耐蚀性优异的船舶用钢材制造技术

本发明专利技术提供一种不实施涂装与电防蚀也可以实用化的耐蚀性优异的船舶用钢材，特别是在电防蚀作用不到的压载舱内的上部和油罐上甲板等潮湿的大气环境中，对裂隙腐蚀等发挥优异的耐久性的船舶用钢材。所述钢材，含有Ｃ：０．０１～０．２０％、Ｓｉ：０．０１～０．５０％、Ｍｎ：０．０１～２．０％、Ａｌ：０．０５～０．５０％、Ｃｕ：０．０１～５．０％、Ｃｒ：０．０１～５．０％，并将Ｐ以及Ｓ的含量抑制为：Ｐ：０．０２０％以下（包括０％）、Ｓ：０．０１０％以下（包括０％），余量由Ｆｅ以及不可避免的杂质构成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在原油油轮、货船、客货船、客船、军舰等船舶中作为主要结构用材使用的船舶用耐蚀钢材，特别是涉及暴露在海水形成的盐分和高温潮湿环境下的耐蚀性优异的船舶用钢材。
技术介绍
在上述各种船舶中作为其主要结构用材(例如，外板、压载舱、油罐等)使用的钢材，由于被暴露在海水形成的盐分和高温潮湿的环境下，所以经常受到腐蚀损伤。这样的腐蚀，有可能招致漏水和沉没等海难事故，所以有必要对钢材实施一些防蚀措施。作为目前为止所实行的防蚀手段，(a)涂装和(b)电防蚀等已经为人们所熟识。其中，在由多重涂装所代表的涂装工序中，由于涂层缺陷存在的可能性高，且有时还会由于制造工序中的碰撞等造成涂层受伤，所以基体钢材露出的情况多。在这样的钢材露出部分，会局部并且集中的腐蚀掉钢材，所装载的石油类液体燃料就会发生早期泄漏。另一方面，电防蚀对于完全被沉浸在海水中的部分非常有效，但是大气中受海水飞溅的部位等由于没有形成防蚀所必要的电路，所以防蚀效果不能被充分的发挥。还有，在防蚀用的牺牲阳极异常消耗或者脱落消失的时候，有时会立即有激烈的腐蚀。上述技术之外，作为提高钢材自身耐蚀性的技术，例如还提出了专利文献1的技术。在这种技术中，公开了一种通过适当的调整钢材的化学成分，而形成耐蚀性优异的材料，即使不涂装也可以使用的造船用耐蚀钢材。还有，在专利文献2中，公开了一种通过适当地调节钢材的化学组成，提高涂层使用寿命的船舶用钢材。这些技术，可以说和以前相比较，能够确保某种程度上的耐蚀性。但是，关于在更为严峻的腐蚀环境下的耐蚀性，仍然不能说是足够的，仍要求进一步提高耐蚀性。特别是，在异物与钢材的接触部分，由于构造上的原因或者防蚀涂层的损伤部分等所形成的部分的腐蚀(所谓的裂隙腐蚀)变得十分显著，有时会使寿命降低。到此为止所提出的技术方案中关于这一部分的耐蚀性是不充分的。特开2001-17381号公报权利要求的范围等特开2002-26605号公报权利要求的范围等
技术实现思路
本专利技术着眼于上述的情况，其目的在于提供一种即使不实施涂装和电防蚀也可以实用化的耐蚀性优异的船舶用钢材，特别是在电防蚀作用不到的压载舱内的上部以及油罐上甲板等潮湿大气环境下，对于裂隙腐蚀等发挥优异耐久性的船舶用钢材。为了达到上述目的而研制的本专利技术的船舶用钢材，其特征在于，含有C0.01～0.20％(质量％的意思，下同)、Si0.01～0.50％、Mn0.01～2.0％、Al0.05～0.50％、Cu0.01～5.0％、Cr0.01～5.0％，并抑制P以及S的含量为P0.020％以下(包括0％)以及S0.010％以下(包括0％)，余量由Fe以及不可避免的杂质构成。在这种造船用钢材中，Cr的含量与Al的含量的比值(/)优选调整在1～50的范围内。还有在本专利技术的船舶用钢材中，根据必要，使其含有(1)Ni0.01～5.0％、Co0.01～5.0％以及Ti0.005～0.20％中任意一种以上，(2)Ca0.0005～0.020％及/或Mg0.0005～0.20％，(3)Se0.005～0.50％，(4)Sb0.01～0.50％及/或Sn0.01～0.50％，(5)B0.0001～0.010％、V0.01～0.50％及/或Nb0.003～0.50％中任意一种以上，(6)Zn0.001～0.10％等也是有效的，根据所含成分的种类，船舶用钢材的特性也会得到进一步改善。在本专利技术的造船用钢材中，使其同时含有给定量的Al和Cr的同时，通过适当地调整化学组成，即使不实施涂装和电防蚀也可以得到实用化的耐蚀性优异的船舶用钢材，特别是实现了一种提高对裂隙腐蚀的耐蚀性，并且在电防蚀作用不到的压载舱内的上部以及油罐上甲板等潮湿的大气环境下，对于裂隙腐蚀等发挥优异的耐久性的船舶用钢材。这样的船舶用钢材，在上述用途之外，可以用于作为原油油轮、货船、客货船、客船、军舰等船舶的外板等材料。附图说明图1是表示在耐蚀试验中使用的试验片A的外观形状的说明图。图2是表示在耐蚀试验中使用的试验片B的外观形状的说明图。图3是表示在耐蚀试验中使用的试验片C的外观形状的说明图。图4是表示在耐蚀试验中使用的试验片D的外观形状的说明图。图5是表示在耐蚀试验中使用的试验片E的外观形状的说明图。图6是表示在耐蚀试验中使用的试验片F的外观形状的说明图。具体实施例方式本专利技术者们，为了解决上述问题进行了不断的锐意研究。结果是，发现了通过使其同时含有给定量的Al和Cr，并且适当地调整化学组成，就能够解决上述课题的造船用钢材，完成了本专利技术。在本专利技术的钢材中，使其同时含有Al和Cr是十分重要的，这些成分欠缺哪一个，都不能够达到本专利技术的目的。关于这些成分的各个作用效果在下面进行叙述，通过同时使用这些元素，使耐蚀性得到提高的理由，可以进行如下考虑。Al具有在钢材表面上形成稳定的氧化物防蚀保护膜的效果。从钢材中腐蚀溶解的Al3+离子与溶解氧等结合形成Al氧化物，这些Al氧化物在表面上堆积形成防蚀保护膜。这个保护膜的防蚀效果，在船舶的高氯化物环境不能说是很充分。另一方面，Cr与上述Al同样在表面上形成稳定的氧化物保护膜，发挥对钢材的防蚀效果，但是单独的Cr氧化物的防蚀效果不能够说很充分。上述Al氧化保护膜，在pH值为5～8.5左右的大约中性区域中稳定性非常高，当pH值超过8.5时其溶解性变高。船舶用钢材所暴露在其中的海水，在清洁的时候其pH值为8左右，在海藻等繁殖的海域其pH值将碱性化到达9.5左右。还有，在腐蚀的阴极反应发生的位置，由于溶解氧还原生成的OH-离子，所以pH值有上升的倾向。因此，在船舶环境下，Al氧化物未必能够稳定地存在，反而在很多情况下容易溶解而无法得到其保护性。对此，由于Cr氧化物在碱性区域稳定性高，微量溶解的Cr离子通过水解平衡，具有可使pH值下降的效果，所以，抑制了海水pH值上升所导致的Al氧化物的溶解，发挥了确保其保护性的作用。因此，通过Cr氧化物和Al氧化物的适量共存，钢材的防蚀效果会成倍的增高。这样的效果，通过控制为后述的适当含量而使其得到发挥，但是尤其是适当地控制这些含量的比值(/质量比)为佳。即，这个值(/)低于1的时候，则腐蚀的均匀性容易变得不充分，超过50则耐裂隙腐蚀性变得不充分。这个/的值，优选为10～35左右。本专利技术的钢材，为了满足其作为钢材的基本特性，需要适当地调整C、Si、Mn、Cu、P、S等成分。这些成分范围限定的理由，与上述Al、Cr各元素的作用效果一起，在下面进行说明。C0.01～0.20％C是为了确保材料强度所必要的元素。为了得到作为船舶的构造部件的最低强度、即大约400MPa左右(还要根据使用钢材的厚度确定)，使其含有0.01％以上是有必要的。但是，超过0.20％而使其过量含有，则会恶化韧性。所以，C的含量范围为0.01～0.20％。还有，C的含量优选下限为0.04％，0.08％以上为更佳。再有，C的含量优选上限为0.18％，0.16％以下为更佳。Si0.01～0.50％Si是为了脱氧和确保强度所必要的元素，不满0.01％则不能够确保作为构造部件的最低强度。但是，超过0.50％而使其过量含有，则会恶化焊接性。还有，Si的含量优选下限为0.05％，0.10％以上为更佳。再有，Si的含量优选上限为0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐蚀性优异的船舶用钢材，其特征在于，以质量百分比计，含有Ｃ：０．０１～０．２０％、Ｓｉ：０．０１～０．５０％、Ｍｎ：０．０１～２．０％、Ａｌ：０．０５～０．５０％、Ｃｕ：０．０１～５．０％、Ｃｒ：０．０１～５．０％，并将Ｐ以及Ｓ的含量抑制为：Ｐ：０．０２０％以下（包括０％）、Ｓ：０．０１０％以下（包括０％），余量由Ｆｅ以及不可避免的杂质构成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：阪下真司，汤濑文雄，久本淳，大垣诚一，冈野重雄，小林洋一郎，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]