JP5702683B2 - Corrosion-resistant steel for bulk carriers and hold of bulk carriers - Google Patents
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Description
本発明は、ばら積貨物船の構造部材として用いられる耐食鋼材およびその耐食鋼材を用いて建造されるばら積貨物船の船倉に関するものであり、より詳しくは、特に石炭や鉄鉱石などの硫黄分を含む貨物に起因する腐食性環境下において好適に用いることができるばら積貨物船用耐食鋼材およびばら積貨物船の船倉に関するものである。 The present invention relates to a corrosion-resistant steel material used as a structural member of a bulk carrier and a cargo hold of a bulk carrier constructed using the corrosion-resistant steel material, and more particularly, sulfur content such as coal and iron ore. The present invention relates to a corrosion-resistant steel material for a bulk cargo ship that can be suitably used in a corrosive environment caused by a cargo including a cargo, and a hold of a bulk cargo ship.
ばら積貨物船、あるいはバルクキャリア、バルカーは、梱包されていない穀物、鉱石、セメントなどのばら積み貨物を船倉に収納して輸送するために設計された貨物船である。尚、本明細書では、バルクキャリア、バルカーを含めてばら積貨物船と説明する。このばら積貨物船の場合もその他の船舶と同様に海水による腐食作用を受けて鋼材の腐食が発生するが、石炭や鉄鉱石などのばら積み貨物が硫黄(S)分を含有する場合には、そのS分の影響を受けて鋼材腐食が更に加速されるため、その他の船舶より腐食損傷が顕著となる傾向がある。特にそれらS分を含むばら積み貨物が直接接触する船倉内では鋼材腐食がより顕著に表れることが多い。 Bulk carriers, or bulk carriers and bulkers are cargo vessels designed to store and transport bulk cargo such as unpacked grain, ore and cement in the hold. In the present specification, a bulk carrier including a bulk carrier and a bulker will be described. In the case of this bulk carrier, the corrosion of the steel material occurs due to the corrosive action of seawater like other ships, but when bulk cargo such as coal or iron ore contains sulfur (S), Since the corrosion of the steel material is further accelerated under the influence of the S component, the corrosion damage tends to become more prominent than other ships. In particular, steel material corrosion often appears more prominently in a hold where bulk cargoes containing these S components are in direct contact.
このように、船倉を始めとする鋼材の腐食が顕著である場合には、鋼材の板厚摩耗によって構造体としての強度低下を招くことになり、また場合によれば鋼材の腐食により形成された孔から浸水することで、沈没などの海難事故が発生する可能性もあり、従来から効果的なばら積貨物船を採用することが必要不可欠となっていた。 In this way, when the corrosion of steel materials such as the hold is significant, the strength of the structure is reduced due to the plate thickness wear of the steel materials, and in some cases formed by the corrosion of the steel materials. Inundation from the hole may cause marine accidents such as sinking, and it has been essential to adopt an effective bulk carrier.
この防食手段として、従来からばら積貨物船においては、エポキシ樹脂系塗料による塗装を始めとする防食塗装や、亜鉛などの犠牲陽極を鋼材と短絡するように設置する電気防食が施されることが一般的であった。 As anticorrosion means, conventionally, bulk cargo ships are subjected to anticorrosion coating such as painting with epoxy resin paint, and cathodic protection to install a sacrificial anode such as zinc so as to short-circuit with steel. It was general.
これら防食手段の中でも防食塗装は特に一般的に採用されている方法であるが、様々な外的要因や経年劣化などによって、塗装に疵がついてしまったり、塗装が剥離してしまったりすることが多々あり、長い年月にわたり防食性能を維持することは困難であり、また、防食塗装の検査および補修のためのメンテナンスが必要不可欠であった。更には、この塗装の検査や補修には足場を組む必要がある場合が多く、メンテナンスに要する時間や費用が多大となるという問題も発生していた。 Of these anti-corrosion methods, anti-corrosion coating is a particularly commonly used method. However, due to various external factors and aging deterioration, the coating may become wrinkled or the coating may peel off. There were many, and it was difficult to maintain anticorrosion performance for many years, and maintenance for inspection and repair of anticorrosion coating was indispensable. Furthermore, there are many cases where it is necessary to assemble a scaffold for the inspection and repair of the coating, and there is a problem that the time and cost required for the maintenance are increased.
特にばら積貨物船の船倉内部では貨物の荷役時にバケットとの接触により塗装剥離が発生することがあり、また、航海中の振動で接触している貨物により塗装が削られる場合もある。このように、ばら積貨物船の船倉、特にその内壁面、天井面、床面等は、船舶の外板やバラストタンクと比べると塗装の損傷の発生が著しく、特に塗装寿命は短かった。 Particularly in the bulk of a bulk carrier, paint peeling may occur due to contact with the bucket during cargo handling, and the paint may be scraped by cargo in contact with vibration during voyage. In this way, the bulk of a bulk cargo ship, particularly its inner wall surface, ceiling surface, floor surface, etc., was significantly damaged by coating compared with the outer plate and ballast tank of the ship, and its coating life was particularly short.
また、バラストタンクの場合は内部に電気防食を施すと、海水を注入するために腐食が進行しやすくなり、犠牲陽極による電気防食作用が効果的に現れるが、ばら積貨物船の船倉内部は電気防食に必要不可欠な海水などの電解質水溶液で満たされることはなく、湿潤雰囲気での腐食環境に過ぎないため、電気防食作用を効果的に得ることは困難である。 In addition, in the case of ballast tanks, if anticorrosion is applied to the interior, seawater is injected and corrosion tends to proceed, and the anticorrosion action by the sacrificial anode appears effectively. Since it is not filled with an aqueous electrolyte solution such as seawater that is indispensable for anticorrosion and is merely a corrosive environment in a humid atmosphere, it is difficult to effectively obtain an anticorrosive action.
このような背景もあり、ばら積貨物船には、その安全性向上や長寿命化を図るために、これまでより効果的な防食手段を講じることが要求されるようになっている。このような背景もあり、化学成分や硬さを調整することなどによって鋼材自体の耐食性を向上させた耐食鋼材に関する技術も、例えば、特許文献1や特許文献2として提案されている。これらの鋼材を適用することによって従来の防食手段よりも優れた耐食性を確保することは可能になった。
Against this background, bulk carriers are required to take more effective anti-corrosion measures so far in order to improve their safety and extend their life. Against this background, for example,
しかしながら、これらの技術を採用しても十分な耐食性向上効果を得ることは不可能で、ばら積貨物船の厳しい環境下においては、依然として十分な耐食性を発揮することができず、更に効果的な防食に関する技術が開発されることが待ち望まれていた。 However, even if these technologies are adopted, it is impossible to obtain a sufficient effect of improving corrosion resistance. In the severe environment of bulk carriers, it is still impossible to demonstrate sufficient corrosion resistance, and it is more effective. The development of technology related to anticorrosion has been awaited.
このような状況の下、本発明者らも添加元素の含有量を適切に制御することで、鉱物・鉱石を貯蔵または輸送(運搬)するための容器用として、耐食性に優れた長寿命の構造部材として用いることができる鋼材を、特許文献3として提案している。しかしながら、この特許文献3記載の技術でも、S分に起因する鋼材の腐食については十分に検討されておらず、S分を含有する石炭や鉄鉱石を運搬するばら積貨物船に用いるには更なる改善の余地があった。 Under such circumstances, the present inventors also control the content of the additive element appropriately, and as a container for storing or transporting (transporting) minerals or ores, the structure having a long life with excellent corrosion resistance Patent Document 3 proposes a steel material that can be used as a member. However, even in the technology described in Patent Document 3, the corrosion of steel materials due to the S component has not been sufficiently studied, and it is further necessary to use it for a bulk cargo ship that transports coal or iron ore containing the S component. There was room for improvement.
本発明は、上記従来の問題を解決せんとしてなされたもので、S分を含むばら積貨物に起因する厳しい腐食性環境下においても優れた長期耐食性を示し、ばら積貨物船の構造部材として好適に用いることができるばら積貨物船用耐食鋼材およびその耐食鋼材を用いて建造されるばら積貨物船の船倉を提供することを課題とするものである。 The present invention has been made as a solution to the above-mentioned conventional problems, and exhibits excellent long-term corrosion resistance even in severe corrosive environments caused by bulk cargo containing S, and is suitable as a structural member for bulk cargo ships. It is an object of the present invention to provide a bulk cargo ship corrosion-resistant steel material that can be used for a bulk cargo ship and a bulk cargo ship built using the corrosion-resistant steel material.
請求項1記載の発明は、質量%で、C:0.04〜0.30%、Si:0.28〜0.60%、Mn:0.1〜2.0%、P:0.010〜0.040%、S:0.003〜0.025%、Al:0.010〜0.10%、Cu:0.10〜1.0%、Ni:0.10%以下(0%を含まない)、N:0.0030〜0.010%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、下記(1)式で規定されるCP1が0.10以上であると共に、下記(2)式で規定されるCP2が0.80〜7.00であり、硫黄分を含む貨物に起因する腐食性環境下での耐腐食性に優れることを特徴とするばら積貨物船用耐食鋼材である。
CP1=[Si]+2×[Cu]−5×[Ni]・・・(1)式
CP2=([P]/4+[S])/[N]・・・(2)式
但し、上式で[ ]は各元素の含有量(質量%)である。
Invention of
CP1 = [Si] + 2 × [Cu] −5 × [Ni] (1) Formula CP2 = ([P] / 4 + [S]) / [N] (2) where the above formula [] Is the content (% by mass) of each element.
請求項2記載の発明は、質量%で、更に、Cr:0.01〜0.3%を含有する請求項1記載のばら積貨物船用耐食鋼材である。
The invention according to
請求項3記載の発明は、質量%で、更に、Ca:0.0003〜0.005%を含有することを特徴とする請求項1または2に記載のばら積貨物船用耐食鋼材である。
According to a third aspect of the invention, in mass%, further, Ca: a Bulk ship corrosion resistant steel according to
請求項4記載の発明は、質量%で、更に、Ti:0.001〜0.05%、V:0.001〜0.05%、Nb:0.001〜0.05%、B:0.0003〜0.005%の1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のばら積貨物船用耐食鋼材である。
The invention according to claim 4 is in mass%, further Ti: 0.001 to 0.05%, V: 0.001 to 0.05%, Nb: 0.001 to 0.05%, B: 0. The corrosion-resistant steel material for bulk carriers according to any one of
請求項5記載の発明は、表面にZnを含有する厚さ5μm以上の被覆層が形成されている請求項1乃至4のいずれかに記載のばら積貨物船用耐食鋼材である。
The invention according to claim 5 is the corrosion-resistant steel material for a bulk cargo ship according to any one of
請求項6記載の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載の鋼材を用いて構成されていることを特徴とするばら積貨物船の船倉である。 A sixth aspect of the present invention is a bulk carrier of a bulk cargo ship which is configured by using the steel material according to any one of the first to fifth aspects.
本発明のばら積貨物船用耐食鋼材によると、S分を含むばら積貨物に起因する厳しい腐食性環境下においても優れた長期耐食性を示し、ばら積貨物船の構造部材として好適に用いることができる。 The corrosion-resistant steel material for bulk carriers according to the present invention exhibits excellent long-term corrosion resistance even under severe corrosive environment caused by bulk cargo containing S, and can be suitably used as a structural member for bulk carriers. .
また、本発明のばら積貨物船の船倉によると、S分を含むばら積貨物であっても長期耐食性の問題なく収容することができる。 Further, according to the bulk of the bulk carrier of the present invention, even bulk cargo including S can be accommodated without problems of long-term corrosion resistance.
以下、本発明を実施形態に基づいて更に詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on embodiments.
本発明者らは、S分を含むばら積貨物に起因する厳しい腐食性環境下においても優れた長期耐食性を示し、ばら積貨物船の構造部材として好適に用いることができる鋼材を見出すために鋭意研究を重ねた。その結果、鋼材中のC、Si、Mn、P、S、Al、Cu、NiおよびNの含有量と、[Si]+2×[Cu]−5×[Ni]という式から求められるCP1、([P]/4+[S])/[N]という式から求められるCP2を厳密に調整することにより、ばら積貨物船のS分を含むばら積貨物に起因する厳しい腐食性環境下においても耐食性に優れた鋼材を得ることができることを見出し、本発明を完成した。 The inventors of the present invention are eager to find a steel material that exhibits excellent long-term corrosion resistance even in a severe corrosive environment caused by a bulk cargo containing S, and can be suitably used as a structural member of a bulk cargo ship. Repeated research. As a result, CP1, which is obtained from the content of C, Si, Mn, P, S, Al, Cu, Ni and N in the steel material and the formula [Si] + 2 × [Cu] -5 × [Ni], Corrosion resistance even under severe corrosive environment caused by bulk cargo including S content of bulk cargo ship by strictly adjusting CP2 calculated from the formula [P] / 4 + [S]) / [N] It was found that an excellent steel material could be obtained, and the present invention was completed.
ばら積貨物船の船倉内部などは、船倉などを構成する鋼材表面に結露して形成される薄い水膜により腐食が進行する湿潤腐食環境である。本発明者らは、石炭や鉄鉱石などのばら積み貨物がS分を含有する場合に、特に鋼材の腐食が進行しやすいことに鑑み、ばら積み貨物のS分により鋼材の腐食が促進される原因について研究した。その結果、腐食の促進は石炭や鉄鉱石などのばら積み貨物に結露が発生した場合に、ばら積み貨物が含有するSと水分が反応して硫酸が生成され、その硫酸が鋼材の腐食を促進することと、それに加えて、S自体も腐食の電気化学反応に関与して鋼材の腐食を更に促進していることを突き止めた。即ち、ばら積み貨物が含有するSは結露水中の水素イオンと反応し、S+H++2e→HS−というカソード反応を引き起こし、硫酸による腐食を更に加速していることを発見した。 The inside of a bulk carrier or the like is a wet corrosive environment in which corrosion proceeds due to a thin water film formed by condensation on the surface of a steel material constituting the hold. In the case where bulk cargo such as coal or iron ore contains S content, the present inventors consider that the corrosion of the steel material is promoted by the S content of the bulk cargo especially in view of the fact that corrosion of the steel material is likely to proceed. Studied. As a result, the acceleration of corrosion is that when condensation occurs on bulk cargo such as coal and iron ore, S and moisture contained in bulk cargo react with each other to produce sulfuric acid, which promotes corrosion of steel materials. In addition to that, it was found that S itself is also involved in the electrochemical reaction of corrosion and further promotes corrosion of steel materials. That is, it was discovered that S contained in the bulk cargo reacts with hydrogen ions in the dew condensation water to cause a cathode reaction of S + H + + 2e → HS − , further accelerating corrosion by sulfuric acid.
このようなばら積み貨物由来のS分による腐食促進に対する鋼材の耐食性の発現について鋭意検討を行った結果、鋼材中の化学成分の含有量を適宜調整することによって鋼材の表面にSiの酸化物とCuの硫化物を主体とする複合腐食生成物皮膜を形成することができ、その複合腐食生成物皮膜により鋼材の腐食速度を大幅に抑制できることを見出した。 As a result of intensive studies on the development of corrosion resistance of steel against corrosion promotion due to S content derived from bulk cargo, Si oxide and Cu are formed on the surface of the steel by appropriately adjusting the content of chemical components in the steel. It has been found that a composite corrosion product film mainly composed of sulfides can be formed, and that the corrosion rate of the steel material can be greatly suppressed by the composite corrosion product film.
Siの酸化物とCuの硫化物による複合腐食生成物皮膜は、S分による腐食環境下において安定であり、Sと水分が反応して生成される硫酸とS自体の電気化学反応に対して鋼材を保護し、耐食性を発現すると考えられる。このような耐食性の発現は、ばら積貨物船の船倉内部のような薄い水膜により腐食が進行する湿潤腐食環境において特に有効であると考えられる。 The composite corrosion product film composed of an oxide of Si and a sulfide of Cu is stable in a corrosive environment due to S, and is a steel material against an electrochemical reaction between sulfuric acid produced by reaction of S and moisture and S itself. It is considered that the corrosion resistance is expressed. Such expression of corrosion resistance is considered to be particularly effective in a wet corrosive environment in which corrosion proceeds due to a thin water film such as the inside of a bulk carrier.
以上説明したように、本発明のばら積貨物船用耐食鋼材およびばら積貨物船の船倉は、鋼材の表面にSiの酸化物とCuの硫化物による複合腐食生成物皮膜を形成することで耐食性を発現させようというものであるが、単に鋼材にSiとCuを適量添加するのみではなく、それに加えて、P、S、Ni、Nの含有量を適切な含有量とし、更にCP1およびCP2を調整する必要がある。また、鋼材としての基本特性(機械的特性や溶接性)を確保するために、C、Mn、Alの含有量も適切に制御する必要がある。以下に、これら必須添加元素の成分範囲の限定理由について説明する。尚、単位は全て%と記載するが、質量%のことを示す。次の必須添加元素以外の説明においても同様に%は質量%を示す。 As explained above, the corrosion resistant steel material for bulk cargo ship and the bulk carrier of the bulk cargo ship according to the present invention has a corrosion resistance by forming a composite corrosion product film of Si oxide and Cu sulfide on the surface of the steel material. In addition to adding appropriate amounts of Si and Cu to the steel material, the P, S, Ni, and N contents are set to appropriate contents, and CP1 and CP2 are adjusted. There is a need to. Moreover, in order to ensure the basic characteristics (mechanical characteristics and weldability) as a steel material, it is necessary to appropriately control the contents of C, Mn, and Al. The reason for limiting the component ranges of these essential additive elements will be described below. All units are described as%, but indicate mass%. In the following explanations other than the essential additive elements,% indicates mass% in the same manner.
・C:0.04〜0.30%
Cは、鋼材の強度確保のために必要な基本的添加元素である。ばら積貨物船用の鋼材として必要な強度を得るためには、少なくとも0.04%以上は含有させる必要がある。しかし、Cを過剰に含有させると、耐食性が劣化することに加えて靱性も劣化する。このようなCの添加による悪影響を発生させないためには、Cの含有量は多くても0.30%に抑える必要がある。尚、Cの含有量の好ましい下限は0.045%であり、より好ましくは0.05%以上とするのが良い。また、Cの含有量の好ましい上限は0.29%であり、より好ましくは0.28%以下とするのが良い。
・ C: 0.04 to 0.30%
C is a basic additive element necessary for securing the strength of the steel material. In order to obtain the strength required as a steel material for bulk carriers, it is necessary to contain at least 0.04% or more. However, when C is excessively contained, toughness is deteriorated in addition to deterioration of corrosion resistance. In order not to cause such adverse effects due to the addition of C, the C content needs to be suppressed to 0.30% at most. In addition, the minimum with preferable content of C is 0.045%, It is good to set it as 0.05% or more more preferably. Moreover, the upper limit with preferable content of C is 0.29%, It is good to set it as 0.28% or less more preferably.
・Si:0.28〜0.60%
Siは、鋼材の表面に複合腐食生成物皮膜を形成するために必須の元素であり、ばら積貨物船の腐食環境において耐食性を確保するために必要である。また、脱酸と強度確保のためにも必要な元素でもある。このような作用を発現させるためには、少なくとも0.28%以上含有させる必要がある。しかし、Siを0.60%を超えて過剰に含有させると溶接性が劣化する。尚、Siの含有量の好ましい下限は0.29%であり、より好ましくは0.30%以上とするのが良い。また、Siの含有量の好ましい上限は0.58%であり、より好ましくは0.55%以下とするのが良い。
・ Si: 0.28-0.60%
Si is an essential element for forming a composite corrosion product film on the surface of a steel material, and is necessary for ensuring corrosion resistance in the corrosive environment of a bulk carrier. It is also an element necessary for deoxidation and securing strength. In order to express such an action, it is necessary to contain at least 0.28% or more. However, if Si is excessively contained exceeding 0.60%, the weldability is deteriorated. In addition, the minimum with preferable content of Si is 0.29%, More preferably, it is good to set it as 0.30% or more. Moreover, the upper limit with preferable content of Si is 0.58%, More preferably, it is good to set it as 0.55% or less.
・Mn:0.1〜2.0%
Mnは、脱酸および強度確保のために必要な元素であり、0.1%に満たないと構造部材としての最低強度を確保できない。しかし、2.0%を超えて過剰に含有させると靱性が劣化する。尚、Mnの含有量の好ましい下限は0.15%であり、より好ましくは0.20%以上とするのが良い。また、Mnの含有量の好ましい上限は1.9%であり、より好ましくは1.8%以下とするのが良い。
Mn: 0.1 to 2.0%
Mn is an element necessary for deoxidation and securing strength, and the minimum strength as a structural member cannot be secured unless it is less than 0.1%. However, if the content exceeds 2.0%, the toughness deteriorates. In addition, the minimum with preferable content of Mn is 0.15%, More preferably, it is good to set it as 0.20% or more. Moreover, the upper limit with preferable Mn content is 1.9%, More preferably, it is good to set it as 1.8% or less.
・P :0.010〜0.040%
Pは、ばら積貨物船の腐食環境において鋼材の表面に複合腐食生成物皮膜を形成させる元素であり、また、溶解した場合にインヒビターとして作用するリン酸塩を生成して耐食性を高める元素であり、本発明の鋼材において必要不可欠な添加元素である。このようなリン酸塩によるインヒビター効果は、特に薄い水膜形成による腐食が進行する湿潤環境において顕著に発現する。こうした作用を発現させるためには、Pは0.010%以上含有させる必要がある。しかし、Pを過剰に含有させると靱性や溶接性が劣化するので、その含有量は多くても0.040%とする。尚、Pの含有量の好ましい下限は0.011%であり、より好ましくは0.012%以上とするのが良い。また、Pの含有量の好ましい上限は0.038%であり、より好ましくは0.035%以下とするのが良い。
・ P: 0.010 to 0.040%
P is an element that forms a composite corrosion product film on the surface of a steel material in the corrosive environment of a bulk cargo ship, and an element that, when dissolved, produces a phosphate that acts as an inhibitor to enhance corrosion resistance. It is an indispensable additive element in the steel material of the present invention. Such an inhibitory effect due to phosphate is particularly pronounced in a humid environment where corrosion due to the formation of a thin water film proceeds. In order to express such an effect, it is necessary to contain 0.010% or more of P. However, if P is contained excessively, toughness and weldability deteriorate, so the content is at most 0.040%. In addition, the minimum with preferable content of P is 0.011%, More preferably, it is good to set it as 0.012% or more. Moreover, the upper limit with preferable P content is 0.038%, It is good to set it as 0.035% or less more preferably.
・S :0.003〜0.025%
Sは、ばら積貨物船の腐食環境において溶解した後に、同じく溶解したCuと共に鋼材表面にCuの硫化物を形成する元素であり、Siの酸化物と共に鋼材の表面に複合腐食生成物皮膜を形成することによって、鋼材の腐食反応を低減させる作用を発揮する。よって、鋼材の耐食性向上に必要な元素である。こうした作用を発現させるためには、Sは0.003%以上含有させる必要がある。但し、SもPと同様に、過剰に含有させると靱性や溶接性が劣化するので、許容される含有量は多くても0.025%とする。尚、Sの含有量の好ましい下限は0.004%であり、より好ましくは0.005%以上とするのが良い。また、Sの好ましい上限は0.024%であり、より好ましくは0.023%以下とするのが良い。
S: 0.003 to 0.025%
S is an element that forms Cu sulfide on the steel surface together with the dissolved Cu after dissolving in the corrosive environment of a bulk carrier, and forms a composite corrosion product film on the surface of the steel with Si oxide. By doing so, the effect of reducing the corrosion reaction of the steel material is exhibited. Therefore, it is an element necessary for improving the corrosion resistance of steel. In order to express such an action, it is necessary to contain 0.003% or more of S. However, as in the case of P, when S is excessively contained, toughness and weldability deteriorate, so the allowable content is 0.025% at most. In addition, the minimum with preferable content of S is 0.004%, It is good to set it as 0.005% or more more preferably. Moreover, the upper limit with preferable S is 0.024%, It is good to set it as 0.023% or less more preferably.
・Al:0.010〜0.10%
Alも前記したSi、Mnと同様に脱酸および強度確保のために必要な元素である。こうした作用を有効に発揮させるためには、0.010%以上含有させることが必要である。しかし、0.10%を超えて含有させると溶接性を害するため、Alの添加は0.10%までとする。尚、Alの含有量の好ましい下限は0.011%であり、より好ましくは0.012%以上とするのが良い。また、Alの含有量の好ましい上限は0.095%であり、より好ましくは0.090%以下とするのが良い。
・ Al: 0.010-0.10%
Al is also an element necessary for deoxidation and securing strength, like Si and Mn described above. In order to exhibit such an action effectively, it is necessary to contain 0.010% or more. However, if the content exceeds 0.10%, weldability is impaired, so the addition of Al is limited to 0.10%. In addition, the minimum with preferable content of Al is 0.011%, More preferably, it is good to set it as 0.012% or more. Moreover, the upper limit with preferable content of Al is 0.095%, More preferably, it is good to set it as 0.090% or less.
・Cu:0.10〜1.0%
Cuは、ばら積貨物船の腐食環境において溶解した後に、同じく溶解したSと共に鋼材表面に硫化物を形成する元素であり、Siの酸化物と共に鋼材の表面に複合腐食生成物皮膜を形成することによって、鋼材の腐食反応を低減させる作用を発揮する。よって、鋼材の耐食性向上に必要な元素である。こうした作用を発現させるためには、Cuは0.10%以上含有させることが必要である。しかし、過剰に含有させると鋼材の溶接性や熱間加工性が劣化することから、1.0%以下とする必要がある。Cuの含有量の好ましい下限は0.11%であり、より好ましい下限は0.12%である。また、Cuの含有量の好ましい上限は0.95%であり、より好ましい上限は0.90%である。
Cu: 0.10 to 1.0%
Cu is an element that forms a sulfide on the steel surface together with the dissolved S after dissolving in the corrosive environment of a bulk carrier, and forms a complex corrosion product film on the surface of the steel together with an oxide of Si. This exerts the effect of reducing the corrosion reaction of the steel material. Therefore, it is an element necessary for improving the corrosion resistance of steel. In order to express such an action, it is necessary to contain Cu by 0.10% or more. However, if it is contained excessively, the weldability and hot workability of the steel material deteriorate, so it is necessary to make it 1.0% or less. The minimum with preferable content of Cu is 0.11%, and a more preferable minimum is 0.12%. Moreover, the upper limit with preferable Cu content is 0.95%, and a more preferable upper limit is 0.90%.
・Ni:0.10%以下(0%を含まない)
Niは、鋼材の靭性を向上させる作用を発揮するが、耐食性確保に必要なSiの酸化物とCuの硫化物による複合腐食生成物皮膜の形成を妨げる作用も発現するため、鋼材の耐食性を劣化させてしまうという作用も有する。よって、Niの含有量は極力少ない方が良いが、このような悪影響は含有量が0.10%を超えると顕著となるため、上限を0.10%とした。Niの量の好ましい上限は0.09%であり、0.08%以下が更に好ましい。
Ni: 0.10% or less (excluding 0%)
Ni exerts the effect of improving the toughness of the steel material, but also exhibits the effect of hindering the formation of a composite corrosion product film by the Si oxide and Cu sulfide necessary for ensuring the corrosion resistance, thereby deteriorating the corrosion resistance of the steel material. It also has the effect of letting it go. Therefore, the Ni content should be as low as possible. However, such an adverse effect becomes significant when the content exceeds 0.10%, so the upper limit was made 0.10%. The upper limit with the preferable amount of Ni is 0.09%, and 0.08% or less is still more preferable.
・N:0.0030〜0.010%
Nは、耐食性の確保に必要なSiの酸化物とCuの硫化物による複合腐食生成物皮膜の形成を促進する作用があり、鋼材の耐食性の確保に必要な元素である。こうした作用を発現させるためには、Nは0.0030%以上含有させることが必要である。しかし、Nを過剰に含有させると、複合腐食生成物皮膜の形成を阻害するばかりでなく、固溶Nが増加し、鋼材の延性や靱性に悪影響を及ぼすため、上限を0.010%とする。尚、Nの含有量の好ましい下限は0.0033%であり、より好ましくは0.0035%以上である。またNの添加量の好ましい上限は0.09%であり、より好ましい上限は0.08%である。
・ N: 0.0030-0.010%
N has an action of promoting the formation of a composite corrosion product film made of an oxide of Si and a sulfide of Cu necessary for ensuring corrosion resistance, and is an element necessary for ensuring the corrosion resistance of a steel material. In order to develop such an effect, N needs to be contained in an amount of 0.0030% or more. However, if N is excessively contained, not only the formation of the composite corrosion product film is inhibited, but also the solid solution N increases, which adversely affects the ductility and toughness of the steel material, so the upper limit is made 0.010%. . In addition, the minimum with preferable content of N is 0.0033%, More preferably, it is 0.0035% or more. Moreover, the upper limit with preferable addition amount of N is 0.09%, and a more preferable upper limit is 0.08%.
・CP1=[Si]+2×[Cu]−5×[Ni]:0.10以上
[Si]+2×[Cu]−5×[Ni]から求められるCP1値は、本発明の耐食性発現に必要なSiの酸化物とCuの硫化物による複合腐食生成物皮膜の形成能力を表すパラメータである。本発明の鋼材はSi、Cu、およびNiの含有量を上述の範囲に調整することに加えて、更にCP1値を0.10以上にする必要がある。CP1値が0.10に満たない場合には複合腐食生成物皮膜の形成が不十分となり、耐食性が向上しない。CP1値は0.10以上であれば複合腐食生成物皮膜は形成されるため、本発明では特にCP1値の上限は規定しないが、Siの添加量およびCuの添加量が多すぎる場合には上述した溶接性や熱間加工性が劣化する。よって、CP1値は、Siの添加量およびCuの添加量の上限から定まる2.60以下とすることが好ましい。
CP1 = [Si] + 2 × [Cu] -5 × [Ni]: 0.10 or more The CP1 value obtained from [Si] + 2 × [Cu] -5 × [Ni] is necessary for the expression of corrosion resistance of the present invention. It is a parameter that represents the ability to form a composite corrosion product film with a simple Si oxide and Cu sulfide. In addition to adjusting the Si, Cu, and Ni contents to the above ranges, the steel material of the present invention needs to have a CP1 value of 0.10 or more. When the CP1 value is less than 0.10, formation of the composite corrosion product film becomes insufficient, and the corrosion resistance is not improved. If the CP1 value is 0.10 or more, a composite corrosion product film is formed. Therefore, the upper limit of the CP1 value is not particularly defined in the present invention. Weldability and hot workability deteriorated. Therefore, the CP1 value is preferably 2.60 or less determined from the upper limits of the addition amount of Si and the addition amount of Cu.
・CP2=([P]/4+[S])/[N]:0.80〜7.00
本発明の耐食性発現に必要なSiの酸化物とCuの硫化物による複合腐食生成物皮膜の形成には、P/4+SとNの添加量の比(質量比)も影響しており、([P]/4+[S])/[N]から求められるCP2値も複合腐食生成物皮膜の形成能力を表すパラメータである。CP2値が0.80に満たない場合には、(P/4+S)量に対するN量が過剰となり、複合腐食生成物皮膜が形成されない。一方、CP2値が7.00を超えると、(P/4+S)量に対するN量が不足し、この場合も複合腐食生成物皮膜が形成されない。よって、耐食性発現の観点からCP2値は0.80〜7.00に調整する必要がある。
CP2 = ([P] / 4 + [S]) / [N] : 0.80 to 7.00
The ratio (mass ratio) of the addition amount of P / 4 + S and N has an influence on the formation of the composite corrosion product film by the oxide of Si and the sulfide of Cu necessary for the development of the corrosion resistance of the present invention. The CP2 value obtained from P] / 4 + [S]) / [N] is also a parameter representing the ability to form a composite corrosion product film. When the CP2 value is less than 0.80, the amount of N relative to the amount of (P / 4 + S) becomes excessive, and a composite corrosion product film is not formed. On the other hand, if the CP2 value exceeds 7.00, the amount of N relative to the amount of (P / 4 + S) is insufficient, and in this case also, the composite corrosion product film is not formed. Therefore, it is necessary to adjust CP2 value to 0.80-7.00 from a viewpoint of corrosion resistance expression.
以上が、本発明の鋼材の必須添加元素の成分範囲の限定理由であり、残部は鉄および不可避的不純物である。不可避的不純物としては、O、H等を挙げることができ、これらの元素は鋼材の諸特性を害さない程度で含有していても構わない。但し、これら不可避的不純物の合計含有量は、0.1%以下、好ましくは0.09%以下に抑えることによって、本発明による耐食性発現効果を極大化することができる。 The above is the reason for limiting the component range of the essential additive elements of the steel material of the present invention, with the balance being iron and inevitable impurities. Inevitable impurities include O, H and the like, and these elements may be contained to the extent that they do not impair various properties of the steel material. However, by suppressing the total content of these inevitable impurities to 0.1% or less, preferably 0.09% or less, the corrosion resistance effect according to the present invention can be maximized.
また、本発明の鋼材には、以下に示す元素を含有すれば更に有効である。これら元素を含有させる場合の成分範囲の限定理由について次に説明する。 The steel material of the present invention is more effective if it contains the following elements. The reason for limiting the component range when these elements are contained will be described below.
・Cr:0.01〜0.3%
Crは、鋼材の表面に酸化物皮膜を形成して、複合腐食生成物皮膜による保護性を更に向上させて腐食反応を低減させる作用を発揮するため、耐食性向上に有効な元素である。このような作用を発揮させるためには、0.01%以上含有させることが好ましい。しかし、Crを過剰に含有させると、腐食先端のpH低下を招いてかえって耐食性を劣化させることに加えて、溶接性や熱間加工性が劣化することから、0.3%以下とすることが好ましい。Crを含有させるときのより好ましい下限は0.02%であり、0.03%以上とすることが更に好ましい。また、Crを含有させるときのより好ましい上限は0.28%であり、0.26%以下とすることが更に好ましい。
・ Cr: 0.01-0.3%
Cr forms an oxide film on the surface of the steel material, and further improves the protection by the composite corrosion product film and reduces the corrosion reaction. Therefore, Cr is an effective element for improving the corrosion resistance. In order to exert such an effect, it is preferable to contain 0.01% or more. However, if Cr is excessively contained, the corrosion resistance is deteriorated in addition to lowering the pH of the corrosion tip, and also weldability and hot workability are deteriorated. preferable. The more preferable lower limit when Cr is contained is 0.02%, and more preferably 0.03% or more. Moreover, a more preferable upper limit when Cr is contained is 0.28%, and more preferably 0.26% or less.
・Sn:0.005〜0.3%、Sb:0.005〜0.3%
SnおよびSbは、鋼材の表面に硫化物皮膜を形成して、複合腐食生成物皮膜による保護性を更に向上させて腐食反応を低減させる作用を発揮し、耐食性向上に有効な元素である。このような作用を発揮させるためには、夫々0.005%以上含有させることが好ましい。しかし、Sn、Sbを過剰に含有させると、靭性や溶接性が劣化することから、夫々0.3%以下とすることが好ましい。尚、Sn、Sbを含有させるときのより好ましい下限は夫々0.008%であり、夫々0.01%以上とすることが更に好ましい。また、Sn、Sbを含有させるときのより好ましい上限は夫々0.28%であり、夫々0.26%以下とすることが更に好ましい。
Sn: 0.005-0.3%, Sb: 0.005-0.3%
Sn and Sb are effective elements for improving corrosion resistance by forming a sulfide film on the surface of the steel material, further improving the protection by the composite corrosion product film and reducing the corrosion reaction. In order to exert such an effect, it is preferable to contain 0.005% or more of each. However, when Sn and Sb are contained excessively, toughness and weldability are deteriorated. In addition, the more preferable lower limit when Sn and Sb are contained is 0.008%, respectively, and more preferably 0.01% or more. Moreover, the more preferable upper limit when Sn and Sb are contained is 0.28% respectively, and it is still more preferable to set it as 0.26% or less respectively.
・Ca:0.0003〜0.005%
Caは耐食性向上に有効な元素である。Caは腐食先端のpH低下を緩和する作用を有しており、pH低下による腐食促進を抑制する効果を発揮して、耐食性を発現するのに有効である。こうした作用は、Caを0.0003%以上含有させることによって有効に発揮される。しかしながら、0.005%を超えて過剰に含有させると加工性と溶接性とを劣化させることになる。Caを含有させるときのより好ましい下限は0.0005%であり、0.0008%以上が更に好ましい。Caを含有させるときのより好ましい上限は0.0045%であり、0.004%以下が更に好ましい。
・ Ca: 0.0003 to 0.005%
Ca is an element effective for improving corrosion resistance. Ca has an action of mitigating the pH drop at the tip of corrosion and is effective in exhibiting the effect of suppressing the promotion of corrosion due to the pH drop and exhibiting corrosion resistance. Such an effect is effectively exhibited by containing Ca in a amount of 0.0003% or more. However, if over 0.005% is contained, workability and weldability are deteriorated. The more preferable lower limit when Ca is contained is 0.0005%, and more preferably 0.0008% or more. A more preferable upper limit when Ca is contained is 0.0045%, and 0.004% or less is still more preferable.
・Ti:0.001〜0.05%、V:0.001〜0.05%、Nb:0.001〜0.05%、B:0.0003〜0.005%
Ti、V、NbおよびBは、鋼材の強度向上に有効な元素である。Ti、V、Nbを含有させるときの含有量は、夫々0.001%以上とすることが好ましいが、過剰に含有させると鋼材の靭性が劣化することから、夫々0.05%以下とすることが好ましい。Ti、V、Nbを含有させるときのより好ましい下限は夫々0.002%であり、夫々0.003%以上とすることが更に好ましい。また、Ti、V、Nbを含有させるときのより好ましい上限は夫々0.045%であり、夫々0.04%以下とすることが更に好ましい。一方、Bを含有させるときの含有量は0.0003%以上とすることが好ましいが、過剰に含有させると鋼材の加工性と溶接性が劣化することから0.005%以下とすることが好ましい。Bを含有させるときのより好ましい下限は0.0004%であり、0.0005%以上とすることが更に好ましい。また、Bを含有させるときのより好ましい上限は0.0045%であり、0.004%以下とすることが更に好ましい。
Ti: 0.001-0.05%, V: 0.001-0.05%, Nb: 0.001-0.05%, B: 0.0003-0.005%
Ti, V, Nb and B are effective elements for improving the strength of the steel material. When Ti, V, and Nb are contained, the content is preferably 0.001% or more, respectively. However, if excessively contained, the toughness of the steel material deteriorates, so each content should be 0.05% or less. Is preferred. More preferable lower limits when Ti, V, and Nb are contained are each 0.002%, and more preferably 0.003% or more. Further, the more preferable upper limit when Ti, V, and Nb are contained is 0.045%, and more preferably 0.04% or less. On the other hand, the content when B is contained is preferably 0.0003% or more, but if it is contained excessively, the workability and weldability of the steel material deteriorate, so 0.005% or less is preferable. . The more preferable lower limit when B is contained is 0.0004%, and more preferably 0.0005% or more. Moreover, the more preferable upper limit when B is contained is 0.0045%, and further preferably 0.004% or less.
本発明のばら積貨物船用耐食鋼材は、その表面に塗装などによって被覆層を形成しなくとも優れた耐食性を発揮するものであるが、更にその表面にZnを含有する厚さ5μm以上の被覆層を形成することで、耐食性は更に向上する。Znはばら積み貨物由来のSと反応して、硫化亜鉛の沈殿被膜を鋼材の表面に生成し、鋼材の腐食進展を抑制する作用を有する。Znを含有する被覆層の厚さが十分でない場合には硫化亜鉛の沈殿被膜の厚さが薄くなり、十分な保護性が得られない。このような観点からZnを含有する被覆層の厚さは5μm以上とすることが好ましく、10μm以上が更に好ましい。しかしながら、Znを含有する被覆層の厚さが厚すぎる場合には鋼材の溶接性を劣化させるため、Znを含有する被覆層の厚さは50μm以下にすることが好ましい。Znを含有する被覆層としては、例えば、鋼材の一次防錆を目的として塗布するジンクプライマーを適用することができる。 The corrosion-resistant steel material for bulk carriers according to the present invention exhibits excellent corrosion resistance without forming a coating layer on its surface by coating or the like, but further has a coating layer having a thickness of 5 μm or more containing Zn on its surface. By forming, the corrosion resistance is further improved. Zn reacts with S derived from bulk cargo to generate a zinc sulfide precipitate film on the surface of the steel material, and has the effect of suppressing the corrosion progress of the steel material. In the case where the thickness of the coating layer containing Zn is not sufficient, the thickness of the zinc sulfide precipitate film becomes thin, and sufficient protective properties cannot be obtained. From such a viewpoint, the thickness of the coating layer containing Zn is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more. However, when the thickness of the coating layer containing Zn is too thick, the weldability of the steel material is deteriorated. Therefore, the thickness of the coating layer containing Zn is preferably 50 μm or less. As the coating layer containing Zn, for example, a zinc primer applied for the purpose of primary rust prevention of a steel material can be applied.
また、本発明のばら積貨物船用耐食鋼材の表面には、必要に応じて塗装を施すことも可能である。表面に塗装を施すことにより、疵や剥離など塗膜劣化による鋼材が露出した場合の鋼材の腐食進展を抑制することができ、ばら積貨物船の安全性向上を図ることができる。塗装に用いる塗料は特に限定されず、エポキシ樹脂系塗料、塩化ゴム系塗料、アクリル樹脂塗料、ウレタン樹脂塗料、フタル酸樹脂系塗料、フェノール樹脂系塗料、シリコン樹脂系塗料、フッ素樹脂系塗料等を挙げることができる。これらの塗料の中でも、鋼材或いは必要に応じて形成するZnを含有する被覆層との密着性等の観点から、エポキシ樹脂系塗料を用いることが推奨される。エポキシ樹脂系塗料としては、ビヒクル(展色剤)としてエポキシ樹脂を含むものであれば良く、例えば変性エポキシ樹脂塗料やタールエポキシ樹脂塗料等が挙げられる。 In addition, the surface of the corrosion-resistant steel material for bulk carriers according to the present invention can be coated as necessary. By coating the surface, it is possible to suppress the corrosion progress of the steel material when the steel material is exposed due to deterioration of the coating film such as wrinkles and peeling, and the safety of the bulk carrier can be improved. The paint used for painting is not particularly limited, and includes epoxy resin paint, chlorinated rubber paint, acrylic resin paint, urethane resin paint, phthalic acid resin paint, phenol resin paint, silicon resin paint, fluororesin paint, etc. Can be mentioned. Among these paints, it is recommended to use an epoxy resin-based paint from the viewpoint of adhesion to a steel material or a coating layer containing Zn formed as necessary. Any epoxy resin-based paint may be used as long as it contains an epoxy resin as a vehicle (color developing agent), and examples thereof include a modified epoxy resin paint and a tar epoxy resin paint.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含されるものである。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.
[供試材の作製]
表1に示す種々の成分組成の鋼材を電気炉により溶製し、40kgの鋼塊とした。得られた鋼塊を1150℃に加熱した後、熱間圧延を行って、板厚10mmの鋼素材とした。このとき、熱間圧延終了温度は650〜850℃の範囲、熱間圧延終了後から500℃までの冷却速度を0.1〜15℃/秒以下の範囲で適宜調整した。
[Production of test materials]
Steel materials having various component compositions shown in Table 1 were melted in an electric furnace to obtain a 40 kg steel ingot. The obtained steel ingot was heated to 1150 ° C. and then hot-rolled to obtain a steel material having a plate thickness of 10 mm. At this time, the hot rolling end temperature was appropriately adjusted in the range of 650 to 850 ° C., and the cooling rate from the end of hot rolling to 500 ° C. within the range of 0.1 to 15 ° C./second or less.
鋼素材より、鋼材自体の耐食性を評価するための図1に示す裸試験片aと、表面にZnを含有する被覆層1を形成した図2に示す表面処理試験片bを夫々作製した。
From the steel material, a bare test piece a shown in FIG. 1 for evaluating the corrosion resistance of the steel material itself and a surface treatment test piece b shown in FIG. 2 in which the
まず、鋼素材より50×30×5(mm)の大きさの供試片を切り出して、表面全体を湿式回転研磨機でSiC#600まで研磨し、更に水洗およびアセトン洗浄を施したものを裸試験片aとした。尚、腐食試験時に吊り下げるためにテストピースの端部には3mmφの吊り下げ孔2を形成した。
First, a specimen having a size of 50 × 30 × 5 (mm) was cut out from a steel material, the entire surface was polished to SiC # 600 with a wet rotary polishing machine, and further subjected to water washing and acetone washing was bare. It was set as the test piece a. Note that a
また、無機ジンクリッチプライマー層(Znを含有する被覆層1)を表面の略半分に形成した表面処理試験片bを作製した。まず、鋼素材より50×30×5(mm)の大きさの供試片を切り出して、表面の十点平均粗さ(Rz)が30〜40μmとなるようにサンドブラスト処理をその全面に施し、水洗およびアセトン洗浄をした。その後、無機ジンクリッチプライマーを試験片の表面略半分に塗布し、乾燥させたものを表面処理試験片bとした。無機ジンクリッチプライマー塗布前後の質量変化から求めたZnを含有する被覆層(表3にはZn層と記載)1の厚さは表3に示す通りである。尚、この表面処理試験片bでも、腐食試験時に吊り下げるためにテストピースの端部には3mmφの吊り下げ孔2を形成した。この表面処理試験片bを、Znを含有する被覆層1が一部剥離した状態での耐食性評価に用いた。
Moreover, the surface treatment test piece b which formed the inorganic zinc rich primer layer (the
[腐食試験方法]
Sを含有する石炭や鉄鉱石などのばら積み貨物を積載するばら積貨物船を模擬した腐食試験として、硫酸と硫黄(S)との混合溶液(試験溶液)を用いた浸漬腐食試験を実施した。詳しくは、pHを2.0に調整した硫酸水溶液1Lに対して、粉末状のS試薬10gを懸濁させたものを試験溶液とした。この際の試験溶液の温度は30℃とし、浸漬期間を72時間とした。腐食試験には、表1に示すNo.1〜33の試験片を夫々3枚ずつ準備して用いた。試験では試験前後の試験片の質量変化を測定し、各試験片の腐食速度を求めた。尚、試験後の試験片の質量は、30℃の10質量%クエン酸水素アンモニウム水溶液中での陰極電解により表面の腐食生成物を除去し、更に水洗およびアセトン洗浄をし、乾燥させた後に測定した。
[Corrosion test method]
An immersion corrosion test using a mixed solution (test solution) of sulfuric acid and sulfur (S) was carried out as a corrosion test simulating a bulk cargo ship carrying bulk cargo such as coal containing S or iron ore. Specifically, a test solution was prepared by suspending 10 g of powdered S reagent in 1 L of sulfuric acid aqueous solution whose pH was adjusted to 2.0. The temperature of the test solution at this time was 30 ° C., and the immersion period was 72 hours. For the corrosion test, No. 1 shown in Table 1 was used. Three to one
[試験結果]
裸試験片aを用いた腐食試験による試験結果を表2に示す。尚、腐食速度はNo.1の鋼材(通常用いられている鋼材)の腐食速度を100としたときの相対値で示している。また、総合評価は、腐食速度が60以下のものを「○」、腐食速度が50以下のものを「○○」、腐食速度が40以下のものを「○○○」、で示し、これら総合評価が「○」「○○」「○○○」の裸試験片aは、腐食性環境下においても優れた長期耐食性を示すばら積貨物船用耐食鋼材として用いることができるものと評価した。
[Test results]
Table 2 shows the results of the corrosion test using the bare specimen a. The corrosion rate is No. It is shown as a relative value when the corrosion rate of No. 1 steel (usually used steel) is 100. In addition, the overall evaluation is indicated by “◯” when the corrosion rate is 60 or less, “OO” when the corrosion rate is 50 or less, and “XX” when the corrosion rate is 40 or less. The bare specimens “a”, “XX”, and “XXX” were evaluated as being capable of being used as a corrosion-resistant steel material for bulk cargo ships exhibiting excellent long-term corrosion resistance even in a corrosive environment.
No.2〜No.7の鋼材は、順に、Si、P、S、Cu、Ni、Nの含有量が、夫々本発明で規定する化学成分組成の範囲を満足しないため、腐食速度が通常用いられている鋼材(No.1)と同レベルであり、腐食性環境下における耐食性の向上は認められなかった。また、No.8〜No.10の鋼材は、CP1またはCP2が、夫々本発明で規定する範囲を満足しないため、No.2〜No.7の鋼材と同様に、腐食速度が通常用いられている鋼材(No.1)と同レベルであり、腐食性環境下における耐食性の向上は認められなかった。 No. 2-No. In the steel material No. 7, in order, the contents of Si, P, S, Cu, Ni, and N do not satisfy the ranges of the chemical composition defined in the present invention, respectively. .1) and no improvement in corrosion resistance was observed in corrosive environments. No. 8-No. Since the steel material No. 10 does not satisfy the ranges defined in the present invention, CP1 or CP2 is No. 10, respectively. 2-No. Similarly to the steel material of No. 7, the corrosion rate is the same level as that of the steel material (No. 1) that is normally used, and no improvement in corrosion resistance was observed in a corrosive environment.
これに対し、本発明で規定する要件を満足するNo.11〜No.37の鋼材は、いずれも腐食速度が60以下であり、優れた耐食性が発揮される結果となっている。これら耐食性は、C、Si、Mn、P、S、Al、Cu、NiおよびNの含有量と、CP1およびCP2の値を適正に制御することによって得ることができる、Siの酸化物とCuの硫化物とを主体とする複合腐食生成物皮膜の防食作用によって発現される。 On the other hand, No. 1 satisfying the requirements defined in the present invention. 11-No. All of the steel materials No. 37 have a corrosion rate of 60 or less, resulting in excellent corrosion resistance. These corrosion resistances can be obtained by appropriately controlling the contents of C, Si, Mn, P, S, Al, Cu, Ni, and N, and the values of CP1 and CP2. It is expressed by the anticorrosive action of the composite corrosion product film mainly composed of sulfide.
次に、Znを含有する被覆層1を表面の略半分に形成した表面処理試験片bを用いた腐食試験による試験結果を表3に示す。これはZnを含有する被覆層1が一部剥離した状態を擬似した腐食試験である。尚、腐食速度は無機ジンクリッチプライマー層(Znを含有する被覆層1)を形成した略半分の面の腐食速度を示しており、表2に示す試験結果と同じく、表2におけるNo.1の鋼材の腐食速度を100としたときの相対値で示している。
Next, Table 3 shows the test results of the corrosion test using the surface-treated test piece b in which the
No.Aは通常用いられている鋼材(No.1)の表面の略半分に無機ジンクリッチプライマー層(Znを含有する被覆層1)を形成したものであるが、その腐食速度はZnを含有する無機ジンクリッチプライマー層が形成されていないものと殆ど同じであり、無機ジンクリッチプライマー層が早期に溶出し、Z無機ジンクリッチプライマー層による防食効果が認められなかった。また、No.B、No.E、No.Gは、夫々鋼材No.13、No.16、No.17の表面の略半分に無機ジンクリッチプライマー層(Znを含有する被覆層1)を形成したものであるが、被覆層1の厚さが5μm未満であるため、それらの腐食速度は無機ジンクリッチプライマー層が形成されていないものと殆ど同じレベルであった。
No. A is an inorganic zinc rich primer layer (Zn-containing coating layer 1) formed on substantially half of the surface of a steel material (No. 1) that is usually used, and its corrosion rate is inorganic containing Zn. It was almost the same as that in which the zinc rich primer layer was not formed, the inorganic zinc rich primer layer eluted early, and the anticorrosive effect by the Z inorganic zinc rich primer layer was not recognized. No. B, No. E, No. G is the steel material No. 13, no. 16, no. An inorganic zinc rich primer layer (Zn-containing coating layer 1) is formed on almost half of the surface of 17 but the thickness of the
これに対し、厚さを5μm以上の無機ジンクリッチプライマー層(Znを含有する被覆層1)を形成させたものは、無機ジンクリッチプライマー層が形成されていないものと比較すると10%以上腐食速度が抑制されており、無機ジンクリッチプライマー層を形成したことによる防食性の向上が認められた。 On the other hand, when the inorganic zinc rich primer layer (Zn-containing coating layer 1) having a thickness of 5 μm or more is formed, the corrosion rate is 10% or more compared to the case where the inorganic zinc rich primer layer is not formed. The corrosion resistance was improved by forming the inorganic zinc rich primer layer.
以上のように、本発明の鋼材およびZnを含有する被覆層1による表面処理は、硫酸と硫黄の双方による腐食環境において耐食性が優れたものとなり、Sを含有するばら積貨物を積載するばら積貨物船の構造部材として極めて有用に用いることができる。
As described above, the surface treatment with the steel material and Zn-containing
1…Znを含有する被覆層
2…吊り下げ孔
a…裸試験片
b…表面処理試験片
DESCRIPTION OF
Claims (6)
下記(1)式で規定されるCP1が0.10以上であると共に、
下記(2)式で規定されるCP2が0.80〜7.00であり、
硫黄分を含む貨物に起因する腐食性環境下での耐腐食性に優れることを特徴とするばら積貨物船用耐食鋼材。
CP1=[Si]+2×[Cu]−5×[Ni]・・・(1)式
CP2=([P]/4+[S])/[N]・・・(2)式
但し、上式で[ ]は各元素の含有量(質量%)である。 In mass%, C: 0.04 to 0.30%, Si: 0.28 to 0.60%, Mn: 0.1 to 2.0%, P: 0.010 to 0.040%, S: 0.003 to 0.025%, Al: 0.010 to 0.10%, Cu: 0.10 to 1.0%, Ni: 0.10% or less (excluding 0%), N: 0.0. Containing 0030-0.010%, the balance consisting of Fe and inevitable impurities,
CP1 defined by the following formula (1) is 0.10 or more,
CP2 defined by the following formula (2) is 0.80 to 7.00,
Corrosion-resistant steel for bulk carriers, which has excellent corrosion resistance in corrosive environments caused by cargo containing sulfur.
CP1 = [Si] + 2 × [Cu] −5 × [Ni] (1) Formula CP2 = ([P] / 4 + [S]) / [N] (2) where the above formula [] Is the content (% by mass) of each element.
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