在高盐度环境下耐候性优异的带锈层的钢材制造技术

本发明专利技术提供一种特别是在海岸地域等大气盐雾含量多的严重腐蚀环境下，在无涂装的状态下耐腐蚀性也优异的带锈层的钢材。具体来说，本发明专利技术的带锈层的钢材在基体钢材的表面形成有锈层，该锈层含有Nb及Sn，并且，相对于Fe原子数100，所述锈层中的Nb原子数为0.01以上，相对于Fe原子数100，所述锈层中的Sn原子数为0.005以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种特别是在海岸地域等大气盐雾含量多的严重腐蚀环境下，在无涂装的状态下耐腐蚀性也优异的带锈层的钢材。具体来说，本专利技术的带锈层的钢材在基体钢材的表面形成有锈层，该锈层含有Nb及Sn，并且，相对于Fe原子数100，所述锈层中的Nb原子数为0.01以上，相对于Fe原子数100，所述锈层中的Sn原子数为0.005以上。【专利说明】在高盐度环境下耐候性优异的带锈层的钢材
本专利技术涉及主要用于桥梁(bridge)等在室外使用的钢结构物(SteelStructures)的钢材,特别涉及即使在如沿海或近海(coastal environment)地域(以下简称为“海岸地域(seaboard region)”)等那样，在存在高盐度的严重腐蚀环境下，在无涂装(paintless)状态下的耐腐蚀性(也称为裸露耐腐蚀性(bare corrosion resistance))也优异的带锈层的钢材。
技术介绍
目前,在桥梁等在室外使用的钢结构物中，使用了耐候钢(weathering steel)。耐候钢是一种在暴露于大气的环境(atmospheric environment)下,通过在表面覆盖浓化了Cu、P、Cr、Ni等合金元素的保护性高的锈层(rust layer),使腐蚀速度(corrosion rate)显著降低的钢材。已知由于该优异的耐候性，使用了耐候钢的桥梁通常在无涂装状态下耐数十年的使用。但是，在如海岸地域等那样大气盐雾含量(amount of air-borne salt)多的严重腐蚀环境下，存在难以在钢表面生成上述保护性高的锈层，难以得到实用的耐候性的问题。需要说明的是，本专利技术所说的大气盐雾含量是指，I年间的平均大气盐雾含量，以JIS Z2382(1998)记载的“采用干纱布法的氯化物测定”为基准，测定I年间每月的大气盐雾含量，并将其平均而算出年平均大气盐雾含量。根据非专利文献1，现有的耐候钢(JIS G3114:焊接结构用耐候性热轧钢材)可以仅在大气盐雾含量0.05mg.NaCl/dm2/day (以下,有时将单位表示“mg.NaCI/dm2/day”简记为“mdd”)以下的地域、在无涂装的状态下使用。因此，在海岸地域等大气盐雾含量多的严重腐蚀环境下，通常，在普通钢材(JISG3106:焊接结构用轧制钢材)的表`面实施涂装等防腐蚀措施后使用。需要说明的是，dm是分米(decimeter)的意思。但是，涂装(coating)存在如下问题:涂膜(coating film)会随时间的推移而劣化，需要定期修补(maintenance and repair),而且,人工费用(labor cost)提高，并且再涂装(recoating)较为困难。由于上述原因，现在正强烈要求开发即使在大气盐雾含量多的严重腐蚀环境下，也可在无涂装的状态下使用的钢材。针对上述现状，近年来，作为即使在海岸地域等大气盐雾含量多的严重腐蚀环境下也可在无涂装的状态下使用的钢材，开发了含有各种合金元素、特别是含有大量Ni的钢材。例如，在专利文献I中，公开了一种高耐候性钢材,其中添加了 Cu和1%以上的Ni作为提高耐候性的元素。另外，在专利文献2中，公开了一种耐候性优异的钢材，其中添加了 1%以上的Ni和Mo。此外，在专利文献3中，公开了一种耐候性优异的焊接结构用钢，其中含有大量Ni，而且含有Mo、Sn、Sb、P等。另外，在专利文献4中，公开了一种耐腐蚀性优异的钢材，其特征在于，通过添加Ti，形成使β -FeOOH的微晶尺寸变得微细的锈层。现有技术文献专利文献专利文献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(日本特开平2002-309340号公报)专利文献3:日本特开平10-251797号专利文献4:日本特开2001-152374号非专利文献非专利文献1:《关于耐候性钢材在桥梁中的应用的共同研究报告书(XX)》(耐候性鋼材O橋梁-O適用(二関+ 3共同研究報告書(XX))、1993.3、建设省土木研究所、(社)钢材俱乐部、(社)日本桥梁建设协会
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，如专利文献1、2那样，存在下述问题:在增加昂贵的Ni的含量的情况下，由于合金成本的上升而导致钢材的价格上升。另外，如专利文献3那样，在增加了昂贵的Ni含量、且含有Mo、Sn、Sb、P等的钢材中，由于合金成本的上升而导致钢材的价格上升。此外，专利文献4存在如下问题:虽然通过添加Ti而使得含有β -FeOOH的锈构造发生微细化从而提高了耐腐蚀性，但在更高 盐度环境下难以发挥充分的耐腐蚀性。本专利技术的目的在于，提供一种即使特别是在海岸地域等大气盐雾含量多的严重腐蚀环境下，在无涂装的状态下耐腐蚀性也优异的带锈层的钢材。解决问题的方法本专利技术人等对于提高在大气盐雾含量多的严重腐蚀环境下的耐腐蚀性进行了深入研究，结果发现，通过在基体钢材表面形成含有某一合适含量的Nb及Sn元素的锈层，成功开发出了在无涂装的状态下耐腐蚀性优异的带锈层的钢材。 即，本专利技术的主旨构成如下所述。 一种耐腐蚀性优异的带锈层的钢材，其在基体钢材的表面形成有锈层，其中，该锈层含有Nb及Sn，并且，相对于Fe原子数100，所述锈层中的Nb原子数为0.01以上，相对于Fe原子数100，所述锈层中的Sn原子数为0.005以上。上述所述的耐腐蚀性优异的带锈层的钢材，其中，以质量％计，所述基体钢材含有下述成分:Nb:0.005% 以上且 0.200% 以下、以及Sn:0.005% 以上且 0.200% 以下。上述或所述的耐腐蚀性优异的带锈层的钢材，其中，所述锈层的基体钢材侧部分含有包含Nb及Sn元素的β_羟基氧化铁(oxyferric hydroxide) (β-FeOOH)。专利技术的效果根据本专利技术，可提供一种低成本且在无涂装的状态下耐腐蚀性优异的带锈层的钢材。本专利技术的带锈层的钢材通过适量且有效地含有对提高耐腐蚀性有效的元素，无需含有大量Ni等昂贵的元素，成本较低，并且即使在大气盐雾含量多的严重腐蚀环境下也可发挥优异的耐侯性。本专利技术在大气盐雾含量超过0.05mdd的高大气盐雾环境下，也可发挥特别显著的效果。【专利附图】【附图说明】是针对本专利技术的带锈层的钢材的锈层中的Nb和Sn的含量，示出相对于Fe原子数100的Sn原子数和Nb原子数的关系的图。【具体实施方式】下面，对本专利技术的实施方式进行详细说明。本专利技术的带锈层的钢材是在基体钢材的表面形成有锈层的带锈层的钢材，该锈层的Nb及Sn的原子数相对于Fe原子数100分别为0.01以上及0.005以上。首先，对本专利技术的耐腐蚀性优异的带锈层的钢材进行说明。需要说明的是，作为以下所示成分的含量的单位的“％”，除另有说明外，是指”质量％”。作为基体钢材，没有特别限定，例如，上述基体钢材可以举出具有下述成分组成的热轧钢板等钢材:以质量％计，含有Nb:0.005%以上且0.200%以下、及Sn:0.005%以上且0.200%以下的成分。下面，对基体钢材的优选组成成分的限定理由进行说明。除另有说明外、组成的％是指质量％。Nb:0.005% 以上且 0.200% 以下Nb是本专利技术中最重要的成`分之一本文档来自技高网...

【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：马场和彦，名越正泰，鹿毛勇，三浦进一，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：
国别省市：