鋼材及該鋼材的制造方法技術

提供能夠發(fā)揮優(yōu)異的暫時防銹效果的鋼材和該鋼材的制造方法。基體鋼材，是除了Cu和Cr以外，還適量添加有Ti、Nb或Zr的任意一種或兩種以上的鋼材，氧化皮層，以相對于所述氧化皮層全體的質量％計，含有Fe3O4：40～80％，余量是含有Fe2O3的其他的氧化物，并且所述氧化皮層的Fe3O4與Fe2O3的質量比，F(xiàn)e2O3/Fe3O4為0.2～0.4，此外，所述氧化皮層的平均厚度為3～15μm。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及用于船舶、海洋結構物、機械設備、橋梁、建筑物等的鋼結構物的鋼材及該鋼材的制造方法，特別詳細地說，是涉及在海岸附近和工業(yè)地帶等的腐蝕性嚴酷的環(huán)境條件下使用的鋼材及該鋼材的制造方法。
技術介紹
鋼材在船舶、海洋結構物、機械設備、橋梁、土木、建筑等許多的領域中作為結構用構件被大量使用，在現(xiàn)場的保管時和在建造工序或建設工序中會發(fā)生生銹和腐蝕。這些生銹和腐蝕除了有美觀上的問題以外，在最終涂裝時，對涂裝品質造成不良影響的情況也很多。發(fā)生生銹和腐蝕時，例如，作為涂裝的前處理，通過噴丸處理除去鋼材的軋制氧化皮和銹，但銹顯著時，即使實施噴丸處理，在鋼材上仍有銹和局部腐蝕之處殘存，其成為涂裝缺陷而有得不到本來的涂膜的防腐性能的情況。這樣的保管時、建造·建設工序中的鋼材的生銹和腐蝕，在海岸附近和工業(yè)地帶等的腐蝕性嚴酷的環(huán)境條件下施工時特別造成問題的情況很多，另外，建造和建設的工期長，鋼材長期曝露在腐蝕環(huán)境下時，造成問題的情況也很多。作為用于防止這樣的保管時和建造·建設工序中的鋼材的生銹和腐蝕的暫時防銹方法，富鋅底漆等的各種涂料、表面處理劑或各種防銹油的涂布得到實用化。例如，以干燥膜厚計10～20μm的富鋅底漆涂布于鋼材表面的暫時防銹方法，在飛來鹽分少的比較平衡的大氣腐蝕環(huán)境中，因為借助Zn的犧牲防腐效果，發(fā)揮著充分的防腐性，所以能夠防止生銹，另外，涂布有富鋅底漆的鋼材，因為焊接性和熔斷性等良好，所以被大量使用。但是，飛來鹽分多等的腐蝕性嚴酷的環(huán)境條件、和鋼材放置的期間長期持續(xù)時，防腐性不足的情況很多。通過使涂布富鋅底漆而形成的皮膜厚膜化，雖然可以使鋼材的防腐性提高，但使所述皮膜厚膜化的鋼材，因為焊接時焊縫容易發(fā)生氣孔等的焊接缺陷，所以大多難以使通過涂布富鋅底漆而形成的皮膜厚膜化。另外，涂布各種的防銹涂料和表面處理劑而確保暫時防銹性能時，也有由于涂布時的氣溫和濕度，導致涂布劑的干燥性和硬化性降低，不能發(fā)揮充分的防銹能力的情況。另外，防銹油的涂布除了使鋼材的處理性降低以外，若在殘留有油分的狀態(tài)下施工，則成為焊接缺陷和涂裝缺陷等發(fā)生的原因，因此難以實用的情況很多。近年來，例如，像專利文獻1中提出暫時防銹涂料等那樣，根據(jù)各自的問題進行各種的暫時防銹用的涂布劑的開發(fā)，但在實用性的觀點上尚有很多課題。另一方面，在鋼材的表面，以鐵的氧化物為主體的軋制氧化皮、黑皮等的氧化皮，在熱軋等的制造工序中生成。生成于鋼材表面的氧化皮層如果健全，則能夠成為腐蝕環(huán)境中的保護皮膜，因此具有抑制鋼材的生銹的效果。但是，在通常的鋼材中，氧化皮層與基體鋼材的密接性不足，在熱軋后的各工序或運輸中裂紋進入氧化皮層，或氧化皮層從基體鋼材剝離，多在表面發(fā)生裂紋和剝離部。在鋼材的氧化皮中，幾乎沒有作為用于暫時防銹的手段而積極有效利用的嘗試，從對熱軋后的各工序造成不良影響和外觀差這樣的觀點出發(fā)，氧化皮的密接性提高的期望高，氧化皮密接性優(yōu)異的鋼材，例如，由專利文獻2提出。但是，通常的基體鋼材表面所生成的氧化皮層，即使與基體鋼材密接，仍有微小的裂紋發(fā)生的情況，和在不夠致密的情況下，在腐蝕環(huán)境中侵入水分和Cl離子等的腐蝕性物質而使基體鋼材腐蝕，以致生銹。另外，截止到鋼材的制造完畢，即使由氧化皮層被覆，如果從發(fā)貨后的運輸時至使用環(huán)境下的保管需要長周期時，因晝夜的溫度變化和沖擊
等，氧化皮層剝離的情況仍很多。出于這樣的理由，為了讓鋼材表面的氧化皮層作為保護皮膜而確保充分的暫時防銹性能，僅僅是應用現(xiàn)有的基體鋼材與氧化皮層的密接性提高技術也未必能夠說得上充分。【現(xiàn)有技術文獻】【專利文獻】專利文獻1：日本特開2013-43986號公報專利文獻2：日本特開2014-4610號公報
技術實現(xiàn)思路
本專利技術鑒于上述現(xiàn)有的實際情況而形成，其主要目的在于，提供一種能夠發(fā)揮優(yōu)異的暫時防銹效果的鋼材及該鋼材的制造方法。另外，本專利技術的其余目的，由本說明書的記述表明。本專利技術的鋼材，是含有基體鋼材和形成于所述基體鋼材的表面上的氧化皮層的鋼材，其特征在于，所述基體鋼材，以質量％計，含有C：0.04～0.3％、Si：0.1～1.0％、Mn：0.1～2.5％、P：高于0％并在0.04％以下、S：高于0％并在0.04％以下、Al：0.01～0.2％、Cu：0.05～1.0％、Cr：0.05～1.0％、N：0.001～0.015％，并且含有Ti：0.005～0.1％，Nb：0.005～0.1％，Zr：0.005～0.1％中的任意一種或兩種以上，余量由Fe和不可避免的雜質構成，所述氧化皮層以相對于所述氧化皮層全體的質量％計，含有Fe3O4：40～80％，余量是含有Fe2O3的其他的氧化物，并且所述氧化皮層中的Fe3O4與Fe2O3的質量比，F(xiàn)e2O3/Fe3O4為0.2～0.4，此外，所述氧化皮層的平均厚度為3～15μm。另外，所述基體鋼材，優(yōu)選以質量％計，還含有Ni：0.05～6.0％、Co：0.01～5.0％、Mo：0.01～2.0％、W：0.01～2.0％中的任意一種或兩種以上。另外，所述基體鋼材，優(yōu)選以質量％計，還含有Mg：0.0005～0.01％、Ca：0.0005～0.01％、REM：0.0005～0.01％中的任意一種或兩種以上。另外，所述基體鋼材，優(yōu)選以質量％計，還含有Sn：0.001～0.2％、Sb：0.001～0.2％、Se：0.001～0.2％中的任意一種或兩種以上。另外，所述基體鋼材，優(yōu)選以質量％計，還含有B：高于0％并在0.01％
以下、V：高于0％并在0.1％以下、Zn：高于0％并在0.1％以下中的任意一種或兩種以上。本專利技術的鋼材的制造方法，其特征在于，將前述任意一項所述的成分組成的鋼錠加熱至1000～1200℃后，對所述鋼錠實施熱軋而制造鋼材時，使熱軋的軋制結束溫度為660℃～770℃，從熱軋結束至冷卻開始的時間為30～120秒，熱軋時的氣氛中的水分量，以相對濕度計為70％RH以下，使熱軋后的冷卻速度為1～10℃/s。如果簡單說明根據(jù)本說明書中公開的專利技術所得到的效果，則如下。即，根據(jù)本專利技術，能夠實現(xiàn)發(fā)揮著優(yōu)異的暫時防銹效果的鋼材。附圖說明圖1是表示用于實施例的試驗片的氧化皮層的厚度計測的說明圖。具體實施方式通常，生成于基體鋼材的表面上的氧化皮層，在鋼材制造后的現(xiàn)場中的保管時和施工時剝離，其結果是，露出的基體鋼材腐蝕而導致生銹的情況很多。另外，即使在與基體鋼材的密接性良好而氧化皮層沒有剝離的部分，通過氧化皮層的微小裂紋和不夠致密的部分等的缺陷部，仍會水分和Cl離子等的腐蝕性物質侵入到內部而導致生銹，多在基體鋼材上發(fā)生深入的腐蝕，在后道工序中構成問題。本專利技術者為了解決各種的涂料、表面處理劑或防銹油等的防銹涂布劑造成的焊接性降低、涂裝品質劣化的問題，研究了積極地利用在鋼材制造時所生成的氧化皮層而作為暫時防銹的手段。具體來說，除了提高氧化皮層與基體鋼材的密接性以外，還對于氧化皮層自身的致密化帶來的保護性提高和抑制氧化皮缺陷部的鋼材自身的腐蝕進行了研究。其結果發(fā)現(xiàn)，在除了Cu和Cr，還適量添加有Ti、Nb或Zr中的任意一種或兩種以上的基體鋼材中，通過使其制造工序中的氧化皮生成條件最佳化，能夠將密接性和致密性高的氧化皮層形成于基體鋼材的表面，能夠長期得到優(yōu)異本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種鋼材，其特征在于，其為含有基體鋼材和形成于所述基體鋼材的表面上的氧化皮層的鋼材，所述基體鋼材以質量％計，含有C：0.04～0.3％、Si：0.1～1.0％、Mn：0.1～2.5％、P：高于0％并在0.04％以下、S：高于0％并在0.04％以下、Al：0.01～0.2％、Cu：0.05～1.0％、Cr：0.05～1.0％、N：0.001～0.015％，并且含有Ti：0.005～0.1％，Nb：0.005～0.1％，Zr：0.005～0.1％中的任意一種或兩種以上，余量由Fe和不可避免的雜質構成，所述氧化皮層以相對于所述氧化皮層全體的質量％計，含有Fe3O4：40～80％，余量是含有Fe2O3的其他的氧化物，并且所述氧化皮層中的Fe3O4與Fe2O3的質量比以Fe2O3/Fe3O4計為0.2～0.4，此外，所述氧化皮層的平均厚度為3～15μm。

【技術特征摘要】
2015.04.07 JP 2015-0786251.一種鋼材，其特征在于，其為含有基體鋼材和形成于所述基體鋼材的表面上的氧化皮層的鋼材，所述基體鋼材以質量％計，含有C：0.04～0.3％、Si：0.1～1.0％、Mn：0.1～2.5％、P：高于0％并在0.04％以下、S：高于0％并在0.04％以下、Al：0.01～0.2％、Cu：0.05～1.0％、Cr：0.05～1.0％、N：0.001～0.015％，并且含有Ti：0.005～0.1％，Nb：0.005～0.1％，Zr：0.005～0.1％中的任意一種或兩種以上，余量由Fe和不可避免的雜質構成，所述氧化皮層以相對于所述氧化皮層全體的質量％計，含有Fe3O4：40～80％，余量是含有Fe2O3的其他的氧化物，并且所述氧化皮層中的Fe3O4與Fe2O3的質量比以Fe2O3/Fe3O4計為0.2～0.4，此外，所述氧化皮層的平均厚度為3～15μm。2.根據(jù)權利要求1所述的船舶用鋼...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：阪下真司，
申請(專利權)人：株式會社神戶制鋼所，
類型：發(fā)明
國別省市：日本;JP