涂膜耐久性优异的涂饰用钢材及其制造方法

文档序号:3398250阅读:163来源:国知局
专利名称:涂膜耐久性优异的涂饰用钢材及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种包括桥梁或铁塔等进行重涂涂饰的日常维持管理业务困难的用于钢结构物的钢材,特别是涉及一种在临近海岸或者为防冻在道路上洒布盐化物的某寒冷地区的盐腐蚀环境下所适用的涂饰用钢材及其制造方法的技术领域。
在JIS中所规定的焊接结构用耐气候性热锻轧制钢材(SMAJIS G 3114)和高耐气候性轧制钢材(SMAJIS G 3125)是二种作为在钢中适量添加Cr、Cu、Ni、P等化学成分的耐气候性钢材。另外,在后述的专利公报中也公开了耐气候性钢材。耐气候性钢是一种所谓通过在钢材表面生成的致密的稳定锈层遮挡不继地进行腐蚀的钢材,在内陆地区已有使用的实际成绩。
但是,耐气候钢大约需要长达约10年以上的时期才能生成稳定的锈层,在实际应用中存在初期腐蚀及随之产生的红锈的流出等问题,在气候温暖湿润的日本这种倾向尤为强烈。在裸使用耐气候钢时,通常进行以防止由于锈未稳定化的锈水污染周围结构为目的的锈稳定化处理。但是,这种方法也与防止锈水的裸使用相同,具有所谓的在多盐分袭击环境中妨碍致密的锈层生成并得不到所期望的效果的问题。
另一方面,以前曾提出过解决围绕耐气候钢的上述问题的方案。在特公昭53-22530号公报、特公昭56-33991号公报、特公昭58-39915号公报、特公昭58-17833号公报、特开平02-133480号公报、特公平06-21273号公报等提出通过在耐气候钢的表面涂饰树脂防止由外部环境袭来的盐分的侵入并促进稳定锈生成的方法。例如,在特开平02-133480号公报中公开有鳞片状结晶结构的Fe3O4、磷酸、丁缩醛树脂及其余为溶剂的促进生成稳定锈的表面处理液;在特公平06-21273号公报中公开有涂布P、Cu、Cr、Ni、Si及Mo的化合物一种以上、Fe2O3+Fe3O4、磷酸、双酚系环氧树脂及其余为溶剂和涂料助剂的涂饰液的锈稳定化表面处理的方法。但是,这些方法中任何一个都没有改善耐气候性钢材在促进生成稳定锈层上存在的问题。即,树脂涂饰通常存在有微小的缺陷,在其缺陷处得不到涂膜的效果。而且,在涂膜缺陷部进行的腐蚀成为引起涂膜-基体表面的间隙腐蚀并招致在稳定锈层生成以前涂膜自身的剥离和脱落。因此,在不能避免盐分袭击的环境中耐气候性钢的使用受到限制,成为大问题。
另外,在桥梁领域中当然需要缩减重涂的维持管理费用,并且减轻建设费用也成为重要课题。即,要少数主梁、合理化构架、削减现场焊接加工工期、减轻维护管理等。为此,需要增加钢材的壁厚、高强度化,能省略为防止焊接加工时的低温裂纹必要的预热,可大热量输入焊接的钢材。
本发明是为解决上述问题而提出的,其目的是提供一种涂饰用钢材及其制造方法,这种钢材在不可避免盐分袭击的环境中具有兼顾使用的涂蚀用钢材的涂膜的耐久性的良好的焊接性。
为了实现上述目的,本发明的涂膜耐久性优异的涂饰用钢材含有按质量%为C0.12%以下、Si1.0%以下、Mn2.5%以下、P0.05%以下、S0.02%以下、Cr0.05%以下、Cu0.05-3.0%、Ni0.05-6.0%、Ti0.025-0.15%,并且Cu+Ni为0.50%以上、PCM为0.23%以下。
在上述的涂膜耐久性优异的涂饰用钢材的成分中还含有按质量%为B0.005-0.0030%、Al0.05-0.50%、Ca0.0001-0.05%、Ce0.0001-0.05%、La0.0001-0.05%、Nb0.002-0.05%、V0.01-0.10%、Zr0.002-0.05%、Mo0.05-0.5%中至少一种以上。
本发明的一种涂膜耐久性优异的涂饰用钢材的制造方法是将含有上述成分的涂饰用钢材中Ti/C超过4的钢,加热到温度(T)为850-1200℃,在950℃以下的轧制结束温度进行轧制,空气冷却或以1℃/秒以上的冷却速度水冷,或者轧制后由Ar3-950℃的温度直接淬火,或者由Ac3-950℃的温度进行再加热淬火、回火处理。
另一种涂膜耐久性优异的涂饰用钢材的制造方法是将含有上述成分的涂饰用钢材内Ti/C为4以下的钢,加热到温度(T)为850≤T≤(1200-50×Ti/C)℃,在(Ar3+50×Ti/C-100×[Ni]2)(式中[Ni]为Ni的含量,以下同)℃以下的轧制结束温度进行轧制,空气冷却或者以1℃/秒以同上的冷却速度水冷,或者轧制后由(Ar3+50×Ti/C+100×[Ni]2)℃以下的温度直接淬火,或者由(Ac3+50×Ti/C+100×[Ni]2)℃以下的温度进行再加热淬火及回火处理。式中,PCM、Ar3、Ac3用下式表示。
PCM=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5BAr3=910-310C-80Mn-20Cu-15Cr-55Ni-80Mo+0.35(t-8),式中t为板厚。
Ac3=908-223.7C+438.5P+30.49Si+37.92V-34.43Mn-23Ni+2(100C-54+6Ni),但是,只是在2(100C-54+6Ni)为正值时适用。
人们知道,当钢表面生成致密的稳定锈层时,则由于通过物理的或电化学的作用所谓的在环境中存在的水、氧或氯离子和促进腐蚀物变得难于达到基体钢,因此延迟钢的腐蚀反应,并且在不进行特别的防腐处理下能将腐蚀速度减少到可忽略不计的程度。耐气候性钢是能积极地利用由致密锈本身防腐蚀作用的钢。
具体地说,通过微量添加能促进生成锈致密化的所谓的Cr、Cu、Ni、P元素能得到耐气候性钢。即,所谓耐气候性钢是由于在裸材中使用能发现其作用效果的钢材品种。但是,本发明所要解决的问题是具有耐气候性的稳定锈生成的促进作用在不能不考虑盐分袭击的盐腐蚀环境下不能充分发挥其效果的问题。因此,在未生成稳定锈的时期,以避免袭击的盐分到达钢表面为目的提出了各种所谓在钢表面涂布薄树脂涂膜的措施,但是由于都存在着如前所述的涂膜缺欠问题,实际上还没有有效的方法,这就是现状。
本发明者们对涂膜缺陷部的腐蚀机理进行了锐意的研究,结果发现作为钢成分中所含的Cr是影响腐蚀的因素。即发现了,在涂膜缺陷中钢一开始腐蚀反应,则随着铁原子微量溶解的Cr离子再加上Cl离子的作用造成缺陷内pH值降低的原因,由于促进了在缺陷内的凝聚水的酸性化,造成了引发在涂膜-基材界面的间隙腐蚀作用。
因此,通过从上述的腐蚀机理推断,在考虑为提高盐腐蚀区域的树脂涂饰耐气候性钢的耐久性而进行成分设计时,可以认为下述三点是重要的。
(1)Cr添加量尽可能的少,以减少涂膜缺陷部的腐蚀促进因素。
(2)探求添加代替添加Cr的促进稳定锈生成的元素。
在有树脂涂膜时,在涂膜的完好部由于涂膜的遮蔽效果使盐分难于到达钢表面,并且,即使在涂膜缺陷部的缺陷(伤)幅度十分小时,涂膜的厚度成为物理屏障,袭来的盐分难于到达基体。因此,抑制涂膜缺陷内部的pH值显著地降低,若能控制元素成分,可以认为即使在盐腐蚀环境下也能提供寿命长的涂饰钢材。
(3)探求添加具有缓冲在涂膜缺陷内的pH值降低作用的元素。即,通过微量溶解,添加具有提高pH向碱方向作用的元素。
若满足这样的条件,在涂膜缺陷的下面钢就能形成稳定锈,对于覆盖表面的覆盖材料,可从经济性、加工性、简便程度等推荐以最普通的有机树脂进行涂饰加工的方法。若有聚酯系、环氧系、聚氨酯系等能覆盖钢表面的物质,则所有树脂都可能涂饰,但按发明者们的经验,具有挠性(柔软性)、冲击强度大、与金属的粘接性优异的丁醛树脂是最优异的树脂。
通过壁厚和高强度化,兼有焊接性和低温韧性的涂饰用钢材能根据少数的主梁、合理化架设减少桥梁建设费用。因此,为了确保钢材的焊接性,规定C含量和焊缝裂纹敏感性指数PCM,为了确保基材韧性控制TiC的析出,即规定根据Ti/C的加热、轧制、热处理条件,为了壁厚和高强度化,添加B、Nb、V、Zr、Mo,并且为了可能确保焊接热影响部的韧性和大热量输入焊接,规定C和Ti含量的上限并有效地运用B。
本发明是从上述的观点出发而得出的,下面对每种添加成分说明其作用效果及添加范围的限定理由。
首先,说明在耐气候性钢中必须有的元素Cu、Ni、Ti。
Cu在电化学方面是比铁好的元素,是具有促进生成锈的致密化并生成稳定锈作用的必要元素。这些作用在添加到0.05%以上能发挥作用,但即使添加超过3.0%,也得不到更好的效果,并且还可能引起热锻轧制时的基材脆化。因此,Cu含有量的范围为0.05-3.0%。
Ni是具有与Cu同样的提高耐腐蚀性作用的元素,为了得到其效果,需要添加0.05%以上。并且,Ni还具有抑制在添加Cu时所危及热锻脆性的效果。但是,即使添加超过60%的Ni,其提高耐腐蚀性作用也达到饱和。因此,Ni含量的范围为0.05-6.0%。
另外,在本发明中规定Cu+Ni的合计量为0.50%以上。本发明者们研究的Cu+Ni添加量与耐气候性的关系示于图8。供试材料按本发明的第一种材料,实验方法为如图7所示的复合循环试验。用在涂膜缺陷部的膨胀宽度进行评价。图中的耐气候性指数用1-平均膨胀宽度(mm)表示,并且指数越大耐气候性就越优异。从图中可知,在Cu+Ni的合计量增加的同时,耐气候性提高,并在Cu+Ni的合计量为0.50%以上,其效果高。
从上述(2)的考虑出发,Ti是本发明成为代替Cr所选择的必须添加的元素,与Cr、Cu、Ni同样,具有致密化生成锈并促进稳定锈层生成的有益作用,同时也具有非常优异的耐腐蚀性。另外,同时也具有所谓钢的清洁净化的优点。这样的效果在0.025%以上显著地升高。但是即使添加超过0.15%,其效果达到饱和,使焊接热影响部分的韧性恶化。因此,Ti含量的范围为0.025-0.15%。
在图9表示本发明者们所试验的Ti的添加量与耐气候的关系。供试材料用上述本发明的材料,实验方法及评价与上述内容相同。由图中可以看到,随着Ti添加量增加的同时,耐气候性提高,若添加为0.05%以上则效果特别高。
其次说明P、Cr、C、Si、Mn。P和Cr是在至今裸使用中主要的耐气候钢的有效的元素,但是由于是使焊接性极大恶化的元素,因此在现场焊接钢材情况多、特别是作桥梁等的结构用的本发明的钢中P及Cr的含量上限为0.05%。另外,Cr如上所述,在涂膜缺陷部成为降低pH的原因,通过促进在缺陷内的凝集水分的酸化性引起引发在涂膜-基体界面的间隙腐蚀的作用,所以Cr的添加超过0.05%是不理想的。
C是为确保钢强度的不可少元素,但含量一增加,就使焊接性及耐腐蚀性变差。因此,C含量为0.12%以下。并且,为了确保充分的焊接性及耐腐蚀性,C含量在0.10%以下是理想的。而且,由于重视焊接性,在本发明将PCM限定在0.23%以下。
Si为强化固熔性元素,同时能促进稳定锈的生成并具有提高耐腐蚀性的效果。但是,大量添加造成降低焊接性的原因。因此,Si含量为1.0%以下。
Mn作为代替C确保强度的元素是有效的。但是在钢中存在量多、则可能招致降低加工性或韧性以及由于促进生成MnS而造成耐腐蚀性变差。因此,Mn含量为2.5%以下。
S与Mn或Fe反应并形成MnS或FeS,这些造成腐蚀的起点,因此S含量为0.02%以下。
从上述(2)的考虑,Al与Ti同样为本发明中所选择的可成为代替添加Cr的添加元素,与Cr、Cu、Ni同样,具有致密化生成锈并促进稳定锈层生成的有益的作用。这种效果在添加0.05%以上可得到,通过与Ti共同添加,能增加其效果。但是,即使添加超过0.50%的过剩量,不但其效果具有饱和倾向,而且使基材韧性恶化。因此,Al含量的范围为0.05-0.5%。
从上述(3)的考虑出发,Ca、Ce、La是本发明所选择的具有缓冲涂膜缺陷内的pH值降低作用的元素。在涂膜下进行腐蚀过程中这些元素是呈现随着铁的腐蚀反应微量溶解的碱性(阳极溶解前部的溶液pH值缓冲效果)的元素,具有控制涂膜缺陷部的间隙腐蚀的作用。这些元素在添加0.0001%以上就能发生上述效果,但即便添加量过份地增加,其效果也达到饱和。因此各自的含量的范围为0.0001-0.05%。
其次说明B的限定理由,B在提高钢的淬火性及提高钢的强度方面是有效的,同时由于使焊接接头热影响部的组织微细铁氧体化并且有补充TiC析出脆化的作用,因此在提高本发明钢的大量热输入焊接热影响部的韧性方面是极其有益的元素。为了得到这种效果,添加0.0005%以上是必要的,但是即使添加超过0.0030%,也得不到更好的效果,反到使焊接性降低。因此,B含量的范围为0.0005-0.0030%。
接着说明Mo、Nb、Zr、V的限定理由。这些元素添加到板厚50mm以上壁厚材料及强度水平为590N/mm2的高强度钢中几乎不影响耐腐蚀性。
Mo与B同样是对提高钢的强度有效的元素,为了得到其效果,添加0.05%以上是必要的。但是,即便添加超过0.5%,也不能得到更好的效果,反到降低焊接性。因此,Mo含量的范围为0.05-0.5%。
Nb、Zr是生成其碳氮化合物并使强度提高的元素。这种作用在添加0.002%以上时能够发挥,但是即使添加超过0.05%,也得不到更好的效果,反到降低韧性。因此,Nb、Zr的含量范围分别为0.002-0.05%。
V与Nb、Zr同样是对提高钢强度有效的元素,为了得到其效果,添加0.01%以上是必要的。但是即使添加超过0.1%,也得不到更好的效果,反到使韧性降低。因此,V含有量的范围为0.01-0.10%。
其次,说明条件限制的理由,本发明为了确保涂饰耐腐蚀性,其特征是充分地利用Ti。但是,由于Ti作为TiC析出,大幅度地使基材韧性变差。因此,在制造钢材中如何控制因TiC的韧性变差成为关键。为此,考虑2个重要问题①在轧制加热时使Ti在淬火加热时不固熔,②使固焙了的Ti无害化,并将Ti/C区分为4以上和不到4进行有关制造条件的各种讨论。
另外,这里没有必要讨论在轧制时的加热前及淬火时的加热前所析出的TiC造成的韧性恶化,这是由于在这种情况的TiC大对韧性没有影响。即,在轧制时的加热前所存在的TiC是在铸造后空气冷却中所生成,并且在淬火时的加热前所存在的TiC是在轧制后空气冷却时所生成的。在铸造后的空气冷却中,由于板坯厚度大,冷却速度非常慢,析出的TiC成长变大。另外,由于淬火材料的轧制在轧制中没有进入材质,在高温轧制结束因空气冷却而TiC的成长变大。这样所成长的TiC即使对韧性也无影响可以不考虑。
1.Ti/C为4以下不进行淬火回火处理的情况首先,就加热温度的影响,考察由于不使Ti固熔化的加热温度的条件。供试钢的化学成分以0.05%C 0.55%Cu 0.50%Ni 0.05%Ti为基础使Ti/C进行各种变化,从使已固熔的Ti尽可能无害化的观点(通过直到γ的低温区域进行轧制,由在高温度区域的轧制所发生的变形而析出TiC,并在其后轧制中粗大化,由于损害与基体的相容性,变得能控制韧性变差)来看,轧制条件为将轧制结束温度(FRT)为Ar3附近的760℃的控制轧制,使加热温度进行各种变化,制造板厚25mm的钢板并考察其韧性。这里,轧制后的冷却为空气冷却。其结果列于

图1。
图1是表示涉及韧性的加热温度与Ti/C的关系图,如图所表明的那样,若加热温度(T)为1200-50×Ti/C以下(图中斜线以下),则可以判断满足作为目标的vE0≥100J。另外,由于加热温度一变低,变形阻力就变大并不容易轧制。因此,考虑到轧制时的生产效率加热温度的下限为850℃。
其次,就轧制结束的温度考察对于使固熔的Ti无害化的轧制结束的条件。供试钢的化学成分以0.05%C 0.55%Cu 0.05%Ti为基础使Ti/C进行各种变化。并且由于Ni是提高韧性的元素,本发明的涂饰用钢材为了提高涂饰耐腐蚀性积极地利用Ni。因此,需要考虑到涉及韧性的Ni量的影响,讨论了Ni量为0.5%和1.0%。根据上述的考察结果,加热温度尽可低是理想的,通常用于连续式加热炉的场合下限温度为1050℃。这样,使轧制结束温度进行各种变化,制造板厚25mm的钢板并考察其韧性。这里,轧制后的冷却为空气冷却。其结果示于图2、图3。
图2和图3是表示Ni量为1.0%和0.5%时的涉及韧性的轧制结束温度(FRT)和Ar3的差与Ti/C的关系图。由图可知,若FRT为Ar3+50×Ti/C+100[Ni]2以下(图中的斜线以下),则可判断满足作为目标的vE0≥100J。特别是为了得到高韧性,FRT为700-800℃是理想的。
2.在Ti/C为4以下进行淬火回火处理的情况对于淬火回火温度的影响考察了为不使Ti固熔的淬火温度的条件。供试钢的化学成分以在0.05%C 0.55%Cu 0.50%Ni 0.05%Ti中添加B为10ppm的钢为基础使Ti/C进行各种变化。并且,与上述同样以Ni量为0.5%和1.0%进行讨论。轧制时的加热温度为适于普通的焊接结构用钢材的1100℃,轧制结束温度(FRT)为850℃,制造板厚25mm的钢板。这里,轧制后的冷却为空气冷却。
对于这样所制造的钢板进行使淬火温度发生各种变化的淬火回火处理并考察其韧性。回火温度为适用于普通焊接结构用570N/mm2级钢材的640℃。淬火时的冷却速度为20℃/秒。其结果示于图4、图5。
图4、图5为表示Ni量1.0%和0.5%时的涉及韧性的淬火温度和Ac3的差与Ti/C的关系图。由图中可看出,若淬火温度为Ac3+50×Ti/C+100+[Ni]2以下(图中的斜线以下),则可判断满足作为目标的vE0≥100J。特别是为了得到高韧性,淬火温度为850-880℃是理想的。
上述对于淬火温度的说明虽然是以再加热淬火时的温度,但是,若满足Ti/C为4以上时的加热温度、轧制结果的温度(FRT),则可以直淬火,并且韧性当然满足vE0≥100J。轧制后考虑到板厚并调整由水冷的冷却速度使能确保必要的强度。特别是为了得到高韧性,使轧制结束温度(FRT)为700-800℃,其后直接进行淬火是理想的。
3.Ti/C超过4的情况当Ti/C超过4,TiC在奥氏体中非相容析出(韧性不变差),向铁氧体中的相容析出(韧性变差)几乎不生成,因此对于加热温度,轧制结束温度(FRT)、淬火温度基本上无规定。但是,考虑到实际作业从成本及生产效率方面看规定如下。考虑到燃料使用量加热温度上限为1200℃,考虑到轧制生产性下限为850℃。从提高温度需要结晶粒的微细化出发,为了确保强度轧制结束温度的上限为950℃。特别是为了得到高韧性轧制结束温度为700-800℃是理想的。并且,轧制结束后,可以直接淬火。考虑到燃料使用量淬火温度上限为950℃,为了确保强度下限为Ac3。但是,为了实现低屈服比在需要于二相区域淬火时,该情况不受上述限制。
实施例1下面通过实施例说明本发明。制作由表1所示化学成分的钢板和与表2所示树脂组合的供试材料,按图6所示,在供试材料的表面用割刀刻入划格式的人工涂膜缺陷,通过加速试验及大气暴露试验评价供试材料的长期耐久性。钢板上的涂饰处理在任何一涂料的情况,对基体进行喷砂处理后,用喷射涂饰成厚度10μm。表中所示的涂料B为丁醛树脂、P为聚酯树脂、E为环氧树脂、U为聚氨酯树脂、F为氟树脂。
加速试验按图7所示复合循环试验[碳精电弧灯照射→盐水浸渍(0.1%、0.5%和3.0%三种→恒温度恒湿)]进行,进行60次循环后评价外观及从横切的涂膜下腐蚀的扩大幅度。大气暴露试验是将供试材料朝南以对水平成30°的倾斜暴露一年时间(每周一次用0.1%的盐水喷洒)。大气暴露实验的评价与加速试验相同,用外观及从横切的涂膜下腐蚀的扩大幅度进行评价。另外,从模切的涂膜下腐蚀的扩大幅度的评价共测八处扩大幅度,取其平均值进行评价。还有,外观评价的等级号(RN)观察外观并将最好的情况定为10,按照损伤的大小顺序数值下降,将损伤最大的情况(全面腐蚀)定为1。并用◎、○、△、×等相对地分别表示其综合评价。其结果列于表2。
由表2可知,由本发明的涂饰钢材与比较钢材的优劣的差别是十分显然的。若分别对比较例进行说明,则No.1为普通钢、No.2所谓耐气候性钢,但由于含有Cr,降低pH值涂膜下腐蚀的扩大幅度大。No.3由于不含有代替添加Cr的促进稳定锈生成的元素以及缓冲pH值降低的元素,因此,各各耐腐蚀性不充分得到表2的结果。并且,表2的结果证明了本发明具有很强的实用性。
表1
<p>表2
涂料B丁醛树脂、P聚酯树脂、E环氧树脂、U聚氨酯树脂、F氟树脂实施例2将表1所示化学成分的钢片按表3所示的制造条件制造板厚25-80mm的钢板。对这些钢板考察拉伸强度、低温韧性、按JIS Z 3158的防止焊接裂纹的预热温度、焊接热影响部的韧性。其结果一并记入表3。焊接热影响部的韧性是通过输入热120KJ/cm的电焊接接头进行考察,韧性值采用熔合部(焊接金属与基材的界线)、从熔合部向基材侧入1mm及3mm的三个位置的最低值。
比较例的No.5由于PCM高,防止焊接裂纹的预热温度高到100℃,并且焊接热影响部的韧性也低到20J。
由于比较例的No.7-6加热温度比本发明的规定高,No.7-7轧制结束温度比本发明的规定温度高,因此,基材的韧性为60J和80J,不能满足100J以上。比较例的No.8-1、No.8-2虽然是Ti/C超过4的例子,但是由于No.8-1的加热温度比本发明的规定高,No.8-2的轧制结束温度比本发明的规定高,因此,基材的韧性为85J和76J,不能满足100J以上。
比较例的No.15-1的Ti/C为4以下的例子,但由于淬火温度比本发明的规定温度高,基材的韧性低为80J。本发明例如表2所示,在Ti/C超过4时,或即使为4以下时,也能得到优异的基材特性、防止焊接裂纹的预热温度、焊接热影响部的韧性。另外,本发明的No.15-2及No.19为进行轧制后直接淬火的实例,能得到与其他再加热进行淬火的本发明例的同等的值。
表3
<p>由以上所述可知,本发明的涂膜耐久性优异的涂饰钢材即使在不能忽视盐分袭击的影响的盐腐蚀环境下也具有优异的长期耐久性,作为能使结构物维护管理业务可小量化的钢材,具有能在包括在道路上洒布盐化物的塞冷地区的从内陆到临近海岸的泛围广扩的区域实用的优异的特性。另一方面,在制造方法中,添加B的同时,利用Ti/C的比由于规定了加热温度、轧制结束温度、淬火温度,本发明的涂饰用钢材即使在壁厚、高强度钢中也兼具良好的焊接性及低温度韧性。
下面对附图进行简单的说明。
图1为表示涉及韧性的中热温度与Ti/C的关系图。
图2为表示涉及Ni量为1.0%时韧性的FRT和Ar3的差与Ti/C的关系图。
图3为表示涉及Ni量为0.5%时韧性的FRT和Ar3的差与Ti/C的关系图。
图4为表示涉及Ni量为1.0%时韧性的淬火温度和Ac3的差与Ti/C的关系图。
图5为表示涉及Ni量为0.5%时韧性的淬火温度和Ac3的差与Ti/C的关系图。
图6为表示加速试验及大气暴露试验的供试材料的形状图。
图7为说明加速试验的复合循环试验条件的说明图。
图8为表示Cu+Ni总添加量与耐气候性的关系图。
图9为表示Ti添加量与耐气候性的关系图。
权利要求
1.一种涂膜耐久性优异的涂饰用钢材,其特征在于含有按质量%为C0.12%以下(不含0%)、Si1.0%以下(不含0%)、Mn2.5%以下(不含0%)、P0.05%以下(不含0%)、S0.02%以下(不含0%)、Cr0.05%以下(不含0%)、Cu0.05-3.0%、Ni0.05-6.0%、Ti0.025-0.15%,并且Cu+Ni为0.50%以上、PCM为0.23%以下。
2.根据权利要求1所述的涂饰用钢材,在上述成分中还含有按质量%为Al0.05-0.50%、Ca0.0001-0.05%、Ce0.0001-0.05%、La0.0001-0.05%中任何一种以上。
3.根据权利要求1所述的涂饰用钢材,在上述成分中还含有按质量%为B0.0005-0.0030%。
4.根据权利要求2所述的涂饰用钢材,在上述成分中还含有按质量%为B0.0005-0.0030%。
5.根据权利要求1所述的涂饰用钢材,在上述成分中还含有按质量%为Nb0.002-0.05%、V0.01-0.10%、Zr0.002-0.05%、Mo0.05-0.5%中的任何一种以上。
6.根据权利要求2所述的涂饰用钢材,在上述成分中还含有按质量%为Nb0.002-0.05%、V0.01-0.10%、Zr0.002-0.05%、Mo0.05-0.5%中的任何一种以上。
7.根据权利要求3所述的涂饰用钢材,在上述成分中还含有按质量%为Nb0.002-0.05%、V0.01-0.10%、Zr0.002-0.05%、Mo0.05-0.5%中的任何一种以上。
8.根据权利要求4所述的涂饰用钢材,在上述成分中还含有按质量%为Nb0.002-0.05%、V0.01-0.10%、Zr0.002-0.05%、Mo0.05-0.5%中的任何一种以上。
9.一种涂膜耐久性优异的涂饰用钢材的制造方法,其特征在于为含有权利要求1-8项中任何一项权利要求所述成分的钢材,并且将Ti与C含量比Ti/C超过4的钢材加热到850-1200℃,在轧制结束温度为950℃以下进行轧制,其后以空气冷却或以1℃/秒以上的冷却速度进行水冷。
10.一种涂膜耐久性优异的涂饰用钢材的制造方法,其特征在于为含有权利要求1-8项中任何一权利要求所述成分的钢材,并且将Ti与C的含量比Ti/C超过4的钢材加热到850-1200℃,在轧制结束温度为950℃以下进行轧制,其后从Ar3-950℃的温度直接进行淬灭或者从Ar3-950℃的温度再加热淬火,其后进行回火处理。
11.一种涂膜耐久性优异的涂饰用钢材的制造方法,其特征在于为含有权利要求1-8项中任何一权利要求所述成分的钢材,并且将Ti与C的含量比Ti/C超过4以下的钢材加热到850-(1200-50×Ti/C)℃,在轧制结束的温度(Ar3+50×Ti/C+100×[Ni]2)℃以下进行轧制(式中[Ni]为Ni的含量),其后以空气冷却或者以冷却速度为1℃/秒以上进行水冷。
12.一种涂膜耐久性优异的涂饰用钢材的制造方法,其特征在于为含有权利要求1-8项中任何一权利要求所述成分的钢材,并且将Ti与C的含量比Ti/C超过4以下的钢材加热到850-(1200-50×Ti/C)℃,在轧制结束的温度(Ar3+50×Ti/C+100×[Ni]2)℃以下进行轧制(式中[Ni]为Ni的含量),其后从(Ar3+50×Ti/C+100×[Ni]2)℃以下的温度直接进行淬火或者从(Ac3+50×Ti/C+100×[Ni]2)℃的温度再加热淬火,其后进行回火处理。
全文摘要
一种涂膜耐久性优异的涂饰用钢材,含有按质量%为C:0.12以下、Cu:0.05—3.0、Ni:0.05—6.0、Ti:0.025—0.15,并且Cu+Ni:0.50以上、P
文档编号C22C38/08GK1250819SQ9911907
公开日2000年4月19日 申请日期1999年9月14日 优先权日1998年9月30日
发明者菅俊明, 冈野重雄, 竹下智, 堺雅彦 申请人:株式会社神户制钢所
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