remove S. For this reason, the allowable upper limit was made 0.05%. The S content is preferably less than 0.004%.

sol.Al:0.006%を超えて0.10%以下
AlはSiとともに脱酸に必要な元素であり、その脱酸効果を得るために0.006%を超えるsol.Alを含有させる。他方、sol.Al含有量が0.10%を超えるとM−A組織の形成が促進されて、継手靱性が劣化する。これを避けるためにsol.Al含有量は0.10%以下とする。このため、sol.Al含有量は0.006%を超えて0.10%以下とする。望ましい下限は0.015%、そして望ましい上限は0.05%未満である。
sol. Al: more than 0.006% and 0.10% or less Al is an element necessary for deoxidation together with Si, and in order to obtain the deoxidation effect, sol. Al is contained. On the other hand, sol. If the Al content exceeds 0.10%, formation of the MA structure is promoted and joint toughness is deteriorated. To avoid this, sol. The Al content is 0.10% or less. For this reason, sol. The Al content is more than 0.006% and not more than 0.10%. A desirable lower limit is 0.015%, and a desirable upper limit is less than 0.05%.

Sn:0.02〜0.40%
Snは鋼材の靭性を劣化させる元素として位置づけられており、特殊な用途の鋼材を除き、従来は可能な限り含有させない方向で検討が進められてきた。それに対し、発明者らは数多くの試作材に対して疲労試験を行い、その継手疲労強度を評価した結果、溶接熱影響部の組織微細化を促進するため、継手疲労強度の向上に極めて有益であることを見出した。すなわち、Snを製鋼段階で適切量含有させることにより、溶接熱影響部の粒径を顕著に細粒とすることができ、もって継手の疲労強度の向上を図ることができる。
Sn: 0.02 to 0.40%
Sn is positioned as an element that deteriorates the toughness of steel materials, and studies have been made in the direction of not containing as much as possible except steel materials for special applications. In contrast, the inventors conducted fatigue tests on a large number of prototype materials and evaluated the joint fatigue strength. As a result, the inventors promoted the refinement of the structure of the weld heat affected zone, which is extremely useful for improving joint fatigue strength. I found out. That is, by containing an appropriate amount of Sn in the steelmaking stage, the particle size of the weld heat affected zone can be made extremely fine, and the fatigue strength of the joint can be improved.

また、Snは、Sn2+となって溶解し、酸性塩化物溶液中でのインヒビター作用により腐食を抑制する作用を有する。また、Fe3+を速やかに還元させ、酸化剤としてのFe3+濃度を低減することにより、Fe3+の腐食促進作用を抑制するので、高飛来塩分環境における耐食性を向上させる。さらに、易還元性のβ−FeOOHの生成を抑制し、難還元性のα−FeOOHを優先的に生成させるので、塩分環境において腐食を抑制する。また、Snには鋼のアノード溶解反応を抑制し耐食性を向上させる作用がある。このため、鋼材表面に塗膜を付与しなくても十分な耐食性が得られる。 Sn is dissolved as Sn 2+ and has an action of suppressing corrosion by an inhibitor action in an acidic chloride solution. Further, by reducing Fe 3+ quickly and reducing the concentration of Fe 3+ as an oxidant, the corrosion promoting action of Fe 3+ is suppressed, so that the corrosion resistance in a high flying salinity environment is improved. Furthermore, since the production | generation of easily reducible (beta) -FeOOH is suppressed and the hardly reducible (alpha) -FeOOH is produced | generated preferentially, corrosion is suppressed in salty environment. Moreover, Sn has the effect | action which suppresses the anodic dissolution reaction of steel and improves corrosion resistance. For this reason, sufficient corrosion resistance is obtained even if a coating film is not provided on the steel material surface.

さらに、Snを含有する鋼に、後述するCr、WおよびMoから選択される1種以上を共存させると、塩分が多い環境において耐食性が向上する。   Further, when one or more selected from Cr, W and Mo described later are allowed to coexist in the steel containing Sn, the corrosion resistance is improved in an environment having a high salt content.

これらの効果を得るには、Snの含有量を0.02%以上とすることが必要である。一方、Snを含有させると、母材の靭性が劣化する傾向となる。特にその含有量が0.40%を超えると、鋼材の靭性が著しく劣化し、Cr、MoおよびWから選択される1種以上を共存させるという靭性回復手段を採っても、バラストタンク用鋼材として適用できないレベルまで靭性が下がる。よって、Snの含有量は0.02〜0.40%とする。望ましい下限は0.03%、より望ましい下限は0.05%である。そして、望ましい上限は0.30%、より望ましい上限は0.20%である。   In order to obtain these effects, it is necessary to make the Sn content 0.02% or more. On the other hand, when Sn is contained, the toughness of the base material tends to deteriorate. In particular, when the content exceeds 0.40%, the toughness of the steel material is remarkably deteriorated, and even if a toughness recovery means for coexisting one or more selected from Cr, Mo and W is adopted, the steel material for ballast tanks Toughness is reduced to an unapplicable level. Therefore, the Sn content is 0.02 to 0.40%. A desirable lower limit is 0.03%, and a more desirable lower limit is 0.05%. A desirable upper limit is 0.30%, and a more desirable upper limit is 0.20%.

Cr、MoおよびWから選択される1種以上:合計で0.03〜1.0%
Cr、MoおよびWは、Snを含有させることに起因して発生する鋼材の靭性劣化に対して、その靭性の回復手段となるため、Cr、MoおよびWから選択される1種以上を含有させる。ただし、Cr、MoおよびWから選択される1種以上の含有量が合計で0.03%未満の場合には、Snを含有させることに起因して発生する鋼材の靭性劣化の回復を十分に期待することはできない。一方、Cr、MoおよびWから選択される1種以上の含有量が合計で1.0%を超えると、溶接性が損なわれるので、バラストタンク用鋼材としての適用が大幅に制限される。よって、Cr、MoおよびWから選択される1種以上の含有量は合計で0.03〜1.0%とする。これらの元素の含有量は合計で0.05%以上とするのが望ましい。また、これらの元素の含有量は合計で0.80%未満とするのが望ましく、0.70%以下とするのがより望ましい。なお、製鋼コストの面からは、Crを単独で0.03%を超えて含有させることが好ましい。
One or more selected from Cr, Mo and W: 0.03 to 1.0% in total
Cr, Mo, and W contain at least one selected from Cr, Mo, and W because it serves as a means for recovering the toughness of the steel material caused by the inclusion of Sn. . However, when the content of one or more selected from Cr, Mo and W is less than 0.03% in total, the recovery of toughness deterioration of the steel material caused by containing Sn is sufficiently achieved I can't expect. On the other hand, if the content of one or more selected from Cr, Mo and W exceeds 1.0% in total, the weldability is impaired, so that the application as a steel material for a ballast tank is greatly limited. Therefore, the content of one or more selected from Cr, Mo and W is 0.03 to 1.0% in total. The total content of these elements is preferably 0.05% or more. Further, the total content of these elements is preferably less than 0.80%, and more preferably 0.70% or less. In addition, from the viewpoint of steelmaking cost, it is preferable to contain Cr alone in excess of 0.03%.

本発明に係る鋼材は、上記の元素を有し、残部がFeおよび不純物からなる鋼材である。ここで、不純物とは、鋼材を工業的に製造する際に鉱石やスクラップ等のような原料をはじめとして製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。   The steel material which concerns on this invention is a steel material which has said element and the remainder consists of Fe and an impurity. Here, the impurities are components that are mixed due to various factors of the manufacturing process including raw materials such as ore and scrap when industrially manufacturing steel materials, and in a range that does not adversely affect the present invention. It means what is allowed.

本発明に係る鋼材は、上記の元素の他に、さらにNb、Ti、V、Cu、B、Ca、Mg、Ce、YおよびNdから選択される1種以上を含有させてもよい。   The steel material according to the present invention may further contain one or more selected from Nb, Ti, V, Cu, B, Ca, Mg, Ce, Y and Nd in addition to the above elements.

これらの成分は、次の4つのグループに分類することができる。
(1) 第1グループ:Nb:0.080%以下、Ti:0.030%以下およびV:0.080%以下から選択される1種以上。
(2) 第2グループ:Cu:0.7%未満およびNi:3.0%以下から選択される1種以上。
(3) 第3グループ:B:0.0030%以下。
(4) 第4グループ:Ca:0.007%未満、Mg:0.007%以下、Ce:0.007%以下、Y:0.5%以下およびNd:0.5%以下から選択される1種以上。
These components can be classified into the following four groups.
(1) 1st group: One or more types selected from Nb: 0.080% or less, Ti: 0.030% or less, and V: 0.080% or less.
(2) Second group: one or more selected from Cu: less than 0.7% and Ni: 3.0% or less.
(3) Third group: B: 0.0030% or less.
(4) Fourth group: selected from Ca: less than 0.007%, Mg: 0.007% or less, Ce: 0.007% or less, Y: 0.5% or less, and Nd: 0.5% or less One or more.

これらの元素を含有させてもよい理由とそのときの含有量は、次の通りである。   The reason why these elements may be contained and the contents at that time are as follows.

(1) 第1グループ
Nb:0.080%以下
Nbは、必要に応じて含有させることができる。含有させれば、焼入性を増すので強度向上と母材の疲労き裂進展抑制に効果がある。また、細粒化作用を通じて靭性を向上させる効果がある。ただし、その含有量が0.080%を超えると靭性が劣化するので、その上限は0.0800%とする。望ましくは0.060%以下である。なお、Nbを含有させることによる効果を安定的に得るためには、0.005%以上含有させるのが望ましい。
(1) First group Nb: 0.080% or less Nb can be contained as necessary. If contained, the hardenability is increased, so that it is effective in improving the strength and suppressing the fatigue crack growth of the base material. In addition, there is an effect of improving toughness through a fine graining action. However, if the content exceeds 0.080%, the toughness deteriorates, so the upper limit is made 0.0800%. Desirably, it is 0.060% or less. In addition, in order to acquire the effect by containing Nb stably, it is desirable to make it contain 0.005% or more.

Ti:0.030%以下
Tiは、必要に応じて含有させることができる。含有させれば、強度向上と母材の疲労き裂進展抑制に効果がある。ただし、その含有量が0.030%を超えると靭性が劣化するので、その上限は0.030%とする。望ましくは0.020%以下である。なお、Tiを含有させることによる効果を安定的に得るためには、0.005%以上含有させるのが望ましい。
Ti: 0.030% or less Ti can be contained as necessary. If contained, it is effective in improving strength and suppressing fatigue crack growth of the base material. However, if the content exceeds 0.030%, the toughness deteriorates, so the upper limit is made 0.030%. Desirably, it is 0.020% or less. In addition, in order to acquire the effect by containing Ti stably, it is desirable to make it contain 0.005% or more.

V:0.080%以下
Vは、必要に応じて含有させることができる。含有させれば、強度向上と母材の疲労き裂進展抑制に効果がある。特に厚肉材においては、Vを含有させることによる特性改善が顕著になる。ただし、その含有量が0.080%を超えると靭性が劣化するので、その上限は0.080%とする。望ましくは0.070%以下である。なお、Vを含有させることによる効果を安定的に得るためには0.005%以上含有させるのが望ましい。
V: 0.080% or less V can be contained as necessary. If contained, it is effective in improving strength and suppressing fatigue crack growth of the base material. In particular, in the thick material, the characteristic improvement by containing V becomes remarkable. However, if the content exceeds 0.080%, the toughness deteriorates, so the upper limit is made 0.080%. Desirably, it is 0.070% or less. In addition, in order to acquire the effect by containing V stably, it is desirable to make it contain 0.005% or more.

(2) 第2グループ
Cu:0.7%未満
Cuは、必要に応じて含有させることができる。含有させれば、鋼の強度を高める作用がある。ただし、その含有量が0.7%以上になると鋼の靱性が劣化するので、Cuの含有量は0.7%未満とする。望ましくは0.48%以下である。なお、Cuを含有させることによる効果を安定的に得るにはCuの含有量を0.1%以上とするのが望ましい。
(2) Second group Cu: less than 0.7% Cu can be contained as necessary. If contained, it has the effect of increasing the strength of the steel. However, if the content is 0.7% or more, the toughness of the steel deteriorates, so the Cu content is less than 0.7%. Desirably, it is 0.48% or less. In addition, in order to obtain the effect by containing Cu stably, it is desirable to make content of Cu 0.1% or more.

Ni:3.0%以下
Niは、必要に応じて含有させることができる。含有させれば、鋼の強度を高める作用がある。また、疲労き裂進展抑制にも効果がある。ただし、その含有量が3.0%を超えると、含有させるNiによるコスト上昇に見合うだけの高強度化と母材の疲労き裂進展抑制効果が見られないので、その上限は3.0%とする。望ましくは2.5%以下である。なお、Niを含有させることによる効果を安定的に得るには0.2%以上の含有が望ましい。
Ni: 3.0% or less Ni can be contained as necessary. If contained, it has the effect of increasing the strength of the steel. It is also effective in suppressing fatigue crack growth. However, if the content exceeds 3.0%, there is no increase in strength sufficient to meet the cost increase due to the Ni contained, and the fatigue crack growth inhibiting effect of the base material is not seen, so the upper limit is 3.0% And Desirably, it is 2.5% or less. In addition, in order to acquire the effect by containing Ni stably, containing 0.2% or more is desirable.

(3) 第3グループ
B:0.0030%以下
Bは、必要に応じて含有させることができる。含有させれば、焼入性を著しく高くすることで、強度上昇と母材の疲労き裂進展抵抗性を向上させる作用がある。ただし、その含有量が0.0030%を超えると靱性が劣化するので、0.0030%を上限とする。望ましくは0.0025%以下である。なお、Bを含有させることによる効果を安定的に得るには、0.0003%以上の含有が望ましい。
(3) Third group B: 0.0030% or less B can be contained as necessary. If contained, it has the effect of increasing the strength and improving the fatigue crack growth resistance of the base material by significantly increasing the hardenability. However, if its content exceeds 0.0030%, the toughness deteriorates, so 0.0030% is made the upper limit. Desirably, it is 0.0025% or less. In addition, in order to acquire the effect by containing B stably, containing 0.0003% or more is desirable.

(4) 第4グループ
Ca:0.007%未満
Caは、必要に応じて含有させることができる。含有させれば、組織微細化を通して靱性改善に寄与する。ただし、Ca介在物の量が過剰になると、かえって靱性が劣化するので、Caの含有量は0.007%未満とする。望ましくは0.003%以下である。なお、Caを含有させることによる効果を安定的に得るには、0.0015%以上の含有が望ましい。
(4) Fourth group Ca: less than 0.007% Ca can be contained as necessary. If contained, it contributes to toughness improvement through refinement of the structure. However, if the amount of Ca inclusions becomes excessive, the toughness deteriorates, so the Ca content is less than 0.007%. Desirably, it is 0.003% or less. In addition, in order to acquire the effect by containing Ca stably, containing 0.0015% or more is desirable.

Mg:0.007%以下
Mgは、必要に応じて含有させることができる。含有させれば、組織微細化を通して靭性改善に寄与する。ただし、その含有量が0.007%を超えるとMg介在物の量が過剰となって、かえって靭性が劣化するので、0.007%を上限とする。望ましくは0.003%以下である。なお、Mgを含有させることによる効果を安定的に得るには0.0005%以上の含有が望ましい。
Mg: 0.007% or less Mg can be contained as necessary. If contained, it contributes to toughness improvement through refinement of the structure. However, if the content exceeds 0.007%, the amount of Mg inclusions becomes excessive and the toughness deteriorates, so 0.007% is made the upper limit. Desirably, it is 0.003% or less. In addition, in order to acquire the effect by containing Mg stably, 0.0005% or more containing is desirable.

Ce:0.007%以下
Ceは、必要に応じて含有させることができる。含有させれば、組織微細化を通して靭性改善に寄与する。ただし、その含有量が0.007%を超えるとCe介在物の量が過剰となり、かえって靭性が劣化するので、0.007%を上限とする。望ましくは0.003%以下である。なお、Ceを含有させることによる効果を安定的に得るには0.0005%以上の含有が望ましい。
Ce: 0.007% or less Ce can be contained if necessary. If contained, it contributes to toughness improvement through refinement of the structure. However, if the content exceeds 0.007%, the amount of Ce inclusions becomes excessive and the toughness is deteriorated, so 0.007% is made the upper limit. Desirably, it is 0.003% or less. In addition, in order to acquire the effect by containing Ce stably, containing 0.0005% or more is desirable.

Y:0.5%以下
Yは、必要に応じて含有させることができる。含有させれば、組織微細化を通して靭性改善に寄与する。ただし、その含有量が0.5%を超えるとY介在物の量が過剰となり、かえって靭性が劣化するので、0.5%を上限とする。望ましくは0.05%以下である。なお、Yを含有させることによる効果を安定的に得るには0.01%以上の含有が望ましい。
Y: 0.5% or less Y can be contained as necessary. If contained, it contributes to toughness improvement through refinement of the structure. However, if the content exceeds 0.5%, the amount of Y inclusions becomes excessive and the toughness is deteriorated, so 0.5% is made the upper limit. Desirably, it is 0.05% or less. In addition, in order to obtain the effect by containing Y stably, containing 0.01% or more is desirable.

Nd:0.5%以下
Ndは、必要に応じて含有させることができる。含有させれば、組織の微細化を通して靭性改善に寄与する。ただし、その含有量が0.5%を超えるとNd介在物の量が過剰となり、かえって靭性が劣化するので、0.5%を上限とする。望ましくは0.05%以下である。なお、Ndを含有させることによる効果を得るには0.01%以上の含有が望ましい。
Nd: 0.5% or less Nd can be contained as necessary. If contained, it contributes to toughness improvement through refinement of the structure. However, if the content exceeds 0.5%, the amount of Nd inclusions becomes excessive and the toughness is deteriorated, so 0.5% is made the upper limit. Desirably, it is 0.05% or less. In addition, in order to acquire the effect by containing Nd, 0.01% or more containing is desirable.

2.鋼材の製造方法
本発明のバラストタンク用鋼材は、公知の熱間圧延設備、または公知の熱間圧延設備と公知の熱処理設備を使用して、例えば、以下の手順により製造することができる。
2. Steel Material Production Method The steel material for ballast tank according to the present invention can be produced, for example, by the following procedure using a known hot rolling facility or a known hot rolling facility and a known heat treatment facility.

前述の化学組成を有する鋳造スラブを1000℃〜1250℃に加熱した後に、熱間圧延を施す。次いで、これを冷却するに際し、その冷却工程において650℃〜400℃の間の平均冷却速度を5℃/秒以上、好ましくは5〜25℃/秒とする加速冷却を施し、この加速冷却を400℃以下の温度で停止する。その後、復熱温度幅が70℃以下となるようにして冷却を終了する。ここで復熱温度幅とは、冷却を停止した時の到達温度と、冷却停止後に鋼板内部の熱によって表面の温度が上昇し、安定した時の温度との差を意味する。   A cast slab having the above chemical composition is heated to 1000 ° C. to 1250 ° C. and then hot-rolled. Then, when cooling this, in the cooling step, accelerated cooling is performed so that the average cooling rate between 650 ° C. and 400 ° C. is 5 ° C./second or more, preferably 5 to 25 ° C./second. Stop at a temperature below ℃. Thereafter, the cooling is finished so that the recuperated temperature range becomes 70 ° C. or less. Here, the recuperated temperature range means the difference between the temperature reached when cooling is stopped and the temperature when the surface temperature rises and stabilizes due to the heat inside the steel plate after cooling stops.

鋳造スラブの加熱温度が1000℃に満たない場合にはフェライト分率が高くなり、母材の疲労き裂進展速度が大きくなる。1250℃を超えると組織が粗大になり、靱性が劣化する。冷却過程の650℃〜400℃の間での平均冷却速度が5℃/秒に満たない場合には、フェライト分率が高くなり母材の疲労き裂進展速度が大きくなる。このとき、好ましい平均冷却速度は25℃/秒以下である。加速冷却停止後、冷却終了までの間の復熱温度幅が70℃を超える場合には転位密度が減少して母材の疲労き裂進展速度が大きくなる。加速冷却停止温度が400℃を超える温度の場合には、フェライト分率が高くなり、母材の疲労き裂進展速度が大きくなる。好ましい停止温度は350℃以上である。以上のプロセスを通して形成されるフェライトのフェライト分率は40%以下とすることが好ましい。   When the heating temperature of the casting slab is less than 1000 ° C., the ferrite fraction increases and the fatigue crack growth rate of the base material increases. If it exceeds 1250 ° C, the structure becomes coarse and the toughness deteriorates. When the average cooling rate between 650 ° C. and 400 ° C. in the cooling process is less than 5 ° C./second, the ferrite fraction increases and the fatigue crack growth rate of the base material increases. At this time, a preferable average cooling rate is 25 ° C./second or less. When the recuperation temperature range from the accelerated cooling stop to the end of cooling exceeds 70 ° C, the dislocation density decreases and the fatigue crack growth rate of the base metal increases. When the accelerated cooling stop temperature exceeds 400 ° C., the ferrite fraction increases and the fatigue crack growth rate of the base material increases. A preferred stop temperature is 350 ° C. or higher. The ferrite fraction of the ferrite formed through the above process is preferably 40% or less.

復熱温度幅を小さくするには、冷却中の鋼板表層と中心部の温度差を小さくするとともに、冷却終了時において、少なくとも表層部の相変態を終了させておくのがよい。鋼板表層と中心部の温度差を小さくするためには、冷却帯の前段より後段の冷却速度を大きくするのがよい。また、加速冷却停止時に表層部の相変態を完了させるには、加速冷却の停止温度を400℃以下とするのが好ましい。   In order to reduce the recuperation temperature range, it is desirable to reduce the temperature difference between the steel plate surface layer and the center portion during cooling and to end the phase transformation of at least the surface layer portion at the end of cooling. In order to reduce the temperature difference between the steel sheet surface layer and the central portion, it is preferable to increase the cooling rate at the subsequent stage from the preceding stage of the cooling zone. In order to complete the phase transformation of the surface layer portion when the accelerated cooling is stopped, the accelerated cooling stop temperature is preferably 400 ° C. or lower.

3.鋼材の使用形態
本発明の鋼材は、使用する際に、その表面を防食皮膜で覆うのが望ましい。本発明において用いる防食皮膜とは、鋼材の防食目的で施される皮膜を意味する。具体的には、バラストタンク用として使用する際には、耐候性鋼材において周知の各種のさび安定化処理皮膜(化成処理系と塗装系とを含む);Znめっき、Alめっき、Zn−Alめっき等の防食めっき皮膜;Zn溶射、Al溶射等の金属溶射皮膜;ビニルブチラール系、エポキシ系、ウレタン系、フタル酸系などの一般の防食塗装皮膜、さらにいわゆるC系塗装系、I系塗装系等を包含する。いずれの防食皮膜を施した場合であっても、優れた耐候性と高い防食性能を発揮することができる。また、汎用の防食塗料を用いることができ、いわゆるZn系プライマーを下地として防食塗料が施される場合にも効果を発揮する。これらの防食皮膜の膜厚または付着量は特に制限されず、通常の範囲内でよい。さらに本鋼材は、さび付き鋼材であってもよい。すなわち、補修時に表面さびが除去しきれない状況で、特に塗装部耐食性を発揮するので、ケレン等でさびを完全に除去出来ない場合であっても、例えば電動工具、ワイヤーブラシによるケレン程度で上記塗装を施しても著しく寿命を延長することができる。これは、塗装した場合に、キズ部がアノードと成りやすく、特にさび付き状態で塗装する場合に、局部的にpHが低下する現象が顕著になるために、本鋼材の性能が発揮されるものと考えられる。
3. Use form of steel material When using the steel material of this invention, it is desirable to coat | cover the surface with an anticorrosion film | membrane. The anticorrosion film used in the present invention means a film applied for the purpose of anticorrosion of steel materials. Specifically, when used for a ballast tank, various types of rust stabilization coatings (including a chemical conversion treatment system and a coating system) well known in weathering steel materials; Zn plating, Al plating, Zn-Al plating Corrosion-proof coatings such as Zn sprays, Al sprays, etc .; general anti-corrosion coatings such as vinyl butyral, epoxy, urethane, phthalic acid, and so-called C-based and I-based coatings Is included. Even when any anticorrosion film is applied, excellent weather resistance and high anticorrosion performance can be exhibited. Moreover, a general-purpose anticorrosion paint can be used, and the effect is also exhibited when the anticorrosion paint is applied with a so-called Zn-based primer as a base. The film thickness or adhesion amount of these anticorrosion films is not particularly limited, and may be within a normal range. Further, the steel material may be a rusted steel material. That is, in the situation where the surface rust cannot be completely removed at the time of repair, especially the painted part exhibits corrosion resistance, so even if the rust cannot be completely removed with keren etc. Even if it is painted, the life can be extended significantly. This is because the scratched part is likely to become an anode when it is painted, and especially when it is painted in a rusted state, the phenomenon that the pH drops locally becomes remarkable, so the performance of this steel material is demonstrated. it is conceivable that.

またバラストタンクにおける没水部には、犠牲陽極によるカソード防食を施してもよい。この場合にも本発明の鋼材は、カソード防食時の水素侵入を抑制する効果があるため、好適である。   Moreover, you may give the cathodic protection by a sacrificial anode to the submerged part in a ballast tank. Also in this case, the steel material of the present invention is suitable because it has an effect of suppressing hydrogen penetration during cathodic protection.

表1に示す化学組成の鋼を転炉で溶製してスラブを作製し、上述の好適な製造方法により12〜80mmの鋼板を製造した。   Steel having the chemical composition shown in Table 1 was melted in a converter to produce a slab, and a steel plate having a thickness of 12 to 80 mm was produced by the above-described suitable production method.

製造した鋼板については、切り出した断面が被検面になるように樹脂に埋め込み、鏡面研磨した後、ナイタールで腐食して光学顕微鏡にて断面の中央の部位を観察し、ミクロ組織の観察を行い、その組織(相)を同定した。この結果、本発明の鋼板はすべてフェライト分率が40%以下であることが分かった。   The manufactured steel sheet was embedded in resin so that the cut-out cross section became the test surface, mirror-polished, then corroded with nital, observed in the center of the cross section with an optical microscope, and the microstructure was observed The tissue (phase) was identified. As a result, it was found that all the steel plates of the present invention had a ferrite fraction of 40% or less.

鋼板母材としての特性を評価するために、各鋼板について引張特性および衝撃特性を調査した。すなわち、引張試験は、平行部の直径が12.5mmのJIS Z 2201(1998)に記載に基づいて、10号引張試験片を採取して室温で行い、降伏強さ(YS)と引張強さ(TS)を測定した。なお、上記の引張試験片は、鋼板の表面から板厚方向に1/4の板厚の部位から、圧延方向と平行に採取した。ただし、板厚が12mm、16mmと薄い鋼板に関しては試験片を前記の部位から採取できないので、引張試験片を平行部の直径が8.5mmで標点間距離が25mmの小型試験片に代えて評価した。   In order to evaluate the properties as a steel plate base material, the tensile properties and impact properties of each steel plate were investigated. That is, the tensile test is performed at room temperature by collecting a No. 10 tensile test piece based on the description of JIS Z 2201 (1998) having a parallel part diameter of 12.5 mm, and yield strength (YS) and tensile strength. (TS) was measured. In addition, said tensile test piece was extract | collected in parallel with the rolling direction from the site | part of 1/4 thickness from the surface of a steel plate to the plate thickness direction. However, for thin steel plates with a thickness of 12 mm and 16 mm, specimens cannot be collected from the above-mentioned sites, so that the tensile specimen is replaced with a small specimen with a parallel part diameter of 8.5 mm and a distance between gauge points of 25 mm. evaluated.

鋼板母材の引張特性の目標は、YSを235MPa以上とした。   The target of the tensile properties of the steel plate base material was YS of 235 MPa or more.

衝撃試験は、JIS Z 2202(1998)に基づいて、幅10mmのVノッチ試験片を採取してシャルピー衝撃試験を行い、−5℃におけるシャルピー吸収エネルギー値−5を求めた。なお、上記のシャルピー衝撃試験片は、鋼板の表面から板厚方向に1/4の板厚の部位から、圧延方向と平行に採取した。ただし、板厚が12mm、16mmと薄い鋼板に関しては1/4の部位とせずに、鋼板の板厚中心から、圧延方向と平行に採取した。 Impact test based on JIS Z 2202 (1998), performed Charpy impact test were taken V-notch test piece width 10 mm, was determined Charpy absorbed energy value V E -5 at -5 ° C.. In addition, said Charpy impact test piece was extract | collected in parallel with the rolling direction from the site | part of 1/4 thickness from the surface of a steel plate to the plate thickness direction. However, the thin steel plates having a thickness of 12 mm and 16 mm were collected from the center of the thickness of the steel plate in parallel with the rolling direction without forming a quarter portion.

鋼板のシャルピー吸収エネルギー値−5の目標は、母材については100J以上、継手については50Jとした。 The goal of the Charpy absorbed energy value V E -5 steel sheets, 100 J or more for the base material, the joint was 50 J.

続いて、鋼板を適切な大きさに切り出し、溶接を行った。溶接した鋼板から上記と同様に衝撃試験用にVノッチ試験片を作成すると共に、荷重非伝達型十字溶接継手試験体を準備した。溶接条件の詳細を表2に示す。溶接は予熱なしで行ったが、溶接割れが発生したものについては、溶接継手の試験は行わなかった。   Subsequently, the steel sheet was cut into an appropriate size and welded. A V-notch test piece was prepared from the welded steel plate for impact tests in the same manner as described above, and a load non-transmission type cross welded joint specimen was prepared. Details of the welding conditions are shown in Table 2. Welding was performed without preheating, but the welded joint was not tested for those in which weld cracking occurred.

超長寿命域の疲労データを効率良く採取できるように、疲労試験での繰返し速度を速くするため小型試験体を採用した。図1に荷重非伝達型十字溶接継手試験体の形状と寸法(単位:mm)を示す。当該試験体形状では、繰返し速度はおおむね10Hz程度を確保することができ、1日当たりの繰返し数は約86万回で、2週間弱で繰返し数は打切り繰返し数の1千万回に達する。十字継手のリブ板厚については、主板の板厚にそろえ、リブ板の高さはリブ板厚さの2倍とした。なお、鋼板板厚が20mm未満のものは鋼板板厚のままで試験体を作製した。   A small test specimen was adopted to increase the repetition rate in the fatigue test so that fatigue data in the ultra-long life range could be collected efficiently. FIG. 1 shows the shape and dimensions (unit: mm) of the load non-transmission type cross welded joint specimen. In the test body shape, the repetition rate can be ensured at about 10 Hz, and the number of repetitions per day is about 860,000 times. The rib plate thickness of the cross joint was aligned with the plate thickness of the main plate, and the height of the rib plate was twice the rib plate thickness. In addition, the test body was produced with the steel plate thickness less than 20 mm with the steel plate thickness kept.

また、鋼板板厚が20mmを超えるものは、継手疲労特性に及ぼす板厚効果を排除し、鋼材そのものの継手疲労特性を純粋に評価するため、片面から減厚加工を施し、減厚後の板厚を20mmとした。ここで、片面減厚としたのは、一般に溶接継手において疲労き裂は鋼板表面から発生するので、供試鋼板の表面を残すためである。鋼板表面側、すなわち黒皮側を評価部とし、減厚加工面側からの疲労き裂発生を防止するため、溶接施工後、減厚加工面側の溶接余盛り止端には、グラインダーにて形状を整え、応力集中を減らすとともに、ジェットタガネにて溶接によって発生した引張残留応力を減らした。この結果、いずれの試験体においても、疲労き裂は鋼板表面、すなわち黒皮側から発生した。   Also, for steel plates with a thickness exceeding 20 mm, the thickness effect on the joint fatigue characteristics is eliminated, and the joint fatigue characteristics of the steel itself are purely evaluated. The thickness was 20 mm. Here, the reason for reducing the thickness on one side is that, in general, fatigue cracks are generated in the welded joint from the surface of the steel sheet, so that the surface of the test steel sheet remains. The steel plate surface side, that is, the black skin side, is used as the evaluation part. The shape was adjusted to reduce the stress concentration, and the tensile residual stress generated by welding in the jet chisel was reduced. As a result, in all the specimens, fatigue cracks occurred from the steel sheet surface, that is, from the black skin side.

疲労試験は電気油圧式閉ループ型疲労試験機を用いて実施した。荷重容量は±10tonfから±50tonfの複数の試験機を使用した。試験片の試験機への装着は、油圧チャックあるいはボルト締結式治具で行い、繰返し荷重を付与した。繰返しの応力波形は、sin波で、最大応力を350MPa一定とし、最小応力を変化させることにより、応力範囲(=最大応力−最小応力)を設定した。ここで、最大応力を降伏応力に近い、高いレベルで一定に固定したのは、小型試験片に加工する際に開放された溶接残留応力を、疲労試験の外力で補填するためである。このような応力波形を採用することにより、小型試験体を用いた疲労強度評価でありながら、実構造物あるいは大型溶接構造モデルと同等の疲労特性を再現することができている。疲労試験中は常に、試験片掴み部における変位を動的にモニターしておき、疲労試験開始時の最大変位に比べ、疲労試験中に最大荷重時の変位量が1mm増した時点を破断時と定義し、その時の繰返し数を破断寿命とした。なお、変位が1mm増して試験を終了したとき、評価断面の約半分の面積が疲労で破壊している状況であった。   The fatigue test was conducted using an electrohydraulic closed loop fatigue tester. A plurality of testing machines having a load capacity of ± 10 tons to ± 50 tons were used. The test piece was mounted on the testing machine with a hydraulic chuck or a bolt-fastened jig, and a repeated load was applied. The repeated stress waveform was a sin wave, the maximum stress was fixed at 350 MPa, and the stress range (= maximum stress-minimum stress) was set by changing the minimum stress. Here, the reason why the maximum stress is fixed at a high level, which is close to the yield stress, is to compensate for the residual welding stress released when processing into a small test piece with the external force of the fatigue test. By adopting such a stress waveform, fatigue characteristics equivalent to those of an actual structure or a large welded structure model can be reproduced while evaluating fatigue strength using a small specimen. During the fatigue test, the displacement at the gripping part of the specimen is dynamically monitored, and when the displacement at the maximum load increases by 1 mm during the fatigue test compared to the maximum displacement at the start of the fatigue test, The number of repetitions at that time was defined as the fracture life. In addition, when the displacement was increased by 1 mm and the test was completed, about half the area of the evaluation cross section was damaged by fatigue.

準備した各鋼板から試験体を少なくとも3体を製作し、応力範囲を適宜設定して、継手疲労試験により疲労破断寿命を計測した。そして、鋼材毎に、破壊確率50%のSN線、すなわちSN平均線を実験により導出し、その線図を用いて繰返し数が1×10回における疲労強度(時間強度)を読取り、1×10回時間強度とした。 At least three specimens were manufactured from each of the prepared steel plates, the stress range was appropriately set, and the fatigue fracture life was measured by a joint fatigue test. Then, for each steel material, an SN line having a fracture probability of 50%, that is, an SN average line, is derived by experiment, and the fatigue strength (time strength) at 1 × 10 7 repetitions is read using the diagram. The intensity was 10 7 times.

溶接継手のシャルピー吸収エネルギー値−5の目標値は、50J以上とした。溶接継手の疲労強度の目標値は100MPa以上とした。 Target value of the Charpy absorbed energy value V E -5 of the welded joint was not less than 50 J. The target value of the fatigue strength of the welded joint was set to 100 MPa or more.

また、これら鋼材の表裏面を機械研削し、厚さ3mm×幅60mm×長さ100mmの試験片を切り出した。得られた試験片をSAE(Society of Automotive Engineers)J2334試験により評価した。SAE J2334試験は、次の条件で行う加速試験であり、腐食形態が大気暴露試験に類似しているとされている(長野博夫、山下正人、内田仁著:環境材料学、共立出版(2004)、p.74参照)。本試験は、飛来塩分量が1mddを超えるような厳しい腐食環境を模擬する試験であり、さらに乾湿が繰り返されるバラスト環境を模擬するものである。湿潤:50℃、100%RH、6時間、塩分付着:0.5質量%NaCl、0.1質量%CaCl、0.075質量%NaHCO水溶液浸漬、0.25時間、乾燥:60℃、50%RH、17.75時間を1サイクル(合計24時間)とした。SAE J2334試験160サイクル終了後、各試験片の表面のさび層を除去し、板厚減少量を測定した。試験結果を表3に示す。なお、表3における「腐食減量」は、試験片の平均の板厚減少量であり、試験前後の重量減少と試験片の表面積を用いて算出したものである。 Moreover, the front and back surfaces of these steel materials were mechanically ground, and test pieces having a thickness of 3 mm × width of 60 mm × length of 100 mm were cut out. The obtained test piece was evaluated by SAE (Society of Automotive Engineers) J2334 test. The SAE J2334 test is an accelerated test conducted under the following conditions, and the corrosion form is said to be similar to the atmospheric exposure test (Hiroo Nagano, Masato Yamashita, Hitoshi Uchida: Environmental Materials Science, Kyoritsu Shuppan (2004) , P.74). This test simulates a severe corrosive environment in which the amount of incoming salt exceeds 1 mdd, and further simulates a ballast environment in which dry and wet conditions are repeated. Wetting: 50 ° C., 100% RH, 6 hours, salt adhesion: 0.5% by weight NaCl, 0.1% by weight CaCl 2 , 0.075% by weight NaHCO 3 aqueous solution, 0.25 hour, drying: 60 ° C. 50% RH, 17.75 hours was defined as one cycle (24 hours in total). After 160 cycles of SAE J2334 test, the rust layer on the surface of each test piece was removed, and the thickness reduction amount was measured. The test results are shown in Table 3. “Corrosion weight loss” in Table 3 is the average thickness reduction amount of the test piece, and is calculated using the weight reduction before and after the test and the surface area of the test piece.

また、汎用エポキシ樹脂塗料(バンノー200:中国塗料(株)製)を塗膜厚さ150μmになるようにスプレー塗装し、鋼面にキズがつくまで塩化ビニルカッターによりクロスにカットを入れて、クロスカット試験評価を行った。試験評価さらに、補修を模擬するために予めSAE J2334試験を10サイクル実施し、表面にさびを形成させた後、ワイヤーブラシにてケレンしたさび付き鋼材(さび残存鋼材)に、同様に、汎用エポキシ樹脂塗料(バンノー200:中国塗料(株)製)を塗膜厚さ150μmになるようにスプレー塗装し、鋼面にキズがつくまで塩化ビニルカッターによりクロスにカットを入れて、クロスカット試験評価を行った。これら試験後、ポイントマイクロメーターを用いて、最大腐食深さを測定した。   Also, spray a general-purpose epoxy resin paint (Banno 200: manufactured by China Paint Co., Ltd.) to a coating thickness of 150 μm and cut the cloth with a vinyl chloride cutter until the steel surface is scratched. Cut test evaluation was performed. Test evaluation Furthermore, in order to simulate repair, 10 cycles of SAE J2334 test were conducted in advance, rust was formed on the surface, and then the rusted steel material (residual rust steel material) that was cleansed with a wire brush was similarly applied to general purpose epoxy. Resin paint (Banno 200: manufactured by China Paint Co., Ltd.) is spray-coated so that the coating thickness is 150 μm, and the cross is cut with a vinyl chloride cutter until the steel surface is scratched. went. After these tests, the maximum corrosion depth was measured using a point micrometer.

図2は、加速試験の前後の外観である。(a)が試験前のクロスカット状況を示し、そして、(b)が試験後のクロスカット部から腐食・剥離が進行した状況を示す。   FIG. 2 is an appearance before and after the acceleration test. (a) shows the crosscut situation before the test, and (b) shows the situation where corrosion / peeling progressed from the crosscut part after the test.

表3に、母材および溶接継手の試験結果も併せて示す。表3で示された母材強度、母材靱性、溶接性、継手靱性、継手疲労特性、総合評価の判断基準は、次のとおりである。   Table 3 also shows the test results of the base material and the welded joint. Judgment criteria for base material strength, base material toughness, weldability, joint toughness, joint fatigue characteristics, and comprehensive evaluation shown in Table 3 are as follows.

[母材強度YS(MPa)]◎:315以上、○:235以上315未満、×:235未満。
[母材靱性−5(J)]◎:120以上、○:100以上120未満、×:100未満。
[溶接性]◎:予熱不要、×:予熱必要。
[継手靱性−5(J)]◎:100以上、○:50以上100未満、×:50未満。
[継手疲労特性:疲労限(MPa)]◎:120以上、○:100以上120未満、×:100未満。
[耐食性:無塗装鋼材の平均板厚減少量(mm)]
◎:0.5以下、○:0.5超え0.7以下、×:0.7超え
[耐食性:ブラスト鋼材+塗装キズ部最大腐食深さ(mm)]
◎:0.1以下、○:0.1超え0.2以下、×:0.2超え
[耐食性:さび残存鋼材+塗装キズ部最大腐食深さ(mm)]
◎:0.1以下、○:0.1超え0.2以下、×:0.2超え
[総合評価]◎:上記の5つの試験結果のすべてが◎であるもの。
○:上記の5つの試験結果が、◎または○であるもの。
×:上記の5つの試験結果のうち、一つでも×があるもの。
[Base material strength YS (MPa)]: 315 or more, ○: 235 or more and less than 315, ×: less than 235.
[Base material toughness V E -5 (J)] A: 120 or more, B: 100 or more and less than 120, X: less than 100.
[Weldability] A: No preheating required, x: Preheating required.
[Joint Toughness V E -5 (J)] A: 100 or more, ○: 50 or more and less than 100, x: less than 50.
[Fitting fatigue characteristics: fatigue limit (MPa)] ◎: 120 or more, ○: 100 or more and less than 120, ×: less than 100.
[Corrosion resistance: Average thickness reduction of unpainted steel (mm)]
◎: 0.5 or less, ○: 0.5 to 0.7 or less, ×: 0.7 or more [Corrosion resistance: Blasting steel material + Paint scratch maximum corrosion depth (mm)]
◎: 0.1 or less, ○: 0.1 to 0.2 or less, ×: 0.2 or more [Corrosion resistance: Rust remaining steel material + maximum scratch depth of coating scratches (mm)]
◎: 0.1 or less, ○: 0.1 to 0.2 or less, ×: 0.2 or more [Overall evaluation] ◎: All of the above five test results are ◎.
○: The above five test results are ◎ or ○.
X: Among the above five test results, there is at least one x.

本発明で規定した鋼板は、いずれもYSが120MPa以上となり超長寿命域で優れた継手疲労強度と優れた耐食性を示しており、バラストタンク用鋼として適している。一方、本発明を満足しない鋼板は、溶接継手の疲労強度がYS100MPa以上という目標値を満足しない、あるいは、母材強度、靭性などの目標値のうちの少なくとも一つを満足しなかった。   All the steel sheets defined in the present invention have YS of 120 MPa or more, exhibit excellent joint fatigue strength and excellent corrosion resistance in the ultra-long life region, and are suitable as steel for ballast tanks. On the other hand, the steel sheet that does not satisfy the present invention does not satisfy the target value that the fatigue strength of the welded joint is YS 100 MPa or more, or does not satisfy at least one of the target values such as base material strength and toughness.

本発明のバラストタンク用鋼材は、超長寿命域における溶接部の継手疲労特性に優れるとともに、長期耐食性に優れている。したがって、バラストタンクの長期使用延長やメンテナンス軽減に大きく貢献する。 The steel material for ballast tanks of the present invention is excellent in the joint fatigue characteristics of the welded portion in the ultra-long service life region and in the long-term corrosion resistance. Therefore, it greatly contributes to the long-term use extension and maintenance reduction of the ballast tank.

Claims (5)

質量%で、C:0.01〜0.20%、Si:0.03%以上0.60%未満、Mn:0.5〜2.0%、P:0.01%以下、S:0.005%以下、sol.Al:0.006%を超えて0.10%以下、Sn:0.02〜0.40%を含有し、Cr、MoおよびWから選択される1種以上を合計で0.03〜1.0%を含み、残部はFeおよび不純物からなることを特徴とする耐食性及び溶接部の継手疲労特性に優れたバラストタンク用鋼材。   In mass%, C: 0.01 to 0.20%, Si: 0.03% or more and less than 0.60%, Mn: 0.5 to 2.0%, P: 0.01% or less, S: 0 0.005% or less, sol. Al: more than 0.006% and 0.10% or less, Sn: 0.02 to 0.40%, one or more selected from Cr, Mo and W in total of 0.03 to 1. A steel material for ballast tanks including 0%, the balance being made of Fe and impurities, and excellent in corrosion resistance and joint fatigue characteristics of welds. Feの一部に代えて、質量%で、Nb:0.080%以下、Ti:0.030%以下およびV:0.080%以下から選択される1種以上を含有することを特徴とする、請求項1に記載のバラストタンク用鋼材。   Instead of a part of Fe, it contains at least one selected from Nb: 0.080% or less, Ti: 0.030% or less, and V: 0.080% or less in mass%. The steel material for ballast tanks according to claim 1. Feの一部に代えて、質量%で、Cu:0.7%未満およびNi:3.0%以下から選択される1種以上を含有することを特徴とする、請求項1または2に記載のバラストタンク用鋼材。   It replaces with a part of Fe and contains 1 or more types selected from Cu: less than 0.7% and Ni: 3.0% or less by mass%, The claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. Steel for ballast tanks. Feの一部に代えて、質量%で、B:0.0030%以下を含有することを特徴とする、請求項1から3までのいずれかに記載のバラストタンク用鋼材。   The steel material for ballast tank according to any one of claims 1 to 3, characterized in that, instead of a part of Fe, B: 0.0030% or less is contained in mass%. Feの一部に代えて、質量%で、Ca:0.007%未満、Mg:0.007%以下、Ce:0.007%以下、Y:0.5%以下およびNd:0.5%以下から選択される1種以上を含有することを特徴とする、請求項1から4までのいずれかに記載のバラストタンク用鋼材。   Instead of a part of Fe, in mass%, Ca: less than 0.007%, Mg: 0.007% or less, Ce: 0.007% or less, Y: 0.5% or less, and Nd: 0.5% The steel material for a ballast tank according to any one of claims 1 to 4, wherein the steel material contains at least one selected from the following.
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