[发明专利]焊接结构用钢材

说明书

技术领域

本发明涉及主要适合用于桥梁等在室外使用的钢结构物、特别是在海岸附近等高盐分环境下要求耐候性的构件的耐候性优良的焊接结构用钢材。

背景技术

以往，桥梁等在室外使用的钢结构物中，一直使用耐候性钢。耐候性钢是通过在大气暴露环境中表面被Cu、P、Cr、Ni等合金元素富集而得到的保护性高的锈层覆盖而使腐蚀速度显著降低的钢材。

目前，桥梁等要求持续100年的长期耐久性。已知对于耐候性钢而言，由于其优良的耐候性，根据使用环境能够在无涂装的状态下耐受长期使用，但在海岸附近等空中悬浮盐分(飛来塩分)量多的环境中，难以生成如上所述的保护性高的锈层，难以得到实用的耐候性。

根据非专利文献1，现有的耐候性钢(JIS G 3114：焊接结构用耐候性热轧钢材)仅在空中悬浮盐分量为0.05mg·NaCl/dm²/day(以下，有时将单位(mg·NaCl/dm²/day)用mdd进行表述)以下的地区能够在无涂装下使用。因此，现状是在海岸附近等空中悬浮盐分量多的环境中，对普通钢材(JIS G 3106：焊接结构用轧制钢材)实施涂装等防腐蚀措施后使用。

但是，对于涂装，随着时间的推移，涂膜发生劣化，需要定期的修补。另外，还存在人工费的高涨、再涂装的困难性这样的问题。出于上述理由，要求开发出即使在海岸附近等空中悬浮盐分量多的环境中也能够在无涂装的状态下使用的钢材。

对于这样的要求，近年来，作为在海岸附近等高空中悬浮盐分环境下能够以无涂装的状态使用的钢材，开发了大量含有各种合金元素、特别是Ni的钢材。

例如，在专利文献1中，公开了添加有1％以上的Ni、和Cu作为耐候性提高元素的高耐候性钢材。

另外，在专利文献2中，公开了添加有1％以上的Ni、和Mo的耐候性优良的钢材。

此外，在专利文献3中，公开了除Ni以外还添加有Cu、Ti的耐候性优良的钢材。

另外，在专利文献4中，公开了将Ni添加量抑制为0.5％以下并添加有Sn和/或Sb的耐候性优良的钢材。

在专利文献5中，公开了将Ni添加量抑制为低于0.65％并添加有W的耐候性优良的钢材。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3785271号公报

专利文献2：日本专利第3846218号公报

专利文献3：日本专利第3568760号公报

专利文献4：日本特开2009-179882号公报

专利文献5：日本特开2012-067377号公报

非专利文献

非专利文献1：公路桥梁规范(道路橋示方書)(1通用篇·钢桥篇)及其解说(日本道路协会，2002)

发明内容

发明所要解决的问题

但是，在专利文献1和2中，虽然通过增加Ni的含量而提高了耐候性，但需要大量昂贵的Ni，因此存在制造成本增加这样的问题。

在专利文献3中，虽然也公开了通过将Ni的含量抑制得较低、进一步添加Ti而提高了耐候性的发明例，但存在钢的韧性降低这样的问题。

另外，在专利文献4中，虽然通过将Ni的含量抑制得较低、进一步添加Sn和/或Sb而提高了耐候性，但存在轧制时对钢片进行加热时在表面产生裂纹等制造性差这样的问题。

在专利文献5中，虽然通过将Ni的含量抑制得较低、进一步添加W而提高了耐候性，但是，W虽为微量但仍昂贵，并且是稀有性高的元素，因此，对来自海外的原料供给存在担心。

本发明是鉴于上述现状而开发的，其目的在于提供在海岸附近等高空中悬浮盐分环境下能够以无涂装的状态使用的、耐候性优良的焊接结构用钢材。

用于解决问题的方法

为了解决上述问题，本发明人从高空中悬浮盐分环境下的耐候性的观点考虑，对钢材的成分组成进行了深入研究。需要说明的是，“高空中悬浮盐分环境”是指空中悬浮盐分量为0.01mg·NaCl/dm²/day以上的环境。

其结果，得到了如下见解：通过复合含有Cu、Ni与Sn和/或Nb，并且特别是使Cu、Ni、Sn的含量满足规定的关系，由此，能够在不含有大量Ni、W等稀有且昂贵的元素的情况下，在确保制造性的同时提高钢材在高空中悬浮盐分环境下的耐候性。

本发明立足于上述见解。

即，本发明的主旨构成如下所述。