KR100835750B1

KR100835750B1 - 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강 및 그용접 이음부

Info

Publication number: KR100835750B1
Application number: KR1020047007666A
Authority: KR
Inventors: 우사미아키라; 사카모토순지; 니시무라사토시; 오쿠시마모토히로; 구스노키다카시
Original assignee: 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
Priority date: 2001-11-19
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2008-06-09
Also published as: US7731896B2; CN1303240C; US20050013722A1; JP2003213367A; EP1460145A4; WO2003044236A1; JP4319817B2; EP1460145A1; TW593700B; US7718014B2; CN1589333A; EP1460145B1; US20070269335A1; KR20040066130A; TW200303929A

Abstract

본 발명은 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강 및 용접 이음부를 제공하는 것으로서, 상기 저합금강은 질량%로, C:0.001 내지 0.2%, Si:ㅇ0.01 내지 2.5%, Mn:0.1 내지 2%, Cu:0.1 내지 l%, Mo:0.001 내지 1%, Sb:0.01 내지 0.2%, P:0.05% 이하, S:0.05% 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 또한 상기 강의 내산 부식성 지수 AI가 AI≥0이다.

단, AI은 질량%로 다음 식으로 주어진다.

AI/10000=0.0005+0.045×Sb%-C%×Mo%

Description

내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강 및 그 용접 이음부{LOW ALLOY STEEL EXCELLENT IN RESISTANCE TO CORROSION BY HYDROCHLORIC ACID AND CORROSION BY SULFURIC ACID AND WELD JOINT COMPRISING THE SAME}

본 발명은 내산 부식성이 우수한 저합금강 및 용접 이음부에 관한 것이다. 상세하게는 내염산성 및 내황산성이 우수한 저합금강 및 용접 이음부, 즉, 주로 보일러나 가스화 용융로의 연소 배기가스 분위기에서 발생하는 황산 노점 부식, 염산 노점 부식이 발생하는 환경 및 황산이나 염산의 수용액에 접하는 환경에 있어서 우수한 내식성을 가지는 저합금강 및 용접 이음부에 관한 것이다.

보다 상세하게는 중유, 석탄 등의 화석 연료, 액화 천연 가스등의 가스 연료, 도시 쓰레기 등의 일반폐기물, 목공 쓰레기, 섬유 쓰레기, 폐유, 플라스틱, 폐타이어, 의료폐기물 등의 산업 폐기물, 및 하수 오물 등을 연소시키는 보일러의 배연 설비, 즉, 굴뚝 덕트, 케이싱(casing), 열 교환기, 가스히터, 습식 또는 건식의 탈황장치, 상기 집진기, 유인 송풍기, 회전 재생식 공기 예열기의 바스켓(basket)재 및 전열 엘리멘터 판, 감온 탑, 버그필터, 굴뚝 등에 사용되는 저합금강 및 용접 이음부에 관한 것이다. 또한 상세하게는 배연 설비에서 생기는 황산 및 염산 노점 부식에 대하여 우수한 내식성을 나타내고, 용접 구조용으로서도 적용 가능하며, 엄격한 냉간 가공성이 요구되는 열교환 튜브의 핀재나 공기 예열기의 전열 엘리먼 트 판, 굴뚝의 익스팬션 등에 적용 가능하고, 경제성도 우수한 내산 노점 부식 저합금강 및 용접 이음부, 또는 염산, 황산 등의 단독 또는 혼합 산세액을 담아두는 강제 도금 산세조용의 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강 및 용접 이음부에 관한 것이다.

화력 발전소나 도시 쓰레기 소각 시설 및 산업 폐기물 소각 시설의 연소배기 가스는 수분, 유황산화물(이산화유황, 삼산화유황), 염화 수소, 질소산화물, 이산화탄소, 질소, 산소 등으로 주로 구성되어 있다. 특히, 연소 배기가스중에 3산화유황이 1ppm이라도 포함되어 있으면, 배기가스의 노점은 100℃ 이상에 달하고, 이른 바 황산 노점 부식이 생기는데, 그 대책으로서 이른 바 내황산 노점 부식 강(예를 들면, 특공소43-14585호 공보 등)이나 고내식 스테인리스 강(특개평7-316745호 공보)이 사용되고 있다.

석탄 화력 보일러나, 일반 혹은 산업 폐기물의 소각 시설의 배연 계통에서는 연소가스 중에 상기 삼산화유황 이외에 상당량의 염화수소를 함유하기 때문에, 황산 응결과 염산 응결이 생긴다. 또한, 황산 노점 온도와 염산 노점 온도는 연소 배기가스 조성에 의하여 변동된다. 일반적으로 황산 노점 온도는 100 내지 150℃ 정도이고, 염산 노점 온도는 50 내지 80℃이다. 그 때문에, 배연 계통에서는 동일한 장치라도 부위나 구조에 따라, 통과하는 연소 가스 온도는 거의 일정하더라도 벽면 온도에 의하여 황산 노점 부식 지배 그리고 염산 노점 부식 지배하는 곳이 발생하므로, 구성 부재로서는 내황산 노점 부식성과 내염산 노점 부식성이 모두 우수한 재료의 개발이 과제가 되어 왔다.

이 과제에 대하여, 일본특허공고공보 특공소46-34772호에서는 극저C(C≤0.03질량%)로 하고 또한 Cu, Mo를 첨가하여 내황산성 및 내염산성을 높인 극저탄소 내산 저합금강에 관한 기술이 개시되어 있다.

또한, 일본공개 특허공보 특개평9-25536호에서는 저S화 및 Sn 및/또는 Sb를 첨가시킴으로써 내황산 노점 부식성을 확보하면서 내염산 노점 부식성을 개선한 내황산 노점 부식 강에 관한 기술이 개시되어 있다. 일보공개 특허공보 특개평10-110237호에서는 극저 S화 (S≤0.005질량%)의 함동강에 Sn 및/또는 Sb를 첨가하고 또한 Sn/Sb 첨가로 발생하는 열간 가공성의 저하를 개선하기 위하여 Mo 및/또는 B를 첨가하고, 내황산성과 내염산성 및 열간 가공성이 우수한 강이 개시되어 있다.

그러나, 일본특허공고공보 특공소46-34772호의 기술에서는 저극 C화에 한정되어 있으므로, 강도의 확보에 다른 고가의 합금원소를 필요로 하고, 인장강도가 400N/mm²미만이라도 적용 가능한 에어 히터의 전열 엘리먼트 판 등에 대한 적용에 한정되어, 용접 구조용 강으로서의 적용이 어렵다고 하는 문제가 있었다. 또한 상세한 것은 후술하지만, 상기 공보에 개시된 성분 첨가 범위에서 Mo를 과잉으로 첨가하면, 황산 농도 10 내지 40질량%에서의 내황산성이 저해된다고 하는 문제가 있고, 내염산성에 대하여도, 조건에 따라서는 일본특허공고공보 특공소43-14585호 공보 및 S-TEN1강(Cu-Sb)계 강)(신일본제철 주식회사 제품 카탈로그, 내황산 노점 부식 강 S-TEN, Cat.No. AC 107, 1981.6판)보다도 떨어진다는 문제가 있었다.

또한, 일본공개 특허공보 특개평7-316745호 공보 등에 개시된 내황산 노점 부식 스테인리스 강은 염산 노점 부식 환경에서는 노점 부식과 함께 염화물의 농축에 의한 응력 부식 균열성이나 틈 부식이 발생하기 때문에, 내전면 부식성 이외에 내응력 부식 균열성 및 내틈 부식성을 확보할 필요가 있고, 따라서, 필연적으로 고합금화되지 않을 수 없으며, 저합금강과 비교하여 훨씬 고가이며, 또한 고강도가 되므로, 내산성과 냉간 가공성을 양립하기가 어려워진다는 문제가 있었다.

또한 일본공개 특허공보 특개평9-25536호에 개시된 강의 내황산성 노점 부식성 및 내염산 노점 부식성은 상기 S-TEN1강의 내염산 노점 부식성과 동등 또는 그 이하라는 문제가 있었다.

또한 일본공개 특허공보 특개평10-110237호 공보에 개시된 강은 극저 S화를 필수로 하므로, 첫째, 제강 코스트의 과도한 상승을 초래한다는 문제가 있었다. 그러나 둘째, 과도한 저S화는 후술하는 바와 같이, 내황산성을 저해한다는 것이 본 발명자의 연구에서 새롭게 밝혀졌다. 또한, 셋째 용접 구조용 강의 경우, 용접 금속에 대하여도 동등한 레벨에서의 극저 S화를 달성할 필요가 있으며, 용접 시공성의 확보 등의 제 조건을 근거로 하면, 이것을 달성하는 것이 극히 어렵기 때문에, 용접 구조물에 대한 사용, 즉 이음부로서 사용할 때에, 이음부의 내식성을 확보하는 것이 어렵다고 하는 문제가 있었다. 또한, 넷째, Sn 및/또는 Sb의 첨가를 필수로 하고 있지만, 후술하는 바와 같이, 과잉 Sn 단독 또는 Sn 및/또는 Sb의 복합 첨가는 강판의 인성을 현저하게 저해하므로, 덕트나 굴뚝 등의 용접 구조용 열간 압연 강판으로서는 실용적이지 않다는 문제가 있었다.

본 발명자의 검토에 의하면, 지금까지 개발된 각종 내황산 노점 부식 강 중, Cu-Sb계 강을 기본 성분계로 하는 상기 S-TEN1 강이 가장 우수한 내염산성을 가지고 있는 것으로 밝혀지고 있다.

그러나, 염화 비닐이나 가정의 부엌 쓰레기를 태우는 폐기물 소각 시설에서는 시설에 따라서는 배기가스 중의 염화수소 농도가 4000ppm에 달하는 경우도 있어, S-TEN1 강의 내황산성을 유지하면서 내염산성을 비약적으로 향상시키고, 또한, 용접 구조용 강으로서도 냉간 가공성이 우수한 냉간 압연 강판으로서도 제조할 수 있고, 또한, 내염산성이 우수한 고내식 스테인리스 강보다 훨씬 경제적인, 새로운 내황산 노점 부식상이 강하게 요망되고 있다.

또한, 이들 저합금 강은 통상 용접 구조물로서 사용되는 것이 많다.

일반적으로 용접 구조물이 부식 환경에서 사용되는 경우, 용접부와 모재의 사이에 내식성에 차이가 있으면, 내식성이 떨어지는 쪽이 선택적으로 부식되어 구조물의 수명이 현저하게 짧아진다. 또한 용접부가 선택적으로 부식되면, 부식 구멍에서 응력 집중이 발생하고, 극단적인 경우에는 구조물의 파괴를 일으킬 우려도 있다. 이와 같이 용접 구조물의 이용에 있어서, 부식 열화를 무시할 수 없는 용도의 경우에는 모재만이 아니라, 용접부의 내식성도 충분하게 확보할 필요가 있다.

석탄 화력이나 쓰레기 소각 시설 등의 굴뚝 등의 배연 설비에서는 배기 가스 중의 3산화 유황 및 염화수소에 기인하고, 황산 노점 부식, 염산 노점 부식이 생기는 이러한 환경에 대하여, 내황산 노점 부식 강(예를 들면, 신일본제철 주식회사, S-TEN제품 카탈로그, Cat. No. AC107, 1981. 6판)이 사용되고 있다. 용접 재료로서는 연강용의 용접 재료나 내황산 노점 부식 강 전용의 용접 재료(예를 들면, 닛데쓰 용접 공업주식 회사 닛데쓰 용접 재료·기기 핸드북, p61, p164, p.208, p.291) 이 사용되고 있다.

내황산 노점 부식 강 전용의 용접 재료는 내식 원소로서 Cu를 단독으로 포함하는 재료나, Cu-Cr계를 포함하는 재료였다. 이들 기존의 용접 재료를 사용하여 얻을 수 있는 용접 이음부는 중유 전소 보일러의 플랜트 배연 장치에서 발생하는 황산 노점 부식 환경에서는 충분히 우수한 내식성을 나타내나, 석탄 보일러나 쓰레기 소각 또는 쓰레기의 가스화 용융 시설 등에서는 황산 노점 부식과 염산 노점 부식이 동시에 발생하므로, 용접부의 용접 금속의 내식성이 충분하지 않고, 모재와 비교하여 내식성이 떨어지는 용접 금속이 선택적으로 부식된다고 하는 과제가 있었다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 것은 내산 노점 부식성이 우수한 저합금강 및 용접 이음부, 상세하게는 내염산성 및 내황산성이 우수한 저합금 강 및 용접 이음부, 즉 주로 보일러나 가스화 용융로의 연소 배기가스 분위기에서 발생하는 황산 노점 부식 및 염산 노점 부식에 대하여 우수한 내식성을 가지는 저합금강 및 용접 이음부를 제공하는 데 있다.

보다 상세하게는, 중유, 석탄 등의 화석 연료, 액화 천연 가스 등의 가스 연료, 도시 쓰레기 등의 일반 폐기물, 목공 쓰레기, 섬유 쓰레기, 폐유, 플라스틱, 폐타이어, 의료 폐기물 등의 산업 폐기물, 및 하수 오물 등을 연소시키는 보일러의 배연 설비, 즉 굴뚝 덕트, 케이싱, 열교환기, 가스 히터, 습식 또는 건식 탈황장치, 전지 집진기, 유인 송풍기, 회전 재생식 공기 예열기의 바스켓재 및 전열 엘리먼트 판, 감온 탑, 버그필터, 굴뚝 등에 사용되는 저합금강 및 용접 이음부를 제공하는 데 있다.

또한 상세하게는 배연 설비에 생기는 황산 및 염산 노점 부식에 대하여 우수한 내식성을 가지고, 용접 구조용으로서도 적용 가능하며, 혹독한 냉간 가공성이 요구되는 열 교환 튜브의 핀재나, 공기 예열기의 전열 엘리먼트 판, 굴뚝의 익스팬션 등에 적용 가능하고, 경제성도 우수한 내산 노점 부식 저합금강 및 용접 이음부, 또는 염산, 황산 등의 단독 또는 혼합 산세액을 저장하는 강으로 만든 도금 산세조용의 내염산성이 우수한 내황산 노점 부식 저합금강 및 용접 이음부를 경제적으로 제공하는 데 있다.

본 발명자는 내황산 노점 부식성 및 내염산 노점 부식성에 미치는 야금 인자를 상세하게 검토한 결과, 내황산 노점 부식 강 S-TEN1(Cu-Sb계 강)에, 후술하는 내산 부식성 지수 AI치가 정(0 이상)이 되는 범위 내에서 Mo를 극미량 첨가함으로써, 종래와 같이 S량을 극저량으로 한정하지 않고 상기 S-TEN1 강보다 우수한 내황산 노점 부식성을 확보하면서, 내염산 노점 부식성을 대폭 향상시킬 수 있다는 것을 밝혀내었다. 이하에 본 발명에 관한 발명자가 밝혀낸 것을 상세하게 서술한다. 또한 이하에 있어서, 성분 첨가량의 %는 질량%를 나타내는 것이다.

종래, Mo는 강 및 함동 저합금강의 내황산성을 현저하게 저해하는 원소로서 이해되어 왔다(예를 들면, 오와카, 모로이시, 무로타니: 일본금속학회 1966년도 대회 춘기대회 강연 개요, p.84(1966), 데라마에, 가도, 오도구로, 도도로키: 후지제철 기보 17, p.103(1968)). 그러나 지금까지의 Mo의 영향을 조사한 연구에 있어서는 첨가량이 0.1% 초과이었던 것에 본 발명자가 착안하여 0.1% 이하의 Mo의 미량 첨가가 Cu-Sb계 강의 내염산성, 내염화물 함유 산부식성, 및 내황산성의 부식 거동에 미치는 영향에 대하여 상세하게 조사하였다.

그 결과,

1) 도 1에 도시하는 바와 같이, Cu-Sb계 강에 있어서, 극미량(0.01% 미만)의 Mo 첨가로, 내염산성이 비약적으로 향상되는 특이점이 존재하는 것을 알았다.

2) 또한, 마찬가지로 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이 Cu-Sb계 강에 있어서, 종래, 내황산성에 대한 저해 원소로 불리던 Mo를 극미량 첨가함으로써, 종래 알려진 것과는 반대로, 내황산성도 향상시킬 수 있다는 것을 알게 되었다.

3) 또한, 도 2로부터, Mo를 특정량 이상 과도하게 첨가하면 내황산성이 저해되는 것을 알게 되었다.

이 때, 내황산성을 저해하지 않는 한계 Mo첨가량 (이하, 「내황산성 한계Mo량」이라 한다)을 다음과 같이 정의하였다. 즉, Mo 이외의 조성은 동일하고, Mo를 함유하는 강과 Mo를 함유하지 않는 강의 내황산성을 비교하여, Mo를 함유하면 내황산성이 저하되는 경우의 Mo 함유량의 상한치를 「내황산성 한계 Mo량」으로 정의하였다.

내황산성 한계 Mo량은 강 중의 C, Sb량과 극히 명확한 관계가 있고, 아래 식 <1>로 정의되는 AI치(내황산·염산 부식성 지표)에 대하여 AI=0을 만족한다.

AI/10000=0.0005+0.045×Sb%-C%×Mo% <1>

단,「%」는「질량%」를 나타낸다.

본 발명 강에 있어서, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, Mo의 첨가량에 의하여 내염산 부식성은 향상되나, 소정 량 이상의 과도한 Mo 첨가는 내황산 부식성을 현저하게 저해하고, 그 내황산 부식성을 유지할 수 있는 한계 Mo량은 상기 <1>식으로 구하여지는 AI가 0인 경우의 Mo량에 상당한다.

AI<0 의 경우에 있어서는 우수한 내염산성은 유지되지만, 종래부터 보고되고 있는 바와 같이, 내황산성을 저하시키고, 한편, AI≥0을 만족시키는 경우에 있어서는 내황산성과 내염산성이 함께 향상된다. 도 3은 C-Cu-Mo계 강에서의 Mo-C 균형에 있어서, AI=0 을 만족시키는 내황산성 한계 Mo량선과 내황산성의 관계를 설명한 도이다. 내황산성 한계 Mo량선의 좌측은 AI≥0을 만족시키는 경우이며, 내염산성 및 내황산성을 함께 향상시킨다. 한편, 내황산성 한계 Mo선의 오른쪽은 AI<0인 경우이며, 우수한 내염산성은 유지되지만, 내황산성을 저하시킨다.

AI치로부터 알 수 있는 바와 같이, C량이 일정한 경우에는 Sb의 첨가는 내황산성 한계 Mo량을 증가시키는 작용이 있다. 이와 같은 발견은 공업상 극히 큰 의의가 있다. 이하에, 그 의의에 대하여 설명한다.

Sb를 포함하지 않는 Cu-Mo계 강과, Cu-Sb-Mo계 강에 대하여 상기와 같은 검토를 하였다. 그 결과, Cu-Mo계 강은 Cu-Sb-Mo계 강 정도의 우수한 내염산성을 얻어지지 않고, Mo가 내황산성의 저해원소로서 작용하는 내황산성 한계 Mo량은 C%×Mo%=0.0005로 주어졌다.

도 4는 Sb의 첨가 효과를 나타내는 것으로, Cu-Mo계 강(Sb 무첨가)과, Cu-Sb-Mo계 강(0.1% Sb, 0.15% Sb)에 있어서, 내황산성 한계 Mo량선을 도시한 것이다. Cu-Mo계 강(Sb 무첨가)에서 0.1% C인 경우, 내황산성 한계 Mo량은 0.005%가 된다(도 4중의 1) 그 때문에, 용접 구조용 강으로서 강도 확보를 위하여 C을 0.1% 전후 함유시킬 필요가 있을 경우, Sb을 포함하지 않는 Cu-Mo계 강으로 우수한 내황산성 및 내염산성을 확보하기 위하여 Mo를 0.005% 이하로 관리할 필요가 있지만, 강중 Mo량의 공업적인 관리 폭은 도 4중의 4로 나타내는 바와 같이 ±0.02%정도이므로, 이 범위에 강중 Mo량을 공업적으로 관리하는 것은 극히 어렵다.

한편, Cu-Mo-0.1% Sb계 강이고 0.1%C인 경우, 내황산성 한계 Mo량은 0.05%로 주어지고(도 4중의 2), 0.05%이하로 유의하게 첨가하면 되고, 또는 Cu-Mo-0.15% Sb계 강으로 0.1% C강의 경우, 내황산성 한계 Mo량은 0.075%(도 4중의 3)로 주어지고, 0.075% 이하로 첨가하면 되므로, 공업적인 강중 Mo의 관리 폭인 ±0.02%(도 4 중의 4)의 범위 내에서 용이하게 관리할 수 있다.

상술한 Cu-Mo계 강과 Cu-Mo-Sb계 강의 내황산성 및 내염산성에 대하여 상세하게 조사하여 밝혀낸 것들을 정리하면,

l) Cu-Mo-Sb계 강은 Cu-Mo계 강이나 Cu-Sb계 강과 비교하여, 내염산성이 극히 우수하다.

2) Cu-Mo-Sb계 강 및 Cu-Mo계 강에, Mo를 소정 상한치의 범위 내, 즉, 내황산성 한계 Mo량 이하로 첨가하면, 종래 유해하다고 알려져 있던 Mo가 내황산성을 향상시키는 작용을 가진다.

3) 내황산성 한계 Mo량의 상한치는 강중 C 및 Sb량과 명료한 관계로 나타낼 수 있고, Cu-Mo-Sb계 강의 경우는

C% ×Mo% ≤ 0.0005 + 0.045 ×Sb%

Cu-Mo계 강의 경우는

C% ×Mo% ≤ 0.0005

로 주어진다. 이 관계를 지표로서 나타낸 것이, 전술한 AI, 즉, AI/l0000=0.0005+0.045×Sb%-C%×Mo%이며,

AI≥0에서는 내염산성 및 내황산성도 극히 우수하다.

본 발명자들은 또한 전술한 바와 같은 내염산 부식성과 내황산 부식성이 우수한 저합금강을 용접 구조물으로서 사용할 경우에 있어서의 용접 이음부의 내염산 부식성과 내황산 부식성에 미치는 야금적 요인에 대하여 검토한 결과, 모재를 전술한 바와 같은 조성으로 한 저합금강으로 하고 또한 용접 금속을 모재에 있어서의 내염산 부식성 및 내황산 부식성의 향상이라는 발견에 기초하여, 특정한 조성으로 함으로써, 즉, 1) 용접 금속의 조성을 Cu-Mo-Sb계로 하고 2) AI치를 특정 범위로 함으로써, 내염산 부식성과 내황산 부식성이 우수한 용접 이음부를 얻을 수 있다. 또한, 바람직하게는 모재의 AI치와 용접 금속의 AI치와의 차이를 특정한 범위로 함으로써, 또한 우수한 용접 이음부를 얻을 수 있다는 것을 밝혀내었다.

본 발명은 상기의 지견에 기초하여 이루어진 것으로, 그 요지로 하는 것은 다음과 같다.

(1) 질량%로,

C:0.001 내지 0.2%,

Si:0.01 내지 2.5%,

Mn:0.1 내지 2%,

Cu:0.1 내지 1%,

Mo:0.001 내지 l%,

Sb:0.01 내지 0.2%,

P:0.05% 이하,

S:0.05% 이하

를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 또한, 아래 <1>식으로 구하여지는 내산 부식성지수 AI가 0 이상인 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강.

AI/10000=0.0005+0.045×Sb%-C%×Mo% <l>

단, 상기「%」는 「질량%」를 나타낸다.

(2) 질량%로,

C: 0.001 내지 0.2%

Si: 0.01 내지 2.5%,

Mn:0.1 내지 2%

Cu:0.1 내지 l%,

Mo:0.001 내지 1%

Sb:0.01 내지 0.2%,

P:0.05% 이하,

S:0.05%이하를 함유하고, 또한,

Nb:0.005 내지 0.1%,

Ta:0.005 내지 0.1%,

V:0.005 내지 0.1%,

Ti: 0.005 내지 0.1%,

W:0.05 내지 1%의 1종류 또는 2종류 이상을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 또한, 아래의 <2>식으로 구하여지는 내산 부식성 지수 EI가 0 이상인 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강.

EI/l0000=0.0005+0.045×Sb%-C%×Mo_eq <2>

단, 상기「%」는「질량%」을 나타내고, 상기 Mo_eq(질량%)는 Mo_eq=Mo+5.1×(Nb%+Ta%)+4.2×V%+9.3×Ti%+0.5×W를 나타낸다.

(3) 질량%로, S:0.005초과 내지 0.025%를 함유하는 것을 특징으로 하는 (1)항에 기재된 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강.

(4) 질량%로, S:0.005초과 내지 0.025%를 함유하는 것을 특징으로 하는 (2)항에 기재된 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강.

(5) 질량%로, 또한,

Cr:0.1 내지 0.5%,

Ni:0.1 내지 l%,

N:0.001 내지 0.007%,

Al:0.005 내지 0.1%,

Ca:0.0002 내지 0.01%,

Mg:0.0002 내지 0.01%,

REM:0.0002 내지 0.01%,

B:0.0002 내지 0.005%,

La:0.0002 내지 0.01%,

Ce:0.0002 내지 0.01%,

Sn:0.01 내지 0.3%,

Pb:0.01 내지 0.3%,

Se:0.001 내지 0.1%,

Te:0.001 내지 0.1%,

Bi:0.001 내지 0.1%,

Ag:0.001 내지 0.5%,

Pd:0.001 내지 0.1%

중 어느 1종류 또는 2종류 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (4)항의 어느 한 항에 기재된 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강.

(6) 질량%로,

C:0.001 내지 0.2%,

Si:0.01 내지 2.5%,

Mn:0.1 내지 2%,

Cu:0.1 내지 1%,

Mo:0.001 내지 1%,

Sb:0.01 내지 0.2%,

P:0.05%이하,

S:0.05%이하

를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 모재와, 질량%로, C:0.005 내지 0.2%, Si:0.01 내지 2.5%, Mn:0.1 내지 2%, Cu:0.1 내지 1%, Mo:0.001 내지 0.5%, Sb:0.01 내지 0.2%, P:0.03% 이하, S:0.03% 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 용접 금속으로 이루어지고, 또한 상기 모재 및 용접 금속의 아래 <1>식으로 구하여지는 내산 부식성 지수 AI가 0 이상인 것을 특징으로 하는 내황산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.

AI/l0000=0.0005+0.045×Sb%-C%×Mo% <l>

단, 상기「%」는 「질량%」을 나타낸다.

(7) 상기 모재와 용접 금속의 내산 부식성 지수 AI의 차분 절대치｜△AI｜가 20 이하인 것을 특징으로 하는 (6)항에 기재된 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.

단, ｜△AI｜=｜AI(모재)-AI(용접 금속)｜

(8) 상기 모재가, 질량%로, S:0.005초과 내지 0.025%를 함유하고, 상기 용접 금속이 질량%로, S:0.005초과 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 (6)항에 기재된 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.

(9) 상기 모재가 질량%로, S:0.005초과 내지 0.025%를 함유하고, 상기 용접 금속이 질량%로, S:0.005초과 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 (7)항에 기재된 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.

(10) 상기 모재가 질량%로, 또한, N:0.001 내지 0.007%를 함유하고, 상기 용접 금속이 질량%로, 또한 N:0.001 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 (6)항에 기재된 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.

(1l) 상기 모재가, 질량%로, 또한, N:0.001 내지 0.007%를 함유하고, 상기 용접 금속이 질량%로, 또한 N:0.001 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 (7)항에 기재된 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.

(12) 상기 모재가, 질량%로, 또한 N:0.001 내지 0.007%를 함유하고, 상기 용접 금속이 질량%로, 또한 N:0.001 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 (8)항에 기재된 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금 강의 용접 이음부.

(13) 상기 모재가, 질량%로, 또한, N:0.001 내지 0.007%를 함유하고, 상기 용접 금속이 질량%로, 또한 N:0.001 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 (9)항에 기재된 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.

(14) 질량%로,

C:0.001 내지 0.2%

Si:0.01 내지 2.5%,

Mn:0.1 내지 2%,

Cu:0.1 내지 l%

Mo:0.001 내지 1%,

Sb:0.01 내지 0.2%,

P:0.05%이하,

S:0.05%이하를 함유하고, 또한,

Nb:0.005 내지 0.1%,

Ta:0.005 내지 0.1%,

V:0.005 내지 0.1%,

Ti:0.005 내지 0.1%,

W:0.05 내지 1%

중 1종류 또는 2종류 이상을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 모재와,

질량%로

C:0.005 내지 0.2%,

Si:0.01 내지 2.5%

Mn:0.1 내지 2%,

Cu:0.1 내지 1%,

Mo:0.001 내지 0.5%,

Sb:0.01 내지 0.2%,

P:0.03%이하,

S:0.03% 이하를 함유하고, 또한,

Nb:0.005 내지 0.1%,

Ta:0.005 내지 0.1%,

V:0.005 내지 0.1%,

Ti:0.005 내지 0.1%,

W:0.05 내지 l%

중 l종 또는 2종류 이상을 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 용접 금속으로 이루어지고, 또한, 상기 모재 및 용접 금속의 아래 <2>식으로 구하여지는 내산 부식성 지수 EI가 0 이상인 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.

EI/l0000=0.0005+0.045×Sb%-C%×Mo_eq<2>

단, 상기「%」는「질량%」를 나타내고, 상기 Mo_eq (질량%)는

Mo_eq=Mo+5.1×(Nb%+Ta%)+4.2×V%+9.3×Ti%+0.5×W를 나타낸다.

(15) 상기 모재와 용접 금속의 내산 부식성 지수 EI의 차분 절대치

｜△EI｜가 20 이하인 것을 특징으로 하는 (14)항에 기재된 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금 강의 용접 이음부.

단, ｜△EI｜=｜EI(모재)-EI(용접 금속)｜

(16) 상기 모재가 질량%로, S:0.005초과 내지 0.025%를 함유하고, 상기 용접 금속이, 질량%로 S:0.005초과 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 (14)항에 기재된 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.

(17) 상기 모재가 질량%로, S:0.005초과 내지 0.025%를 함유하고, 상기 용접 금속이 질량%로, S:0.005초과 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 (15)항에 기재된 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.

(18) 상기 모재가 질량%로, 또한 N:0.001 내지 0.007%를 함유하고, 상기 용접 금속이 질량%로, 또한 N:0.001 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 (14)항에 기재된 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.

(19) 상기 모재가 질량%로, 또한, N:0.001 내지 0.007%를 함유하고 상기 용접 금속이, 질량%로, 또한 N:0.001 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 (15)항에 기재된 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.

(20) 상기 모재가 질량%로, 또한, N:0.001 내지 0.007%를 함유하고, 상기 용접 금속이 질량%로, 또한 N:0.001 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 (16)항에 기재된 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.

(21) 상기 모재가 질량%로, 또한, N:0.001 내지 0.007%를 함유하고, 상기 용접 금속이 질량%로, 또한 N:0.001 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 (17) 항에 기재된 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.

(22) 상기 모재 및 용접 금속이 질량%로, 또한,

Cr:0.1 내지 0.5%,

Ni:0.1 내지 1%,

Al:0.005 내지 0.1%,

삭제

Ca:0.0002 내지 0.01%,

Mg:0.0002 내지 0.001%,

REM:0.0002 내지 0.01%,

B:0.0002 내지 0.005%,

La:0.0002 내지 0.01%,

Ce:0.0002 내지 0.01%,

Sn:0.01 내지 0.3%,

Pb:0.01 내지 0.3%,

Se:0.001 내지 0.1%,

Te:0.001 내지 0.1%,

Bi:0.001 내지 0.1%,

Ag:0.001 내지 0.5%,

Pb:0.001 내지 0.1%

중 1종류 또는 2종류 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 (6) 내지 (21)항 중 어느 한 항에 기재된 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.

도 1은 Cu-Sb계 강의 내염산성에 미치는 Mo의 첨가량의 영향을 나타내는 도이다.

도 2는 Cu-Sb계 강의 내황산성에 미치는 Mo의 첨가량의 영향을 나타내는 도이다.

도 3은 C-Cu-Mo계 강의 내황산성에 미치는 C, Mo의 첨가량의 영향을 모식적으로 나타내는 도이다.

도 4는 Cu-Mo계 강의 내황산성 한계 Mo량선에 미치는 Sb량의 영향을 나타내는 도이다.

도 5는 Cu-Mo-Sb계 강의 내염산성에 미치는 S첨가량의 영향을 나타내는 도이다.

도 6은 Cu-Mo-Sb계 강의 AI치와 황산 중 부식 속도와의 관계를 나타내는 도이다.

도 7은 Cu-Mo-Sb계 강의 EI치와 황산 중 부식 속도와의 관계를 나타내는 도이다.

도 8은 본 발명 강 및 비교 강의 염산 산세조에서의 판 두께 감소량의 경시 변화를 나타내는 도이다.

도 9는 본 발명 강 및 비교 강의 폐기물 소각 시설의 배연 장치에서의 부식 속도를 나타내는 도이다.

도 10은 본 발명의 용접 이음부에 있어서의 ｜△AI｜와 모재 및 용접 금속의 황산 중 부식속도와의 관계를 나타내는 도이다.

도 11은 본 발명의 용접 이음부에 있어서의 ｜△EI｜와 모재 및 용접 금속의 황산 중 부식 속도와의 관계를 나타내는 도이다.

도 12a는 용접 금속의 내식성을 판정하기 위한 부식 시험편의 채취 요령을 나타내는 도이다.

도 12b은 용접 금속의 내식성을 판정하기 위한 부식 시험편의 채취 요령을 나타내는 도 12a의 x-x' 단면도이다.

도 13은 용접 이음부의 내식성을 판정하기 위한 부식 시험편의 채취 요령을 나타내는 도이다.

본 발명을 실시하기 위한 최선의 실시형태

본 발명에 대하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 저합금강 및 용접 이음부의 모재(이하, 이를 본 발명 강이라 한다), 및 용접 이음부의 용접 금속에 관한 성분 원소와 그 첨가량에 대하여 설명한다.

또한, 성분 첨가량의 %는 질량%를 의미한다.

(1) 본 발명 강(저합금강, 용접 이음부 모재)

C는 0.001% 미만으로 저감하는 것은 공업적으로 경제성을 현저하게 저해하는 것이므로 0.001% 이상 첨가하나, 강도를 확보하기 위하여 0.002% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 종래 C는 내황산 노점 부식성 및 내염산 노점 부식성을 다소 저하 시키는 원소라고 알려져 있었지만, 본 발명에 따르면, Cu-Mo-Sb계 강의 경우, 0.06% 이하인 경우, 내염산성의 저해 효과는 미미하였다. 또한, 내황산성에 대하여는 C%×Mo%≤0.0005+0.045×Sb%를 만족할 경우, 내황산성을 저해하지 않지만, 이 식을 초과하는 C량을 첨가하면 내황산성은 급격하게 저하된다. 내염산성이 보다 중요시되는 용도의 경우, 상기 한정은 필요 없고, 0.005% 이상의 첨가가 바람직하다. 한편, 0.2%를 넘으면 용접성, 내황산성 및 염산성이 저하되므로, 0.001 내지 0.2%를 한정 범위로 하였다. 특히 굴뚝, 덕트 등의 용접 구조 용도로는 0.02 내지 0.15%, 냉간 가공 용도에는 0.002 내지 0.03%로 하는 것이 바람직하다.

Si는 탈산때문에 0.01% 이상 첨가한다. 과도한 첨가는 열연 강판의 경우, 열연 스케일의 고착(디스케일성의 저하)을 초래하고, 이른 바 당초 모양이나 아바타라 불리는 스케일 자국이 급격하게 증가하므로, 2.5%를 상한으로 하였다. Si는 첨가량에 거의 비례하여 내황산성을 향상시키는 효과가 있지만, 내염산성에 관한 효과는 인정하기 어렵다. 그 때문에, 내염산성을 중시하는 경우는 0.55 내지 1.2%로 하는 것이 바람직하다. 용접 구조용 강으로서의 용접성이나 용접부의 인성 및 제조성을 고려하는 경우는 0.1 내지 0.55%로 하는 것이 바람직하다. 또한, 열간압연 강판의 제조시에 생성되는 스케일 자국의 생성율을 고려하면, 0.2 내지 0.35%로 하는 것이 가장 바람직하다.

Mn은 강의 강도 조정을 위하여 0.1% 이상 첨가하나, 그 상한은 2%로 충분하므로, 0.1 내지 2%를 한정 범위로 하였다. 또한, Mn 첨가량의 증가는 내황산성을 약간 저하시키는 경향을 나타내나, 본 발명의 Cu-Mn-Sb계의 우수한 내황산성을 현 저하게 저해하는 것은 아니므로, 용접 구조용 강으로서 필요한 기계적 특성에 따라 C-Mn 균형을 이루어 첨가하면 된다. 내식성을 최대한으로 얻고자 하는 경우에는 0.1 내지 0.7%의 범위로 하는 것이 바람직하다.

Cu는 내황산성 및 내염산성을 확보하기 위하여 0.1% 이상의 첨가가 필수이고, 한편, 1%를 넘어서 첨가하여도 그 효과가 거의 포화하고, 과도한 강도 상승 및 제조성의 저하를 초래하므로, 0.1 내지 1%를 한정 범위로 하였다. 바람직하게는 0.2 내지 0.4%의 첨가가 내식성 및 제조성의 균형에 있어서 극히 우수하다.

Mo는 Cu-Sb계 강에 0.001% 이상 첨가하면, 내염산성을 현저하게 향상시키는 필수원소이다. 예를 들면, 300톤 전로에서 강을 용제할 경우, 30kg 이상의 Mo 산화물 또는 지금을 투입하면, 강중의 Mo량이 발광 분광 분석(캔트백)의 분석 하한값(0.003%) 미만이라도 효과가 발현되므로, 공업적으로는 용강 중에 대한 Mo 합금의 투입이 Mo의 용강에 대한 수율에 의하지 않고 확인되면 좋다. 또한, C%×Mo%≤0.0005+0.045×Sb%를 만족하는 범위에서는 Mo는 내황산성을 향상시키는 원소로서 작용하고, 상기 내염산성과 함께 내황산성이 향상된다. 내황산성을 저해하지 않는 내황산성 한계 Mo량는 전술한 바와 같이, 저C 또는 고Sb일수록 완화된다(증가된다). Mo량의 상한은 기계적 성질에 대한 영향을 고려하여, 1%로 한다.

Sb은 내황산성, 내염산성 및 내염화물 함유 내부식성을 얻기 위하여 0.01% 이상의 첨가가 필수이다. 내황산성은 Sb량이 많을수록 향상되나, 0.1%로 거의 포화하고, 0.2%를 초과하여 첨가하면, 열간 가공성, 강판, 및 용접 이음부의 인성이 저 하되므로 0.01 내지 0.2%로 하였다. 내식성, 열간가공성 및 기계적 특성과 균형을 감안하면, 0.05 내지 0.15%로 하는 것이 바람직하다.

P은 불가피한 불순물 원소이며, 내황산 노점 부식성 및 내염산 노점 부식성을 저해하므로, 그 범위를 0.05%이하로 하였다. 보다 바람직하게는 0.01%이하로 한정하면, 내황산 노점 부식성 및 내염산 노점 부식성은 현저하게 개선된다. 탈P 공정의 부하 및 경제성을 고려하면, 0.005 내지 0.01%으로 하는 것이 가장 바람직하다.

S는 P와 같이 불가피한 불순물 원소이고, 0.05%를 넘으면, 열간 가공성 및 기계적 성질이 저해되므로, 상한을 0.05%로 하였다. 그러나, 도 5에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 Cu-Mo-Sb계 강에 있어서는 S를 0.005% 초과로 함유시켜도, 내황산성 및 내염산성이 현저하게 향상되므로, 0.005%초과 함유시키는 것이 바람직하다. 그러나, 0.025%를 넘어서 함유시켜도, 그 효과는 포화되므로 0.005초과 내지 0.025% 함유시키는 것이 바람직하다. 특히, 내염산성, 내황산성, 기계적 성질(내(耐)라멜라 테어성 등) 및 열간 가공성을 고려하면, 0.01 내지 0.025%로 하는 것이 가장 바람직하다.

본 발명 강에 있어서는 아래 식<l>에서 정의하는 내산 부식성 지수 AI가 AI≥0을 만족하는 경우, 극히 우수한 내염산성 및 내황산성을 얻을 수 있다.

AI/10000=0.0005+0.045×Sb%-C%×Mo% <l>

즉, 도 6은 AI치와 황산 부식 속도와의 관계를 나타내고 있지만, 도 6에서 나타내는 바와 같이 내산 부식성 지수 AI가 0 이상인 경우에는 내황산성이 현저하게 향상된다는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 <1>식으로 얻어지는 내산 부식성 지수 AI가 0이상이 되도록 Sb, C, Mo를 첨가한다.

AI≥0을 만족하는 경우, 즉, C%×Mo%≤0.0005+0.045×Sb%를 만족하는 경우, 예를 들면, 우수한 가공성이 필요한 냉간 압연강판의 경우는 C량이 0.01% 이하인 저C계가 바람직하므로, 이 경우에는 0.1% Sb첨가로 하면, 0.5% 이하의 Mo 첨가로, 우수한 내황산성과 내염산성이 동시에 얻어진다.

한편, 상기 AI치는 75를 초과한 경우, 즉 Sb가 과잉일 경우, 내황산성 및 내염산성의 향상은 거의 포화할 뿐만 아니라, 열간 가공성이 저하되므로 그 상한을 75로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명 강은 강판의 강도, 인성, 용접성, 고온 특성 등의 개선을 목적으로, 필요에 따라 Nb, Ta, V, Tl, W를 첨가한다.

Nb, Ta, V, Ti는 각각 0.005%이상의 첨가로, 미립화에 의한 강도 인성의 향상, 고온 강도의 향상에 효과가 있는 원소이며, 냉간 가공성의 향상에도 효과가 있다. 그러나, 0.1%를 넘으면 그 효과는 포화한다. 그 때문에, 각각 0.005 내지 0.1%를 한정 범위로 하였다.

W는 0.05% 이상 첨가하면 고온강도 및 내염산성의 향상에 효과가 있고, 그들 효과는 1%에서 포화하므로, 범위를 0.05 내지 l%로 하였다.

한편, Nb, Ta, V, T1, W의 탄질화물 형성 원소군을 과잉으로 첨가하면, 본 발명 강의 내황산성 부식성이 저해된다. 즉, 이들 원소는 내황산성 한계 Mo량을 저하시키는 작용이 있고, 그 정도는 아래의 Mo당량(Mo_eq)으로 정리할 수 있다.

Mo_eq(질량%)=Mo%+5.l×(Nb%+Ta%)+4.2×V%+3×Ti%+0.5×W%
Nb, Ta, V, Ti, W가 첨가된 경우, 내황산성을 저해하지 않는 한계의 성분 균형은 상술한 AI를 대신하여 확장 내산 부식성 지수 EI로 주어진다. EI는 Sb, C, Mo_eq(질량%)의 함수로, 다음 식<2>로 주어진다.

EI/10000=0.0005+0.045×Sb%-C%×Mo_eq% <2>

소요의 목적으로 Nb, Ta, V, Ti, W를 복합 첨가할 경우, EI≥0을 만족할 경우, 극히 우수한 내염산성 및 내황산성을 동시에 얻을 수 있다.

즉, 도 7은 EI치와 황산 부식 속도와의 관계를 나타내는 것이며, 도 7에 도시하는 바와 같이, 확장 내산 부식성지수 EI가 0 이상인 경우에는 내황산성이 현저하게 향상된다는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명 강에 있어서는 상기 <2>식으로 구하여지는 확장 내산 부식 지수 EI가 0 이상이 되도록 Sb, C, Mo를 첨가한다.

또한 상기 EI치가 75를 초과하는 경우, 즉 Sb가 과잉인 경우, 내황산성 및 내염산성의 향상 효과는 거의 포화할 뿐만 아니라 열간 가공성이 저하되므로 그 상한을 75로 하는 것이 바람직하다.

Cr은 내후성 등을 향상시키기 위하여, 필요에 따라 0.1% 이상 첨가한다. 그러나, 0.5%를 넘어서 첨가하면, 특히, 본 발명 강의 내황산성이 저해되므로, 필요에 따라 첨가할 경우에는 0.5%를 상한으로 한다. 내황산성 및 내염산성을 보다 향상시킨다는 점에서는 Cr함유량을 0.1% 이하로 한정하는 것이 바람직하고, 무첨가가 가장 바람직하다.

Ni는 내염산성을 향상시키는 작용이 있는 원소이고, 본 발명 강에 있어서 Cu와 Sb의 첨가로 발생하는 열간 가공시의 표면 균열 방지를 목적으로 하고, 필요에 따라 0.1% 이상 첨가하나, 1%를 넘어 첨가하여도 이들 효과는 포화하므로 0.1 내지 1%를 한정범위로 하였다. 0.1% 내지 Cu%×0.5의 범위로 하는 것이 특히 바람직하다.

N은 내염산성을 향상시키는 작용이 있는 불가피한 불순물 원소이고, 그 필요에 따라서, 0.001% 이상 첨가하나, 0.007%를 넘는 과도한 첨가는 슬라브 주조시의 표면 균열의 원인이 되므로, 0.001 내지 0.007%를 한정범위로 하였다.

Al은 보통 탈산원소로서 첨가된다. 본 발명 강에 있어서는 필요에 따라 0.005% 이상 첨가하지만, 0.1%를 넘어서 첨가하면 내염산 노점 부식성 및 열간 가공성을 저해하므로, 그 범위를 0.005 내지 0.1%로 하였다.

또한, 본 발명 강은 필요에 따라 Ca, Mg, Ce, La, REM, B을 첨가한다.

Ca, Mg, REM, B는 청정성의 향상이나 입경의 미세화에 의하여 강의 인성에 기여하고, 상한까지의 첨가로는 내식성에 대한 영향은 없으므로, 필요에 따라, 각각 0.0002% 이상 첨가하지만, 그 효과는 Ca, Mg, Ce, La, REM은 0.01% 초과, B는 0.005% 초과로, 내식성에 미치기 시작하므로, Ca, Mg, Ce, La, REM에서는 0.0002 내지 0.01%, B는 0.0002 내지 0.005%를 한정 범위로 하였다.

또한, 본 발명 강은 필요에 따라, Sn, Pb, Se, Te, Bi를 첨가한다.

Sn, Pb은 쾌삭성을 향상시키는 작용을 가지는데, 그러한 효과를 얻기 위하여 0.01% 이상 첨가할 필요가 있으나, 함유량이 0.3%를 넘으면 열간 가공성이 우수하므로, 그 함유량의 상한을 0.3%로 한다.

Se, Te, Bi는 내산성을 한층 향상시키는 작용을 가지는데, 그 효과를 얻기 위하여 각각 0.001% 이상 필요하나, 각각의 함유량이 0.1%를 초과하면 제조성의 저하나 제조 코스트의 증가를 초래하므로, 각각의 함유량의 상한을 0.1%로 한다. 또한 본 발명은 필요에 따라, Ag, Pd를 첨가한다.

Ag, Pd는 고온 고농도 황산 환경하에서의 내식성을 향상시키는 작용을 가지는데, 그러한 효과를 얻기 위하여 각각 0.001% 이상 첨가할 필요가 있고, 각각의 함유량이 0.5%, 0.1%를 초과하면, 제조 코스트의 증가만이 아니라 열간 가공성을 저하되므로 그 함유량의 상한을 각각 0.5%, 0.1%로 한다.

(2) 용접 금속

C는 용접 구조용 강의 용접 이음부로서 강도를 확보하기 위하여 첨가하지만, 0.2%를 초과하여 첨가하면, 용접성 및 내황산성이 저하되므로, 0.2%이하로 한정하였다. 내황산성 및 내염산성의 관점에서는 C의 함유량은 적을수록 바람직하나, 강도나 경제성을 고려하여, 0.005 내지 0.2%로 하였다. 특히, Mo와 공존할 경우, 0.2%를 초과하는 C 첨가는 내황산성을 현저하게 저하시킨다. 내염산성과 내황산성의 균형을 고려할 필요가 있을 경우에는 0.05%이하로 하는 것이 바람직하다.

Si는 용접 금속 중에 0.01% 이상 포함되면, Cu와 공존하여 내황산성 및 내염산성을 향상시키므로 하한을 0.01%로 한다. 그러나, 2.5%를 넘으면, 내식성의 향상은 나타나지 않고, 용접 금속의 인성 저해되므로, 상한을 2.5%이라고 하였다. 용접 시공성이나 용접부의 인성을 보다 중시할 경우는 0.1 내지 1%가 바람직하다.

Mn은 탈산 및 강도 조정을 위하여 0.1% 이상 첨가하나, 그 상한은 2%로 충분하므로 0.1 내지 2%를 한정 범위로 하였다.

Cu는 내황산성 및 내염산성을 확보하기 위하여 0.1% 이상의 첨가가 필수적이다. l%를 넘어 첨가하여도 내식성은 거의 포화하고, 과도한 강도 상승 및 응고 균열을 초래하기 때문에 0.1 내지 1%를 한정범위로 하였다. 바람직하게는 0.25 내지 0.75%의 첨가가 내식성 및 제조성의 균형이라는 점에서 또한 우수하다.

Mo는 Cu-Sb계의 용접 금속에 0.001% 이상 첨가하면, 내염산성을 현저하게 향상시키는 필수 원소이다. 또한 C%×Mo%≤0.0005+0.045×Sb%를 만족하는 범위에서는 Mo는 내황산성을 향상시키는 원소로서 작용하고, 상기 내염산성과 함께 내황산성이 향상된다. Mo량의 상한은 용접 금속의 기계적 성질에 대한 영향을 고려하여, 0.5%로 한다.

Sb는 0.01% 이상 첨가하면, Cu와 함께 공존하여 내황산성 및 내염산성을 또한 향상시키는 원소이며, 0.01%를 하한으로 한다. 충분한 내식성을 얻기 위하여, 0.05% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 한편, 0.2%에서 그 효과는 거의 포화하므로, 0.01 내지 0.2%로 한정하였다. 용접 금속 중의 Sb가 0.15%를 넘으면 용접 시공성이 저하되므로, 0.05 내지 0.15%가 보다 바람직하다.

P는 불가피한 불순물 원소이며, 내황산성 및 내염산성을 저해하므로, 그 범위를 0.03% 이하로 하였다. 보다 바람직하게는 0.01% 이하로 한정하면 내황산성 및 내염산성이 저해된다. 0.005 내지 0.01%가 보다 바람직하고, 0.005%가 또한 바람직하다.

S는 P과 같이 불가피한 불순물 원소이며, 0.03%를 초과하면, 내황산성이 현저하게 저해되므로, 충분한 내황산성 및 내염산성을 확보하려면 상한을 0.03%로 한정할 필요가 있다. 그러나, 도 5에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 Cu-Mo-Sb계의 강에 있어서는 S를 0.005% 초과하여 적량 함유시키면, 내황산 부식성과 함께 내염산 부식성이 현저하게 향상된다. 이 때문에 용접 금속에 있어서도 0.005% 초과 함유시키는 것이 바람직하다. 그러나, 0.02%를 넘어서 함유시켜도 그 효과는 포화하고, 또한 용접 금속의 인성 확보를 고려하면 0.02% 이하로 하는 것이 바람직하다. 특히, 내염산성, 내황산성 및 기계적 성질을 고려하면, S:0.005% 초과 내지 0.02%가 가장 바람직하다.

본 발명의 용접 이음부에서는 모재 및 용접 금속이, 아래 식<1>로 정의되는 내산 부식성 지수 AI가, AI≥0을 만족할 경우, 극히 우수한 내염산성 및 내황산성을 얻을 수 있다.

A1/l0000=0.0005+0.045×Sb%-C%×Mo% <1>

도 6은 AI치와 황산 부식 속도와의 관계를 나타내지만, 도 6에 도시하는 바와 같이, 내산 부식성 지수 AI가 0 이상인 경우에는 내황산성이 현저하게 향상되므로, 본 발명에서는 용접 금속에 있어서 상기 <1>식으로 구하여지는 내산 부식성 지수 AI가 0 이상이 되도록, Sb, C, Mo를 첨가한다.

AI≥0를 만족하는 경우, 즉, C%×Mo%≤0.0005+0.045×Sb%를 만족할 경우, 예를 들면, 용접 금속의 C양이 0.01%이하인 경우에는 0.1% Sb첨가로 하면, 0.5% 이하 의 Mo 첨가로, 우수한 내황산성과 내염산성 및 내염화물함유 산부식성을 얻을 수 있다.

한편, 상기 AI치는 75를 넘었을 경우, 즉 Sb이 과잉일 경우, 내황산성, 내염산성, 및 내염화물 함유 산부식성의 향상 효과는 거의 포화할 뿐만 아니라 열간 가공성이 저하되므로, 그 상한을 75로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 본 발명의 용접 이음부에 있어서는 용접 이음부의 내선택 부식성 지수｜△AI｜를 적절한 값으로 하는 것이 바람직하다.

용접 이음부의 내선택 부식성 지수｜△AI｜는 모재의 내산 부식성 지수 AI(모재) 및 용접 금속의 내산 부식성 지수 AI(용접 금속)으로부터 아래의 식 <3>으로 규정된다.

｜△AI｜=｜AI(모재)-AI(용접 금속)｜ <3>

도 10은 ｜△AI｜와 모재 및 용접 금속의 황산 부식성 속도와의 관계를 나타내는 도이며, 도 10에 도시하는 바와 같이, ｜△AI｜는 20을 넘으면, 모재 또는 용접 금속의 어느 하나의 AI치 중 작은 쪽이 부식 속도가 증가하고, 황산 환경 하에 있어서 선택적인 가속 부식이 발생한다. 따라서, 이러한 용접 이음부의 선택적인 가속 부식을 방지하기 위하여, ｜△AI｜을 20 이하로 한다.

또한, 본 발명의 용접 이음부에 있어서는 용접 이음부의 강도, 인성, 고온 특성 등의 개선을 목적으로 하여 용접 이음부의 용접 금속에 필요에 따라, Nb, Ta, V, Ti, W의 1종류 이상을 첨가한다.

Nb, Ta, V, Ti는 각각 0.005% 이상의 첨가로, 미립화에 의한 강도 인성의 향상, 고온 강도의 향상에 효과가 있는 원소이다. 그러나, 0.1%를 넘으면 그 효과가 포화된다. 그러므로 각각 0.005 내지 0.1%를 한정 범위로 하였다.

W는 0.05% 이상 첨가하면 고온 강도 및 내염산성의 향상에 효과가 있으나, 그 효과는 1%에서 포화하므로, 범위를 0.05 내지 l%로 하였다.

한편, Nb, Ta, V, Ti, W의 탄질화물 형성 원소군을 용접 금속 중에 과잉으로 첨가하면, 본 발명의 용접 이음부의 내황산 부식성이 저해된다. 즉, 이들 원소는 내황산성 한계 Mo량을 저하시키는 작용이 있고, 그 정도는 아래의 Mo당량(Mo_eq)으로 정리할 수 있다.

Mo_eq(질량%)=Mo%+5.1×(Nb%-Ta%)+4.2×V%+9.3×Ti%+0.5×W%

Nb, Ta, V, Ti, W가 첨가된 경우, 내황산성을 저해하지 않는 한계의 성분 균형은 상술한 AI에 대신하여, 확장 내산 부식성 지수 EI로 얻어진다. EI는 Sb, C, Mo_eq(질량%)의 함수로서, 다음 식 <2>로 주어진다.

EI/l0000=0.0005+0.045×Sb%-C%×Mo_eq% <2>

소요의 목적으로 Nb, Ta, V, Ti, W를 복합 첨가할 경우, EI≥0을 만족할 경우, 극히 우수한 내염산성 및 내황산성을 동시에 얻을 수 있다. 즉, 도 7은 EI치와 황산 부식 속도의 관계를 나타내는 것이지만, 이 도에 도시하는 바와 같이, 확장 내산 부식성 지수 EI가 0 이상의 경우에는 내황산성이 현저하게 향상되는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 용접 이음부의 용접 금속에 있어서는 상기 <2>식으로 얻어지는 확장 내산 부식 지수 EI가 0이상이 되도록 Sb, C, Mo를 첨가한다.

또한, Nb, Ta, V, Ti, W의 1종류 이상이 첨가된 경우, 용접 이음부의 내선택 부식성 지수는 상술한 AI를 대신하여, 확장 내산 부식성 지수 EI를 사용하여 평가함으로써 보다 우수한 용접 이음부로 할 수 있다.

용접 이음부의 확장 내선택 부식성 지수 ｜△EI｜는 모재의 확장 내산부식성 지수 EI(모재) 및 용접 금속의 확장 내산부식성 지수 EI(용접 금속)으로부터 다음 식<4>로 규정된다.

｜△EI｜= ｜EI(모재)-EI(용접 금속)｜ <4>

도 11은 ｜△EI｜와 용접 금속의 황산 부식 속도와의 관계를 나타내는 것이지만 도 11에 도시하는 바와 같이 ｜△EI｜는 20을 넘으면, 모재 또는 용접 금속의 어느 하나가 EI치가 작은 것이 부식 속도가 증가하고 황산 환경하에 있어서 선택적인 가속 부식이 발생한다. 따라서, 이러한 용접 이음부의 선택적인 가속 부식을 방지하기 위하여 ｜△EI｜를 20 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 용접 이음부의 용접 금속에는 또한 필요에 따라 Cr, N, Ni, Al을 첨가할 수 있다

Cr는 내후성 등을 향상시키기 위하여 필요에 따라 0.1% 이상 첨가한다. 그러나, 0.5%를 초과하여 첨가하면, 특히 본 발명 강의 내황산성이 현저하게 저하되므로, 필요에 따라 첨가하는 경우에는 0.5%를 상한으로 한다. 내황산성 및 내염산성을 보다 향상시킨다는 점에서는 Cr 함유량을 0.1% 이하로 한정하는 것이 바람직하고, 나아가 무첨가가 가장 바람직하다.

Ni는 내염산성을 향상시키는 작용이 있는 원소이며, 본 발명 강에 있어서의 Cu와 Sb의 첨가로 발생하는 용접 금속의 고온 균열 방지를 목적으로 하고 필요에 따라서 0.1% 이상 첨가하지만, 1%를 넘어서 첨가하여도 그들의 효과는 포화하므로, 0.1 내지 1%를 한정 범위로 하였다. 0.1% 내지 Cu%×0.5의 범위로 하는 것이 특히 바람직하다.

N은 내염산성을 향상시키는 작용이 있는 불가피한 불순물원소이며, 그 필요에 따라서, 0.001% 이상 첨가하지만, 0.02%를 초과하는 과도한 첨가는 용접 금속의 블로우 홀(blow hall)의 발생이나 용접 금속의 인성 저하의 원인이 되므로, 0.001 내지 0.02%를 한정 범위로 하였다.

Al은 필요에 따라, 0.005% 이상 첨가하지만, 0.1%를 넘어서 첨가하면 내염산성 및 용접 이음부의 인성을 손상시키므로, 그 범위를 0.005 내지 0.1%로 하였다.

또한, 본 발명의 용접 이음부의 용접 금속에는 필요에 따라 Ca, Mg, Ce, La, REM, B을 첨가한다.

Ca , Mg, REM, B는 청정성의 향상이나 입경의 미세화에 의하여 용접 이음부의 용접 금속의 인성에 기여하고, 상한까지의 첨가로는 내식성에 대한 영향은 없으므로, 필요에 따라 각각 0.0002% 이상 첨가하나, 그 효과는 Ca, Mg, Ce, La, REM은 0.01% 초과, B는 0.005% 초과이면, 내식성에 악영향을 미치기 시작하므로, Ca, Mg, Ce, La, REM는 0.0002 내지 0.01%, B는 0.0002 내지 0.005%를 한정 범위로 하였다.

또는 본 발명의 용접 이음부의 용접 금속에는 필요에 따라 Sn, Pb, Se, Te, Bi를 첨가한다.

Sn, Pb는 용접 비드의 그라인더(grinder) 손질성을 향상시키는 작용을 가지고, 그 효과를 얻기 위해서는 0.01% 이상 첨가할 필요가 있지만, 함유량이 0.3%를 초과하면 용접 금속의 인성이 저하되므로 그 함유량의 상한을 0.3%로 하였다.

Se, Te, Bi는 내산성을 또한 향상시키는 작용을 가지며, 그 효과를 얻기 위하여 각각 0.001% 이상 첨가할 필요가 있지만 각각의 함유량이 0.1%를 초과하면 용접 금속의 인성 저하를 초래하므로 각각의 함유량의 상한을 0.1%로 한다.

또한, 본 발명의 용접 이음부의 용접 금속에는 필요에 따라 Ag, Pd를 첨가한다.

Ag, Pd는 고온 고농도 황산 환경 하에서의 용접 이음부의 용접 금속의 내식성을 향상시키는 작용을 가지며, 그 효과를 얻기 위해서 각각 0.001% 이상 첨가할 필요가 있지만, 각각의 함유량이 0.5%, 0.1%를 초과하면 비용이 올라가 용접 시공성이 저하되므로 그 함유량의 상한을 각각 0.5%, 0.1%로 한다.

다음으로, 본 발명의 강의 바람직한 제조방법에 대하여 설명한다. 연속 주조 또는 분괴 압연 후의 재가열 온도는 압연 부하 등의 관점에서 l000℃ 이상이 바람직하고, 1300℃를 초과하여 재가열하면, 결정립의 조대화, 탈탄 및 산화 스케일의 증대가 현저해지므로, 그 범위를 1000 내지 1300℃로 하는 것이 좋다.

열연 마무리 온도는 800℃를 밑돌면 혼립화를 피할 수 없고, 한편 1000℃를 초과하면 조립이 되므로, 그 범위는 800 내지 1000℃로 하는 것이 바람직하다. 그 후 마이크로 조직을 페라이트 주체로 하기 위하여 공냉한다. 단, 이른 바 박판의 압연에서는 냉각 속도가 너무 빨라질 우려가 있으므로 600 내지 750℃에서 권취후 공냉 또는 로냉한다. 한편, 냉간 압연 강판을 제조할 경우,열연 공냉 후에는 30 내 지 90%의 압연율로 냉간 압연을 실시한 후, 700 내지 900℃에서 연속 소둔 또는 박스 어닐링하는 것이 바람직하다.

본 발명 강은 사용 시에, 예를 들면, 강괴로 제조한 후에, 열연, 단조, 냉간압연, 신선에 의하여 강판이나 봉선, 형강, 시판 등의 임의의 형상으로 하여 사용하여도 좋다. 또한 그들을 프레스 등으로 소정의 형상으로 형성하고, 또한 가공·용접하여 제품으로서 제조하여도 좋다. 강판을 예를 들면 전봉 강관 등으로서 먼저 강관의 형상으로 한 후에 2차 가공 및 용접 등에 의하여 제품에 사용하여도 좋다. 또한, 기타 프로세스도 포함하여, 가격이나 기존 제조 설비의 제약 등에 의하여 최적의 제품 제조 공정을 선택할 수 있고, 어느 제조 공정을 선택하더라도, 본 발명의 강을 제조할 수 있으면 된다.

또한, 본 발명의 용접 이음부는 상술한 본 발명의 강을 각종 용접 방법에 의하여 사용할 경우에, 우수한 내황산 부식성, 내염산 부식성을 얻을 수 있고, 매우 적합하다. 본 발명의 용접 이음부는 상술한 바와 같이, 각종 형상으로 형성된 강재, 또는 이를 가공에 의하여 소정의 형상으로 한 강재를, 각종 용접방법에 의하여 용접함으로써 얻을 수 있다. 통상, 상기 강재를 필요에 따라 적절한 개선(開先) 형상으로 한 후, 예를 들면, 대기 하 또는 실드 가스를 사용한 분위기 하에서 아크 용접, 서브 머지드 아크 용접 등의 아크 용접, 플라즈마 아크 용접, 전자 빔 용접 등 각종 용접방법을 사용하여 용접할 수 있다. 이 때, 용접봉의 심선, 용접 와이어의 조성, 또는 용접 봉의 피복재, 플랙스의 조성, 용접 분위기 등을 선택함으로써 용접 금속의 조성을 조정하고, 본 발명의 용접 이음부로 할 수 있다.

또한, 본 발명 강 및 용접 이음부는 적당한 조성의 합금의 표면에 필요 원소를 함유하는 합금을 도금법이나 클래드법 등의 방법으로 부착시키고, 열처리 등의 적절한 처리에 의하여 원소를 확산시키고, 청구범위의 기재된 화학 조성의 표면을 가지는 강재로 하여도 된다. 또한 본원 발명 강 및 용접 이음부의 사용에 있어 표면처리, 도장, 전기방식의 병용, 부식 억제제의 투입 등 어떠한 방식 방법의 사용을 방해하는 것이 아니며, 이들 방식 방법의 사용은 본원 발명의 범위를 일탈하는 것이 아니다.

실시예

실시예1

표 1, 표 2(표 1의 계속1), 표 3(표 1의 계속2), 표 4(표 1의 계속3)에 나타내는 화학 조성의 강을 50kg 진공 용해로에서 용제하고, 주괴를 강편으로 하여 이를 재가열한 후, 마무리 온도 800℃ 내지 900℃의 범위에서 판 두께 6mm로 열간압연한 후, 공냉하였다. 상기 열간압연판으로부터, 부식 시험편 및 인장시험편을 채취하였다. 또한, 일부의 공시 강에 대해서는 열간압연 판을 산세한 뒤, 판 두께 1.2mm로 냉간 압연한 후, 700℃에서 60초 염욕 어닐링 소둔하고, 냉간 압연 강판을 시작하고, 인장시험편을 채취하였다.

상기 인장 시험편을 사용하여, 기계적 성질(인장강도, 신장)을 조사하였다.

또한, 상기 부식 시험편을 사용하여, 내염산성 및 내황산성의 각종 내식성에 대하여 평가시험을 실시하였다. 내염산성에 관하여는 3M(몰/리터) 염산수용액 60℃중에 6시간 침지하고, 부식 감량에 의하여 평가를 하였다.

내황산성에 관하여는 40% 황산 수용액 60℃에 6시간 침지하고, 부식 감량에 의하여 평가를 하였다. 한편, 본 발명은 실시예에서 사용한 제 조건에 한정되는 것은 아니다.

표 5, 표 6(표 5의 계속 1), 표 7(표 5의 계속 2), 표 8(표 5의 계속 3)에 상기시험의 재질 평가 결과를 나타낸다.

C1 내지 C48은 본 발명예의 강(이하, 본 발명 강이라 한다)이다. 한편, A1 내지 A21 및 Bl 내지 B14는 비교예의 강(이하, 비교 강이라 한다)이고, A1은 보통강, A2 내지 A8은 종래의 내황산 노점 부식 강이다. A15 및 A16은 특공소46-3477217호 공보에 개시된 강 성분인 내황산 노점 부식 강이다. 비교 강 A17 내지 A18은 특개평10-110237호 공보에 개시된 강성분인 내황산 노점 부식 강이다. 비교 강 A21는 특공소46-34772호 공보에 개시되어 있는 강 성분(당해 공보의 실시예 표 1 중의 강종 번호6)이다. 상기 강종 번호6은 상기 공보의 실시예 중에서 가장 AI치가 크다. 비교예 B1 내지 B14는 본 발명자들이 본 발명 강에 이르는 과정에서, 얻은 내염산 부식성이 우수한 저합금강이지만, 내산 부식성 지수 AI치 또는 확장 내산 부식성 지수 EI치가 본 발명의 범위 외의 강이다.

표 5 내지 도 8의 각종 내식성의 평가는 비교 강 A2, 즉 Cu-Sb계의 내황산 노점 부식 강(S-TEN1강)과의 내식성의 상대 평가를 나타내는 것이고, ◎는 비교 강 A2에 대하여 대폭 우수, ○는 우수, -는 동등, △는 다소 떨어짐, ×떨어짐을 각각 나타내고 있다. 또한, 비교 강 A2는 A2 내지 A8의 종래의 내황산 노점 부식 강 내에 있어서 Cu-Sb계 강으로, Mo를 첨가하지 않고, 표 5에 나타내는 바와 같이, 특히 내염산성, 내황산성도 우수하다. 이 때문에, 본 발명 강의 내식성 평가는 비교 강 A2를 기준으로 하여 실시한 것이다.

먼저, 비교 강 A1 내지 A21 및 B1 내지 B14와, 본 발명 강 C1 내지 C4S의 내염산성 및 내황산성에 대하여 설명한다.

비교 강 A1은 상술한 바와 같이 보통강으로, Cu, Ni, Mo, Sb 등의 첨가량이 본 발명의 범위 외이고, 또한, 내염산성 및 내황산성은 본 발명에 비하여 대폭 떨어진다.

비교 강 A2는 상술한 바와 같이, Cu-Sb계의 내황산 노점 부식 강이다. Mo가 무첨가이므로, 내염산성은 비교 강 A2 내지 A8 중에서도 가장 양호하나, 본 발명 강 C1 내지 C48와 비교하고, 내염산성은 대폭 떨어진다.

비교 강 A3 내지 A6은 어느 것이나 Cu-Cr계의 내황산 노점 부식 강이다.

비교 강 A3는 Cr이 본 발명의 상한을 넘고, Mo 및 Sb가 무첨가인 점에서, 본 발명의 범위 외이므로, 본 발명 강에 비하여 내염산성 및 내황산성이 떨어진다.

비교 강 A4는 Cr이 본 발명의 상한을 넘고, Mo가 무첨가인 점이 본 발명의 범위 외이므로, 본 발명 강에 비교하여 내염산성 및 내황산성이 떨어진다.

비교 강 A5는 Cr이 본 발명의 상한을 넘고, AI<0 인 점이 본 발명의 범위 외므로, 본 발명 강에 비교하여 내염산성 및 내황산성이 떨어진다.

비교 강 A6은 Cr이 본 발명의 상한을 넘고, Sb가 무첨가이며 AI<0인 점이 본 발명의 범위 외이므로, 본 발명 강에 비교에서 내염산성 및 내황산성이 떨어진다.

비교 강 A7은 Mo가 무첨가인 점이 본 발명의 범위 외이므로, 내염산성 및 내황산성은 본 발명 강에 비교하여 떨어진다.

비교 강 A8은 Mo가 무첨가이고, Cr, Ni 및 Sb의 함유량이 본 발명의 범위 외이므로, 내염산성 및 내황산성은 본 발명 강에 비교하여 떨어진다.

비교 강 A9은 P가 본 발명 범위의 상한을 넘어 있으므로, 본 발명 강에 비하여 내염산성 및 내황산성이 떨어진다.

비교 강 A11은 내염산성 및 내황산성은 본 발명 강과 거의 동등하나, S가 본 발명 범위의 상한을 넘고 있으므로, 열간 가공시에 강판 표면에 미세한 균열이 다수 발생하였다.

비교 강 A12는 Cu 첨가량이 본 발명 범위의 하한보다 낮고, AI<0이므로, 본 발명 강에 비하여 내염산성 및 내황산성이 떨어진다.

비교 강 A13은 Mo 첨가량이 본 발명 범위의 상한을 넘고, AI<0이므로, 본 발명 강에 비하여 내황산성이 떨어진다.

비교 강 A14는 비교 강 A2의 극저 C계(0.003%)의 내황산 노점 부식 강이다. Mo가 무첨가이므로, 내염산성 및 내황산성은 비교 강 A2 정도이지만, 내염산성 및 내황산성이 본 발명 강에 비하여 떨어진다.

비교 강 A15는 Sb이 무첨가이고, 또한, AI치<0이다. 내염산성은 비교 강A2과 거의 동등하지만, 내황산성은 비교 강 A2보다 떨어진다. 즉, 내염산성, 내황산성 모두 본 발명 강에 비하여 떨어진다.

비교 강 A16은 AI치≥0을 충족시키지만, 본 발명의 필수원소인 Sb가 무첨가이며, 내염산성 및 내황산성은 비교강 A2와 동등하다. 즉, 내염산성, 내황산성 모두 본 발명 강에 비하여 떨어진다.

비교 강 A17 및 AI8은 AI치<0이고 본 발명의 범위 외이며, 내염산성은 비교 강 A2보다 뛰어나지만, 내황산성은 비교 강 A2보다 떨어진다. 즉, 본 발명 강과 비교하여 내염산성은 동등하지만, 내황산성은 떨어진다.

비교 강 A21은 Sb가 무첨가이고 Ni 첨가량도 본 발명의 범위 외이며, 또한, AI치도 AI<0인이다. 내염산성은 비교 강 A2와 동등하지만, 내황산성은비교 A2보다 떨어진다. 즉, 내염산성 및 내황산성과도 본 발명 강에 비교하여 떨어진다.

다음으로, 비교강B1 내지 B14의 내염산성 및 내황산성에 대하여 설명한다.

비교 강B1 내지 B14는 본 발명에 이르는 과정에서 발명자들에 의하여 밝혀진 내염산성이 우수한 강이고, 본 발명의 강 조성은 어느 것이나 만족하나, AI<0 또는 EI<0이고, AI치 또는 EI치가 본 발명의 범위 외이다. 이 때문에 내염산성은 본 발명 강 C1 내지 C48와 비교하여 동등하게 우수하나, 내황산성은 떨어진다.

다음으로, 본 발명 강 C1 내지 C48의 내황산성 및 내염산성에 대해서 설명한다.

본 발명 강 C1 내지 C48은 본 발명의 강 성분을 만족하고, 또한, AI치≥0 혹은 EI치≥0을 만족하도록 성분 설계된 극히 우수한 내염산성 및 내황산성을 가지는 강이다.

C1 내지 C10, C13 내지 C26, C28 내지 C45는 Cr을 불순물로서 0.1% 이하로 한정한 본 발명의 강이다. C11 , C12, C27, C47, C48은 Cr를 본 발명의 범위 내에서, 선택 원소로 하여 첨가한 본 발명의 강이다.

Cr을 불순물로서 0.1% 이하로 한정한 본 발명의 강의 내염산성은 내황산 노점 부식 강의 비교강 A2 내지 A8의 가운데에서 가장 내식성이 우수한 A2와 비교하여도 5배 이상(표중 평점, ◎)이며, 내황산성은 비교 강 A2 내지 A8의 가운데에서 가장 내식성이 우수한 A2의 2배 이상(표 중 평점, ○)으로 우수하다.

Cr을 본 발명의 범위 내에서 첨가한 본 발명 강은 Cr 무첨가의 본 발명 강보 다 내염산성 및 내황산성이 다소 떨어지지만, 비교강 A2과 비교하면, 충분히 우수하다.

본 발명 강 C13은 S가 0.003%인 예이다. C14는 S가 0.015%이고, 그 이외의 조성 및 AI는 C13으로 동일하다. C13은 비교 강 A2와 비교하면, 내황산성 및 내염산성이 우수하지만, C14와 비교하면, 내염산성 및 내황산성은 떨어진다. 그 때문에, S를 0.005%초과하여 첨가함으로써 우수한 내황산성 및 내염산성이 동시에 얻어지는 것을 알 수 있다.

이상과 같이 본 발명 강은 내황산성 및 내염산성이 우수한 것이 분명하다. 다음으로, 본 발명 강의 기계적 성질에 대하여 설명한다.

표 5 내지 표 8에 도시하는 바와 같이, 본 발명 강의 C1, C3, C4, C7, C13 내지 C23, C32 내지 C48은 인장강도로 400MPa 초과를 나타내고, 인장강도 400MPa 클래스(class)의 용접 구조용 강(JISG 3101 상당)을 얻을 수 있다. 또한, 표 5 내지 표 8에 도시하는 바와 같이, 본 발명 강의 탄소당량은 최대이어도 0.32%이고, 0℃에서의 용접 균열 시험 결과에서도 상기 본 발명 강에서는 모두 균열이 확인되지 않았던 것으로 보아, 충분한 용접성을 가지는 것이 분명하다.

그 때문에, 이들 상기의 본 발명 강은 내염산성, 내황산성이 우수한 용접 구조용 강인 것을 알 수 있다.

또한, C2, C5 내지 C12, C24 내지 C31은 모두 냉간 압연 강판에서의 신장이 35% 초과를 나타내고, 가공성도 충분히 우수한 강판인 것을 알 수 있다.

또한, 비교 강 A1 및 A2와, 본 발명 강 C3 및 C36을 용융 아연도금업자가 사용 중인 염산 산세 수조(15질량% 염산, 30℃, 인히비터 첨가)에 침지 하고, 포인트 마이크로미터에 의한 판 두께 감소량의 측정으로 내염산성을 평가한 결과를 도 8에 도시한다. 본 발명 강 C3 및 C36의 판 두께 감소 속도(부식 속도)는 0.1mm/년을 나타낸다. 비교 강 A1은 1.2mm/년, 비교 강 A2는 0.4mm/년을 나타낸다. 본 발명 강의 부식 속도는 비교 강 A1에 비교하면 1/12, 비교 강 A2와 비교하면 1/4이었다. 따라서, 본 발명 강은 염산 산세조 용도에 있어서 우수한 내염산성을 가지는 것이 분명하다.

또한, 비교 강 A1 및 A2와 본 발명 강 C3, C13 내지 C15, C17∼C23 및 C36을 용융 아연 도금 업자가 사용 중의 황산 산세 수조 (20 질량% 황산, 40℃, 인히비터 첨가)에 침지하고, 염산 산세조에서의 시험과 마찬가지로, 판 두께 감소 속도로 내황산성의 평가를 실시하였다. 그 결과, 본 발명 강의 공시재의 부식 속도는 비교 강 A1에 비교하여 최대이어도 1/16, 비교 강 A2와 비교하여 최대이어도 1/2이었다. 따라서, 본 발명 강은 황산 산세조 용도에 있어서 우수한 내황산성을 가지는 것이 분명하다.

또한, 비교 강 A1 및 A2와, 본 발명 강 C3, C14 내지 C18 및 C36을 황산 노점 부식과 염산 노점 부식이 동시에 발생한다. 폐기물 소각 시설의 버그필터 입구 측 및 굴뚝 중단의 맨 홀에 시험편을 붙이고, 1년간 폭로 시험을 실제로 행하였다. 버그필터 입구 측에서는 날아다니는 재나 염화수소가 비교적 다량 포함되는 배기 가스 환경이며, 굴뚝 중단의 맨 홀은 배연 처리후의 재나 염화수소가 적은 배기 환경이다. 부식 감량으로 내황산 노점 및 내염산 노점 부식성을 평가한 결과를 도 9 에 나타낸다. 본 발명 강의 부식 감량은 비교 강 A1에 비하여 1/10이하, 비교 강 A2와 비교하여 1/4이었다. 따라서, 본 발명 강은 황산 노점 부식 및 염산 노점 부식이 동시에 생기는 폐기물 소각 시설의 배연 환경에 있어서 우수한 내식성을 가지는 것이 분명하다.

실시예2

표 9에 공시 심선 성분을 나타내고, 표 10 내지 표 11(표 10의 계속)은 본 발명에서 시작, 공시한 피복 아크 용접봉(봉경,4.0mm)의 화학 조성에 대하여 나타낸 것이다.

표 12, 표 13(표 12의 계속 1), 표 14(표 12의 계속 2), 표 15(표 12의 계속 3)에는 표 10 내지 표 11에 나타낸 피복 아크 용접 봉에 의하여 형성된 용접 금속의 화학조성을 내식성, 용접부 품질 및 용접 시공성에 대하여 나타낸 것이다. 또한 도 12a, 도 12b는 용접 금속의 내식성을 판정하기 위한 부식 시험편의 채취 요령을 도13은 용접 이음부의 내식성을 판정하기 위한 부식 시험편의 채취 요령을 각각 나타낸 것이다. 용접 금속의 내식성 평가 시험을 위한 시험편1은 도 12a, 도 12b에 도시하는 바와 같이 JIS의 용접 금속의 부식 시험 편 방법에 기초하여 작제하였다. 즉, 모재 성분의 영향을 받지 않도록 보통 강 모재(3) 상에 교류 용접기를 사용하여 전류 170A로 6층의 밑채움(4) 시공을 한 후의 용접 금속(2)으로부터 기계가공으로 시험편(1)(4mm×25mm×25mm)을 채취하였다. 부식 시험은 80℃, 10% 염산으로 24시간, 40℃, 20% 황산으로 24시간의 침지 부식 시험을 각각 실시하고, 부식 감량을 구하였다.

먼저, 표 12, 표 13(표12의 계속 1), 표 14(표 12의 계속 2), 표 15(표 12의 계속 3)에 나타낸 비교예의 용접 금속(이하, 비교 용접 금속이라 한다.) W1 내지 W18, 본 발명예의 용접 금속(이하, 본 발명 용접 금속이라 한다.)W21 내지 W53의 내염산성 및 내황산성에 대하여 설명한다.

비교예 W1은 연강용의 용접 재료에 의하여 얻어진 용접 금속이지만, Cu, Ni, Sb가 본 발명의 범위 외이므로, 내황산성 및 내염산성이 본 발명 용접 금속 W21 내지 W53보다 떨어진다.

비교예 W2는 종래의 내황산성 강용의 용접 재료에 의하여 얻을 수 있었던 용접 금속이지만, Sb, Ni가 본 발명의 범위 외이므로, 내황산성 및 내염산성이 본 발명의 용접 금속 W21 내지 W53보다 떨어진다.

비교예 W3은 Cu-Cr계의 내황산 노점 부식 강용의 용접 재료에 의하여 얻을 수 있었던 용접 금속이지만, Sb, Ni 및 Cr이 본 발명의 범위 외이므로, 내황산성 및 내염산성이 본 발명 용접 금속 W2l 내지 W53보다 떨어진다.

비교예 W4는 P를 본 발명의 범위 외로 과잉으로 함유하고 있으므로, 내황산성 및 내염산성이 본 발명의 용접 금속 W21 내지 W53보다 떨어진다.

비교예 W5는 S를 본 발명의 범위 외에서 과잉으로 함유하고 있으므로, 내황산성 및 내염산성은 우수하나, 용접 금속에 균열이 발생하고, 용접 시공성 및 용접부 품질이 본 발명 용접 금속 W21 내지 W53보다 현저하게 떨어진다.

비교예 W6은 Cu가 본 발명의 하한 미만이므로, 내황산성 및 내염산성이 본 발명 용접 금속 W21 내지 W53보다 떨어진다.

비교예 W7은 Ni, Sb가 본 발명의 하한 미만이므로, 내황산성 및 내염산성이 본 발명 용접 금속 W21 내지 W53보다 떨어진다.

비교예 W8 및 비교예 W10은 Sb가 본 발명의 하한 미만이므로, 내황산성 및 내염산성이 본 발명의 용접 금속 W21 내지 W53보다 떨어진다.

비교예 W9 및 비교예 W11은 Sb가 본 발명의 상한을 넘고 있으므로, 용접 시공성이 본 발명 용접 금속 W21 내지 W53보다 현저하게 떨어진다.

비교예 W12는 내산성 지수 AI치가 -19.0로 본 발명의 범위(AI≥0)를 벗어나 있으므로, 내염산성이 본 발명의 용접 금속 W21 내지 W53 보다 현저하게 떨어진다.

비교예 W13은 내산성 지수 AI치가 -9.0로 본 발명의 범위(AI≥0)를 벗어나 있으므로, 내염산성이 본 발명의 용접 금속 W21 내지 W53보다 현저하게 떨어진다.

비교예 W14 내지 18은 내산성 지수 EI치가 본 발명의 범위 (E1≥0)를 벗어나 있으므로, 내염산성이 본 발명의 용접 금속 W21 내지 W53보다 현저하게 떨어진다.

이상과 같이, 본 발명의 용접 금속 W21 내지 W53은 내황산성, 내염산성 및 용접 승낙 시공성 모두 우수하다는 것을 알 수 있다.

다음으로, 표 10 내지 표 11에 나타내는 본 발명의 용접 재료와 표 16, 표 17에 나타내는 모재7 (판 두께 16mm)를 채용하고, 전류 170A, 용접 입열 17 내지 19kJ/cm로 하향 자세의 맞대기 용접 이음부를 시작하고, 도 13에 도시하는 위치로부터 용접 금속6과 모재7의 면적비를 1:2가 되도록 용접 이음부의 부식 시험편(5) (4mm/25mm×60mm)을 채취하고, 상기와 같은 조건으로 침지 부식 시험을 실시하고, 용접 이음부의 내식성을 조사하였다. 그 결과를 표 16, 표 17에 나타낸다.

표 16, 표 17에 나타낸 비교예의 용접 이음부 J1 내지 J4 및 본 발명의 용접 이음부 J11 내지 J19의 내황산성, 내염산성에 대하여 설명한다.

비교예J1은 연강과 연강용 용접 재료와의 용접 이음부이고, 모재 및 용접 금속의 Cu, Ni, Sb가 본 발명의 범위 외이므로, 본 발명예 J11 내지 J19와 비교하여 내황산성 및 내염산성이 떨어지고, 또한 어느 한 조건으로라도 용접부의 선택 부식을 나타낸다.

비교예 J2는 Cu-Cr계의 내황산성 강과 Cu계의 용접 금속으로 이루어지는 용접 이음부이며, 입재 및 용접 금속의 Ni, Sb가 본 발명의 범위 외이므로, 본 발명예 J21 내지 J29보다 떨어진다.

비교예 J3은 비교 강 A2와 본 발명의 범위 내인 용접 금속W31로 이루어지는 용접 이음부이며, 모재중의 Mo가 본 발명의 범위 외이므로, 모재부의 내염산성이 떨어지므로, 선택 부식을 나타낸다. 그 때문에, 본 발명예 J11 내지 J19보다 떨어진다.

비교예 J4는 본 발명 강 C36과 용접 금속이 비교예 W2로 이루어지는 용접 이음부이며, 용접 금속의 Ni, Sb가 본 발명의 범위외이므로, 본 발명예 J11 내지 J19보다 내황산성 및 내염산성이 떨어지고, 또한, 어느 한 산이라도 용접부의 선택 부식을 나타낸다.

본 발명예의 용접 이음부 J11 내지 J19는 모재 및 용접 금속의 화학성분이 본 발명의 범위 내이며, 또는 모재 및 용접 금속의 AI 또는 EI가 본 발명의 범위 내이므로, 내황산성 및 내염산성이 우수하다는 것을 알 수 있다.

본 발명예 J11 내지 J13은 ｜△AI｜ 또는 ｜△EI｜가 20을 넘고 있으므로, 부식 속도가 비교예 J1 내지 J4와 비교하여 낮지만, 선택 부식의 경향을 나타낸다. 한편, 본 발명예 J14 내지 J19는 ｜△AI｜또는 ｜△EI｜가 20 이하이므로, 선택 부식이 인정되지 않고, J11 내지 J13보다 한층 우수하다.

본 발명예 J17 내지 J19는 용접 이음부에 있어서 Cr 첨가량의 영향을 나타낸 것이다. 강의 경우와 동등하게, Cr량을 0.1% 이하로 한정하면, 가장 우수한 내염산성 및 내황산성이 얻어진다. 또한 Cr량을 본 발명의 상한 가까이 (0.5%) 첨가하면, Cr에 의하여 내식성이 다소 저해되나, 비교예 J1 내지 J4에 대하여는 우수한 내식성을 나타낸다.

이들 실시예로부터 알 수 있는 바와 같이, 용접 금속에 특정 Cu, Ni, Sb를 함유하고, 불순물 원소인 P, S를 한정함으로써, 용접 금속부의 내염산성, 및 용접 이음부의 내염산성이 연강 용접 재료의 10배 이상, 종래의 내황산성 강용의 용접 재료와 비교하여 3배 이상 개선되고, 내황산성도 연강 용접 재료의 8배 이상, 종래의 내황산성 강용의 용접 재료와 비교하여 동등 이상의 우수한 내식성을, 용접 시공성을 저해하지 않으면서, 얻어지는 것을 알 수 있다.

즉, 본 발명의 용접 이음부가 황산 노점 부식 및/또는 염산 노점 부식이 발생하는 저온 부식 환경에서 좋은 내식성을 가지는 것이 분명하다.

본 발명에 의하면, 극히 우수한 내염산 노점 부식성 및 염화물을 포함하는 내산성을 가지고, 내황산 노점 부식성도 우수한 강이 얻어진다. 따라서, 화력충전소, 자가 발전 시설, 각종 일반·산업 폐기물 처리 시설에서, 연소 배기 가스에 노출되고, 심한 염산 및/또는 황산 노점 부식을 나타내는 굴뚝, 연도, 열교환기, 케이싱, 익스팬션용 재료로서 내구성이 우수하고, 장치 수명을 연장 또는 유지 관리를 저감할 수 있는 강을 경제적으로 제공하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 염산이나 황산을 사용한 산세 설비의 강제 욕조 용도에 대한 우수한 내식성을 나타내는 용접 구조용 강을 경제적으로 제공하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명은 극히 우수한 내염산성과 내황산성을 가진 용접 이음부를 용이하고 저렴하게 제공하는 것이 가능하다.

Claims

질량%로,

C:0.001 내지 0.2%,

Si:0.01 내지 2.5%,

Mn:0.1 내지 2%,

Cu:0.1 내지 1%,

Mo:0.001 내지 0.12%,

Sb:0.01 내지 0.2%,

P:0.05% 이하,

S:0.006 내지 0.015% 미만,

Ni:0.1 내지 1%

를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 또한, 아래의 <1>식으로 구하여지는 내산 부식성 지수 AI가 0 이상 75 이하인 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강.

AI/10000=0.0005+0.045×Sb%-C%×Mo% <1>

단, 상기「%」는「질량%」를 나타낸다.
질량%로,

C: 0.001 내지 0.2%,

Si: 0.01 내지 2.5%,

Mn:0.1 내지 2%,

Cu:0.1 내지 1%,

Mo:0.001 내지 0.12%,

Sb:0.01 내지 0.2%,

P:0.05% 이하,

S:0.006 내지 0.015% 미만,

Ni:0.1 내지 1%

를 함유하고, 또한,

Nb:0.005 내지 0.1%,

Ta:0.005 내지 0.1%,

V:0.005 내지 0.1%,

Ti:0.005 내지 0.1%,

W:0.05 내지 1%

중, 1종류 또는 2종류 이상을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 또한, 아래의 <2>식으로 구하여지는 내산 부식성 지수 EI가 0 이상 75 이하인 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강.

EI/l0000=0.0005+0.045×Sb%-C%×Mo_eq <2>

단, 상기「%」는「질량%」를 나타내고, 상기 Mo_eq(질량%)는 Mo_eq=Mo+5.1×(Nb%+Ta%)+4.2×V%+9.3×Ti%+0.5×W를 나타낸다.
삭제
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,

질량%로, 또한,

Cr:0.1 내지 0.5%,

N:0.001 내지 0.007%,

Al:0.005 내지 0.1%,

Ca:0.0002 내지 0.01%,

Mg:0.0002 내지 0.01%,

REM:0.0002 내지 0.01%,

B:0.0002 내지 0.005%,

La:0.0002 내지 0.01%,

Ce:0.0002 내지 0.01%,

Sn:0.01 내지 0.3%,

Pb:0.01 내지 0.3%,

Se:0.001 내지 0.1%,

Te:0.001 내지 0.1%,

Bi:0.001 내지 0.1%,

Ag:0.001 내지 0.5%,

Pd:0.001 내지 0.1%

중 어느 1종류 또는 2종류 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강.
질량%로,

C:0.001 내지 0.2%,

Si:0.01 내지 2.5%,

Mn:0.1 내지 2%,

Cu:0.1 내지 1%,

Mo:0.001 내지 0.12%,

Sb:0.01 내지 0.2%,

P:0.05%이하,

S:0.006 내지 0.015% 미만,

Ni:0.1 내지 1%

를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 모재와,

질량%로,

C:0.005 내지 0.2%,

Si:0.01 내지 2.5%,

Mn:0.1 내지 2%,

Cu:0.1 내지 1%,

Mo:0.001 내지 0.5%,

Sb:0.01 내지 0.2%,

P:0.03%이하,

S:0.03% 이하,

Ni:0.1 내지 1%

를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 용접 금속으로 구성되고, 또한 상기 모재 및 용접 금속의 아래의 <1>식으로 구하여지는 내산 부식성 지수 AI가 0 이상 75 이하인 것을 특징으로 하는 내황산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.

AI/10000=0.0005+0.045×Sb%-C%×Mo% <l>

단, 상기「%」는「질량%」를 나타낸다.
제6항에 있어서,

상기 모재와 용접 금속의 내산 부식성 지수 AI의 차분 절대치｜△AI｜가 20 이하인 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.

단, ｜△AI｜=｜AI(모재)-AI(용접 금속)｜
제6항에 있어서,

상기 용접 금속이 질량%로, S:0.005초과 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.
제7항에 있어서,

상기 용접 금속이 질량%로, S:0.005초과 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.
제6항에 있어서,

상기 모재가 질량%로, 또한, N:0.001 내지 0.007%를 함유하고, 상기 용접 금속이 질량%로, 또한 N:0.001 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.
제7항에 있어서,

상기 모재가, 질량%로, 또한, N:0.001 내지 0.007%를 함유하고, 상기 용접 금속이 질량%로, 또한 N:0.001 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.
제8항에 있어서,

상기 모재가, 질량%로, 또한 N:0.001 내지 0.007%를 함유하고, 상기 용접 금속이 질량%로, 또한 N:0.001 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금 강의 용접 이음부.
제9항에 있어서,

상기 모재가, 질량%로, 또한, N:0.001 내지 0.007%를 함유하고, 상기 용접 금속이 질량%로, 또한 N:0.001 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.
질량%로,

C:0.001 내지 0.2%,

Si:0.01 내지 2.5%,

Mn:0.1 내지 2%,

Cu:0.1 내지 1%,

Mo:0.001 내지 0.12%,

Sb:0.01 내지 0.2%,

P:0.05%이하,

S:0.006 내지 0.015% 미만,

Ni:0.1 내지 1%

를 함유하고, 또한,

Nb:0.005 내지 0.1%,

Ta:0.005 내지 0.1%,

V:0.005 내지 0.1%,

Ti:0.005 내지 0.1%,

W:0.05 내지 1%

중 1종류 또는 2종류 이상을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 모재와,

질량%로

C:0.005 내지 0.2%,

Si:0.01 내지 2.5%

Mn:0.1 내지 2%,

Cu:0.1 내지 1%,

Mo:0.001 내지 0.5%,

Sb:0.01 내지 0.2%,

P:0.03%이하,

S:0.03% 이하,

Ni:0.1 내지 1%

를 함유하고, 또한,

Nb:0.005 내지 0.1%,

Ta:0.005 내지 0.1%,

V:0.005 내지 0.1%,

Ti:0.005 내지 0.1%,

W:0.05 내지 1%

중 1종류 또는 2종류 이상을 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 용접 금속으로 구성되고, 또한, 상기 모재 및 용접 금속의 아래의 <2>식으로 구하여지는 내산 부식성 지수 EI가 0 이상 75 이하인 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.

EI/10000=0.0005+0.045×Sb%-C%×Mo_eq<2>

단, 상기「%」는「질량%」를 나타내고, 상기 Mo_eq(질량%)는

Mo_eq=Mo+5.1×(Nb%+Ta%)+4.2×V%+9.3×Ti%+0.5×W를 나타낸다.
제14항에 있어서,

상기 모재와 용접 금속의 내산 부식성 지수 EI의 차분 절대치 ｜△EI｜가 20 이하인 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금 강의 용접 이음부.

단, ｜△EI｜=｜EI(모재)-EI(용접 금속)｜
제14항에 있어서,

상기 용접 금속이 질량%로 S:0.005초과 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.
제15항에 있어서,

상기 용접 금속이 질량%로 S:0.005초과 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.
제14항에 있어서,

상기 모재가 질량%로, 또한 N:0.001 내지 0.007%를 함유하고, 상기 용접 금속이 질량%로, 또한 N:0.001 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.
제15항에 있어서,

상기 모재가 질량%로, 또한, N:0.001 내지 0.007%를 함유하고 상기 용접 금속이, 질량%로, 또한 N:0.001 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.
제16항에 있어서,

상기 모재가 질량%로, 또한, N:0.001 내지 0.007%를 함유하고, 상기 용접 금속이 질량%로, 또한 N:0.001 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.
제17항에 있어서,

상기 모재가 질량%로, 또한, N:0.001 내지 0.007%를 함유하고, 상기 용접 금속이 질량%로, 또한 N:0.001 내지 0.02%를 함유하는 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.
제6항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 모재 및 용접 금속이 질량%로, 또한,

Cr:0.1 내지 0.5%,

Al:0.005 내지 0.1%,

Ca:0.0002 내지 0.01%,

Mg:0.0002 내지 0.01%,

REM:0.0002 내지 0.01%,

B:0.0002 내지 0.005%,

La:0.0002 내지 0.01%,

Ce:0.0002 내지 0.01%,

Sn:0.01 내지 0.3%,

Pb:0.01 내지 0.3%,

Se:0.001 내지 0.1%,

Te:0.001 내지 0.1%,

Bi:0.001 내지 0.1%,

Ag:0.001 내지 0.5%,

Pd:0.001내지 0.1%

중 1종류 또는 2종류 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 내염산 부식성 및 내황산 부식성이 우수한 저합금강의 용접 이음부.