JPH06100992A - 耐海水性非磁性材 - Google Patents
耐海水性非磁性材Info
- Publication number
- JPH06100992A JPH06100992A JP25093192A JP25093192A JPH06100992A JP H06100992 A JPH06100992 A JP H06100992A JP 25093192 A JP25093192 A JP 25093192A JP 25093192 A JP25093192 A JP 25093192A JP H06100992 A JPH06100992 A JP H06100992A
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- concrete
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- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 海洋・海浜地帯に設置される磁気浮上式高速
鉄道、核融合施設、海洋機器・構造物で非磁性が望まれ
る構造物の劣化防止に役立つ耐海水性非磁性材料を得
る。 【構成】 重量比でＣ；１．０％以下、Ｓｉ；０．２５
％以下、Ｍｎ；２．０％以下、Ａｌ；２０．０超〜３
７．３％、Ｐ；０．０１５％以下、Ｓ；０．００５％以
下、Ｃｕ；２０〜５０％を含有し、必要に応じてＴｉ，
Ｖ，Ｎｂ，Ｗ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｂの１種又は２種以上をＢ
以外の元素では合計で０．０１〜０．５％、Ｂは０．０
００１〜０．００５％含有し、さらにＮｉ，Ｃｒの１種
又は２種以上を０．５〜９．０％含有し、残部鉄および
不可避的不純物からなる耐海水性非磁性材。
鉄道、核融合施設、海洋機器・構造物で非磁性が望まれ
る構造物の劣化防止に役立つ耐海水性非磁性材料を得
る。 【構成】 重量比でＣ；１．０％以下、Ｓｉ；０．２５
％以下、Ｍｎ；２．０％以下、Ａｌ；２０．０超〜３
７．３％、Ｐ；０．０１５％以下、Ｓ；０．００５％以
下、Ｃｕ；２０〜５０％を含有し、必要に応じてＴｉ，
Ｖ，Ｎｂ，Ｗ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｂの１種又は２種以上をＢ
以外の元素では合計で０．０１〜０．５％、Ｂは０．０
００１〜０．００５％含有し、さらにＮｉ，Ｃｒの１種
又は２種以上を０．５〜９．０％含有し、残部鉄および
不可避的不純物からなる耐海水性非磁性材。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鋼構造、コンクリート構
造物の中でも、特に磁気浮上式高速鉄道、核融合施設、
海洋機器、構造物で非磁性が望まれる用途に利用される
非磁性材料に関するものである。
造物の中でも、特に磁気浮上式高速鉄道、核融合施設、
海洋機器、構造物で非磁性が望まれる用途に利用される
非磁性材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、海洋、海浜地帯に設置された鋼構
造建造物、コンクリート建造物の劣化防止のために種々
の防止法が提案されたり、実施に移されている。
造建造物、コンクリート建造物の劣化防止のために種々
の防止法が提案されたり、実施に移されている。
【０００３】鋼構造物の劣化の最大の原因は海水自身に
よる腐食や、海塩粒子等による腐食によるものである
が、コンクリート劣化の最大の原因はコンクリート壁を
浸透してくる塩分によってコンクリート中に埋設された
鉄筋が腐食し、その体積が鉄の約２．２倍になるため、
その膨脹力に耐え切れなくなって埋設鉄筋に沿ったコン
クリートに亀裂が発生する。
よる腐食や、海塩粒子等による腐食によるものである
が、コンクリート劣化の最大の原因はコンクリート壁を
浸透してくる塩分によってコンクリート中に埋設された
鉄筋が腐食し、その体積が鉄の約２．２倍になるため、
その膨脹力に耐え切れなくなって埋設鉄筋に沿ったコン
クリートに亀裂が発生する。
【０００４】その亀裂が０．２mm以上になると外部の腐
食因子たる酸素や塩分、空気中の炭酸ガスがこの亀裂を
通してより容易に内部の埋設鉄筋付近に浸透し、さらに
一層鉄の腐食を助長したり、コンクリートの中性化を促
進してコンクリートの劣化を早めることになる。
食因子たる酸素や塩分、空気中の炭酸ガスがこの亀裂を
通してより容易に内部の埋設鉄筋付近に浸透し、さらに
一層鉄の腐食を助長したり、コンクリートの中性化を促
進してコンクリートの劣化を早めることになる。
【０００５】さて、最近、前記のように非磁性化を目的
としてＭｎを１５％以上含有した鋼材の試作が行なわれ
ているが、いずれの鋼材においても僅少の塩分存在で発
錆が著しく、現行の普通鋼よりむしろ錆発生傾向が大き
く、腐食速度が大きいのが難点の一つになっている。
としてＭｎを１５％以上含有した鋼材の試作が行なわれ
ているが、いずれの鋼材においても僅少の塩分存在で発
錆が著しく、現行の普通鋼よりむしろ錆発生傾向が大き
く、腐食速度が大きいのが難点の一つになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】２０年以上経過した鋼
構造物表面の錆層中には濃厚な塩分が蓄積しており、コ
ンクリート構造物中の埋設鋼材近傍のフリー塩分は、砂
中ＮａＣｌ換算で約１．０％にも達して、埋設鋼材の著
しい腐食とそれに伴うコンクリートの亀裂発生、成長を
惹き起している事例もある。従ってきわめて高濃度の塩
分に曝らされても鋼構造物の腐食、コンクリートの亀裂
発生を殆んど完全に停止できることが望ましい。
構造物表面の錆層中には濃厚な塩分が蓄積しており、コ
ンクリート構造物中の埋設鋼材近傍のフリー塩分は、砂
中ＮａＣｌ換算で約１．０％にも達して、埋設鋼材の著
しい腐食とそれに伴うコンクリートの亀裂発生、成長を
惹き起している事例もある。従ってきわめて高濃度の塩
分に曝らされても鋼構造物の腐食、コンクリートの亀裂
発生を殆んど完全に停止できることが望ましい。
【０００７】本発明は最近、特に問題となってきた海浜
地帯の非磁性鋼材構造物の腐食と、非磁性鋼材を埋設し
たコンクリート構造物の劣化を完全に停止する耐海水性
非磁性材を提供するものである。
地帯の非磁性鋼材構造物の腐食と、非磁性鋼材を埋設し
たコンクリート構造物の劣化を完全に停止する耐海水性
非磁性材を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は重量比で
Ｃ；１．０％以下、Ｓｉ；０．２５％以下、Ｍｎ；２．
０％以下、Ａｌ；２０．０超〜３７．３％、Ｐ；０．０
１５％以下、Ｓ；０．００５％以下、Ｃｕ；２０〜５０
％を含有し、必要に応じてＴｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｗ，Ｃｏ，
Ｍｏ，Ｂの１種又は２種以上をＢ以外の元素では合計で
０．０１〜０．５％、Ｂは０．０００１〜０．００５
％、Ｎｉ，Ｃｒの１種又は２種以上を０．５〜９．０％
含有し残部鉄および不可避的不純物からなることを特徴
とする耐海水性非磁性材である。
Ｃ；１．０％以下、Ｓｉ；０．２５％以下、Ｍｎ；２．
０％以下、Ａｌ；２０．０超〜３７．３％、Ｐ；０．０
１５％以下、Ｓ；０．００５％以下、Ｃｕ；２０〜５０
％を含有し、必要に応じてＴｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｗ，Ｃｏ，
Ｍｏ，Ｂの１種又は２種以上をＢ以外の元素では合計で
０．０１〜０．５％、Ｂは０．０００１〜０．００５
％、Ｎｉ，Ｃｒの１種又は２種以上を０．５〜９．０％
含有し残部鉄および不可避的不純物からなることを特徴
とする耐海水性非磁性材である。
【０００９】本発明の材料で建設した鋼構造物ならびに
本鋼材をコンクリート中に埋設したコンクリート構造物
は材料自身の耐食性が良好なことから、海洋、海浜地帯
に設置される構造物の劣化防止にも役立つ。
本鋼材をコンクリート中に埋設したコンクリート構造物
は材料自身の耐食性が良好なことから、海洋、海浜地帯
に設置される構造物の劣化防止にも役立つ。
【００１０】本発明の最大の特徴は、鋼中のＳｉ，Ｓ量
を下げかつ非磁性化を安定にするためにＡｌを比較的多
量添加する点にあり、又非磁性化の安定のためにＭｎを
比較的多量に添加した点である。
を下げかつ非磁性化を安定にするためにＡｌを比較的多
量添加する点にあり、又非磁性化の安定のためにＭｎを
比較的多量に添加した点である。
【００１１】この原因としてはＳｉ量を下げることによ
って錆の生成、成長を抑えると同時に、Ｓ量の低下に伴
ない錆発生点となるＭｎＳ量が著しく低下することによ
り、耐食性の劣化を小さくする。
って錆の生成、成長を抑えると同時に、Ｓ量の低下に伴
ない錆発生点となるＭｎＳ量が著しく低下することによ
り、耐食性の劣化を小さくする。
【００１２】又これと同時にＡｌ量を比較的多量とする
ことにより、Ｍｎ含有量の比較的高い鋼材表面の不働態
被膜を強固にして、濃度の高い塩分に曝らされても不働
態被膜が破壊されず錆発生に至らないためと推測され
る。
ことにより、Ｍｎ含有量の比較的高い鋼材表面の不働態
被膜を強固にして、濃度の高い塩分に曝らされても不働
態被膜が破壊されず錆発生に至らないためと推測され
る。
【００１３】以下に本発明で各成分を限定した理由を説
明する。
明する。
【００１４】Ｃを１．０％以下に限定した理由はＣ量が
１．０％超では脆化を惹き起こすためである。なお、Ｃ
は熱処理により磁性を帯びた（Ｆｅ，Ａｌ）3 Ｃ等の複
合炭化物を生成し易いので、Ｃ量は低い方が望ましい。
好ましい範囲としてはＣ量０．００１〜０．１％であ
る。
１．０％超では脆化を惹き起こすためである。なお、Ｃ
は熱処理により磁性を帯びた（Ｆｅ，Ａｌ）3 Ｃ等の複
合炭化物を生成し易いので、Ｃ量は低い方が望ましい。
好ましい範囲としてはＣ量０．００１〜０．１％であ
る。
【００１５】Ｓｉを０．２５％以下とした理由は、Ｓｉ
量を下げれば下げるほど錆生成量を飛躍的に低下させる
が、強度保証と介在物制御の目的でＳｉを添加させる必
要があるため、Ｓｉ量を０．２５％以下とした。より好
ましい範囲はＳｉ０．０５％以下である。
量を下げれば下げるほど錆生成量を飛躍的に低下させる
が、強度保証と介在物制御の目的でＳｉを添加させる必
要があるため、Ｓｉ量を０．２５％以下とした。より好
ましい範囲はＳｉ０．０５％以下である。
【００１６】Ｍｎを２．０％以下とした理由は２．０％
超では熱間圧延が困難になるためである。耐錆性の観点
から好ましい範囲は１．０％以下である。
超では熱間圧延が困難になるためである。耐錆性の観点
から好ましい範囲は１．０％以下である。
【００１７】Ｐを０．０１５％以下とした理由は、Ｐが
０．０１５％を超えるとコンクリートのようなアルカリ
性雰囲気で錆成長を抑制する効果がなく、むしろ助長す
る傾向があるためである。
０．０１５％を超えるとコンクリートのようなアルカリ
性雰囲気で錆成長を抑制する効果がなく、むしろ助長す
る傾向があるためである。
【００１８】Ａｌは本発明鋼の化学成分の中で最も重要
な鍵を握る金属元素である。Ａｌを２０．０超〜３７．
３％と限定した理由は２０．０％以下では非磁性化が不
完全で、３７．３％超ではＡｌとＦｅとの金属間化合物
が生成しやすく、鋼の脆化を惹き起こし熱間圧延不能に
なるためである。最も好ましい範囲は２０．５〜２８．
０％である。従って上記成分範囲に限定した。
な鍵を握る金属元素である。Ａｌを２０．０超〜３７．
３％と限定した理由は２０．０％以下では非磁性化が不
完全で、３７．３％超ではＡｌとＦｅとの金属間化合物
が生成しやすく、鋼の脆化を惹き起こし熱間圧延不能に
なるためである。最も好ましい範囲は２０．５〜２８．
０％である。従って上記成分範囲に限定した。
【００１９】Ｃｕを２０〜５０％に限定した理由は、Ａ
ｌが２０％を超えると熱間の加工が困難となるが、Ｃｕ
を２０％以上添加すると熱間加工性が改善され、５０％
までその効果がある。
ｌが２０％を超えると熱間の加工が困難となるが、Ｃｕ
を２０％以上添加すると熱間加工性が改善され、５０％
までその効果がある。
【００２０】Ｓを０．００５％以下とした理由は、錆の
発生起源であるＭｎＳ量を減らすことにあり、このＳ量
低下のために脱硫剤として使用されるＣａ、希土類元素
によりＭｎＳが（Ｍｎ，Ｃａ）Ｓ等に変化することによ
る耐食性向上効果も期待できる。
発生起源であるＭｎＳ量を減らすことにあり、このＳ量
低下のために脱硫剤として使用されるＣａ、希土類元素
によりＭｎＳが（Ｍｎ，Ｃａ）Ｓ等に変化することによ
る耐食性向上効果も期待できる。
【００２１】又鋼中のＳ量を低下するために上記のよう
な操業を行なうことは常識となっているので、若干のＣ
ａ，Ｃｅ等が混入してくることがあるが、これらの元素
は耐食性等に悪影響を及ぼすものではないのでＣａ，Ｃ
ｅ等の少量の存在は差支えない。
な操業を行なうことは常識となっているので、若干のＣ
ａ，Ｃｅ等が混入してくることがあるが、これらの元素
は耐食性等に悪影響を及ぼすものではないのでＣａ，Ｃ
ｅ等の少量の存在は差支えない。
【００２２】又、本発明においては必要に応じてＴｉ，
Ｖ，Ｎｂ，Ｗ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｂ等を添加するが鋼の強
度、靭性向上のための公知の元素として添加するもの
で、１種又は２種以上を選択して添加し、Ｂ以外の元素
では合計で０．０１〜０．５％、Ｂは０．０００１〜
０．００５％の添加量とするが、上記の目的としてはす
でに一般によく知られているものである。
Ｖ，Ｎｂ，Ｗ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｂ等を添加するが鋼の強
度、靭性向上のための公知の元素として添加するもの
で、１種又は２種以上を選択して添加し、Ｂ以外の元素
では合計で０．０１〜０．５％、Ｂは０．０００１〜
０．００５％の添加量とするが、上記の目的としてはす
でに一般によく知られているものである。
【００２３】又、熱間加工性向上のためにＮｉ，Ｃｒの
１種又は２種以上を０．５〜９．０％添加する。なお、
必要に応じて例えばネジ付き鉄筋等で快削性が要求され
る場合には、Ｐｂを０．０１〜０．５％添加することも
できる。
１種又は２種以上を０．５〜９．０％添加する。なお、
必要に応じて例えばネジ付き鉄筋等で快削性が要求され
る場合には、Ｐｂを０．０１〜０．５％添加することも
できる。
【００２４】本発明に従い前記の化学成分で構成された
鋼は転炉、電気炉等で溶製され、次いで造塊、分塊の工
程を経るか、あるいは連続鋳造後、圧延された後に、必
要に応じて焼き入れ、焼き戻し、あるいは焼準等の熱処
理が施されたり、パテンティング等の熱処理が施され、
線引きされて使用に供される。
鋼は転炉、電気炉等で溶製され、次いで造塊、分塊の工
程を経るか、あるいは連続鋳造後、圧延された後に、必
要に応じて焼き入れ、焼き戻し、あるいは焼準等の熱処
理が施されたり、パテンティング等の熱処理が施され、
線引きされて使用に供される。
【００２５】最終製品としては鋼管、Ｈ形鋼、鋼矢板、
鉄筋棒鋼、ワイヤー、鋼板等の形状で供給され、必要に
応じて亜鉛メッキ、有機被覆を施すこともできる。
鉄筋棒鋼、ワイヤー、鋼板等の形状で供給され、必要に
応じて亜鉛メッキ、有機被覆を施すこともできる。
【００２６】
実施例１ 表１に記載した成分の鋼を真空溶解炉で溶製し、造塊、
分塊後、熱間圧延した鋼と従来鋼からなる鋼との成分お
よび腐食試験結果を示した。
分塊後、熱間圧延した鋼と従来鋼からなる鋼との成分お
よび腐食試験結果を示した。
【００２７】準備した鋼板の中央部より幅２５mm×長さ
６０mm×厚さ２mmの試片を採取し、機械研削して表面を
研磨した。
６０mm×厚さ２mmの試片を採取し、機械研削して表面を
研磨した。
【００２８】他方、海浜地帯、海水中での鋼の腐食を実
験室で促進ないし再現する環境として人工海水を準備し
た。しかる後、前記のように表面研削し、側面と裏面を
シリコンレジンで被覆した試片を脱脂後、乾燥し、直ち
に上記の人工海水中に浸漬した。この人工海水液は７日
毎に変えて５０日間連続浸漬し、錆の発生状況を観察し
た。
験室で促進ないし再現する環境として人工海水を準備し
た。しかる後、前記のように表面研削し、側面と裏面を
シリコンレジンで被覆した試片を脱脂後、乾燥し、直ち
に上記の人工海水中に浸漬した。この人工海水液は７日
毎に変えて５０日間連続浸漬し、錆の発生状況を観察し
た。
【００２９】次に又、コンクリート中の埋設鉄筋の塩分
による腐食を促進ないし再現するために、コンクリート
の主成分であるＣａＯを３．６％ＮａＣｌ水溶液中に溶
解させてｐＨ１２のＣａ（ＯＨ）2 ＋ＮａＣｌ水溶液を
準備した。
による腐食を促進ないし再現するために、コンクリート
の主成分であるＣａＯを３．６％ＮａＣｌ水溶液中に溶
解させてｐＨ１２のＣａ（ＯＨ）2 ＋ＮａＣｌ水溶液を
準備した。
【００３０】しかる後、前記のように表面研削し、側面
と裏面をシリコンレジンで被覆した試片を脱脂後、乾燥
し、直ちに上記のＣａ（ＯＨ）2 ＋３．６％ＮａＣｌ水
溶液中に浸漬した。なお試験中は液の表面を流動パラフ
ィンでシールし、３日毎に液を置換して２０日間連続浸
漬し、錆の発生状況を観察した。これらの結果を表１に
示す。
と裏面をシリコンレジンで被覆した試片を脱脂後、乾燥
し、直ちに上記のＣａ（ＯＨ）2 ＋３．６％ＮａＣｌ水
溶液中に浸漬した。なお試験中は液の表面を流動パラフ
ィンでシールし、３日毎に液を置換して２０日間連続浸
漬し、錆の発生状況を観察した。これらの結果を表１に
示す。
【００３１】実施例２ 表１の成分からなる熱延鋼板の表面を研削後、海浜地帯
に１年間曝露し、発錆状況を調べた。又、ＮａＣｌを
１．０％含んだ砂、ポルトランドセメント、水、砂利か
らなるコンクリートモルタルに表１の成分からなる熱延
鉄筋（９mmφ）を埋め込み、２８日間常温養生した後、
海浜地帯に１年間曝露した。
に１年間曝露し、発錆状況を調べた。又、ＮａＣｌを
１．０％含んだ砂、ポルトランドセメント、水、砂利か
らなるコンクリートモルタルに表１の成分からなる熱延
鉄筋（９mmφ）を埋め込み、２８日間常温養生した後、
海浜地帯に１年間曝露した。
【００３２】なお、コンクリートの水セメント比は０．
６０、カブリ厚さは２cmとした。１年間曝露後コンクリ
ートを破砕して鉄筋の発錆状況を調べた。これらの調査
結果を表１に示す。
６０、カブリ厚さは２cmとした。１年間曝露後コンクリ
ートを破砕して鉄筋の発錆状況を調べた。これらの調査
結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
【表３】
【００３６】
【表４】
【００３７】表１の結果から本発明の鋼は海水中でも錆
発生が皆無で、コンクリート中の塩分が砂中ＮａＣｌ換
算で１．０％の高濃度、水中で３．６％ＮａＣｌの高濃
度でも錆発生が皆無であることが明瞭に認められ、錆発
生、錆成長に伴なうコンクリートの劣化を完全に停止で
きることがわかった。従って極めて厳しい海洋環境にお
いても鋼構造物、コンクリート構造物いずれもその劣化
を完全に抑止することが推定される。
発生が皆無で、コンクリート中の塩分が砂中ＮａＣｌ換
算で１．０％の高濃度、水中で３．６％ＮａＣｌの高濃
度でも錆発生が皆無であることが明瞭に認められ、錆発
生、錆成長に伴なうコンクリートの劣化を完全に停止で
きることがわかった。従って極めて厳しい海洋環境にお
いても鋼構造物、コンクリート構造物いずれもその劣化
を完全に抑止することが推定される。
【００３８】
【発明の効果】本発明は塩害に曝らされる非磁性材、な
らびに非磁性材埋設のコンクリート構造物の耐久性を維
持するのに飛躍的に有効な材料、コンクリート用材料と
して役立つものであり、海浜地帯等塩害に曝らされる磁
気浮上鉄道等の非磁性を必要とする広範囲の用途に使用
できる。
らびに非磁性材埋設のコンクリート構造物の耐久性を維
持するのに飛躍的に有効な材料、コンクリート用材料と
して役立つものであり、海浜地帯等塩害に曝らされる磁
気浮上鉄道等の非磁性を必要とする広範囲の用途に使用
できる。
Claims (4)
- 【請求項１】 重量比で Ｃ ；１．０％以下、 Ｓｉ；０．２５％以下、 Ｍｎ；２．０％以下、 Ａｌ；２０．０超〜３７．３％、 Ｐ ；０．０１５％以下、 Ｓ ；０．００５％以下、 Ｃｕ；２０〜５０％、 残部鉄および不可避的不純物からなる耐海水性非磁性
材。 - 【請求項２】 Ｔｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｗ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｂの
１種又は２種以上をＢ以外の元素では合計で０．０１〜
０．５％、Ｂは０．０００１〜０．００５％含有する請
求項１記載の耐海水性非磁性材。 - 【請求項３】 Ｎｉ，Ｃｒの１種又は２種以上を０．５
〜９．０％含有する請求項１記載の耐海水性非磁性材。 - 【請求項４】 Ｔｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｗ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｂの
１種又は２種以上をＢ以外の元素では合計で０．０１〜
０．５％、Ｂは０．０００１〜０．００５％含有し、さ
らにＮｉ，Ｃｒの１種又は２種以上を０．５〜９．０％
含有する請求項１記載の耐海水性非磁性材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25093192A JPH06100992A (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | 耐海水性非磁性材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25093192A JPH06100992A (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | 耐海水性非磁性材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06100992A true JPH06100992A (ja) | 1994-04-12 |
Family
ID=17215154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25093192A Withdrawn JPH06100992A (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | 耐海水性非磁性材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06100992A (ja) |
-
1992
- 1992-09-21 JP JP25093192A patent/JPH06100992A/ja not_active Withdrawn
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991130 |