JPH08291365A - 炭酸ガス含有凝縮水環境での耐食性に優れた鋼材 - Google Patents
炭酸ガス含有凝縮水環境での耐食性に優れた鋼材Info
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- JPH08291365A JPH08291365A JP22401895A JP22401895A JPH08291365A JP H08291365 A JPH08291365 A JP H08291365A JP 22401895 A JP22401895 A JP 22401895A JP 22401895 A JP22401895 A JP 22401895A JP H08291365 A JPH08291365 A JP H08291365A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】ＳＳ４００に代表される普通鋼に比べて腐食速
度が小さく、ステンレス鋼よりも格段に安価なことに加
えて、緻密で密着性の良い錆層が形成されるために外部
への錆の飛散を防止することが可能で、かつ溶接性に優
れた鋼材。 【構成】重量％にて、Ｓｉ：０．１〜１．２、Ｍｎ：
０．１〜１．２、Ｃｒ：０．４〜６、Ｃｕ：０．１〜
１、Ａｌ：０．００５〜０．１、Ｐ：０．０１〜０．０
５、Ｎｉ：０．１〜２で、以下、いずれも、Ｃ：０．０
８、Ｓ：０．０１０、Ｎｂ：０．０８、Ｍｏ：０．５以
下を含有し、Ｎｉ＋Ｃｕが０．４以上で、かつ、元素記
号は、その元素の重量％とした、Ｐｃｍ＝Ｃ＋Ｓｉ／３
０＋Ｍｎ／２０＋Ｃｕ／２０＋Ｎｉ／６０＋Ｃｒ／２０
＋Ｍｏ／１５が０．２８以下であり、残部がＦｅ及び不
可避不純物からなる、炭酸ガス含有凝縮水環境での耐食
性に優れた鋼材。
度が小さく、ステンレス鋼よりも格段に安価なことに加
えて、緻密で密着性の良い錆層が形成されるために外部
への錆の飛散を防止することが可能で、かつ溶接性に優
れた鋼材。 【構成】重量％にて、Ｓｉ：０．１〜１．２、Ｍｎ：
０．１〜１．２、Ｃｒ：０．４〜６、Ｃｕ：０．１〜
１、Ａｌ：０．００５〜０．１、Ｐ：０．０１〜０．０
５、Ｎｉ：０．１〜２で、以下、いずれも、Ｃ：０．０
８、Ｓ：０．０１０、Ｎｂ：０．０８、Ｍｏ：０．５以
下を含有し、Ｎｉ＋Ｃｕが０．４以上で、かつ、元素記
号は、その元素の重量％とした、Ｐｃｍ＝Ｃ＋Ｓｉ／３
０＋Ｍｎ／２０＋Ｃｕ／２０＋Ｎｉ／６０＋Ｃｒ／２０
＋Ｍｏ／１５が０．２８以下であり、残部がＦｅ及び不
可避不純物からなる、炭酸ガス含有凝縮水環境での耐食
性に優れた鋼材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＮＧを燃料とす
る発電用設備の排ガス経路部材の内、煙道、煙突等にお
いて、排ガス中の水分が凝縮する水露点以下の温度部位
に使用できる耐食性に優れた鋼板、形鋼、鋼管等の鋼材
に関する。
る発電用設備の排ガス経路部材の内、煙道、煙突等にお
いて、排ガス中の水分が凝縮する水露点以下の温度部位
に使用できる耐食性に優れた鋼板、形鋼、鋼管等の鋼材
に関する。
【０００２】
【従来の技術】石炭、重油焚きボイラの空気予熱器、煙
道、煙突等においては、排ガス中のＳＯX 分に起因する
硫酸露点腐食が生じることが知られている。このような
環境で使用される材料としては、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｓｂを単
独または複合で含有する低合金鋼、いわゆる耐硫酸露点
腐食鋼がよく知られている。しかしながら、外部への錆
の飛散や、その防止のための錆除去作業工程の煩雑さ等
の問題が生じている。そこで近年は、腐食が非常に軽微
でメイテナンスフリーな、Ｍｏ、Ｃｕを多量に含有した
オーステナイトステンレス鋼あるいは高Ｎｉオーステナ
イト系ステンレス鋼が使用され始めている。
道、煙突等においては、排ガス中のＳＯX 分に起因する
硫酸露点腐食が生じることが知られている。このような
環境で使用される材料としては、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｓｂを単
独または複合で含有する低合金鋼、いわゆる耐硫酸露点
腐食鋼がよく知られている。しかしながら、外部への錆
の飛散や、その防止のための錆除去作業工程の煩雑さ等
の問題が生じている。そこで近年は、腐食が非常に軽微
でメイテナンスフリーな、Ｍｏ、Ｃｕを多量に含有した
オーステナイトステンレス鋼あるいは高Ｎｉオーステナ
イト系ステンレス鋼が使用され始めている。
【０００３】一方、ＬＮＧを燃料とする発電用設備にお
ける排ガスは、体積割合で１０〜２０％の水分、３〜１
５％の炭酸ガス、１０〜２０％の酸素、残り窒素からな
る。
ける排ガスは、体積割合で１０〜２０％の水分、３〜１
５％の炭酸ガス、１０〜２０％の酸素、残り窒素からな
る。
【０００４】この排ガスが流れる煙道、煙突等の内、温
度が低く排ガス中の水蒸気が凝縮する箇所の腐食環境
は、前記の石炭、重油焚きボイラに比べるとマイルドで
ある。すなわち、腐食環境としては、排ガス中の酸素と
炭酸ガスが溶け込んだ弱酸性の凝縮水（以下、炭酸ガス
含有凝縮水と記す）となっている。
度が低く排ガス中の水蒸気が凝縮する箇所の腐食環境
は、前記の石炭、重油焚きボイラに比べるとマイルドで
ある。すなわち、腐食環境としては、排ガス中の酸素と
炭酸ガスが溶け込んだ弱酸性の凝縮水（以下、炭酸ガス
含有凝縮水と記す）となっている。
【０００５】本環境に適した鋼材は、特開平６−１９２
７８８号公報および特開平６−１９２７８９号公報に開
示されている。前者には、重量％で、Ｃ：０．０５％以
下、Ｍｎ：０．２〜１．６％、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏを含
み、かつ不純物のＳ：０．０１％以下とし、あるいは、
さらに、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｂのうち
少なくとも１種を含有することを特徴としたＬＮＧ焚き
燃焼ガス凝縮水に対する腐食抵抗に優れた鋼板が示され
ている。後者には、重量％で、Ｃ：０．０５％以下、Ｍ
ｎ：０．２〜１．６％、Ｐ、Ｃｕ、Ｎｉを含み、かつ不
純物のＳ：０．０１％以下とし、あるいは、さらに、Ｓ
ｉ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｂのうち少な
くとも１種を含有することを特徴としたＬＮＧ焚き燃焼
ガス凝縮水に対する腐食抵抗に優れた鋼板が示されてい
る。前者はＮｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、後者はＰ、Ｃｕ、Ｎｉの
複合添加が特徴である。Ｃｕの効果として錆層の緻密さ
の向上、Ｎｉの効果としてＮｉ富化層形成による耐全面
腐食性の向上、Ｍｏの効果として含水酸化鉄の自己修復
機能の向上による耐孔食性の向上作用が示されている。
また、ＰがＣｕの効果を補完することが開示されてお
り、Ｐ含有率は０．０１〜０．３重量％（以下、化学組
成の％表示は重量％）としている。
７８８号公報および特開平６−１９２７８９号公報に開
示されている。前者には、重量％で、Ｃ：０．０５％以
下、Ｍｎ：０．２〜１．６％、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏを含
み、かつ不純物のＳ：０．０１％以下とし、あるいは、
さらに、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｂのうち
少なくとも１種を含有することを特徴としたＬＮＧ焚き
燃焼ガス凝縮水に対する腐食抵抗に優れた鋼板が示され
ている。後者には、重量％で、Ｃ：０．０５％以下、Ｍ
ｎ：０．２〜１．６％、Ｐ、Ｃｕ、Ｎｉを含み、かつ不
純物のＳ：０．０１％以下とし、あるいは、さらに、Ｓ
ｉ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｂのうち少な
くとも１種を含有することを特徴としたＬＮＧ焚き燃焼
ガス凝縮水に対する腐食抵抗に優れた鋼板が示されてい
る。前者はＮｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、後者はＰ、Ｃｕ、Ｎｉの
複合添加が特徴である。Ｃｕの効果として錆層の緻密さ
の向上、Ｎｉの効果としてＮｉ富化層形成による耐全面
腐食性の向上、Ｍｏの効果として含水酸化鉄の自己修復
機能の向上による耐孔食性の向上作用が示されている。
また、ＰがＣｕの効果を補完することが開示されてお
り、Ｐ含有率は０．０１〜０．３重量％（以下、化学組
成の％表示は重量％）としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】炭素鋼等の鋼材が、上
記の炭酸ガス含有凝縮水環境に曝されるとオキシ水酸化
鉄を主体とする水酸化物およびマグネタイトを主体とす
る酸化物が生成する。この水酸化物、酸化物の皮膜（錆
層）は、ある程度の防食作用を持っており、鋼材の腐食
の進行を抑制する働きがある。しかし、ＬＮＧを燃料と
する発電用設備の煙道、煙突等は数十年間の耐用年数が
要求され、従来の炭素鋼あるいは低合金鋼等の鋼材で
は、要求に応えられないのが実状である。また、上記の
従来の鋼材に生成する錆層は、煙道内等の湿潤と乾燥が
繰り返され、また、風速の大きな排ガスが流れる環境で
は剥がれ落ちやすい性質があるために、防錆効果が低い
ことはもとより、剥がれ落ちた紛状ないし薄皮状の水酸
化鉄等が煙突から外部に飛散し、環境を害するという問
題がある。
記の炭酸ガス含有凝縮水環境に曝されるとオキシ水酸化
鉄を主体とする水酸化物およびマグネタイトを主体とす
る酸化物が生成する。この水酸化物、酸化物の皮膜（錆
層）は、ある程度の防食作用を持っており、鋼材の腐食
の進行を抑制する働きがある。しかし、ＬＮＧを燃料と
する発電用設備の煙道、煙突等は数十年間の耐用年数が
要求され、従来の炭素鋼あるいは低合金鋼等の鋼材で
は、要求に応えられないのが実状である。また、上記の
従来の鋼材に生成する錆層は、煙道内等の湿潤と乾燥が
繰り返され、また、風速の大きな排ガスが流れる環境で
は剥がれ落ちやすい性質があるために、防錆効果が低い
ことはもとより、剥がれ落ちた紛状ないし薄皮状の水酸
化鉄等が煙突から外部に飛散し、環境を害するという問
題がある。
【０００７】本発明は、ＳＳ４００に代表される普通鋼
に比べて腐食速度が小さく、ステンレス鋼よりも格段に
安価なことに加えて、緻密で密着性の良い錆層が形成さ
れるために外部への錆の飛散を防止することが可能で、
かつ溶接性に優れた鋼材を提供することを目的とする。
に比べて腐食速度が小さく、ステンレス鋼よりも格段に
安価なことに加えて、緻密で密着性の良い錆層が形成さ
れるために外部への錆の飛散を防止することが可能で、
かつ溶接性に優れた鋼材を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】ＬＮＧ燃焼排ガスの凝縮
水環境で耐食性を有する材料については、凝縮水中の溶
存酸素と炭酸ガスによる腐食を考慮する必要がある。溶
存酸素はそれ自身がカソード反応に寄与し、炭酸ガスは
水素イオンの供給を促進することでカソード反応に寄与
する。本環境においては、腐食はこの両者のカソード反
応に支配されて進行するので、腐食速度は溶存酸素及び
炭酸ガスの供給で律速される。
水環境で耐食性を有する材料については、凝縮水中の溶
存酸素と炭酸ガスによる腐食を考慮する必要がある。溶
存酸素はそれ自身がカソード反応に寄与し、炭酸ガスは
水素イオンの供給を促進することでカソード反応に寄与
する。本環境においては、腐食はこの両者のカソード反
応に支配されて進行するので、腐食速度は溶存酸素及び
炭酸ガスの供給で律速される。
【０００９】本発明者らは、溶存酸素と炭酸ガスを含む
凝縮水（炭酸ガス含有凝縮水）中での鋼板の腐食挙動お
よび鋼板の耐食性に及ぼす合金成分の影響につき実験、
研究を重ねた結果、下記の知見を得た。
凝縮水（炭酸ガス含有凝縮水）中での鋼板の腐食挙動お
よび鋼板の耐食性に及ぼす合金成分の影響につき実験、
研究を重ねた結果、下記の知見を得た。
【００１０】A ）炭酸ガス含有凝縮水環境では、溶存酸
素による腐食が支配的であり、炭酸ガスはその腐食を促
進する効果を有すること。
素による腐食が支配的であり、炭酸ガスはその腐食を促
進する効果を有すること。
【００１１】B ）０．４％以上のＣｒを含有させること
により、錆層の下層に母材中のＣｒ含有率の５〜１０倍
のＣｒが濃化して、水和による架橋作用によりＣｒを含
むオキシ水酸化物が形成される。このＣｒの濃化したオ
キシ水酸化物は母材の腐食を防止する作用を有するが、
これを強固にするためには、ＮｉとＣｕを合わせて０．
４％を下限として含ませることが有効であること。
により、錆層の下層に母材中のＣｒ含有率の５〜１０倍
のＣｒが濃化して、水和による架橋作用によりＣｒを含
むオキシ水酸化物が形成される。このＣｒの濃化したオ
キシ水酸化物は母材の腐食を防止する作用を有するが、
これを強固にするためには、ＮｉとＣｕを合わせて０．
４％を下限として含ませることが有効であること。
【００１２】C ）Ｃｒを含有させることにより、錆層中
に安定錆層として防食作用を有するα−ＦｅＯＯＨの生
成が促進されること。
に安定錆層として防食作用を有するα−ＦｅＯＯＨの生
成が促進されること。
【００１３】D ）Ｍｏを含有させると、Ｃｒの濃化した
オキシ水酸化物の自己修復機能を向上させることがで
き、耐局部腐食性を向上させることができること。
オキシ水酸化物の自己修復機能を向上させることがで
き、耐局部腐食性を向上させることができること。
【００１４】E ）良好な溶接性を得るには、溶接割れ感
受性指数ＰCMを０．２８以下とする必要があること。
受性指数ＰCMを０．２８以下とする必要があること。
【００１５】この発明は、このような知見に基づき完成
されたものであり、その要旨は、下記の鋼材にある。
されたものであり、その要旨は、下記の鋼材にある。
【００１６】「重量％にて、 Ｃ ：０．０８％以下、 Ｓｉ：０．１〜１．２％、 Ｍｎ：０．１〜１．２％、 Ｓ ：０．０１０％以下、 Ｃｒ：０．４〜６％、 Ｃｕ：０．１〜１％、 Ａｌ：０．００５〜０．１％、 Ｐ ：０．０１〜０．０５％、 Ｎｉ：０．１〜２％、 Ｎｂ：０〜０．０８％、 Ｍｏ：０〜０．５％、 を含有し、さらに必要により、 Ｃａ：０．０００２〜０．０１％、Ｍｇ：０．０００２
〜０．０１％、ＲＥＭ：０．００１〜０．０１％ の内の１種以上を含有し、Ｎｉ＋Ｃｕが０．４％以上
で、かつ、下記の式で示されるＰCMが０．２８以下であ
り、残部がＦｅ及び不可避不純物からなることを特徴と
する炭酸ガス含有凝縮水環境での耐食性に優れた鋼材。
〜０．０１％、ＲＥＭ：０．００１〜０．０１％ の内の１種以上を含有し、Ｎｉ＋Ｃｕが０．４％以上
で、かつ、下記の式で示されるＰCMが０．２８以下であ
り、残部がＦｅ及び不可避不純物からなることを特徴と
する炭酸ガス含有凝縮水環境での耐食性に優れた鋼材。
【００１７】ＰCM＝C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+
Mo/15 」にある。
Mo/15 」にある。
【００１８】（元素記号は、その元素の含有率（重量
％）を表す）
％）を表す）
【００１９】
【発明の実施の形態】炭酸ガス含有凝縮水環境での鋼材
の耐食性に対する主要な合金元素の作用とその化学組成
範囲、その他の合金元素の機械的性質、溶接性等への影
響と化学組成範囲について以下に説明する。
の耐食性に対する主要な合金元素の作用とその化学組成
範囲、その他の合金元素の機械的性質、溶接性等への影
響と化学組成範囲について以下に説明する。
【００２０】Ｃ：Ｃ：Ｃは、カソードサイトとして作用
するＦｅ3 Ｃを生成させて腐食を促進するため、本発明
では特に０．０８％以下に限定した。またＣは強度を向
上させるが、靱性、溶接性に悪影響をおよぼす作用があ
る。この点からも、０．０８％以下とした。さらに優れ
た耐食性および溶接性を得る観点、あるいは圧延のまま
または焼きならしのままの状態でのパーライトの生成を
防ぎ耐食性を向上させる観点から、好ましくは０．０５
％以下である。Ｃ含有率の下限は、本発明鋼の用途に必
要な強度を確保することおよび工業的な製造の容易さの
観点から、０．０１％以上が望ましい。
するＦｅ3 Ｃを生成させて腐食を促進するため、本発明
では特に０．０８％以下に限定した。またＣは強度を向
上させるが、靱性、溶接性に悪影響をおよぼす作用があ
る。この点からも、０．０８％以下とした。さらに優れ
た耐食性および溶接性を得る観点、あるいは圧延のまま
または焼きならしのままの状態でのパーライトの生成を
防ぎ耐食性を向上させる観点から、好ましくは０．０５
％以下である。Ｃ含有率の下限は、本発明鋼の用途に必
要な強度を確保することおよび工業的な製造の容易さの
観点から、０．０１％以上が望ましい。
【００２１】Ｓｉ：Ｓｉは、有効な脱酸元素である。ま
た、本環境での耐食性を改善する効果も有し、これらの
効果を得るためには、少なくとも０．１％必要である。
しかし、過剰な場合は靱性、加工性、溶接性を悪くする
ので、上限は１．２％とした。
た、本環境での耐食性を改善する効果も有し、これらの
効果を得るためには、少なくとも０．１％必要である。
しかし、過剰な場合は靱性、加工性、溶接性を悪くする
ので、上限は１．２％とした。
【００２２】Ｍｎ：Ｍｎは、脱酸作用を有し、また熱間
加工性を向上する元素でもある。さらに、強度、靱性を
向上させる効果を有する。これらの効果は０．１％以上
で発揮されるが、１．２％を超えると耐食性が悪くなる
ので、上限は１．２％とした。
加工性を向上する元素でもある。さらに、強度、靱性を
向上させる効果を有する。これらの効果は０．１％以上
で発揮されるが、１．２％を超えると耐食性が悪くなる
ので、上限は１．２％とした。
【００２３】Ｓ：Ｓは、鋼の製造上不可避の不純物の１
つであり、Ｓが多いとＭｎＳが生成する。ＭｎＳは特に
溶接部において局部腐食の起点となりやすい。したがっ
て、０．０１０％以下が望ましく、できるだけ低い方が
よい。
つであり、Ｓが多いとＭｎＳが生成する。ＭｎＳは特に
溶接部において局部腐食の起点となりやすい。したがっ
て、０．０１０％以下が望ましく、できるだけ低い方が
よい。
【００２４】Ｃｒ：本発明において、炭酸ガス含有凝縮
水環境における耐食性を改善する必須元素である。Ｃｒ
が０．４％以上の場合には、錆層の下層に母材中のＣｒ
含有率の５〜１０倍のＣｒが濃化して、水和による架橋
作用によりオキシ水酸化物が形成される。このＣｒの濃
化したオキシ水酸化物は母材の腐食を防止する作用を有
する。また、Ｃｒの存在は錆層の安定化に寄与する。硫
酸イオン、塩素イオンをほとんど含まない本環境では、
錆層はＦｅ3 Ｏ4 、α−ＦｅＯＯＨ、γ−ＦｅＯＯＨか
らなる。腐食の過程では、まずγ−ＦｅＯＯＨが生成
し、腐食の進行にともないＦｅ3 Ｏ4 、α−ＦｅＯＯＨ
に変態する。このうち、α−ＦｅＯＯＨは安定錆層とし
て防食作用を持っており、Ｃｒの存在によりα−ＦｅＯ
ＯＨの生成が促進される。このために、Ｃｒは安定錆層
形成の促進、防食性の向上作用を持っている。Ｃｒ含有
率の増加とともに腐食速度は低下するが、６％を超える
と腐食形態が局部的となり、局部腐食深さが大きくな
る。また、溶接性および製造性を悪くするので、上限は
６％とした。十分な耐食性を確保する上では、１〜５％
が好ましい。
水環境における耐食性を改善する必須元素である。Ｃｒ
が０．４％以上の場合には、錆層の下層に母材中のＣｒ
含有率の５〜１０倍のＣｒが濃化して、水和による架橋
作用によりオキシ水酸化物が形成される。このＣｒの濃
化したオキシ水酸化物は母材の腐食を防止する作用を有
する。また、Ｃｒの存在は錆層の安定化に寄与する。硫
酸イオン、塩素イオンをほとんど含まない本環境では、
錆層はＦｅ3 Ｏ4 、α−ＦｅＯＯＨ、γ−ＦｅＯＯＨか
らなる。腐食の過程では、まずγ−ＦｅＯＯＨが生成
し、腐食の進行にともないＦｅ3 Ｏ4 、α−ＦｅＯＯＨ
に変態する。このうち、α−ＦｅＯＯＨは安定錆層とし
て防食作用を持っており、Ｃｒの存在によりα−ＦｅＯ
ＯＨの生成が促進される。このために、Ｃｒは安定錆層
形成の促進、防食性の向上作用を持っている。Ｃｒ含有
率の増加とともに腐食速度は低下するが、６％を超える
と腐食形態が局部的となり、局部腐食深さが大きくな
る。また、溶接性および製造性を悪くするので、上限は
６％とした。十分な耐食性を確保する上では、１〜５％
が好ましい。
【００２５】Ｃｕ：ＣｕはＰとともに錆層の緻密化に寄
与し、錆層の防食性を高めるとともに、Ｃｒに富むオキ
シ水酸化物の不働態化能を向上させて耐食性を改善す
る。この効果は、０．１％以上で現れるが、１％を超え
ると、効果が飽和するとともに熱間脆性を起こしやすく
なるので、上限は１％とした。好ましくは０．２〜０．
６％である。
与し、錆層の防食性を高めるとともに、Ｃｒに富むオキ
シ水酸化物の不働態化能を向上させて耐食性を改善す
る。この効果は、０．１％以上で現れるが、１％を超え
ると、効果が飽和するとともに熱間脆性を起こしやすく
なるので、上限は１％とした。好ましくは０．２〜０．
６％である。
【００２６】Ａｌ：Ａｌは、脱酸元素として知られ、靱
性向上にも効果がある。０．００５％でこの効果は現れ
るが、０．１％を超えると、疵の発生や靱性の低下を招
く。したがって、０．００５〜０．１％とした。
性向上にも効果がある。０．００５％でこの効果は現れ
るが、０．１％を超えると、疵の発生や靱性の低下を招
く。したがって、０．００５〜０．１％とした。
【００２７】Ｐ：ＰはＣｕと共存して錆層の緻密化に寄
与し、錆層の防食性を改善する。この効果を十分に得る
には０．０１％以上必要である。しかし、過剰に含む場
合には溶接性を阻害するので、上限は０．０５％とし
た。
与し、錆層の防食性を改善する。この効果を十分に得る
には０．０１％以上必要である。しかし、過剰に含む場
合には溶接性を阻害するので、上限は０．０５％とし
た。
【００２８】Ｎｉ：Ｎｉは、ＣｕとともにＣｒに富むオ
キシ水酸化物の不働態化能を向上させて耐食性を改善す
る。また、靱性の向上にも有効である。これらの効果を
得るには０．１％以上含有させることが必要である。し
かし、過剰の場合にはその効果が飽和するとともに、コ
ストアップにつながるので、上限は２％とした。
キシ水酸化物の不働態化能を向上させて耐食性を改善す
る。また、靱性の向上にも有効である。これらの効果を
得るには０．１％以上含有させることが必要である。し
かし、過剰の場合にはその効果が飽和するとともに、コ
ストアップにつながるので、上限は２％とした。
【００２９】ＮｉとＣｕを共存させることは耐食性の向
上に有効であるが、その効果を十分に発揮させるために
は、合計で０．４％以上必要である。
上に有効であるが、その効果を十分に発揮させるために
は、合計で０．４％以上必要である。
【００３０】Ｎｂ：Ｎｂは任意添加元素で、強度、靱性
を向上させる必要がある場合に添加する。
を向上させる必要がある場合に添加する。
【００３１】Ｎｂの効果は０．０１％以上で現れるが、
０．０８％を超えると溶接部の靱性の劣化など好ましく
ない影響が現れる。したがって、添加する場合の含有率
は、０．０１〜０．０８％とした。
０．０８％を超えると溶接部の靱性の劣化など好ましく
ない影響が現れる。したがって、添加する場合の含有率
は、０．０１〜０．０８％とした。
【００３２】Ｍｏ：Ｍｏは任意添加元素で、耐食性をよ
り改善する場合に必要である。Ｍｏは、Ｃｒに富むオキ
シ水酸化物の自己修復機能を高め、耐局部腐食性を向上
させる作用がある。この効果は０．０２％以上で発揮さ
れ、含有率の増加とともに大きくなる。しかし、０．５
％を超えると靱性、加工性、溶接性に悪影響を及ぼすの
で、添加する場合でも含有率の上限は０．５％とした。
り改善する場合に必要である。Ｍｏは、Ｃｒに富むオキ
シ水酸化物の自己修復機能を高め、耐局部腐食性を向上
させる作用がある。この効果は０．０２％以上で発揮さ
れ、含有率の増加とともに大きくなる。しかし、０．５
％を超えると靱性、加工性、溶接性に悪影響を及ぼすの
で、添加する場合でも含有率の上限は０．５％とした。
【００３３】Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭ：Ｃａ、ＭｇおよびＲ
ＥＭは必要に応じて、これらの１種以上を含有させる元
素である。Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭの添加により、鋼の脱
酸、脱硫が促進されるとともに、硫化物を形成して局部
腐食の起点となるＭｎＳの生成を抑制する。この効果
は、Ｃａ、Ｍｇは含有率０．０００２％以上、ＲＥＭは
０．００１％以上で現れ、０．０１％を超えると溶接
性、靱性が悪くなるので、添加する場合の含有率は、Ｃ
ａ、Ｍｇで０．０００２〜０．０１％、ＲＥＭで０．０
０１〜０．０１％とした。
ＥＭは必要に応じて、これらの１種以上を含有させる元
素である。Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭの添加により、鋼の脱
酸、脱硫が促進されるとともに、硫化物を形成して局部
腐食の起点となるＭｎＳの生成を抑制する。この効果
は、Ｃａ、Ｍｇは含有率０．０００２％以上、ＲＥＭは
０．００１％以上で現れ、０．０１％を超えると溶接
性、靱性が悪くなるので、添加する場合の含有率は、Ｃ
ａ、Ｍｇで０．０００２〜０．０１％、ＲＥＭで０．０
０１〜０．０１％とした。
【００３４】ＰCM：溶接割れ感受性指数ＰCMを低く制限
することによって、溶接部の水素に起因する溶接割れを
抑制することができ、予備熱処理を省略することができ
る。また、ＰCMを低くすることは溶接部の局部腐食の抑
制にも有効である。したがって、ＰCMは０．２８以下と
した。望ましくは０．２５以下である。
することによって、溶接部の水素に起因する溶接割れを
抑制することができ、予備熱処理を省略することができ
る。また、ＰCMを低くすることは溶接部の局部腐食の抑
制にも有効である。したがって、ＰCMは０．２８以下と
した。望ましくは０．２５以下である。
【００３５】なお、本発明の鋼材は、通常工業的に用い
られている設備およびプロセスによって、製造すること
が可能である。例えば、鋼板の場合には、連続鋳造スラ
ブを熱間圧延することによって熱延鋼板を製造し、必要
な場合には、さらに冷間圧延することによって冷延鋼板
を得ることができる。棒鋼、形鋼などは、角形または丸
形のビレットを粗圧延した後、形圧延する方法で製造す
ることができる。
られている設備およびプロセスによって、製造すること
が可能である。例えば、鋼板の場合には、連続鋳造スラ
ブを熱間圧延することによって熱延鋼板を製造し、必要
な場合には、さらに冷間圧延することによって冷延鋼板
を得ることができる。棒鋼、形鋼などは、角形または丸
形のビレットを粗圧延した後、形圧延する方法で製造す
ることができる。
【００３６】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。
る。
【００３７】表１および表２に示す化学組成の供試鋼
（表１は本発明鋼、表２は比較鋼）を電気炉により溶製
し、鋼塊に鋳造した後、分塊圧延、熱間圧延により厚さ
１０mmの熱延鋼板を製造した。熱間圧延時の加熱温度は
１１００℃とした。得られた熱延鋼板に対して、９２０
℃で１時間加熱後焼き入れ処理を施し、さらに、６００
℃、１時間保持の条件で焼戻し処理を行った。
（表１は本発明鋼、表２は比較鋼）を電気炉により溶製
し、鋼塊に鋳造した後、分塊圧延、熱間圧延により厚さ
１０mmの熱延鋼板を製造した。熱間圧延時の加熱温度は
１１００℃とした。得られた熱延鋼板に対して、９２０
℃で１時間加熱後焼き入れ処理を施し、さらに、６００
℃、１時間保持の条件で焼戻し処理を行った。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】この熱延鋼板から、厚さ３mm、幅２５mm、
長さ６０mmの腐食試験片を切り出し、表面をエメリー紙
にて＃６００まで研磨し、アセトン中で超音波洗浄する
ことにより脱脂後、腐食試験に供した。
長さ６０mmの腐食試験片を切り出し、表面をエメリー紙
にて＃６００まで研磨し、アセトン中で超音波洗浄する
ことにより脱脂後、腐食試験に供した。
【００４１】腐食試験においては、水分：２０体積％
（水露点６０℃）、炭酸ガス：１０体積％、酸素ガス：
１４体積％、残り窒素ガスの組成を有するガスを通気し
ながら、試験片に対して、４５℃で４時間、１０５℃で
２時間の条件の乾湿繰り返しを合計７２０時間行った。
鋼板の耐食性は、腐食試験における試験片の重量減から
求めた腐食速度で評価した。
（水露点６０℃）、炭酸ガス：１０体積％、酸素ガス：
１４体積％、残り窒素ガスの組成を有するガスを通気し
ながら、試験片に対して、４５℃で４時間、１０５℃で
２時間の条件の乾湿繰り返しを合計７２０時間行った。
鋼板の耐食性は、腐食試験における試験片の重量減から
求めた腐食速度で評価した。
【００４２】溶接性については、上記熱延鋼板を用い
て、ＪＩＳＺ３１５８に従って斜めｙ型溶接試験を実施
し、溶接熱影響部のルート割れの有無を調べた。「割
れ」は表２の比較鋼Ｎｏ. ８にだけ発生した。
て、ＪＩＳＺ３１５８に従って斜めｙ型溶接試験を実施
し、溶接熱影響部のルート割れの有無を調べた。「割
れ」は表２の比較鋼Ｎｏ. ８にだけ発生した。
【００４３】表１および表２に、乾湿繰り返し試験にお
ける腐食速度および溶接割れ感受性指数ＰCMを示す。表
１から明かなように、本発明鋼は、腐食速度が０．３０
ｇ／ｍ2 ／ｈ以下で耐食性に優れており、また、ＰCMが
０．２８以下であるために、すべて溶接割れが認められ
ず溶接性にも優れている。これに対し、比較鋼は、比較
鋼Ｎｏ．８を除き腐食速度がすべて０．３０ｇ／ｍ2 ／
ｈを超えており耐食性に劣っている。また、比較鋼Ｎ
ｏ．８については、ＰCMが０．３０と高く本発明の範囲
外であるために、溶接割れが発生しており、溶接性に劣
ることが確認された。
ける腐食速度および溶接割れ感受性指数ＰCMを示す。表
１から明かなように、本発明鋼は、腐食速度が０．３０
ｇ／ｍ2 ／ｈ以下で耐食性に優れており、また、ＰCMが
０．２８以下であるために、すべて溶接割れが認められ
ず溶接性にも優れている。これに対し、比較鋼は、比較
鋼Ｎｏ．８を除き腐食速度がすべて０．３０ｇ／ｍ2 ／
ｈを超えており耐食性に劣っている。また、比較鋼Ｎ
ｏ．８については、ＰCMが０．３０と高く本発明の範囲
外であるために、溶接割れが発生しており、溶接性に劣
ることが確認された。
【００４４】なお、上記実施例では、熱延鋼板を焼入れ
した後、焼戻しを施す熱処理条件の例を示した。この
他、本発明の鋼板は、熱間圧延のままで使用することも
可能であり、また、機械的性質の調整を目的として、熱
間圧延後放冷、焼戻しを施してもよく、熱間圧延後焼
入、焼戻しして使用することもできる。
した後、焼戻しを施す熱処理条件の例を示した。この
他、本発明の鋼板は、熱間圧延のままで使用することも
可能であり、また、機械的性質の調整を目的として、熱
間圧延後放冷、焼戻しを施してもよく、熱間圧延後焼
入、焼戻しして使用することもできる。
【００４５】
【発明の効果】本発明の鋼板、形鋼等の鋼材は、炭酸ガ
ス含有凝縮水中での耐食性に優れるとともに溶接性も良
好である。また、鋼材の表面に生成する錆層は密着性が
良いので、乾湿が繰り返される環境でも剥がれ落ちにく
い。さらに、高価なＮｉあるいはＣｒの含有率が低いの
で、オーステナイト系ステンレス鋼等に比べて格段に安
価であるといった優れた特長を備えている。したがっ
て、ＬＮＧを燃料とする発電設備の煙道用、煙突用ある
いはＬＮＧ燃焼排ガスの熱回収装置用等の部材に好適で
ある。
ス含有凝縮水中での耐食性に優れるとともに溶接性も良
好である。また、鋼材の表面に生成する錆層は密着性が
良いので、乾湿が繰り返される環境でも剥がれ落ちにく
い。さらに、高価なＮｉあるいはＣｒの含有率が低いの
で、オーステナイト系ステンレス鋼等に比べて格段に安
価であるといった優れた特長を備えている。したがっ
て、ＬＮＧを燃料とする発電設備の煙道用、煙突用ある
いはＬＮＧ燃焼排ガスの熱回収装置用等の部材に好適で
ある。
Claims (2)
- 【請求項１】重量％にて、 Ｃ ：０．０８％以下、 Ｓｉ：０．１〜１．２％、 Ｍｎ：０．１〜１．２％、 Ｓ ：０．０１０％以下、 Ｃｒ：０．４〜６％、 Ｃｕ：０．１〜１％、 Ａｌ：０．００５〜０．１％、 Ｐ ：０．０１〜０．０５％、 Ｎｉ：０．１〜２％、 Ｎｂ：０〜０．０８％、 Ｍｏ：０〜０．５％ を含有し、Ｎｉ＋Ｃｕが０．４％以上で、かつ下記の式
で示されるＰCMが０．２８以下であり、残部がＦｅ及び
不可避不純物からなることを特徴とする炭酸ガス含有凝
縮水環境での耐食性に優れた鋼材。 ＰCM＝C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15 （元素記号は、その元素の含有率（重量％）を表す） - 【請求項２】重量％にて、 Ｃ ：０．０８％以下、 Ｓｉ：０．１〜１．２％、 Ｍｎ：０．１〜１．２％、 Ｓ ：０．０１０％以下、 Ｃｒ：０．４〜６％、 Ｃｕ：０．１〜１％、 Ａｌ：０．００５〜０．１％、 Ｐ ：０．０１〜０．０５％、 Ｎｉ：０．１〜２％、 Ｎｂ：０〜０．０８％、 Ｍｏ：０〜０．５％、 および Ｃａ：０．０００２〜０．０１％、Ｍｇ：０．０００２
〜０．０１％、ＲＥＭ：０．００１〜０．０１％ のうち少なくとも１種を含有し、Ｎｉ＋Ｃｕが０．４％
以上で、かつ下記の式で示されるＰCMが０．２８以下で
あり、残部がＦｅ及び不可避不純物からなることを特徴
とする炭酸ガス含有凝縮水環境での耐食性に優れた鋼
材。 ＰCM＝C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15 （元素記号は、その元素の含有率（重量％）を表す）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22401895A JPH08291365A (ja) | 1995-02-23 | 1995-08-31 | 炭酸ガス含有凝縮水環境での耐食性に優れた鋼材 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-35524 | 1995-02-23 | ||
| JP3552495 | 1995-02-23 | ||
| JP22401895A JPH08291365A (ja) | 1995-02-23 | 1995-08-31 | 炭酸ガス含有凝縮水環境での耐食性に優れた鋼材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08291365A true JPH08291365A (ja) | 1996-11-05 |
Family
ID=26374524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22401895A Pending JPH08291365A (ja) | 1995-02-23 | 1995-08-31 | 炭酸ガス含有凝縮水環境での耐食性に優れた鋼材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08291365A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6152445A (en) * | 1997-12-19 | 2000-11-28 | Konica Corporation | Sheet conveying apparatus and method wherein the sheet is fed without contacting the discharge layer |
| JP2001164381A (ja) * | 1999-12-07 | 2001-06-19 | Tocalo Co Ltd | 耐硫酸露点腐食性に優れた複合被覆部材およびその製造方法 |
| JP2012057221A (ja) * | 2010-09-09 | 2012-03-22 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐酸露点腐食鋼および排ガス流路構成部材 |
| JP2012180546A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐硫酸露点腐食鋼および排ガス流路構成部材 |
| CN103320705A (zh) * | 2013-06-03 | 2013-09-25 | 南京钢铁股份有限公司 | 地面集输用耐co2腐蚀管线钢及其制备方法 |
| WO2017206321A1 (zh) * | 2016-06-03 | 2017-12-07 | 深圳市樊溪电子有限公司 | 一种低合金钢、钢管及其制造方法 |
-
1995
- 1995-08-31 JP JP22401895A patent/JPH08291365A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6152445A (en) * | 1997-12-19 | 2000-11-28 | Konica Corporation | Sheet conveying apparatus and method wherein the sheet is fed without contacting the discharge layer |
| JP2001164381A (ja) * | 1999-12-07 | 2001-06-19 | Tocalo Co Ltd | 耐硫酸露点腐食性に優れた複合被覆部材およびその製造方法 |
| JP2012057221A (ja) * | 2010-09-09 | 2012-03-22 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐酸露点腐食鋼および排ガス流路構成部材 |
| JP2012180546A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐硫酸露点腐食鋼および排ガス流路構成部材 |
| CN103320705A (zh) * | 2013-06-03 | 2013-09-25 | 南京钢铁股份有限公司 | 地面集输用耐co2腐蚀管线钢及其制备方法 |
| WO2017206321A1 (zh) * | 2016-06-03 | 2017-12-07 | 深圳市樊溪电子有限公司 | 一种低合金钢、钢管及其制造方法 |
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