耐腐蝕性優(yōu)異的涂裝鋼材的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于船舶、海洋結(jié)構(gòu)物、橋梁等的結(jié)構(gòu)物的涂裝鋼材，特別是涉及在海 水腐蝕環(huán)境下或飛來海鹽粒子為主因的腐蝕環(huán)境下，能夠作為結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)材料適用的耐 腐蝕性優(yōu)異的涂裝鋼材。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼材多被用作各種結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)用構(gòu)件，但作為船舶、海洋結(jié)構(gòu)物、橋梁等受到海 水影響的結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)用構(gòu)件使用時，鋼材會受到海水等的腐蝕作用，從而存在由于板厚 減少和穿孔等導致結(jié)構(gòu)物強度降低這樣的問題。
[0003] 這種由于海水對鋼材造成的腐蝕，如果是將鋼材只用于完全被海水浸漬的部位， 則可以通過電防腐來加以防止，但是在海面的鄰域和海上部等沒有被海水完全浸漬的部 位，電防腐不起作用，仍將曝露在由海水的飛沫造成的劇烈的腐蝕環(huán)境下。另外，將鋼材作 為船舶的壓載箱的結(jié)構(gòu)用構(gòu)件使用時，壓載箱根據(jù)裝載重量注入、排出海水，因此其內(nèi)表面 并不總是浸在海水中的狀態(tài)，不能充分取得電防腐作用。另外，靠近海岸的鐵橋等的結(jié)構(gòu)物 也會曝露在飛來海鹽粒子形成的大氣腐蝕環(huán)境中，因此，使用鋼材作為這樣的結(jié)構(gòu)物的結(jié) 構(gòu)用構(gòu)件時，很多情況下，應用電防腐未必有效。
[0004] 如此，在受到海水影響的船舶、海洋結(jié)構(gòu)物、橋梁等的結(jié)構(gòu)物中，因為電防腐的應 用未必有效，所以多在鋼材的表面通過防腐涂裝形成防腐涂膜而加以使用。作為用于防腐 涂裝的涂料，能夠列舉環(huán)氧樹脂系、氯化橡膠系、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、和氟樹脂系等各 種各樣的防腐涂料，根據(jù)環(huán)境使用最佳的涂裝系，也有使其多層化使用的情況。
[0005] 然而，防腐涂膜會因紫外線而隨時間劣化，以及由于某種外來的機械作用而導致 損傷。在這樣的防腐涂膜的瑕疵部，鋼材腐蝕進展，因此需要定期的維護。但是，在船舶、海 洋結(jié)構(gòu)物、橋梁等的結(jié)構(gòu)物中，為了防腐涂裝的狀態(tài)的檢查和維護，要有需要組裝腳手架的 高處、海面下，或結(jié)構(gòu)上錯綜復雜的地方等，防腐涂裝的狀態(tài)的檢查和維護不容易進行的地 方也很多。如此，從確保安全性和減小維護負擔的觀點出發(fā)，抑制以防腐涂膜瑕疵部為起點 的腐蝕成為非常重要的技術(shù)的課題。
[0006] 特別是近年來，從保護地球環(huán)境的觀點出發(fā)，不會排放作為溫室氣體的二氧化碳 的綠色能源受到注目，海洋上的風力發(fā)電、波浪發(fā)電、潮汐/海流發(fā)電、溫差發(fā)電、太陽能發(fā) 電等的發(fā)電技術(shù)開發(fā)進行。在其實現(xiàn)時，因為鋼材的涂裝狀態(tài)的檢查和再涂裝等的維護作 業(yè)困難，所以生命周期成本的觀點出發(fā)，涂裝鋼材的耐久性提高需求高漲。
[0007] 作為這一課題的對策，通過鋼材的化學成分的調(diào)整和制造方法的改良，從而使鋼 材自身的耐腐蝕性提高，有助于涂膜瑕疵部的腐蝕抑制的技術(shù)，由專利文獻1、2等大量提 出。通過采用這些技術(shù)，雖然涂裝鋼材的耐腐蝕性確實有所提高，但耐腐蝕性還沒有達到充 分的狀態(tài)，要求耐腐蝕性的進一步提高。
[0008] 特別是在船舶的壓載箱中，在涂膜剝離的地方，1年的腐蝕磨損量也會達到1mm， 成為腐蝕非常嚴重的環(huán)境，強烈希望防腐涂膜瑕疵部的腐蝕抑制。
[0009]【現(xiàn)有技術(shù)文獻】
[0010] 【專利文獻】
[0011] 專利文獻1 :日本特開2013-44020號公報
[0012] 專利文獻2:日本特開2012-57236號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明想要解決上述現(xiàn)有的問題而形成，其課題在于，提供一種耐腐蝕性優(yōu)異的 涂裝鋼材，其即使作為在海水腐蝕環(huán)境下，或在飛來海鹽粒子為主因的腐蝕環(huán)境下的結(jié)構(gòu) 物的結(jié)構(gòu)用構(gòu)件使用，也能夠抑制受到海水等的腐蝕作用的影響而發(fā)生腐蝕。
[0014] 本發(fā)明是一種在如下的鋼材的表面?zhèn)刃纬捎蟹撬苄酝磕さ耐垦b鋼材，所述鋼材 以質(zhì)量％計，含有<： :0.04~0.30%、51:0.05~1.0%、]?11:0.1~2.0%、？ ：0.03%以下（不 含 0%)、S:0? 03% 以下（不含 0% )、A1 :0? 005 ~0? 10%、Cu:0? 05 ~0? 5%、Cr:0? 05 ~ 0? 5%、N:0? 001 ~0? 010%，并且含有Ti:0? 005 ~05%、Nb:0? 005 ~0? 05% 中的任意一 種或兩種，余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，在所述非水溶性涂膜的距鋼材側(cè)10ym的厚 度區(qū)域，形成有堿金屬的合計的平均濃度為0. 1~1. 0質(zhì)量％的堿金屬濃縮區(qū)域。
[0015]此外，優(yōu)選以質(zhì)量 ％計，含有Ni:0.01 ~3.0%、Co:0.01 ~2.0%、Mo:0.01 ~ 1. 0%、W:0. 01~1. 0%中的一種或兩種以上。
[0016]另外，優(yōu)選以質(zhì)量 ％ 計，還含有Mg:0. 0005 ~0. 005%、Ca:0. 0005 ~0. 005%、 REM:0. 0005~0. 005%中的一種或兩種以上。
[0017] 另外，優(yōu)選以質(zhì)量％計，還含有Sn:0? 001~0? 1%、Sb:0? 001~0? 1%、Se: 0. 001~0. 1 %中的任意一種或兩種以上。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的耐腐蝕性優(yōu)異的涂裝鋼材，即使作為在海水腐蝕環(huán)境下，或飛來海 鹽粒子為主因的腐蝕環(huán)境下的結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)用構(gòu)件使用，也能夠抑制以防腐涂膜瑕疵部為 起點的鋼材腐蝕的進展，可以確實地抑制海水等的腐蝕作用的影響，能夠確實地提高防腐 涂膜瑕疵部的耐腐蝕性。另外，也能夠減少定期性的維護次數(shù)。
【具體實施方式】
[0019] 在涂裝鋼材中，如果形成于表面的涂膜健全，則鋼材的腐蝕抑制效果大，此外，通 過選擇適當?shù)耐垦b系，可知能夠得到高的防腐效果。然而，涂膜發(fā)生任何缺陷時和發(fā)生鋼材 露出的瑕疵時，以該涂膜瑕疵部為起點，鋼材的腐蝕發(fā)生、進展。
[0020] 本發(fā)明者們，對于這樣的以涂膜瑕疵部為起點的鋼材的腐蝕的發(fā)生和進展的抑制 方法進行研宄。其結(jié)果確認到，在涂膜瑕疵部，除了在鋼材的露出部會發(fā)生腐蝕反應以外， 水和氯化物離子等的腐蝕因子還會從涂膜瑕疵部侵入到涂膜與鋼材的界面，從而能夠確認 在涂膜的內(nèi)部發(fā)生涂膜下腐蝕，這與鋼材的腐蝕進展和擴大密切相關(guān)。
[0021] 進一步進行研宄的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，除了Cu和Cr，在還適當添加有Ti或Nb中的任意一 種或兩種的鋼材中，通過使涂膜的堿金屬濃度適當化，能夠顯著抑制在涂膜的內(nèi)部發(fā)生的 涂膜下腐蝕的發(fā)生，能夠使涂膜瑕疵部的耐腐蝕性大幅提高。
[0022] 若詳細地說明，則如果向涂膜中提供適當量的堿金屬，則水和氯化物離子等的腐 蝕因子從涂膜瑕疵部侵入到涂膜與鋼材的界面時，鋼材表面的pH上升，成為堿性，因此鋼 材成為鈍態(tài)，腐蝕反應受到抑制。此外，利用與調(diào)整鋼材的成分所發(fā)揮出的涂膜瑕疵部的鋼 材露出部的腐蝕抑制效果的協(xié)同作用，涂膜瑕疵部的耐腐蝕性大幅提高。
[0023]〈鋼材的成分組成〉
[0024] 如以上說明，通過向涂膜中提供適當量的堿金屬和鋼材的成分調(diào)整，能夠得到涂 膜瑕疵部的耐腐蝕性，但為了確保作為結(jié)構(gòu)材料所需要的機械特性和焊接性，除了上述的 元素，也需要適當?shù)卣{(diào)整31、]?11、41、？、3的添加量（含量）。以下，對于這些必須添加元素 的成分范圍的限定理由進行說明。還有，單位全部記述為％，但表示質(zhì)量％。在以下的必須 添加元素以外的說明中也同樣，％表示質(zhì)量％。
[0025] ?C:0? 04~0? 30%
[0026]C是為了確保鋼材的強度所需要的基本的添加元素。為了得到作為鋼材通常所 要求的強度特性，至少需要使之含有〇. 04%以上。但是，若過剩地含有C，則作為酸溶液中 的陰極部位發(fā)揮作用的滲碳體的生成量變多，促進腐蝕反應，耐腐蝕性劣化。另外，韌性也 一并劣化。為了避免這一因C的過剩添加帶來的不良影響發(fā)生，C的含量需要至多抑制在 0. 30%。因此，C的含量的范圍為0.04~0. 30%。還有，C的含量的優(yōu)選的下限是0.045%， 更優(yōu)選為〇. 05%以上為宜。另外，C的含量的優(yōu)選的上限為0. 29%，更優(yōu)選為0. 28%以下 為宜。
[0027] ?Si: