本发明专利技术的目的在于提供低成本、耐气候性优异的结构用钢材和钢结构物。具体而言，该结构用钢材以质量％计含有以下成分：0.020％≤C??＜0.140％、0.05％≤S≤2.00％、0.20％≤Mn≤2.00％、0.005％≤P≤0.030％、0.0001％≤S≤0.0200％、0.001％≤Al≤0.100％、0.10％≤Cu≤1.00％、0.10％≤Ni＜0.65％、0.05％≤W≤1.00％，还含有以下成分中的1种或2种：0.005％≤Nb≤0.200％、0.005％≤Sn≤0.200％，余量为铁和不可避免的杂质。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及桥梁(bridge)等在户外使用的钢结构物(Steel Structures), 特别是适合用于在海岸附近(coastal environment)等空气悬浮盐分(air-borne salt) 多的环境下使用的、要求具有耐气候性(atmospheric corrosion resistance)的构件的钢材及钢结构物。
技术介绍
一直以来，在桥梁等在户外使用的钢结构物中，使用耐候钢(weathering steel)。 耐候钢是这样一种钢材，在暴露于大气的环境(atmospheric environment)下，耐候钢通过在表面覆盖有Cu、P、Cr、Ni等合金元素稠化形成的保护性高的锈层(rust layer)，腐蚀速度(corrosion rate)显著降低。已知由于其优异的耐气候性，所以使用耐候钢的桥梁常常在无涂装(paintless)的状态下耐用几十年。然而，已知在海岸附近等空气悬浮盐分量(amount of air-borne salt)多的环境中，难以生成上述保护性高的锈层，难以获得实用的耐气候性。根据非专利文献1，现有的耐候钢(JIS G 3114:焊接结构用耐气候性热轧钢材) 仅可以在空气悬浮盐分量为0. 05mg-NaCl/dm2/天(以下有时用mdd表示单位(mg .NaCl/ dm2/天))以下的区域无涂装地使用。因此，在海岸附近等空气悬浮盐分量多的环境下，对普通钢材(JIS G 3106:焊接结构用轧制钢材)实施涂装等防腐蚀措施来使用。需要说明的是，dm是指分米(decimeter)。对涂装(coating)来说，随时间的经过涂膜(coating film)劣化，需要定期维修 (maintenance and repair)。此夕卜，人力成本(labor cost)高昂，再涂装(recoating)困难。由于上述原因，目前需要可无涂装使用的钢材，对可无涂装使用的钢材的期望高。鉴于上述现状，近年来，作为可在海岸附近等空气悬浮盐分多的环境下无涂装使用的钢材，开发了含有大量多种合金元素、尤其是M的钢材。例如，在专利文献1中，公开了添加有Cu和1重量％以上的Ni作为提高耐气候性的元素的高耐候钢材。此外，在专利文献2中，公开了添加有lmass1^以上的Ni和Mo的耐气候性优异的钢材。此外，在专利文献3中，公开了除了 Ni之外还添加有Cu、Ti的耐气候性优异的钢材。此外，在专利文献4中，公开了含有大量Ni、此外还含有Mo、Sn、Sb、P等的焊接结构用钢材。另一方面，虽未言及在海岸附近等空气悬浮盐分多的环境中的耐气候性，但作为在船舶的压舱水箱(ballast tank)等直接经受海水飞沫的严苛腐蚀环境(corrosion environment)下使用的耐腐蚀钢材，专利文献5中公开了含有W和Cr、此外还含有Sb、Sn、 Ni等的船舶用耐腐蚀钢材。专利文献1 日本专利第3785271号公报(日本特开平11-172370号公报) 专利文献2 日本专利第3846218号公报(日本特开2002-309340号公报) 专利文献3 日本专利第3568760号公报(日本特开平11-71632号公报) 专利文献4 日本特开平10-251797号公报专利文献5 日本特开2007-2M881号公报非专利文献1 关于耐候钢材在桥梁上的应用的共同研究报告书(XX)，第88号，
技术实现思路
然而，如专利文献1、2所述，当增加M的含量时，存在由合金成本上升导致钢材价格上升的问题。此外，在专利文献3中，虽然将Ni含量控制在较低水平，并且添加Cu、Ti，但本专利技术对其他添加元素进行了探索。此外，如专利文献4所述，对增加Ni的含量、含有Cu、Mo、Sn、Sb、P等的钢材来说， 由合金成本的增加导致钢材价格升高，而且由于P的含量高，因而焊接性降低。此外，专利文献5公开的钢材由于用途不同，所以要求的耐腐蚀性能不同，对于在海岸附近等空气悬浮盐分多的环境下的耐气候性并未说明。鉴于上述情况，本专利技术的目的在于提供低成本、耐气候性优异的结构用钢材及钢结构物。为了解决上述课题，本专利技术从空气悬浮盐分多的环境下的耐气候性的观点考虑， 对钢材的成分组成进行了深入研究。结果发现，通过在含有Cu、M的钢基中复合含有W、以及Sn和/或Nb，可提高在空气悬浮盐分多的环境下的钢材的耐气候性。图1是对具有表1所示成分的钢材实施干湿循环腐蚀试验(wet and dry cyclic corrosion test)而得到的结果。干湿循环腐蚀试验如下进行从上述钢材上选取35mmX35mmX5mm的试验片，接下来，对于选取的试验片，用配制的人工海水溶液 (diluted solution of artificial seawater)在干燥工序(dry process)中涂布试验片的表面，每周一次，使得表面附着的盐分量为0. aiidd，温度40°C、相对湿度(relative humidity)40% RH的干燥工序为11小时，温度25°C、相对湿度95% RH的湿润工序(wet process)为11小时，过渡时间为1小时，以M小时为1个循环(cycle)，进行12周(84 个循环)，接下来，将试验片浸渍于在盐酸(hydrochloric acid)中加入有六亚甲基四胺 (hexamethylenetetramine)的水溶液中，进行除锈(derusting)，然后测定重量。图1中的板厚减少量(单位为Pm)是试验片单面的平均板厚减少量，如下得到求出上述得到的重量与初始重量的差，用该值除以试验片的试验对象部分的表面积。进而，对于一种钢种进行 3次同样的试验，在图1中用符号 表示所述3次测定的平均值，用误差棒(error bar)表不最大值禾口最小值(minimum and maximum values)。需要说明的是，基于目前的认识可知，若将该腐蚀试验中的附着的盐分量o.andd 换算为空气悬浮盐分量，约为0. 5mdd，空气悬浮盐分量约为0. 5mdd时，相当于海岸附近等空气悬浮盐分量多的环境。此外，利用外推法由通过试验得到的平均板厚减少量求出100年后的腐蚀量时，该腐蚀试验期间得到的平均板厚减少量为14μπι以下时，100年后的平均板厚减少量为 0. 5mm以下，没有层状剥离锈的产生。通常，已知可否应用于无涂装耐候钢的桥梁的标准是100年后的板厚减少量为 0. 5mm以下，因此，对各种钢材进行该腐蚀试验，得到的平均板厚减少量如果为14 μ m以下， 就可应用于无涂装的耐候钢的桥梁。如上所述，在图1中，对平均板厚减少量为14μπι以下的钢材，判定为耐气候性优已升。由图1的结果可知，在钢基(钢种R)中复合含有W和Nb的钢(钢种D)、或复合含有W和Sn的钢(钢种C)，平均板厚减少量小于14 μ m,与现有的耐候钢(钢种Q)、普通钢 (钢种S)、其他元素的组合(钢种A、B、E P)相比，耐气候性格外优异。此外，对钢种C、 D与M含量多的钢种T进行比较时，钢种C、D的耐气候性优于钢种T的耐气候性。如上所述，钢种C、D尽管Ni含量少，但显示优异的耐气候性，原因推定如下。钢种C、D是Ni含量少、含有Cu、复合含有W、Nb和/或Sn的钢。Cu、Ni使本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：三浦进一，鹿毛勇，村濑正次，星野俊幸，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。