耐腐蚀性优异的涂装用钢材制造技术

提供一种能够抑制受到海水、飞溅海盐粒子等的腐蚀作用的影响而腐蚀的耐腐蚀性优异的涂装用钢材。基体钢材含有C：0.04～0.30％、Si：0.05～1.0％、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：0.005～0.20％、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％中的任意一种或两种，表面层含有Zn：20～200g/m2，Cu：0.3～20.0g/m2，并且含有Cr：0.3～20.0g/m2、Ni：0.3～20.0g/m2中的任意一种或两种。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于船舶、海洋结构物、桥梁等的钢结构物的涂装用钢材，详细地说，特别是涉及在海水或飞溅海盐粒子为主因的腐蚀环境下使用的耐腐蚀性优异的涂装用钢材。
技术介绍
钢材多用作各种结构物的结构用构件，但是作为船舶、海洋结构物、桥梁等受到海水影响的结构物的结构用构件使用时，钢材会受到海水等的腐蚀作用，存在因板厚减少和穿孔等导致结构物强度降低这样的问题。这样的钢材因海水造成的腐蚀，在将钢材只用于完全被浸渍于海水中的部位时，可以通过电防腐加以防止，但在海面的邻域、海面附近等的平时不被海水浸渍的部位，电防腐则不起作用，曝露在海水的飞沫形成的剧烈的腐蚀环境中，以电防腐防止有困难。另外，将钢材作为船舶的压载箱的结构用构件使用时，压载箱需要根据运载载荷注入、排出海水，因此其内表面不会时常处于浸在海水的状态，不能充分获得电防腐作用。此外，靠近海岸的铁桥梁等的结构物也会曝露在飞溅海盐粒子形成的大气腐蚀环境中，因此作为这样的结构物的结构用构件使用钢材时，电防腐的应用未必有效的情况很多。如此，在受到海水的影响的船舶、海洋结构物、桥梁等的结构物中，电防腐的应用不能说一定有效，因此一直以来，多使用的是在钢材的表面通过防腐涂装形成防腐涂膜。作为用于防腐涂装的涂料，能够列举环氧树脂系、氯化橡胶系、丙烯酸类树脂、聚氨酯树脂、和氟树脂系等各种防腐涂料，也有根据环境使用最佳的涂装系，使其多层化使用的情况。但是，防腐涂膜会由于紫外线造成的经时劣化、或任何的外部机械性作用而发生损伤。在这样的防腐涂膜的瑕疵部，因为钢材腐蚀进展，所以需要定期性的维护。但是，在船舶、海洋结构物、桥梁等的结构物中，由于防腐涂装的状态的检查和维护，有需要搭建脚手架的高处、海中、或结构复杂的地方等，防腐涂装的状态的检查和维护不容易的地方也很多。如此，从确保安全性和减少维护负担的观点出发，以防腐涂膜的瑕疵部为起点的腐蚀的抑制成为非常重要的技术性的课题。作为这样的课题的对策，通过钢材的化学成分的调整和制造方法的改良，使钢材自身的耐腐蚀性提高，有助于抑制防腐涂膜的瑕疵部的腐蚀的技术，由专利文献1、2等大量提出。通过采用这些技术，虽然涂装用钢材的耐腐蚀性确实地提高，但现状是要求耐腐蚀性的进一步提高。特别是在船舶的压载箱中，在涂膜剥离的地方，1年的腐蚀磨耗量也会达到1mm，为腐蚀非常严酷的环境，强烈期望抑制防腐涂膜的瑕疵部的腐蚀。另外，近年来，船舶的使用年限延长的要求提高，船舶中涂装劣化最剧烈的压载箱的涂装寿命超过现行的15年的长寿命化的需求高涨。另外特别是近年来，从保护地球环境这样的观点出发，不排出作为温室效应气体的二氧化碳的清洁能源受到注目，海洋上的风力发电、波浪发电、潮汐·海流发电、温差发电、太阳能发电等的发电技术的开发推进。其使用环境条件，也可以设想为比以往的结构物的海滨、海水环境具有更严酷的腐蚀性的可能性，从而需要能够适用于更严酷的环境条件的耐腐·防腐技术。另外，在实现这些时，钢材的涂装状态的检查和再涂装等维护作业困难，因此从寿命周期成本的观点出发，防腐寿命进一步延长的需求高涨，期望开发出高于以往的涂装用钢材的耐腐蚀性提高技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-229526号公报专利文献2：日本特开2012-92404号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术鉴于上述现有的实际情况而形成，其课题在于，提供一种耐腐蚀性优异的涂装用钢材，其能够抑制受到海水、飞溅海盐粒子等的腐蚀作用的影响而腐蚀。其课题特别是在板厚3mm以上的中厚钢板、厚钢板、型钢中，提供一种耐腐蚀性优异的涂装用钢材，其即使作为在海水腐蚀环境下，或是在飞溅海盐粒子为主因的腐蚀环境下的结构物的结构用构件使用，耐腐蚀性也不会发生问题。用于解决课题的手段本专利技术的耐腐蚀性优异的涂装用钢材的特征在于，是含有基体钢材和形成于所述基体钢材的表面上的表面层的涂装用钢材，所述基体钢材以质量％计含有C：0.04～0.30％、Si：0.05～1.0％、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：0.005～0.20％、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％中的任意一种或两种，余量由Fe和不可避免的杂质构成，另外，所述表面层含有Zn：20～200g/m2，Cu：0.3～20.0g/m2，并且含有Cr：0.3～20.0g/m2、Ni：0.3～20.0g/m2中的任意一种或两种。另外，优选所述基体钢材以质量％计还含有Ni：0.01～6.0％、Co：0.01～5.0％、Mo：0.01～2.0％、W：0.01～2.0％任意一种或两种以上。另外，优选所述基体钢材以质量％计还含有Mg：0.0005～0.01％、Ca：0.0005～0.01％、REM：0.0005～0.01％中的任意一种或两种以上。另外，优选所述基体钢材以质量％计还含有Sn：0.001～0.2％、Sb：0.001～0.2％、Se：0.001～0.2％中的任意一种或两种以上。另外，优选所述基体钢材以质量％计还含有B：高于0％并在0.01％以下、V：高于0％并在0.1％以下、Zr：高于0％并在0.1％以下、Zn：高于0％并在0.1％以下中的任意一种或两种以上。专利技术效果根据本专利技术的耐腐蚀性优异的涂装用钢材，即使用于受到海水、飞溅海盐粒子等的腐蚀作用的影响而腐蚀的可能性高的船舶、海洋结构物、桥梁等的严酷腐蚀环境中的钢结构物，也能够发挥良好的耐腐蚀性。具体实施方式在表面实施有涂装的钢材中，可知如果其表面所形成的涂膜健全，则钢材的腐蚀抑制效果大，此外，通过选定适当的涂装系，能够得到高防腐效果。但是，涂膜发生任何缺陷时以及涂膜发生基体钢材露出的瑕疵时，基体钢材的腐蚀则以该涂膜瑕疵部为起点而发生，并进一步进展。本专利技术人对于抑制这样的以涂膜瑕疵部为起点的基体钢材的腐蚀的发生并进一步进展的方法进行了研究。其结果确认到，在涂膜瑕疵部，除了在基体钢材的露出部发生腐蚀反应以外，水、氯化物离子等腐蚀因子也会从所述瑕疵部侵入涂膜与基体钢材的界面，而在涂膜的内部发生涂膜下腐蚀，并发现其与涂膜瑕疵部的基体钢材的腐蚀进展和扩大密切相关。另外，在表面实施有涂装的钢材中，公知的是，通过在涂膜与基体钢材的界面使含有Zn的层形成，利用Zn的牺牲阳极保护效果，可抑制涂膜瑕疵部的腐蚀进展和涂膜劣化，涂装耐腐蚀性提高。从这一立足点出发，在涂装用钢材中，通过无机锌底漆的涂布等，使含有Zn的表面层形成于基体钢材之上，以实现耐腐蚀性提高。作为形成于基体钢材与涂膜的界面的层的效果，虽然有牺牲阳极保护效果带来的腐蚀进展抑制和涂膜劣化抑制，但本专利技术人对于进一步控制腐蚀生成物的保护性进行了研究。其结果发现，在除了Cu和Cr，还适量添加有Ti或Nb中的任意一种或两种的基体钢材中，通过在其表面形成除了含有Zn以外，还含有适量的Cu，此外还含有Cr和Ni中的任意一种或两种的表面层，由此，除了涂膜瑕疵部的Zn的牺牲阳极保护效果以外，还能够协同性地获得腐蚀生成物的保护性提高效果，能够显著抑制来自涂膜瑕疵部的腐蚀进展，能够使涂装用钢材的耐腐蚀性大幅提高，从而完成了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐腐蚀性优异的涂装用钢材，其特征在于，是含有基体钢材和形成于所述基体钢材的表面上的表面层的涂装用钢材，所述基体钢材是如下的钢材，以质量％计含有C：0.04～0.30％、Si：0.05～1.0％、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：0.005～0.20％、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％中的任意一种或两种，余量由Fe和不可避免的杂质构成，并且，所述表面层含有Zn：20～200g/m2、Cu：0.3～20.0g/m2，并且含有Cr：0.3～20.0g/m2、Ni：0.3～20.0g/m2中的任意一种或两种。

【技术特征摘要】
2015.04.07 JP 2015-0786241.一种耐腐蚀性优异的涂装用钢材，其特征在于，是含有基体钢材和形成于所述基体钢材的表面上的表面层的涂装用钢材，所述基体钢材是如下的钢材，以质量％计含有C：0.04～0.30％、Si：0.05～1.0％、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：0.005～0.20％、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％中的任意一种或两种，余量由Fe和不可避免的杂质构成，并且，所述表面层含有Zn：20～200g/m2、Cu：0.3～20.0g/m2，并且含有Cr：0.3～20.0g/m2、Ni：0.3～20.0g/m2中的任意一种或两种。2.根据权利要求1所述的耐腐蚀性优...

【专利技术属性】
技术研发人员：阪下真司，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本;JP