JP7385106B2 - 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.

火力発電所の火炉および廃棄物焼却施設の焼却炉では、水蒸気、硫黄酸化物、塩化水素などを含む排ガスが発生する。この排ガスは、排ガス煙突などにおいて冷却されると、凝縮して硫酸および塩酸となり、硫酸露点腐食および塩酸露点腐食として知られるように、排ガス流路を構成する鋼材に対し、著しい腐食を引き起こす。 Furnaces at thermal power plants and incinerators at waste incineration facilities generate exhaust gas containing water vapor, sulfur oxides, hydrogen chloride, and the like. When this exhaust gas is cooled in an exhaust gas chimney or the like, it condenses into sulfuric acid and hydrochloric acid, which causes significant corrosion to the steel materials forming the exhaust gas flow path, known as sulfuric acid dew point corrosion and hydrochloric acid dew point corrosion.

このような問題に対し、耐硫酸・塩酸露点腐食鋼および高耐食ステンレス鋼が提案されている。例えば、特許文献1~4では、Cu、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および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 address these problems, sulfuric acid/hydrochloric acid dew point corrosion resistant steels and highly corrosion resistant stainless steels have been proposed. For example, Patent Documents 1 to 4 propose steel materials with excellent sulfuric acid dew point corrosion resistance to which Cu, Sb, Co, Cr, etc. are added. Furthermore, 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 Patent Application Publication No. 2001-164335 特開2003-213367号公報Japanese Patent Application Publication No. 2003-213367 特開2007-239094号公報Japanese Patent Application Publication No. 2007-239094 特開2012-57221号公報JP2012-57221A 特開平7-316745号公報Japanese Patent Application Publication No. 7-316745

Cu、Sb、Cr、Coなどを含有する鋼材は、排ガス煙突のような硫酸腐食環境において、優れた耐食性を発揮する。しかし、発電設備および焼却設備を長寿命化するために、さらなる耐食性の向上が期待されている。 Steel materials containing Cu, Sb, Cr, Co, etc. exhibit excellent corrosion resistance in a sulfuric acid corrosive environment such as an exhaust gas chimney. However, further improvements in corrosion resistance are expected in order to extend the lifespan of power generation equipment and incineration equipment.

また、排ガス煙突に加えて、ガス化溶融炉、熱交換器、ガス-ガスヒータ、脱硫装置、電気集塵機などの焼却炉煙道に使用される鋼材は、鋼板または鋼管として設置されるため、耐食性だけでなく、熱間加工性および溶接性も要求される。 In addition to the flue gas stack, the steel materials used for the incinerator flue, such as the gasification melting furnace, heat exchanger, gas-to-gas heater, desulfurization equipment, and electrostatic precipitator, are installed as steel plates or steel pipes, so they are not only corrosion resistant. In addition, hot workability and weldability are also required.

本発明は上記の問題を解決し、硫酸腐食環境および塩酸腐食環境において、優れた耐食性を有し、かつ、熱間加工性および溶接性に優れた鋼材の提供を課題とする。 An object of the present invention is to solve the above problems and provide a steel material that has excellent corrosion resistance in sulfuric acid corrosive environments and hydrochloric acid corrosive environments, and has excellent hot workability and weldability.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、下記の鋼材を要旨とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and its gist includes the following steel materials.

(1)化学組成が、質量%で、
C:0.010%以上0.20%未満、
Si:0.10~0.50%、
Mn:0.10~1.00%、
S:0.0005~0.015%、
Cu:0.10~0.50%、
Cr:0.10~1.00%、
Sb:0.03~0.15%、
Ni:0.01~0.50%、
Al:0.005~0.10%、
P:0.025%以下、
O:0.0005~0.0035%、
N:0.0010~0.0080%、
残部:Feおよび不純物であり、
Al/Oが3.0~35.0であり、
下記(i)式で定義されるCIが4.0~30.0であり、
下記(ii)式で定義されるDIが0.96~3.00であり、
下記(iii)式で定義されるCeqが0.180~0.380である、
鋼材。
CI=(Cu/64)/(S/32) ・・・(i)
DI=(Cu/64)/(Ni/59) ・・・(ii)
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15 ・・・(iii)
但し、上記式中の元素記号は、鋼材中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合は0を代入するものとする。
(1) The chemical composition is in mass%,
C: 0.010% or more and less than 0.20%,
Si: 0.10 to 0.50%,
Mn: 0.10-1.00%,
S: 0.0005-0.015%,
Cu: 0.10-0.50%,
Cr: 0.10-1.00%,
Sb: 0.03 to 0.15%,
Ni: 0.01-0.50%,
Al: 0.005-0.10%,
P: 0.025% or less,
O: 0.0005-0.0035%,
N: 0.0010-0.0080%,
The remainder: Fe and impurities,
Al/O is 3.0 to 35.0,
CI defined by the following formula (i) is 4.0 to 30.0,
DI defined by the following formula (ii) is 0.96 to 3.00,
Ceq defined by the following formula (iii) is 0.180 to 0.380,
Steel material.
CI=(Cu/64)/(S/32)...(i)
DI=(Cu/64)/(Ni/59)...(ii)
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15...(iii)
However, the element symbol in the above formula represents the content (mass %) of each element contained in the steel material, and if it is not contained, 0 shall be substituted.

(2)前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Ti:0.15%以下、
Mo:0.50%以下、
W:0.50%以下、
Sn:0.30%以下、
As:0.30%以下、
Co:0.30%以下、および
Bi:0.010%以下、
から選択される1種以上を含有するものである、
上記(1)に記載の鋼材。
(2) The chemical composition is in mass % instead of a part of the Fe,
Ti: 0.15% or less,
Mo: 0.50% or less,
W: 0.50% or less,
Sn: 0.30% or less,
As: 0.30% or less,
Co: 0.30% or less, and Bi: 0.010% or less,
Contains one or more selected from
The steel material described in (1) above.

(3)前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Nb:0.10%以下、
V:0.10%以下、
Zr:0.050%以下、
Ta:0.050%以下、および
B:0.010%以下、
から選択される1種以上を含有するものである、
上記(1)または(2)に記載の鋼材。
(3) The chemical composition is in mass % instead of a part of the Fe,
Nb: 0.10% or less,
V: 0.10% or less,
Zr: 0.050% or less,
Ta: 0.050% or less, and B: 0.010% or less,
Contains one or more selected from
The steel material described in (1) or (2) above.

(4)前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Ca:0.010%以下、
Mg:0.010%以下、および
REM:0.010%以下、
から選択される1種以上を含有するものである、
上記(1)から(3)までのいずれかに記載の鋼材。
(4) The chemical composition is in mass % instead of a part of the Fe,
Ca: 0.010% or less,
Mg: 0.010% or less, and REM: 0.010% or less,
Contains one or more selected from
The steel material according to any one of (1) to (3) above.

本発明によれば、酸腐食環境において耐食性を有し、熱間加工性および溶接性の両方に優れた鋼材を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a steel material that has corrosion resistance in an acid corrosion environment and has excellent both hot workability and weldability.

本発明者らは前記した課題を解決するために、鋼材の耐食性、熱間加工性、溶接性を詳細に調査した結果、以下の知見を得るに至った。 In order to solve the above-described problems, the present inventors conducted a detailed investigation into the corrosion resistance, hot workability, and weldability of steel materials, and as a result, they came to the following findings.

Cu、Sb、Crを含む耐食性鋼に生じた腐食の原因を検討したところ、鋼材表面で生成する酸化物および介在物が起点であることが分かった。そこで、まず、酸化物の生成を抑制するためには、Alの含有量とOの含有量との質量に基づく比であるAl/Oを3.0~35.0とすることが重要であるという知見を得た。 When the cause of corrosion that occurred in corrosion-resistant steel containing Cu, Sb, and Cr was investigated, it was found that the origin was oxides and inclusions generated on the surface of the steel material. Therefore, in order to suppress the generation of oxides, it is important to set Al/O, which is the ratio based on mass of Al content to O content, to 3.0 to 35.0. I got this knowledge.

また、Sの含有量を減少させることで介在物の生成を抑制することができる。しかし、CuとSとを同時に含有させると、鋼材表面にCuSの難溶性被膜を形成し、予想以上に鋼材の耐食性を向上させることが分かった。つまり、CuおよびSの含有量のバランスが重要であり、耐酸性腐食指数CI=(Cu/64)/(S/32)の値を4.0~30.0とすることで、鋼板表面でCuSの被膜を形成させつつ、腐食の起点となりやすい介在物の生成を抑制することができる。 Furthermore, by reducing the S content, the generation of inclusions can be suppressed. However, it has been found that when Cu and S are contained simultaneously, a hardly soluble CuS film is formed on the surface of the steel material, and the corrosion resistance of the steel material is improved more than expected. In other words, the balance of Cu and S content is important, and by setting the acid corrosion index CI = (Cu/64)/(S/32) to a value of 4.0 to 30.0, the steel plate surface While forming a CuS film, it is possible to suppress the generation of inclusions that tend to become a starting point for corrosion.

一方で、Cuは耐食性に有効であるものの表面赤熱脆性を生じ、鋼中の固溶限を超えたCuが結晶粒界および地鉄表面に偏析して、表面割れの原因となる。そこで、Cuの含有量について検討を重ねた結果、CuとNiとを同時に含有させ、赤熱脆化指数DI=(Cu/64)/(Ni/59)の値を0.96~3.00とすることで、耐食性を維持しつつ、表面割れを抑制し、安定した熱間加工性を維持できることを明らかにした。 On the other hand, although Cu is effective for corrosion resistance, it causes surface red brittleness, and Cu that exceeds the solid solubility limit in steel segregates at grain boundaries and the surface of the steel base, causing surface cracks. Therefore, as a result of repeated studies on the Cu content, we decided to include Cu and Ni at the same time, and the value of the red heat embrittlement index DI = (Cu/64)/(Ni/59) was set to 0.96 to 3.00. By doing so, it was revealed that while maintaining corrosion resistance, surface cracking could be suppressed and stable hot workability could be maintained.

さらに、上記条件を満足し、溶接性に優れた鋼材を得るためには、炭素当量Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15を0.180~0.380とすることが重要であることを見出した。 Furthermore, in order to satisfy the above conditions and obtain a steel material with excellent weldability, it is important to set the carbon equivalent Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15 to 0.180 to 0.380. I found that.

本発明は、上記知見に基づいてなされたものである。以下、本発明の各要件について詳しく説明する。 The present invention has been made based on the above findings. Hereinafter, each requirement of the present invention will be explained in detail.

(A)化学組成
各元素の限定理由は下記のとおりである。なお、以下の説明において含有量についての「%」は、「質量%」を意味する。
(A) Chemical composition The reasons for limiting each element are as follows. In addition, in the following description, "%" regarding content means "mass %".

C:0.010%以上0.20%未満
Cは、鋼材の強度を向上させる元素である。しかしながら、Cが過剰に含有された場合、炭化物が増加し、耐食性が劣化する。そのため、C含有量は0.010%以上0.20%未満とする。C含有量は0.030%以上であるのが好ましく、0.050%以上であるのがより好ましい。また、C含有量は0.15%以下であるのが好ましく、0.10%以下であるのがより好ましい。
C: 0.010% or more and less than 0.20% C is an element that improves the strength of steel materials. However, when C is contained excessively, carbides increase and corrosion resistance deteriorates. Therefore, the C content is set to 0.010% or more and less than 0.20%. The C content is preferably 0.030% or more, more preferably 0.050% or more. Further, the C content is preferably 0.15% or less, more preferably 0.10% or less.

Si:0.10~0.50%
Siは、脱酸および強度の向上に寄与し、酸化物の形態を制御する元素である。しかしながら、Siが過剰に含有された場合、酸化物が増加し、耐食性を損なう。そのため、Si含有量は0.10~0.50%とする。Si含有量は0.15%以上であるのが好ましく、0.20%以上であるのがより好ましい。また、Si含有量は0.40%以下であるのが好ましく、0.30%以下であるのがより好ましい。
Si: 0.10~0.50%
Si is an element that contributes to deoxidation and improvement of strength, and controls the morphology of oxides. However, when Si is contained excessively, oxides increase and corrosion resistance is impaired. Therefore, the Si content is set to 0.10 to 0.50%. The Si content is preferably 0.15% or more, more preferably 0.20% or more. Further, the Si content is preferably 0.40% or less, more preferably 0.30% or less.

Mn:0.10~1.00%
Mnは、強度および靭性を向上させる元素である。しかしながら、Mnが過剰に含有された場合、粗大なMnSが生成し、耐食性および機械特性が劣化する。そのため、Mn含有量は0.10~1.00%とする。Mn含有量は0.30%以上であるのが好ましく、0.50%以上であるのがより好ましい。また、Mn含有量は0.85%以下であるのが好ましく、0.70%以下であるのがより好ましい。
Mn: 0.10-1.00%
Mn is an element that improves strength and toughness. However, when Mn is contained excessively, coarse MnS is generated, resulting in deterioration of corrosion resistance and mechanical properties. Therefore, the Mn content is set to 0.10 to 1.00%. The Mn content is preferably 0.30% or more, more preferably 0.50% or more. Further, the Mn content is preferably 0.85% or less, more preferably 0.70% or less.

S:0.0005~0.015%
Sは、Cuとの組み合わせによってCuSを形成することで予想以上の耐食性を発揮する元素である。しかしながら、Sが過剰に含有された場合、熱間加工性および鋼材の機械特性を低下させる。そのため、S含有量は0.0005~0.015%とする。S含有量は0.0010%以上であるのが好ましく、0.0050%以上であるのがより好ましい。また、S含有量は0.008%以下であるのが好ましい。
S: 0.0005-0.015%
S is an element that exhibits better corrosion resistance than expected by forming CuS in combination with Cu. However, when S is contained excessively, hot workability and mechanical properties of the steel material are reduced. Therefore, the S content is set to 0.0005 to 0.015%. The S content is preferably 0.0010% or more, more preferably 0.0050% or more. Further, the S content is preferably 0.008% or less.

Cu:0.10~0.50%
Cuは、Sbと同時に含有させると、硫酸および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。しかしながら、Cuが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下し、製造性を損なう。そのため、Cu含有量は0.10~0.50%とする。Cu含有量は0.15%以上であるのが好ましく、0.20%以上であるのがより好ましい。また、Cu含有量は0.40%以下であるのが好ましく、0.30%以下であるのがより好ましい。
Cu: 0.10~0.50%
Cu is an extremely important element that, when contained simultaneously with Sb, significantly exhibits corrosion resistance against sulfuric acid and hydrochloric acid. However, when Cu is contained excessively, hot workability decreases and manufacturability is impaired. Therefore, the Cu content is set to 0.10 to 0.50%. The Cu content is preferably 0.15% or more, more preferably 0.20% or more. Further, the Cu content is preferably 0.40% or less, more preferably 0.30% or less.

Cr:0.10~1.00%
Crは、CuおよびSbと同様に耐食性を向上させる元素である。特に、CrをCuおよび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。しかしながら、Crが過剰に含有された場合、腐食の起点となる窒化物の増加により耐食性を損なう。そのため、Cr含有量は0.10~1.00%とする。Cr含有量は0.15%以上であるのが好ましい。また、Cr含有量は0.80%以下であるのが好ましく、0.70%以下であるのがより好ましい。
Cr:0.10~1.00%
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 with high temperature and high concentration. However, when Cr is contained excessively, corrosion resistance is impaired due to an increase in nitrides, which serve as starting points for corrosion. Therefore, the Cr content is set to 0.10 to 1.00%. It is preferable that the Cr content is 0.15% or more. Further, the Cr content is preferably 0.80% or less, more preferably 0.70% or less.

Sb:0.03~0.15%
Sbは、上述のように、Cuと同時に含有させると耐食性を向上させる極めて重要な元素である。しかしながら、Sbが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下する。そのため、Sb含有量は0.03~0.15%とする。Sb含有量は0.08%以上であるのが好ましい。また、Sb含有量は0.13%以下であるのが好ましい。
Sb: 0.03-0.15%
As mentioned above, Sb is an extremely important element that improves corrosion resistance when contained together with Cu. However, when Sb is contained excessively, hot workability decreases. Therefore, the Sb content is set to 0.03 to 0.15%. It is preferable that the Sb content is 0.08% or more. Moreover, it is preferable that the Sb content is 0.13% or less.

Ni:0.01~0.50%
Niは、Cuを含有する鋼において、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の表面偏析を軽減する作用がある。Niを含有させることで、Cuの偏析および鋳片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。しかしながら、Niは高価な元素であり、多量の含有は製鋼コストの増大を招く。そのため、Ni含有量を0.01~0.50%とする。Ni含有量は0.05%以上であるのが好ましく、0.10%以上であるのがより好ましく、0.15%以上であるのがさらに好ましい。また、Ni含有量は0.30%以下であるのが好ましく、0.25%以下であるのがより好ましい。
Ni: 0.01~0.50%
Ni exhibits the effect of increasing manufacturability in steel containing Cu. Cu has a great effect on improving corrosion resistance, but it tends to segregate, and when contained alone, it may promote cracking after casting. On the other hand, Ni has the effect of reducing surface segregation of Cu. By containing Ni, in addition to suppressing Cu segregation and slab cracking, occurrence of local corrosion due to segregation is also suppressed, so the effect of improving corrosion resistance is significantly exhibited. However, Ni is an expensive element, and containing a large amount increases steel manufacturing costs. Therefore, the Ni content is set to 0.01 to 0.50%. The Ni content is preferably 0.05% or more, more preferably 0.10% or more, and even more preferably 0.15% or more. Further, the Ni content is preferably 0.30% or less, more preferably 0.25% or less.

Al:0.005~0.10%
Alは、脱酸剤として添加される。しかしながら、Alが過剰に含有された場合、介在物の増加によって耐食性を損なう。そのため、Al含有量は0.005~0.10%とする。Al含有量は0.020%以上であるのが好ましい。また、Al含有量は0.050%以下であるのが好ましい。
Al: 0.005-0.10%
Al is added as a deoxidizing agent. However, when Al is contained excessively, corrosion resistance is impaired due to an increase in inclusions. Therefore, the Al content is set to 0.005 to 0.10%. It is preferable that the Al content is 0.020% or more. Further, the Al content is preferably 0.050% or less.

P:0.025%以下
Pは、不純物であり、鋼材の機械特性および製造性を低下させる。そのため、P含有量に上限を設けて0.025%以下とする。P含有量は0.020%以下であるのが好ましく、0.015%以下であるのがより好ましい。なお、P含有量は可能な限り低減することが好ましく、つまり含有量が0%でもよいが、極度の低減は製鋼コストの増大を招く。そのため、P含有量は0.001%以上であるのが好ましい。
P: 0.025% or less P is an impurity and reduces the mechanical properties and manufacturability of steel materials. Therefore, an upper limit is set for the P content to be 0.025% or less. The P content is preferably 0.020% or less, more preferably 0.015% or less. Note that it is preferable to reduce the P content as much as possible, that is, the content may be 0%, but an extreme reduction will lead to an increase in steel manufacturing costs. Therefore, the P content is preferably 0.001% or more.

O:0.0005~0.0035%
Oは、MnSと結合することで、MnSを無害化し、耐食性および機械特性の悪化を防ぐ効果を有する元素である。しかしながら、Oが過剰に含有された場合、酸性環境において腐食の起点となる粗大な酸化物を生成する。そのため、O含有量は0.0005~0.0035%とする。O含有量は0.0030%以下であるのが好ましく、0.0025%以下であるのがより好ましい。また、O含有量は0.0010%以上であるのが好ましく、0.0015%以上であるのがより好ましい。
O: 0.0005-0.0035%
O is an element that has the effect of making MnS harmless by combining with MnS and preventing deterioration of corrosion resistance and mechanical properties. However, when O is contained excessively, coarse oxides are generated which become a starting point for corrosion in an acidic environment. Therefore, the O content is set to 0.0005 to 0.0035%. The O content is preferably 0.0030% or less, more preferably 0.0025% or less. Further, the O content is preferably 0.0010% or more, more preferably 0.0015% or more.

N:0.0010~0.0080%
Nは、鋼材の機械特性および製造性を低下させるため、N含有量を0.0010~0.0080%とする。N含有量は0.0070%以下であるのが好ましく、0.0060%以下であるのがより好ましい。なお、N含有量は可能な限り低減するのが好ましいが、極度の低減は製鋼コストの増大を招く。また、微細な窒化物は機械特性の向上に寄与する。そのため、N含有量は0.0015%以上であるのが好ましく、0.0020%以上であるのがより好ましい。
N: 0.0010-0.0080%
Since N reduces the mechanical properties and manufacturability of steel, the N content is set to 0.0010 to 0.0080%. The N content is preferably 0.0070% or less, more preferably 0.0060% or less. Note that although it is preferable to reduce the N content as much as possible, an extreme reduction will lead to an increase in steel manufacturing costs. Furthermore, fine nitrides contribute to improving mechanical properties. Therefore, the N content is preferably 0.0015% or more, more preferably 0.0020% or more.

本発明の鋼の化学組成において、上記の元素に加えて、さらにTi、Mo、W、Sn、As、CoおよびBiから選択される1種以上を、以下に示す範囲において含有させてもよい。各元素の限定理由について説明する。 In addition to the above-mentioned elements, the chemical composition of the steel of the present invention may further contain one or more selected from Ti, Mo, W, Sn, As, Co, and Bi within the range shown below. The reasons for limiting each element will be explained.

Ti:0.15%以下
Tiは、耐食性を向上させる元素である。特に、TiをCuおよびCrと同時に含有させることで酸性環境において優れた耐食性を発揮するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Tiが過剰に含有された場合、腐食の原因となる窒化物の増加によって、耐食性を損なう。そのため、Ti含有量は0.15%以下とする。Ti含有量は0.07%以下であるのが好ましく、0.05%以下であるのがより好ましい。なお、特に上記の効果を得たい場合には、Ti含有量は0.01%以上であるのが好ましく、0.02%以上であるのがより好ましく、0.03%以上であるのがさらに好ましい。
Ti: 0.15% or less Ti is an element that improves corrosion resistance. In particular, since excellent corrosion resistance is exhibited in an acidic environment by containing Ti at the same time as Cu and Cr, Ti may be included as necessary. However, when Ti is contained excessively, corrosion resistance is impaired due to an increase in nitrides that cause corrosion. Therefore, the Ti content is set to 0.15% or less. The Ti content is preferably 0.07% or less, more preferably 0.05% or less. In addition, especially when it is desired to obtain the above effects, the Ti content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.02% or more, and still more preferably 0.03% or more. preferable.

Mo:0.50%以下
Moは、CuおよびSb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ため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Moは高価な元素であり、多量の含有は製鋼コストの増大を招く。そのため、Mo含有量は0.50%以下とする。Mo含有量は0.30%以下であるのが好ましい。なお、特に塩酸に対する耐食性を高める場合には、Mo含有量は0.01%以上であるのが好ましく、0.10%以上であるのがより好ましい。
Mo: 0.50% or less Mo is an element that improves corrosion resistance in an acidic environment when contained simultaneously with Cu and Sb, and therefore may be contained as necessary. However, Mo is an expensive element, and its inclusion in large amounts increases steel manufacturing costs. Therefore, the Mo content is set to 0.50% or less. The Mo content is preferably 0.30% or less. In addition, especially when improving the corrosion resistance against hydrochloric acid, the Mo content is preferably 0.01% or more, and more preferably 0.10% or more.

W:0.50%以下
Wは、Moと同様にCuおよびSb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ため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Wは高価な元素であり、多量の含有は製鋼コストの増大を招く。そのため、W含有量は0.50%以下とする。W含有量は0.30%以下であるのが好ましい。なお、特に塩酸に対する耐食性を高める場合には、W含有量は0.01%以上であるのが好ましく、0.10%以上であるのがより好ましい。
W: 0.50% or less Similar to Mo, W is an element that improves corrosion resistance in an acidic environment by containing it simultaneously with Cu and Sb, so it may be included as necessary. However, W is an expensive element, and its inclusion in large amounts increases steel manufacturing costs. Therefore, the W content is set to 0.50% or less. The W content is preferably 0.30% or less. In addition, especially when improving the corrosion resistance against hydrochloric acid, the W content is preferably 0.01% or more, and more preferably 0.10% or more.

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るため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Snが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下する。そのため、Sn含有量は0.30%以下とする。Sn含有量は0.20%以下であるのが好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Sn含有量は0.01%以上であるのが好ましく、0.02%以上であるのがより好ましく、0.05%以上であるのがさらに好ましい。
Sn: 0.30% or less Sn is an element that improves corrosion resistance in an acidic environment, so it may be included if necessary. However, when Sn is contained excessively, hot workability decreases. Therefore, the Sn content is set to 0.30% or less. It is preferable that the Sn content is 0.20% or less. In addition, when it is desired to obtain the above effects, the Sn content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.02% or more, and even more preferably 0.05% or more. .

As:0.30%以下
Asは、SbおよびSnに比べて顕著な効果はないが、酸性環境における耐食性の向上に有効な元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Asが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下する。そのため、As含有量は0.30%以下とする。As含有量は0.20%以下であるのが好ましく、0.10%以下であるのがより好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、As含有量は0.01%以上であるのが好ましく、0.02%以上であるのがより好ましく、0.05%以上であるのがさらに好ましい。
As: 0.30% or less Although As does not have a remarkable effect compared to Sb and Sn, it is an element effective in improving corrosion resistance in an acidic environment, so it may be included if necessary. However, when As is contained excessively, hot workability decreases. Therefore, the As content is set to 0.30% or less. The As content is preferably 0.20% or less, more preferably 0.10% or less. In addition, when it is desired to obtain the above effects, the As content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.02% or more, and even more preferably 0.05% or more. .

Co:0.30%以下
Coは、SbおよびSnに比べて顕著な効果はないが、酸性環境における耐食性を向上させる元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Coが過剰に含有された場合、経済性が低下する。そのため、Co含有量は0.30%以下とする。Co含有量は0.20%以下であるのが好ましく、0.10%以下であるのがより好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Co含有量は0.01%以上であるのが好ましく、0.02%以上であるのがより好ましく、0.05%以上であるのがさらに好ましい。
Co: 0.30% or less Although Co has no remarkable effect compared to Sb and Sn, it is an element that improves corrosion resistance in an acidic environment, so it may be included if necessary. However, when Co is contained excessively, economical efficiency decreases. Therefore, the Co content is set to 0.30% or less. The Co content is preferably 0.20% or less, more preferably 0.10% or less. In addition, when it is desired to obtain the above effects, the Co content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.02% or more, and even more preferably 0.05% or more. .

Bi:0.010%以下
Biは、SbおよびSnに比べて顕著な効果はないが、酸性環境における耐食性を向上させる元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Biが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下する。そのため、Bi含有量は0.010%以下とする。Bi含有量は0.007%以下であるのが好ましく、0.005%以下であるのがより好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Bi含有量は0.001%以上であるのが好ましく、0.002%以上であるのがより好ましく、0.005%以上であるのがさらに好ましい。
Bi: 0.010% or less Although Bi has no remarkable effect compared to Sb and Sn, it is an element that improves corrosion resistance in an acidic environment, so it may be included if necessary. However, when Bi is contained excessively, hot workability decreases. Therefore, the Bi content is set to 0.010% or less. The Bi content is preferably 0.007% or less, more preferably 0.005% or less. In addition, when it is desired to obtain the above effects, the Bi content is preferably 0.001% or more, more preferably 0.002% or more, and even more preferably 0.005% or more. .

本発明の鋼の化学組成において、上記の元素に加えて、機械特性などを向上させるために、さらにNb、V、Zr、TaおよびBから選択される1種以上を、以下に示す範囲において含有させてもよい。各元素の限定理由について説明する。 In addition to the above-mentioned elements, the chemical composition of the steel of the present invention further contains one or more selected from Nb, V, Zr, Ta, and B in the range shown below in order to improve mechanical properties etc. You may let them. The reasons for limiting each element will be explained.

Nb:0.10%以下
Nbは、窒化物を形成する元素であり、結晶粒の微細化および強度の向上を目的として、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Nbが過剰に含有された場合、機械特性が劣化することがある。そのため、Nb含有量は0.10%以下とする。Nb含有量は0.050%以下であるのが好ましく、0.030%以下であるのがより好ましく、0.020%以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Nb含有量は0.001%以上であるのが好ましく、0.005%以上であるのがより好ましい。
Nb: 0.10% or less Nb is an element that forms nitrides, and may be included as necessary for the purpose of making crystal grains finer and improving strength. However, when Nb is contained excessively, mechanical properties may deteriorate. Therefore, the Nb content is set to 0.10% or less. The Nb content is preferably 0.050% or less, more preferably 0.030% or less, and even more preferably 0.020% or less. In addition, when it is desired to obtain the above effects, the Nb content is preferably 0.001% or more, more preferably 0.005% or more.

V:0.10%以下
Vは、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、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Vが過剰に含有された場合、機械特性が劣化することがある。そのため、V含有量は0.10%以下とする。V含有量は0.050%以下であるのが好ましく、0.030%以下であるのがより好ましく、0.020%以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、V含有量は0.005%以上であるのが好ましい。
V: 0.10% or less V, like Nb, is an element that forms nitrides, and may be included as necessary, mainly to improve strength through precipitation strengthening. However, when V is contained in excess, mechanical properties may deteriorate. Therefore, the V content is set to 0.10% or less. The V content is preferably 0.050% or less, more preferably 0.030% or less, and even more preferably 0.020% or less. In addition, when it is desired to obtain the above-mentioned effect, it is preferable that the V content is 0.005% or more.

Zr:0.050%以下
Zrは、Nbおよび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、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Zrは高価な元素であり、多量の含有は製鋼コストの増大を招く。そのため、Zr含有量は0.050%以下とする。Zr含有量は0.040%以下であるのが好ましく、0.030%以下であるのがより好ましく、0.020%以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Zr含有量は0.005%以上であるのが好ましい。
Zr: 0.050% or less Zr, like Nb and V, is an element that forms nitrides, and may be included as necessary, mainly for improving strength by precipitation strengthening. However, Zr is an expensive element, and containing a large amount increases steel manufacturing costs. Therefore, the Zr content is set to 0.050% or less. The Zr content is preferably 0.040% or less, more preferably 0.030% or less, and even more preferably 0.020% or less. In addition, when it is desired to obtain the above effects, it is preferable that the Zr content is 0.005% or more.

Ta:0.050%以下
Taは、強度の向上に寄与する元素であり、また、メカニズムは必ずしも明らかでないが、耐食性の向上にも寄与するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Taは高価な元素であり、多量の含有は製鋼コストの増大を招く。そのため、Ta含有量は0.050%以下とする。Ta含有量は0.040%以下であるのが好ましく、0.030%以下であるのがより好ましく、0.020%以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Ta含有量は0.001%以上であるのが好ましく、0.005%以上であるのがより好ましい。
Ta: 0.050% or less Ta is an element that contributes to improving strength, and although the mechanism is not necessarily clear, it also contributes to improving corrosion resistance, so it may be included as necessary. However, Ta is an expensive element, and its inclusion in large amounts increases steel manufacturing costs. Therefore, the Ta content is set to 0.050% or less. The Ta content is preferably 0.040% or less, more preferably 0.030% or less, and even more preferably 0.020% or less. In addition, when it is desired to obtain the above effects, the Ta content is preferably 0.001% or more, more preferably 0.005% or more.

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ため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Bを過剰に含有させても効果が飽和し、母材およびHAZの靭性が低下する場合がある。そのため、B含有量は0.010%以下とする。B含有量は0.0050%以下であるのが好ましく、0.0030%以下であるのがより好ましく、0.0020%以下であるのがさらに好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、B含有量は0.0003%以上であるのが好ましく、0.0005%以上であるのがより好ましい。
B: 0.010% or less Since B is an element that improves hardenability and increases strength, it may be included as necessary. However, even if B is contained in excess, the effect may be saturated and the toughness of the base material and HAZ may deteriorate. Therefore, the B content is set to 0.010% or less. The B content is preferably 0.0050% or less, more preferably 0.0030% or less, and even more preferably 0.0020% or less. In addition, when it is desired to obtain the above effects, the B content is preferably 0.0003% or more, more preferably 0.0005% or more.

本発明の鋼の化学組成において、上記の元素に加えて、さらに、脱酸および介在物の制御を目的として、Ca、MgおよびREMから選択される1種以上を、以下に示す範囲において含有させてもよい。各元素の限定理由について説明する。 In the chemical composition of the steel of the present invention, in addition to the above-mentioned elements, one or more selected from Ca, Mg and REM may be contained in the range shown below for the purpose of deoxidation and control of inclusions. You can. The reasons for limiting each element will be explained.

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、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Caが過剰に含有された場合、機械特性が損なわれる場合がある。そのため、Ca含有量は0.010%以下とする。Ca含有量は0.005%以下であるのが好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Ca含有量は0.0005%以上であるのが好ましく、0.001%以上であるのがより好ましく、0.002%以上であるのがさらに好ましい。
Ca: 0.010% or less Ca is an element mainly used to control the form of sulfides, and may be included as necessary to form fine oxides. However, when Ca is contained excessively, mechanical properties may be impaired. Therefore, the Ca content is set to 0.010% or less. The Ca content is preferably 0.005% or less. In addition, when it is desired to obtain the above effects, the Ca content is preferably 0.0005% or more, more preferably 0.001% or more, and even more preferably 0.002% or more. .

Mg:0.010%以下
Mgは、微細な酸化物を形成させるために、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Mgを過剰に添加することは製鋼コストの増大を招く。そのため、Mg含有量は0.010%以下とする。Mg含有量は0.005%以下であるのが好ましく、0.003%以下であるのがより好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Mg含有量は0.0001%以上であるのが好ましく、0.0003%以上であるのがより好ましく、0.0005%以上であるのがさらに好ましい。
Mg: 0.010% or less Mg may be included if necessary in order to form a fine oxide. However, adding excessive Mg causes an increase in steel manufacturing cost. Therefore, the Mg content is set to 0.010% or less. The Mg content is preferably 0.005% or less, more preferably 0.003% or less. In addition, when it is desired to obtain the above effects, the Mg content is preferably 0.0001% or more, more preferably 0.0003% or more, and even more preferably 0.0005% or more. .

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、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、REMを過剰に添加することは製鋼コストの増大を招く。そのため、REM含有量は0.010%以下とする。REM含有量は0.005%以下であるのが好ましく、0.003%以下であるのがより好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、REM含有量は0.0001%以上であるのが好ましく、0.0003%以上であるのがより好ましく、0.0005%以上であるのがさらに好ましい。ここで、REMはSc、Yおよびランタノイドを示し、REM含有量はこれらの元素の含有量の総量を示す。
REM: 0.010% or less REM (rare earth element) is an element mainly used for deoxidation, and may be included as necessary to form fine oxides. However, adding REM in excess increases steel manufacturing costs. Therefore, the REM content is set to 0.010% or less. The REM content is preferably 0.005% or less, more preferably 0.003% or less. In addition, when it is desired to obtain the above effects, the REM content is preferably 0.0001% or more, more preferably 0.0003% or more, and even more preferably 0.0005% or more. . Here, REM represents Sc, Y, and lanthanoid, and REM content represents the total content of these elements.

本発明の鋼の化学組成において、残部はFeおよび不純物である。ここで不純物とは、鋼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、本発明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。 In the chemical composition of the steel of the present invention, the balance is Fe and impurities. Here, impurities are components that are mixed in from raw materials such as ore, scrap, and other factors during the industrial production of steel, and are allowed within the range that does not adversely affect the steel material according to the present invention. means.

Al/O:3.0~35.0
上記のように、AlおよびOは、鋼材の耐食性に影響を及ぼす。O含有量が過剰となるとAl/Oが小さくなり、Al含有量が過剰となるとAl/Oが大きくなり、いずれの場合も酸化物が生成され、腐食起点となりやすい。そのため、Al/Oは3.0~35.0とする。Al/Oは、3.5以上であるのが好ましく、4.0以上であるのがより好ましい。また、Al/Oは、30.0以下であるのが好ましく、25.0以下であるのがより好ましい。
Al/O: 3.0-35.0
As mentioned above, Al and O affect the corrosion resistance of steel materials. When the O content is excessive, Al/O becomes small, and when the Al content is excessive, Al/O becomes large, and in either case, oxides are generated and tend to become corrosion starting points. Therefore, Al/O is set to 3.0 to 35.0. Al/O is preferably 3.5 or more, more preferably 4.0 or more. Further, Al/O is preferably 30.0 or less, more preferably 25.0 or less.

CI:4.0~30.0
CuおよびSは、鋼材の耐食性に影響を及ぼす。下記(i)式で定義されるCIが30.0を超えると、CuS被膜が鋼材表面に形成しにくくなり、十分な耐食性を得ることができない。しかしながら、CIが4.0未満となると、介在物が腐食の起点となりやすくなり、耐食性が低下する場合がある。そのため、CIは4.0~30.0とする。CIは、18.0以上であるのが好ましく、20.0以上であるのがより好ましい。また、CIは、28.0以下であるのが好ましく、26.0以下であるのがより好ましい。
CI=(Cu/64)/(S/32) ・・・(i)
CI: 4.0-30.0
Cu and S affect the corrosion resistance of steel materials. When the CI defined by the following formula (i) exceeds 30.0, it becomes difficult to form a CuS film on the surface of the steel material, making it impossible to obtain sufficient corrosion resistance. However, when CI is less than 4.0, inclusions tend to become corrosion starting points, and corrosion resistance may deteriorate. Therefore, CI is set to 4.0 to 30.0. The CI is preferably 18.0 or more, more preferably 20.0 or more. Further, the CI is preferably 28.0 or less, more preferably 26.0 or less.
CI=(Cu/64)/(S/32)...(i)

DI:0.96~3.00
CuおよびNiは、鋼材の熱間加工性に影響を及ぼす。Cuの含有量に対してNi含有量が少なく、下記(ii)式で定義されるDIが3.00を超えると、熱間加工性が低下する。しかしながら、DIは小さ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、0.96未満では効果が飽和する。また、Cuが不足すると耐食性向上の効果が不十分となる。そのため、DIは0.96~3.00とする。DIは1.20以上であるのが好ましく、1.40以上であるのがより好ましい。また、DIは2.80以下であるのが好ましく、2.60以下であるのがより好ましい。
DI=(Cu/64)/(Ni/59) ・・・(ii)
DI: 0.96-3.00
Cu and Ni affect the hot workability of steel materials. When the Ni content is low relative to the Cu content and the DI defined by the following formula (ii) exceeds 3.00, hot workability decreases. However, although it is preferable to make the DI small in order to ensure hot workability, the effect is saturated if it is less than 0.96. Furthermore, if Cu is insufficient, the effect of improving corrosion resistance will be insufficient. Therefore, DI is set to 0.96 to 3.00. The DI is preferably 1.20 or more, more preferably 1.40 or more. Further, the DI is preferably 2.80 or less, more preferably 2.60 or less.
DI=(Cu/64)/(Ni/59)...(ii)

Ceq:0.180~0.380
また、C、Mn、Cu、Ni、Cr、MoおよびVは、鋼材の溶接性に影響を及ぼす。下記(iii)式で定義されるCeqは鋼材の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、0.380以下とする。しかしながら、Ceqが0.180未満となると、機械特性が不十分となる。そのため、Ceqは0.180~0.380とする。Ceqは0.190以上であるのが好ましく、0.200以上であるのがより好ましい。また、Ceqは0.340以下であるのが好ましい。
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15 ・・・(iii)
但し、式(iii)において、鋼中にMoおよびVを含有しない場合は0として計算する。
Ceq:0.180~0.380
Furthermore, C, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo, and V affect the weldability of steel materials. Ceq defined by the following formula (iii) is an index indicating deterioration of weldability due to increase in hardness of steel material, and is set to 0.380 or less in order to ensure weldability. However, when Ceq is less than 0.180, mechanical properties become insufficient. Therefore, Ceq is set to 0.180 to 0.380. Ceq is preferably 0.190 or more, more preferably 0.200 or more. Moreover, it is preferable that Ceq is 0.340 or less.
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15...(iii)
However, in formula (iii), if Mo and V are not contained in the steel, it is calculated as 0.

(B)製造方法
本発明に係る鋼材の製造方法について特に制限は設けないが、例えば、熱間圧延を施し、さら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。
(B) Manufacturing method There are no particular restrictions on the manufacturing method of the steel materials according to the present invention, but for example, steel plates, shaped steel, steel pipes, etc. that are manufactured by hot rolling and, if necessary, cold rolling, etc. is included.

鋼材を製造する場合は、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、さら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、または空冷した後、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、さらに熱処理を施してもよい。 When manufacturing steel materials, steel is melted using a conventional method, the components are adjusted, and the resulting steel slab is hot rolled and, if necessary, cold rolled. After hot rolling, the product may be cooled with water as it is, or may be cooled with air and then reheated and quenched. After hot rolling, it may be wound into a coil. After hot rolling, it may be cold rolled and further heat treated.

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。鋼片に熱間押出または穿孔圧延を施して製造されるシームレス鋼管も本発明の鋼材に含まれる。 When manufacturing a steel pipe, a steel plate may be formed into a tubular shape and welded, and UO steel pipes, electric resistance welded steel pipes, forge welded steel pipes, spiral steel pipes, etc. can be made. Seamless steel pipes manufactured by subjecting steel slabs to hot extrusion or piercing rolling are also included in the steel materials of the present invention.

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。なお、以下に示す実施例での条件は、本発明の実施可能性およ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 present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Note that the conditions in the examples shown below are examples of conditions adopted to confirm the feasibility and effects of the present invention, and the present invention is not limited to these examples of conditions. Further, the present invention can adopt various conditions as long as the object of the present invention is achieved without departing from the gist of the present invention.

表1および表2に示す化学組成を有する鋼を溶製し、鋼塊を1150℃で2時間加熱後、熱間圧延を行って空冷し、厚さが20mmの鋼板とした。 Steel having the chemical composition shown in Tables 1 and 2 was melted, and the steel ingot was heated at 1150° C. for 2 hours, then hot rolled and air cooled to obtain a steel plate with a thickness of 20 mm.

Figure 0007385106000001
Figure 0007385106000001

Figure 0007385106000002
Figure 0007385106000002

得られた各鋼板を用いて、以下に示す各種の性能評価試験を行った。 Using each of the obtained steel plates, various performance evaluation tests described below were conducted.

<耐硫酸性、耐塩酸性>
各鋼板から板厚4mm、幅25mm、長さ25mm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および塩酸浸漬試験によって行った。硫酸浸漬試験では、試験片を70℃の50%硫酸水溶液に6時間浸漬し、塩酸浸漬試験では、試験片を80℃の10%塩酸水溶液中に5時間浸漬した。
<Sulfuric acid resistance, hydrochloric acid resistance>
A test piece with a thickness of 4 mm, a width of 25 mm, and a length of 25 mm was taken from the center of each steel plate and finished with wet #400 polishing to serve as a test piece for corrosion resistance evaluation. Corrosion resistance was evaluated by sulfuric acid immersion test and hydrochloric acid immersion test. In the sulfuric acid immersion test, the test piece was immersed in a 50% sulfuric acid aqueous solution at 70°C for 6 hours, and in the hydrochloric acid immersion test, the test piece was immersed in a 10% hydrochloric acid aqueous solution at 80°C for 5 hours.

その後、硫酸浸漬試験および塩酸浸漬試験による試験片の腐食減量を算出した。比較例AAを基準として、腐食減量が50%以下であったものを◎、腐食減量が50%超70%以下であったものを○、腐食減量が70%を超えたものを×として、耐硫酸性および耐塩酸性を評価した。 Thereafter, the corrosion loss of the test piece was calculated by the sulfuric acid immersion test and the hydrochloric acid immersion test. Based on Comparative Example AA, those whose corrosion loss was 50% or less are marked ◎, those whose corrosion loss was more than 50% but not more than 70% are marked ○, and those whose corrosion loss exceeded 70% are marked ×. Sulfuric acid resistance and hydrochloric acid resistance were evaluated.

<熱間加工性>
上記条件で圧延した熱間圧延材の表面を外観目視し、割れが生じていたものを×、割れが生じていないものを〇として、熱間加工性を評価した。
<Hot workability>
The appearance of the surface of the hot-rolled material rolled under the above conditions was visually observed, and hot workability was evaluated by rating "x" if cracks had occurred and "○" if no cracks had occurred.

<溶接割れ>
JIS Z 3158:2016に準拠して、y型溶接割れ試験を行った。厚さ20mmの試験片を用い、電流170Aで両面側から溶接後、48時間が経過してから表面および断面の割れの有無を確認した。
<Weld crack>
A y-type weld cracking test was conducted in accordance with JIS Z 3158:2016. Using a test piece with a thickness of 20 mm, welding was performed from both sides at a current of 170 A, and after 48 hours had elapsed, the presence or absence of cracks on the surface and cross section was confirmed.

<引張強さ>
JIS Z 2241:2011に準拠して引張試験片を作製し、引張試験を行い、引張強さを求めた。引張強さが400MPa以上のものを○、400MPa未満のものを×とした。
<Tensile strength>
A tensile test piece was prepared in accordance with JIS Z 2241:2011, a tensile test was performed, and the tensile strength was determined. Those with a tensile strength of 400 MPa or more were rated as ○, and those with a tensile strength of less than 400 MPa were rated as ×.

表3に、耐硫酸浸漬試験、耐塩酸浸漬試験、熱間加工性、溶接割れ試験、引張試験の測定結果を併せて示す。 Table 3 also shows the measurement results of the sulfuric acid immersion test, hydrochloric acid immersion test, hot workability, weld cracking test, and tensile test.

Figure 0007385106000003
Figure 0007385106000003

表3に示すとおり、鋼A~Zは、化学組成、Al/O、CI、DI、Ceqが本発明の範囲内であるため、塩酸および硫酸に対する耐食性、熱間加工性、溶接性、引張強さの全てが良好な結果となった。一方、鋼AA~AKは、化学組成、Al/O、CI、DI、Ceqのいずれかが本発明の範囲外であるため、塩酸および硫酸に対する耐食性、熱間加工性、溶接性、引張強さの少なくともいずれかが劣化する結果となった。 As shown in Table 3, steels A to Z have chemical compositions, Al/O, CI, DI, and Ceq within the scope of the present invention, and therefore have excellent corrosion resistance to hydrochloric acid and sulfuric acid, hot workability, weldability, and tensile strength. All results were good. On the other hand, steels AA to AK have chemical compositions, Al/O, CI, DI, and Ceq that are outside the scope of the present invention, and therefore have poor corrosion resistance to hydrochloric acid and sulfuric acid, hot workability, weldability, and tensile strength. This resulted in deterioration of at least one of the following.

鋼AAは塩酸腐食試験および硫酸腐食試験の評価の基準とした鋼であるが、Al/Oが高いため、本発明例の鋼に比べて塩酸および硫酸に対する耐食性が低下していた。鋼ABはAl/Oが低いため、耐食性が低下していた。また、CIが規定値未満の鋼AC、CIが規定値を超える鋼AD、DIが規定値未満の鋼AE、Cu含有量が少ない鋼AI、Sb含有量が少ない鋼AJ、Cr含有量が過剰な鋼AKも、本発明例の鋼に比べて塩酸および硫酸に対する耐食性が低下していた。 Steel AA was the steel used as the standard for evaluation in the hydrochloric acid corrosion test and the sulfuric acid corrosion test, but due to its high Al/O content, its corrosion resistance to hydrochloric acid and sulfuric acid was lower than that of the steel of the invention example. Since steel AB had a low Al/O content, its corrosion resistance was reduced. In addition, steel AC with CI less than the specified value, steel AD with CI exceeding the specified value, steel AE with DI less than the specified value, steel AI with low Cu content, steel AJ with low Sb content, steel AJ with excessive Cr content. The corrosion resistance of the steel AK to hydrochloric acid and sulfuric acid was also lower than that of the steel of the present invention example.

さらに、鋼AFはDIが規定値を超えるため、熱間加工性が低下していた。鋼AGはCeqの値が過剰であるため、溶接割れが生じ、鋼AHはCeqが低すぎるため、引張強さが不十分となった。 Furthermore, since the DI of steel AF exceeds the specified value, hot workability was reduced. Steel AG had an excessive Ceq value, resulting in weld cracking, and steel AH had an excessively low Ceq value, resulting in insufficient tensile strength.

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およ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(熱回収器および再加熱器)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および伝熱エレメント板、フィン材などに好適に使用することができる。 The steel material of the present invention can be used in boilers that burn fossil fuels such as heavy oil and coal, gas fuels such as liquefied natural gas, general waste such as municipal waste, industrial waste such as waste oil, plastics, and used tires, and sewage sludge. Can be used for smoke exhaust equipment. Specifically, the flue duct, casing, heat exchanger of the smoke exhaust equipment, gas-gas heater consisting of two heat exchangers (heat recovery device and reheater), desulfurization device, electric precipitator, induced blower. It can be suitably used for basket materials, heat transfer element plates, fin materials, etc. of rotary regenerative air preheaters.

Claims (4)

化学組成が、質量%で、
C:0.010%以上0.20%未満、
Si:0.10~0.50%、
Mn:0.10~1.00%、
S:0.0005~0.015%、
Cu:0.10~0.50%、
Cr:0.10~1.00%、
Sb:0.03~0.15%、
Ni:0.01~0.50%、
Al:0.005~0.10%、
P:0.025%以下、
O:0.0005~0.0035%、
N:0.0010~0.0080%、
残部:Feおよび不純物であり、
Al/Oが3.0~35.0であり、
下記(i)式で定義されるCIが4.0~30.0であり、
下記(ii)式で定義されるDIが0.96~3.00であり、
下記(iii)式で定義されるCeqが0.180~0.380である、
鋼材。
CI=(Cu/64)/(S/32) ・・・(i)
DI=(Cu/64)/(Ni/59) ・・・(ii)
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15 ・・・(iii)
但し、上記式中の元素記号は、鋼材中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合は0を代入するものとする。
The chemical composition is in mass%,
C: 0.010% or more and less than 0.20%,
Si: 0.10 to 0.50%,
Mn: 0.10-1.00%,
S: 0.0005-0.015%,
Cu: 0.10-0.50%,
Cr: 0.10-1.00%,
Sb: 0.03 to 0.15%,
Ni: 0.01-0.50%,
Al: 0.005-0.10%,
P: 0.025% or less,
O: 0.0005-0.0035%,
N: 0.0010-0.0080%,
The remainder: Fe and impurities,
Al/O is 3.0 to 35.0,
CI defined by the following formula (i) is 4.0 to 30.0,
DI defined by the following formula (ii) is 0.96 to 3.00,
Ceq defined by the following formula (iii) is 0.180 to 0.380,
Steel material.
CI=(Cu/64)/(S/32)...(i)
DI=(Cu/64)/(Ni/59)...(ii)
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/5+(Cr+Mo+V)/15...(iii)
However, the element symbol in the above formula represents the content (mass %) of each element contained in the steel material, and if it is not contained, 0 shall be substituted.
Al含有量が0.005~0.041%、
O含有量が0.0005~0.0030%であり、
前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Ti:0.15%以下、
Mo:0.50%以下、
W:0.50%以下、
Sn:0.30%以下、
As:0.30%以下、および
Bi:0.010%以下、
から選択される1種以上を含有するものである、
請求項1に記載の鋼材。
Al content is 0.005 to 0.041%,
O content is 0.0005 to 0.0030%,
The chemical composition is replaced by a part of the Fe in mass %,
Ti: 0.15% or less,
Mo: 0.50% or less,
W: 0.50% or less,
Sn: 0.30% or less,
As: 0.30% or less , and Bi: 0.010% or less,
Contains one or more selected from
The steel material according to claim 1.
前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Nb:0.10%以下、
V:0.10%以下、
Zr:0.050%以下、
Ta:0.050%以下、および
B:0.010%以下、
から選択される1種以上を含有するものである、
請求項1または請求項2に記載の鋼材。
The chemical composition is replaced by a part of the Fe in mass %,
Nb: 0.10% or less,
V: 0.10% or less,
Zr: 0.050% or less,
Ta: 0.050% or less, and B: 0.010% or less,
Contains one or more selected from
The steel material according to claim 1 or claim 2.
前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Ca:0.010%以下、
Mg:0.010%以下、および
REM:0.010%以下、
から選択される1種以上を含有するものである、
請求項1から請求項3までのいずれかに記載の鋼材。
The chemical composition is replaced by a part of the Fe in mass %,
Ca: 0.010% or less,
Mg: 0.010% or less, and REM: 0.010% or less,
Contains one or more selected from
The steel material according to any one of claims 1 to 3.
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