JPH08246098A

JPH08246098A - 耐孔あき腐食性に優れた高強度鋼板

Info

Publication number: JPH08246098A
Application number: JP4984395A
Authority: JP
Inventors: Toshio Yokoi; 利雄横井; Shunjiro Takeuchi; 俊二郎竹内; Takenori Nakayama; 武典中山; Masato Matsumoto; 正人松本; Haruo Tomari; 治夫泊里
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1995-03-09
Filing date: 1995-03-09
Publication date: 1996-09-24

Abstract

(57)【要約】【目的】Ｐ−Ｃｕ添加鋼板の高強度化に伴う耐食性劣
化を防止するとともに、優れた耐孔あき腐食性の効果を
示す鋼板を提供する。【構成】重量％で、Ｃ：０．００１〜０．１％、Ｓ
ｉ：０．５〜１．５％、Ｍｎ：０．１〜２．５％、Ｐ：
０．０５〜０．１５％、Ｃｕ：０．５０％以下、Ｎｉ：
０．０５〜０．５０％、Ｓ：０．０１％以下、Ａｌ：
０．００３〜０．０５％、Ｎ：０．００５％以下を含有
し、さらにＢ：０．００６０％以下、Ｎｂ：０．１０％
以下、Ｃａ：０．０１００％以下の内、１種または２種
以上を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる
ように調整した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、耐食性に優れた強加
工用鋼板に関するものであり、自動車、建築、造船など
鋼板を用い、腐食が問題となる工業分野に広く適用でき
る耐孔あき腐食性に優れた高強度鋼板に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車は、大きな温度変化、高速で飛来
する石など、寒冷地における融雪剤など非常に厳しい腐
食環境で使用されているため、耐孔あき腐食性を有する
鋼板が必要となる。とくに、北米、北欧など冬季に道路
凍結防止剤（ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＭｇＣｌ）や、滑り止
めのために砂利を道路に散布する地域では、塗膜を破壊
する砂利と、鋼板の腐食を促進するＣｌ^-イオンの存在
下で乾湿繰返しとなるため、とくに優れた防錆能が必要
となってくる。また、近年の地球環境保護、自動車の燃
費向上、居住性の向上の観点から、自動車に使用する鋼
板の高強度、薄肉化傾向が強くなっている。とくに自動
車足回りなどの重要保安部品では、腐食により鋼板に孔
があかないこと、あるいは孔あきに至らないまでも設計
上強度を確保するために必要な板厚が残存することが必
要である。このため、部品の高強度薄肉化を行なう場合
には、高い耐孔あき腐食性が必要となってくる。

【０００３】このような環境下において、耐孔あき腐食
性を向上させた鋼板として、特開平４−２３５２５０号
公報で開示されたものが知られている。これは従来の
Ｐ、Ｃｕ添加による燐酸塩の防食皮膜作用に加え、Ｓｉ
を０．５％以下で添加することにより、初期錆の発生お
よび錆の還元反応に影響を及ぼし、耐食性を向上させる
ことを特徴としている。しかし、これらはＣ量が０．０
０１〜０．０５重量％、Ｍｎ量が０．０５〜０．３５重
量％と低く、Ｍｎ量、Ｃ量を増加させた成分系におい
て、この範囲内でＳｉを添加しても耐食性改善は見込ま
れない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な従来の課題を解決するためになされたものであり、Ｐ
−Ｃｕ添加鋼板の高強度化に伴う耐食性劣化を防止する
とともに、優れた耐孔あき腐食性の効果を示す鋼板を提
供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、重量％で、
Ｃ：０．００１〜０．１％、Ｓｉ：０．５〜１．５％、
Ｍｎ：０．１〜２．５％、Ｐ：０．０５〜０．１５％、
Ｃｕ：０．５０％以下、Ｎｉ：０．０５〜０．５０％、
Ｓ：０．０１％以下、Ａｌ：０．００３〜０．０５％、
Ｎ：０．００５％以下を含有し、残部が鉄および不可避
的不純物からなるものである。

【０００６】上記鋼が、さらに重量％でＢ：０．００６
０％以下、Ｎｂ：０．１０％以下、Ｃａ：０．０１００
％以下の内、１種または２種以上を含有することが好ま
しい。

【０００７】

【作用】上記請求項１の成分構成により、Ｐ−Ｃｕ添加
鋼板の高強度化に伴う耐食性劣化を防止するとともに、
耐孔あき腐食性に極めて優れた鋼板が得られ、さらにＮ
ｉ、Ｂ、Ｎｂ、Ｃａの内、１種または２種以上を所定量
含有することにより優れた効果が得られる。

【０００８】まずこの発明における化学成分の限定理由
について説明する。

【０００９】Ｃ：Ｃは鋼を強化する元素であり、Ｃ含有
量が０．００１重量％以下ではその効果は見込まれず、
また０．１０重量％以上にすると、通常の工程で腐食時
にカソードとなるセメンタイトなどの炭化物が多量に生
成し、炭化物と地鉄との間の電位差により腐食が促進さ
れ、耐食性を低下させるため、その下限値を０．００１
重量％、またその上限値を０．１０重量％とする。

【００１０】Ｓｉ：Ｓｉは、脱酸、プレス加工性を確保
しながら強度調整するには有効な元素である。また、
Ｐ、Ｃｕとの複合添加により生成錆をより非晶質化、緻
密化させ、腐食促進因子の侵入をより抑制し、また錆の
還元反応をより抑えることで耐食性を大幅に向上させる
元素である。

【００１１】本発明者は、Ｓｉ添加量と耐孔あき腐食性
との関係について実験を行なった。

【００１２】Ｐ−Ｃｕ添加鋼板におけるＳｉ添加量と週
１回、５％ＮａＣｌ水溶液を散布する大気暴露試験を１
２カ月間行なったときの最大孔あき深さの関係を図１に
示す。Ｓｉ添加量が０．５重量％までは最大孔あき深さ
に変化は見られず、最大孔あき深さはほぼ１．０ｍｍと
なっている。それに対し、０．５重量％を超えて添加す
ると最大孔あき深さはほぼ０．６ｍｍまで減少し、大幅
に耐孔あき腐食性が改善されるのがわかる。しかし、
１．５重量％を超えて添加すると熱延時において鋼板表
面に濃化し、鋼板の酸洗性を低下させること、および塗
装時における燐酸塩処理性を著しく劣化させる。そのた
め、その下限値を０．５重量％、上限値を１．５重量％
とした。

【００１３】Ｍｎ：ＭｎはＳによる高温割れを防止する
こと、および強度の調整に有効な元素であるが、０．１
重量％以下ではＳの高温割れを防止する効果が低く、か
つ強度上昇の効果が小さい。また２．５重量％を超えて
添加すると全伸びが著しく低下し、加工の観点から好ま
しくないので、Ｍｎ量の下限値を０．１重量％、上限値
を２．５重量％とした。

【００１４】Ｐ：Ｐは他の元素、とくにＣｕとの複合添
加で生成錆を緻密化し、カソード電流密度を抑制するこ
とで耐孔あき腐食性を向上させる元素であるが、０．０
５重量％以下ではその効果は見込まれず、また０．１５
重量％以上含有した場合、加工後の脆化の原因となる
上、スクラップ鋳物中で靭性を劣化させるため、その下
限値を０．０５重量％、上限値を０．１５重量％とし
た。

【００１５】Ｃｕ：ＣｕはＰとの複合添加で生成錆を緻
密化し、耐食性を向上させる元素であるが、０．５０重
量％を超えて添加しても耐食性の効果は飽和し、また加
工性が低下するため、その添加範囲の上限値を０．５０
重量％とした。

【００１６】Ｓ：Ｓは鋼中では金属元素などと結合し、
硫化物系介在物となって存在する。この硫化物系の介在
物は、金属の間で電位差が生じ、腐食の起点となるた
め、Ｓ濃度が０．０１重量％を超えた場合、硫化物系の
介在物の量が増加することにより耐食性が極端に劣化す
るため、その上限値を０．０１重量％とした。

【００１７】Ａｌ：Ａｌは脱酸の目的で添加するが、
０．００３重量％以下では十分に脱酸が行なわれず、鋼
中のＯ含有量を低減できない。また、０．０５重量％以
上添加してもその効果が飽和するため、その添加範囲は
下限値を０．００３重量％、上限値を０．０５重量％と
した。

【００１８】Ｎ：Ｎ量が多くなると時効が発生し、また
一部のＮはＴｉと結合してＴｉＮを形成し、固溶Ｔｉ量
を減少させ、耐食性が劣化するため、その上限値を０．
００５重量％とした。

【００１９】上記元素のほか、必要に応じて、さらに耐
食性を改善するために、以下に説明するＮｉ、Ｂ、Ｎ
ｂ、Ｃａのうちの１種または２種以上を添加することが
できる。

【００２０】Ｎｉ：Ｃｕ含有量が多い鋼ではヘゲ傷が表
面に発生しやすいが、Ｃｕ含有量の多い鋼にＮｉを添加
した場合には、この欠点を防止することができるので、
製品の表面性状を向上させるため、０．０５重量％以上
添加する必要がある。また、Ｎｉは耐食性向上に寄与す
る成分である。しかし、０．５０重量％を超えて添加し
ても表面性状および耐食性の向上効果は飽和する上、Ｎ
ｉは高価であるため、その上限値は０．５０重量％とす
るが、表面性状の観点からＣｕ添加量が０．４０重量％
を超える場合には、ＮｉをＣｕ含有量の半分から同量添
加することが望ましい。

【００２１】Ｂ：Ｂは耐食性改善、すなわち鋼の加工後
の脆化を改善するために添加するが、０．００６０重量
％以上添加するとかえって鋼が脆化するため、その上限
値を０．００６０重量％とする。

【００２２】Ｎｂ：Ｎｂは耐食性改善、すなわち鋼の強
化および加工性改善のため、Ｎｂ添加による固溶Ｔｉ量
の増加のために添加するが、０．１０重量％を超えて添
加した場合、鋼が脆化するうえ、高価になるために、そ
の上限値を０．１０重量％とする。

【００２３】Ｃａ：鉄の腐食が進行している段階では孔
食内部でＦｅ→Ｆｅ²⁺＋ｅ^- Ｆｅ²⁺＋２Ｈ₂Ｏ→Ｆｅ（ＯＨ）₂＋２Ｈ⁺ なる反応が起こり、孔食内部が酸性化し、さらに鉄の腐
食が促進される。しかしＣａが存在した場合は鉄と同時
にＣａも溶解し、Ｃａがアルカリ金属であるため、孔食
内部を塩基性化し、孔食の進展を低減するために添加す
る。この場合、０．０１重量％を超えて添加すると、そ
の効果が飽和するばかりでなく、鋼の脆化を引き起こす
ため、その上限値を０．０１重量％とした。

【００２４】以上のように、成分とくにＳｉ添加量を限
定することで、耐食性にきわめて優れた高強度鋼板を得
ることができるが、その製造法として通常の鋼板と同様
に転炉あるいは電気炉で溶製後、連続鋳造あるいは造塊
鋳造後、熱間圧延を行なうことにより熱間圧延鋼板を製
造することができる。また、溶製後の脱ガス処理など、
鋳造後の分解圧延などを行なうことも可能である。さら
に、熱延後に冷間圧延、焼鈍を行ない、冷間圧延鋼板を
製造することも可能であり、その他熱間圧延した鋼板、
冷間圧延した鋼板、さらには熱延、冷延を行なった後、
焼鈍を行なった鋼板に、溶融めっき、電気めっき、蒸着
めっきなど、各種のめっきや各種の塗装、塗装下地処
理、有機皮膜処理を行なうことも可能である。

【００２５】

【実施例】表１および表２はこの発明の効果を示すため
の各種試験鋼および従来鋼の成分と耐食性の評価結果で
ある。本発明鋼および従来鋼とも実機レベルの溶製を行
ない、熱延鋼板については仕上げ温度９２０℃、巻取り
温度４５０℃の実機熱延鋼板を用い、これを酸洗後、耐
食性評価に供した。

【００２６】耐食性は週１回、５％塩水を散布する大気
暴露試験を１２カ月間行なった際の侵食深さをｍｍ単位
で表した。

【００２７】表１および表２より明らかなように、比較
鋼はいずれも最大孔あき深さは１．０ｍｍ付近と改善が
見られないのに対し、本発明鋼は最大孔あき深さは０．
６ｍｍと大幅に改善されているのがわかる。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、Ｐ−Ｃｕ添加鋼板の高強度化に伴う耐食性劣化を防
止するとともに、耐孔あき腐食性に極めて優れた鋼板が
得られ、自動車用はもとより、建築、造船など用鋼の腐
食が問題となる工業分野に最適である。

【００３１】この鋼は裸または塗装して使用することに
より、優れた性能を発揮するが、めっき、有機皮膜塗布
などの適当な表面処理と組合わせることで、さらに優れ
た効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｓｉ添加量と最大孔あき深さとの関係を示す図
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松本正人兵庫県加古川市金沢町１番地株式会社神戸製鋼所加古川製鉄所内 (72)発明者泊里治夫神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、Ｃ：０．００１〜０．１％、
Ｓｉ：０．５〜１．５％、Ｍｎ：０．１〜２．５％、
Ｐ：０．０５〜０．１５％、Ｃｕ：０．５０％以下、Ｎ
ｉ：０．０５〜０．５０％、Ｓ：０．０１％以下、Ａ
ｌ：０．００３〜０．０５％、Ｎ：０．００５％以下を
含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなることを
特徴とする耐孔あき腐食性に優れた高強度鋼板。
【請求項２】上記鋼が、さらに重量％でＢ：０．００
６０％以下、Ｎｂ：０．１０％以下、Ｃａ：０．０１０
０％以下の内、１種または２種以上を含有することを特
徴とする請求項１記載の耐孔あき腐食性に優れた高強度
鋼板。