JP5942532B2 - Steel material with excellent corrosion resistance - Google Patents

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Description

本発明は、塩化物を含む腐食環境下で用いられる耐食性に優れた鋼材に関する。   The present invention relates to a steel material having excellent corrosion resistance used in a corrosive environment containing chloride.

鋼材の腐食を加速する因子として、塩化物の影響が極めて大きいことが良く知られている。特に海岸地域にある橋梁等の構造物、港湾施設に使用される鋼矢板や鋼管杭等、船舶外板やバラストタンク、海洋構造物、洋上風力発電設備などにおいては直接海水の飛沫を受け、さらに乾湿繰り返し環境にさらされるため、きわめて腐食が大きい。また、海水中においても乾湿繰り返し環境ほどではないが腐食が大きく長期の使用に際しては問題となることがある。海浜地域においては海水の飛沫は無いものの、海塩粒子の飛来により腐食が促進される。また、内陸部においても冬季には路面凍結を防ぐために塩化物を含む凍結防止剤を散布することがなされているなど、塩化物による腐食はいたるところで問題となっている。さらには、直接海水環境には曝されないが海水による洗浄等がおこなわれる鉱石運搬船や原油タンカーのタンクなども洗浄後に残留する塩化物による腐食が問題となる。また、原油タンカー内においては高濃度塩化物溶液であるドレン水が存在する厳しい腐食環境となっている。その他、オイルサンドの掘削・輸送設備においても塩化物による腐食が問題となる。   It is well known that the influence of chloride is extremely large as a factor that accelerates corrosion of steel materials. In particular, structures such as bridges in coastal areas, steel sheet piles and steel pipe piles used in harbor facilities, ship skins and ballast tanks, offshore structures, offshore wind power generation facilities, etc. are directly subject to seawater splashes. Corrosion is extremely high due to repeated exposure to wet and dry environments. Further, even in seawater, although it is not as dry and wet as the environment, it is highly corroded and may cause problems in long-term use. Although there is no splash of seawater in the beach area, corrosion is accelerated by the arrival of sea salt particles. In addition, in the inland area, corrosion by chloride is a problem everywhere, such as spraying an antifreeze containing chloride to prevent road surface freezing in winter. Furthermore, ore carriers and crude oil tanker tanks that are not directly exposed to the seawater environment but are washed with seawater are subject to corrosion by chloride remaining after washing. In addition, the crude oil tanker has a severe corrosive environment in which drain water, which is a high concentration chloride solution, is present. In addition, corrosion due to chloride is a problem in oil sand drilling and transportation facilities.

このような事情より、特に塩化物による腐食が問題となる環境では鋼材を塗装して用いられているが、塗膜の劣化により、また鋼材エッジなどの塗膜厚の薄い部分から腐食が発生・進行するため、構造物を長期使用する際にはメンテナンス(再塗装)が必須である。その場合、構造物によっては足場を設置する必要があることなどからメンテナンス費が莫大なものとなること、また塗装により人体に有害とされているVOC(揮発性有機化合物)が大量に発生することなどが問題となる。こうしたことから、塗装をしなくても耐食性の良い鋼材、または再塗装の間隔を延長可能な鋼材の開発が従来から強く望まれてきた。   Under these circumstances, steel materials are used in an environment where corrosion due to chloride is a problem. Corrosion occurs due to deterioration of the coating film and from thin parts such as steel edges. Because of the progress, maintenance (repainting) is essential when the structure is used for a long time. In that case, depending on the structure, it may be necessary to install a scaffold, etc., and maintenance costs become enormous, and a large amount of VOC (volatile organic compounds) that are harmful to the human body due to painting. Etc. becomes a problem. For these reasons, it has been strongly desired to develop a steel material having good corrosion resistance without being painted, or a steel material capable of extending the repainting interval.

このような塩化物環境下で耐食性に優れた鋼材としては、特許文献1に示されるCrの含有量を増加させた鋼材、特許文献2に示されるNi含有量を増加させた鋼材等が提案されている。   As steel materials excellent in corrosion resistance in such a chloride environment, steel materials with an increased Cr content as shown in Patent Document 1, steel materials with an increased Ni content as shown in Patent Document 2, and the like have been proposed. ing.

CrやNiを増加させずに耐食性に優れる鋼としては、例えば、特許文献3に、P, Ni, Moを必須元素とし、Sbおよび/またはSnを添加した鋼材が開示され、そして、特許文献4には、P, Cu, Ni, Sbを必須添加した鋼材が開示されている。   As steel having excellent corrosion resistance without increasing Cr and Ni, for example, Patent Document 3 discloses a steel material containing P, Ni, and Mo as essential elements and added with Sb and / or Sn, and Patent Document 4 Discloses a steel material to which P, Cu, Ni, and Sb are essentially added.

さらに、特許文献5には、Cuを必須元素とし、Sbおよび/またはSnを添加した鋼材が開示されている。   Further, Patent Document 5 discloses a steel material in which Cu is an essential element and Sb and / or Sn is added.

特開平9-176790号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-1779090 特開平5-51668号公報JP-A-5-51668 特開平10-251797号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-251797 特開2002-53929号公報JP 2002-53929 A 特開平9-25536号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-25536

しかし、Crは一般に鋼材の耐食性に寄与する元素であるが、特許文献1に示されるCrの含有量を増加させた鋼材では、非常に厳しい塩化物環境においては鋼材にCrを一定量含有させても耐食性が不十分になり、鋼材が長期間の使用に耐えられない場合がある。鋼材中のNi含有量を増加させた場合にも耐食性の改善効果を期待できるが、特許文献2に示されるNi含有量を増加させた鋼材では、非常に厳しい塩化物環境下では十分な耐食性を持たず、また鋼材のコストが高くなるという問題がある。   However, Cr is an element that generally contributes to the corrosion resistance of steel materials. However, in steel materials with an increased Cr content as described in Patent Document 1, a certain amount of Cr is contained in steel materials in extremely severe chloride environments. However, the corrosion resistance becomes insufficient, and the steel material may not withstand long-term use. Although the effect of improving corrosion resistance can be expected even when the Ni content in the steel is increased, the steel with an increased Ni content shown in Patent Document 2 has sufficient corrosion resistance in a very severe chloride environment. There is a problem that the cost of the steel material becomes high.

そして、特許文献3に開示された、P, Ni, Moを必須元素とし、Sbおよび/またはSnを添加した溶接構造物用鋼材は、溶接性を阻害する0.03%以上のPを含有することから、その溶接性には不安が残る。一方、特許文献4に開示された、P, Cu, Ni, Sbを必須添加した鋼材は、飛来塩分量0.8mddの環境において耐候性が良好であるとしているにすぎず、それを超えるような厳しい塩分飛来環境下においては耐候性が十分でないという問題がある。   And the steel material for welded structures disclosed in Patent Document 3 with P, Ni, and Mo as essential elements and with the addition of Sb and / or Sn contains 0.03% or more of P that inhibits weldability. The weldability remains uneasy. On the other hand, the steel material disclosed in Patent Document 4, to which P, Cu, Ni, and Sb are essentially added, is only said to have good weather resistance in an environment with an incoming salt content of 0.8 mdd, and is severe enough to exceed that. There is a problem that the weather resistance is not sufficient in an environment where salt is present.

さらに、特許文献5に開示された、Cuを必須元素とし、Sbおよび/またはSnを添加した鋼材は、重油などを燃焼させたときに排出される燃焼排ガスに対する耐食性を有する鋼材であって、本願発明にかかる塩化物環境下とは大きく異なる環境下で使用する鋼材である。したがって、必ずしもこのような鋼材をそのまま本願発明の塩化物環境下で適用することはできない。   Furthermore, the steel material disclosed in Patent Document 5, containing Cu as an essential element and added with Sb and / or Sn, is a steel material having corrosion resistance against combustion exhaust gas discharged when burning heavy oil, etc. This steel material is used in an environment greatly different from the chloride environment according to the invention. Therefore, such a steel material cannot always be applied as it is in the chloride environment of the present invention.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたもので、その目的は、海水などの塩化物による腐食に対する抵抗性に優れる耐食性鋼材を提供することである。   This invention is made | formed in view of the said present condition, The objective is to provide the corrosion-resistant steel materials which are excellent in the resistance with respect to corrosion by chlorides, such as seawater.

本発明者らは、上記の課題を解決するために、塩化物による腐食促進機構について詳細に検討した結果、塩化物の多い環境においてはFe3+の加水分解により腐食界面のpHが低下し、そのため腐食が促進されることを見出した。従来の鋼材については塩化物が非常に多い環境においては錆層の保護性は期待できなかったが、特定の元素を含有させた鋼材については、非常に保護性の高い錆層が形成されるために腐食界面のpH低下の原因となる鉄イオンの溶出を著しく抑制し、結果としてpHの低下を抑制する作用を有することが判明した。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have studied in detail the corrosion promotion mechanism by chlorides. As a result, in an environment rich in chlorides, the pH of the corrosion interface decreases due to hydrolysis of Fe 3+ . Therefore, it discovered that corrosion was accelerated | stimulated. With conventional steel materials, the protection of the rust layer could not be expected in an environment where there are very many chlorides. However, the steel material containing a specific element forms a very highly protective rust layer. In particular, it was found that the elution of iron ions, which causes a decrease in pH at the corrosion interface, was remarkably suppressed, and as a result, it had the effect of suppressing the decrease in pH.

本発明者等は、上記の考え方をもとに、種々の合金元素の耐候性への影響について検討した結果、下記の(a)〜(i)に示す知見を得た。   As a result of examining the influence of various alloy elements on the weather resistance based on the above-mentioned concept, the present inventors have obtained the knowledge shown in the following (a) to (i).

(a) ある濃度以上のAlを含有させることにより、厳しい塩化物環境においても保護性の高い錆層が形成されることにより著しく耐食性が向上する。   (a) By containing Al at a certain concentration or more, corrosion resistance is remarkably improved by forming a highly protective rust layer even in a severe chloride environment.

(b) Al含有鋼にSnを複合して含有させると、Alを単独で含有させた場合に比べ極めて保護性の高い錆層が形成され、厳しい腐食環境においても従来の材料とは異なり時間とともに腐食速度が低減する。   (b) When Sn is compounded into Al-containing steel, a very protective rust layer is formed compared to the case where Al is contained alone. Corrosion rate is reduced.

(c) これは、Snが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Fe3+の加水分解によるpH低下を抑制するためであり、さらに、Snには溶解後イオンとしてアノード溶解を大幅に抑制する作用があることから、微量で耐食性を大幅に向上させることができる。
(c) This is because Sn dissolves as Sn 2+ and 2Fe 3+ + Sn 2+
→ 2Fe 2+ and for suppressing the pH drop due to hydrolysis of Fe 3+ at + Sn by 4+ consisting reaction to reduce the concentration of Fe 3+, further significantly anodic dissolution as the dissolution after ion to Sn Therefore, the corrosion resistance can be greatly improved in a small amount.

(d) その際、鋼材表面に生成する錆層には、α−FeOOHとβ−FeOOHが含まれる。そして、保護性の高い錆層が形成されるためには、α−FeOOHのβ−FeOOHに対する比(α/β比)を0.5以上とするのが好ましい。   (d) At that time, α-FeOOH and β-FeOOH are contained in the rust layer formed on the steel surface. In order to form a highly protective rust layer, the ratio of α-FeOOH to β-FeOOH (α / β ratio) is preferably 0.5 or more.

(e) なお、Snは鋼材中に固溶状態で存在している場合、Sn2+として溶解しやすい。鋼材中の固溶Snが多ければ、Fe3+の加水分解によるpH低下をより抑制することができるとともに、アノード溶解反応もより抑制することができる (e) In addition, when Sn exists in the steel material in a solid solution state, it is easily dissolved as Sn 2+ . If there are many solid solution Sn in steel materials, while being able to suppress pH fall by hydrolysis of Fe3 + more, the anodic dissolution reaction can also be suppressed more.

(f) さらにCrを添加することにより、中性環境での耐食性改善効果により腐食界面におけるpH低下を抑制し、耐食性が向上する。   (f) Addition of Cr suppresses a decrease in pH at the corrosion interface due to the effect of improving corrosion resistance in a neutral environment, and improves corrosion resistance.

(g) Snと同様に鋼のアノード溶解反応を抑制するにはCu,
Ni, Mo, W, Sbが有効である。
(g) Like Sn, Cu,
Ni, Mo, W, and Sb are effective.

(h) また、Ti, Zrを含有させると腐食の起点となる介在物を低減することにより耐食性が向上する。   (h) Further, when Ti and Zr are contained, the corrosion resistance is improved by reducing the inclusions that are the starting point of corrosion.

(i) Ca, Mgは腐食界面のpHを上昇させて腐食環境をマイルドにする作用を有する。   (i) Ca and Mg increase the pH of the corrosion interface and make the corrosive environment mild.

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)〜(7)に示す耐食性に優れた鋼材である。 The present invention has been completed based on the above findings, and the gist thereof is a steel material having excellent corrosion resistance as shown in the following (1) to (7) .

(1) 質量%で、C:0.01-0.25%、Si:0.01-1.0%、Mn:0.05-3.0%、P:0.05%以下、S:0.01%以下、Al:0.15-10.0%、Sn:0.03-0.5%を含有し、残部Feおよび不純物からなり、かつ、Sn中の固溶Snの割合が95%以上である鋼材であって、その表面がAlおよびSnとともにα−FeOOHを含有する保護性錆層で覆われており、かつ保護性錆層中のα−FeOOHのβ−FeOOHに対する比が0.5以上であることを特徴とする、耐食性に優れた鋼材。 (1) By mass%, C: 0.01-0.25%, Si: 0.01-1.0%, Mn: 0.05-3.0%, P: 0.05% or less, S: 0.01% or less, Al: 0.15 -10.0%, Sn: 0.03 -0.5% steel, the balance is Fe and impurities, and the ratio of the solid solution Sn in Sn is 95% or more, and its surface contains α-FeOOH together with Al and Sn A steel material excellent in corrosion resistance, characterized by being covered with a rust layer and having a ratio of α-FeOOH to β-FeOOH in the protective rust layer of 0.5 or more.

(2) さらに、質量%で、Cr:7.0%以下、Cu:1.0%以下、Ni:1.0%以下、Mo:1.0%以下、W:1.0%以下、Sb:0.2%以下の1種または2種以上を含有することを特徴とする、上記(1)に記載の耐食性に優れた鋼材。 (2) Further, by mass%, Cr: 7.0% or less, Cu: 1.0% or less, Ni: 1.0% or less, Mo: 1.0% or less, W: 1.0% or less, Sb: 0.2% or less The steel material having excellent corrosion resistance according to the above (1) , characterized by containing the above .

(3) さらに、質量%で、Ti:0.2%以下、Zr:0.2%以下の1種または2種を含有することを特徴とする、上記(1)または(2)に記載の耐食性に優れた鋼材。 (3) In addition, it has excellent corrosion resistance as described in (1) or (2) above , characterized by containing one or two kinds of Ti: 0.2% or less and Zr: 0.2% or less in mass%. Steel material.

(4) さらに、質量%で、Ca:0.01%以下、Mg:0.01%以下の1種または2種を含有することを特徴とする、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の耐食性に優れた鋼材。 (4) The corrosion resistance according to any one of (1) to (3) above , further comprising one or two of Ca: 0.01% or less and Mg: 0.01% or less by mass%. Excellent steel material.

(5) さらに、質量%で、Nb:0.1%以下、V:0.5%以下、B:0.01%以下の1種または2種以上を含有することを特徴とする、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の耐食性に優れた鋼材。 (5) The above (1) to (4) , characterized by further containing one or more of Nb: 0.1% or less, V: 0.5% or less, and B: 0.01% or less by mass% The steel material excellent in corrosion resistance as described in any of the above.

(6) さらに、質量%で、REM:0.01%以下を含有することを特徴とする、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の耐食性に優れた鋼材。 (6) The steel material having excellent corrosion resistance according to any one of the above (1) to (5) , further comprising REM: 0.01% or less by mass%.

(7) 鋼材表面の少なくとも一部に防食皮膜が被覆されていることを特徴とする、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の耐食性に優れた鋼材。 (7) The steel material having excellent corrosion resistance according to any one of the above (1) to (6), wherein at least a part of the surface of the steel material is coated with an anticorrosion film .

本発明によれば、塩化物を含む環境における耐食性に優れる耐食性鋼材を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the corrosion-resistant steel materials excellent in the corrosion resistance in the environment containing a chloride can be provided.

本発明が適用される鋼材は特に制限されていないが、好ましくは構造用鋼材、特に海洋構造物や港湾施設、船舶、建築・土木構造物、自動車、鉄道などにおいての構造材料として用いられる鋼材である。   The steel material to which the present invention is applied is not particularly limited, but is preferably a structural steel material, particularly a steel material used as a structural material in marine structures, port facilities, ships, construction / civil engineering structures, automobiles, railways, and the like. is there.

鋼材の形態については特に制限されず、板や棒、形鋼、管、鋳造品などを含む任意の形態でよく、ラインパイプや配管等で使用する鋼管の他、鋼管杭、鋼矢板、鉄筋などの種々の形状の鋼材にも適用できる。   The form of the steel material is not particularly limited, and may be any form including a plate, a bar, a shaped steel, a pipe, a cast product, etc. In addition to a steel pipe used for a line pipe or a pipe, a steel pipe pile, a steel sheet pile, a reinforcing bar, etc. It can also be applied to steel materials of various shapes.

以下、本発明について詳しく説明する。なお、各元素の含有量の「%」表示は「質量%」を意味する。   The present invention will be described in detail below. The “%” display of the content of each element means “mass%”.

(A) 鋼材の化学組成について
本発明において、鋼材の化学組成を規定する理由は次のとおりである。
(A) About the chemical composition of steel materials In this invention, the reason for prescribing | regulating the chemical composition of steel materials is as follows.

C: 0.01〜0.25%
Cは、材料としての強度を確保するために必要な元素であり、0.01%以上の含有量が必要である。しかし、0.25%を超えて含有させると溶接性が著しく低下する。また、C含有量の増大とともに、pHが低下する環境でカソードとなって腐食を促進するセメンタイトの生成量が増大するため、耐食性が低下する。このため上限を0.25%とした。Cの下限値は0.02%が好ましく、0.03%がより好ましい。Cの上限値は0.18%が好ましく、0.16%がより好ましい。
C: 0.01-0.25%
C is an element necessary for ensuring strength as a material, and a content of 0.01% or more is necessary. However, if the content exceeds 0.25%, the weldability is significantly reduced. In addition, as the C content increases, the amount of cementite that acts as a cathode and promotes corrosion in an environment where the pH is reduced increases, so the corrosion resistance decreases. For this reason, the upper limit was made 0.25%. The lower limit value of C is preferably 0.02%, and more preferably 0.03%. The upper limit value of C is preferably 0.18%, and more preferably 0.16%.

Si: 0.01〜1.0%
Siは脱酸に必要な元素であり、十分な脱酸効果を得るためには0.01%以上含有させる必要がある。しかし、1.0%を超えて含有させると母材および溶接継手部の靱性が損なわれる。このため、Siの含有量を0.01〜1.0%とした。Siの下限値は0.03%が好ましく、0.05%がより好ましい。Siの上限値は0.8%が好ましく、0.6%がより好ましい。
Si: 0.01-1.0%
Si is an element necessary for deoxidation, and in order to obtain a sufficient deoxidation effect, it is necessary to contain 0.01% or more. However, if the content exceeds 1.0%, the toughness of the base material and the welded joint is impaired. Therefore, the Si content is set to 0.01 to 1.0%. The lower limit of Si is preferably 0.03%, more preferably 0.05%. The upper limit of Si is preferably 0.8%, and more preferably 0.6%.

Mn: 0.05〜3.0%
Mnは低コストで鋼の強度を高める作用を有する元素であり、この効果を得るためには0.05%以上の含有量が必要である。しかし、3.0%を超えて含有させると溶接性が劣化するとともに継手靭性も劣化する。このため、Mnの含有量を0.05〜3.0%とした。Mnの下限値は0.2%が好ましく、0.4%がより好ましい。Mnの上限値は2.5%が好ましく、2.0%がより好ましい。
Mn: 0.05-3.0%
Mn is an element having an effect of increasing the strength of steel at a low cost, and a content of 0.05% or more is necessary to obtain this effect. However, if the content exceeds 3.0%, the weldability deteriorates and the joint toughness also deteriorates. Therefore, the Mn content is set to 0.05 to 3.0%. The lower limit value of Mn is preferably 0.2%, more preferably 0.4%. The upper limit value of Mn is preferably 2.5%, more preferably 2.0%.

P: 0.05%以下
Pは鋼材中に不可避的不純物として存在する。Pは耐酸性を低下させる元素であり、腐食界面のpHが低下する塩化物腐食環境においては耐食性を低下させる。さらには溶接性および溶接熱影響部の靭性を低下させることから、含有量は少なければ少ないほどよい。このため、Pの含有量は0.05%以下に制限する。0.04%以下とすることが好ましく、0.03%未満とすることがより好ましい。
P: 0.05% or less
P exists as an inevitable impurity in steel. P is an element that lowers the acid resistance, and lowers the corrosion resistance in a chloride corrosive environment where the pH of the corrosion interface is lowered. Further, since the weldability and the toughness of the heat affected zone are lowered, the smaller the content, the better. For this reason, the P content is limited to 0.05% or less. It is preferably 0.04% or less, and more preferably less than 0.03%.

S: 0.01%以下
Sは鋼中に不純物として不可避的に存在する。Sは鋼中に腐食の起点となるMnSを形成し、その含有量が0.01%を超えると、耐食性の低下が顕著になる。このため、Sの含有量は0.01%以下に制限する。0.008%以下とすることが好ましく、0.006%以下とすることがより好ましい。
S: 0.01% or less
S is unavoidably present as an impurity in the steel. S forms MnS as a starting point of corrosion in the steel, and when its content exceeds 0.01%, the corrosion resistance decreases significantly. For this reason, the S content is limited to 0.01% or less. It is preferably 0.008% or less, and more preferably 0.006% or less.

Al: 0.03%を超えて10.0%以下
Alは本発明において最も重要な元素であり、0.03%を超えて含有することにより塩化物環境において保護性錆層(α−FeOOH)が形成される。錆層の形成に際して一定の量のAlが保護性錆層に取り込まれる。その形態の詳細は不明であるが、FeがAlに置換された形で保護性錆層(α-(Fe,Al)OOH)が形成されると推測される。この結果、耐食性が著しく向上する。一方で、10.0%を超えて含有させても効果が飽和する。したがって、Alの含有量は0.03%を超えて10.0%以下とする。Alの下限値は0.1%が好ましく、0.5%がより好ましい。Alの上限値は9.0%が好ましく、8.0%がより好ましい。
Al: Over 0.03% and 10.0% or less
Al is the most important element in the present invention, and if it contains more than 0.03%, a protective rust layer (α-FeOOH) is formed in a chloride environment. When the rust layer is formed, a certain amount of Al is taken into the protective rust layer. Although the details of the form are unknown, it is presumed that the protective rust layer (α- (Fe, Al) OOH) is formed in a form in which Fe is replaced with Al. As a result, the corrosion resistance is remarkably improved. On the other hand, even if the content exceeds 10.0%, the effect is saturated. Therefore, the Al content is more than 0.03% and 10.0% or less. The lower limit value of Al is preferably 0.1%, more preferably 0.5%. The upper limit value of Al is preferably 9.0%, more preferably 8.0%.

Sn: 0.01〜0.5%
Snは、低pH塩化物腐食環境における耐食性を大幅に向上させる作用を有する。Snは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Fe3+の加水分解によるpH低下を抑制する作用を有する、さらに、Snには溶解後イオンとしてアノード溶解を大幅に抑制することができる。さらに、上記のAlを0.03%を超えて含有する鋼材にSnを複合して含有させると、塩化物の多い厳しい腐食環境においてAlを単独で含有する鋼材に比べ著しく保護性の高いSnを含む保護性錆層が形成される。この保護性錆層中のSnも上述同様アノード溶解を抑制する作用を有する。これらの効果を得るにはSnを0.01%以上含有させる必要がある。一方、Snを0.5%を超えて含有させても、前記の効果は飽和するばかりでなく、母材および大入熱溶接継手の靭性が劣化する。したがって、Snの含有量は0.01〜0.5%とする。Snの下限値は0.02%が好ましく、0.03%がより好ましい。Snの上限値は0.4%が好ましく、0.3%がより好ましい。
Sn: 0.01-0.5%
Sn has the effect of greatly improving the corrosion resistance in a low pH chloride corrosive environment. Sn dissolves as Sn 2+ , 2Fe 3+ + Sn 2+ → 2Fe 2+ + Sn 4+
By reducing the concentration of Fe 3+ by the reaction, it has the effect of suppressing the pH drop due to the hydrolysis of Fe 3+ , and further, anodic dissolution as ions after dissolution can be significantly suppressed in Sn. Furthermore, when Sn is compounded and contained in a steel material containing more than 0.03% of the above Al, protection containing Sn, which is significantly more protective than steel materials containing Al alone, in severe chloride environments Rust layer is formed. Sn in this protective rust layer also has the effect of suppressing anodic dissolution as described above. In order to obtain these effects, it is necessary to contain 0.01% or more of Sn. On the other hand, even if Sn is contained in excess of 0.5%, the above effects are not only saturated, but the toughness of the base metal and the high heat input welded joint is deteriorated. Therefore, the Sn content is set to 0.01 to 0.5%. The lower limit value of Sn is preferably 0.02%, and more preferably 0.03%. The upper limit value of Sn is preferably 0.4%, and more preferably 0.3%.

本発明に係る鋼材は、上記の化学組成を有し、残部がFeおよび不純物からなる。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を意味する。   The steel material according to the present invention has the above-described chemical composition, with the balance being Fe and impurities. Here, an impurity means the component mixed by various factors of a manufacturing process including raw materials, such as an ore and a scrap, when manufacturing steel materials industrially.

本発明に係る鋼材は、上記の成分のほか、必要に応じて、次の第1群から第5群までの少なくとも1群のうちから選んだ1種以上の成分を含有させることができる。以下、これらの群に属する成分について述べる。   In addition to the above components, the steel material according to the present invention can contain one or more components selected from at least one group from the following first group to the fifth group, if necessary. Hereinafter, components belonging to these groups will be described.

第1群の成分:Cr, Cu, Ni, Mo, W, Sb   Group 1 components: Cr, Cu, Ni, Mo, W, Sb

Cr: 7.0%以下
Crは中性環境での耐食性を著しく向上させる作用を有するので、必要に応じて含有させることができる。塩化物が多い環境においては腐食界面のpH低下がおこるが、Crを含有させることによりFe2+の溶出が著しく抑えられるため、空気酸化によるFe3+の生成も少なくなる。その結果、Fe3+の加水分解によるpH低下が大幅に抑制されるため、耐食性が著しく向上する。さらに、CrをSnと複合して含有させると、塩化物の多い厳しい腐食環境においても極めて保護性の高い錆層が形成される。しかし、Crを7.0%を超えて含有させると、溶接性が著しく低下する。したがって、Crの含有量は7.0%以下とする。好ましくは1.0%以下、さらに好ましくは0.8%以下である。上記効果を効果的に得るためには、Crを0.01%以上含有させることが好ましく、0.05%以上含有させることがより好ましい。
Cr: 7.0% or less
Cr has an effect of remarkably improving the corrosion resistance in a neutral environment, and can be contained as necessary. In an environment with a large amount of chloride, the pH of the corrosion interface is lowered. However, the inclusion of Cr suppresses the elution of Fe 2+ remarkably, thereby reducing the production of Fe 3+ by air oxidation. As a result, the pH drop due to the hydrolysis of Fe 3+ is greatly suppressed, and the corrosion resistance is significantly improved. Furthermore, when Cr is combined with Sn, a highly protective rust layer is formed even in a severe corrosive environment with a lot of chloride. However, when Cr is contained exceeding 7.0%, the weldability is remarkably lowered. Therefore, the Cr content is 7.0% or less. Preferably it is 1.0% or less, More preferably, it is 0.8% or less. In order to effectively obtain the above effects, it is preferable to contain 0.01% or more of Cr, and more preferably 0.05% or more.

Cu: 1.0%以下
Cuは、低pH環境における鋼のアノード溶解を抑制することにより耐食性を向上させる作用を有するので、必要に応じて含有させることができる。ただし、Cuを1.0%を超えて含有させると、効果が飽和するだけでなく、脆化を起こす原因となる。したがって、その含有量は1.0%以下とする。上記効果を効果的に得るためには、Cuを0.02%以上含有させることが好ましく、0.03%以上含有させることがより好ましい。
Cu: 1.0% or less
Cu has an action of improving corrosion resistance by suppressing anodic dissolution of steel in a low pH environment, and can be contained as necessary. However, if Cu is contained in excess of 1.0%, the effect is not only saturated, but also causes embrittlement. Therefore, the content is 1.0% or less. In order to effectively obtain the above effect, it is preferable to contain 0.02% or more of Cu, and more preferably 0.03% or more.

なお、鋼中にCuを添加した場合にはCuとSnが共存することになるため、製造方法によっては圧延割れが生じることもある。圧延割れを抑制するためには、Cuの含有量を少なくした上で、Snに対するCuの含有量の比を小さくするのが好ましい。Cuの含有量を0.2%未満とし、Cu/Snの含有量比を1.0以下とすることが好ましい。Cuの含有量は0.1%未満とすることがより好ましい。   In addition, when Cu is added to steel, Cu and Sn coexist, and rolling cracks may occur depending on the manufacturing method. In order to suppress rolling cracks, it is preferable to reduce the Cu content and reduce the ratio of Cu content to Sn. It is preferable that the Cu content is less than 0.2% and the Cu / Sn content ratio is 1.0 or less. The Cu content is more preferably less than 0.1%.

Ni: 1.0%以下
NiもCuと同様、低pH環境における鋼のアノード溶解を抑制することにより耐食性を向上させる作用を有するので、必要に応じて含有させることができる。ただし、1.0%を超えて含有させると効果が飽和するだけでなく、コストの著しい上昇につながる。したがって、その含有量は1.0%以下とする。Niの上限値は0.8%が好ましい。上記効果を効果的に得るためには、0.01%以上含有させるのが好ましく、0.02%以上含有させるのがより好ましい。
Ni: 1.0% or less
Ni, like Cu, has an effect of improving corrosion resistance by suppressing anodic dissolution of steel in a low pH environment, and can be contained as necessary. However, if the content exceeds 1.0%, not only the effect is saturated, but also the cost is significantly increased. Therefore, the content is 1.0% or less. The upper limit of Ni is preferably 0.8%. In order to effectively obtain the above effect, the content is preferably 0.01% or more, and more preferably 0.02% or more.

Mo: 1.0%以下
Moは溶解して酸素酸イオンMoO4 2-の形で錆に吸着し、錆層中の塩化物イオンの透過を抑制する作用効果を有する元素であるので、必要に応じて含有させることができる。ただし、含有量が1.0%を超えると効果が飽和するだけでなく、鋼材のコストが大幅に上昇する。したがって、Moの含有量は1.0%以下とする。Moの上限値は0.7%が好ましい。上記効果を効果的に得るためには、0.01%以上含有させることが好ましく、0.02%以上含有させることがより好ましい。
Mo: 1.0% or less
Mo is an element that has the effect of dissolving and adsorbing to rust in the form of oxyacid ion MoO 4 2- and suppressing the transmission of chloride ions in the rust layer, so it can be included as needed . However, if the content exceeds 1.0%, the effect is not only saturated, but the cost of the steel material is significantly increased. Therefore, the Mo content is 1.0% or less. The upper limit of Mo is preferably 0.7%. In order to effectively obtain the above effects, the content is preferably 0.01% or more, and more preferably 0.02% or more.

W: 1.0%以下
WはMoと同様に、溶解して酸素酸イオンの形で存在し、錆層中の塩化物イオンの透過を抑制するので、必要に応じて含有させることができる。ただし、含有量が1.0%を超えると効果が飽和するだけでなく、鋼材のコストが大幅に上昇する。したがって、Wの含有量は1.0%以下とする。Wの上限値は0.7%が好ましい。上記効果を効果的に得るためには、0.01%以上含有させることが好ましく、0.02%以上含有させることがより好ましい。
W: 1.0% or less
W, like Mo, dissolves and exists in the form of oxyacid ions and suppresses the permeation of chloride ions in the rust layer, so it can be included as necessary. However, if the content exceeds 1.0%, the effect is not only saturated, but the cost of the steel material is significantly increased. Therefore, the W content is 1.0% or less. The upper limit value of W is preferably 0.7%. In order to effectively obtain the above effects, the content is preferably 0.01% or more, and more preferably 0.02% or more.

Sb: 0.2%以下
Sbは耐酸性に優れた元素であり、低pH環境において鋼のアノード溶解反応を抑制するとともに、水素ガス発生反応やFe3+の還元反応を抑制することで塩化物環境における耐食性を向上させるので、必要に応じて含有させることができる。ただし、0.2%を超えて含有させると靭性が著しく劣化する。したがって、Sbの含有量は0.2%以下とする。Sbの上限値は0.15%が好ましい。上記効果を効果的に得るためには、0.01%以上含有させることが好ましく、0.02%以上含有させることがより好ましい。
Sb: 0.2% or less
Sb is an element with excellent acid resistance, which suppresses the anodic dissolution reaction of steel in a low pH environment and improves the corrosion resistance in a chloride environment by suppressing the hydrogen gas generation reaction and the reduction reaction of Fe 3+ . , If necessary. However, if the content exceeds 0.2%, the toughness is remarkably deteriorated. Therefore, the Sb content is 0.2% or less. The upper limit of Sb is preferably 0.15%. In order to effectively obtain the above effects, the content is preferably 0.01% or more, and more preferably 0.02% or more.

第2群の成分: Ti, Zr   Second group of ingredients: Ti, Zr

Ti: 0.2%以下
Tiは硫化物の形成により腐食の起点となるMnSの形成を抑える作用効果を有するので、必要に応じて含有させることができる。ただし、0.2%を超えて含有させると効果が飽和するだけでなく鋼材のコストが上昇する。したがって、Tiの含有量は0.2%以下とする。Tiの上限値は0.15%が好ましい。上記効果を効果的に得るためには、0.001%以上含有させることが好ましく、0.005%以上含有させることがより好ましい。
Ti: 0.2% or less
Ti has the effect of suppressing the formation of MnS, which is the starting point of corrosion due to the formation of sulfides, and can be contained as necessary. However, if the content exceeds 0.2%, not only the effect is saturated but also the cost of the steel material increases. Therefore, the Ti content is 0.2% or less. The upper limit of Ti is preferably 0.15%. In order to effectively obtain the above effects, the content is preferably 0.001% or more, and more preferably 0.005% or more.

Zr: 0.2%以下
ZrはTiと同様に硫化物を形成することにより腐食の起点となるMnSの形成を抑える作用効果を有しているので、必要に応じて含有させることができる。ただし、0.2%を超えて含有させると効果が飽和するだけでなく鋼材のコストが上昇する。したがって、Zrの含有量は0.2%以下とする。Zrの上限値は0.15%が好ましい。上記効果を効果的に得るためには、0.001%以上含有させることが好ましく、0.005%以上含有させることがより好ましい。
Zr: 0.2% or less
Zr has the effect of suppressing the formation of MnS, which is the starting point of corrosion, by forming a sulfide as in the case of Ti, and can be contained as necessary. However, if the content exceeds 0.2%, not only the effect is saturated but also the cost of the steel material increases. Therefore, the Zr content is 0.2% or less. The upper limit of Zr is preferably 0.15%. In order to effectively obtain the above effects, the content is preferably 0.001% or more, and more preferably 0.005% or more.

第3群の成分:Ca, Mg   Group 3 components: Ca, Mg

Ca: 0.01%以下
Caは鋼中に酸化物の形で存在し、腐食反応部における界面のpHの低下を抑制して、腐食の促進を抑える作用を有しているので、必要に応じて含有させることができる。ただし、0.01%を超えて含有させると効果が飽和する。したがって、Caの含有量は0.01%以下とする。Caの上限値は0.005%が好ましい。上記効果を効果的に得るためには、0.0002%以上含有させることが好ましく、0.0005%以上含有させることがより好ましい。
Ca: 0.01% or less
Ca exists in the form of oxides in the steel and has the effect of suppressing the reduction of the pH at the interface in the corrosion reaction part and suppressing the promotion of corrosion, so it can be contained as necessary. However, if the content exceeds 0.01%, the effect is saturated. Therefore, the Ca content is 0.01% or less. The upper limit of Ca is preferably 0.005%. In order to effectively obtain the above effect, the content is preferably 0.0002% or more, and more preferably 0.0005% or more.

Mg: 0.01%以下
Mgは、Caと同様に、腐食反応部における界面のpHの低下を抑制するので、必要に応じて含有させることができる。ただし、0.01%を超えて含有させると効果が飽和する。したがって、Mgの含有量は0.01%以下とする。Mgの上限値は0.005%が好ましい。上記効果を効果的に得るためには、0.0002%以上含有させることが好ましく、0.0005%以上含有させることがより好ましい。
Mg: 0.01% or less
Mg, like Ca, suppresses the decrease in pH at the interface in the corrosion reaction part, and can be contained as necessary. However, if the content exceeds 0.01%, the effect is saturated. Therefore, the Mg content is 0.01% or less. The upper limit of Mg is preferably 0.005%. In order to effectively obtain the above effect, the content is preferably 0.0002% or more, and more preferably 0.0005% or more.

第4群の成分:Nb, V, B   Group 4 components: Nb, V, B

Nb: 0.1%以下
Nbは鋼材の強度を上昇させる元素であるので、必要に応じて含有させることができる。しかし、0.1%を超えて含有させると効果が飽和するため、Nbの含有量は0.1%以下とする。Nbの上限値は0.05%が好ましい。上記効果を効果的に得るためには、0.001%以上含有させることが好ましく、0.003%以上含有させることがより好ましい。
Nb: 0.1% or less
Since Nb is an element that increases the strength of the steel material, it can be contained as necessary. However, if the content exceeds 0.1%, the effect is saturated, so the Nb content is 0.1% or less. The upper limit of Nb is preferably 0.05%. In order to effectively obtain the above effect, the content is preferably 0.001% or more, and more preferably 0.003% or more.

V: 0.5%以下
VはNbと同様に鋼材の強度を上昇させる元素であり、また、MoやWと同様に、溶解して酸素酸イオンの形で存在しさび層中の塩化物イオンの透過を抑制する作用も有するので、必要に応じて含有させることができる。しかし、含有量が0.5%を超えると効果が飽和するばかりでなくコストが著しく上昇する。したがって、Vの含有量は0.5%以下とする。Vの上限値は0.3%が好ましい。上記効果を効果的に得るためには、0.005%以上含有させることが好ましく、0.01%以上含有させることがより好ましい。
V: 0.5% or less
V, like Nb, is an element that increases the strength of steel, and, like Mo and W, dissolves in the form of oxyacid ions and suppresses the transmission of chloride ions in the rust layer. Since it has, it can be made to contain as needed. However, when the content exceeds 0.5%, not only the effect is saturated but also the cost is remarkably increased. Therefore, the V content is 0.5% or less. The upper limit value of V is preferably 0.3%. In order to effectively obtain the above effect, the content is preferably 0.005% or more, and more preferably 0.01% or more.

B: 0.01%以下
Bは焼入性を向上させて強度を高める元素であるので、必要に応じて含有させることができる。しかし、Bの含有量が0.01%を超えると、強度を高める効果が飽和し、また、母材、HAZともに靱性劣化の傾向が著しくなる。したがって、Bの含有量は0.01%以下とする。焼入れ性と強度を高める効果を効果的に得るためには、0.0003%以上含有させることが好ましい。
B: 0.01% or less
Since B is an element that improves hardenability and increases strength, it can be contained as necessary. However, when the content of B exceeds 0.01%, the effect of increasing the strength is saturated, and the tendency of deterioration in toughness becomes remarkable in both the base material and HAZ. Therefore, the B content is 0.01% or less. In order to effectively obtain the effect of increasing the hardenability and strength, the content is preferably 0.0003% or more.

第5群の成分:
REM
Group 5 ingredients:
REM

REM: 0.01%以下
REM(希土類元素)は鋼の溶接性を向上させる作用を有するので、必要に応じて含有させることができる。しかし、含有量が0.01%を超えると効果が飽和するため、REMの含有量は0.01%以下とする。REMの上限値は0.005%が好ましい。上記効果を効果的に得るためには、0.0002%以上含有させることが好ましく、0.0005%以上含有させることがより好ましい。
REM: 0.01% or less
REM (rare earth element) has an effect of improving the weldability of steel, and can be contained as necessary. However, if the content exceeds 0.01%, the effect is saturated, so the REM content is 0.01% or less. The upper limit of REM is preferably 0.005%. In order to effectively obtain the above effect, the content is preferably 0.0002% or more, and more preferably 0.0005% or more.

ここで、REMとは、ランタノイドの15元素にYおよびScをあわせた17元素の総称であり、これらの元素のうちの1種または2種以上を含有させることができる。なお、REMの含有量はこれら元素の合計含有量を意味する。   Here, REM is a general term for 17 elements including Y and Sc in addition to 15 elements of lanthanoid, and one or more of these elements can be contained. The content of REM means the total content of these elements.

(B)保護性錆層中のAl量、Sn量およびα−FeOOH量について
錆層中にAlが含有されることにより、塩化物環境において著しく高い保護性が発揮される。保護性錆層中のAl量は多ければ多いほうがよい。本発明における鋼材においては、保護性錆層中のAl量は金属換算で1.5〜2000 mg/m2とするのが好ましい。
(B) About the amount of Al in the protective rust layer, the amount of Sn and the amount of α-FeOOH By containing Al in the rust layer, extremely high protection is exhibited in a chloride environment. The greater the amount of Al in the protective rust layer, the better. In the steel material in the present invention, the amount of Al in the protective rust layer is preferably 1.5 to 2000 mg / m 2 in terms of metal.

錆層中にSnが含有されることにより、塩化物環境において著しく高い保護性が発揮される。保護性錆層中のSn量は多ければ多いほうがよい。本発明における鋼材においては、保護性錆層中のSn量は金属換算で0.5〜100 mg/m2とするのが好ましい。 By containing Sn in the rust layer, remarkably high protection is exhibited in a chloride environment. The larger the amount of Sn in the protective rust layer, the better. In the steel material in the present invention, the Sn content in the protective rust layer is preferably 0.5 to 100 mg / m 2 in terms of metal.

保護性錆層中には、安定錆であるα−FeOOHのほかに、β−FeOOHが生成する。塩化物環境において著しく保護性の高い錆層が形成されるためには、α−FeOOHのβ−FeOOHに対する比(α/β比)を0.5以上とする必要がある。α/β比は、1.0以上が好ましく、1.5以上がより好ましい。なお、α/β比は、錆層中のα−FeOOHとβ−FeOOHをX線回折測定により定量分析することによって求めることができる。   In the protective rust layer, β-FeOOH is generated in addition to α-FeOOH which is stable rust. In order to form a rust layer with extremely high protection in a chloride environment, the ratio of α-FeOOH to β-FeOOH (α / β ratio) needs to be 0.5 or more. The α / β ratio is preferably 1.0 or more, and more preferably 1.5 or more. The α / β ratio can be determined by quantitatively analyzing α-FeOOH and β-FeOOH in the rust layer by X-ray diffraction measurement.

なお、錆層中のα/β比を0.5以上とするためには、年平均飛来塩分量が0.05〜10mg/dm/day(mdd)、かつ相対湿度が76%以上となる時間の割合が年平均で5%以上となる環境下において腐食させればよい。 In order to set the α / β ratio in the rust layer to 0.5 or more, the average amount of incoming salt is 0.05 to 10 mg / dm 2 / day (mdd) and the relative humidity is 76% or more. What is necessary is just to corrode in the environment where a ratio becomes 5% or more on an annual average.

(C) 固溶Snについて
本発明においては、鋼材に添加したSnが高い割合で固溶していることが好ましい。特に、Sn中の固溶Snの割合が95.0%以上であると、保護性錆が形成され、十分な耐食性を確保することができるからである。先に述べたように、耐食性を向上させるのは腐食により溶解したSnイオンであることから、難溶性の析出物中にSnが含有されて鋼中への固溶度が低くなると、耐食性向上作用が十分でなくなる。また、固溶Snの割合が低いと、保護性錆形成に寄与するSnの量が減少するため、保護性錆の形成が不十分となりやすい。
(C) About solid solution Sn In this invention, it is preferable that Sn added to steel materials is solid solution in a high ratio. In particular, when the ratio of the solid solution Sn in Sn is 95.0% or more, protective rust is formed, and sufficient corrosion resistance can be secured. As mentioned earlier, it is Sn ions dissolved by corrosion that improve corrosion resistance, so if Sn is contained in poorly soluble precipitates and the solid solubility in steel decreases, the corrosion resistance improving action Is not enough. Moreover, since the amount of Sn which contributes to protective rust formation will decrease when the ratio of solid solution Sn is low, formation of protective rust tends to become insufficient.

なお、固溶Snの割合を95%以上とするためには、例えば、Snと化合物を形成しやすいSやOの含有量を低く抑えたスラブを、鋼の組成に応じて、1100〜1200℃程度で加熱後、圧延1パスあたりの圧下率が3%以上、圧延仕上げ温度が700〜900℃程度の条件で熱間圧延する。圧延後は大気中で放冷するか、あるいはAr3点以上の温度から少なくとも550℃程度までの温度域を、5℃/s以上の冷却速度で冷却することにより製造することができる。なお、ここでの温度とは鋼材表面の温度である。 In addition, in order to make the ratio of solute Sn 95% or more, for example, a slab that suppresses the content of S and O that easily form a compound with Sn is suppressed to 1100 to 1200 ° C. depending on the composition of the steel. After heating at a degree, hot rolling is performed under conditions where the rolling reduction per rolling pass is 3% or more and the rolling finishing temperature is about 700 to 900 ° C. After rolling, it can be produced by cooling in the atmosphere or by cooling at a cooling rate of 5 ° C./s or more in a temperature range from a temperature of Ar 3 or higher to at least about 550 ° C. In addition, the temperature here is the temperature of the steel material surface.

(D)防食皮膜について
上記に説明した本発明の鋼材は、そのまま使用しても良好な耐食性を示す。しかし、その表面を有機樹脂や金属からなる防食被膜で被覆した場合には、従来の鋼材に比べ防食被膜の耐久性が向上し、耐食性が一段と向上する。
(D) About anticorrosion film Even if it uses the steel material of this invention demonstrated above as it is, it shows favorable corrosion resistance. However, when the surface is coated with an anticorrosion coating made of an organic resin or metal, the durability of the anticorrosion coating is improved and the corrosion resistance is further improved as compared with conventional steel materials.

ここで、有機樹脂からなる防食被膜としては、ビニルブチラール系、エポキシ系、ウレタン系、フタル酸系等の樹脂被膜を挙げることができる。また、金属からなる防食被膜としては、Zn、Al、Zn-Al等のメッキ被膜やZn、Al、Al-Mgなどの溶射被膜を挙げることができる。   Here, examples of the anticorrosion coating made of an organic resin include vinyl butyral, epoxy, urethane, and phthalic acid resin coatings. Examples of the anticorrosion coating made of metal include a plating coating such as Zn, Al, and Zn—Al, and a thermal spray coating such as Zn, Al, and Al—Mg.

防食被膜の耐久性が向上するのは、下地である本発明鋼材の腐食が著しく抑制される結果として、防食被膜欠陥部からの下地鋼材腐食に起因する防食被膜のふくれや剥離が抑制されるためであると考えられる。   The durability of the anticorrosion coating is improved because the corrosion of the steel material of the present invention as a base is remarkably suppressed, and the swelling and peeling of the anticorrosion coating due to the corrosion of the base steel material from the defective portion of the anticorrosion coating is suppressed. It is thought that.

上記の防食被膜で覆う処理は通常の方法で行えばよい。また、必ずしも鋼材の全面に防食被膜を施す必要はなく、腐食環境に曝される面としての鋼材の片面、鋼管であれば外面または内面だけ、すなわち鋼材表面の少なくとも一部を防食処理するだけでもよい。   What is necessary is just to perform the process covered with said anti-corrosion film by a normal method. In addition, it is not always necessary to apply an anti-corrosion coating to the entire surface of the steel material, and only one surface of the steel material as a surface exposed to the corrosive environment, if it is a steel pipe, only the outer surface or the inner surface, that is, at least a part of the steel material surface is subjected to anticorrosion treatment Good.

真空溶解炉を用いて47種類の鋼を溶製し、50kg鋼塊とした後、通常の方法で熱間鍛造して厚さが60mmのブロックを作製した。 47 types of steel were melted using a vacuum melting furnace to form a 50 kg steel ingot, and then hot forged by a normal method to produce a block having a thickness of 60 mm.

表1および2に、作製したブロックの化学組成を示す。併せて、Sn中の固溶Snの割合(Sn固溶度)を示す。   Tables 1 and 2 show the chemical composition of the prepared blocks. In addition, the ratio of the solid solution Sn in Sn (Sn solid solubility) is shown.

Figure 0005942532
Figure 0005942532

Figure 0005942532
Figure 0005942532

なお、SnはO(酸素)やSと化合物を形成し、酸化スズ(SnO、SnO2など)や硫化スズ(SnS、SnS2)を形成する。したがって、これらの化合物が鋼中に形成されると、鋼材中の固溶Snは減少することから、鋼を溶製するに当たっては、鋼No.46を除き、以下のように脱酸、脱硫の管理をして鋼材中の固溶Snを調整した。 Sn forms a compound with O (oxygen) and S, and forms tin oxide (SnO, SnO 2 etc.) and tin sulfide (SnS, SnS 2 ). Therefore, when these compounds are formed in the steel, the solute Sn in the steel material decreases, so when melting the steel, except for steel No. 46, deoxidation and desulfurization are performed as follows. Control was performed to adjust the solute Sn in the steel.

すなわち、脱酸は、溶製初期段階で予めSiとMnを添加して予備脱酸を行い、溶存酸素濃度を100ppm以下とした後、Alを添加して改めて脱酸を行った。このとき、必要によりAlと共に脱酸効果を有するTiも合わせて添加した。一方、脱硫は、溶製により形成されたスラグに生石灰をスラグ改質剤とともに投入することにより行った。   That is, in the deoxidation, Si and Mn were added in advance at the initial stage of melting to carry out preliminary deoxidation, the dissolved oxygen concentration was adjusted to 100 ppm or less, and Al was added to perform deoxidation again. At this time, Ti having a deoxidizing effect was added together with Al if necessary. On the other hand, desulfurization was performed by adding quick lime together with a slag modifier to slag formed by melting.

次いで、上記ブロックを、1120℃で1時間加熱してから熱間圧延し、850℃で厚さ20mmに仕上げ、その後室温まで大気中で放冷して鋼板とした。   Next, the block was heated at 1120 ° C. for 1 hour, and then hot-rolled, finished to a thickness of 20 mm at 850 ° C., and then allowed to cool to room temperature in the air to obtain a steel plate.

前記厚さが20mmの各鋼板から、幅が60mm、長さが100mm、厚さが3mmの試験片を採取し、塩化物環境における試験に供した。一部の鋼種については、変性エポキシ系塗料でスプレー塗装により約200μmの防食皮膜を形成した上、防食皮膜に十字の疵を入れて一部地金を露出し、同様の腐食試験に供した。   A test piece having a width of 60 mm, a length of 100 mm, and a thickness of 3 mm was taken from each steel plate having a thickness of 20 mm and subjected to a test in a chloride environment. For some steel types, an anti-corrosion film of about 200 μm was formed by spray coating with a modified epoxy paint, and a cross barb was put in the anti-corrosion film to expose a part of the metal, and subjected to the same corrosion test.

腐食試験は、海岸地域における暴露試験を用いた。沖縄地方の海岸で海水飛沫の飛来がある極めて厳しい環境において、3年間の暴露試験をおこなった。   For the corrosion test, an exposure test in the coastal area was used. A three-year exposure test was conducted in an extremely harsh environment with splashes of seawater on the coast of the Okinawa region.

暴露試験後、各試験片の表面の錆層を除去し、板厚減少量を測定した。また、採取した錆試料をデシケーター内で1週間以上乾燥した後、ZnO粉末(和光純薬製、粒径約5μm)を内部標準物質として、粉末X線回折法により、錆構成化合物の定量分析を行った。粉末X線回折用試料は予め採取した錆重量に対して一定重量比(本実施例では30%とした。)のZnOを混ぜ、めのう乳鉢により錆とZnOが均一に分散するように混合した。X線回折測定は理学電気(株)製RU200型を用い、Coターゲット、電圧-電流は30kV-100mAとして、走査速度2°/minで測定を行った。予め標準試薬であるα−FeOOH、γ-FeOOH(レアメタリック社製)、Fe3O4(高純度化学製)、およびFeCl3水溶液を100°Cで加水分解して合成したβ−FeOOHを用いて作製した検量線を用い、得られたX線回折パターンの強度より、定量分析を行った。こうして定量された錆中のβ−FeOOHとα−FeOOHの量(質量%)を比較した。さらに、一定面積より採取した錆試料を濃塩酸に溶解し、ICP分析によりAl量およびSn量の測定をおこなった。 After the exposure test, the rust layer on the surface of each test piece was removed, and the thickness reduction was measured. In addition, after the collected rust sample is dried in a desiccator for more than a week, quantitative analysis of rust constituent compounds is performed by powder X-ray diffraction method using ZnO powder (made by Wako Pure Chemical Industries, particle size of about 5μm) as an internal standard substance. went. A sample for powder X-ray diffraction was mixed with ZnO at a constant weight ratio (30% in this example) with respect to the rust weight collected in advance, and mixed with an agate mortar so that rust and ZnO were uniformly dispersed. The X-ray diffraction measurement was performed using a RU200 model manufactured by Rigaku Denki Co., with a Co target, a voltage-current of 30 kV-100 mA, and a scanning speed of 2 ° / min. Α-FeOOH, γ-FeOOH (manufactured by Rare Metallic), Fe 3 O 4 (manufactured by High-Purity Chemical), and β-FeOOH synthesized by hydrolyzing an FeCl 3 aqueous solution at 100 ° C are used as standard reagents. Using the calibration curve prepared in this way, quantitative analysis was performed from the intensity of the obtained X-ray diffraction pattern. The amounts (mass%) of β-FeOOH and α-FeOOH in the rust thus determined were compared. Furthermore, rust samples collected from a certain area were dissolved in concentrated hydrochloric acid, and the amounts of Al and Sn were measured by ICP analysis.

防食処理された鋼材については、防食皮膜疵部の最大腐食深さを測定した。試験結果を表3および4に示す。ここで、「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。また、「腐食深さ」は、塗装疵部の鋼材表面からの深さの最大値である。   With respect to the steel material subjected to the anticorrosion treatment, the maximum corrosion depth of the anticorrosive coating ridge was measured. The test results are shown in Tables 3 and 4. Here, “corrosion weight loss” is an 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. Further, the “corrosion depth” is the maximum value of the depth from the steel material surface of the paint ridge.

Figure 0005942532
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Figure 0005942532
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保護性錆形成の判定方法としては以下の方法を用い、保護性錆層が十分に形成されている場合は「○」と表示した。保護性錆層の十分な形成が顕著な場合は、特に「◎」と表示した。これに対して、保護性錆層の形成が不十分の場合は「×」と表示した。   The following method was used as a method for determining protective rust formation. When the protective rust layer was sufficiently formed, “◯” was displayed. When sufficient formation of the protective rust layer was remarkable, it was indicated as “特 に”. On the other hand, when formation of the protective rust layer was insufficient, “x” was displayed.

暴露試験1, 2, 3年結果を用い、試験期間をx、腐食減量あるいは腐食深さをyとして、
y=A・xB ・・・ (1)
の形で近似し、求めた係数Bが0.8以下である場合、保護性錆層が形成されているとした。なお、保護性さびが形成されていない場合は腐食減量あるいは腐食深さが試験期間とともに直線的に増加するため、係数Bが1に近い値となる。
Using the results of exposure tests 1, 2, and 3 years, the test period is x, the corrosion weight loss or the corrosion depth is y,
y = A ・ x B・ ・ ・ (1)
When the obtained coefficient B is 0.8 or less, it is assumed that a protective rust layer is formed. Note that when the protective rust is not formed, the corrosion weight loss or corrosion depth increases linearly with the test period, so the coefficient B is close to 1.

さらに、試験材に生成した錆を上記のX線回折測定により定量分析し、生成したα−FeOOHのβ−FeOOHに対する比(α/β比)を求め、表3および4に併せて示した。   Furthermore, the rust produced | generated by the test material was quantitatively analyzed by said X-ray-diffraction measurement, the ratio ((alpha) / (beta) ratio) with respect to (beta) -FeOOH of produced | generated α-FeOOH was calculated | required, and it combined with Table 3 and 4 and showed.

表3および4の結果から明らかなように、比較例の鋼No.50〜53では、鋼中のAl含有量、Sn含有量、α/β比のうちの少なくとも1つが低かったため、腐食減量および腐食深さが大きく、十分な保護性錆層が形成されなかった。すなわち、鋼No.50は鋼中のAl含有量が低いため、十分な保護性錆が形成されなかった。鋼No.51は鋼中にSnを含有せず、またα/β比も低いため、十分な保護性錆が形成されなかった。鋼No.52は鋼No.50と同様に鋼中のAl含有量が低いため、十分な保護性錆が形成されなかった。鋼No.53は鋼中のAl含有量が低く、かつ鋼中にSnも含有せず、またα/β比も低いため、十分な保護性錆が形成されなかった As is apparent from the results of Tables 3 and 4, in Comparative Steel Nos. 50 to 53 , at least one of the Al content, Sn content, and α / β ratio in the steel was low. The corrosion depth was large, and a sufficient protective rust layer was not formed. That is, since steel No. 50 has low Al content in steel, sufficient protective rust was not formed. Steel No. 51 did not contain Sn in the steel, and the α / β ratio was low, so that sufficient protective rust was not formed. Steel No. 52, like Steel No. 50, had a low Al content in the steel, so sufficient protective rust was not formed. Steel No. 53 has a low Al content in the steel, does not contain Sn in the steel, and has a low α / β ratio, so that sufficient protective rust was not formed .

一方、本発明例の鋼No.1〜4、7、8、10〜16、18〜20、22〜27および29〜45では、鋼中のAl含有量、Sn含有量、固溶Snの割合、α/β比のいずれも満足しており、保護性錆層の十分な形成が顕著であった。これは、α/β比が1.7〜3.5と高く、β−FeOOHの生成が抑制され、α−FeOOHが多く生成しているためである。なお、鋼No.9、17、28および46は参考例である。 On the other hand, in steel Nos . 1 to 4 , 7, 8 , 10 to 16 , 18 to 20 , 22 to 27 , and 29 to 45 of the present invention example, the Al content, the Sn content, and the ratio of solute Sn in the steel , Α / β ratio was satisfied, and sufficient formation of the protective rust layer was remarkable. This is because the α / β ratio is as high as 1.7 to 3.5, the production of β-FeOOH is suppressed, and a large amount of α-FeOOH is produced. Steel Nos. 9, 17, 28 and 46 are reference examples.

以上説明したように、本発明によれば、塩化物を含む環境における耐食性に優れる耐食性鋼材を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a corrosion-resistant steel material having excellent corrosion resistance in an environment containing chloride.

Claims (7)

質量%で、C:0.01-0.25%、Si:0.01-1.0%、Mn:0.05-3.0%、P:0.05%以下、S:0.01%以下、Al:0.15-10.0%、Sn:0.03-0.5%を含有し、残部Feおよび不純物からなり、かつ、Sn中の固溶Snの割合が95%以上である鋼材であって、その表面がAlおよびSnとともにα−FeOOHを含有する保護性錆層で覆われており、かつ保護性錆層中のα−FeOOHのβ−FeOOHに対する比が0.5以上であることを特徴とする、耐食性に優れた鋼材。   In mass%, C: 0.01-0.25%, Si: 0.01-1.0%, Mn: 0.05-3.0%, P: 0.05% or less, S: 0.01% or less, Al: 0.15-10.0%, Sn: 0.03-0.5% Is a protective rust layer comprising the balance Fe and impurities, and having a solid solution Sn ratio in Sn of 95% or more, the surface of which is a protective rust layer containing α-FeOOH together with Al and Sn. A steel material excellent in corrosion resistance, characterized in that the ratio of α-FeOOH to β-FeOOH in the protective rust layer is 0.5 or more. さらに、質量%で、Cr:7.0%以下、Cu:1.0%以下、Ni:1.0%以下、Mo:1.0%以下、W:1.0%以下、Sb:0.2%以下の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に記載の耐食性に優れた鋼材。   In addition, by mass%, Cr: 7.0% or less, Cu: 1.0% or less, Ni: 1.0% or less, Mo: 1.0% or less, W: 1.0% or less, Sb: 0.2% or less The steel material having excellent corrosion resistance according to claim 1. さらに、質量%で、Ti:0.2%以下、Zr:0.2%以下の1種または2種を含有することを特徴とする、請求項1または2に記載の耐食性に優れた鋼材。   Furthermore, steel material excellent in corrosion resistance according to claim 1 or 2, characterized by containing one or two of Ti: 0.2% or less and Zr: 0.2% or less in mass%. さらに、質量%で、Ca:0.01%以下、Mg:0.01%以下の1種または2種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耐食性に優れた鋼材。   The steel material having excellent corrosion resistance according to any one of claims 1 to 3, further comprising one or two of Ca: 0.01% or less and Mg: 0.01% or less in mass%. さらに、質量%で、Nb:0.1%以下、V:0.5%以下、B:0.01%以下の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から4までのいずれかに記載の耐食性に優れた鋼材。   Furthermore, it contains the 1 type (s) or 2 or more types of Nb: 0.1% or less, V: 0.5% or less, and B: 0.01% or less in the mass%, In any one of Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned. Steel material with excellent corrosion resistance. さらに、質量%で、REM:0.01%以下を含有することを特徴とする、請求項1から5までのいずれかに記載の耐食性に優れた鋼材。   The steel material having excellent corrosion resistance according to any one of claims 1 to 5, further comprising REM: 0.01% or less by mass%. 鋼材表面の少なくとも一部に防食皮膜が被覆されていることを特徴とする、請求項1から6までのいずれかに記載の耐食性に優れた鋼材。 The steel material excellent in corrosion resistance according to any one of claims 1 to 6, wherein at least a part of the surface of the steel material is coated with an anticorrosion film .
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US11612926B2 (en) 2018-06-19 2023-03-28 GM Global Technology Operations LLC Low density press-hardening steel having enhanced mechanical properties
CN112272712A (en) * 2018-10-31 2021-01-26 日本制铁株式会社 Corrosion-resistant steel for cabin of special coal ship or mine/coal ship and cabin
US11530469B2 (en) 2019-07-02 2022-12-20 GM Global Technology Operations LLC Press hardened steel with surface layered homogenous oxide after hot forming

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3817152B2 (en) * 2000-10-06 2006-08-30 新日本製鐵株式会社 High-strength, high-toughness weather-resistant steel with excellent shade and weather resistance
JP4449691B2 (en) * 2004-04-14 2010-04-14 住友金属工業株式会社 Steel material for cargo oil tanks
JP5375246B2 (en) * 2009-03-25 2013-12-25 Jfeスチール株式会社 Corrosion-resistant steel for crude oil tank and its manufacturing method
WO2011087116A1 (en) * 2010-01-18 2011-07-21 住友金属工業株式会社 Steel sheet with small welding deformation and excellent corrosion resistance
JP5600992B2 (en) * 2010-03-29 2014-10-08 新日鐵住金株式会社 Surface-treated corrosion-resistant steel with excellent weather resistance
JP2012030577A (en) * 2010-06-29 2012-02-16 Tokai Rubber Ind Ltd Transparent laminated film
JP5447310B2 (en) * 2010-09-13 2014-03-19 新日鐵住金株式会社 Steel for ballast tank

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