JP7099041B2 - Steel material - Google Patents

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Description

本発明は、鋼材に関する。 The present invention relates to steel materials.

種々の燃料や、廃棄物、下水汚泥などを燃焼させるボイラーの排煙設備やガス化溶融炉などは、燃焼排ガス雰囲気に曝され、硫酸露点腐食、塩酸露点腐食環境又は、硫酸や塩酸の水溶液に接する環境となる。このような激しい腐食環境に曝される鋼材には、長期に亘って優れた耐酸性が求められる。 Boiler smoke exhaust equipment and gasification melting furnaces that burn various fuels, waste, sewage sludge, etc. are exposed to the atmosphere of combustion exhaust gas, and are exposed to sulfuric acid dew point corrosion, hydrochloric acid dew point corrosion environment, or aqueous solution of sulfuric acid or hydrochloric acid. It will be an environment of contact. Steel materials exposed to such a severely corrosive environment are required to have excellent acid resistance for a long period of time.

このような問題に対し、耐硫酸・塩酸露点腐食鋼や高耐食ステンレス鋼が提案されている。(例えば、特許文献1~5参照。)。このうち、特許文献1~4では、CuやSb、Co、Crなどを添加した耐硫酸露点腐食性に優れた鋼材が提案されている。また、特許文献5では、CrやNiなどを添加した高耐食ステンレス鋼が提案されている。 To solve such problems, sulfuric acid / hydrochloric acid dew point corrosion resistant steel and highly corrosion resistant stainless steel have been proposed. (For example, refer to Patent Documents 1 to 5.). Among these, Patent Documents 1 to 4 propose steel materials having excellent sulfuric acid dew point corrosion resistance to which Cu, Sb, Co, Cr and the like are added. Further, Patent Document 5 proposes a highly corrosion-resistant stainless steel to which Cr, Ni and the like are added.

特開2001-164335号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-164335 特開2003-213367号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-213367 特開2007-239094号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-239094 特開2012-57221号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-57221 特開平7-316745号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-316745

Cu、Sb、Crなどを含有する鋼材は耐硫酸露点腐食性に優れ、ボイラーや焼却施設の排ガス煙突などの硫酸腐食環境において、優れた耐食性を発揮する。しかし、ボイラーや焼却設備などを長寿命化するために、更なる耐食性の向上が期待されている。 Steel materials containing Cu, Sb, Cr, etc. have excellent sulfuric acid dew point corrosion resistance, and exhibit excellent corrosion resistance in sulfuric acid corrosion environments such as boilers and exhaust gas chimneys of incineration facilities. However, in order to extend the life of boilers and incinerators, further improvement in corrosion resistance is expected.

また、熱交換器、ガス-ガスヒータ、脱硫装置、電気集塵機、などの用途に使用される鋼材には、耐酸性だけでなく、溶接性も求められている。更に、製造性の観点から、熱間加工性も要求される。 Further, steel materials used for applications such as heat exchangers, gas-gas heaters, desulfurization devices, and electrostatic precipitators are required to have not only acid resistance but also weldability. Further, from the viewpoint of manufacturability, hot workability is also required.

本発明はこのような実情に鑑み、製造性に優れ、硫酸露点腐食や塩酸露点腐食の酸腐食環境において、長期の耐食性と、優れた溶接性と、を備える鋼材の提供を課題とするものである。 In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a steel material having excellent manufacturability, long-term corrosion resistance and excellent weldability in an acid corrosion environment of sulfuric acid dew point corrosion and hydrochloric acid dew point corrosion. be.

本発明者らは、腐食の起点となる酸化物や窒化物に着目し、酸腐食環境における鋼材の耐食性を向上させるために検討を行った。そして、Si/Al比を7.0~15.0の範囲にすることで腐食の起点となる酸化物の生成が抑制されることがわかった。 The present inventors focused on oxides and nitrides that are the starting points of corrosion, and conducted studies to improve the corrosion resistance of steel materials in an acid-corroded environment. It was found that the formation of oxides, which are the starting points of corrosion, was suppressed by setting the Si / Al ratio in the range of 7.0 to 15.0.

さらに、耐酸性の向上には有効であるCrやNの含有量が多くなると、Crを含む窒化物が腐食起点となることがわかった。そこで、Cr、Nについて更に検討を行い、下記式(1)で求められる耐酸性腐食指数BIの値を0.55~30.00とすることで、予想を超える耐食性が発現されるという知見を得た。
BI=(Cr/52)/(N/14) … (1)
Furthermore, it was found that when the content of Cr and N, which is effective for improving acid resistance, increases, the nitride containing Cr becomes the starting point of corrosion. Therefore, further studies were conducted on Cr and N, and it was found that corrosion resistance exceeding expectations is exhibited by setting the value of the acid corrosion resistance index BI obtained by the following formula (1) to 0.55 to 30.00. Obtained.
BI = (Cr / 52) / (N / 14) ... (1)

また、CuとSbとを同時に含有させると耐酸性は向上するものの、熱間加工性を低下させる。これに対し、下記式(2)で求められる加工性係数EIの値を1.0~6.0とし、かつ、下記式(3)で求められるCeqを0.150~0.400とすることで、優れた耐酸性、熱間加工性及び溶接性が得られるという知見を得た。
EI=(Cu/64)/(Sb/122) … 式(2)
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15 … (3)
Further, when Cu and Sb are contained at the same time, the acid resistance is improved, but the hot workability is lowered. On the other hand, the value of the processability coefficient EI obtained by the following formula (2) is 1.0 to 6.0, and the Ceq obtained by the following formula (3) is 0.150 to 0.400. Therefore, it was found that excellent acid resistance, hot workability and weldability can be obtained.
EI = (Cu / 64) / (Sb / 122) ... Equation (2)
Ceq = C + Mn / 6 + (Cu + Ni) / 5+ (Cr + Mo + V) / 15 ... (3)

本発明はこのような知見に基づいてなされたものであり、その要旨は以下のとおりである。
[1] 質量%で、
C:0.01~0.10%、
Si:0.04~0.40%、
Mn:0.30~1.50%、
Cu:0.05~0.50%、
Sb:0.03~0.30%、
Ni:0.01~0.50%、
Cr:0.02~0.50%、
Al:0.005~0.055%、
N:0.002~0.010%、
P:0~0.020%、
S:0~0.015%、及び
O:0~0.0035%
を含有し、残部がFe及び不純物からなり、
Siの含有量とAlの含有量とが、質量比で、
Si/Al:7.0~15.0
を満足し、
下記(1)で求められるBIが0.55~30.00であり、
下記(2)で求められるEIが1.0~6.0であり、
下記(3)式で求められるCeqが0.150~0.400であることを特徴とする鋼材。
BI=(Cr/52)/(N/14)… 式(1)
EI=(Cu/64)/(Sb/122)… 式(2)
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15 … 式(3)
ここで、式中、C、Mn、Cu、Sb、Ni、Cr、V、Nは各元素の質量%に基づく含有量を示し、含有しない場合は0である。
[2] 更に、質量%で、
Mo:0.50%以下、
W:0.50%以下 、
Sn:0.30%以下、
As:0.30%以下、及び
Co:0.30%以下
からなる群から選択される1種又は2種以上を含有することを特徴とする上記[1]に記載の鋼材。
[3] 更に、質量%で、
Ti:0.050%以下、
Nb:0.10%以下、
V:0.10%以下、
Zr:0.050%以下、
Ta:0.050%以下、及び
B:0.010%以下
からなる群から選択される1種又は2種以上を含有することを特徴とする上記[1]又は[2]に記載の鋼材。
[4] 更に、質量%で、
Ca:0.010%以下、
Mg:0.010%以下、及び
REM:0.010%以下
からなる群から選択される1種又は2種以上を含有することを特徴とする上記[1]~[3]の何れかに記載の鋼材。
The present invention has been made based on such findings, and the gist thereof is as follows.
[1] By mass%,
C: 0.01-0.10%,
Si: 0.04 to 0.40%,
Mn: 0.30 to 1.50%,
Cu: 0.05 to 0.50%,
Sb: 0.03 to 0.30%,
Ni: 0.01-0.50%,
Cr: 0.02 to 0.50%,
Al: 0.005 to 0.055%,
N: 0.002 to 0.010%,
P: 0 to 0.020%,
S: 0 to 0.015%, and O: 0 to 0.0035%
The balance consists of Fe and impurities.
The content of Si and the content of Al are mass ratios.
Si / Al: 7.0 to 15.0
Satisfied,
The BI required in (1) below is 0.55 to 30.00.
The EI required in (2) below is 1.0 to 6.0.
A steel material having a Ceq obtained by the following equation (3) of 0.150 to 0.400.
BI = (Cr / 52) / (N / 14) ... Equation (1)
EI = (Cu / 64) / (Sb / 122) ... Equation (2)
Ceq = C + Mn / 6 + (Cu + Ni) / 5+ (Cr + Mo + V) / 15 ... Equation (3)
Here, in the formula, C, Mn, Cu, Sb, Ni, Cr, V, and N indicate the content based on the mass% of each element, and when they are not contained, they are 0.
[2] Furthermore, by mass%,
Mo: 0.50% or less,
W: 0.50% or less,
Sn: 0.30% or less,
The steel material according to the above [1], which contains one or more selected from the group consisting of As: 0.30% or less and Co: 0.30% or less.
[3] Furthermore, by mass%,
Ti: 0.050% or less,
Nb: 0.10% or less,
V: 0.10% or less,
Zr: 0.050% or less,
The steel material according to the above [1] or [2], which contains one or more selected from the group consisting of Ta: 0.050% or less and B: 0.010% or less.
[4] Furthermore, by mass%,
Ca: 0.010% or less,
Described in any one of the above [1] to [3], which comprises one or more selected from the group consisting of Mg: 0.010% or less and REM: 0.010% or less. Steel material.

本発明によれば、ボイラーや焼却施設の排ガス煙突などの硫酸腐食環境やごみ焼却炉などの排ガス煙突などの塩酸腐食環境などの酸腐食環境において優れた耐食性を発現し、製造性及び溶接性にも優れた鋼材を提供することが可能になる。したがって、本発明は産業上の貢献が極めて顕著である。 According to the present invention, excellent corrosion resistance is exhibited in a sulfuric acid corrosion environment such as an exhaust gas chimney of a boiler or an incinerator or a hydrochloric acid corrosion environment such as an exhaust gas chimney of a waste incinerator, and the manufacturability and weldability are improved. Will also be able to provide excellent steel materials. Therefore, the present invention makes an extremely remarkable industrial contribution.

以下に、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
本発明者らの検討により、Cu、Sb、Crを含む耐酸性鋼の耐酸性向上には、鋼材表面で腐食起点となりやすい、窒化物や酸化物を抑制することが有効であることがわかった。まず、酸化物の生成を抑制するには、Alに比べて酸化力が弱いSiを活用することが有効であり、Si/Al比が重要であるこという知見を得た。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
From the studies by the present inventors, it has been found that in order to improve the acid resistance of acid-resistant steel containing Cu, Sb, and Cr, it is effective to suppress nitrides and oxides that tend to be corrosion starting points on the surface of the steel material. .. First, it was found that it is effective to utilize Si, which has a weaker oxidizing power than Al, in order to suppress the formation of oxides, and that the Si / Al ratio is important.

次に、耐酸性の向上に有効なCrは、含有量が過剰であると窒化物を形成しやすくなり、腐食起点となり得る。本発明者らによる検討の結果、Cr、Nの含有量のバランスが重要であり、下記式(1)で求められる耐酸性腐食指数BIを適正な範囲とすることが必要であることがわかった。
BI=(Cr/52)/(N/14)… 式(1)
Next, if the content of Cr, which is effective for improving acid resistance, is excessive, it becomes easy to form a nitride, which can be a starting point of corrosion. As a result of the study by the present inventors, it was found that the balance of the contents of Cr and N is important, and it is necessary to set the acid resistance corrosion index BI obtained by the following formula (1) in an appropriate range. ..
BI = (Cr / 52) / (N / 14) ... Equation (1)

また、CuとSbとを同時に含む鋼では、熱間加工性を確保するために、Cu、Sbの含有量の割合が重要であるという知見を得た。そして、下記式(2)で求められる加工性係数EIを適正な範囲とすることにより、製造性を損なわないように、熱間加工性を確保できることがわかった。これらと併せて、下記式(3)で求められるCeqを適正な範囲にすることにより、優れた耐酸性、熱間加工性及び溶接性を有する鋼材を得ることに成功した。
EI=(Cu/64)/(Sb/122) … 式(2)
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15 … 式(3)
Further, it was found that the ratio of the contents of Cu and Sb is important for the steel containing Cu and Sb at the same time in order to secure the hot workability. Then, it was found that the hot workability can be ensured so as not to impair the manufacturability by setting the workability coefficient EI obtained by the following formula (2) in an appropriate range. In addition to these, by setting the Ceq required by the following formula (3) to an appropriate range, we succeeded in obtaining a steel material having excellent acid resistance, hot workability and weldability.
EI = (Cu / 64) / (Sb / 122) ... Equation (2)
Ceq = C + Mn / 6 + (Cu + Ni) / 5+ (Cr + Mo + V) / 15 ... Equation (3)

本実施形態に係る鋼材の成分について説明する。なお、%の表記は特に断りがない場合は質量%を意味する。 The components of the steel material according to this embodiment will be described. The notation of% means mass% unless otherwise specified.

(C:0.01~0.10%)
Cは、強度を向上させる元素であり、0.01%以上を含有させることが必要である。好ましくはC量を0.03%以上、より好ましくは0.05%以上とする。一方、C量が0.10%を超えると炭化物が増加し、耐酸性が劣化するため、C量を0.10%以下とする。好ましくはC量を0.09%以下、より好ましくは0.08%以下とする。
(C: 0.01 to 0.10%)
C is an element that improves the strength, and it is necessary to contain 0.01% or more. The amount of C is preferably 0.03% or more, more preferably 0.05% or more. On the other hand, if the amount of C exceeds 0.10%, carbides increase and acid resistance deteriorates, so the amount of C is set to 0.10% or less. The amount of C is preferably 0.09% or less, more preferably 0.08% or less.

(Si:0.04~0.40%)
Siは、脱酸及び強度の向上に寄与する元素であり、また、酸化物の形態を制御するために、0.04%以上を含有させることが必要である。好ましくはSi量を0.05%以上とし、より好ましくは0.10%以上とする。一方、0.40%を超えるSiを含有させると酸化物が増加し、耐酸性を損なうため、Si量を0.40%以下とする。好ましくはSi量を0.30%以下とする。
(Si: 0.04 to 0.40%)
Si is an element that contributes to deoxidation and improvement of strength, and it is necessary to contain 0.04% or more in order to control the morphology of the oxide. The amount of Si is preferably 0.05% or more, and more preferably 0.10% or more. On the other hand, if the Si content exceeds 0.40%, the oxide increases and the acid resistance is impaired, so the Si amount is set to 0.40% or less. The amount of Si is preferably 0.30% or less.

(Mn:0.30~1.50%)
Mnは、強度及び靭性を向上させる元素であり、0.30%以上を含有させる。好ましくはMn量を0.50%以上、より好ましくは0.80%以上とする。一方、1.50%を超える量のMnを含有させると、粗大なMnSが生成し、耐食性や機械特性が劣化するため、Mn量を1.50%以下とする。好ましくはMn量を1.20%以下、より好ましくは1.00%以下とする。
(Mn: 0.30 to 1.50%)
Mn is an element that improves strength and toughness, and contains 0.30% or more. The amount of Mn is preferably 0.50% or more, more preferably 0.80% or more. On the other hand, if an amount of Mn exceeding 1.50% is contained, coarse MnS is generated and the corrosion resistance and mechanical properties are deteriorated. Therefore, the amount of Mn is set to 1.50% or less. The amount of Mn is preferably 1.20% or less, more preferably 1.00% or less.

(Cu:0.05~0.50%)
Cuは、Sbと同時に含有させると、硫酸や塩酸に対する耐食性を顕著に発現する極めて重要な元素である。酸性環境での耐食性を確保するために、Cu量を0.05%以上とすることが必要である。好ましくはCu量を0.10%以上、より好ましくは0.150%以上、更に好ましくは0.20%以上とする。一方、Cu量が0.50%を超えると熱間加工性が低下し、製造性を損なうため、0.50%以下とする。好ましくはCu量を0.40%以下、より好ましくは0.30%以下とする。
(Cu: 0.05 to 0.50%)
Cu is an extremely important element that remarkably exhibits corrosion resistance to sulfuric acid and hydrochloric acid when contained at the same time as Sb. In order to ensure corrosion resistance in an acidic environment, it is necessary to set the Cu amount to 0.05% or more. The amount of Cu is preferably 0.10% or more, more preferably 0.150% or more, still more preferably 0.20% or more. On the other hand, if the amount of Cu exceeds 0.50%, the hot workability is lowered and the manufacturability is impaired, so the content is set to 0.50% or less. The amount of Cu is preferably 0.40% or less, more preferably 0.30% or less.

(Sb:0.03~0.30%)
Sbは、上述のように、Cuと同時に含有させると耐酸性を向上させる極めて重要な元素であり、酸性環境での耐食性を確保するため、0.03%以上を含有させることが必要である。好ましくはSb量を0.05%以上、より好ましくは0.08%以上、更に好ましくは0.10%以上とする。一方、Sb量が0.30%を超えると熱間加工性が低下するので、0.30%以下とする。好ましくはSb量を0.15%以下とする。
(Sb: 0.03 to 0.30%)
As described above, Sb is an extremely important element that improves acid resistance when contained at the same time as Cu, and it is necessary to contain 0.03% or more in order to secure corrosion resistance in an acidic environment. The amount of Sb is preferably 0.05% or more, more preferably 0.08% or more, still more preferably 0.10% or more. On the other hand, if the amount of Sb exceeds 0.30%, the hot workability deteriorates, so the amount is set to 0.30% or less. The amount of Sb is preferably 0.15% or less.

(Ni:0.01~0.50%)
Niは、酸性環境での耐食性を向上させる元素であり、Ni量を0.01%以上とする。Cuを含有する場合、Niは製造性を高める効果を発現する。Cuは、耐食性を向上させる効果が大きいが、偏析し易く、単独で含有させると鋳造後の割れを助長する場合がある。これに対して、NiはCuの偏析を軽減する作用がある。Niを含有させると、Cu偏析起因の鋳片の割れの抑制に加えて、偏析に起因する局部腐食の発生も抑制されるため、耐食性を向上させる効果が顕著に発現される。好ましくはNi量を0.03%以上とし、より好ましくは0.05%以上、更に好ましくは0.10%以上とする。一方、Niは高価な元素であるため、コストの観点からNi量を0.50%以下とする。好ましくはNi量を0.30%以下、より好ましくは0.25%以下とする。
(Ni: 0.01-0.50%)
Ni is an element that improves corrosion resistance in an acidic environment, and the amount of Ni is 0.01% or more. When Cu is contained, Ni exhibits the effect of enhancing manufacturability. Cu has a great effect of improving corrosion resistance, but it is easily segregated, and when it is contained alone, it may promote cracking after casting. On the other hand, Ni has the effect of reducing the segregation of Cu. When Ni is contained, in addition to suppressing cracking of the slab due to Cu segregation, the occurrence of local corrosion due to segregation is also suppressed, so that the effect of improving corrosion resistance is remarkably exhibited. The amount of Ni is preferably 0.03% or more, more preferably 0.05% or more, still more preferably 0.10% or more. On the other hand, since Ni is an expensive element, the amount of Ni is set to 0.50% or less from the viewpoint of cost. The amount of Ni is preferably 0.30% or less, more preferably 0.25% or less.

(Cr:0.02~0.50%)
CrはCu、Sbと同様に耐食性を向上させる元素である。特に、CrをCu、Sbと同時に含有させることで高温・高濃度となる酸性環境において優れた耐食性を発揮する。したがって、耐食性確保の観点から0.02%以上のCrを含有させることが必要である。好ましくはCr量を0.05%以上とする。一方、Crを過剰に含有させると、腐食の起点となる窒化物の増加によって、耐酸性を損なうため、Cr量を0.50%以下とする。より、好ましくはCr量を0.30%以下、より好ましくはCr量を0.20%以下とする。
(Cr: 0.02 to 0.50%)
Cr is an element that improves corrosion resistance like Cu and Sb. In particular, by containing Cr at the same time as Cu and Sb, excellent corrosion resistance is exhibited in an acidic environment where the temperature and concentration are high. Therefore, from the viewpoint of ensuring corrosion resistance, it is necessary to contain Cr of 0.02% or more. The amount of Cr is preferably 0.05% or more. On the other hand, if Cr is excessively contained, the amount of Cr is set to 0.50% or less because the increase in the nitride that is the starting point of corrosion impairs the acid resistance. More preferably, the amount of Cr is 0.30% or less, and more preferably the amount of Cr is 0.20% or less.

(Al:0.005~0.055%)
Alは、脱酸剤であり、0.005%以上を含有させることが必要である。好ましくはAl量を0.010%以上、より好ましくは0.020%以上とする。一方、Alを過剰に含有させると、介在物の増加によって、耐酸性を損なうため、Al量を0.055%以下とする。好ましくはAl量を0.050%以下、より好ましくは0.040%以下とする。
(Al: 0.005 to 0.055%)
Al is a deoxidizing agent and needs to contain 0.005% or more. The amount of Al is preferably 0.010% or more, more preferably 0.020% or more. On the other hand, if Al is excessively contained, acid resistance is impaired due to an increase in inclusions, so the amount of Al is set to 0.055% or less. The amount of Al is preferably 0.050% or less, more preferably 0.040% or less.

(N:0.002~0.010%)
Nは、窒化物を形成する元素であり、Crを含有する場合、N量が過剰になると耐食性が低下することから、N量を0.010%以下とする。好ましくはN量を0.008%以下、より好ましくは0.006%以下とする。一方、微細な窒化物は機械特性等の向上に有効であるため、N量を0.002%以上とする。好ましくはN量を0.003%以上とする。
(N: 0.002 to 0.010%)
N is an element that forms a nitride, and when Cr is contained, the corrosion resistance decreases when the amount of N becomes excessive, so the amount of N is set to 0.010% or less. The amount of N is preferably 0.008% or less, more preferably 0.006% or less. On the other hand, since fine nitrides are effective in improving mechanical properties and the like, the amount of N is set to 0.002% or more. The amount of N is preferably 0.003% or more.

(P:0~0.020%)
Pは、不純物であり、鋼材の機械特性や製造性を低下させるため、P量を0.020%以下とする。P量の下限は限定せず、0%でもよいが、コストの観点からP量は0.001%以上であってもよい。
(P: 0 to 0.020%)
P is an impurity and reduces the mechanical properties and manufacturability of the steel material, so the amount of P is 0.020% or less. The lower limit of the P amount is not limited and may be 0%, but the P amount may be 0.001% or more from the viewpoint of cost.

(S:0~0.015%)
Sは、不純物であり、熱間加工性や鋼材の機械特性を低下させるため、S量を0.015%以下とする。S量の下限は限定せず、0%でもよい。Sは、Cu及びSbと同時に含有させると、酸性環境での耐食性を向上させることから、S量は0.001%以上であってもよい。より好ましくはS量を0.005%以上、更に好ましくは0.01%以上としてもよい。
(S: 0 to 0.015%)
Since S is an impurity and deteriorates hot workability and mechanical properties of steel materials, the amount of S is set to 0.015% or less. The lower limit of the amount of S is not limited and may be 0%. When S is contained at the same time as Cu and Sb, the corrosion resistance in an acidic environment is improved. Therefore, the amount of S may be 0.001% or more. The amount of S may be more preferably 0.005% or more, still more preferably 0.01% or more.

(O:0~0.0035%)
Oは、酸化物を生成する元素である。酸性環境において腐食の起点となる粗大な酸化物の生成を抑制するために、O量を0.0035%以下とする。好ましくはO量を0.0030%以下、より好ましくは0.0025%以下とする。O量の下限は限定せず、0%でもよいが、コストの観点からO量は0.0005%以上であってもよい。
(O: 0 to 0.0035%)
O is an element that produces an oxide. The amount of O is set to 0.0035% or less in order to suppress the formation of coarse oxides that are the starting points of corrosion in an acidic environment. The amount of O is preferably 0.0030% or less, more preferably 0.0025% or less. The lower limit of the O amount is not limited and may be 0%, but the O amount may be 0.0005% or more from the viewpoint of cost.

更に、酸性環境での耐食性を向上させるために、Mo、W、Sn、As及びCoからなる群から選択される1種又は2種以上を含有させてもよい。なお、これらの元素は鋼材において必ずしも必須ではないことから、含有量の下限を0%とする。 Further, in order to improve the corrosion resistance in an acidic environment, one or more selected from the group consisting of Mo, W, Sn, As and Co may be contained. Since these elements are not always essential in steel materials, the lower limit of the content is set to 0%.

(Mo:0.50%以下)
Moは、Cu、Sb、Crと同時に含有させることにより、酸性環境での耐食性を向上させる元素である。特に、塩酸に対する耐食性を高めるために、Mo量を0.01%以上とすることができる。より好ましくはMo量を0.05%以上、更に好ましくは0.10%以上とする。一方、Moは高価な元素であるため、コストの観点から、Moの含有量を0.50%以下とする。より好ましくは、0.30%以下、更に好ましくは0.10%以下とする。
(Mo: 0.50% or less)
Mo is an element that improves corrosion resistance in an acidic environment by containing Cu, Sb, and Cr at the same time. In particular, the amount of Mo can be 0.01% or more in order to enhance the corrosion resistance to hydrochloric acid. The amount of Mo is more preferably 0.05% or more, still more preferably 0.10% or more. On the other hand, since Mo is an expensive element, the Mo content is set to 0.50% or less from the viewpoint of cost. It is more preferably 0.30% or less, still more preferably 0.10% or less.

(W:0.50%以下)
Wは、Moと同様にCu、Sb、Crと同時に含有させることにより、酸性環境での耐食性を向上させる元素である。特に、塩酸に対する耐食性を高めるために、W量を0.01%以上とすることができる。より好ましくはW量を0.05%以上、更に好ましくは0.10%以上とする。一方、Wも高価な元素であるため、コストの観点から、Moの含有量を0.50%以下とする。より好ましくは、0.30%以下、更に好ましくは0.10%以下とする。
(W: 0.50% or less)
W is an element that improves corrosion resistance in an acidic environment by containing Cu, Sb, and Cr at the same time as Mo. In particular, the amount of W can be 0.01% or more in order to enhance the corrosion resistance to hydrochloric acid. The amount of W is more preferably 0.05% or more, still more preferably 0.10% or more. On the other hand, since W is also an expensive element, the Mo content is set to 0.50% or less from the viewpoint of cost. It is more preferably 0.30% or less, still more preferably 0.10% or less.

(Sn:0.30%以下)
Snは、酸性環境での耐食性を向上させる元素であり、0.01%以上を含有させてもよい。より好ましくはSn量を0.02%以上、更に好ましくはSn量を0.05%以上とする。一方、Snを過剰に含有させると熱間加工性が低下するので、Sn量を0.30%以下とする。より好ましくはSn量を0.20%以下とする。
(Sn: 0.30% or less)
Sn is an element that improves corrosion resistance in an acidic environment, and may contain 0.01% or more. The Sn amount is more preferably 0.02% or more, and further preferably the Sn amount is 0.05% or more. On the other hand, if Sn is excessively contained, the hot workability is lowered, so the Sn amount is set to 0.30% or less. More preferably, the Sn amount is 0.20% or less.

(As:0.30%以下)
Asは、Sb、Snに比べて効果は顕著ではないが、酸性環境での耐食性の向上に有効な元素であり、0.01%以上を含有させてもよい。より好ましくはAs量を0.02%以上、更に好ましくはAs量を0.05%以上とする。一方、Asを過剰に含有させると熱間加工性が低下するので、As量を0.30%以下とする。より好ましくはAs量を0.20%以下、更に好ましくは0.10%以下とする。
(As: 0.30% or less)
Although the effect of As is not remarkable as compared with Sb and Sn, it is an element effective for improving corrosion resistance in an acidic environment, and may contain 0.01% or more. The amount of As is more preferably 0.02% or more, and further preferably the amount of As is 0.05% or more. On the other hand, if As is excessively contained, the hot workability is deteriorated, so the amount of As is set to 0.30% or less. The amount of As is more preferably 0.20% or less, still more preferably 0.10% or less.

(Co:0.30%以下)
Coは、Sb、Snに比べて効果は顕著ではないが、酸性環境での耐食性を向上させる元素であり、0.01%以上を含有させてもよい。より好ましくはCo量を0.02%以上、更に好ましくはCo量を0.05%以上とする。一方、Coを過剰に含有させる経済性が低下するので、Co量を0.30%以下とする。より好ましくはCo量を0.20%以下、更に好ましくは0.10%以下とする。
(Co: 0.30% or less)
Although the effect of Co is not remarkable as compared with Sb and Sn, Co is an element that improves corrosion resistance in an acidic environment, and may contain 0.01% or more. The Co amount is more preferably 0.02% or more, and further preferably the Co amount is 0.05% or more. On the other hand, since the economic efficiency of excessively containing Co is lowered, the amount of Co is set to 0.30% or less. The amount of Co is more preferably 0.20% or less, still more preferably 0.10% or less.

更に、機械特性などを向上させるために、Ti、Nb、V、Zr、Ta及びBからなる群から選択される1種又は2種以上を含有させてもよい。なお、これらの元素は鋼材において必ずしも必須ではないことから、含有量の下限を0%とする。 Further, in order to improve mechanical properties and the like, one or more selected from the group consisting of Ti, Nb, V, Zr, Ta and B may be contained. Since these elements are not always essential in steel materials, the lower limit of the content is set to 0%.

(Ti:0.050%以下)
Tiは、窒化物を形成し、結晶粒の微細化や強度の向上に寄与する元素であり、0.001%以上を含有させてもよい。より好ましくはTi量を0.005%以上とする。一方、0.050%超のTiを含有させると、窒化物が粗大になり、機械特性が劣化することがあるため、Ti量を0.050%以下とする。より好ましくはTi量を0.040%以下、更に好ましくは0.030%以下、より一層好ましくは0.020%以下とする。
(Ti: 0.050% or less)
Ti is an element that forms a nitride and contributes to the miniaturization of crystal grains and the improvement of strength, and may contain 0.001% or more. More preferably, the amount of Ti is 0.005% or more. On the other hand, if Ti of more than 0.050% is contained, the nitride becomes coarse and the mechanical properties may be deteriorated. Therefore, the Ti amount is set to 0.050% or less. The amount of Ti is more preferably 0.040% or less, further preferably 0.030% or less, and even more preferably 0.020% or less.

(Nb:0.10%以下)
Nbは、Tiと同様に、窒化物を形成する元素であり、結晶粒の微細化や強度の向上を目的として、0.001%以上を含有させてもよい。より好ましくはNb量を0.005%以上とする。一方、0.10%超のNbを含有させると、機械特性が劣化することがあるため、Nb量を0.10%以下とする。より好ましくはNb量を0.050%以下、更に好ましくは0.030%以下、より一層好ましくは0.020%以下とする。
(Nb: 0.10% or less)
Like Ti, Nb is an element that forms a nitride, and may contain 0.001% or more for the purpose of refining crystal grains and improving the strength. More preferably, the amount of Nb is 0.005% or more. On the other hand, if Nb of more than 0.10% is contained, the mechanical properties may be deteriorated, so the amount of Nb is set to 0.10% or less. The amount of Nb is more preferably 0.050% or less, further preferably 0.030% or less, and even more preferably 0.020% or less.

(V:0.10%以下)
Vは、Ti、Nbと同様、窒化物を形成する元素であり、主に、析出強化による強度の改善のために含有させてもよい。効果を得るために、V量を0.005%以上とすることが好ましい。一方、0.10%超のVを含有させると、機械特性が劣化することがあるため、V量を0.10%以下とする。より好ましくはV量を0.050%以下、更に好ましくは0.030%以下、より一層好ましくは0.020%以下とする。
(V: 0.10% or less)
Like Ti and Nb, V is an element that forms a nitride, and may be contained mainly for improving the strength by strengthening precipitation. In order to obtain the effect, the amount of V is preferably 0.005% or more. On the other hand, if V of more than 0.10% is contained, the mechanical properties may be deteriorated, so the amount of V is set to 0.10% or less. The amount of V is more preferably 0.050% or less, further preferably 0.030% or less, and even more preferably 0.020% or less.

(Zr:0.050%以下)
Zrは、Ti、Nb、Vと同様、窒化物を形成する元素であり、主に、析出強化による強度の改善のために含有させてもよい。効果を得るために、Zr量を0.005%以上とすることが好ましい。一方、Zrは高価な元素であり、また、0.050%超のZrを含有させると、機械特性が劣化することがあるため、Zr量を0.050%以下とする。より好ましくはZr量を0.040%以下、更に好ましくは0.030%以下、より一層好ましくは0.020%以下とする。
(Zr: 0.050% or less)
Like Ti, Nb, and V, Zr is an element that forms a nitride, and may be contained mainly for improving the strength by strengthening precipitation. In order to obtain the effect, the amount of Zr is preferably 0.005% or more. On the other hand, Zr is an expensive element, and if Zr of more than 0.050% is contained, the mechanical properties may deteriorate. Therefore, the amount of Zr is set to 0.050% or less. The amount of Zr is more preferably 0.040% or less, further preferably 0.030% or less, and even more preferably 0.020% or less.

(Ta:0.050%以下)
Taは、強度の向上に寄与する元素であり、0.001%以上を含有させてもよい。また、メカニズムは必ずしも明らかでないが、Taは耐食性の向上にも寄与し、より好ましくはTa量を0.005%以上とする。一方、Taを過剰に含有させるとコストが上昇するため、Ta量を0.050%以下とする。より好ましくはTa量を0.040%以下、更に好ましくは0.030%以下、より一層好ましくは0.020%以下とする。
(Ta: 0.050% or less)
Ta is an element that contributes to the improvement of strength, and may contain 0.001% or more. Further, although the mechanism is not always clear, Ta also contributes to the improvement of corrosion resistance, and more preferably, the amount of Ta is 0.005% or more. On the other hand, if Ta is excessively contained, the cost increases, so the amount of Ta is set to 0.050% or less. The amount of Ta is more preferably 0.040% or less, further preferably 0.030% or less, and even more preferably 0.020% or less.

(B:0.010%以下)
Bは焼入性を向上させ、強度を高める元素である。効果を得るためには、B量を0.0003%以上にすることが好ましい。より好ましくはB量を0.0005%以上とする。一方、0.010%を超えるBを含有させても、効果が飽和し、母材、HAZの靭性が低下する場合があり、B量を0.010%以下とする。より好ましくはB量を0.0050%以下、更に好ましくは0.0030%以下、より一層好ましくは0.0020%以下とする。
(B: 0.010% or less)
B is an element that improves hardenability and enhances strength. In order to obtain the effect, the amount of B is preferably 0.003% or more. More preferably, the amount of B is 0.0005% or more. On the other hand, even if B containing more than 0.010% is contained, the effect may be saturated and the toughness of the base material and HAZ may decrease, and the amount of B is set to 0.010% or less. The amount of B is more preferably 0.0050% or less, further preferably 0.0030% or less, and even more preferably 0.0020% or less.

更に、脱酸や介在物の制御を目的として、Ca、Mg及びREMからなる群から選択される1種又は2種以上を含有させてもよい。なお、これらの元素は鋼材において必ずしも必須ではないことから、含有量の下限を0%とする。 Further, for the purpose of deoxidation and control of inclusions, one or more selected from the group consisting of Ca, Mg and REM may be contained. Since these elements are not always essential in steel materials, the lower limit of the content is set to 0%.

(Ca:0.010%以下)
Caは、主に硫化物の形態の制御に用いられる元素であり、また、微細な酸化物を形成させるために、0.0005%以上を含有させてもよい。好ましくはCa量を0.001%以上、より好ましくは0.002%以上とする。一方、0.010%を超えるCaを含有させると機械特性が損なわれる場合があるため、Ca量を0.010%以下とする。より好ましくはCa量を0.005%以下とする。
(Ca: 0.010% or less)
Ca is an element mainly used for controlling the morphology of sulfide, and may contain 0.0005% or more in order to form a fine oxide. The amount of Ca is preferably 0.001% or more, more preferably 0.002% or more. On the other hand, if Ca of more than 0.010% is contained, the mechanical properties may be impaired, so the amount of Ca is set to 0.010% or less. More preferably, the amount of Ca is 0.005% or less.

(Mg:0.010%以下)
Mgは、微細な酸化物を形成させるために、0.0001%以上を含有させてもよい。好ましくはMg量を0.0003%以上、より好ましくは0.0005%以上とする。一方、製造コストの観点から、Mg量を0.010%以下とする。より好ましくはMg量を0.005%以下、更に好ましくは0.003%以下とする。
(Mg: 0.010% or less)
Mg may be contained in an amount of 0.0001% or more in order to form a fine oxide. The amount of Mg is preferably 0.0003% or more, more preferably 0.0005% or more. On the other hand, from the viewpoint of manufacturing cost, the amount of Mg is set to 0.010% or less. The amount of Mg is more preferably 0.005% or less, still more preferably 0.003% or less.

(REM:0.010%以下)
REM(希土類元素)は、主に脱酸に用いられる元素であり、微細な酸化物を形成させるために、0.0001%以上を含有させてもよい。好ましくはREM量を0.0003%以上、より好ましくは0.0005%以上とする。一方、製造コストの観点から、REM量を0.010%以下とする。より好ましくはREM量を0.005%以下、更に好ましくは0.003%以下とする。
(REM: 0.010% or less)
REM (rare earth element) is an element mainly used for deoxidation, and may contain 0.0001% or more in order to form a fine oxide. The REM amount is preferably 0.0003% or more, more preferably 0.0005% or more. On the other hand, from the viewpoint of manufacturing cost, the REM amount is 0.010% or less. The REM amount is more preferably 0.005% or less, still more preferably 0.003% or less.

本実施形態に係る鋼材の化学成分の残部は、鉄(Fe)及び不純物である。不純物とは、鋼材を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料その他の要因により混入する成分であって、本実施形態に係る鋼材に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。ただし、不純物のうち、O、P、Sについては上述のように上限を制限する必要がある。 The balance of the chemical composition of the steel material according to this embodiment is iron (Fe) and impurities. The term "impurity" means a component mixed by raw materials such as ore and scrap and other factors when the steel material is industrially manufactured, and is permitted as long as it does not adversely affect the steel material according to the present embodiment. do. However, among impurities, it is necessary to limit the upper limit for O, P, and S as described above.

本実施形態に係る鋼材は、耐酸性を向上させるために、特定の元素の関係を制御することが必要である。
(Si/Al:7.0~15.0)
Si/Al比(質量比)は、鋼材表面で腐食起点となりやすい酸化物を抑制するために重要な指標である。酸化物の生成を抑制するには、Alに比べて酸化力が弱いSiを活用することが有効であり、Si/Al比を7.0以上にすることによって耐酸性が顕著に向上する。好ましくはSi/Al比を8.0以上、より好ましくは9.0以上とする。一方、Si/Al比が15.0を超えても効果が飽和し、また、Al量の減少に伴って脱酸が不十分になり、酸化物によって耐酸性が低下する場合があるため、上限を15.0とする。好ましくはSi/Al比を14.0以下、より好ましくは13.0以下とする。
In the steel material according to this embodiment, it is necessary to control the relationship of specific elements in order to improve the acid resistance.
(Si / Al: 7.0 to 15.0)
The Si / Al ratio (mass ratio) is an important index for suppressing oxides that tend to be corrosion starting points on the surface of steel materials. In order to suppress the formation of oxides, it is effective to utilize Si, which has a weaker oxidizing power than Al, and the acid resistance is remarkably improved by setting the Si / Al ratio to 7.0 or more. The Si / Al ratio is preferably 8.0 or more, more preferably 9.0 or more. On the other hand, even if the Si / Al ratio exceeds 15.0, the effect is saturated, and as the amount of Al decreases, deoxidation becomes insufficient, and the acid resistance may decrease due to the oxide. Is 15.0. The Si / Al ratio is preferably 14.0 or less, more preferably 13.0 or less.

(BI:0.55~30.00)
耐酸性腐食指数BIは、鋼材表面で腐食起点となりやすい窒化物を抑制するために重要である。Crは、耐酸性の向上に有効であるものの、含有量が過剰であると腐食の起点となる窒化物を形成しやすくなるため、耐酸性を顕著に向上させるには、耐酸性腐食指数BIを30.00以下にすることが必要である。好ましくはBIを30.00以下、より好ましくは15.00以下、更に好ましくは10.00以下、より一層好ましくは5.00以下とする。一方、Crが不足すると、耐酸性の向上の効果が不十分になるため、耐酸性腐食指数BIを0.55以上にすることが必要である。好ましくはBIを0.60以上、より好ましくは0.70以上とする。
(BI: 0.55 to 30.00)
The acid resistance corrosion index BI is important for suppressing nitrides that tend to be corrosion origins on the surface of steel materials. Although Cr is effective in improving acid resistance, if the content is excessive, it becomes easy to form a nitride that is a starting point of corrosion. Therefore, in order to significantly improve acid resistance, the acid resistance corrosion index BI is used. It is necessary to make it 30.00 or less. The BI is preferably 30.00 or less, more preferably 15.00 or less, still more preferably 10.00 or less, and even more preferably 5.00 or less. On the other hand, if Cr is insufficient, the effect of improving acid resistance becomes insufficient, so it is necessary to set the acid resistance corrosion index BI to 0.55 or more. The BI is preferably 0.60 or more, more preferably 0.70 or more.

耐酸性腐食指数BIは、下記式(1)に示されるように、Cr原子及びN原子の数の合計と、炭素原子の数との比である。即ち、Cr/52、N/14は、それぞれ、Cr、Nの含有量を各元素の質量数で除した項である。
BI=(Cr/52)/(N/14)… 式(1)
The acid resistance corrosion index BI is a ratio of the total number of Cr atoms and N atoms to the number of carbon atoms, as shown in the following formula (1). That is, Cr / 52 and N / 14 are terms obtained by dividing the contents of Cr and N by the mass number of each element, respectively.
BI = (Cr / 52) / (N / 14) ... Equation (1)

本実施形態に係る鋼材は、熱間加工性や溶接性を向上させるために、特定の元素の関係を制御することが必要である。
(EI:1.0~6.0)
加工性指数EIは、Cuによる熱間加工性の低下を助長するSbの影響を考慮した指標であり、熱間加工性を確保するために重要である。Cuの含有量に対してSbの含有量が多過ぎると熱間加工性が低下するため、加工性指数EIは1.0以上にする必要がある。好ましくはEIを2.0以上、より好ましくは3.0以上とする。加工性指数EIを大きくすることが、熱間加工性を確保するためには好ましいが、6.0を超えても効果が飽和する。また、Sbが不足して耐酸性の向上の効果が不十分にならないように、加工性指数EIを6.0以下にすることが必要である。好ましくはEIを5.9以下、より好ましくは5.8以下とする。
In the steel material according to the present embodiment, it is necessary to control the relationship between specific elements in order to improve hot workability and weldability.
(EI: 1.0 to 6.0)
The workability index EI is an index considering the influence of Sb that promotes the deterioration of hot workability due to Cu, and is important for ensuring hot workability. If the content of Sb is too large with respect to the content of Cu, the hot workability deteriorates, so the workability index EI needs to be 1.0 or more. The EI is preferably 2.0 or more, more preferably 3.0 or more. Increasing the workability index EI is preferable for ensuring hot workability, but the effect is saturated even if it exceeds 6.0. Further, it is necessary to set the processability index EI to 6.0 or less so that the effect of improving acid resistance is not insufficient due to insufficient Sb. The EI is preferably 5.9 or less, more preferably 5.8 or less.

加工性指数EIは、下記式(2)に示されるように、Cu原子の数と、Sb原子の数との比である。即ち、Cu/64、Sb/122は、それぞれ、Cu、Sbの含有量を各元素の質量数で除した項である。
EI=(Cu/64)/(Sb/122) … 式(2)
The processability index EI is a ratio of the number of Cu atoms to the number of Sb atoms, as shown in the following formula (2). That is, Cu / 64 and Sb / 122 are terms obtained by dividing the contents of Cu and Sb by the mass number of each element, respectively.
EI = (Cu / 64) / (Sb / 122) ... Equation (2)

(Ceq:0.150~0.400)
Ceqは、硬さの上昇による溶接性の劣化を示す指標であり、溶接性を確保するために、0.400以下とする。好ましくはCeqを0.350以下、より好ましくは0.330以下とする。一方、Ceqが低すぎると機械特性が不十分になるため、0.150以上とする。好ましくはCeqを0.180以上、より好ましくは0.200以上とする。Ceqは、下記式(3)に示されるように、公知の指標である。
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15 … 式(3)
(Ceq: 0.150 to 0.400)
Ceq is an index indicating deterioration of weldability due to an increase in hardness, and is set to 0.400 or less in order to ensure weldability. Ceq is preferably 0.350 or less, more preferably 0.330 or less. On the other hand, if Ceq is too low, the mechanical properties will be insufficient, so the value should be 0.150 or higher. Ceq is preferably 0.180 or more, more preferably 0.200 or more. Ceq is a known index as shown in the following formula (3).
Ceq = C + Mn / 6 + (Cu + Ni) / 5+ (Cr + Mo + V) / 15 ... Equation (3)

以上の式(1)~式(3)において、C、Mn、Cu、Sb、Mo、W、Ni、Cr、V、Nは各元素の質量%に基づく含有量を示し、含有しない場合は0である。 In the above formulas (1) to (3), C, Mn, Cu, Sb, Mo, W, Ni, Cr, V, and N indicate the content based on the mass% of each element, and if they are not contained, they are 0. Is.

本実施形態に係る鋼材の製造方法について説明する。本実施形態に係る鋼材には、熱間圧延を施し、更に必要に応じて冷間圧延を施して製造される鋼板、形鋼、鋼管などが含まれる。好ましくは板厚が3mm以上、より好ましくは6mm以上の厚鋼板である。 A method for manufacturing a steel material according to this embodiment will be described. The steel material according to the present embodiment includes steel plates, shaped steels, steel pipes and the like manufactured by hot rolling and, if necessary, cold rolling. A thick steel plate having a plate thickness of 3 mm or more, more preferably 6 mm or more is preferable.

本実施形態に係る鋼材は、常法で鋼を溶製し、成分の調整後、鋳造して得られた鋼片を熱間圧延し、更に必要に応じて冷間圧延を施して製造される。熱間圧延後は、そのまま水冷するか、又は空冷した後、再加熱して焼入れてもよい。熱間圧延後は、コイル状に巻き取ってもよい。熱間圧延後、冷間圧延して、更に熱処理を施してもよい。 The steel material according to the present embodiment is manufactured by melting steel by a conventional method, adjusting the components, hot rolling the steel pieces obtained by casting, and cold rolling if necessary. .. After hot rolling, it may be water-cooled as it is, or it may be air-cooled and then reheated and quenched. After hot rolling, it may be wound into a coil. After hot rolling, cold rolling may be performed and further heat treatment may be performed.

鋼管を製造する場合は、鋼板を管状に成形して溶接してもよく、UO鋼管、電縫鋼管、鍛接鋼管、スパイラル鋼管などにすることができる。鋼片に熱間押出や穿孔圧延を施して製造されるシームレス鋼管も本実施形態に含まれる。 When manufacturing a steel pipe, the steel plate may be formed into a tubular shape and welded, and may be a UO steel pipe, an electrosewn steel pipe, a forge welded steel pipe, a spiral steel pipe, or the like. A seamless steel pipe manufactured by hot-extruding or drilling and rolling a steel piece is also included in the present embodiment.

以下、本発明の実施例を挙げながら、本発明の技術的内容について更に説明する。なお、以下に示す実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。また本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。 Hereinafter, the technical contents of the present invention will be further described with reference to examples of the present invention. The conditions in the examples shown below are one condition example adopted for confirming the feasibility and effect of the present invention, and the present invention is not limited to this one condition example. Further, the present invention can adopt various conditions as long as the gist of the present invention is not deviated and the object of the present invention is achieved.

表1、表2に示す成分の鋼を溶製し、鋼塊を1150℃で2時間加熱後、熱間圧延を行って空冷し、厚みが20mmの鋼板を製造した。なお、表1、表2に示す各鋼の成分の残部は、鉄及び不純物である。 Steels having the components shown in Tables 1 and 2 were melted, the ingots were heated at 1150 ° C. for 2 hours, and then hot-rolled and air-cooled to produce a steel sheet having a thickness of 20 mm. The balance of the components of each steel shown in Tables 1 and 2 is iron and impurities.

Figure 0007099041000001
Figure 0007099041000001

Figure 0007099041000002
Figure 0007099041000002

得られた鋼板から25×25×4mmの試験片を板厚中央部から採取し、湿式#400研磨で仕上げ、耐食性評価用の試験片とした。耐食性の評価は硫酸浸漬試験及び塩酸浸漬試験によって行った。硫酸浸漬試験は、70℃の50%硫酸水溶液に6時間浸漬したものと、140℃の80%硫酸水溶液に6時間浸漬したものとの2水準で行い、塩酸浸漬試験は、60℃の3mol/L塩酸水溶液に6時間浸漬したものの1水準で行い、それぞれ腐食減量によって評価した。 A 25 × 25 × 4 mm test piece was collected from the obtained steel sheet from the central part of the plate thickness and finished by wet # 400 polishing to obtain a test piece for corrosion resistance evaluation. The corrosion resistance was evaluated by a sulfuric acid immersion test and a hydrochloric acid immersion test. The sulfuric acid immersion test was performed at two levels, one immersed in a 50% sulfuric acid aqueous solution at 70 ° C. for 6 hours and the one immersed in an 80% sulfuric acid aqueous solution at 140 ° C. for 6 hours, and the hydrochloric acid immersion test was performed at 3 mol / at 60 ° C. It was immersed in an aqueous solution of L-hydrochloric acid for 6 hours at one level, and each was evaluated by reducing the amount of corrosion.

比較例AAを基準として、30%以上耐食性が向上した(腐食減量が比較例AAの70%以下に低下した)ものを○、50%以上耐食性が向上した(腐食減量が比較例AAの50%以下に低下した)ものを◎、30%未満(腐食減量が比較例AAの70%超)のものを×とした。 Based on Comparative Example AA, those with improved corrosion resistance by 30% or more (corrosion loss decreased to 70% or less of Comparative Example AA) were marked with ○, and those with improved corrosion resistance by 50% or more (corrosion loss was 50% of Comparative Example AA). Those (decreased below) were marked with ⊚, and those with less than 30% (corrosion loss was more than 70% of Comparative Example AA) were marked with x.

また、熱間加工性(加工性)は上記条件で圧延した熱間圧延材表面で、外観目視で割れの有無を判別した。
また、溶接性評価として、JIS Z 3158に基づきy型溶接割れ試験を行った。試験片は16mmtを用い、電流170Aで両面側から溶接後、所定の時間が経過してから表面及び断面の割れの有無を確認した。
As for the hot workability (workability), the presence or absence of cracks was visually determined on the surface of the hot rolled material rolled under the above conditions.
In addition, as a weldability evaluation, a y-type weld crack test was performed based on JIS Z 3158. A 16 mmt test piece was used, and after welding from both sides with a current of 170 A, the presence or absence of cracks on the surface and cross section was confirmed after a predetermined time had elapsed.

また、JIS Z 2241に準拠して引張試験片を作製し、引張試験を行って引張強度を求めた。引張強度が400MPa以上のものを○、400MPa未満のものを×とした。以上の結果を表3に示す。 In addition, a tensile test piece was prepared in accordance with JIS Z 2241, and a tensile test was performed to determine the tensile strength. Those having a tensile strength of 400 MPa or more were evaluated as ◯, and those having a tensile strength of less than 400 MPa were evaluated as x. The above results are shown in Table 3.

Figure 0007099041000003
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表3に示すとおり、鋼No.A~Zは成分、Si/Al比、BI値、EI値、Ceqが本発明の範囲内であり、塩酸及び硫酸に対する耐食性、加工性、溶接性、強度が全て良好である。一方、鋼No.AA~AJは成分、Si/Al比、BI値、EI値、Ceqの何れかが本発明の範囲外であり、塩酸及び硫酸に対する耐食性、加工性、溶接性、強度の何れかが低下している。 As shown in Table 3, Steel No. In A to Z, the components, Si / Al ratio, BI value, EI value, and Ceq are within the range of the present invention, and corrosion resistance to hydrochloric acid and sulfuric acid, processability, weldability, and strength are all good. On the other hand, Steel No. Any of the components, Si / Al ratio, BI value, EI value, and Ceq of AA to AJ is outside the scope of the present invention, and any of corrosion resistance, processability, weldability, and strength against hydrochloric acid and sulfuric acid is lowered. There is.

鋼No.AAは塩酸腐食試験及び硫酸腐食試験の評価の基準とした鋼であるが、Crを含有していないため、本発明の鋼に比べて塩酸及び硫酸に対する耐食性が低下している。Cu量が少ない鋼No.AB、Si/Al比が範囲外の鋼No.AC及びAD、BIが範囲外の鋼No.AE及びAFも、本発明の鋼に比べて塩酸及び硫酸に対する耐食性が低下している。 Steel No. AA is a steel used as a reference for evaluation of hydrochloric acid corrosion test and sulfuric acid corrosion test, but since it does not contain Cr, its corrosion resistance to hydrochloric acid and sulfuric acid is lower than that of the steel of the present invention. Steel No. with a small amount of Cu AB, Steel No. with Si / Al ratio out of range. Steel No. with AC, AD, and BI out of range. AE and AF also have lower corrosion resistance to hydrochloric acid and sulfuric acid than the steel of the present invention.

鋼No.AGはEI値が低いため、加工性が低下している。一方、鋼No.AHはEI値が高いため、塩酸及び硫酸に対する耐食性が低下している。鋼No.AIはCeqが小さく、強度が不十分である。一方、Ceqが大きい鋼No.AJは溶接性が低下している。 Steel No. Since AG has a low EI value, its workability is lowered. On the other hand, Steel No. Since AH has a high EI value, its corrosion resistance to hydrochloric acid and sulfuric acid is lowered. Steel No. AI has a small Ceq and insufficient strength. On the other hand, the steel No. with a large Ceq. AJ has reduced weldability.

以上本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person having ordinary knowledge in the field of the art to which the present invention belongs can come up with various modifications or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. , These are also naturally understood to belong to the technical scope of the present invention.

本発明の鋼材は、重油、石炭などの化石燃料、液化天然ガスなどのガス燃料、都市ごみなどの一般廃棄物、廃油、プラスチック、排タイヤなどの産業廃棄物及び下水汚泥などを燃焼させるボイラーの排煙設備に使用することができる。具体的には、排煙設備の煙道ダクト、ケーシング、熱交換器、2基の熱交換器(熱回収器及び再加熱器)で構成されるガス-ガスヒータ、脱硫装置、電気集塵機、誘引送風機、回転再生式空気予熱器のバスケット材及び伝熱エレメント板などに好適に使用することができる。

The steel material of the present invention is a boiler that burns heavy oil, fossil fuels such as coal, gas fuels such as liquefied natural gas, general waste such as municipal waste, industrial waste such as waste oil, plastics and exhaust tires, and sewage sludge. It can be used for smoke exhaust equipment. Specifically, a gas-gas heater composed of a flue duct, a casing, a heat exchanger, and two heat exchangers (heat recovery device and reheater) for smoke exhaust equipment, a scrubbering device, an electrostatic dust collector, and an attracting blower. , Can be suitably used for basket materials of rotary regeneration type air preheaters, heat transfer element plates, and the like.

Claims (3)

質量%で、
C:0.01~0.10%、
Si:0.04~0.40%、
Mn:0.30~1.50%、
Cu:0.05~0.50%、
Sb:0.03~0.30%、
Ni:0.01~0.50%、
Cr:0.02~0.50%、
Al:0.005~0.055%、
N:0.002~0.010%、
P:0~0.020%、
S:0~0.015%、及び
O:0~0.0035%
を含有し、残部がFe及び不純物からなり、
Siの含有量とAlの含有量とが、質量比で、
Si/Al:7.0~15.0
を満足し、
下記(1)で求められるBIが0.55~30.00であり、
下記(2)で求められるEIが1.0~6.0であり、
下記(3)式で求められるCeqが0.150~0.400であることを特徴とする鋼材。
BI=(Cr/52)/(N/14)… 式(1)
EI=(Cu/64)/(Sb/122)… 式(2)
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15 … 式(3)
ここで、式中、C、Mn、Cu、Sb、Ni、Cr、V、Nは各元素の質量%に基づく含有量を示し、含有しない場合は0である。
By mass%,
C: 0.01-0.10%,
Si: 0.04 to 0.40%,
Mn: 0.30 to 1.50%,
Cu: 0.05 to 0.50%,
Sb: 0.03 to 0.30%,
Ni: 0.01-0.50%,
Cr: 0.02 to 0.50%,
Al: 0.005 to 0.055%,
N: 0.002 to 0.010%,
P: 0 to 0.020%,
S: 0 to 0.015%, and O: 0 to 0.0035%
The balance consists of Fe and impurities.
The content of Si and the content of Al are mass ratios.
Si / Al: 7.0 to 15.0
Satisfied,
The BI required in (1) below is 0.55 to 30.00.
The EI required in (2) below is 1.0 to 6.0.
A steel material having a Ceq obtained by the following equation (3) of 0.150 to 0.400.
BI = (Cr / 52) / (N / 14) ... Equation (1)
EI = (Cu / 64) / (Sb / 122) ... Equation (2)
Ceq = C + Mn / 6 + (Cu + Ni) / 5+ (Cr + Mo + V) / 15 ... Equation (3)
Here, in the formula, C, Mn, Cu, Sb, Ni, Cr, V, and N indicate the content based on the mass% of each element, and when they are not contained, they are 0.
更に、質量%で、
Mo:0.02~0.50%(但し、0.02%を除く。)、
含有することを特徴とする請求項1に記載の鋼材。
Furthermore, by mass%,
Mo: 0.02 to 0.50% (excluding 0.02%),
The steel material according to claim 1, wherein the steel material contains.
更に、質量%で、
W:0.50%以下、
Sn:0.30%以下、
As:0.30%以下、
Co:0.30%以下、
Ti:0.050%以下、
Nb:0.10%以下、
V:0.10%以下、
Zr:0.050%以下、
Ta:0.050%以下
B:0.010%以下
Ca:0.010%以下、
Mg:0.010%以下、及び
REM:0.010%以下
からなる群から選択される1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項2に記載の鋼材。
Furthermore, by mass%,
W: 0.50% or less,
Sn: 0.30% or less,
As: 0.30% or less,
Co: 0.30% or less,
Ti: 0.050% or less,
Nb: 0.10% or less,
V: 0.10% or less,
Zr: 0.050% or less,
Ta: 0.050% or less ,
B: 0.010% or less ,
Ca: 0.010% or less,
Mg: 0.010% or less, and
REM: 0.010% or less
The steel material according to claim 2 , wherein the steel material contains one kind or two or more kinds selected from the group consisting of.
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