JPH1096027A - 耐候性に優れ、靭性の良好な溶接構造用鋼の製造方法 - Google Patents

耐候性に優れ、靭性の良好な溶接構造用鋼の製造方法

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JPH1096027A
JPH1096027A JP11688497A JP11688497A JPH1096027A JP H1096027 A JPH1096027 A JP H1096027A JP 11688497 A JP11688497 A JP 11688497A JP 11688497 A JP11688497 A JP 11688497A JP H1096027 A JPH1096027 A JP H1096027A
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JP
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less
steel
hot rolling
ceq
toughness
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JP11688497A
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English (en)
Inventor
Yoshihaya Tanaka
賢逸 田中
Toshiya Nishimura
俊弥 西村
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】、塩分、とくに０．０５ｍｄｄ以上１０ｍｄｄ
未満の塩分が飛来する環境において高い耐候性と溶接性
を有し、かつ靭性の良好な溶接構造用鋼の製造方法を提
供すること。 【解決手段】重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：
０．７％以下、Ｍｎ：０．１〜２％、Ｐ：０．０３〜
０．１５％、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０１〜
０．１％、Ｃｒ：０．１％以下、Ｎｉ：０．４〜４％、
Ｃｕ：０．４％以下、Ｍｏ：０．１〜４％を含有する鋼
に対し、９５０℃以下における累積圧下率２０％以上の
熱間圧延を施し、かつ熱間圧延を７５０〜９００℃の温
度範囲で終了し、溶接構造用鋼を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、海岸地域に建設さ
れる橋梁や鉄塔などの塩水が関与した腐食環境で用いら
れる溶接構造物に適した、高耐食性かつ高溶接性で靭性
の良好な低合金鋼からなる溶接構造用鋼の製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】橋梁などの鋼構造物は、その実用期間が
数十年にも及ぶため、厳重な塗装を施すなどの防食処置
をとる必要がある。塗装は非常に効果の高い防食手段で
あるが、大気暴露環境においては劣化が著しいため、定
期的な補修を必要とする。
【０００３】しかし、特に近年は人件費の高騰や塗装工
の減少などにより、その補修が困難になるという問題が
生じている。この問題を回避するため、橋梁などの鋼構
造物に耐候性鋼が適用される例が増加している。
【０００４】耐候性鋼は、大気暴露環境において、銅、
りん、クロムなどの有効元素が富化した防食性の高い安
定錆が表面を覆うことにより、著しく腐食の進展が遅く
なる性質を有するものである。その著しい耐候性の高さ
のため、耐候性鋼を使用した橋梁は、しばしば無塗装の
まま数十年間の使用に耐えることが知られている。
【０００５】しかし、海岸地域のように塩分が比較的に
多い環境では、耐候性鋼の錆は安定化しにくく、実用的
な耐食性が得難いことが知られている。このような環境
下で実用に耐える鋼材を製造するため、銅、りん、クロ
ム、タングステンなどの有効元素を多量に添加するなど
の方法が、例えば特公昭５１−２８０４８号、特公昭５
７−１０９４１号、特開平３−１５８４３６号、特開平
４−６２４５号の各公報に開示されている。
【０００６】ところで、近年、耐候性鋼を日本国内の各
所に暴露試験した結果が、建設省により公表された。こ
の試験結果から、建設省は、耐候性鋼を無塗装で使用す
ることが可能な地域として、飛来する塩分量が０．０５
ｍｄｄ未満の地域に限るという指針を提示している。す
なわち、飛来塩分量が０．０５ｍｄｄ以上の地域におい
ては、上記公報に開示された技術によっても、飛来塩分
量が０．０５ｍｄｄ以上の地域において、従来製造され
てきた耐候性鋼は、無塗装で使用するのに十分な耐候性
を有していない。
【０００７】海岸地域における耐候性を改善した鋼の製
造技術としては、特開平７−２０７３４０号公報、特開
平４−２０７３４０号公報に開示されたものがある。こ
の技術によれば、クロムやニッケルなどの元素を多量に
添加することにより、塩分が比較的に多い環境における
鋼の耐候性を改善している。
【０００８】しかし、クロムを多量に含有する鋼は、低
温割れなどの溶接欠陥が生じやすく、予熱を実施するな
どの溶接欠陥を防止する処置が必要である。橋梁などの
屋外構造物の場合、予熱や溶接欠陥の検査などの現場作
業は困難であり、建設コストが増加するなどの弊害が生
じる。また、ニッケルを多量に含有する鋼は、焼入れ性
が不十分なものとなり、通常の熱間圧延によっては、ベ
イナイト組織が析出し、靭性が不十分なものとなる。す
なわち、これらの技術では、実用的な溶接性と靭性を有
する鋼を製造することが困難である。
【０００９】すなわち、従来の技術によっては、飛来塩
分量が０．０５ｍｄｄ以上の地域において、実用的な耐
候性と溶接性を有し、靭性の良好な溶接構造用鋼を製造
することは実質的に不可能であった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みててなされたものであって、０．０５ｍｄｄ以上１
０ｍｄｄ未満の塩分が飛来する環境において高い耐候性
と溶接性を有し、かつ靭性の良好な溶接構造用鋼の製造
方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋼材の成分組成について鋭意検討した。そ
の結果、Ｍｏを適当な量のＮｉ、Ｃｕとともに添加する
ことにより、鋼材の耐候性を著しく向上し得ること、お
よびＭｏの量を限定し、かつＣｒを極力減ずることによ
り、溶接割れ感受性を実用的な範囲に維持することがで
きると、さらにはＭｎ、ＮｉおよびＭｏの量を特定の範
囲に規定し、熱間圧延を適当な温度で終了することによ
り、鋼材に良好な靭性を付与し得るとの知見を得、これ
により高い耐候性と溶接性を両立し、かつ靭性の良好な
鋼材の製造が可能であることを見出した。
【００１２】本発明はこのような見知に基づいてなされ
たものであり、第１に、重量％で、Ｃ：０．１５％以
下、Ｓｉ：０．７％以下、Ｍｎ：０．１〜２％、Ｐ：
０．０３〜０．１５％、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：
０．０１〜０．１％、Ｃｒ：０．１％以下、Ｎｉ：０．
４〜４％、Ｃｕ：０．４％以下、Ｍｏ：０．１〜４％を
含有する鋼に対し、９５０℃以下における累積圧下率２
０％以上の熱間圧延を施し、かつ熱間圧延を７５０〜９
００℃の温度範囲で終了することを特徴とする、耐候性
に優れ、靭性の良好な溶接構造用鋼の製造方法を提供す
る。
【００１３】第２に、重量％で、Ｃ：０．１５％以下、
Ｓｉ：０．７％以下、Ｍｎ：０．１〜２％、Ｐ：０．０
３〜０．１５％、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０１
〜０．１％、Ｃｒ：０．１％以下、Ｎｉ：０．４〜４
％、Ｃｕ：０．４％以下、Ｍｏ：０．１〜４％を含有
し、Ｎｉ、ＣｕおよびＭｏが、Ｎｉ＋３Ｍｏ≧１．２％
を満たし、かつ以下に示す炭素当量Ｃｅｑが０．４％以
下、溶接割れ感受性指数Ｐｃｍが０．２％以下である鋼
に対し、９５０℃以下における累積圧下率２０％以上の
熱間圧延を施し、かつ熱間圧延を７５０〜９００℃の温
度範囲で終了することを特徴とする、耐候性に優れ、靭
性の良好な溶接構造用鋼の製造方法を提供する。 第３
に、重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：０．７％以
下、Ｍｎ：０．２〜１．５％、Ｐ：０．０３〜０．１５
％、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０１〜０．１％、
Ｃｒ：０．１％以下、Ｎｉ：０．４〜４％、Ｃｕ：０．
４％以下、Ｍｏ：０．１〜１．５％を含有し、Ｎｉ、Ｍ
ｎおよびＭｏが、Ｎｉ＋３Ｍｏ≧１．２％、Ｍｎ×Ｍｏ
≦０．４％を満たし、かつ以下に示す炭素当量Ｃｅｑが
０．４％以下、溶接割れ感受性指数Ｐｃｍが０．２％以
下である鋼に対し、９５０℃以下における累積圧下率２
０％以上の熱間圧延を施し、かつ熱間圧延を７５０〜９
００℃の温度範囲で終了することを特徴とする、耐候性
に優れ、靭性の良好な溶接構造用鋼の製造方法を提供す
る。
【００１４】第４に、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：０．
７％以下、Ｍｎ：０．１〜２％、Ｐ：０．０３〜０．１
５％、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０１〜０．１
％、Ｃｒ：０．１％以下、Ｎｉ：０．４〜４％、Ｃｕ：
０．４％以下、Ｍｏ：０．１〜４％を含有し、さらにＴ
ｉ：０．００５〜０．１％、Ｖ：０．００５〜０．１
％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％、Ｂ：０．０００３〜
０．００１％の１種または２種以上を含有する鋼に対
し、９５０℃以下における累積圧下率２０％以上の熱間
圧延を施し、かつ熱間圧延を７５０〜９００℃の温度範
囲で終了することを特徴とする、耐候性に優れ、靭性の
良好な溶接構造用鋼の製造方法を提供する。
【００１５】第５に、重量％で、Ｃ：０．１５％以下、
Ｓｉ：０．７％以下、Ｍｎ：０．１〜２％、Ｐ：０．０
３〜０．１５％、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０１
〜０．１％、Ｃｒ：０．１％以下、Ｎｉ：０．４〜４
％、Ｃｕ：０．４％以下、Ｍｏ：０．１〜４％を含有
し、さらにＴｉ：０．００５〜０．１％、Ｖ：０．００
５〜０．１％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％、Ｂ：０．
０００３〜０．００１％の１種または２種以上を含有
し、ＮｉおよびＭｏが、Ｎｉ＋３Ｍｏ≧１．２％を満た
し、かつ以下に示す炭素当量Ｃｅｑが０．４％以下、溶
接割れ感受性指数Ｐｃｍが０．２％以下である鋼に対
し、９５０℃以下における累積圧下率２０％以上の熱間
圧延を施し、かつ熱間圧延を７５０〜９００℃の温度範
囲で終了することを特徴とする、耐候性に優れ、靭性の
良好な溶接構造用鋼の製造方法を提供する。 第６に、
重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：０．７％以下、
Ｍｎ：０．２〜１．５％、Ｐ：０．０３〜０．１５％、
Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０１〜０．１％、Ｃ
ｒ：０．１％以下、Ｎｉ：０．４〜４％、Ｃｕ：０．４
％以下、Ｍｏ：０．１〜１．５％を含有し、さらにＴ
ｉ：０．００５〜０．１％、Ｖ：０．００５〜０．１
％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％、Ｂ：０．０００３〜
０．００１％の１種または２種以上を含有し、Ｎｉ、Ｍ
ｎおよびＭｏが、Ｎｉ＋３Ｍｏ≧１．２％、Ｍｎ×Ｍｏ
≦０．４％を満たし、かつ以下に示す炭素当量Ｃｅｑが
０．４％以下、溶接割れ感受性指数Ｐｃｍが０．２％以
下である鋼に対し、９５０℃以下における累積圧下率２
０％以上の熱間圧延を施し、かつ熱間圧延を７５０〜９
００℃の温度範囲で終了することを特徴とする、耐候性
に優れ、靭性の良好な溶接構造用鋼の製造方法を提供す
る。
【００１６】第７に、重量％で、Ｃ：０．１５％以下、
Ｓｉ：０．７％以下、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｐ：
０．０３〜０．１５％、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：
０．０１〜０．１％、Ｃｒ：０．１％以下、Ｎｉ：０．
４〜４％、Ｃｕ：０．４％以下、Ｍｏ：０．１〜４％、
Ｎｂ：０．００５〜０．０５％を含有し、ＮｉおよびＭ
ｏが、Ｎｉ＋３Ｍｏ≧１．２％を満たし、かつ以下に示
す炭素当量Ｃｅｑが０．４％以下、溶接割れ感受性指数
Ｐｃｍが０．２％以下である鋼に対し、９５０℃以下に
おける累積圧下率２０％以上の熱間圧延を施し、かつ熱
間圧延を７５０〜９００℃の温度範囲で終了することを
特徴とする、耐候性に優れ、靭性の良好な溶接構造用鋼
の製造方法を提供する。
【００１７】第８に、重量％で、Ｃ：０．１５％以下、
Ｓｉ：０．７％以下、Ｍｎ：０．２〜１．５％、Ｐ：
０．０３〜０．１５％、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：
０．０１〜０．１％、Ｃｒ：０．１％以下、Ｎｉ：０．
４〜４％、Ｃｕ：０．４％以下、Ｍｏ：０．１〜１．５
％、Ｎｂ：０．００５〜０．０５％を含有し、Ｎｉ、Ｍ
ｎおよびＭｏが、Ｎｉ＋３Ｍｏ≧１．２％、Ｍｎ×Ｍｏ
≦０．４％を満たし、かつ以下に示す炭素当量Ｃｅｑが
０．４％以下、溶接割れ感受性指数Ｐｃｍが０．２％以
下である鋼に対し、９５０℃以下における累積圧下率２
０％以上の熱間圧延を施し、かつ熱間圧延を７５０〜９
００℃の温度範囲で終了することを特徴とする、耐候性
に優れ、靭性の良好な溶接構造用鋼の製造方法を提供す
る。 Ｃeq=C+(Si/24)+(Mn/6)+(Cr/5)+(Ni/40)+(Mo/4)+(V/14) Ｐcm=C+(Si/30)+(Mn/20)+(Cu/20)+(Ni/60)+(Cr/20)+(Mo
/15)+(V/10)+5B
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明に係る鋼としては、（１）重量％
で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：０．７％以下、Ｍｎ：
０．１〜２％、Ｐ：０．０３〜０．１５％、Ｓ：０．０
２％以下、Ａｌ：０．０１〜０．１％、Ｃｒ：０．１％
以下、Ｎｉ：０．４〜４％、Ｃｕ：０．４％以下、Ｍ
ｏ：０．１〜４％を基本組成とするもの、（２）重量％
で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：０．７％以下、Ｍｎ：
０．１〜２％、Ｐ：０．０３〜０．１５％、Ｓ：０．０
２％以下、Ａｌ：０．０１〜０．１％、Ｃｒ：０．１％
以下、Ｎｉ：０．４〜４％、Ｃｕ：０．４％以下、Ｍ
ｏ：０．１〜４％、Ｎｂ：０．００５〜０．０５％を基
本組成とするもの、の２つが挙げられる。
【００１９】以下、本発明で成分組成を上記範囲に限定
した理由について説明する。 （ａ）組成（１）について Ｃ： Ｃは所定の強度を確保するために添加するが、
０．１５％を超えると溶接性および靭性が劣化する。し
たがって、その上限を０．１５％とする。
【００２０】Ｓｉ： Ｓｉは製鋼時の脱酸剤および強度
向上元素として添加するが、過剰に添加すると靭性が著
しく低下する。したがって、その上限を０．７％以下と
する。
【００２１】Ｍｎ： Ｍｎは所定の強度を確保するため
に０．１％以上添加する。しかし、２％を超えて過剰に
添加するとベイナイト組織が生じやすくなり、機械的特
性、特に靭性が劣化する。したがってＭｎ量を０．１〜
２％の範囲とする。靭性を向上させる観点からは、０．
２〜１．５％の範囲が好ましい。
【００２２】Ｐ： Ｐは本発明において重要な元素であ
り、鋼の強度を向上させる作用があるとともに、耐食性
を向上させる効果がある。しかし、０．０３％未満の添
加では耐食性の向上に効果がなく、０．１５％を超える
と溶接性が劣化する。したがって、Ｐ量を０．０３〜
０．１５％の範囲とする。
【００２３】Ｓ： Ｓは耐食性に有害な元素であるの
で、０．０２％以下とする。 Ａｌ： Ａｌは製鋼時の脱酸剤として０．０１％以上添
加するが、過剰に添加すると腐食の起点となる介在物が
生じやすくなるので０．１％以下とする必要がある。し
たがって、Ａｌ量を０．０１〜０．１％とする。
【００２４】Ｃｒ： Ｃｒは、塩分の多い環境において
は孔あき腐食を助長する効果がある。また、溶接性を著
しく劣化させる。そのため、Ｃｒ量を０．１％以下とす
る。 Ｎｉ： Ｎｉはこの発明において重要な元素であり、Ｍ
ｏとの共存により塩分の多い環境における耐食性を向上
させる効果がある。しかし、０．４％未満の添加では効
果がなく、４％を超えると経済性の点で不利である。し
たがって、Ｎｉ量を０．４〜４％とする。
【００２５】Ｃｕ： Ｃｕは耐食性を向上させる効果が
あるため、必要量添加する。しかし、０．４％を超える
と効果が飽和し、かつ経済性の点で不利である。したが
って、Ｃｕ量を０．４％以下とする。
【００２６】Ｍｏ： Ｍｏもまたこの発明において重要
な元素であり、Ｎｉとの共存により塩分の多い環境にお
ける耐食性を向上させる効果がある。しかし、０．１％
未満の添加では効果がなく、４％を超える添加では経済
性の点で不利である。したがって、Ｍｏ量を０．１〜４
％の範囲とする。靭性を向上させる観点からは、０．１
〜１．５％の範囲が好ましい。
【００２７】組成（１）については、上記基本成分の
他、選択成分としてＴｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｂの１種または２
種以上を含有してもよい。 Ｔｉ： Ｔｉは圧延前加熱時のオーステナイト粒を微細
化することにより、鋼の強度を向上させ、あわせて靭性
を向上させるので、必要に応じて添加する。しかし、そ
の量が０．００５％未満では効果がなく、０．１％を超
えると経済性の点で不利であるので、０．００５〜０．
１％の範囲とする。
【００２８】Ｖ： Ｖは焼戻し処理における析出強化を
利用して鋼を強化するために、必要に応じて添加する。
しかし、その量が０．００５％未満では効果がなく、
０．１％を超えると経済性の点で不利であるので、０．
００５〜０．１％の範囲とする。
【００２９】Ｎｂ： Ｎｂは圧延前加熱時のオーステナ
イト粒を微細化することにより、鋼の強度を向上させ、
あわせて靭性を向上させるので、必要に応じて添加す
る。しかし、その量が０．００５％未満では効果がな
く、０．１％を超えると経済性の点で不利であるので、
０．００５〜０．１％の範囲とする。
【００３０】Ｂ： Ｂは粒界を強化する作用があり、耐
二次加工割れ性を改善するので、必要に応じて添加す
る。しかし、その量が０．０００３％未満では効果がな
く、０．００１％を超えると効果が飽和するので、０．
０００３〜０．００１％の範囲とする。
【００３１】（ｂ）組成（２）について 組成（２）は、上記組成（１）のに加え、Ｎｂをも基本
成分とするものである。Ｎｂは、上述したように圧延前
加熱時のオーステナイト粒を微細化することにより、強
度を向上させ、かつ靭性を向上させるために添加するも
のであるが、０．００５％未満ではその効果がなく、
０．０５％を超えてもその効果が飽和するので、０．０
０５〜０．０５％の範囲とする。
【００３２】以上のように、本発明の特徴はＣｒを積極
的には添加しないことにある。Ｃｒは、塩分の少ない環
境においては、鋼の耐食性を向上させる効果を有するた
め、従来製造されてきた耐候性鋼には、Ｃｒが積極的に
添加されてきた。しかし、本発明者らの検討結果による
と、Ｃｒは塩分の多い環境においてはむしろ孔あき腐食
を助長する作用があることが判明した。また、Ｃｒは上
述したように溶接性を著しく劣化させる元素である。し
たがって、上述したように、Ｃｒ量は０．１％以下に規
定するが、上記趣旨からするとできるだけその含有量を
減ずることが好ましい。
【００３３】本発明のもうひとつの特徴は、Ｍｏを適当
な量のＮｉとともに添加することにより、著しく耐食性
を改善したことにある。ＮｉおよびＭｏの耐食性に与え
る効果の詳細は必ずしも明らかではないが、以下のよう
に考えられる。すなわち、Ｍｏは錆の凋密性を高め、水
分や塩分といった腐食因子が鋼表面に接触するのを妨げ
る効果があると考えられる。その一方、Ｍｏは錆を脆く
する性質があり、クラックなどの欠陥が生じやすくな
る。Ｎｉは割れやすい錆の性質を改善し、クラックなど
の欠陥を生じにくくする性質がある。これらＮｉならび
にＭｏの２つの異なる性質による相乗効果が発揮される
ため、適当な量のＭｏを適当な量のＮｉとともに添加す
ることにより、耐食性が著しく改善するものと考えられ
る。耐食性の観点からは、Ｍｏは０．１％以上のＮｉ、
Ｃｕとともに添加すると効果が現れ、その効果はＮｉ＋
３Ｍｏ≧１．２％で好ましいものとなる。
【００３４】また、さらに、Ｍｎが０．２〜１．５％か
つＭｏが０．１〜１．５％で、Ｍｎ×Ｍｏ≦０．４％を
満たすことにより、下記の製造条件と組み合わせた場
合、特に特に優れた母材靭性を得ることができる。
【００３５】さらに、溶接性を実用水準とするために
は、炭素当量Ｃｅｑおよび溶接割れ感受性指数Ｐｃｍを
考慮することが好ましく、ＣｅｑおよびＰｃｍをそれぞ
れ０．４％以下および０．２％以下とすることが好まし
い。
【００３６】本発明のさらなる特徴は、熱間圧延を適当
な温度で終了することにより、実用的な靭性を確保する
ことである。ＮｉおよびＭｏの添加は、鋼の焼入れ性を
著しく高めるため、通常の熱間圧延によっては、ベイナ
イト組織が析出し、靭性が不十分なものとなる。本発明
ではＮｉおよびＭｏを添加した鋼が有するこのような欠
点を克服するため、９５０℃以下における累積圧下率２
０％以上の熱間圧延を行い、熱間圧延終了温度を７５０
〜９００℃と比較的低温に制御することとした。これに
より、パーライト組織の析出を促進し、かつ組織を微細
化し、良好な靭性を実現したものである。なお、本発明
では、転炉または電気炉で溶製し、次いで連続鋳造また
は造塊→分塊法によってスラブとした後、上記条件で圧
延して鋼板または形鋼とする。
【００３７】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。表
１に示す成分組成の鋼塊を溶製し、１２００℃に加熱し
て熱間圧延を開始し、９５０℃以下で３０％の累積圧下
率にて８５０℃で圧延を終了し、厚さ２５ｍｍの鋼板と
した。圧延終了後は室温まで空冷した。得られた鋼板
は、ＪＩＳ斜めｙ型溶接割れ試験および図２に示す複合
サイクル腐食試験を実施した。図１は、複合サイクル腐
食試験による供試材の最大孔あき深さの値を、溶接割れ
防止予熱温度とともに示したものである。比較鋼１０１
〜１３２，１３４〜１３６，１３９，１４０，１４３〜
１６６，１６８，１６９は、最大孔あき深さが０．４ｍ
ｍを越え、耐食性が劣る。比較鋼１３３，１３７，１３
８，１４１，１４２，１６９，１７０は、最大孔あき深
さが比較的に小さく、耐食性が優れるが、溶接割れ防止
予熱温度がそれぞれ７０℃、１００℃、１５０℃、１０
０℃、１５０℃、７０℃、１００℃であり、溶接性が良
好でない。一方、発明鋼１〜３，５〜７，９〜１１，１
３，１４，１７，１８，２１〜６４は、最大孔あき深さ
が０．４０ｍｍ以下であり、溶接割れ防止予熱温度は、
室温と耐食性および溶接性がともに良好である。発明鋼
４，８，１２，１６，１９，２０，５３，５４，５７，
６２〜８６は、溶接割れの防止のための予熱温度が５０
℃または７０℃であるが、比較鋼で同等の溶接性を有す
る１０５，１１４，１２２，１２３，１３２〜１４２，
１６９よりも、耐食性が著しく優れている。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
【表３】
【００４１】
【表４】
【００４２】
【表５】
【００４３】次に、供試鋼の化学組成および圧延条件と
靭性との関係を調査した。表６にはその際の圧延条件と
シャルピー遷移温度ｖＴｒｓ、ｖＴｒｅの値を示す。表
６のG-0-0 〜G-5-3 では化学組成を発明鋼Ｇと同一と
し、圧延条件が靭性に与える影響を調査したものであ
る。また、G-4-2 およびＨ〜Ｖ、ｑ〜ｕは、圧延条件を
一定とし、成分組成が靭性に与える影響を調査したもの
である。なお、靭性はシャルピー遷移温度で評価した。
【００４４】
【表６】
【００４５】表６に示すように、仕上げ圧延温度が９０
０℃を超えるG-0-0 からG-2-2 までは、ｖＴｒｅが０℃
以上であり、靭性が十分ではなかった。また、仕上げ圧
延温度が９００℃以下であっても９５０℃以下における
累積圧下率が２０％未満であるG-3-1 、G-4-1 、G-5-1
についても、ｖＴｒｅが０℃以上であり、靭性が十分で
はなかった。これに対して、仕上げ圧延温度が９００℃
以下であり、９５０℃以下の累積圧下率が２０％を超え
るG-3-2 、G-4-2 、G-4-3 、G-5-2 、G-5-3 は、いずれ
もｖＴｒｅが−３０℃以下であり、靭性が優れているこ
とが確認された。
【００４６】また、比較鋼ｑ〜ｕは、いずれもｖＴｒｅ
が０℃を越え、靭性が十分ではなかった。これに対し、
発明鋼のＧ〜Ｉ，Ｌ〜Ｖは、いずれもｖＴｒｅが０℃以
下であり靭性が優れていることが確認された。
【００４７】図３は、発明鋼Ｇ〜Ｒと比較鋼ｑ〜ｕにつ
いて、ＭｎとＭｏの添加量が靭性に与える影響を表した
ものであり、図中の数字は、シャルピー遷移温度ｖＴｒ
ｅである。この図から、Ｍｎが０．２〜１．５％かつＭ
ｏが０．１〜１．５％の範囲において、ｖＴｒｅが０℃
以下であり、特にＭｎ×Ｍｏ≦０．４％の範囲では、ｖ
Ｔｒｅが−２０℃以下で、特に優れた靭性を有すること
が明確である。
【００４８】図４は、複合サイクル腐食試験と暴露腐食
試験による最大孔あき深さである。暴露腐食試験地は銚
子で、試験期間は約１年間、飛来する塩分量は約０．２
５ｍｄｄである。ＪＩＳ規格に定める一般構造用鋼ＳＳ
４００や従来型鋼ＳＭＡ４００に比べ、本発明鋼２１は
銚子での暴露試験でも耐食性が優れているのが明らかで
ある。また、この３種の鋼において、複合サイクル腐食
試験と暴露腐食試験で孔あき深さの比はほぼ同じ値であ
り、複合サイクル腐食試験は暴露腐食試験に変わる腐食
試験として妥当なものであることが明らかである。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
０．０５ｍｄｄ以上１０ｍｄｄ未満の塩分が飛来する環
境において、高い耐候性および実用的な溶接性を有し、
靭性にも優れた溶接構造用鋼を経済的に製造することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複合サイクル腐食試験の試験条件を説明するた
めの図。
【図２】各供試材における斜めｙ型溶接割れ試験による
割れ防止予熱温度と複合サイクル腐食試験により生じた
最大孔あき深さとの関係を示すグラフ。
【図３】靭性に及ぼすＭｎおよびＭｏの影響を示すグラ
フ。
【図４】複合サイクル腐食試験と暴露腐食試験による最
大孔あき深さを示す図。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：
    ０．７％以下、Ｍｎ：０．１〜２％、Ｐ：０．０３〜
    ０．１５％、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０１〜
    ０．１％、Ｃｒ：０．１％以下、Ｎｉ：０．４〜４％、
    Ｃｕ：０．４％以下、Ｍｏ：０．１〜４％を含有する鋼
    に対し、９５０℃以下における累積圧下率２０％以上の
    熱間圧延を施し、かつ熱間圧延を７５０〜９００℃の温
    度範囲で終了することを特徴とする、耐候性に優れ、靭
    性の良好な溶接構造用鋼の製造方法。
  2. 【請求項２】 重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：
    ０．７％以下、Ｍｎ：０．１〜２％、Ｐ：０．０３〜
    ０．１５％、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０１〜
    ０．１％、Ｃｒ：０．１％以下、Ｎｉ：０．４〜４％、
    Ｃｕ：０．４％以下、Ｍｏ：０．１〜４％を含有し、Ｎ
    ｉおよびＭｏが、Ｎｉ＋３Ｍｏ≧１．２％を満たし、か
    つ以下に示す炭素当量Ｃｅｑが０．４％以下、溶接割れ
    感受性指数Ｐｃｍが０．２％以下である鋼に対し、９５
    ０℃以下における累積圧下率２０％以上の熱間圧延を施
    し、かつ熱間圧延を７５０〜９００℃の温度範囲で終了
    することを特徴とする、耐候性に優れ、靭性の良好な溶
    接構造用鋼の製造方法。 Ｃeq=C+(Si/24)+(Mn/6)+(Cr/5)+(Ni/40)+(Mo/4)+(V/14) Ｐcm=C+(Si/30)+(Mn/20)+(Cu/20)+(Ni/60)+(Cr/20)+(Mo
    /15)+(V/10)+5B
  3. 【請求項３】 重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：
    ０．７％以下、Ｍｎ：０．２〜１．５％、Ｐ：０．０３
    〜０．１５％、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０１〜
    ０．１％、Ｃｒ：０．１％以下、Ｎｉ：０．４〜４％、
    Ｃｕ：０．４％以下、Ｍｏ：０．１〜１．５％を含有
    し、Ｎｉ、ＭｎおよびＭｏが、Ｎｉ＋３Ｍｏ≧１．２
    ％、Ｍｎ×Ｍｏ≦０．４％を満たし、かつ以下に示す炭
    素当量Ｃｅｑが０．４％以下、溶接割れ感受性指数Ｐｃ
    ｍが０．２％以下である鋼に対し、９５０℃以下におけ
    る累積圧下率２０％以上の熱間圧延を施し、かつ熱間圧
    延を７５０〜９００℃の温度範囲で終了することを特徴
    とする、耐候性に優れ、靭性の良好な溶接構造用鋼の製
    造方法。 Ｃeq=C+(Si/24)+(Mn/6)+(Cr/5)+(Ni/40)+(Mo/4)+(V/14) Ｐcm=C+(Si/30)+(Mn/20)+(Cu/20)+(Ni/60)+(Cr/20)+(Mo
    /15)+(V/10)+5B
  4. 【請求項４】 重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：
    ０．７％以下、Ｍｎ：０．１〜２％、Ｐ：０．０３〜
    ０．１５％、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０１〜
    ０．１％、Ｃｒ：０．１％以下、Ｎｉ：０．４〜４％、
    Ｃｕ：０．４％以下、Ｍｏ：０．１〜４％を含有し、さ
    らにＴｉ：０．００５〜０．１％、Ｖ：０．００５〜
    ０．１％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％、Ｂ：０．００
    ０３〜０．００１％の１種または２種以上を含有する鋼
    に対し、９５０℃以下における累積圧下率２０％以上の
    熱間圧延を施し、かつ熱間圧延を７５０〜９００℃の温
    度範囲で終了することを特徴とする、耐候性に優れ、靭
    性の良好な溶接構造用鋼の製造方法。
  5. 【請求項５】 重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：
    ０．７％以下、Ｍｎ：０．１〜２％、Ｐ：０．０３〜
    ０．１５％、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０１〜
    ０．１％、Ｃｒ：０．１％以下、Ｎｉ：０．４〜４％、
    Ｃｕ：０．４％以下、Ｍｏ：０．１〜４％を含有し、さ
    らにＴｉ：０．００５〜０．１％、Ｖ：０．００５〜
    ０．１％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％、Ｂ：０．００
    ０３〜０．００１％の１種または２種以上を含有し、Ｎ
    ｉおよびＭｏが、Ｎｉ＋３Ｍｏ≧１．２％を満たし、か
    つ以下に示す炭素当量Ｃｅｑが０．４％以下、溶接割れ
    感受性指数Ｐｃｍが０．２％以下である鋼に対し、９５
    ０℃以下における累積圧下率２０％以上の熱間圧延を施
    し、かつ熱間圧延を７５０〜９００℃の温度範囲で終了
    することを特徴とする、耐候性に優れ、靭性の良好な溶
    接構造用鋼の製造方法。 Ｃeq=C+(Si/24)+(Mn/6)+(Cr/5)+(Ni/40)+(Mo/4)+(V/14) Ｐcm=C+(Si/30)+(Mn/20)+(Cu/20)+(Ni/60)+(Cr/20)+(Mo
    /15)+(V/10)+5B
  6. 【請求項６】 重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：
    ０．７％以下、Ｍｎ：０．２〜１．５％、Ｐ：０．０３
    〜０．１５％、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０１〜
    ０．１％、Ｃｒ：０．１％以下、Ｎｉ：０．４〜４％、
    Ｃｕ：０．４％以下、Ｍｏ：０．１〜１．５％を含有
    し、さらにＴｉ：０．００５〜０．１％、Ｖ：０．００
    ５〜０．１％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％、Ｂ：０．
    ０００３〜０．００１％の１種または２種以上を含有
    し、Ｎｉ、ＭｎおよびＭｏが、Ｎｉ＋３Ｍｏ≧１．２
    ％、Ｍｎ×Ｍｏ≦０．４％を満たし、かつ以下に示す炭
    素当量Ｃｅｑが０．４％以下、溶接割れ感受性指数Ｐｃ
    ｍが０．２％以下である鋼に対し、９５０℃以下におけ
    る累積圧下率２０％以上の熱間圧延を施し、かつ熱間圧
    延を７５０〜９００℃の温度範囲で終了することを特徴
    とする、耐候性に優れ、靭性の良好な溶接構造用鋼の製
    造方法。 Ｃeq=C+(Si/24)+(Mn/6)+(Cr/5)+(Ni/40)+(Mo/4)+(V/14) Ｐcm=C+(Si/30)+(Mn/20)+(Cu/20)+(Ni/60)+(Cr/20)+(Mo
    /15)+(V/10)+5B
  7. 【請求項７】 重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：
    ０．７％以下、Ｍｎ：０．１〜２％、Ｐ：０．０３〜
    ０．１５％、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０１〜
    ０．１％、Ｃｒ：０．１％以下、Ｎｉ：０．４〜４％、
    Ｃｕ：０．４％以下、Ｍｏ：０．１〜４％、Ｎｂ：０．
    ００５〜０．０５％を含有し、ＮｉおよびＭｏが、Ｎｉ
    ＋３Ｍｏ≧１．２％を満たし、かつ以下に示す炭素当量
    Ｃｅｑが０．４％以下、溶接割れ感受性指数Ｐｃｍが
    ０．２％以下である鋼に対し、９５０℃以下における累
    積圧下率２０％以上の熱間圧延を施し、かつ熱間圧延を
    ７５０〜９００℃の温度範囲で終了することを特徴とす
    る、耐候性に優れ、靭性の良好な溶接構造用鋼の製造方
    法。 Ｃeq=C+(Si/24)+(Mn/6)+(Cr/5)+(Ni/40)+(Mo/4)+(V/14) Ｐcm=C+(Si/30)+(Mn/20)+(Cu/20)+(Ni/60)+(Cr/20)+(Mo
    /15)+(V/10)+5B
  8. 【請求項８】 重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：
    ０．７％以下、Ｍｎ：０．２〜１．５％、Ｐ：０．０３
    〜０．１５％、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０１〜
    ０．１％、Ｃｒ：０．１％以下、Ｎｉ：０．４〜４％、
    Ｃｕ：０．４％以下、Ｍｏ：０．１〜１．５％、Ｎｂ：
    ０．００５〜０．０５％を含有し、Ｎｉ、ＭｎおよびＭ
    ｏが、Ｎｉ＋３Ｍｏ≧１．２％、Ｍｎ×Ｍｏ≦０．４％
    を満たし、かつ以下に示す炭素当量Ｃｅｑが０．４％以
    下、溶接割れ感受性指数Ｐｃｍが０．２％以下である鋼
    に対し、９５０℃以下における累積圧下率２０％以上の
    熱間圧延を施し、かつ熱間圧延を７５０〜９００℃の温
    度範囲で終了することを特徴とする、耐候性に優れ、靭
    性の良好な溶接構造用鋼の製造方法。 Ｃeq=C+(Si/24)+(Mn/6)+(Cr/5)+(Ni/40)+(Mo/4)+(V/14) Ｐcm=C+(Si/30)+(Mn/20)+(Cu/20)+(Ni/60)+(Cr/20)+(Mo
    /15)+(V/10)+5B
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1999066093A1 (fr) * 1998-06-17 1999-12-23 Kawasaki Steel Corporation Materiau en acier resistant aux intemperies
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