優(yōu)選為0.010%。
[0087] Cu :0· 20 ~1. 50%
[0088] Cu為具有提高鋼的耐腐蝕性的效果的元素。為了得到該效果，Cu含量設(shè)為0. 20% 以上。另一方面，鋼材中的Cu過量地存在時，鋼的制造工序中，在伴有高溫氧化的熱工序例 如連續(xù)鑄造工序以及熱乳工序中，產(chǎn)生紅熱脆化、在鋼材的表面產(chǎn)生裂紋或瑕疵。因此，Cu 含量設(shè)為1. 50%以下。
[0089] Sn :0· 06 ~0· 50%
[0090] Sn為具有提高鋼的耐腐蝕性的效果的元素。為了得到該效果，Sn含量設(shè)為0. 06% 以上。另一方面，Sn含量超過0.50%時，耐腐蝕性飽和。此外，在含有Cu的鋼含有Sn時，耐 腐蝕性提高，但助長紅熱脆化、在制造工序中容易產(chǎn)生表面瑕疵。因此，Sn含量設(shè)為0. 50% 以下。
[0091] 2-1. A1和Ni的含有率的限定理由
[0092] A1 :0· 06 ~1. 00%
[0093] A1為原本在鋼的脫氧中所使用的元素，本發(fā)明中為了抑制Cu脆化而含有。然而， A1含有率不足0. 06%時，不能得到足夠的脆化抑制效果。另一方面，超過1. 00%時，在鑄坯 的冷卻過程中所形成的內(nèi)部氧化層內(nèi)產(chǎn)生的A1203含有率過量、損害脆化抑制效果。從這些 情況出發(fā)，本發(fā)明中，將A1含有率設(shè)為0. 06~1. 00 %。該A1含有率為酸可溶A1的含有 率。
[0094] Ni :0· 05 ~1. 00%
[0095] Ni為擴大Fe中的Cu的固溶極限、并且將氧化皮與鋼材表層部的母相的界面凹凸 化、促進向氧化皮側(cè)排斥析出的Cu液相的元素。此外，為在鋼材的表層部形成FeNi合金相、 抑制母相的氧化的進行的元素。然而，Ni含有率不足0.05%時，不能得到足夠的脆化抑制 效果。此外，Ni含有率超過1. 00%時，不僅在經(jīng)濟上不優(yōu)選，而且在鋼材表層部的選擇氧化 時容易形成FeNi合金相，因此抑制合金相內(nèi)的內(nèi)部氧化層的成長、助長晶界氧化的進行。 從這些情況出發(fā)，本發(fā)明中，將Ni含有率設(shè)為0.05~1.00%。
[0096] 2-2.成分比的規(guī)定理由
[0097] 本發(fā)明中進一步進行調(diào)整以使鋼水的成分組成滿足下述式（1)~（3)的關(guān)系。
[0098] K1 = [AlV(3[Si] + [Mn])彡 0· 050…（1)
[0099] K2 = [NiV([Cu]+5[Sn])彡 0· 10…（2)
[0100] K3 = [Al]/[Ni]彡 0· 20…（3)
[0101] 其中，[Al]、[Si]、[Mn]、[Ni]、[Cu]以及[Sn]分別為鋼水中的 Al、Si、Mn、Ni、Cu 以及Sn的含有率（質(zhì)量％ )。
[0102] 此外，優(yōu)選進行調(diào)整以使鋼水的成分組成滿足下述式（4)的關(guān)系。
[0103] 1. 0 彡[Cu]/[Sn]彡 8. 0... (4)
[0104] 這些式子為本發(fā)明人等對于合金元素對鋼材表面的氧化皮的形成、氧化皮與鋼材 表層部的母相的界面的形狀、以及內(nèi)部氧化層的形成的影響并且包括Cu、Sn、Al、Ni、Si以 及Μη的相互作用在內(nèi)進行研究的結(jié)果、見解。通過滿足這些式子，從而可以抑制Cu脆化。 以下，對于上述式（1)~（4)的規(guī)定理由進行說明。
[0105] (1)K1 = [Al]/(3[Si] + [Mn]) ^0.050
[0106] K1為以Al、Si以及Μη的含有率來表示的值，為對內(nèi)部氧化層的形成產(chǎn)生影響的 值。Al、Si以及Μη均為比Fe活潑的元素，在鋼材的氧化進行時，先于Fe進行氧化、在鋼材 的表層部大量生成微細的氧化物顆粒。由這些元素的氧化物顆粒形成的是內(nèi)部氧化層。
[0107] 在內(nèi)部氧化層內(nèi)生成的氧化物是由Al、Si、Μη以及0組成的復合氧化物。各個復 合氧化物的組成大致分為：以Si02以及ΜηΟ為主要成分且含有不足10 %的Α1 203的Si-Mn 系、以Si02以及A1 203為主要成分且含有不足20 %的MnO的Si-Al系、以A1 203以及MnO為 主要成分且含有不足10%的Si〇j9 Al-Mn系等。A1 203的含有率以內(nèi)部氧化層內(nèi)的復合氧 化物中的總量計優(yōu)選為15%以上且40%以下。
[0108] 將A1含有率較低的普通鋼在大氣中保持為高溫時，在鋼材的母相的內(nèi)部形成含 有Si02以及MnO作為主要成分、A1 203的含有率最多也不足3%的內(nèi)部氧化層。另一方面， A1含有率高時，由于A1的還原力高，因此形成局部含有A1203的內(nèi)部氧化層。
[0109] K1的值不足0. 050時，內(nèi)部氧化層內(nèi)的氧化物以SiMn氧化物為主。此外，在部分 地析出的Cu液相的內(nèi)側(cè)，氧未充分地擴散、不與Si以及Μη反應(yīng)，因此內(nèi)部氧化層不成長、 內(nèi)部氧化層的厚度變得不均勻。其結(jié)果，鋼材的晶界的氧化（晶界氧化）顯著地進行、析出 的Cu液相向晶界的滲透也變得容易、引起Cu脆化。
[0110] 另一方面，K1的值為0.050以上時，與不足0.050的情況相比，容易形成A120 3、內(nèi) 部氧化層也在析出的Cu液相的內(nèi)側(cè)成長、形成厚度均勻的內(nèi)部氧化層。其結(jié)果抑制Cu脆 化。
[0111] K1的值優(yōu)選為2.0以下。K1的值大于2.0時，在內(nèi)部氧化層的內(nèi)部過量地形成 A1203。尤其是構(gòu)成鋼材的各元素的氧化物沿著鋼材的晶界成長，反而助長鋼材的氧化、析出 的Cu液相向晶界的滲透也變得容易、引起Cu脆化。
[0112] (2)K2 = [Ni]/([Cu]+5[Sn]) ^ 0. 10
[0113] K2為以Ni、Cu以及Sn的含有率來表示的值，為對鋼材的氧化進行時的Fe的選擇 氧化行為產(chǎn)生影響的值。
[0114] K2的值不足0. 10時，Cu液相容易形成、析出。進而，氧化皮與鋼材表層部的母相 的界面的形狀變得平滑而未凹凸化。因此，析出的Cu液相集聚在界面、鋼材的裂紋敏感性 變高。
[0115] K2的值優(yōu)選為1. 2以下。這是由于K2的值過大時、效果飽和，因此經(jīng)濟上不優(yōu)選。
[0116] (3)K3 = [Al]/[Ni]彡 0· 20
[0117] K3為A1與Ni的含有率的比，為對所形成的內(nèi)部氧化層的厚度的均勻性產(chǎn)生影響 的值。
[0118] K3的值不足0. 20時，由于在鋼材的表層部所形成的FeNi合金相，其內(nèi)側(cè)的氧化被 抑制，其結(jié)果，內(nèi)部氧化層的厚度變得不均勻。內(nèi)部氧化層的厚度不均勻時，促進構(gòu)成鋼材 的各元素的氧化物沿著鋼材的晶界的成長、并且析出的Cu液相向晶界的滲透也變得容易， 因此引起Cu脆化。
[0119] K3的值優(yōu)選2. 0以下。K3的值大于2. 0時，在內(nèi)部氧化層的內(nèi)部過量地形成A1203。 尤其是構(gòu)成鋼材的各元素的氧化物沿著鋼材的晶界成長，助長鋼材的氧化，析出的Cu液相 向晶界的滲透也變得容易，因此引起Cu脆化。
[0120] (4)內(nèi)部氧化層中生成的復合氧化物中的A1203的含有率：15~40%
[0121] 內(nèi)部氧化層中生成的復合氧化物中的A1203的含有率優(yōu)選設(shè)為15~40%。復合氧 化物中的A1203的含有率不足15%時，內(nèi)部氧化層的厚度產(chǎn)生不均勻。此情況雖為內(nèi)部氧 化與表層部的氧化（氧化皮的成長）一同進行，但Ni在局部富集而形成FeNi合金相。該 FeNi合金相的情況下內(nèi)部氧化幾乎不進行，其結(jié)果，內(nèi)部氧化層的厚度變得不均勻。在內(nèi) 部氧化未進行的區(qū)域，保持晶粒內(nèi)的氧化被抑制、僅晶界氧化顯著地進行，其成為裂紋的起 點。此外，進行了顯著的晶界氧化的晶界處Cu液相的滲透也變得容易、引起Cu脆化。另一 方面，即便有FeNi合金相但若生成A1203，則內(nèi)部氧化層的厚度變得均勻。其結(jié)果抑制Cu脆 化。此時的復合氧化物中的A1203的含有率為15%以上。
[0122] 另一方面，進一步提尚A1量時，復合氧化物中的A1203的含有率升尚。而且，A1 203的含有率為40質(zhì)量％以上時是硬質(zhì)的，因此成為熱加工時的瑕疵產(chǎn)生的原因。因此，內(nèi)部 氧化層中生成的復合氧化物中的A1203的含有率優(yōu)選設(shè)為40 %以下。
[0123] 內(nèi)部氧化層中生成的復合氧化物中的A1203的含有率可以通過依次經(jīng)過例如下述 1)~7)而得到。
[0124] 1)從鋼材采取觀察試樣，使用掃描型電子顯微鏡（SEM)觀察表層部（縱截面）。
[0125] 2)在反射電子圖像中觀察組成差、選擇氧化物。在此，對于反射電子圖像，越重的 元素、亮度越高。氧化物的形成元素〇、Al、Si以及Μη均比Fe輕，因此可由低于Fe母相的 亮度觀察、辨別氧化物。
[0126] 3)用能量色散型X射線檢測器（EDS)評價氧化物的組成。此時，對于氧化物區(qū)域 以原子數(shù)比（原子數(shù)濃度）評價組成。
[0127] 4)求出從基于原子數(shù)濃度的組成的構(gòu)成元素中將輕元素 C、0、以及母相的主要成 分Fe扣除后的金屬元素的原子數(shù)濃度比率（求出作為復合氧化物的主要構(gòu)成元素的A1、 Si、Mn的比率）。
[0128] 5)考慮形成氧化物的價數(shù)，換算為構(gòu)成氧化物。根據(jù)A1203、Si0 2以及MnO各自的 分子量（ALOJAIO^) :50. 98、Si02:60· 10、Mn0 :70. 94)，換算為重量濃度。
[0129] 6)算出復合氧化物中的Α1203含量。
[0130] 7)以上對于至少10個以上的復合夾雜物進行，求出平均值。
[0131] (5) 1. 0 彡[Cu] / [Sn]彡 8. 0
[0132] [Cu]/[Sn]為Cu與Sn的含有率的比、即為上述的Cu/Sn比。通過將Cu/Sn比設(shè)為 1. 0~8. 0,即便在氯化物環(huán)境、氧化性環(huán)境等嚴苛的環(huán)境下也可以得到足夠的耐腐蝕性。
[0133] [Cu]/[Sn]不足1.0時，成為富Sn的鋼，不能得到作為目標的Cu-Sn共存鋼的耐 腐蝕性能。另一方面，[Cu]/[Sn]超