JPH05117812A

JPH05117812A - 防汚性に優れる鋼材

Info

Publication number: JPH05117812A
Application number: JP30999791A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Yuki; 英昭幸
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-10-29
Filing date: 1991-10-29
Publication date: 1993-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】海水中での生物付着がない安価で性能の良い
防汚性耐海水材料を提供する。【構成】鋼材組成を、5.0 〜45.0％のMn、又はMn:5.0
〜45.0％とCr:0.1〜13.0％を含有するか、或いはこれら
に加えて更に Al： 0.1〜 5.0％， Si： 0.2〜 5.0％， Mo：
0.1〜 3.0％，Cu：0.05〜 2.0％， Ni：0.05〜 2.0
％の１種又は２種以上をも含み、残部が実質的にFeより成
る組成とすることで、優れた防汚性を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、発電所の海水導入
管，鋼管杭，浮桟橋，ブイ，船舶外板の如き、海生生物
の付着が嫌われる海洋構造物もしくはその部品用等とし
て好適な“防汚性（海生生物の付着防止性）に優れる鋼
材”に関するものである。

【０００２】

【従来技術とその課題】一般に、海水と常時接触してい
る発電所等の海水導入管，鋼管杭，浮桟橋，ブイ，船舶
外板等では、海生生物の付着によって管路の閉塞，海水
抵抗の増大或いは腐食の促進等の問題が生じがちであ
る。

【０００３】そこで、従来から、上述した設備，装置類
には海生生物の付着を防止する防汚対策が採られてきた
が、この防汚対策としては「銅含有合金の使用」或いは
「有機スズ又は亜酸化銅を含む防汚塗料の使用」が主流
であった。

【０００４】しかしながら、防汚対策として使用される
キュプロニッケル(90wt%Cu-10wt%Ni合金,70wt%Cu-30wt%
Ni合金) 等の銅含有合金は一般に高価であって材料コス
トの面で必ずしも満足できるものではなく、また亜酸化
銅を含む防汚塗料は海生生物の付着防止性能がそれほど
十分なものとは言えなかった。これに対して、有機スズ
を含む防汚塗料の場合は非常に良好な防汚性を示した
が、近年、有機スズの有毒性が問題とされ、その使用が
禁止されつつある情勢となっている。

【０００４】しかるに、近年、「海洋開発」及び「ウォ
−タ−フロント開発」と銘を打った産業活動は益々活発
となっており、これらを推進する上でも、長期防汚性に
優れると同時に材料価格も安い耐海水材料の開発が強く
望まれていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は、上
記観点に立って従来の高価な銅合金に代わる“安価で性
能の良い防汚性耐海水材料”を実現すべく鋭意研究を行
った結果、「構成成分として特にMn成分を含み、かつ銅
合金と同様に僅かに海水中で腐食する材料が優れた防汚
特性を発揮し、比較的安価な鋼をベ−スとしてこれに所
定量のMnを添加した鋼材にも十分に満足できる防汚性能
が確保される」との新しい知見を得ることができた。

【０００６】本発明は、上記知見事項等に基づいてなさ
れたものであり、「鋼材組成を、 5.0 〜45.0％（以降、
成分割合を表す％は重量割合とする）のMn、又はMn:5.0
〜45.0％とCr:0.1〜13.0％を含有するか、或いはこれら
に加えて更に Al： 0.1〜 5.0％， Si： 0.2〜 5.0％， Mo：
0.1〜 3.0％，Cu：0.05〜 2.0％， Ni：0.05〜 2.0
％の１種以上をも含み、残部が実質的にFeより成る組成と
することにより、海水中での生物付着が生じない優れた
防汚性や良好な耐海水性を備えしめた点」に大きな特徴
を有している。

【０００７】即ち、本発明に係わる鋼材は、含有するMn
を海水中で徐々に溶解させて海生生物の付着を抑制する
作用を有したものであり、また海水中での一層良好な耐
食性（耐海水性）が要求される場合には、要求に応じて
更に添加されたCr，Al，Si，Mo，Cu又はNiの作用によっ
て改善された耐食性をも発揮し得るようにされたもので
あるが、以下、各構成成分の含有割合を前記の如くに数
値限定した理由をその作用と共により詳細に説明する。

【０００８】

【作用】

a) Mn Mnは、生物に有害なマンガンイオンを海水中に放出して
海生生物の付着を防止する作用を有しているが、その含
有量が 5.0％未満であると海水中でのマンガンイオンの
放出が少なくなって所望の防汚性が発揮されず、一方、
45.0％を超えて含有させると鋼の耐食性が著しく劣化す
るようになる。従って、Mn含有量は 5.0〜45.0％と定め
た。なお、生物の付着防止という観点のみからすれば耐
食性が著しく劣化しても問題なく、Mn含有量は高いほど
効果的であるが、余りに耐食性が悪いと構造材としての
利用価値が無くなることから、Mn含有量の上限が設定さ
れた。

【０００９】b) Cr Mnを含有する上記防汚性鋼材でも、海水中で長寿命が要
求される場合には、生物付着を抑制せしめる量のマンガ
ンイオンを放出し、かつその範囲内で腐食速度が小さい
ことが望まれる。Crは、上記マンガンイオンを放出を妨
害することなく海水中における鋼の耐食性を顕著に改善
する作用を有しており、そのため鋼材の寿命延長が強く
望まれる場合に含有せしめられる成分であるが、Cr含有
量が 0.1％未満では前記作用による所望の効果が得られ
ず、一方、13.0％を超えて含有させると鋼の孔食感受性
が高まることから、Cr含有量は 0.1〜13.0％と定めた。
なお、Crの耐食性改善効果は、錆中に濃化して錆を緻密
にし、錆層中における酸素の拡散を抑制する作用によっ
てもたらされるものである。

【００１０】c) Al，Si，Mo，Cu及びNi これらの元素も、海水中でのMn含有鋼の耐食性を向上す
る作用を有しているので必要に応じて１種又は２種以上
が含有せしめられるが、各元素の含有割合は次の理由の
下に限定された。

【００１１】Al Alも、Crと同様に錆を緻密化して錆層中における酸素の
拡散を抑制する作用を通じて鋼の海水中での耐食性を高
める元素の１つであるが、その効果は 0.1％未満の含有
量では顕著でなく、一方、 5.0％を超えて含有させると
熱間加工性を損なうようになることから、Al含有量は
0.1〜 5.0％と定めた。

【００１２】Si Siも、Alとほぼ同様の作用によって海水中での鋼の耐食
性を改善する元素である。しかし、Al含有量が 0.2％未
満であると所望の耐食性改善効果が得られず、一方、
5.0％を超えて含有させるとやはり熱間加工性の劣化を
招くことから、Si含有量は 0.2〜 5.0％と定めた。

【００１３】Mo Moは錆中にMoＯ₄ ^2-イオンとして存在し、塩素イオン
(Cl^-）によるアタックを抑制することで海水中での鋼
の耐食性を高める作用を発揮する。しかし、Mo含有量が
0.1％未満では前記作用による所望の効果が得られず、
一方、 3.0％を超えて含有させてもコスト上昇に見合っ
た向上効果は見られない。従って、Mo含有量は 0.1〜
3.0％と定めた。

【００１４】Cu Cuは、腐食部のアノ−ドサイトに濃化することで孔食等
の局部腐食の成長を抑制する作用を有しているが、その
含有量が0.05％未満では前記作用による所望の効果が得
られず、一方、 2.0％を超えて含有させると異相が生成
する上、熱間加工性の悪化を招く。従って、Cu含有量は
0.05〜 2.0％と定めたが、 1.0％以下に抑えることが望
ましい。

【００１５】Ni Niは、鋼のアノ−ドとなった部分のカソ−ド反応を促進
させてｐＨの局所低下を抑制し、これによって鋼の耐食
性を改善させる作用を有しているが、その含有量が0.05
％未満では前記作用による所望の効果が得られず、一
方、 2.0％を超えて含有させてもその効果は飽和してし
まう。従って、Ni含有量は0.05〜 2.0％と定めた。

【００１６】次に、本発明の効果を実施例によってより
具体的に説明する。

【実施例】まず、５０kg大気高周波炉にて表１及び表２
に示す成分組成の鋼を溶製し、これに鍛造及び熱間加工
を施してから熱処理（１０５０℃×３０min)を施した
後、１００mm幅×２００mm長×４mm厚の試験片を切出し
た。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】続いて、上記各試験片を６００番のエメリ
−紙で湿式研磨した後、海水中に垂直にセットし１ケ年
間浸漬した。そして、１ケ年間浸漬後の試験片について
付着生物量を測定し「防汚性」を評価した。また、これ
と同時に「局部腐食発生の有無」及び「腐食速度」も調
査した。これらの調査結果を表１及び表２に併せて示
す。

【００２０】表１及び表２からも明らかなように、本発
明鋼材は何れも海生生物の付着量が２ｇ以下と比較材と
比べて格段に少ない結果となっている。なお、Mn単独添
加である本発明鋼材１〜３及び５〜７では腐食速度が通
常の炭素鋼（例えば比較鋼材26）とほぼ同じであるが、
CrやAl，Si，Mo，Cu或いはNiを添加した本発明鋼材４及
び８〜25では腐食速度もかなり低い結果となっている。

【００２１】これらの結果からも、海水生物の付着のみ
が問題で耐食性があまり問題とならない場合にはMn単独
添加鋼材が、また海水生物の付着及び耐食性の何れもが
重視される場合にはCrその他の合金元素をも複合添加し
た鋼材が、それぞれ好適な成果を発揮し得るであろうこ
とを確認できる。

【００２２】

【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、海水中での防汚性に優れていて、海水と接する各種
設備又は構造物で生物付着が問題となる箇所に適用した
場合に優れた性能が発揮される（性能的には 9/1キュプ
ロニッケルなみ）安価な鋼材を提供できるなど、産業上
有用な効果がもたらされる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量割合でMn： 5.0〜45.0％を含有し、
残部が実質的にFeより成ることを特徴とする、海水中で
の生物付着のない防汚性に優れる鋼材。
【請求項２】重量割合で Mn： 5.0〜45.0％， Cr： 0.1〜13.0％を含有し、残部が実質的にFeより成ることを特徴とす
る、海水中での生物付着のない防汚性に優れる鋼材。
【請求項３】重量割合でMn： 5.0〜45.0％を含有する
と共に、更に Al： 0.1〜 5.0％， Si： 0.2〜5.0％， M
o： 0.1〜 3.0％，Cu：0.05〜 2.0％， Ni：0.05
〜 2.0％の１種以上をも含み、残部が実質的にFeより成ることを
特徴とする、海水中での生物付着のない防汚性に優れる
鋼材。
【請求項４】重量割合で Mn： 5.0〜45.0％， Cr： 0.1〜13.0％を含有すると共に、更に Al： 0.1〜 5.0％， Si： 0.2〜5.0％， M
o： 0.1〜 3.0％，Cu：0.05〜 2.0％， Ni：0.05
〜 2.0％の１種以上をも含み、残部が実質的にFeより成ることを
特徴とする、海水中での生物付着のない防汚性に優れる
鋼材。