KR20160003165A

KR20160003165A - 용접 구조용 강재

Info

Publication number: KR20160003165A
Application number: KR1020157033853A
Authority: KR
Inventors: 이사무 가게; 신이치 미우라; 츠토무 고모리; 토시유키 호시노
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2014-05-07
Publication date: 2016-01-08
Also published as: MY174874A; JPWO2014181537A1; CN105229189A; KR101723459B1; BR112015028240B1; JP6094669B2; BR112015028240A2; WO2014181537A1; CN105229189B

Abstract

질량％로, C: 0.02％ 이상 0.14％ 미만, Si: 0.05％ 이상 2.0％ 이하, Mn: 0.2％ 이상 2.0％ 이하, P: 0.005％ 이상 0.03％ 이하, S: 0.0001％ 이상 0.02％ 이하, Al: 0.001％ 이상 0.1％ 이하, Cu: 0.1％ 이상 1.0％ 이하 및 Ni: 0.1％ 이상 1.0％ 이하를 함유하고, 또한 Nb: 0.004％ 이상 0.2％ 이하 및 Sn: 0.001％ 이상 0.2％ 이하 중으로부터 선택한 1종 또는 2종을 함유하고, 추가로, Cu, Ni 및 Sn의 함유량이 소정의 관계를 만족하고, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성으로 함으로써, 교량 등의 옥외에서 이용되는 강 구조물, 특히 해안 근방 등의 고염분 환경하에서 내후성이 요구되는 부재에 이용하기 적합한 내후성이 우수한 용접 구조용 강재를 제공한다.

Description

용접 구조용 강재{STEEL MATERIAL FOR WELDED STRUCTURE}

본 발명은, 주로 교량 등의 옥외에서 이용되는 강 구조물, 특히 해안 근방 등의 고염분 환경하에서 내후성(atmospheric corrosion resistance)이 요구되는 부재에 이용하기 적합한 내후성이 우수한 용접 구조용 강재에 관한 것이다.

종래부터, 교량 등의 옥외에서 이용되는 강 구조물에 있어서는, 내후성 강이 이용되고 있다. 내후성 강은, 대기 폭로 환경에 있어서, Cu, P, Cr, Ni 등의 합금 원소가 농화된 보호성이 높은 녹층(rust layer)에 표면이 덮임으로써, 부식 속도가 현저하게 저감하는 강재이다.

현재, 교량 등에서는, 100년에 걸친 장기간의 내구성이 요구되고 있다. 내후성 강은, 그 우수한 내후성에 의해, 사용 환경에 따라서는 무(無)도장인 채 장기의 공용(供用)에 견딜 수 있기는 하지만, 해안 근방 등의 비래 염분량(amount of airborne salt)이 많은 환경에서는, 상기와 같은 보호성이 높은 녹층은 생성하기 어려워, 실용적인 내후성을 얻기 어려운 것이 알려져 있다.

비특허문헌 1에 의하면, 종래의 내후성 강(JIS G 3114: 용접 구조용 내후성 열간 압연 강재)은, 비래 염분량이 0.05mg·NaCl/d㎡/day(이후, 단위(mg·NaCl/d㎡/day)를 mdd로 표기하는 경우가 있음) 이하인 지역에서만, 무도장으로의 사용이 가능하다고 되고 있다. 따라서, 해안 근방 등의 비래 염분량이 많은 환경에서는, 보통 강재(JIS G 3106: 용접 구조용 압연 강재)에 도장 등의 방식 조치(anti-corrosion treatment)를 행하여 사용되고 있는 것이 현상(現狀)이다.

그러나, 도장은, 시간의 경과와 함께 도막이 열화되어, 정기적인 보수가 필요하다. 또한, 인건비의 상승이나, 재도장의 곤란함이라는 문제도 더해진다. 이러한 이유로부터, 해안 근방 등의 비래 염분량이 많은 환경에 있어서도, 무도장인 채로 사용 가능한 강재의 개발이 요구되고 있었다.

이러한 요구에 대하여, 최근, 해안 근방 등의 고(高)비래 염분 환경에 있어서 무도장인 채로 사용 가능한 강재로서, 여러 가지의 합금 원소, 특히 Ni를 다량으로 함유시킨 강재가 개발되고 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에서는, 내후성 향상 원소로서, 1％ 이상의 Ni와 Cu를 첨가한 고내후성 강재가 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 2에서는, 1％ 이상의 Ni와, Mo를 첨가한 내후성이 우수한 강재가 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 3에서는, Ni에 더하여, Cu, Ti를 첨가한 내후성이 우수한 강재가 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 4에서는, Ni 첨가량을 0.5％ 이하로 억제하고, Sn 및/또는 Sb를 첨가한 내후성이 우수한 강재가 개시되어 있다.

특허문헌 5에서는, Ni 첨가량을 0.65％ 미만으로 억제하고, W를 첨가한 내후성이 우수한 강재가 개시되어 있다.

일본특허공보 제3785271호 일본특허공보 제3846218호 일본특허공보 제3568760호 일본공개특허공보 2009-179882호 일본공개특허공보 2012-067377호

도로교 시방서(1 공통편·강교편)· 동(同) 해설(일본 도로 협회, 2002)

그러나, 특허문헌 1 및 2에서는, Ni의 함유량을 증가시킴으로써 내후성을 향상시키고 있지만, 고가의 Ni를 대량으로 필요로 하기 때문에, 제조 비용이 증가한다는 문제가 있었다.

특허문헌 3에서는, Ni의 함유량을 낮게 억제하고, 추가로 Ti를 첨가함으로써, 내후성을 향상시키고 있는 발명예도 개시되어 있지만, 강의 인성이 저하된다는 문제가 있었다.

또한, 특허문헌 4에서는, Ni의 함유량을 낮게 억제하고, 추가로 Sn 및/또는 Sb를 첨가함으로써 내후성을 향상시키고 있지만, 압연시에 강편을 가열했을 때, 표면에 균열이 발생하는 등 제조성이 뒤떨어진다는 문제가 있었다.

특허문헌 5에서는, Ni의 함유량을 낮게 억제하고, 추가로 W를 첨가함으로써 내후성을 향상시키고 있지만, W는 미량이기는 하지만 역시 고가이고, 또한 희소성이 높은 원소이기도 하기 때문에, 해외로부터의 원료 공급에 불안이 있었다.

본 발명은, 상기의 현상을 감안하여 개발된 것으로, 해안 근방 등의 고비래 염분 환경에 있어서 무도장인 채로 사용할 수 있는, 내후성이 우수한 용접 구조용 강재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그런데, 발명자들은, 상기의 과제를 해결하기 위해, 고비래 염분 환경에 있어서의 내후성의 관점에서 강재의 성분 조성에 대해서 예의 검토했다. 또한, 「고비래 염분 환경」이란, 비래 염분량이 0.01mg·NaCl/d㎡/day 이상인 환경을 의미한다.

그 결과, Cu, Ni와, Sn 및/또는 Nb를 복합 함유시키고, 또한 특히 Cu, Ni, Sn의 함유량에 대해서는 소정의 관계를 만족시킴으로써, 대량의 Ni나, W 등의 희소이고 고가인 원소를 함유시키는 일 없이, 제조성을 확보하면서, 고비래 염분 환경에 있어서의 강재의 내후성을 향상할 수 있다는 인식을 얻었다.

본 발명은, 상기의 인식에 입각하는 것이다.

즉, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.

1. 질량％로,

C: 0.02％ 이상 0.14％ 미만,

Si: 0.05％ 이상 2.0％ 이하,

Mn: 0.2％ 이상 2.0％ 이하,

P: 0.005％ 이상 0.03％ 이하,

S: 0.0001％ 이상 0.02％ 이하,

Al: 0.001％ 이상 0.1％ 이하,

Cu: 0.1％ 이상 1.0％ 이하 및

Ni: 0.1％ 이상 1.0％ 이하를 함유하고, 또한

Nb: 0.004％ 이상 0.2％ 이하 및

Sn: 0.001％ 이상 0.2％ 이하 중으로부터 선택한 1종 또는 2종을 함유하고, 추가로, Cu, Ni 및 Sn의 함유량이 하기식 (1)의 관계를 만족하고, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 용접 구조용 강재.

　　　　　　　　　　　　　　　　　기

([％Cu]＋10[％Sn])/2[％Ni]≤1… (1)

단, [％M]은 M 원소의 강 중 함유량(질량％)이다.

2. 상기 강재가, 추가로, 질량％로,

Cr: 0.2％ 이상 2.0％ 이하,

Ti: 0.005％ 이상 0.200％ 이하,

V: 0.005％ 이상 0.200％ 이하,

Zr: 0.005％ 이상 0.200％ 이하,

B: 0.0001％ 이상 0.0050％ 이하,

Mg: 0.0001％ 이상 0.0100％ 이하,

Co: 0.01％ 이상 1.00％ 이하,

Mo: 0.005％ 이상 1.000％ 이하,

Sb: 0.005％ 이상 0.200％ 이하 및

REM: 0.0001％ 이상 0.1000％ 이하 중으로부터 선택한 1종 또는 2종 이상을 함유하는 상기 1에 기재된 용접 구조용 강재.

본 발명에 의하면, 고비래 염분 환경에서 무도장으로 사용할 수 있는, 내후성이 우수한 용접 구조용 강재가 얻어진다.

그리고, 본 발명의 용접 구조용 강재는, 비래 염분량이 0.05mdd 초과, 나아가서는 0.20mdd 이상이라는 고비래 염분 환경에서 이용되는 교량 등의 강 구조물에 적용한 경우라도, 정기적인 보수 도장이 불필요하기 때문에, 메인터넌스 비용을 대폭으로 저감하는 것이 가능해진다.

도 1은 발명예가 되는 강종 A와, 기준강인 강종 AK의 부식량을, 각각 염분 비래량에 대하여 플롯한 것이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.

우선, 본 발명의 강재에 함유시키는 원소 중, 내후성을 향상시키기 위해 특히 중요한 Cu, Ni, Nb 및 Sn에 대해서 설명한다.

Cu 및 Ni는, 강판 표면에 발생하는 녹층을 치밀화시켜, 부식 촉진 인자인 염화물 이온이 녹층을 투과하여 지철(steel substrate)에 도달하는 것을 방지한다.

또한, Nb는, 애노드부에 있어서 녹층과 지철의 계면 부근에 농화되어, 애노드 반응 및 캐소드 반응을 억제한다. Sn도, Nb와 동일하게, 애노드부에 있어서 녹층과 지철의 계면 부근에 농화되어, 애노드 반응 및 캐소드 반응을 억제한다.

이들 효과는, 각각의 원소를 단독으로 함유시키는 것만으로는 불충분하지만, Cu, Ni와 Nb 및/또는 Sn을 복합 함유시킴으로써 얻어지는 상승(相乘) 효과에 의해, 부식 억제 효과가 크게 향상하고, 그 결과, 고비래 염분 환경에서의 사용에 견딜 수 있는 내후성이 발현하는 것이라고 생각할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 있어서 강재의 성분 조성을 상기의 범위로 한정한 이유에 대해서 설명한다. 또한, 강판의 성분 조성에 있어서의 원소의 함유량의 단위는 모두 「질량％」이지만, 이하, 특별히 언급하지 않는 한 단순히 「％」로 나타낸다.

C: 0.02％ 이상 0.14％ 미만

C는, 강재의 강도를 향상시키는 원소로서, 소정의 강도를 확보하기 위해 0.02％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, C 함유량이 0.14％ 이상에서는, 용접성 및 인성이 열화된다. 따라서, C 함유량은 0.02％ 이상 0.14％ 미만으로 한다.

Si: 0.05％ 이상 2.0％ 이하

Si는, 제강시의 탈산제로서, 또한 강재의 강도를 향상시켜 소정의 강도를 확보하기 위해, 0.05％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, Si가 2.0％를 초과하여 과잉하게 함유되면, 인성 및 용접성이 현저하게 열화된다. 따라서, Si 함유량은 0.05％ 이상 2.0％ 이하로 한다.

Mn: 0.2％ 이상 2.0％ 이하

Mn은, 강재의 강도를 향상시키는 원소로서, 소정의 강도를 확보하기 위해 0.2％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, Mn이 2.0％를 초과하여 과잉하게 함유되면, 인성 및 용접성이 열화된다. 따라서, Mn 함유량은 0.2％ 이상 2.0％ 이하로 한다.

P: 0.005％ 이상 0.03％ 이하

P는, 강재의 내후성을 향상시키는 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, P를 0.005％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, P가 0.03％를 초과하여 함유되면, 용접성이 열화된다. 따라서, P 함유량은 0.005％ 이상 0.03％ 이하로 한다.

S: 0.0001％ 이상 0.02％ 이하

S는, 0.02％를 초과하여 함유시키면, 용접성 및 인성이 열화된다. 한편, S 함유량을 0.0001％ 미만까지 저하시키면, 생산 비용이 증대한다. 따라서, S 함유량은 0.0001％ 이상 0.02％ 이하로 한다.

Al: 0.001％ 이상 0.1％ 이하

Al은, 제강시의 탈산에 필요한 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해, Al은 0.001％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, Al 함유량이 0.1％를 초과하면 용접성에 악영향을 미친다. 따라서, Al 함유량은 0.001％ 이상 0.1％ 이하로 한다.

Cu: 0.1％ 이상 1.0％ 이하

Cu는, 녹 알갱이를 미세화함으로써 치밀한 녹층을 형성하여, 강재의 내후성을 향상시키는 효과를 갖는다. 이러한 효과는, Cu 함유량이 0.1％ 이상에서 얻어진다. 한편, Cu 함유량이 1.0％를 초과하면, Cu의 소비량이 증가하는 것에 수반하는, 비용의 상승을 초래한다. 따라서, Cu 함유량은 0.1％ 이상 1.0％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.2％ 이상 1.0％ 이하이다.

Ni: 0.1％ 이상 1.0％ 이하

Ni는 녹 알갱이를 미세화함으로써 치밀한 녹층을 형성하여, 강재의 내후성을 향상시키는 효과를 갖는다. 이 효과를 충분히 얻기 위해서는, Ni를 0.1％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, Ni 함유량이 1.0％를 초과하면, Ni의 소비량이 증가하는 것에 수반하는, 비용의 상승을 초래한다. 따라서, Ni 함유량은 0.1％ 이상 1.0％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.2％ 이상 1.0％ 이하이다.

Nb: 0.004％ 이상 0.2％ 이하 및 Sn: 0.001％ 이상 0.2％ 이하 중으로부터 선택한 1종 또는 2종

Nb는, 애노드부에 있어서 녹층과 지철의 계면 부근에 농화되어, 애노드 반응 및 캐소드 반응을 억제한다. 이들 효과를 충분히 얻기 위해서는, Nb를 0.004％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, Nb 함유량이 0.2％를 초과하면, 인성의 저하를 초래한다. 따라서, Nb 함유량은 0.004％ 이상 0.2％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.004％ 이상 0.1％ 이하이다.

또한, Nb는, Sn과 공존시킴으로써, 고비래 염분 환경에 있어서의 강재의 내후성을 현저하게 향상시키는 효과가 있다.

또한, Sn은, 강재/녹층 계면에 Sn을 포함하는 산화 피막을 형성하여, 강재의 애노드 반응 및 캐소드 반응을 억제함으로써, 강재의 내후성을 향상시킨다. 이들 효과를 충분히 얻기 위해서는, Sn을 0.001％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, Sn 함유량이 0.2％를 초과하면, 강의 연성이나 인성의 열화를 초래한다. 따라서, Sn 함유량은 0.001％ 이상 0.2％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.001％ 이상 0.1％ 이하이다. 보다 바람직하게는 0.001％ 이상 0.05％ 이하이다.

그리고, 이 Sn은, 전술한 바와 같이, Nb와 공존시킴으로써, 고비래 염분 환경에 있어서의 강재의 내후성을 현저하게 향상시키는 효과가 있다.

여기에, Nb와 Sn은, 적어도 어느 1종을 함유시키면 본 발명의 효과를 나타낼 수 있다. 그러나, Nb와 Sn의 양쪽을 함유시키면, 보다 현저하게 내후성을 향상시키는 효과가 있다. 또한, 강재의 기계적 성질, 용접성 등을 확보하는 데에 있어서, 내후성을 열화시키지 않고 Nb와 Sn의 함유량을 각각 저감하는 것이 가능하다는 이점도 있다. 이러한 이유로부터, Nb와 Sn의 양쪽을 함유시키는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 각 성분이 상기의 범위를 만족하는 것만으로는 불충분하고, Sn을 함유시키는 경우에는, Ni, Cu 및 Sn 함유량에 대해서, 이하의 (1)식을 만족시킬 필요가 있다.

([％Cu]＋10[％Sn])/2[％Ni]≤1… (1)

단, [％M]은 M 원소의 강 중 함유량(질량％)이다.

이 ([％Cu]＋10[％Sn])/2[％Ni]를 1 이하로 함으로써, 강재의 표면 균열 등을 억제하여 제조성을 확보하면서, 상기한 내후성 향상에 기여하는 원소의 부식 억제 효과가 최대한 발휘되는 것이다.

이상, 기본 성분에 대해서 설명했지만, 본 발명에서는, 그 외에도, 이하에 서술하는 성분을 필요에 따라서 적절히 함유시킬 수 있다.

Cr: 0.2％ 이상 2.0％ 이하

Cr은, 녹 알갱이를 미세화함으로써 치밀한 녹층을 형성하여, 내후성을 향상시키는 원소이다. 이 효과를 충분히 얻기 위해서는, Cr은 0.2％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, 2.0％를 초과하면, 용접성의 저하를 초래한다. 따라서, Cr 함유량은 0.2％ 이상 2.0％ 이하로 한다.

Ti: 0.005％ 이상 0.200％ 이하

Ti는, 강재의 강도를 높이는 원소이다. 이 효과를 충분히 얻기 위해서는, Ti는 0.005％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, 0.200％를 초과하면 인성의 열화를 초래한다. 따라서, Ti 함유량은 0.005％ 이상 0.200％ 이하로 한다.

V: 0.005％ 이상 0.200％ 이하

V는, 강재의 강도를 높이는 원소이다. 이 효과를 충분히 얻기 위해서는, V는 0.005％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, 0.200％를 초과하면 효과가 포화한다. 따라서, V 함유량은 0.005％ 이상 0.200％ 이하로 한다.

Zr: 0.005％ 이상 0.200％ 이하

Zr은, 강재의 강도를 높이는 원소이다. 이 효과를 충분히 얻기 위해서는, Zr은 0.005％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, 0.200％를 초과하면 효과가 포화한다. 따라서, Zr 함유량은 0.005％ 이상 0.200％ 이하로 한다.

B: 0.0001％ 이상 0.0050％ 이하

B는, 강재의 강도를 높이는 원소이다. 이 효과를 충분히 얻기 위해서는, B는 0.0001％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, 0.0050％를 초과하면 인성의 열화를 초래한다. 따라서, B 함유량은 0.0001％ 이상 0.0050％ 이하로 한다.

Mg: 0.0001％ 이상 0.0100％ 이하

Mg는, 강 중의 S를 고정하여 용접 열영향부의 인성을 향상시키는 데에 유효한 원소이다. 이 효과를 충분히 얻기 위해서는, Mg는 0.0001％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, 0.0100％를 초과하면 강 중의 개재물의 양이 증가하여, 오히려 인성의 열화를 초래한다. 따라서, Mg 함유량은 0.0001％ 이상 0.0100％ 이하로 한다.

Co: 0.01％ 이상 1.00％ 이하

Co는, 녹층 전체에 분포되어 녹 알갱이를 미세화함으로써, 치밀한 녹층을 형성하여, 강재의 내후성을 향상시키는 효과를 갖는다. 이러한 효과를 충분히 얻기 위해서는, Co는 0.01％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, 1.00％를 초과하면 Co의 소비량이 증가하는 것에 수반하는 비용 상승을 초래한다. 따라서, Co 함유량은 0.01％ 이상 1.00％ 이하로 한다.

Mo: 0.005％ 이상 1.000％ 이하

Mo는, 강재의 애노드 반응에 수반하여 MoO₄ ² ^-가 용출하여, 녹층 중에 MoO₄ ² ^-가 분포함으로써, 부식 촉진 인자의 염화물 이온이 녹층을 투과하여 지철에 도달하는 것을 방지한다. 또한, 강재 표면에 Mo를 포함하는 화합물이 침전함으로써, 강재의 애노드 반응을 억제한다. 이들 효과를 충분히 얻기 위해서는, Mo는 0.005％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, 1.000％를 초과하면, Mo의 소비량이 증가하는 것에 수반하는 비용 상승을 초래한다. 따라서, Mo 함유량은 0.005％ 이상 1.000％ 이하로 한다.

Sb: 0.005％ 이상 0.200％ 이하

Sb는, 강재의 애노드 반응을 억제함과 함께, 캐소드 반응인 수소 발생 반응도 억제함으로써, 강재의 내후성을 향상시키는 원소이다. 이러한 효과를 충분히 얻기 위해서는, Sb는 0.005％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, 0.200％를 초과하면 인성의 열화를 초래한다. 따라서, Sb 함유량은 0.005％ 이상 0.200％ 이하로 한다.

REM: 0.0001％ 이상 0.1000％ 이하

REM은, 녹층 전체에 분포하여 녹 알갱이를 미세화함으로써, 치밀한 녹층을 형성하여, 강재의 내후성을 향상시키는 효과를 갖는다. 이 효과를 충분히 얻기 위해서는, REM은 0.0001％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, 0.1000％를 초과하면 그 효과는 포화한다. 따라서, REM 함유량은 0.0001％ 이상 0.1000％ 이하로 한다.

Ceq: 0.44질량％ 이하

다음식으로서 정의되는 Ceq의 값이 커지면, 용접 열영향부가 경화하고, 용접 조건에 따라서는, 저온 균열이 발생할 가능성이 높아진다. 따라서, Ceq는 0.44질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Ceq＝[％C]＋[％Si]/24＋[％Mn]/6＋[％Ni]/40＋[％Cu]/5＋[％V]/14

단, [％M]은 M 원소의 강 중 함유량(질량％)이다.

P_CM: 0.25질량％ 이하

또한, 용접에서의 저온 균열을 방지하고, 용접 시공시의 예열 온도를 50℃ 이하로 실조업상 문제가 없는 레벨로 하기 위해서는, 다음식으로 정의되는 P_CM이 0.25질량％ 이하인 것이 바람직하다.

P_CM＝[％C]＋[％Si]/30＋[％Mn]/20＋[％Cu]/20＋[％Ni]/60＋[％Cr]/20＋

[％Mo]/15＋[％V]/10＋5×[％B]

단, [％M]은 M 원소의 강 중 함유량(질량％)이다.

본 발명의 강재에 있어서, 상기 이외의 성분은, Fe 및 불가피적 불순물이다.

여기에서, 불가피적 불순물로서는, 예를 들면, N: 0.010％ 이하, O: 0.010％ 이하, Ca: 0.0010％ 이하이면 허용할 수 있다.

다음으로, 본 발명 강재의 적합 제조 방법에 대해서 설명한다.

상기한 성분 조성이 되는 용강을, 전로(converter)나 전기로 등의 공지의 로에서 용제하고, 연속 주조법이나 분괴법 등의 공지의 방법으로 슬래브로 한다. 또한, 용강의 성분 조정 방법은, 공지의 강 제련 방법에 따르면 좋다.

이어서, 상기와 같이 하여 얻어진 슬래브에 열간 압연을 행하여, 후판이나 형강, 박강판, 봉강 등의 강재로 한다. 여기에, 가열 조건이나 압연 조건은, 요구되는 재질에 따라서 적절히 결정하면 좋고, 제어 압연, 가속 냉각, 혹은 재가열 열처리 등을 조합하는 것도 가능하다.

실시예

다음으로, 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다. 또한, 본 발명은 이들 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.

표 1에 나타내는 성분 조성이 되는 강을 용제하고, 연속 주조에 의해 슬래브로 했다. 이어서, 1150℃로 가열한 후, 열간 압연을 행하고, 실온까지 공랭하여 두께 6㎜의 강판으로 했다. 제조시에 있어서의 표면 균열의 발생 유무의 조사 결과를 표 2에 나타낸다.

또한, 얻어진 강판으로부터 100㎜×50㎜×5㎜의 시험편을 채취하고, 시험편의 표면이 산술 평균 조도 Ra로 1.6 이하가 되도록 연삭 가공했다. 또한, 단면 및 이면도 시험 대상면으로 하여, 동일한 연삭 가공을 행했다.

이렇게 하여 얻어진 시험편에 대해서, 다음의 내후성 시험을 행하여, 내후성을 평가했다.

· 내후성 시험

비래 염분량이 상이한 국내의 해안 4지역(초시: 0.20mdd, 오이하마: 0.30mdd, 미야코지마: 0.36mdd, 오키나와: 0.50mdd)에 있어서, 옥외에서 시험편을 1년간 폭로했다. 폭로는, 덮개 부착의 폭로 가대에 시험편을 설치하여 행했다. 이것은, 강재가 실제의 교량 등의 구조물에 적용된 경우에 가장 엄격하다고 생각되는, 비가 들지 않는 교각 내부의 환경을 모의하는 것이다.

1년간의 폭로 후, 회수한 시험편을 염산에 헥사메틸렌테트라민을 더한 수용액에 침지함으로써, 탈청(rust removal)했다. 그 후, 탈청한 시험편의 중량을 측정하여, 초기 중량과의 차이를 구하고, 그 값을 시험편의 표면적으로 나누고, 편면당의 평균의 판두께 감소량(단위는 mm)을 부식량으로서 구했다. 또한, 이 부식량은, 상기의 시험을 1강종에 대해 2회 행하고, 그 2회의 시험에 있어서의 부식량의 평균값으로 했다.

또한, 기준강인 강종 AK의 부식량과의 상대비를, 부식량비로서 구했다. 이 부식량비가, 4개 모두의 염분 비래량의 환경에 있어서 1 미만이 되는 경우에, 내후성이 양호하다고 판단했다.

이들 결과를 표 2에 병기한다.

또한, 도 1은, 발명예가 되는 강종 A와, 기준강인 강종 AK의 부식량을, 각각 염분 비래량에 대하여 플롯한 것이다.

표 2 및 도 1로부터, 발명예에 대해서는 모두, 4개 모두의 염분 비래량의 환경에 있어서 부식량비가 1 미만이 되어, 양호한 내후성이 얻어지고 있는 것을 알 수 있다. 특히, 염분 비래량이 0.30mdd 이하의 환경에서는, 1년간의 부식량이 최대라도 0.036㎜이고, 예를 들면 해당 강을 교량에 적용한 경우에는, 100년 상당의 내구성을 얻을 수 있다.

또한, 발명예에 대해서는 모두, 제조시에 있어서의 표면 균열은 발생하지 않았다.

한편, 비교예가 되는 강종 AL, AM 및 AN에서는 제조시에 표면 균열이 발생하고, 또한 강종 AL 및 AN은 내후성도 뒤떨어지고 있었다.

Claims

질량％로,
C: 0.02％ 이상 0.14％ 미만,
Si: 0.05％ 이상 2.0％ 이하,
Mn: 0.2％ 이상 2.0％ 이하,
P: 0.005％ 이상 0.03％ 이하,
S: 0.0001％ 이상 0.02％ 이하,
Al: 0.001％ 이상 0.1％ 이하,
Cu: 0.1％ 이상 1.0％ 이하 및
Ni: 0.1％ 이상 1.0％ 이하를 함유하고, 또한
Nb: 0.004％ 이상 0.2％ 이하 및
Sn: 0.001％ 이상 0.2％ 이하 중으로부터 선택한 1종 또는 2종을 함유하고, 추가로, Cu, Ni 및 Sn의 함유량이 하기식 (1)의 관계를 만족하고, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 용접 구조용 강재.
　　　　　　　　　　　　　　　 기
([％Cu]＋10[％Sn])/2[％Ni]≤1… (1)
단, [％M]은 M 원소의 강 중 함유량(질량％)이다.
제1항에 있어서,
상기 강재가, 추가로, 질량％로,
Cr: 0.2％ 이상 2.0％ 이하,
Ti: 0.005％ 이상 0.200％ 이하,
V: 0.005％ 이상 0.200％ 이하,
Zr: 0.005％ 이상 0.200％ 이하,
B: 0.0001％ 이상 0.0050％ 이하,
Mg: 0.0001％ 이상 0.0100％ 이하,
Co: 0.01％ 이상 1.00％ 이하,
Mo: 0.005％ 이상 1.000％ 이하,
Sb: 0.005％ 이상 0.200％ 이하 및
REM: 0.0001％ 이상 0.1000％ 이하 중으로부터 선택한 1종 또는 2종 이상을 함유하는 용접 구조용 강재.