JP7147663B2 - Structural Steel Material with Excellent Fatigue Crack Propagation Property and Coating Durability, and Manufacturing Method Therefor - Google Patents

Structural Steel Material with Excellent Fatigue Crack Propagation Property and Coating Durability, and Manufacturing Method Therefor Download PDF

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Description

本発明は、疲労き裂伝播特性と塗装耐久性に優れた構造用鋼材およびその製造方法に関するものである。
本発明は、構造安全性が強く求められる溶接構造物などへ適用される構造用鋼材に関し、主に橋梁などの陸上かつ屋外の大気腐食環境下で用いられ、特に飛来塩分量の多い海上、海岸などの厳しい腐食環境下で使用される構造用鋼材に用いて好適なものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a structural steel material having excellent fatigue crack propagation properties and coating durability, and a method for producing the same.
The present invention relates to structural steel materials that are applied to welded structures, etc., for which structural safety is strongly required. It is suitable for use in structural steel materials used in severe corrosive environments such as.

橋梁などの屋外で用いられる鋼構造物は、通常、何らかの防食処理を施して用いられる。例えば、飛来塩分量が少ない環境では、耐候性鋼が多く用いられている。
ここで、耐候性鋼は、大気暴露環境で使用する場合に、Cu、P、Cr、Niなどの合金元素が濃化した保護性の高いさび層で表面が覆われ、これによって、腐食速度を大きく低下させた鋼材である。このような耐候性鋼を使用した橋梁は、飛来塩分量が少ない環境では、無塗装のまま数十年間の供用に耐え得ることが知られている。
Steel structures used outdoors, such as bridges, are usually used after being subjected to some kind of anticorrosion treatment. For example, weathering steel is often used in environments with a small amount of airborne salt.
Here, when the weathering steel is used in an atmospheric exposure environment, the surface is covered with a highly protective rust layer in which alloy elements such as Cu, P, Cr, and Ni are concentrated. It is a steel material that has been greatly reduced. It is known that bridges using such weather-resistant steel can withstand several decades of service without painting in an environment with a small amount of airborne salt.

一方、海上や海岸近傍などの飛来塩分量の多い環境では、耐候性鋼において保護性の高いさび層が形成され難く、耐候性鋼を無塗装のまま使用することは困難である。このため、海上や海岸近傍などの飛来塩分量の多い環境では、表面に塗装などの防食処理を施した鋼材が一般的に用いられている。 On the other hand, it is difficult to form a highly protective rust layer on weathering steel in an environment with a large amount of airborne salt, such as at sea or near the coast, and it is difficult to use weathering steel without coating. For this reason, in environments where there is a large amount of airborne salt, such as in the sea or near the coast, steel materials whose surfaces have been subjected to anti-corrosion treatment such as painting are generally used.

しかしながら、塗装鋼材では、時間の経過による塗膜の劣化やさびの発生、塗膜の膨れ等により、定期的な塗り替えなどの補修が必要となる。塗り替えに伴う塗装作業は、高所での作業となることが多く、作業自体が困難であるだけでなく、作業にかかる人件費も多大となる。そのため、塗装鋼材を使用する場合には、構造物のメンテナンスコストが増大し、ひいてはライフサイクルコストが増大するという問題があった。 However, coated steel requires periodic repairs such as repainting due to deterioration of the coating film, rust generation, blistering of the coating film, etc. over time. The painting work associated with repainting is often performed at a high place, and not only is the work itself difficult, but the labor cost for the work is also large. Therefore, when using coated steel, there is a problem that the maintenance cost of the structure increases, and thus the life cycle cost increases.

このため、塗り替え塗装の周期を延長することによって、塗装頻度を低減し、構造物のメンテナンスコストを抑制可能な耐食性に優れた鋼材、特には塗装耐久性に優れた構造用鋼材の開発が望まれている。 For this reason, it is desired to develop steel materials with excellent corrosion resistance, especially structural steel materials with excellent coating durability, that can reduce the frequency of coating by extending the cycle of recoating and reduce the maintenance cost of structures. ing.

また、このような構造用の部材として用いられる材料には、その用途によって種々の機械的特性が求められる。例えば、近年では、大型の構造物が増加していることから高強度の材料が求められることが多くなっている。さらに、構造用部材に用いられる鋼材は、常時稼働における繰返し荷重や風、地震等による震動に起因する繰返しに対して構造物の構造安全性を確保しなければならない。繰返し荷重は疲労破壊をもたらすため、上記用途に用いられる構造用鋼に対しては耐疲労特性に優れていることが要求される。 Materials used as such structural members are required to have various mechanical properties depending on their uses. For example, in recent years, the demand for high-strength materials has increased due to the increase in large-sized structures. Furthermore, steel materials used for structural members must ensure the structural safety of structures against repeated loads during constant operation and repeated vibrations caused by wind, earthquakes, and the like. Since cyclic loading causes fatigue fracture, structural steels used for the above applications are required to have excellent fatigue resistance properties.

一般的に、疲労き裂は、溶接部位の止端やルートあるいはスカラップなどの応力集中部から発生し、それが鋼材へと進展して、部材の終局的な破断へと至る。疲労き裂の発生に対しては、応力集中を低減することが重要であり、そのような手法としては溶接止端形状の改善(付加溶接、ピーニング処理など)が効果的であることが知られている。
しかし、数百あるいは数千の溶接部にそのような処理を工業的な規模で実施することは施工時間やコストの観点から非現実的である。そのため、新設された溶接構造物は定期的に検査が行われ、疲労き裂が検出された際には、補修を繰り返して構造安全性を保持していくことが行われるが、このような検査や補修の手間、コストは莫大である。
In general, fatigue cracks are initiated from stress concentration areas such as weld toes, roots, and scallops, and propagate into the steel material, leading to eventual fracture of the member. It is important to reduce stress concentration to prevent fatigue cracks, and it is known that improving the shape of the weld toe (additional welding, peening, etc.) is an effective method for doing so. ing.
However, it is impractical from the standpoint of construction time and cost to carry out such processing on hundreds or thousands of welds on an industrial scale. For this reason, newly constructed welded structures are inspected periodically, and when fatigue cracks are detected, they are repaired repeatedly to maintain structural safety. The labor and cost of maintenance and repair are enormous.

そこで、疲労き裂が発生したとしてもそれが部材の破壊をもたらさぬように鋼材自身に疲労き裂伝播を遅延させる効果を持たせることが、検査や補修の観点からも極めて重要と考えられる。 Therefore, it is considered extremely important from the viewpoint of inspection and repair to give the steel material itself the effect of delaying the propagation of fatigue cracks so that even if fatigue cracks do occur, they will not cause destruction of the member.

このような耐食性や疲労き裂伝播特性に優れた鋼材として、例えば、特許文献1には、質量%で、Pを0.15~0.30%、Crを2.0%超え3.0%未満含有させた高耐候性鋼材が開示されている。
特許文献2には、質量%で、Pを0.03~0.15%、Cuを0.2~0.5%含有させた超塗装耐久性鋼材が開示されている。
特許文献3には、質量%で、Cuを0.05~3.0%、Niを0.05~6.0%、Tiを0.01~1.0%含有させた耐久性に優れた塗装鋼材が開示されている。
特許文献4には、質量%で、Cuを0.05~3.0%、Niを0.05~6.0%、Tiを0.025~0.15%含有させた塗膜耐久性に優れた塗装用鋼材が開示されている。
特許文献5には、質量%で、Cuを0.30~1.00%、Niを1.0~5.5%含有させた高溶接性高耐候性鋼が開示されている。
特許文献6には、質量%で、Cuを0.05~1.0%、Niを0.01~0.5%、Snおよび/またはSbを0.03~0.50%含有させた海浜耐候性に優れた鋼材が開示されている。
特許文献7には、質量%で、Snを0.03~0.50%含有させた耐食性およびZ方向の靱性に優れた鋼材の製造方法が開示されている。
特許文献8には、質量%で、Snを0.15~0.5%含有させた、塩化物を含む乾湿繰り返し環境下で用いられる耐食性に優れた鋼材が開示されている。
特許文献9には、質量%で、Snを0.01~0.5%含有させた、耐食性に優れた鋼材が開示されている。
As a steel material having such excellent corrosion resistance and fatigue crack propagation properties, for example, Patent Document 1 discloses that P is 0.15 to 0.30% and Cr is 2.0% to 3.0% by mass%. A high weathering steel containing less than
Patent Document 2 discloses a super-coated durable steel containing 0.03 to 0.15% P and 0.2 to 0.5% Cu in terms of mass %.
In Patent Document 3, Cu is 0.05 to 3.0%, Ni is 0.05 to 6.0%, and Ti is 0.01 to 1.0% by mass. A coated steel is disclosed.
Patent Document 4 discloses a coating film durability containing 0.05 to 3.0% Cu, 0.05 to 6.0% Ni, and 0.025 to 0.15% Ti by mass%. A superior painting steel is disclosed.
Patent Document 5 discloses a highly weldable and highly weathering steel containing 0.30 to 1.00% Cu and 1.0 to 5.5% Ni by mass.
Patent Document 6 discloses a beach containing 0.05 to 1.0% Cu, 0.01 to 0.5% Ni, and 0.03 to 0.50% Sn and/or Sb in terms of mass %. A steel material having excellent weather resistance is disclosed.
Patent Literature 7 discloses a method of manufacturing a steel material containing 0.03 to 0.50% by mass of Sn and having excellent corrosion resistance and toughness in the Z direction.
Patent Document 8 discloses a steel material containing 0.15 to 0.5% by mass of Sn, which contains chlorides and has excellent corrosion resistance and is used under repeated wet and dry conditions.
Patent Document 9 discloses a steel material with excellent corrosion resistance, containing 0.01 to 0.5% by mass of Sn.

また、特許文献10には、フェライトの結晶方位を制御することによって、板厚方向のき裂伝播速度を低減する方法が示されている。
特許文献11には、フェライト粒径を1~3μmに微細化することによって疲労特性を向上する技術が示されている。
特許文献12には、ミクロ組織を硬質部の素地とこの素地に分散した軟質部とで構成し、両者の硬度差がビッカース硬さで150以上であることを特徴とする疲労亀裂進展抑制効果を有する鋼板が記載されている。
Further, Patent Document 10 discloses a method for reducing the crack propagation speed in the sheet thickness direction by controlling the crystal orientation of ferrite.
Patent Document 11 discloses a technique for improving fatigue characteristics by refining the ferrite grain size to 1 to 3 μm.
In Patent Document 12, the microstructure is composed of a base of a hard part and a soft part dispersed in this base, and the difference in hardness between the two is 150 or more in Vickers hardness. A steel sheet having a

特開平6-93372号公報JP-A-6-93372 特開平6-143489号公報JP-A-6-143489 特開平10-330881号公報JP-A-10-330881 特開2000-169939号公報JP-A-2000-169939 特開平11-172370号公報JP-A-11-172370 特開2006-118011号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-118011 特開2010-7109号公報JP-A-2010-7109 特開2012-255184号公報JP 2012-255184 A 特開2013-166992号公報JP 2013-166992 A 特開平8-199286号公報JP-A-8-199286 特開2002-363644号公報JP-A-2002-363644 特開平7-242992号公報JP-A-7-242992

しかしながら、特許文献1および2のようにPの含有量を増加させると、溶接性が大きく低下する。さらに、特許文献1では、塗装した鋼材の耐食性、すなわち塗装耐久性について、何ら考慮が払われていない。
また、特許文献3、4および5のように、CuやNiの含有量を過度に増加させると、合金コストの増大を招き、それを避けるために合金量を減少させると飛来塩分量の多い地域では耐候性が不十分になる問題が発生する。さらに、特許文献3および4のようにTiを多量に含有させると、鋼材の靱性の劣化を招く。
加えて、特許文献6~9のように、Snなどの含有量を過度に増加させると、やはり合金コストの増大を招くとともに、鋼材の靱性の劣化を招く。
However, when the P content is increased as in Patent Documents 1 and 2, the weldability is greatly reduced. Furthermore, in Patent Document 1, no consideration is given to the corrosion resistance of the coated steel material, that is, the coating durability.
In addition, as in Patent Documents 3, 4 and 5, if the content of Cu or Ni is excessively increased, the alloy cost will increase. Then, the problem of insufficient weather resistance occurs. Furthermore, when a large amount of Ti is contained as in Patent Documents 3 and 4, the toughness of the steel material is deteriorated.
In addition, if the content of Sn or the like is excessively increased as in Patent Documents 6 to 9, the alloy cost will increase and the toughness of the steel material will deteriorate.

特許文献10に記載された技術は、板厚方向以外に進展する疲労き裂伝播特性を向上することができない懸念がある。特許文献11に記載された技術は、圧延機の負荷が大きくなることや、圧延機の占有時間が長くなり、圧延能率が低下することが懸念される。特許文献12には、詳細な製造条件が記載されておらず、特許文献12記載の発明に係る鋼板を製造することは困難を伴う。さらに特許文献12では、亀裂進展の停留効果しか考慮してない。良好な耐疲労特性を得るためには亀裂経路の屈曲も考慮する必要があるが、この点については何ら考慮が払われていない。 There is a concern that the technique described in Patent Literature 10 cannot improve the fatigue crack propagation properties that propagate in directions other than the sheet thickness direction. With the technique described in Patent Document 11, there is a concern that the load on the rolling mill increases, the occupancy time of the rolling mill increases, and the rolling efficiency decreases. Patent Document 12 does not describe detailed manufacturing conditions, and it is difficult to manufacture the steel sheet according to the invention described in Patent Document 12. Furthermore, Patent Document 12 considers only the arresting effect of crack growth. In order to obtain good fatigue resistance, it is necessary to consider bending of the crack path, but no consideration is given to this point.

さらに、上掲した各特許文献では、塗装耐久性と疲労き裂伝播特性の両立を併せて改善することについては何ら検討がなされていない。 Furthermore, in each of the patent documents listed above, no consideration is given to improving both coating durability and fatigue crack propagation characteristics.

本発明は、上記の現状に鑑み開発されたもので、合金コストの過度の増大を招くことなく、橋梁などの屋外の大気腐食環境下、特には飛来塩分量の多い海上や海岸近傍などの厳しい腐食環境下で使用する場合であっても、塗り替え塗装にかかる周期を延長して塗装頻度を低減し、かつ疲労き裂伝播を遅延することが可能な疲労き裂伝播特性および塗装耐久性に優れた構造用鋼材を、その有利な製造方法とともに提供することを目的とする。 The present invention has been developed in view of the above-mentioned current situation. Even when used in a corrosive environment, it has excellent fatigue crack propagation characteristics and paint durability that can extend the cycle of repainting, reduce the painting frequency, and delay fatigue crack propagation. It is an object of the present invention to provide a structural steel product with an advantageous manufacturing method.

なお、「疲労き裂伝播特性に優れた」とは、以下の条件で疲労き裂伝播試験を行った際に、応力拡大係数範囲(ΔK)で20MPa√m(ここで、mはき裂長さ(単位:メートル)を示す)の時の疲労き裂伝播速度が、圧延直角方向および圧延方向とも、5.0×10-8m/cycle以下であることを意味する。
・疲労き裂伝播試験条件
応力比:0.1、周波数:20Hz、試験環境:室温大気中
準拠規格:ASTM E647
(ただし、板厚が25mmを超える場合、一方の面から板厚が25mmになるまで減厚して、試験片を採取する。)
また、「塗装耐久性に優れた」とは、鋼材表面に塗膜を形成し、以下の条件の腐食試験を行った際に、塗膜における初期欠陥部からの片側の膨れ幅が6.5mm以下であることを意味する。
・腐食試験条件
塗膜に付与する初期欠陥:幅1mm、長さ40mmの直線のカット
人工海塩の付着量:6.0g/m
試験時間:1200サイクル(9600時間)
サイクル条件:条件1(温度:60℃、相対湿度:35%、保持時間:3時間)、条件2(温度:40℃、相対湿度:95%、保持時間:3時間)、条件1から条件2および条件2から条件1への各移行時間を1時間とする、合計8時間のサイクル
In addition, "excellent in fatigue crack propagation characteristics" means that when a fatigue crack propagation test is performed under the following conditions, the stress intensity factor range (ΔK) is 20 MPa √ m (here, m is the crack length (unit: meter)) is 5.0×10 −8 m/cycle or less in both the direction perpendicular to the rolling direction and the rolling direction.
・Fatigue crack propagation test conditions Stress ratio: 0.1, frequency: 20 Hz, test environment: in air at room temperature Compliant standard: ASTM E647
(However, if the plate thickness exceeds 25 mm, reduce the thickness from one side until the plate thickness reaches 25 mm and collect the test piece.)
In addition, "excellent coating durability" means that when a coating film is formed on the surface of the steel material and a corrosion test is performed under the following conditions, the swelling width on one side from the initial defect part in the coating film is 6.5 mm. means that:
・Corrosion test conditions Initial defects imparted to the coating film: straight line cut with a width of 1 mm and a length of 40 mm Adherence amount of artificial sea salt: 6.0 g / m 2
Test time: 1200 cycles (9600 hours)
Cycle conditions: condition 1 (temperature: 60°C, relative humidity: 35%, retention time: 3 hours), condition 2 (temperature: 40°C, relative humidity: 95%, retention time: 3 hours), condition 1 to condition 2 and a cycle of 8 hours total, with each transition time from condition 2 to condition 1 being 1 hour

さて、発明者らは、合金コストの増大や靭性の劣化を招くおそれのあるCuやNi、Snなどを多量に含有させることなく優れた塗装耐久性を獲得し、かつ良好な疲労き裂伝播特性を得るべく、種々の成分組成、ミクロ組織形態を有する鋼材を作製し、その塗装耐久性、疲労き裂伝播特性を調査した。
その結果、適量のWを添加すると共に、適切なミクロ組織とすることで塗装耐久性および疲労き裂伝播特性が大幅に向上することを見出した。
By the way, the inventors have obtained excellent coating durability without containing a large amount of Cu, Ni, Sn, etc., which may cause an increase in alloy cost and deterioration of toughness, and a good fatigue crack propagation property. In order to obtain , steel materials with various chemical compositions and microstructural morphologies were produced, and their coating durability and fatigue crack propagation characteristics were investigated.
As a result, the inventors have found that adding an appropriate amount of W and providing an appropriate microstructure greatly improves coating durability and fatigue crack propagation characteristics.

この理由については必ずしも明らかではないが、発明者らは次のように考えている。
(1)Wは、アノード反応に伴って溶出し、地鉄表面近傍さび層中にWO 2-として存在することで、腐食促進因子である塩化物イオンがさび層を透過して地鉄に到達するのを防止する。
(2)また、鋼材表面にWを含む化合物が沈殿することでアノード反応が抑制される。
(3)疲労き裂の進展の停留とき裂経路の屈曲により、疲労き裂伝播特性が向上する。また、硬質相の体積分率によって疲労き裂の進展の停留とき裂経路の屈曲の起こりやすさが変化する。よって、疲労き裂伝播特性を向上させるためには、硬質相の体積分率を制御することが重要である。加えて、Wを添加することにより硬質相が生成しやすくなり、硬質相の体積分率を所望の値としやすくなる。
本発明は、上記の知見に基づき、さらに検討を重ねて完成されたものである。
The reason for this is not necessarily clear, but the inventors believe as follows.
(1) W is eluted with the anode reaction and is present as WO 4 2- in the rust layer near the surface of the base iron. prevent it from reaching
(2) In addition, the precipitation of W-containing compounds on the surface of the steel material suppresses the anode reaction.
(3) Fatigue crack propagation properties are improved due to stagnation of fatigue crack propagation and bending of the crack path. In addition, the susceptibility to stoppage of fatigue crack propagation and bending of the crack path changes depending on the volume fraction of the hard phase. Therefore, in order to improve fatigue crack propagation properties, it is important to control the volume fraction of the hard phase. In addition, the addition of W facilitates formation of a hard phase, making it easier to adjust the volume fraction of the hard phase to a desired value.
The present invention has been completed through further studies based on the above findings.

すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
1.質量%で、
C:0.020%以上、0.200%以下、
Si:0.05%以上、1.00%以下、
Mn:0.20%以上、2.00%以下、
P:0.003%以上、0.030%以下、
S:0.0001%以上、0.0100%以下、
Al:0.001%以上、0.100%以下および
W:0.005%以上、1.000%以下
を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物である成分組成を有し、
ミクロ組織が硬質相と軟質相から構成され、該硬質相の体積分率が0.20~0.80であり、該軟質相におけるフェライトの平均粒径が5~50μmである、疲労き裂伝播特性と塗装耐久性に優れた構造用鋼材。
ここで、軟質相は、ビッカース硬さが225未満の組織であり、硬質相は、ビッカース硬さが225以上の組織である。
That is, the gist and configuration of the present invention are as follows.
1. in % by mass,
C: 0.020% or more and 0.200% or less,
Si: 0.05% or more and 1.00% or less,
Mn: 0.20% or more and 2.00% or less,
P: 0.003% or more and 0.030% or less,
S: 0.0001% or more and 0.0100% or less,
Al: 0.001% or more and 0.100% or less and W: 0.005% or more and 1.000% or less, with the balance being Fe and unavoidable impurities,
Fatigue crack propagation in which the microstructure is composed of a hard phase and a soft phase, the volume fraction of the hard phase is 0.20 to 0.80, and the average grain size of ferrite in the soft phase is 5 to 50 μm Structural steel with excellent properties and paint durability.
Here, the soft phase is a structure with a Vickers hardness of less than 225, and the hard phase is a structure with a Vickers hardness of 225 or more.

2.前記成分組成が、さらに、質量%で、
Cu:0.50%以下、
Ni:0.50%以下、
Sn:0.200%以下、
Sb:0.200%以下および
Mo:0.500%以下
のうちから選ばれる1種または2種以上を含有する、前記1に記載の疲労き裂伝播特性と塗装耐久性に優れた構造用鋼材。
2. The component composition further, in mass %,
Cu: 0.50% or less,
Ni: 0.50% or less,
Sn: 0.200% or less,
1. Structural steel material excellent in fatigue crack propagation properties and coating durability according to 1 above, containing one or more selected from Sb: 0.200% or less and Mo: 0.500% or less .

3.前記成分組成が、さらに、質量%で、
V:0.200%以下、
Ti:0.050%以下、
Zr:0.100%以下、
B:0.0050%以下、
Ca:0.0100%以下、
Mg:0.0100%以下および
REM:0.0100%以下
のうちから選ばれる1種または2種以上を含有する、前記1または2に記載の疲労き裂伝播特性と塗装耐久性に優れた構造用鋼材。
3. The component composition further, in mass %,
V: 0.200% or less,
Ti: 0.050% or less,
Zr: 0.100% or less,
B: 0.0050% or less,
Ca: 0.0100% or less,
3. The structure excellent in fatigue crack propagation properties and coating durability according to 1 or 2 above, containing one or more selected from Mg: 0.0100% or less and REM: 0.0100% or less steel material.

4.下記(1)式で示されるP値が0.5以上、10以下を満たす、前記1乃至3のいずれかに記載の疲労き裂伝播特性と塗装耐久性に優れた構造用鋼材。

P値:10×W+2×Cu+1.5×Ni+3×Mo ・・・(1)
ただし、式中の各元素は、鋼材中の各元素の含有量(質量%)を示す。
4. 4. A structural steel material having excellent fatigue crack propagation properties and coating durability according to any one of 1 to 3 above, wherein the P value represented by the following formula (1) satisfies 0.5 or more and 10 or less.
Note P value: 10 × W + 2 × Cu + 1.5 × Ni + 3 × Mo (1)
However, each element in the formula indicates the content (% by mass) of each element in the steel material.

5.表面に塗膜を有する、前記1乃至4のいずれかに記載の疲労き裂伝播特性と塗装耐久性に優れた構造用鋼材。 5. 5. A structural steel material having excellent fatigue crack propagation properties and coating durability according to any one of 1 to 4 above, which has a coating film on its surface.

6.前記塗膜が、防食下地層、下塗り層、中塗り層および上塗り層を有し、該防食下地層として無機ジンクリッチペイント、該下塗り層としてエポキシ樹脂塗料、該中塗り層として中塗り塗料用ふっ素樹脂、該上塗り層として上塗り塗料用ふっ素樹脂をそれぞれ用いてなる、前記5に記載の疲労き裂伝播特性と塗装耐久性に優れた構造用鋼材。 6. The coating film has an anticorrosion undercoat layer, an undercoat layer, an intermediate coat layer and a topcoat layer, wherein the anticorrosion undercoat layer is an inorganic zinc-rich paint, the undercoat layer is an epoxy resin paint, and the intermediate coat layer is fluorine for an intermediate paint. 5. Structural steel material excellent in fatigue crack propagation property and coating durability as described in 5 above, wherein resin and fluorocarbon resin for topcoat paint are used as the topcoat layer.

7.降伏強度または0.2%耐力が335MPa以上で、かつ、引張強度が490MPa以上である、前記1乃至6のいずれかに記載の疲労き裂伝播特性と塗装耐久性に優れた構造用鋼材。 7. 7. The structural steel material having excellent fatigue crack propagation properties and coating durability according to any one of 1 to 6 above, which has a yield strength or 0.2% proof stress of 335 MPa or more and a tensile strength of 490 MPa or more.

8.前記1乃至4のいずれかに記載の成分組成からなる鋼スラブを、1000℃以上1300℃以下に加熱し、ついで、スラブ加熱温度から850℃までの温度域における圧下率:25%以上、仕上げ圧延温度:(Ar点-40℃)以上の条件で熱間圧延を施したのち、Ar点~(Ar点-80℃)の温度域から冷却速度5℃/s以上で650℃以下400℃以上の温度域まで加速冷却を行う、疲労き裂伝播特性と塗装耐久性に優れた構造用鋼材の製造方法。 8. A steel slab having the chemical composition according to any one of 1 to 4 above is heated to 1000° C. or higher and 1300° C. or lower, and then the reduction ratio in the temperature range from the slab heating temperature to 850° C.: 25% or more, finish rolling Temperature: After hot rolling under conditions of (Ar 3 point - 40 ° C.) or higher, cooling rate 5 ° C./s or higher from the temperature range of Ar 3 point to (Ar 3 point - 80 ° C.) to 650 ° C. or lower 400 A method for manufacturing structural steel materials with excellent fatigue crack propagation properties and coating durability, in which accelerated cooling is performed to a temperature range of ℃ or higher.

本発明によれば、構造安全性が強く求められる溶接構造物、例えば橋梁等を、屋外で、しかも飛来塩分量の多い海上や海岸近傍などの厳しい腐食環境下で使用する場合であっても、塗り替え周期を延長して塗装頻度を低減することが可能で、かつ構造物に用いて応力集中部や溶接部等から疲労き裂が発生したとしても、使用過程での疲労き裂進展を遅らせることが可能な疲労き裂伝播特性および塗装耐久性に優れた構造用鋼材を、低コストで得ることができる。
そして、本発明の疲労き裂伝播特性および塗装耐久性に優れた構造用鋼材を、橋梁などの屋外の大気腐食環境下、特には飛来塩分量の多い海上や海岸近傍などの厳しい腐食環境下で使用される構造物に対して適用することにより、構造物のメンテナンスコスト、ひいてはライフサイクルコストを大幅に低減することができる。
According to the present invention, even when a welded structure such as a bridge, for which structural safety is strongly required, is used outdoors in a severe corrosive environment such as the sea or near the coast where a large amount of airborne salt is present, It is possible to extend the repainting cycle to reduce the frequency of painting, and even if fatigue cracks occur from stress concentration parts or welded parts when used in structures, the propagation of fatigue cracks can be delayed during use. It is possible to obtain a structural steel material with excellent fatigue crack propagation properties and coating durability at low cost.
Then, the structural steel material of the present invention, which has excellent fatigue crack propagation properties and coating durability, is subjected to outdoor atmospheric corrosive environments such as bridges, especially under severe corrosive environments such as seas and near coasts where there is a large amount of airborne salt. By applying it to the structures that are used, it is possible to greatly reduce the maintenance costs of the structures and, in turn, the life cycle costs.

以下、本発明を具体的に説明する。
まず、本発明において鋼の成分組成を前記の範囲に限定した理由について説明する。なお、鋼の成分組成における元素の含有量の単位はいずれも「質量%」であるが、以下、特に断らない限り単に「%」で示す。
C:0.020%以上、0.200%以下
Cは、鋼材の強度を上昇させ、かつ硬質第二相の体積分率を増加させる元素である。このため、Cは、構造用鋼としての所定の強度を確保するため、0.020%以上含有させる必要がある。一方、C含有量が0.200%を超えると、溶接性および靭性が劣化する。したがって、C含有量は0.020%以上、0.200%以下とする。
The present invention will be specifically described below.
First, the reason why the chemical composition of steel is limited to the above range in the present invention will be explained. Although the unit of content of elements in the chemical composition of steel is "% by mass", hereinafter, it is indicated simply as "%" unless otherwise specified.
C: 0.020% or more and 0.200% or less C is an element that increases the strength of the steel material and increases the volume fraction of the hard second phase. Therefore, C needs to be contained in an amount of 0.020% or more in order to secure a predetermined strength as structural steel. On the other hand, when the C content exceeds 0.200%, weldability and toughness deteriorate. Therefore, the C content should be 0.020% or more and 0.200% or less.

Si:0.05%以上、1.00%以下
Siは、脱酸と強度を確保するため0.05%以上含有させる必要がある。一方、Si含有量が1.00%を超えると、靭性および溶接性が著しく劣化する。したがって、Si含有量は0.05%以上、1.00%以下とする。
Si: 0.05% or more and 1.00% or less Si must be contained in an amount of 0.05% or more to ensure deoxidation and strength. On the other hand, when the Si content exceeds 1.00%, the toughness and weldability deteriorate significantly. Therefore, the Si content should be 0.05% or more and 1.00% or less.

Mn:0.20%以上、2.00%以下
Mnは、鋼材の強度を上昇させる元素である。このため、Mnは、構造用鋼としての所定の強度を確保するため、0.20%以上含有させる必要がある。一方、Mn含有量が2.00%を超えると、靭性および溶接性が劣化する。したがって、Mn含有量は0.20%以上、2.00%以下とする。好ましくは0.75%以上、1.80%以下である。
Mn: 0.20% to 2.00% Mn is an element that increases the strength of steel materials. Therefore, Mn must be contained in an amount of 0.20% or more in order to secure a predetermined strength as structural steel. On the other hand, when the Mn content exceeds 2.00%, toughness and weldability deteriorate. Therefore, the Mn content should be 0.20% or more and 2.00% or less. It is preferably 0.75% or more and 1.80% or less.

P:0.003%以上、0.030%以下
Pは、鋼材の塗装耐久性の向上に寄与する元素である。このような効果を得る観点から、Pは0.003%以上含有させる必要がある。一方、P含有量が0.030%を超えると、溶接性が劣化する。したがって、P含有量は0.003%以上、0.030%以下とする。
P: 0.003% or more and 0.030% or less P is an element that contributes to the improvement of coating durability of steel materials. From the viewpoint of obtaining such effects, it is necessary to contain 0.003% or more of P. On the other hand, when the P content exceeds 0.030%, the weldability deteriorates. Therefore, the P content should be 0.003% or more and 0.030% or less.

S:0.0001%以上、0.0100%以下
Sは、溶接性および靭性を劣化させる元素である。このため、S含有量は0.0100%以下とする必要がある。ただし、S含有量を0.0001%未満にしようとすると、生産コストの増大を招く。したがって、S含有量は0.0001%以上、0.0100%以下とする。
S: 0.0001% to 0.0100% S is an element that deteriorates weldability and toughness. Therefore, the S content should be 0.0100% or less. However, an attempt to reduce the S content to less than 0.0001% results in an increase in production costs. Therefore, the S content should be 0.0001% or more and 0.0100% or less.

Al:0.001%以上、0.100%以下
Alは、製鋼時の脱酸に必要な元素である。このような効果を得るため、Alは0.001%以上含有させる必要がある。一方、Al含有量が0.100%を超えると、溶接性に悪影響を及ぼす。したがって、Al含有量は0.001%以上、0.100%以下とする。好ましくは0.005%以上、0.050%未満、より好ましくは、0.010%以上、0.030%未満である。
Al: 0.001% or more and 0.100% or less Al is an element necessary for deoxidation during steelmaking. In order to obtain such effects, it is necessary to contain 0.001% or more of Al. On the other hand, if the Al content exceeds 0.100%, the weldability is adversely affected. Therefore, the Al content should be 0.001% or more and 0.100% or less. It is preferably 0.005% or more and less than 0.050%, more preferably 0.010% or more and less than 0.030%.

W:0.005%以上、1.000%以下
Wは、疲労き裂伝播特性および塗装耐久性を改善する上で重要な元素である。Wは、アノード反応に伴って溶出し、さび層中にWO 2-として分布することによって、腐食促進因子の塩化物イオンがさび層を透過して地鉄に到達するのを静電的に防止する。さらに、鋼材表面にWを含む化合物が沈殿することで、鋼材のアノード反応を抑制する。また、Wを添加することで硬質相が生成しやすくなり、所望の硬質相と軟質相の体積分率比が得やすくなる。
これらの効果を十分に得るためには、Wを0.005%以上含有させる必要がある。一方、W含有量が1.000%を超えると、合金コスト上昇を招き、かつ硬質相分率が高くなりすぎ疲労き裂伝播特性が悪化する。したがって、W含有量は0.005%以上、1.000%以下とする。好ましくは0.010%以上、0.700%以下、より好ましくは0.030%以上0.500%以下、さらに好ましくは0.050%以上、0.100%以下である。
W: 0.005% to 1.000% W is an important element for improving fatigue crack propagation properties and coating durability. W is eluted with the anode reaction and distributed as WO 4 2− in the rust layer, thereby electrostatically preventing chloride ions, which are corrosion-promoting factors, from penetrating the rust layer and reaching the base iron. To prevent. Furthermore, precipitation of compounds containing W on the surface of the steel suppresses the anodic reaction of the steel. In addition, the addition of W facilitates the formation of a hard phase, making it easier to obtain a desired volume fraction ratio between the hard phase and the soft phase.
In order to sufficiently obtain these effects, it is necessary to contain 0.005% or more of W. On the other hand, if the W content exceeds 1.000%, the alloy cost increases and the hard phase fraction becomes too high, deteriorating the fatigue crack propagation characteristics. Therefore, the W content should be 0.005% or more and 1.000% or less. It is preferably 0.010% or more and 0.700% or less, more preferably 0.030% or more and 0.500% or less, and still more preferably 0.050% or more and 0.100% or less.

以上、基本成分について説明したが、本発明では、必要に応じて、以下に述べる元素を適宜含有させることができる。
Cu:0.50%以下
Cuは、さび層中のさび粒を微細化することで緻密なさび層を形成し、腐食促進因子である酸素や塩化物イオンの地鉄への透過を抑制する効果を有する。また、Cuを添加することで硬質相が生成しやすくなる。一方、Cu含有量が0.50%を超えると、合金コストの上昇を招く。したがって、Cuを含有する場合、Cu含有量は0.50%以下とする。好ましくは0.01%以上、0.50%以下、より好ましくは0.03%以上、0.40%以下、さらに好ましくは0.04%以上、0.30%以下、特に好ましくは0.05%以上、0.25%以下である。
Although the basic components have been described above, in the present invention, the elements described below can be appropriately contained as necessary.
Cu: 0.50% or less Cu forms a dense rust layer by refining the rust grains in the rust layer, and has the effect of suppressing the permeation of oxygen and chloride ions, which are factors that promote corrosion, into the base iron. have Also, the addition of Cu facilitates the formation of a hard phase. On the other hand, when the Cu content exceeds 0.50%, the alloy cost increases. Therefore, when Cu is contained, the Cu content is set to 0.50% or less. Preferably 0.01% or more and 0.50% or less, more preferably 0.03% or more and 0.40% or less, still more preferably 0.04% or more and 0.30% or less, particularly preferably 0.05% % or more and 0.25% or less.

Ni:0.50%以下
Niは、さび層中のさび粒を微細化することで緻密なさび層を形成し、腐食促進因子である酸素や塩化物イオンの地鉄への透過を抑制する効果を有する。また、Niを添加することで硬質相が生成しやすくなる。一方、Ni含有量が0.50%を超えると、合金コストの上昇を招く。したがって、Niを含有する場合、Ni含有量は0.50%以下とする。好ましくは0.01%以上、0.50%以下、より好ましくは0.03%以上、0.40%以下、さらに好ましくは0.04%以上、0.30%以下、特に好ましくは、0.05%以上、0.15%以下である。
Ni: 0.50% or less Ni forms a dense rust layer by refining the rust grains in the rust layer, and has the effect of suppressing the penetration of oxygen and chloride ions, which are factors that promote corrosion, into the base iron. have Also, the addition of Ni facilitates the formation of a hard phase. On the other hand, when the Ni content exceeds 0.50%, the alloy cost increases. Therefore, when Ni is contained, the Ni content should be 0.50% or less. Preferably 0.01% or more and 0.50% or less, more preferably 0.03% or more and 0.40% or less, still more preferably 0.04% or more and 0.30% or less, particularly preferably 0.04% or more and 0.30% or less. 05% or more and 0.15% or less.

Sn:0.200%以下
Snは、地鉄表面近傍においてさび層中に存在し、さび粒子を微細化することで腐食促進因子である塩化物イオンがさび層を透過して地鉄に到達するのを防止する。また、Snは、鋼材表面においてアノード反応を抑制する。一方、Sn含有量が0.200%を超えると、鋼の延性や靭性の劣化を招く。したがって、Snを含有する場合、Sn含有量は、0.200%以下とする。好ましくは0.005%以上、0.200%以下、より好ましくは0.010%以上、0.100%以下、さらに好ましくは0.020%以上、0.050%以下である。
Sn: 0.200% or less Sn is present in the rust layer near the surface of the base iron, and refines the rust particles so that chloride ions, which are corrosion-promoting factors, permeate the rust layer and reach the base iron. to prevent In addition, Sn suppresses the anode reaction on the surface of the steel material. On the other hand, when the Sn content exceeds 0.200%, the ductility and toughness of the steel deteriorate. Therefore, when Sn is contained, the Sn content shall be 0.200% or less. It is preferably 0.005% or more and 0.200% or less, more preferably 0.010% or more and 0.100% or less, and still more preferably 0.020% or more and 0.050% or less.

Sb:0.200%以下
Sbは、地鉄表面近傍においてさび層中に存在し、さび粒子を微細化することで腐食促進因子である塩化物イオンがさび層を透過して地鉄に到達するのを防止する。また、Sbは、鋼材表面においてアノード反応を抑制する。一方、Sb含有量が0.200%を超えると、鋼の延性や靭性の劣化を招く。したがって、Sbを含有する場合、Sb含有量は0.200%以下とする。好ましくは0.005%以上、0.200%以下、より好ましくは0.010%以上、0.150%以下、さらに好ましくは0.020%以上、0.100%以下である。
Sb: 0.200% or less Sb exists in the rust layer near the surface of the base iron, and refines the rust particles so that chloride ions, which are corrosion-promoting factors, permeate the rust layer and reach the base iron. to prevent Moreover, Sb suppresses the anode reaction on the surface of the steel material. On the other hand, when the Sb content exceeds 0.200%, the ductility and toughness of the steel deteriorate. Therefore, when Sb is contained, the Sb content shall be 0.200% or less. It is preferably 0.005% or more and 0.200% or less, more preferably 0.010% or more and 0.150% or less, and still more preferably 0.020% or more and 0.100% or less.

Mo:0.500%以下
Moは、鋼材のアノード反応に伴って溶出し、さび層中にMoO 2-が分布することで、腐食促進因子である塩化物イオンがさび層を透過して地鉄に到達するのを防止する。また、鋼材表面にMoを含む化合物が沈殿することで、鋼材のアノード反応を抑制する。さらに、Moを添加することで硬質相が生成しやすくなる。一方、Mo含有量が0.500%を超えると、合金コストの上昇を招く。したがって、Moを含有する場合、Mo含有量は0.500%以下とする。好ましくは0.005%以上、0.500%以下である。
Mo: 0.500% or less Mo is eluted with the anode reaction of the steel material, and MoO 4 2- is distributed in the rust layer. Prevents reaching iron. In addition, a compound containing Mo precipitates on the surface of the steel material, thereby suppressing the anode reaction of the steel material. Furthermore, the addition of Mo makes it easier to generate a hard phase. On the other hand, if the Mo content exceeds 0.500%, the alloy cost will increase. Therefore, when Mo is contained, the Mo content shall be 0.500% or less. It is preferably 0.005% or more and 0.500% or less.

V:0.200%以下
Vは、強度を高める元素である。一方、V含有量が0.200%を超えると、その強度向上効果が飽和する。したがって、Vを含有する場合、V含有量は0.200%以下とする。好ましくは0.005%以上、0.200%以下である。
V: 0.200% or less V is an element that increases strength. On the other hand, when the V content exceeds 0.200%, the effect of improving strength is saturated. Therefore, when V is contained, the V content should be 0.200% or less. It is preferably 0.005% or more and 0.200% or less.

Ti:0.050%以下
Tiは、強度を高める元素である。一方、Ti含有量が0.050%を超えると、靭性の劣化を招く。したがって、Tiを含有する場合、Ti含有量は0.050%以下とする。好ましくは0.005%以上、0.050%以下である。
Ti: 0.050% or less Ti is an element that increases strength. On the other hand, when the Ti content exceeds 0.050%, deterioration of toughness is caused. Therefore, when Ti is contained, the Ti content should be 0.050% or less. It is preferably 0.005% or more and 0.050% or less.

Zr:0.100%以下
Zrは、強度を高める元素である。一方、Zr含有量が0.100%を超えると、その強度向上効果が飽和する。したがって、Zrを含有する場合、Zr含有量は0.100%以下とする。好ましくは0.005%以上、0.100%以下である。
Zr: 0.100% or less Zr is an element that increases strength. On the other hand, when the Zr content exceeds 0.100%, the strength improvement effect is saturated. Therefore, when Zr is contained, the Zr content shall be 0.100% or less. It is preferably 0.005% or more and 0.100% or less.

B:0.0050%以下
Bは、強度を高める元素である。一方、B含有量が0.0050%を超えると、靭性の劣化を招く。したがって、Bを含有する場合、B含有量は0.0050%以下とする。好ましくは0.0001%以上、0.0050%以下である。
B: 0.0050% or less B is an element that increases strength. On the other hand, when the B content exceeds 0.0050%, deterioration of toughness is caused. Therefore, when B is contained, the B content shall be 0.0050% or less. It is preferably 0.0001% or more and 0.0050% or less.

Ca:0.0100%以下
Caは、鋼中のSを固定し、溶接熱影響部の靭性を向上させる元素である。一方、Ca含有量が0.0100%を超えると、鋼中の介在物の量が増加し、かえって靭性の劣化を招く。したがって、Caを含有する場合、Ca含有量は0.0100%以下とする。好ましくは0.0001%以上、0.0100%以下である。
Ca: 0.0100% or less Ca is an element that fixes S in the steel and improves the toughness of the weld heat affected zone. On the other hand, when the Ca content exceeds 0.0100%, the amount of inclusions in the steel increases, rather causing deterioration in toughness. Therefore, when Ca is contained, the Ca content shall be 0.0100% or less. It is preferably 0.0001% or more and 0.0100% or less.

Mg:0.0100%以下
Mgは、鋼中のSを固定し、溶接熱影響部の靭性を向上させる元素である。一方、Mg含有量が0.0100%を超えると、鋼中の介在物の量が増加し、かえって靭性の劣化を招く。したがって、Mgを含有する場合、Mg含有量は0.0100%以下とする。好ましくは0.0001%以上、0.0100%以下である。
Mg: 0.0100% or less Mg is an element that fixes S in the steel and improves the toughness of the weld heat affected zone. On the other hand, when the Mg content exceeds 0.0100%, the amount of inclusions in the steel increases, rather causing deterioration of toughness. Therefore, when Mg is contained, the Mg content shall be 0.0100% or less. It is preferably 0.0001% or more and 0.0100% or less.

REM:0.0100%以下
REMは、鋼中のSを固定し、溶接熱影響部の靭性を向上させる元素である。一方、REM含有量が0.0100%を超えると、鋼中の介在物の量が増加し、かえって靭性の劣化を招く。したがって、REMを含有する場合、REM含有量は0.0100%以下とする。好ましくは0.0001%以上、0.0100%以下である。
REM: 0.0100% or less REM is an element that fixes S in steel and improves the toughness of the weld heat affected zone. On the other hand, if the REM content exceeds 0.0100%, the amount of inclusions in the steel will increase, resulting in deterioration of toughness. Therefore, when REM is contained, the REM content shall be 0.0100% or less. It is preferably 0.0001% or more and 0.0100% or less.

上記以外の成分は、Feおよび不可避的不純物である。なお、不可避的不純物としては、NやOが挙げられ、それぞれN:0.010%以下、O:0.010%以下であれば許容できる。 Components other than the above are Fe and unavoidable impurities. Incidentally, the inevitable impurities include N and O, and N: 0.010% or less and O: 0.010% or less, respectively, are permissible.

P値:10×W+2×Cu+1.5×Ni+3×Mo ・・・(1)
ただし、式中の各元素は、鋼材中の含有量(質量%)を示す。
この(1)式は、硬質相の生成しやすさを示す指標である。すなわち、(1)式で示されるP値が0.5未満では、十分な量の硬質相が生成されず、所望の疲労き裂伝播特性が得られない。一方、P値が10.0を超えると、軟質相の体積分率が低下し、この場合もまた所望の疲労き裂伝播特性が得られない。したがって、P値は0.5以上、10.0以下を満足させることが有利である。より好ましくは0.6以上、9.0以下の範囲である。
P value: 10 x W + 2 x Cu + 1.5 x Ni + 3 x Mo (1)
However, each element in the formula indicates the content (% by mass) in the steel material.
This formula (1) is an index showing the easiness of forming a hard phase. That is, if the P value shown in formula (1) is less than 0.5, a sufficient amount of hard phase is not generated, and desired fatigue crack propagation characteristics cannot be obtained. On the other hand, if the P-value exceeds 10.0, the volume fraction of the soft phase decreases, and in this case also the desired fatigue crack propagation properties cannot be obtained. Therefore, it is advantageous to satisfy a P value of 0.5 or more and 10.0 or less. More preferably, it is in the range of 0.6 or more and 9.0 or less.

次に、本発明におけるミクロ組織形態について説明する。
本発明に係る鋼材のミクロ組織は、構成組織を軟質相中に硬質相が分散した複合組織とする。鋼材組織が硬質相単相あるいは軟質相単相の場合には、疲労き裂伝播を遅延することができない。
軟質相中に疲労き裂先端が存在し、その前方に硬質相が存在すると、塑性域の拘束などを通じ、疲労き裂が硬質相を避けて屈曲や分岐し進展するようになる。このようなき裂の屈曲や分岐は、破面粗さ誘起き裂閉口や応力遮蔽効果をもたらして疲労き裂進展駆動力を低下させる。
Next, the microstructure morphology in the present invention will be explained.
The microstructure of the steel material according to the present invention has a composite structure in which a hard phase is dispersed in a soft phase. Fatigue crack propagation cannot be delayed when the steel material structure is a hard phase single phase or a soft phase single phase.
When the fatigue crack tip exists in the soft phase and the hard phase exists in front of it, the fatigue crack avoids the hard phase and propagates by bending or branching through the constraint of the plastic region. Such bending and branching of cracks bring about fracture surface roughness-induced crack closure and stress shielding effect, which reduces the driving force for fatigue crack propagation.

軟質相はビッカース硬さが225未満の相である。このような軟質相の主相は、フェライトである。また、熱履歴によっては、焼戻しマルテンサイト、焼戻しベイナイトも軟質相である場合がある。また、フェライトの平均粒径は5~50μmとする必要がある。フェライトの平均粒径が5μm未満であると圧延機の負荷が大きくなることや、圧延機の占有時間が長くなり、圧延能率が低下することが懸念される。よってフェライトの平均粒径は5μm以上とする。また、フェライトの平均粒径が50μmを超えると、厚鋼板の基本的な特性である靱性が劣化する。したがって、フェライトの平均粒径は50μm以下とする。
なお、ビッカース硬さ(HV1)は、試験力を9.807Nとして、JIS Z 2244(2009)に準拠して測定する。
A soft phase is a phase with a Vickers hardness of less than 225. A main phase of such a soft phase is ferrite. Tempered martensite and tempered bainite may also be soft phases depending on the thermal history. Also, the average grain size of ferrite must be 5 to 50 μm. If the average grain size of ferrite is less than 5 µm, there is concern that the load on the rolling mill will increase and the rolling mill will be occupied for a longer period of time, resulting in a decrease in rolling efficiency. Therefore, the average grain size of ferrite is set to 5 μm or more. Further, when the average grain size of ferrite exceeds 50 μm, toughness, which is a basic characteristic of steel plates, deteriorates. Therefore, the average grain size of ferrite is set to 50 μm or less.
The Vickers hardness (HV1) is measured according to JIS Z 2244 (2009) with a test force of 9.807N.

また、フェライトの平均粒径は、以下の方法で測定する。
任意の箇所から採取した試料を研磨したサンプルを用いて、3%ナイタール腐食液によりエッチングした圧延方向に平行な断面の板厚1/4位置にて任意の5視野で光学顕微鏡により組織観察を実施する。線分法を用いてフェライトの平均粒径を求める。
Also, the average grain size of ferrite is measured by the following method.
Using a polished sample taken from an arbitrary location, the structure was observed with an optical microscope in arbitrary 5 fields at 1/4 position of the thickness of the cross section parallel to the rolling direction etched with 3% nital corrosive solution. do. Obtain the average grain size of ferrite using the line segment method.

硬質相は、ビッカース硬さが225以上の相である。このような硬質相としては、パーライト、ベイナイト、マルテンサイトがあげられ、また、熱履歴によっては、焼戻しマルテンサイト、焼戻しベイナイトも硬質相になる場合がある。
なお、軟質相と硬質相の判別は、上記した方法により、各ミクロ組織のビッカース硬さを測定することで実施する。
A hard phase is a phase with a Vickers hardness of 225 or more. Such hard phases include pearlite, bainite, and martensite, and depending on the thermal history, tempered martensite and tempered bainite may also become hard phases.
In addition, discrimination between the soft phase and the hard phase is carried out by measuring the Vickers hardness of each microstructure by the method described above.

そして、本発明では、硬質相の体積分率を0.20~0.80とする。硬質相の体積分率が0.20より小さい場合には、軟質相の比率が大きいため、多くの場合、疲労き裂先端は軟質相中に存在し、さらに、その前方に硬質相が存在する状況が少ない。そのため、軟質相中に存在する疲労き裂先端の前方に硬質相が存在することによる、疲労き裂の屈曲や分岐による疲労き裂進展駆動力の低下効果が得られない。一方、硬質相の体積分率が0.80より大きくなると、軟質相の比率が小さいため、多くの場合、疲労き裂先端は硬質相中に存在する。そのため、軟質相中に存在する疲労き裂先端の前方に硬質相が存在することによる、疲労き裂の屈曲や分岐による疲労き裂進展駆動力の低下効果が得られない。
そのため、硬質相の体積分率を0.20~0.80とする。
なお、硬質相の体積分率は、以下のようにして求める。
すなわち、圧延方向に平行な鋼材断面の板厚の1/4位置において、光学顕微鏡観察による組織観察を行い、画像処理によって各ミクロ組織の面積を算出する。ついで、各ミクロ組織からそれぞれ5点を無作為に抽出してビッカース硬さ(HV1)を計測し、ビッカース硬さが225未満の相を軟質相、ビッカース硬さが225以上の相を硬質相と判別する。そして、硬質相と判別したミクロ組織の合計の面積を、観察視野全体の面積で除した値を、硬質相の体積分率とする。
In the present invention, the volume fraction of the hard phase is 0.20 to 0.80. When the volume fraction of the hard phase is less than 0.20, the ratio of the soft phase is large, so in many cases, the fatigue crack tip exists in the soft phase, and the hard phase exists in front of it. few situations. Therefore, the effect of lowering the driving force for fatigue crack growth due to bending and branching of the fatigue crack due to the presence of the hard phase in front of the tip of the fatigue crack present in the soft phase cannot be obtained. On the other hand, when the volume fraction of the hard phase is greater than 0.80, the fatigue crack tip often exists in the hard phase because the ratio of the soft phase is small. Therefore, the effect of lowering the driving force for fatigue crack growth due to bending and branching of the fatigue crack due to the presence of the hard phase in front of the tip of the fatigue crack present in the soft phase cannot be obtained.
Therefore, the volume fraction of the hard phase is set to 0.20 to 0.80.
The volume fraction of the hard phase is determined as follows.
That is, the structure is observed by an optical microscope at the position of 1/4 of the thickness of the cross section of the steel material parallel to the rolling direction, and the area of each microstructure is calculated by image processing. Then, 5 points are randomly selected from each microstructure and the Vickers hardness (HV1) is measured. discriminate. Then, the value obtained by dividing the total area of the microstructure determined as the hard phase by the area of the entire observation field is defined as the volume fraction of the hard phase.

また、本発明の鋼材は、通常、鋼材表面を塗装して使用される。ここで、鋼材表面の塗膜としては、例えば、防食下地層、下塗り層、中塗り層および上塗り層をこの順に有する塗膜が挙げられる。
なお、防食下地層としては無機ジンクリッチペイント(例えば、関西ペイント株式会社製:SDジンク1500)、下塗り層としてはエポキシ樹脂塗料(例えば、関西ペイント株式会社製:エポマリンHB(K))、中塗り層としては中塗り塗装用のふっ素樹脂(例えば、関西ペイント株式会社製:セラテクトF中塗り)、上塗り層として上塗り塗装用のふっ素樹脂(例えば、関西ペイント株式会社製:セラテクトF(K)上塗り)が有利に適合する。また、鋼材表面の塗膜は、プライマー層、下塗り層、中塗り層、上塗り層をこの順に有する塗膜や、防食下地層、下塗り層、上塗り層をこの順に有する塗膜でも良い。
Moreover, the steel material of the present invention is usually used after coating the surface of the steel material. Here, the coating film on the surface of the steel material includes, for example, a coating film having an anticorrosion base layer, an undercoat layer, an intermediate coating layer and a top coating layer in this order.
An inorganic zinc-rich paint (e.g., SD Zinc 1500 manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.) is used as the anticorrosive base layer, and an epoxy resin paint (e.g., Epomarine HB (K), manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.) is used as the undercoat layer. As a layer, a fluororesin for intermediate coating (for example, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.: Ceratect F intermediate coating), and as a topcoat layer, a fluororesin for top coating (eg, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.: Ceratect F (K) topcoat) is advantageously suitable. The coating film on the surface of the steel material may be a coating film having a primer layer, an undercoat layer, an intermediate coating layer and a topcoat layer in this order, or a coating film having an anticorrosive base layer, an undercoat layer and a topcoat layer in this order.

また、本発明の構造用鋼材は、上記成分組成を有する溶鋼を、通常の連続鋳造や分塊法によりスラブとし、このスラブを熱間圧延により厚板や形鋼、薄鋼板、棒鋼等に製造することにより、得られる。 In addition, the structural steel material of the present invention is produced by forming a slab from molten steel having the above chemical composition by ordinary continuous casting or blooming, and hot rolling the slab into thick plates, shaped steels, thin steel plates, steel bars, etc. It is obtained by

特に、以下の製造方法によって製造された鋼材は、降伏強度または0.2%耐力が335MPa以上、引張強度が490MPa以上の特性が得られる。
スラブ加熱温度は、適宜決定してよい。ただし、1300℃を超えてスラブを加熱すると、過度のスケール生成による歩留りの低下およびエネルギー消費量の増大を招く。一方、結晶粒の粗大化による靱性の劣化が問題となる。また、1000℃未満でスラブを加熱すると、スラブの変形抵抗が増大し、続く圧延工程における圧延荷重の増大により圧延が困難となる場合がある。したがって、スラブ加熱温度は1000~1300℃の範囲とする。好ましくは1050~1250℃の範囲である。より好ましくは1080~1200℃の範囲である。
In particular, the steel material manufactured by the following manufacturing method has a yield strength or 0.2% yield strength of 335 MPa or more and a tensile strength of 490 MPa or more.
The slab heating temperature may be determined as appropriate. However, heating the slab above 1300° C. leads to reduced yield and increased energy consumption due to excessive scaling. On the other hand, deterioration of toughness due to coarsening of crystal grains becomes a problem. Moreover, if the slab is heated below 1000° C., the deformation resistance of the slab increases, and rolling may become difficult due to an increase in the rolling load in the subsequent rolling step. Therefore, the slab heating temperature should be in the range of 1000 to 1300.degree. It is preferably in the range of 1050-1250°C. It is more preferably in the range of 1080 to 1200°C.

加熱されたスラブは、(Ar点-40℃)以上の温度で熱間圧延を終了したのち、所望の寸法形状の鋼材とする。仕上げ圧延温度が(Ar点-40℃)未満ではフェライト相が多量に生成し、所望の硬質相の体積分率が得られない。従って、仕上げ圧延温度は(Ar点-40℃)以上とする。好ましくはAr点以上である。
また、熱間圧延におけるスラブ加熱温度から850℃までの温度域における圧下率(=([熱間圧延開始前のスラブの厚み]-[850℃における被圧延材の厚み])÷[熱間圧延開始前のスラブの厚み]×100)が25%以上となるように圧延を行う。この圧延によって、オーステナイト粒が再結晶あるいは部分的に再結晶するため、平均粒径が5μmから50μmのフェライトが得られる。
なお、Ar点は、公知の方法で測定してもよいが、本願では、以下に示す「鉄と鋼 第67巻(1981)p147」に記載される(1)式により、求めた値を用いた。
Ar点(℃)
=910-310×C-80×Mn-20×Cu-55×Ni-80×Mo
ただし、式中の元素は、鋼材中の含有量(質量%)を示す。
The heated slab is hot-rolled at a temperature of (Ar 3 point-40° C.) or higher, and then made into a steel material having desired dimensions and shape. If the finish rolling temperature is less than (Ar 3 point -40°C), a large amount of ferrite phase is formed, and the desired volume fraction of the hard phase cannot be obtained. Therefore, the finish rolling temperature should be (Ar 3 point - 40°C) or higher. Ar is preferably 3 points or more.
In addition, the reduction ratio in the temperature range from the slab heating temperature to 850 ° C. in hot rolling (= ([thickness of slab before the start of hot rolling] - [thickness of material to be rolled at 850 ° C.]) ÷ [hot rolling The thickness of the slab before the start]×100) is 25% or more. By this rolling, the austenite grains are recrystallized or partially recrystallized, so ferrite having an average grain size of 5 μm to 50 μm can be obtained.
The Ar 3 point may be measured by a known method, but in this application, the value obtained by the formula (1) described in "Tetsu to Hagane Vol. 67 (1981) p147" shown below Using.
Ar 3 points (°C)
= 910-310 x C-80 x Mn-20 x Cu-55 x Ni-80 x Mo
However, the elements in the formula indicate the content (% by mass) in the steel material.

熱間圧延を終了した後は加速冷却を実施する。
冷却開始温度はAr点~(Ar点-80℃)の温度域とする。これにより、オーステナイト相からフェライトに代表される軟質相が生成される。
冷却速度は5℃/s以上とする。この加速冷却により、残部オーステナイト部をベイナイトやマルテンサイトなどの硬質相とすることができ、硬質相と軟質相からなる鋼材を製造することができる。
冷却停止温度は650℃以下400℃以上の温度域とする。冷却停止温度が650℃を上回る場合、フェライトなどの軟質相の生成量が多くなり、所望の硬質相の体積分率が得られない。一方、冷却停止温度が400℃を下回る場合、鋼材に反りが発生しやすくなり、矯正などによる製造コストの増大が懸念される。
After hot rolling is completed, accelerated cooling is performed.
The cooling start temperature is in the temperature range from Ar 3 point to (Ar 3 point - 80°C). As a result, a soft phase represented by ferrite is generated from the austenite phase.
The cooling rate should be 5° C./s or more. By this accelerated cooling, the remaining austenite portion can be made into a hard phase such as bainite or martensite, and a steel material consisting of a hard phase and a soft phase can be produced.
The cooling stop temperature is in the temperature range of 650°C or lower and 400°C or higher. If the cooling stop temperature exceeds 650° C., the amount of soft phases such as ferrite produced increases, and the desired hard phase volume fraction cannot be obtained. On the other hand, if the cooling stop temperature is lower than 400° C., the steel material is likely to warp, and there is concern about an increase in production costs due to straightening and the like.

なお、鋼における各元素の含有量は、スパーク放電発光分光分析法、蛍光X線分析法、ICP発光分光分析法、ICP質量分析法または燃焼法等により求めることができる。 The content of each element in steel can be determined by spark discharge emission spectrometry, fluorescent X-ray analysis, ICP emission spectrometry, ICP mass spectrometry, combustion method, or the like.

(実施例1)
表1に示す成分組成(残部はFeおよび不可避的不純物)を有する鋼を溶製し、連続鋳造によりスラブ(厚み250mm)としたのち、表2に示す種々の条件で熱間圧延を行い、熱延後の板厚が12~80mmになる鋼板を得た。なお、No.15では、空冷により室温まで冷却した。
得られた鋼板に対し、以下に示す条件で腐食試験、組織観察、引張試験および疲労き裂伝播試験を実施した。結果を表3に示す。
(Example 1)
A steel having the chemical composition shown in Table 1 (the balance being Fe and unavoidable impurities) was melted, continuously cast into a slab (thickness: 250 mm), and then hot rolled under various conditions shown in Table 2. A steel sheet having a thickness of 12 to 80 mm after rolling was obtained. In addition, No. In 15, it was cooled to room temperature by air cooling.
Corrosion tests, structure observations, tensile tests, and fatigue crack propagation tests were performed on the obtained steel sheets under the following conditions. Table 3 shows the results.

・腐食試験
上記のようにして得た鋼板から70mm×50mm×5mmの試験片を採取した。この試験片の表面に、表面粗さがISO 25178の Sa 2.5となるようショットブラストを施したのち、アセトン中での超音波脱脂を5分間行い、風乾した。ついで、試験片の片面を塗装面とし、防食下地として無機ジンクリッチペイントとしてSDジンク1500(厚さ:75μm)を塗布し、ついで下塗りとしてエポキシ樹脂塗料としてエポマリンHB(K)(厚さ:120μm)を塗布し、ついで中塗りとしてセラテクトF中塗り塗料(厚さ:30μm)を塗布し、ついで上塗りとしてセラテクトF(K)上塗り塗料(厚さ:25μm)を塗布し、防食下地層、下塗り層、中塗り層および上塗り層からなる塗膜を形成した。なお、試験片の他方の片面と端面は、溶剤型のエポキシ樹脂塗料にてシールし、さらにシリコン系のシール剤にて被覆した。
- Corrosion test A test piece of 70 mm x 50 mm x 5 mm was taken from the steel plate obtained as described above. The surface of this test piece was shot-blasted so that the surface roughness was Sa 2.5 of ISO 25178, ultrasonically degreased in acetone for 5 minutes, and air-dried. Next, one side of the test piece was used as a painted surface, and an inorganic zinc-rich paint, SD Zinc 1500 (thickness: 75 μm) was applied as an anticorrosion base, and an epoxy resin paint, Epomarine HB (K) (thickness: 120 μm), was applied as an undercoat. and then apply Ceratect F intermediate paint (thickness: 30 μm) as an intermediate coat, then apply Ceratect F (K) top paint (thickness: 25 μm) as a top coat, anticorrosion base layer, undercoat layer, A coating film consisting of an intermediate coating layer and a top coating layer was formed. The other side and the end face of the test piece were sealed with a solvent type epoxy resin paint and further coated with a silicon-based sealing agent.

上記の塗装後、試験片に形成した塗膜の中央部に、地鉄に到達するように幅:1mm、長さ:40mmの直線のカットを入れ、初期欠陥を設けた。ついで、以下に示す条件にて腐食試験を実施した。
すなわち、試験片表面の人工海塩の付着量が6.0g/mとなるように、人工海塩を純水で所定の濃度に希釈した溶液をスプレーし、試験片に人工海塩を付着させた。ついで、この試験片を用いて、条件1(温度:60℃、相対湿度:35%、保持時間:3時間)、条件2(温度:40℃、相対湿度:95%、保持時間:3時間)、条件1から条件2および条件2から条件1への各移行時間を1時間とする、合計8時間のサイクルを1サイクルとして、これを1200サイクル繰り返す腐食試験を実施した。なお、人工海塩の付着は、週に1回とした。
そして、腐食試験終了後、塗膜における初期欠陥部からの片側の膨れ幅を測定し、塗装耐久性を評価した。
得られた結果を表3に示す。なお、片側の膨れ幅が6.5mm以下であれば、塗装の耐久性に優れると判断した。
After the above coating, a linear cut with a width of 1 mm and a length of 40 mm was made in the central part of the coating film formed on the test piece so as to reach the base steel, thereby forming an initial defect. Then, a corrosion test was carried out under the conditions shown below.
That is, a solution obtained by diluting artificial sea salt with pure water to a predetermined concentration was sprayed so that the amount of artificial sea salt adhered to the surface of the test piece was 6.0 g/m 2 , and the artificial sea salt adhered to the test piece. let me Then, using this test piece, condition 1 (temperature: 60 ° C., relative humidity: 35%, holding time: 3 hours), condition 2 (temperature: 40 ° C., relative humidity: 95%, holding time: 3 hours) A corrosion test was carried out by repeating 1200 cycles of a total of 8 hours, with each transition time from condition 1 to condition 2 and from condition 2 to condition 1 being 1 hour. The artificial sea salt was applied once a week.
After the corrosion test was completed, the width of the swelling on one side of the coating film from the initial defective portion was measured to evaluate the coating durability.
Table 3 shows the results obtained. It was judged that the durability of the coating was excellent when the swelling width on one side was 6.5 mm or less.

・組織観察
組織観察(光学顕微鏡観察)は、任意の箇所から採取した試料を研磨したサンプルを用いて、3%ナイタール腐食液によりエッチングした圧延方向に平行な断面の板厚の1/4位置にて実施した。組織観察は上述した方法により5視野で実施し、硬質相の体積分率を、それら総視野での平均値として求めた。また、軟質相および硬質相を判別するため、フェライト、マルテンサイト、ベイナイト、焼戻しマルテンサイト、焼戻しベイナイト等のミクロ組織ごとにそれぞれ5点を無作為に抽出してビッカース硬さ(HV1)を計測し、ビッカース硬さが225未満の相を軟質相、ビッカース硬さが225以上の相を硬質相に判別した。
なお、No.13を除き、軟質相に占めるフェライトの面積率は95%以上であった。
- Observation of the structure The observation of the structure (observation with an optical microscope) is performed using a polished sample taken from an arbitrary location, and etched with a 3% nital corrosive solution. implemented. The structure was observed in 5 fields of view by the method described above, and the volume fraction of the hard phase was determined as an average value in all the fields of view. In addition, in order to distinguish between the soft phase and the hard phase, five points were randomly selected for each microstructure such as ferrite, martensite, bainite, tempered martensite, and tempered bainite, and the Vickers hardness (HV1) was measured. , a phase having a Vickers hardness of less than 225 was classified as a soft phase, and a phase having a Vickers hardness of 225 or more as a hard phase.
In addition, No. Except for No. 13, the area ratio of ferrite in the soft phase was 95% or more.

・引張試験
得られた鋼板のうち、板厚50mm未満の鋼板は、JIS Z 2241に準拠した1A号あるいは5号引張試験片を用い、全厚の降伏強度または0.2%耐力と、引張強度を評価した。また、板厚50mm以上の鋼板は、JIS Z 2241に準拠した4号引張試験片を用い、板厚1/4位置の降伏強度または0.2%耐力と、引張強度を評価した。試験片本数は各2本とし、その算術平均を当該鋼板の降伏強度あるいは0.2%耐力および引張強度として評価した。
・ Tensile test Among the obtained steel sheets, steel sheets with a thickness of less than 50 mm use JIS Z 2241-compliant No. 1A or No. 5 tensile test pieces, and the full-thickness yield strength or 0.2% yield strength and tensile strength evaluated. For steel sheets with a thickness of 50 mm or more, a No. 4 tensile test piece conforming to JIS Z 2241 was used to evaluate the yield strength or 0.2% yield strength at the position of 1/4 thickness and the tensile strength. The number of test pieces was two, and the arithmetic mean was evaluated as the yield strength or 0.2% yield strength and tensile strength of the steel plate.

・疲労き裂伝播試験
疲労き裂伝播試験は、全厚(板厚25mmを超えるものは25mmtまで片面減厚)のCT試験片を採取し、応力比0.1、周波数20Hz、室温大気中でASTM E647に準拠して行った。なお、当該試験は、き裂を圧延直角方向に進展させる場合と、き裂を圧延方向に進展させる場合のそれぞれで行った。
そして、応力拡大係数範囲(ΔK)で20MPa√m(ここで、mはき裂長さ(単位:メートル)を示す)の時の疲労き裂伝播速度が、圧延直角方向および圧延方向の両方で5.0×10-8m/cycle以下の場合を合格とした。
・Fatigue crack propagation test In the fatigue crack propagation test, a CT test piece of full thickness (thickness on one side is reduced to 25 mmt for plates with a thickness exceeding 25 mm) is collected, stress ratio 0.1, frequency 20 Hz, room temperature atmosphere Conducted according to ASTM E647. The test was conducted in the case where the crack propagated in the direction perpendicular to the rolling direction and in the case where the crack propagated in the rolling direction.
Then, the fatigue crack propagation speed when the stress intensity factor range (ΔK) is 20 MPa√m (here, m indicates the crack length (unit: meter)) is 5 in both the direction perpendicular to the rolling direction and the rolling direction. A case of 0×10 −8 m/cycle or less was regarded as acceptable.

Figure 0007147663000001
Figure 0007147663000001

Figure 0007147663000002
Figure 0007147663000002

Figure 0007147663000003
Figure 0007147663000003

表3より、発明例はいずれも、塗膜の膨れ幅が6.5mm以下で、かつ疲労き裂伝播速度が圧延直角方向および圧延方向の両方で5.0×10-8m/cycle以下であり、塗装耐久性および疲労き裂伝播特性が共に優れることが分かる。
一方、比較例では、塗膜の膨れ幅が6.5mmを超えていたり、疲労き裂伝播速度が5.0×10-8m/cycleを超えており、十分な塗装耐久性や疲労き裂伝播特性が得られなかった。
From Table 3, all invention examples had a coating film swelling width of 6.5 mm or less, and a fatigue crack propagation speed of 5.0 × 10 -8 m/cycle or less in both the rolling direction and the rolling direction. It can be seen that both coating durability and fatigue crack propagation properties are excellent.
On the other hand, in the comparative example, the swelling width of the coating film exceeds 6.5 mm, the fatigue crack propagation speed exceeds 5.0 × 10 -8 m / cycle, and sufficient coating durability and fatigue crack Propagation characteristics were not obtained.

Claims (7)

質量%で、
C:0.051%以上、0.200%以下、
Si:0.05%以上、1.00%以下、
Mn:0.20%以上、2.00%以下、
P:0.003%以上、0.030%以下、
S:0.0001%以上、0.0100%以下、
Al:0.001%以上、0.100%以下および
W:0.034%以上、1.000%以下
を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物である成分組成を有し、
ミクロ組織が硬質相と軟質相から構成され、該硬質相の体積分率が0.29~0.80であり、該軟質相におけるフェライトの平均粒径が5~36μmであって該軟質層に占めるフェライトの面積率が95%以上であり、下記(1)式で示されるP値が0.5以上、10以下を満たす、疲労き裂伝播特性と塗装耐久性に優れた構造用鋼材。
ここで、軟質相は、ビッカース硬さが225未満の組織であり、硬質相は、ビッカース硬さが225以上の組織である。
また、上記ミクロ組織の観察は、任意の箇所から採取した試料を研磨したサンプルを用いて、3%ナイタール腐食液によりエッチングした圧延方向に平行な断面の板厚の1/4位置にて実施し、上記フェライトの平均粒径は、線分法を用いて求め、上記体積分率は、光学顕微鏡観察による組織観察を行い、画像処理によって各ミクロ組織の面積を算出し、硬質相と判別したミクロ組織の合計の面積を、観察視野全体の面積で除した値を、硬質相の体積分率とすることで求める。

P値:10×W+2×Cu+1.5×Ni+3×Mo ・・・(1)
ただし、式中の各元素は、鋼材中の各元素の含有量(質量%)を示す。
in % by mass,
C: 0.051% or more and 0.200% or less,
Si: 0.05% or more and 1.00% or less,
Mn: 0.20% or more and 2.00% or less,
P: 0.003% or more and 0.030% or less,
S: 0.0001% or more and 0.0100% or less,
Al: 0.001% or more and 0.100% or less and W: 0.034% or more and 1.000% or less, with the balance being Fe and unavoidable impurities,
The microstructure is composed of a hard phase and a soft phase, the volume fraction of the hard phase is 0.29 to 0.80, the average grain size of ferrite in the soft phase is 5 to 36 μm, and the soft layer has Structural steel material having excellent fatigue crack propagation properties and coating durability, wherein the area ratio of ferrite is 95% or more, and the P value represented by the following formula (1) satisfies 0.5 or more and 10 or less.
Here, the soft phase is a structure with a Vickers hardness of less than 225, and the hard phase is a structure with a Vickers hardness of 225 or more.
In addition, observation of the microstructure was carried out at a position of 1/4 of the plate thickness of a cross section parallel to the rolling direction etched with a 3% nital corrosive solution using a polished sample taken from an arbitrary location. , The average grain size of the ferrite is obtained using the line segment method, and the volume fraction is obtained by observing the structure by optical microscope observation, calculating the area of each microstructure by image processing, and determining the hard phase. The volume fraction of the hard phase is obtained by dividing the total area of the tissue by the area of the entire observation field.
Note P value: 10 × W + 2 × Cu + 1.5 × Ni + 3 × Mo (1)
However, each element in the formula indicates the content (% by mass) of each element in the steel material.
前記成分組成が、さらに、質量%で、
Cu:0.50%以下、
Ni:0.50%以下、
Sn:0.200%以下、
Sb:0.200%以下および
Mo:0.500%以下
のうちから選ばれる1種または2種以上を含有する、請求項1に記載の疲労き裂伝播特性と塗装耐久性に優れた構造用鋼材。
The component composition further, in mass %,
Cu: 0.50% or less,
Ni: 0.50% or less,
Sn: 0.200% or less,
Sb: 0.200% or less and Mo: 0.500% or less The structural use having excellent fatigue crack propagation properties and coating durability according to claim 1, containing one or more selected from 0.500% or less steel.
前記成分組成が、さらに、質量%で、
V:0.200%以下、
Ti:0.050%以下、
Zr:0.100%以下、
B:0.0050%以下、
Ca:0.0100%以下、
Mg:0.0100%以下および
REM:0.0100%以下
のうちから選ばれる1種または2種以上を含有する、請求項1または2に記載の疲労き裂伝播特性と塗装耐久性に優れた構造用鋼材。
The component composition further, in mass %,
V: 0.200% or less,
Ti: 0.050% or less,
Zr: 0.100% or less,
B: 0.0050% or less,
Ca: 0.0100% or less,
Mg: 0.0100% or less and REM: Excellent in fatigue crack propagation properties and coating durability according to claim 1 or 2, containing one or more selected from 0.0100% or less Structural steel.
表面に塗膜を有する、請求項1乃至3のいずれかに記載の疲労き裂伝播特性と塗装耐久性に優れた構造用鋼材。 A structural steel material having excellent fatigue crack propagation properties and coating durability according to any one of claims 1 to 3, which has a coating film on its surface. 前記塗膜が、防食下地層、下塗り層、中塗り層および上塗り層を有し、該防食下地層として無機ジンクリッチペイント、該下塗り層としてエポキシ樹脂塗料、該中塗り層として中塗り塗料用ふっ素樹脂、該上塗り層として上塗り塗料用ふっ素樹脂をそれぞれ用いてなる、請求項4に記載の疲労き裂伝播特性と塗装耐久性に優れた構造用鋼材。 The coating film has an anticorrosion undercoat layer, an undercoat layer, an intermediate coat layer and a topcoat layer, wherein the anticorrosion undercoat layer is an inorganic zinc-rich paint, the undercoat layer is an epoxy resin paint, and the intermediate coat layer is fluorine for an intermediate paint. 5. A structural steel material having excellent fatigue crack propagation properties and coating durability according to claim 4, wherein said topcoat layer comprises a fluorocarbon resin for topcoat paint. 降伏強度または0.2%耐力が335MPa以上で、かつ、引張強度が490MPa以上である、請求項1乃至5のいずれかに記載の疲労き裂伝播特性と塗装耐久性に優れた構造用鋼材。 The structural steel material having excellent fatigue crack propagation properties and coating durability according to any one of claims 1 to 5, wherein the yield strength or 0.2% proof stress is 335 MPa or more and the tensile strength is 490 MPa or more. 請求項1~6のいずれか1項に記載の構造用鋼材を製造する方法であって、請求項1乃至3のいずれかに記載の成分組成からなる鋼スラブを、1000℃以上1300℃以下に加熱し、ついで、スラブ加熱温度から850℃までの温度域における圧下率:25%以上、仕上げ圧延温度:(Ar点-40℃)以上の条件で熱間圧延を施したのち、Ar点~(Ar点-80℃)の温度域から冷却速度5℃/s以上で650℃以下400℃以上の温度域まで加速冷却を行う、疲労き裂伝播特性と塗装耐久性に優れた構造用鋼材の製造方法。 A method of manufacturing the structural steel material according to any one of claims 1 to 6, wherein the steel slab having the chemical composition according to any one of claims 1 to 3 is heated to 1000° C. or higher and 1300° C. or lower. After heating, hot rolling is performed under the conditions of a reduction ratio of 25% or more in a temperature range from the slab heating temperature to 850 ° C. and a finish rolling temperature of (Ar 3 points - 40 ° C.) or higher, and then Ar 3 points. For structures with excellent fatigue crack propagation characteristics and paint durability, which performs accelerated cooling from a temperature range of ~ (Ar 3 points -80 ° C) to a temperature range of 650 ° C or lower and 400 ° C or higher at a cooling rate of 5 ° C/s or more. A method of manufacturing steel.
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