專利名稱：：船舶用熱軋型鋼及其制造方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及用于運煤船(coalship)、礦砂船(orecarrier)、礦砂煤兩用船(orecoalcarrier)、原油油船(crudeoiltanker)丄PG船(液化石油氣船，LPGcarrier)丄NG船(液化天然氣船，LNGcarrier)、化學品運輸船(chemicaltanker)、集裝箱船(containership)、散裝貨船(bulkcarrier)、運木船(logcarrier)、碎木專用船(chipcarrier)、冷藏貨船(refrigeratedcargoship)、汽車專用船(purecarcarrier)、重貨船(heavyloadcarrier)、RORO(滾裝船，roll_on/roll_offship)、石灰石專用船(limestonecarrier)、水泥專用船(cementcarrier)等的船舶用型鋼。本發(fā)明特別涉及用于由海水造成的嚴酷腐蝕環(huán)境下的壓載艙(ballasttank)的縱梁(縱向材料)等的船舶用熱軋型鋼及其制造方法。這里，熱軋型鋼是指通過熱軋而成形為最終形狀的型鋼(與此相對，以厚鋼板作為原材的型鋼是通過將厚鋼板切割為預定的尺寸后焊接而得到型鋼的最終形狀的)。而且，用于縱梁(縱向材料)等的船舶用熱軋型鋼，具體而言是指通過熱軋而成形的等邊角鋼(equallegangle:AB)、不等邊角鋼(unequallegangle:ABS)、不等邊不等厚角鋼(imeqimllegandthicknessangle:NAB)、槽鋼(channelbeam:CB)、5求扁鋼(bulbplate:BP)、T型鋼(T-bar)等。
背景技術：
：船舶的壓載艙在沒有貨物時注入海水而起到可以使船舶穩(wěn)定航行的作用。因此，壓載艙處于非常嚴酷的腐蝕環(huán)境(corrosionenvironment)下。因此，用于壓載艙的鋼材的防腐蝕方面，通常并用利用環(huán)氧樹脂涂料(印oxypaint)的防腐蝕涂膜(anti-corrosionpaintfilm)的形成禾口陰極保護(cathodicprotection)。但是，即使采取這些防腐蝕對策，壓載艙的腐蝕環(huán)境依然處于嚴酷的狀態(tài)。S卩，對于向壓載艙中注入了海水的情況，完全浸漬于海水中的部分由于陰極保護發(fā)揮作用，因此能夠抑制腐蝕。但是，壓載艙的最上部附近，特別是上甲板(upperdeck)的內側不是浸漬于海水中，而是處于僅淋浴海水飛沫的狀態(tài)。因此，在該部位，陰極保護不發(fā)揮作用。而且，由于鋼板溫度因陽光而上升，因此該部位形成更加嚴酷的腐蝕環(huán)境。另一方面，對于沒有向壓載艙注入海水的情況，陰極保護完全不起作用，因此由于殘留附著鹽分而受到嚴重的腐蝕。因此，處于上述嚴重的腐蝕環(huán)境下的壓載艙的防腐蝕涂膜的壽命一般為約10年，約為船舶壽命(約20年)的一半。因此，實際情況是剩余的10年間通過進行修補涂裝(r印airpainting)等處理來維持耐腐蝕性。但是，由于壓載艙的腐蝕環(huán)境非常地嚴酷，因此即使進行修補涂裝也難以使其效果長時間地持續(xù)。并且，修補涂裝是在狹窄的空間內操作，因此就操作環(huán)境而言并不優(yōu)選。因此，期待開發(fā)出盡可能延長至補修涂裝的時間、并且能夠減輕操作負荷的耐腐蝕性優(yōu)良的鋼材。因此，提出了幾個提高在壓載艙等嚴酷腐蝕環(huán)境下使用的鋼材本身的耐腐蝕性的技術。4例如，日本特開昭48-050921號公報(專利文獻1)公開了在C:0.20質量％以下的鋼中添加Cu:0.050.50質量％、W:0.01小于0.05質量％作為耐腐蝕性改善元素(elementthatimprovescorrosionresistance)，并且添力口了0.010.2質量%的Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Te及Be中的1種或2種以上的耐腐蝕低合金鋼(anti-corrosionlowalloysteel)。另外，日本特開昭48-050922號公報(專利文獻2)中公開了在C:0.20質量％以下的鋼材中添加Cu:0.050.50質量％、W:0.050.5質量％作為耐腐蝕性改善元素，并且添加了0.010.2質量X的Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Te及Be中的l種或2種以上的耐腐蝕性低合金鋼。另外，日本特開昭48-050924號公報(專利文獻3)中公開了在C:0.15質量％以下的鋼中添加了Cu:O.05小于0.15質量X、W:0.050.5質量％的耐腐蝕性低合金鋼。另外，日本特開平07-034197號公報(專利文獻4)中公開了在C:0.15質量％以下的鋼中添加P:0.030.10質量％、Cu:0.11.0質量％、Ni:0.21.0質量％作為耐腐蝕性改善元素的低合金耐腐蝕鋼材上涂布焦油環(huán)氧涂料(tar印oxypaint)、純環(huán)氧涂料(pure印oxypaint)、無溶齊鵬環(huán)氧涂料(印oxypaintwithoutsolvert)、聚氨酯涂料等防腐蝕涂料，從而得到樹脂包覆的壓載艙。該技術通過提高鋼材本身的耐腐蝕性而延長防腐蝕涂裝的壽命，期望在船舶的使用期間即2030年中實現(xiàn)不需維護(maintenance-free)。另外，日本特開平07-034196號公報(專利文獻5)提出了在C:0.15質量％以下的鋼中添加Cr:0.25質量％作為耐腐蝕性改善元素來提高耐腐蝕性，期望實現(xiàn)船舶的不需維護。而且，在日本特開平07-034270號公報(專利文獻6)中提出了壓載艙的防腐蝕方法，其特征在于，將在C:0.15質量％以下的鋼中添加了Cr:0.25質量％作為耐腐蝕性改善元素的鋼材作為構成材料使用，并且使壓載艙內部的氧氣濃度相對于大氣中的數(shù)值為0.5以下的比率。另外，日本特開平07-310141號公報(專利文獻7)提出了通過在C:O.1質量％以下的鋼中添加Cr:0.53.5質量％來提高耐腐蝕性，期望實現(xiàn)船舶的不需維護。而且，日本特開2002-266052號公報(專利文獻8)中公開了通過在C:0.0010.025質量％的鋼中添加Ni:0.14.0質量％來提高耐涂膜損傷性(paint-filmdamageresistance)，減少修補涂裝等維護費用的船舶用鋼材。另外，日本特開2000-017381號公報(專利文獻9)公開了通過在C:0.010.25質量％的鋼中添加Cu:0.012.00質量％、Mg:0.00020.0150質量％，而在船舶外板、壓載艙、貨油艙、鐵礦石貨艙等使用環(huán)境中具有耐腐蝕性的船舶用鋼。而且，日本特開2004-204344號公報(專利文獻10)中公開了在C:O.0010.2質量X的鋼中復合添加Mo、W和Cu，并限定作為雜質的P、S的添加量，從而抑制了原油油槽中發(fā)生的全面腐蝕、局部腐蝕的鋼。
發(fā)明內容但是，構成壓載艙等的鋼材上通常涂布有富鋅底漆(zinc-primer)、環(huán)氧樹脂涂料等。在上述專利文獻13公開的技術中，并沒有對這些涂膜存在下的耐腐蝕性做充分的研究，因此有進一步研究的必要。并且，專利文獻4所公開的鋼材為了提高基體金屬的耐腐蝕性，較大量地添加達0.030.10質量X的P，因此在焊接性(weldability)和焊接部韌性(toughnessofweldjoints)方面存在問題。而且，專利文獻5和專利文獻6公開的鋼材含有0.25質量％的Cr，并且，專利文獻7公開的鋼材含有較多的達0.53.5質量％的Cr，因此均在焊接性及焊接部韌性方面存在問題。并且，這些Cr含量高的鋼材存在制造成本增加的問題。另外，專利文獻8公開的鋼材由于C含量低、Ni含量高，因此存在制造成本增加的問題。而且，專利文獻9公開的鋼材必須添加Mg，因此存在煉鋼成品率不穩(wěn)定、且鋼材的機械特性也不穩(wěn)定的問題。另外，專利文獻10公開的鋼材是為了在原油油槽內的H^存在的環(huán)境下使用而開發(fā)出的耐腐蝕鋼，在H^不存在的壓載艙中的耐腐蝕性尚不清楚。而且，沒有對上述壓載艙涂布后的狀態(tài)下的耐腐蝕性進行研究。因此，當用于壓載艙時，有必要進一步研究耐腐蝕性。—般而言，船舶是將厚鋼板(thickplates)、薄鋼板、型鋼、棒鋼等鋼材進行焊接而建造的，并對該鋼材的表面實施防腐蝕涂裝。上述防腐蝕涂裝通常涂敷富鋅底漆作為一次防銹(primaryrustprevention)，在進行次裝配或主裝配后，實施環(huán)氧樹脂涂裝作為二次涂裝(主涂裝)(secondaryrustprevention)。因此，船舶的鋼材表面的大部分實施了富鋅底漆和環(huán)氧樹脂涂裝的2層結構的防腐蝕涂裝。并且，焊接部由于焊接時的熱量而造成富鋅底漆燒損(burnedout)，因此作為焊接后至主涂裝期間的防銹對策，實施利用富鋅底漆的修補涂裝(補漆)(touch-up)。但是，當?shù)街魍垦b的時間短時，有時也不進行修補涂裝。并且，建造后長年使用的船舶，存在上述涂膜老化而無法充分發(fā)揮作為防銹涂膜的功能的部分、涂膜剝離從而鋼板成為裸露狀態(tài)的部分。S卩，進行航行的船舶的鋼材表面上存在實施了富鋅底漆和環(huán)氧樹脂涂裝的2層涂裝的部分、僅有環(huán)氧樹脂涂裝的部分和裸露狀態(tài)的部分3種狀態(tài)。因此，為了提高船舶的耐腐蝕性，需要在上述的任何狀態(tài)下均顯示優(yōu)良的耐腐蝕性的鋼材。用于船舶的厚鋼板，從降低使用鋼材量來降低成本及確保安全性的觀點出發(fā)，正在進行高強度化，并使用屈服應力YP(yieldstrength)為315MPa以上、拉伸強度TS(tensilestrength)為440MPa以上的高強度材料。厚鋼板的情況下，強度和韌性的控制通常是通過調整控制軋制和加速冷卻工藝(TMCP:Thermo-MechanicalControlProcess,熱機械控制工藝)的條件來實現(xiàn)的。另一方面，壓載艙的縱向材料等所使用的鋼材中，特別是不等邊不等厚角鋼、T型鋼等熱軋型鋼，與相同船舶所使用的厚鋼板等相比較，截面形狀和尺寸復雜，因此難以采用與厚鋼板相同的TMCP來作為強度和韌性的控制方法。特別是，由于需要在考慮型鋼軋制中途的彎曲、翹曲的同時進行材質的鑄就，因此為了制成屈服應力YP為315MPa以上的高強度型鋼，需要研究型鋼獨特的制造方法。因此，本發(fā)明的目的在于廉價地提供即使在船舶的壓載艙等嚴酷的腐蝕環(huán)境下也不會被涂膜的存在狀態(tài)所左右而發(fā)揮優(yōu)良的耐腐蝕性，能夠延長至修補涂裝的時間，進而能夠實現(xiàn)減少修補涂裝操作的耐腐蝕性優(yōu)良且具有YP為315MPa以上的強度的船舶用熱軋型鋼。本發(fā)明人為了開發(fā)即使在由海水造成的嚴酷腐蝕環(huán)境下也不受表面狀態(tài)(涂膜的存在狀態(tài))左右而顯示優(yōu)良的耐腐蝕性、并且具有高強度的型鋼而進行了專心研究。結果發(fā)現(xiàn)通過將W和Cr作為必須元素添加，并且在適當范圍內含有Sb、Sn等提高耐腐蝕性的元素，能得到在富鋅底漆和環(huán)氧樹脂涂裝的2層涂膜狀態(tài)、環(huán)氧樹脂涂膜狀態(tài)及裸露狀態(tài)中的任意一種狀態(tài)下均顯示出優(yōu)良的耐腐蝕性的船舶用熱軋型鋼，及為了不損害生產(chǎn)率和焊接性而實現(xiàn)型鋼的高強度化，通過(a+Y)兩相區(qū)軋制(hotrollingduring(y+a)region)而導入力口工鐵素體(strainhardeningferrite)是有效的，從而完成了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明是耐腐蝕性優(yōu)良的船舶用熱軋型鋼，其特征在于，具有如下成分組成含有C:0.030.25質量％、Si:0.050.50質量％、Mn:0.12.0質量％、P:0.025質量％以下、S:0.01質量％以下、Al:0.0050.10質量％、W:0.011.0質量％、Cr:0.01質量％以上且小于0.20質量％、N:0.0010.008質量％，余量由Fe及不可避免的雜質構成，且具有由含有加工鐵素體的鐵素體和珠光體組織(pearlite)構成的顯微組織(microstructure)。本發(fā)明的船舶用熱軋型鋼，優(yōu)選在上述成分組成的基礎上，還含有屬于下述AE組中的至少一組的成分。.A組選自Sb:0.0010.3質量％及Sn:0.0010.3質量％中的1禾中或2禾中；B組選自Cu:0.0050.5質量％、Ni:0.0050.25質量％、Mo:0.010.5質量^及Co:0.011.0質量％中的l種或2種以上；C組選自Nb:0.0010.1質量％、Ti:0.0010.1質量％、Zr:0.0010.1質量^及V:0.0020.2質量％中的l種或2種以上；D組B:0.00020.003質量％;E組選自Ca:0.00020.01質量％、REM:0.00020.015質量X及Y:0.00010.1質量％中的1種或2種以上。并且，本發(fā)明的船舶用熱軋型鋼，優(yōu)選在其表面上具有下述的任意一種環(huán)氧樹脂涂膜；富鋅底漆涂膜；及富鋅底漆涂膜和環(huán)氧樹脂涂膜。而且，本發(fā)明是船舶用熱軋型鋼的制造方法，其特征在于，在制造上述船舶用熱軋型鋼時，將具有上述組成的鋼原材加熱至1000135(TC，然后，實施使Ar3溫度(Ar3相變點)以下的累積軋制率為1080%、軋制結束溫度(finishingtemperature)為(Ar3-30°C)(Ar3-180°C)的熱軋，然后放冷(aircooling)。本發(fā)明的上述制造方法，優(yōu)選以使型鋼截面內的溫度差為50°C以內的方式進行A^溫度以下的熱軋。具體實施方式(組成)本發(fā)明人為了開發(fā)在用于航行的船舶的鋼材所存在的3種狀態(tài)，即具有富鋅底漆和環(huán)氧樹脂涂膜2層涂膜的狀態(tài)、僅有環(huán)氧樹脂涂膜的狀態(tài)及裸露狀態(tài)的任意一種狀態(tài)下均具有優(yōu)良的耐腐蝕性的船舶用熱軋型鋼，進行了以下的實驗。將添加有各種合金元素的鋼進行實驗室熔煉后，熱軋制成板厚5mm的熱軋板。從這些熱軋板上裁取5mmtX100mmWX200mmL或5mmtX50mmWX150mmL的試驗片，對該實驗片的表面實施噴砂處理(shotblasting)，除去表面的銹皮(scale:氧化覆膜)或油分之后，制造實施了下述3種表面處理的暴露試驗(exposuretest)用試驗片。條件A:在試驗片表面上形成富鋅底漆(膜厚約15i！m)和焦油環(huán)氧樹脂涂料(膜厚約100iim)2層覆膜條件B:在試驗片表面上形成焦油環(huán)氧樹脂涂料(膜厚約100i！m)的單層覆膜條件C:僅對試驗片表面實施了噴砂處理的裸露狀態(tài)(無防腐蝕覆膜)之后，在模擬實船壓載艙的上甲板內側的腐蝕環(huán)境的條件下，將上述試驗片供于腐蝕試驗。具體而言，供于以(35。C、5質量XNaCl溶液噴霧X2小時)一(60。C、RH(相對濕度)5質量％X4小時)一(50°C、RH95質量％X2小時)為一個循環(huán)、進行132個循環(huán)的鹽水噴霧干濕反復腐蝕試驗。對于具有涂膜的條件A和B的試驗片，在試驗前用切削刀賦予呈一字形的從涂膜上到鋼基表面的長80mm的劃痕(scratch)，在試驗后，測定劃痕周圍產(chǎn)生的涂膜膨脹面積(areaofpaintswelling)，由此評價耐腐蝕性。并且，對于沒有涂膜的條件C的試驗片，在試驗后用鹽酸進行脫銹(derust)，由該脫銹后的試驗片重量和腐蝕試驗前的試驗片重量的差(減少量)算出平均板厚減少量，由此評價耐腐蝕性。根據(jù)上述腐蝕試驗的結果，將由各合金元素產(chǎn)生的提高耐腐蝕性的效果、各試驗片表面的涂膜條件歸納示于表l。簡單地敘述該結果1)條件A(富鋅底漆+焦油環(huán)氧樹脂涂裝的2層涂膜)的情況對耐腐蝕性的提高最有效的元素為Cr，其次為W，然后為Sb。2)條件B(僅有1層焦油環(huán)氧樹脂涂膜)的情況對耐腐蝕性的提高最有效的元素為W，其次為Sb、Sn。3)條件C(裸露狀態(tài))的情況對耐腐蝕性的提高最有效的元素為W，其次為Sb、Sn。4)若復合添加W和Cr，則條件A下的耐腐蝕性比單獨含有時更高，若追加添加Sb、Sn，則不僅在條件A下，而且在條件B、C下也發(fā)揮顯著的改善效果。5)Mo的添加，在條件A、B、C下均使耐腐蝕性稍有提高，Cu、Ni、Co在條件A、C下使耐腐蝕性稍有提高。表1-18耐腐蝕性試驗所使用的試驗片的條件<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>(對于提高耐腐蝕性的效果)0<1<2<3<4<5<6<---------------*(無效果)(有效果)(效果大)(有顯著效果)基于上述試驗的結果，本發(fā)明采用復合添加作為提高耐腐蝕性的基本元素的W和Cr的成分體系，而且，對于要求耐腐蝕性的情況，采用追加添加選自Sb、Sn的1種或2種的成分設計。并且，對于要求更優(yōu)良的耐腐蝕性的情況，添加選自Ni、Mo、Co、Cu的1種或2種以上。接著，對本發(fā)明的耐腐蝕性優(yōu)良的船舶用熱軋型鋼應具有的成分組成進行說明。C:0.030.25質量％C是提高鋼的強度的有效元素，本發(fā)明中為了獲得所期望的強度，需要含有0.03質量％以上。另一方面，若添加超過O.25質量％，則使焊接熱影響部(HAZ:HeatAffectZone)的韌性降低。因此，使C含量為0.030.25質量％的范圍。另外，從下述的通過加工鐵素體而兼具強度和韌性的觀點出發(fā)，優(yōu)選C為0.050.20質量％的范圍。Si:0.050.50質量％Si是作為脫氧劑(deoxidizingagent)、并用于提高鋼的強度而添加的元素，本發(fā)明中添加0.05質量％以上。但是，若添加超過0.50質量％，則使鋼的韌性降低，因此使Si的上限為O.50質量％。Mn:0.12.0質量％Mn是具有防止熱脆性(hotshortness)、提高鋼的強度的效果的元素，添加0.1質量％以上。但是，若添加Mn超過2.0質量％，則使鋼的韌性及焊接性降低，因此使上限為2.0質量％。優(yōu)選為O.51.6質量％的范圍。P:0.025質量％以下9P是使鋼的母材韌性、焊接性和焊接部韌性降低的有害元素，優(yōu)選盡可能地減少。特別是，若P的含量超過0.025質量X，則母材韌性(toughness)及焊接部韌性的降低增大。因此，使P為0.025質量X以下。優(yōu)選為0.014質量％以下。即使不添加P也是可以的，但在工業(yè)生產(chǎn)中實際的下限為約0.005質量％。.S:O.01質量％以下S是使鋼的韌性及焊接性降低的有害元素，因此優(yōu)選盡可能地減少，在本發(fā)明中，為。o:01質量％以下。即使不添加S也是可以的，但在工業(yè)生產(chǎn)中實際的下限為約0.001質Al:0.0050.10質量％A1是作為脫氧劑添加的元素，需要添加0.005質量X以上。但是，若添加超過0.10質量^，則由于鋼基的腐蝕而溶出的Al3+造成鋼基表面的pH降低、耐腐蝕性變差，因此使Al含量的上限為O.10質量％。W:0.011.0質量％W如上所述，具有使在富鋅底漆和環(huán)氧樹脂涂膜存在下的鋼的耐腐蝕性提高的效果，特別是具有使環(huán)氧樹脂涂膜存在下及裸露的狀態(tài)下的耐腐蝕性顯著提高的效果。因此，在本發(fā)明中，是作為提高耐腐蝕性的最重要的元素之一。上述效果通過添加W:0.01質量％以上而表現(xiàn)出來。但是，若添加量超過1.0質量％，則上述效果飽和。因此，使W的含量為0.011.0質量％的范圍。優(yōu)選為0.020.3質量％的范圍。更優(yōu)選為O.2質量％以下。W具有上述提高腐蝕性的效果的理由在于*在隨著鋼板的腐蝕而產(chǎn)生的銹中生成W042—，該W042—的存在，能抑制氯化物離子侵入鋼板表面，*在鋼板表面的陽極部等pH降低的部位，生成難溶性的FeW04，該FeW04的存在，也能抑制氯化物離子侵入鋼板表面，等，由此，能有效地抑制鋼的腐蝕。并且，通過W042—的緩蝕作用(inhibitioneffect)，也能抑制鋼的腐蝕。Cr:0.01質量％以上且小于0.20質量％Cr是在富鋅底漆和環(huán)氧樹脂涂膜存在下表現(xiàn)出優(yōu)良的耐腐蝕性的成分，在本發(fā)明的船舶用熱軋型鋼中是重要的元素之一。上述提高耐腐蝕性的效果，推測由于下述理由而產(chǎn)生。對于富鋅底漆存在的情況，富鋅底漆中的Zn溶出于表面，生成ZnO或ZnCl24Zn(0H)2等Zn系腐蝕產(chǎn)物(zinc-basedcorrosionproduct)。推測Cr作用于該Zn系腐蝕產(chǎn)物，具有進一步提高由Zn系腐蝕產(chǎn)物所產(chǎn)生的鋼基防腐蝕性的作用。這樣的富鋅底漆存在下的Cr的耐腐蝕性提高效果在含有0.01質量％以上時表現(xiàn)出來。但是，若含有0.20質量％以上，則使焊接部韌性降低。因此，使Cr含量為0.01質量％以上且小于0.20質量％的范圍。優(yōu)選為0.020.15質量％的范圍。另外，如上所述，若同時添加上述范圍的Cr及W，則得到協(xié)同效果，無論涂膜的種類或有無，都能得到極良好的耐腐蝕性。N:0.0010.008質量％N是對于鋼的韌性有害的成分。因此，為了實現(xiàn)韌性的提高，優(yōu)選盡可能地減少N，使其為0.008質量％。但是，工業(yè)上難以將N降低至小于0.001質量X。因此，在本發(fā)明中，使N含量為0.0010.008質量％的范圍。本發(fā)明的船舶用熱軋型鋼為了進一步提高耐腐蝕性，在上述成分的基礎上，還可以添加下述的成分。Sb:0.0010.3質量％及Sn:0.0010.3質量％中的1種或2禾中Sb在富鋅底漆和環(huán)氧樹脂涂膜存在下、環(huán)氧樹脂涂膜存在下及裸露狀態(tài)的任意一種狀態(tài)下，均具有提高耐腐蝕性的效果。另外，Sn具有提高環(huán)氧樹脂涂膜存在下及裸露狀態(tài)下的耐腐蝕性的效果。Sb、Sn的上述效果認為是由于抑制了鋼板表面的陽極部等pH降低的部位的腐蝕的緣故。這些效果是通過同時含有0.001質量％以上的Sn、Sb而表現(xiàn)出來的。但是，若添加超過0.3質量％，則母材韌性及HAZ部韌性降低，因此優(yōu)選分別在0.0010.3質量％的范圍內進行添加。另外，進一步優(yōu)選同時添加Sb及Sn。Cu:0.0050.5質量％、Ni:0.0050.25質量％、Mo:0.010.5質量％及Co:0.011.0質量％中的1種或2種以上Cu、Ni、Mo及Co具有提高富鋅底漆和環(huán)氧樹脂涂膜存在下及裸露狀態(tài)的鋼的耐腐蝕性的效果，Mo還具有在環(huán)氧涂膜存在下提高耐腐蝕性的效果。因此，在想要進一步提高耐腐蝕性時，可以輔助地含有這些元素。Cu、Ni、Mo、Co的上述效果認為是由使銹粒子微小化的作用而產(chǎn)生的。而且，對于Mo的情況，考慮是由于在銹中生成Mo0/—，因此有助于抑制氯化物離子侵入鋼板表面。這些效果在含有Cu、Ni為0.005質量％以上、Mo為0.01質量％以上、Co為0.01質量％以上時表現(xiàn)出來。但是，即使添加Cu:超過0.5質量％、Ni:超過0.25質量％、Mo:超過0.5質量X、Co:超過1.0質量％，其效果飽和，在經(jīng)濟上也變得不利。因此，Cu、Ni、Mo及Co優(yōu)選分別在上述范圍內進行添加。而且，本發(fā)明的熱軋型鋼為了提高強度或提高韌性，在上述成分的基礎上，還可以含有下述成分。*Nb:0.0010.1質量X、Ti:0.0010.1質量X、Zr:0.0010.1質量％及V:0.0020.2質量％中的l種或2種以上Nb、Ti、Zr及V均是提高鋼的強度的元素，可以根據(jù)需要的強度選擇添加。為了得到這種效果，優(yōu)選添加Nb、Ti、Zr分別為0.001質量％以上，V為0.002質量％以上。但是，若添加Nb、Ti、Zr超過0.1質量％，并且V超過0.2質量％，則韌性反而降低，因此優(yōu)選Nb、Ti、Zr、V以上述值為上限進行添加。優(yōu)選的上限為0.04質量％。在這些元素中，從焊接部韌性的觀點出發(fā)Ti為最優(yōu)選，Nb為次優(yōu)選。B:0.00020.003質量％B是提高鋼的強度的元素，可以根據(jù)需要含有。為了得到上述效果，優(yōu)選添加0.0002質量％以上。但是，若添加超過0.003質量％，則韌性反而降低。因此，優(yōu)選在0.00020.003質量％的范圍內添加B。Ca:0.00020.01質量X、REM:0.00020.015質量％及Y:0.00010.1質量％中的1種或2種以上Ca、REM及Y均是在提高焊接熱影響部的韌性方面具有效果的元素，可以根據(jù)需要選擇添加。該效果可以通過添加Ca:O.0002質量％以上、REM:0.0002質量％以上、Y:110.0001質量％以上而得到，但是，若添加Ca:超過0.01質量X、REM:超過0.015質量X、Y:超過O.1質量X，則反而導致韌性降低，因此Ca、REM、Y優(yōu)選分別以上述值作為上限進行添加。在本發(fā)明的船舶用熱軋型鋼中，除上述以外的成分為Fe及不可避免的雜質。但是，只要在不損害本發(fā)明效果的范圍內，也可以含有上述以外的成分。(顯微組織)下面，對本發(fā)明的高強度且耐腐蝕性優(yōu)良的船舶用熱軋型鋼的顯微組織進行說明。船舶用鋼板、特別是屈服應力YP為315MPa以上的高強度厚鋼板，通常，通過采用結合了控制軋制和控制冷卻的TMCP，將降低碳當量而賦予了高的焊接性的鋼原材制成硬質的貝氏體組織(bainite)作為第2相，從而實現(xiàn)高強度化。而且，對于要求低溫韌性的情況、要求厚壁化的情況，通過將上述控制軋制及控制冷卻的條件最優(yōu)化來應對。因此，此時，鋼板的顯微組織通常為鐵素體+貝氏體組織。另一方面，對于船舶用熱軋型鋼的情況，短邊和長邊的寬度、厚度不同的情況也較多(例如，截面不是矩形的不等邊不等厚角鋼等)，必然在軋制時、冷卻時發(fā)生溫度的不均勻。特別是，對于使用了應用控制冷卻(加速冷卻)的強度調整的情況，殘余應力變得不均勻，誘發(fā)扭轉、彎曲、翹曲，導致尺寸精度的降低。因此，軋制后的形狀矯正的負荷增大。因此，難以將導入硬質的貝氏體組織作為第2相而高強度化的方法應用于熱軋型鋼。這是對軋制T型鋼等全部船舶用熱軋型鋼而言的。因此，對于船舶用熱軋型鋼，要求不進行軋制后的加速冷卻而實現(xiàn)屈服應力YP:315MPa以上且拉伸強度TS:440MPa以上的高強度。為了實現(xiàn)上述目的，需要通過作為通常的熱軋組織的鐵素體+珠光體組織來實現(xiàn)高強度化。作為通過鐵素體+珠光體組織來實現(xiàn)高強度化的方法，可以考慮增加第2相珠光體的百分率的方法、使鐵素體組織進一步細?；姆椒ā⑹硅F素體固溶強化或析出強化而變硬的方法、或在(Y+a)兩相區(qū)進行熱軋而將部分鐵素體制成高位錯密度的加工鐵素體的方法等。上述方法中，雖然使鐵素體細?；姆椒▽κ筜P上升是有利的，但由于TS的上升小，因此僅通過該方法不能實現(xiàn)充分的高強度化。并且，增加珠光體百分率的方法，需要大量地添加C，但C的過量添加導致焊接性的降低，因此不優(yōu)選。并且，添加固溶強化元素或析出強化元素而使鐵素體強化的方法，由于合金元素的大量添加，因此導致焊接性的降低或導致原材成本的上升。另一方面，活用加工鐵素體能夠在將C及合金元素的添加抑制在最小限度且維持了焊接性的狀態(tài)下使YP及TS上升。S卩，利用加工鐵素體的方法，由于能夠在熱軋后不進行控制冷卻(加速冷卻)而實現(xiàn)高強度化，因此可以在抑制作為船舶用熱軋型鋼制造時的特有問題的軋制、冷卻時的彎曲、翹曲的發(fā)生的同時，實現(xiàn)高強度化。因此，在本發(fā)明中，作為船舶用熱軋型鋼的高強度化方法，采用將鋼的顯微組織制成含有加工鐵素體的鐵素體+珠光體組織的方法。這里，上述加工鐵素體的百分率優(yōu)選以面積率計為鋼組織整體的1070%的范圍。若加工鐵素體的百分率小于10%，則不能充分地得到鋼的強化，另一方面，若超過70%，則強度上升飽和，并且隨著(a+Y)兩相區(qū)軋制時的載荷增大，輥裂損的風險增加。另外，上述加工鐵素體是導入了通過A&相變點以下的(a+Y)兩相區(qū)的熱軋而形成的加工變形的鐵素體，通常，可以通過描繪扁平化的加工鐵素體，將其在顯微組織中所占的面積定量化，來測定其的百分率。顯微組織的測定位置優(yōu)選板厚最厚的部位的板厚1/4處。另外，含有加工鐵素體的鐵素體整體，優(yōu)選以面積率計為鋼組織整體的約10%約70%。余量為珠光體組織，但鐵素體/珠光體之外的組織、即貝氏體等以面積率計存在10%以下也可以。(表面處理)如上所述，本發(fā)明的船舶用熱軋型鋼的表面優(yōu)選為下述的任意一種狀態(tài)無涂膜(裸露狀態(tài))、環(huán)氧樹脂涂膜的1層涂膜、富鋅底漆及環(huán)氧樹脂涂裝的2層涂膜。但是并不禁止除此之外的表面處理。特別是可以自由地將富鋅底漆和/或環(huán)氧樹脂涂膜替換為替代PRo雖然裸露狀態(tài)時，表面處于熱軋狀態(tài)也可以，但也可以通過噴砂處理等除去氧化層、油層。環(huán)氧樹脂涂膜和富鋅底漆的種類不限，可以使用本說明書所提到的物質及其它公知的物質。另外，作為環(huán)氧樹脂涂膜，優(yōu)選焦油環(huán)氧涂料樹脂。(制造方法)接著，對制造具有含有上述加工鐵素體的鐵素體+珠光體組織的船舶用熱軋型鋼的方法進行說明。在制造本發(fā)明的船舶用熱軋型鋼時，首先，將具有上述成分組成的鋼用轉爐、電爐等通常公知的設備進行熔煉，然后通過連鑄法、鑄錠法等通常公知的方法制成鋼坯、小方坯、大方坯等鋼原材。另外，也可以在熔煉后實施澆包精煉、真空脫氣等處理。接著，將上述鋼原材裝入加熱爐中進行再加熱后，熱軋制成具有所期望的尺寸、組織及特性的船舶用熱軋型鋼。此時，需要使鋼原材的再加熱溫度(reheatingtemperature)為1000135(TC的范圍。若加熱溫度低于100(TC則變形抗力增大，熱軋變得困難。另一方面，若加熱高于135(TC，則成為表面瑕疵的產(chǎn)生原因，或者氧化燒損(scaleloss)、燃料單位消耗增加。優(yōu)選為1100130(TC的范圍。接下來的熱軋需要使Ar3溫度以下的累積軋制率為1080%。若總軋制溫度為Ar3溫度以上，則鋼的顯微組織不含有加工鐵素體，不能確保必要的強度及韌性。同樣地，若Ar3溫度以下的累積軋制率小于10%，則由于加工鐵素體的生成量少，因此強韌化效果小。反之，若達到超過80%的軋制率，則軋制載荷增大而軋制變得困難，或者軋制的道次數(shù)增加而導致生產(chǎn)率降低。因此，使Ar3溫度以下的累積軋制率為1080%。優(yōu)選為1060%的范圍。另外，A^溫度以下的軋制至少進行1道次以上即可，也可以為多道次。這里，Ai^溫度以下的累積軋制率是指，軋制結束后的軋制材料的截面積(B)相對于A^溫度下的軋制材料的截面積(A)的斷面收縮率，用以下的式子表示。(Ar3溫度以下的累積軋制率[%])=(A-B)/AX100并且，上述熱軋需要在軋制結束溫度(Ar3-30°C)(Ar3-180°C)的條件下進行。若軋制結束溫度高于(Ar3-30°C)，則不能充分地得到利用兩相區(qū)軋制帶來的強韌化效果，另一方面，若低于(Ar3-180°C)，則由于變形抗力增大而軋制載荷增加，軋制變得困難。而且，在上述熱軋中，優(yōu)選使船舶用熱軋型鋼的截面內的各部位的溫度差在50°C以內來進行A^溫度以下的軋制。例如，對于船舶用熱軋型鋼中長邊和短邊的壁厚不同的不等邊不等厚角鋼，優(yōu)選與壁厚薄的長邊側相比，在軋制機的前后對壁厚厚的短邊側進行水冷，將長邊側和短邊側的溫度差抑制在50°C以內。若溫度差高于50°C，則不僅短邊側和長邊側的強度、韌性特性的偏差增大，而且軋制后的冷卻工序中的彎曲增大，矯正所需要的負擔增大，使生產(chǎn)率降低。作為將短邊側和長邊側的溫度差抑制在5(TC以內的方法，優(yōu)選使用在粗軋機(rougherrollingmill)的前后設置的冷卻設備來控制冷卻的方法。具體而言，優(yōu)選通過上述冷卻設備，重點對壁厚厚的短邊側進行水冷而消除溫度差的方法。此時的水冷，可以僅在軋機前后的前面、僅在后面、或在前后兩側進行，并且，可以根據(jù)軋制的型鋼的尺寸、要求精度，分多次進行。另外，優(yōu)選水冷時的水流量密度為lmVm2min以上。另外，型鋼的截面內的溫度差是用放射溫度計測定翼緣和腹板(參照實施例)的表面溫度，再通過所得的最高溫度和最低溫度的差而求出的。熱軋之后的冷卻，雖然沒有特別的限制，但優(yōu)選放冷。由此，能降低由軋制后的冷卻不均勻而產(chǎn)生的彎曲、翹曲這樣的型鋼的形狀變化，能減輕對軋制后的產(chǎn)品矯正的負擔。放冷時的冷卻速度速度，根據(jù)板厚而不同，為約0.4°C/s約1.0°C/s。在上述冷卻速度的范圍內對冷卻實施加速和減速的處理(強制冷卻/保溫等)，實質上與放冷相同，因此沒有特別地將其排除在外。實施例通過真空熔煉爐或轉爐熔煉具有表2(表2-1及表2-2)所示的成分組成的鋼，制成大方坯，將該大方坯裝入加熱爐中加熱后，在表3(表3-1及表3-2)所示的條件下進行熱軋，制造表3所示截面尺寸的不等邊不等厚角鋼(NAB)及軋制T型鋼。另外，在表3中，關于不等邊不等厚角鋼(NAB)，以長邊側作為腹板、以短邊側作為翼緣來表示。從不等邊不等厚角鋼的短邊、T型鋼的翼緣裁取JIS1A號拉伸試驗片，測定拉伸特性(屈服應力YP、拉伸強度TS、伸長率E1)。并且，通過20KJ/cm的輸入熱量對不等邊不等厚角鋼的短邊、T型鋼的翼緣進行熔化極氣體保護焊(GMAW)，從其HAZ中央部裁取夏比沖擊試驗片(2mmV形缺口試驗片)，測定-2(TC下的夏比沖擊試驗中的吸收能。而且，從不等邊不等厚角鋼的短邊、T型鋼的翼緣裁取組織觀察用的樣品，通過顯微鏡在200倍的倍率下觀察板厚1/4部分的組織。描繪觀察到的組織中的、通過兩相區(qū)軋制生成的扁平化的加工鐵素體，通過圖像分析將其在顯微組織中所占的面積定量化，求出加工鐵素體的百分率。表2-l<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表2-2<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>表3-l<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>定劃痕周圍產(chǎn)生的涂膜膨脹面積。另外，對于不具有涂膜的條件C的試驗片，在試驗后進行脫銹，由該脫銹后的試驗片質量和試驗前的試驗片質量的差(減少量)算出平均板厚減少量。基于這些結果，以不特別含有耐腐蝕性提高元素的No.12的鋼作為基礎(100)，算出各試驗片相對于其的比，評價耐腐蝕性。表4示出了上述拉伸試驗、沖擊試驗、顯微組織調查及耐腐蝕性試驗的結果。由耐腐蝕性試驗的結果可知，滿足本發(fā)明的成分組成的發(fā)明例No.113的鋼，在條件AC的任意一種下，相對于基礎鋼(No.14)的涂膜膨脹面積及板厚減少量為50%以下，具有良好的耐腐蝕性。與此相對，不滿足本發(fā)明的成分組成的No.1417的鋼，即使耐腐蝕性比基礎鋼(No.14)提高，也有相對于基礎鋼的比率超過50%的實驗條件，或者焊接部的韌性也大幅降低。并且，顯微組織是含有加工鐵素體的鐵素體+珠光體組織(軋制符號Q除外)時，能夠得到本發(fā)明所期望的充分的強度，彎曲、翹曲等形狀變化也輕微，生產(chǎn)率也極良好。軋制符號a的型鋼(A^溫度以下的熱軋中，型鋼截面內的溫度差高于5(TC的情況)，雖然特性值達到目標，但彎曲、翹曲增大。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>h試驗片條件A、B:涂膜膨脹面積(相對基礎鋼(No.l4、L鋼)的比)試驗片條件C:板厚減少量(相對基礎鋼(No.14、L鋼)的比)產(chǎn)業(yè)上的利用可能性根據(jù)本發(fā)明，能夠廉價地提供高強度且即使在由海水造成的嚴酷的腐蝕環(huán)境下也具有優(yōu)良的耐腐蝕性的船舶用熱軋型鋼。并且，本發(fā)明的型鋼由于耐腐蝕性優(yōu)良，因此能夠較好地實現(xiàn)延長至修補涂裝為止的時間及減輕修補涂裝的操作負荷。另外，本發(fā)明的船舶用熱軋型鋼，由于特別是在由海水造成的腐蝕環(huán)境下顯示出優(yōu)良的耐腐蝕性，因此在通過延長船舶的修補時間而延長船舶本身的壽命方面是有效的。而且，也可以用于在類似的腐蝕環(huán)境下使用的其它領域中使用的熱軋型鋼。權利要求一種船舶用熱軋型鋼，其特征在于，具有如下成分組成含有C0.03～0.25質量％、Si0.05～0.50質量％、Mn0.1～2.0質量％、P0.025質量％以下、S0.01質量％以下、Al0.005～0.10質量％、W0.01～1.0質量％、Cr0.01質量％以上且小于0.20質量％、N0.001～0.008質量％，余量由Fe及不可避免的雜質構成，具有由含有加工鐵素體的鐵素體和珠光體組織構成的顯微組織。2.如權利要求1所述的船舶用熱軋型鋼，其中，在所述成分組成的基礎上，還含有選自Sb:0.0010.3質量％及Sn:0.0010.3質量％中的1種或2種。3.如權利要求1所述的船舶用熱軋型鋼，其中，在所述成分組成的基礎上，還含有選自Cu:0.0050.5質量％、Ni:0.0050.25質量％、Mo:0.010.5質量％及Co:0.011.0質量％中的l種或2種以上。4.如權利要求2所述的船舶用熱軋型鋼，其中，在所述成分組成的基礎上，還含有選自Cu:0.0050.5質量％、Ni:0.0050.25質量％、Mo:0.010.5質量％及Co:0.011.0質量％中的l種或2種以上。5.如權利要求1所述的船舶用熱軋型鋼，其中，在所述成分組成的基礎上，還含有選自Nb:0.0010.1質量％、Ti:0.0010.1質量％、Zr:0.0010.1質量％及V:0.0020.2質量％中的l種或2種以上。6.如權利要求2所述的船舶用熱軋型鋼，其中，在所述成分組成的基礎上，還含有選自Nb:0.0010.1質量％、Ti:0.0010.1質量％、Zr:0.0010.1質量％及V:0.0020.2質量％中的l種或2種以上。7.如權利要求3所述的船舶用熱軋型鋼，其中，在所述成分組成的基礎上，還含有選自Nb:0.0010.1質量％、Ti:0.0010.1質量％、Zr:0.0010.1質量％及V:0.0020.2質量％中的l種或2種以上。8.如權利要求4所述的船舶用熱軋型鋼，其中，在所述成分組成的基礎上，還含有選自Nb:0.0010.1質量％、Ti:0.0010.1質量％、Zr:0.0010.1質量％及V:0.0020.2質量％中的l種或2種以上。9.如權利要求18中任一項所述的船舶用熱軋型鋼，其中，在所述成分組成的基礎上，還含有B:0.00020.003質量％。10.如權利要求18中任一項所述的船舶用熱軋型鋼，其中，在所述成分組成的基礎上，還含有選自Ca:0.00020.01質量X、REM:0.00020.015質量％及Y:0.00010.1質量％中的l種或2種以上。11.如權利要求9所述的船舶用熱軋型鋼，其中，在所述成分組成的基礎上，還含有選自Ca:0.00020.01質量X、REM:0.00020.015質量％及Y:0.00010.1質量％中的l種或2種以上。12.如權利要求18中任一項所述的船舶用熱軋型鋼，其特征在于，其表面具有環(huán)氧樹脂涂膜。13.如權利要求9所述的船舶用熱軋型鋼，其特征在于，其表面具有環(huán)氧樹脂涂膜。14.如權利要求10所述的船舶用熱軋型鋼，其特征在于，其表面具有環(huán)氧樹脂涂膜。15.如權利要求11所述的船舶用熱軋型鋼，其特征在于，其表面具有環(huán)氧樹脂涂膜。16.如權利要求18中任一項所述的船舶用熱軋型鋼，其特征在于，其表面具有富鋅底漆涂膜。17.如權利要求9所述的船舶用熱軋型鋼，其特征在于，其表面具有富鋅底漆涂膜。18.如權利要求10所述的船舶用熱軋型鋼，其特征在于，其表面具有富鋅底漆涂膜。19.如權利要求11所述的船舶用熱軋型鋼，其特征在于，其表面具有富鋅底漆涂膜。20.如權利要求18中任一項所述的船舶用熱軋型鋼，其特征在于，其表面具有富鋅底漆涂膜和環(huán)氧樹脂涂膜。21.—種船舶用熱軋型鋼的制造方法，是制造權利要求111所述的熱軋型鋼的方法，其特征在于，將鋼原材加熱至10001350°C，然后，實施使Ar3溫度以下的累積軋制率為1080%、軋制結束溫度為(Ar3-30°C)(Ar3-180°C)的熱軋，之后放冷。22.—種船舶用熱軋型鋼的制造方法，是權利要求10所述的熱軋型鋼的制造方法，其特征在于，以使型鋼截面內的溫度差為5(rc以內的方式進行所述A&溫度以下的熱軋。全文摘要將鋼原材加熱到1000～1350℃之后，實施使Ar3溫度以下的累積軋制率為10～80％、軋制結束溫度為(Ar3-30℃)～(Ar3-180℃)的熱軋，然后放冷，從而制成具有由含有加工鐵素體的鐵素體和珠光體組織構成的顯微組織的船舶用熱軋型鋼，由此可以廉價地提供在船舶的壓載艙等由海水造成的嚴酷腐蝕環(huán)境下具有優(yōu)良的耐腐蝕性、并且具有YP為315MPa以上的強度的、用于縱梁(縱向材料)等的船舶用熱軋型鋼，其中，所述鋼原材以質量％計含有C0.03～0.25％、Si0.05～0.50％、Mn0.1～2.0％、P0.025％以下、S0.01％以下、Al0.005～0.10％、W0.01～1.0％、Cr0.01％以上且小于0.20％、N0.001～0.008％。文檔編號C22C38/60GK101772583SQ20088010048公開日2010年7月7日申請日期2008年7月24日優(yōu)先權日2007年7月27日發(fā)明者小林一貴,木村達己,鹽谷和彥,鈴木伸一,鹿內伸夫申請人:杰富意鋼鐵株式會社