[发明专利]在高盐度环境下耐候性优异的带锈层的钢材

说明书

技术领域

本发明涉及主要用于桥梁(bridge)等在室外使用的钢结构物(Steel Structures)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。

背景技术

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，本发明所说的大气盐雾含量是指，1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1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·NaCl/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(JIS G3106：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1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)》(耐候性鋼材の橋梁への適用に関する共同研究報告書(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

发明内容

发明要解决的课题

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。