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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024049708
(43)【公開日】2024-04-10
(54)【発明の名称】鋼板
(51)【国際特許分類】
C22C 38/00 20060101AFI20240403BHJP
C22C 38/38 20060101ALI20240403BHJP
C22C 38/60 20060101ALI20240403BHJP
C21D 8/02 20060101ALN20240403BHJP
【ＦＩ】
C22C38/00 302Z
C22C38/00 301H
C22C38/38
C22C38/60
C21D8/02 D
C21D8/02 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022156106
(22)【出願日】2022-09-29
(71)【出願人】
【識別番号】000001258
【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100184859
【弁理士】
【氏名又は名称】磯村 哲朗
(74)【代理人】
【識別番号】100123386
【弁理士】
【氏名又は名称】熊坂 晃
(74)【代理人】
【識別番号】100196667
【弁理士】
【氏名又は名称】坂井 哲也
(74)【代理人】
【識別番号】100130834
【弁理士】
【氏名又は名称】森 和弘
(72)【発明者】
【氏名】三浦 進一
(72)【発明者】
【氏名】橋本 薫
(72)【発明者】
【氏名】塩谷 和彦
【テーマコード（参考）】
4K032
【Ｆターム（参考）】
4K032AA01
4K032AA02
4K032AA05
4K032AA08
4K032AA09
4K032AA10
4K032AA12
4K032AA13
4K032AA14
4K032AA15
4K032AA16
4K032AA19
4K032AA21
4K032AA22
4K032AA23
4K032AA24
4K032AA26
4K032AA27
4K032AA29
4K032AA31
4K032AA35
4K032AA36
4K032AA37
4K032AA39
4K032AA40
4K032BA01
4K032CA02
4K032CA03
4K032CC03
4K032CC04
4K032CD01
4K032CD02
4K032CD03
4K032CD05
4K032CD06
4K032CF03
(57)【要約】 （修正有）
【課題】耐腐食摩耗性に優れた鋼板を提供する。
【解決手段】質量％で、Ｃ：０．３２％以上０．３７％以下、Ｓｉ：０．０５％以上１．００％以下、Ｍｎ：０．１０％以上２．００％以下、Ｐ：０．００１％以上０．０３０％以下、Ｓ：０．０００１％以上０．０３００％以下、Ａｌ：０．００５％以上０．１００％以下、Ｃｒ：３．００％以上１１．５０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、表面硬さがブリネル硬さＨＢＷ１０／３０００で５６０以上６４０以下であることを特徴とする鋼板。
【選択図】なし
【解決手段】質量％で、Ｃ：０．３２％以上０．３７％以下、Ｓｉ：０．０５％以上１．００％以下、Ｍｎ：０．１０％以上２．００％以下、Ｐ：０．００１％以上０．０３０％以下、Ｓ：０．０００１％以上０．０３００％以下、Ａｌ：０．００５％以上０．１００％以下、Ｃｒ：３．００％以上１１．５０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、表面硬さがブリネル硬さＨＢＷ１０／３０００で５６０以上６４０以下であることを特徴とする鋼板。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
質量％で、
Ｃ：０．３２％以上０．３７％以下、
Ｓｉ：０．０５％以上１．００％以下、
Ｍｎ：０．１０％以上２．００％以下、
Ｐ：０．００１％以上０．０３０％以下、
Ｓ：０．０００１％以上０．０３００％以下、
Ａｌ：０．００５％以上０．１００％以下、
Ｃｒ：３．００％以上１１．５０％以下を含有し、
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
表面硬さがブリネル硬さＨＢＷ１０／３０００で５６０以上６４０以下、
であることを特徴とする鋼板。
Ｃ：０．３２％以上０．３７％以下、
Ｓｉ：０．０５％以上１．００％以下、
Ｍｎ：０．１０％以上２．００％以下、
Ｐ：０．００１％以上０．０３０％以下、
Ｓ：０．０００１％以上０．０３００％以下、
Ａｌ：０．００５％以上０．１００％以下、
Ｃｒ：３．００％以上１１．５０％以下を含有し、
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
表面硬さがブリネル硬さＨＢＷ１０／３０００で５６０以上６４０以下、
であることを特徴とする鋼板。
【請求項2】
さらに、質量％で、
Ｍｏ：１．００％以下、
Ｎｂ：０．１００％以下、
Ｔｉ：０．１００％以下、
Ｖ：０．２００％以下、
Ｚｒ：０．１００％以下、
Ｓｎ：０．２００％以下、
Ｓｂ：０．２００％以下、
Ｃｕ：２．００％以下、
Ｎｉ：２．００％以下、
Ｃｏ：２．００％以下、
Ｗ：１．００％以下、
Ｂ：０．００３０％以下、
ＲＥＭ：０．０１００％以下、
Ｃａ：０．０１００％以下、
Ｍｇ：０．０１００％以下、
から選ばれる一種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載の鋼板。
Ｍｏ：１．００％以下、
Ｎｂ：０．１００％以下、
Ｔｉ：０．１００％以下、
Ｖ：０．２００％以下、
Ｚｒ：０．１００％以下、
Ｓｎ：０．２００％以下、
Ｓｂ：０．２００％以下、
Ｃｕ：２．００％以下、
Ｎｉ：２．００％以下、
Ｃｏ：２．００％以下、
Ｗ：１．００％以下、
Ｂ：０．００３０％以下、
ＲＥＭ：０．０１００％以下、
Ｃａ：０．０１００％以下、
Ｍｇ：０．０１００％以下、
から選ばれる一種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載の鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、産業機械、運搬機器等で耐摩耗性が要求される部材用に用いられる鋼板に関し、特に、石炭採掘環境などの酸性の腐食環境において耐食耐摩耗性に優れる鋼板に関する。
【背景技術】
【0002】
パワーショベル、ブルドーザー、ホッパー、バケット、ダンプトラック、コンベアなど産業機械、運搬機器等の部材では、土砂や鉱石、石炭などとの接触により摩耗が生じる。このため、部材の寿命延長を目的に耐摩耗性に優れた鋼板が用いられている。産業機械、運搬機器等の実際の使用環境は、乾燥、湿潤など種々の状態にあり、湿潤状態で使用される場合は腐食性物質を含むことが多い。そのような環境下における腐食摩耗は非常に激しいことが知られている。特に、石炭採掘環境では、石炭からの浸出液が酸性を示す場合があり、そのような場合は一層腐食摩耗が激しくなる。そのため、耐腐食摩耗性に優れた鋼板が求められていた。
【0003】
このような要望に対して、例えば、特許文献１では、質量％で、Ｃ：０．１８～０．２５％、Ｓｉ：０．０５～１．００％、Ｍｎ：０．１０～２．００％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．００５０％以下、Ａｌ：０．００５～０．１００％、Ｃｒ：０．０５～２．００％、Ｎｂ：０．００５～０．１００％、Ｔｉ：０．００５～０．１００％、Ｗ：０．０５～１．００％、必要に応じて、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｖ、Ｂ、ＲＥＭ、Ｃａ、Ｍｇの１種または２種以上を含む組成の腐食環境における耐摩耗性に優れる鋼が開示されている。Ｗが腐食反応を抑制することにより、腐食環境における耐摩耗性を向上させている。なお、特許文献１では、腐食環境としてＮａＣｌ水溶液を用いて耐摩耗性を評価している。
【0004】
また、特許文献２では、質量％で、Ｃ：０．２０～０．３５％、Ｓｉ：０．０２％～１．００％、Ｍｎ：０．１～２．０％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ａｌ：０．００５～０．１００％、Ｓｂ：０．００５～０．２０％、Ｂ：０．０００３～０．００３０％を含み、更に、Ｃｒ：０．０５～２．０％、Ｍｏ：０．０５～１．０％のうちから選ばれた１種以上を含み、かつ０．０５≦（Ｃｒｓｏｌ＋２．５Ｍｏｓｏｌ）≦０．２（ここで、Ｃｒｓｏｌ：鋼中固溶Ｃｒ量（質量％）、Ｍｏｓｏｌ：鋼中固溶Ｍｏ量（質量％））を満足する組成の耐腐食摩耗性に優れる耐摩耗鋼板が開示されている。固溶Ｃｒと固溶Ｍｏが腐食反応を抑制することにより、耐腐食摩耗性を向上させている。なお、特許文献２では、腐食環境としてＮａＣｌ水溶液を用いて耐摩耗性を評価している。
【0005】
また、特許文献３では、Ｃ：０．０１～０．２５％、Ｓｉ：０．０１～０．５０％、Ｍｎ：０．１～２．０％、Ｐ：０．０３５以下、Ｓ：０．０３５％以下、Ａｌ：０．００３～０．１０％、Ｃｕ：０．０５～０．３５％、Ｎｉ：０．０２～０．４０％、Ｓｂ：０．０１～０．２％、Ｗ：０．００５～０．５％、Ｎｂ：０．００３～０．０２５％、Ｃｒ：０．１％以下、Ｎ：０．００１０～０．００８０％を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、かつ表面から深さ方向に２ｍｍの位置のビッカース硬度が１４０以上であることで、特定環境下に置いて優れた耐食性、耐磨耗性、高靭性を示す耐食鋼が開示されている。
【0006】
また、特許文献４では、質量％で、Ｃ：０．１０～０．３５％、Ｓｉ：１．００％超、２．００％以下、Ｍｎ：０．１０～２．００％、Ｐ：０．０２００％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｃｒ：０．０５％超、２．００％以下、Ａｌ：０．０１０～０．１００％、Ｎ：０．００２０～０．０１００％、Ｂ：０．０００３～０．００３０％を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなり、Ｈ≧２３５＋７０６［Ｃ］（１－０．３［Ｃ］2）（式中、Ｈは前記耐食性耐摩耗鋼板の表層部硬度（ＨＶ）を表し、［Ｃ］は前記Ｃの含有量（質量％）を表す）を満足することで靭性に優れかつ耐食性と耐摩耗性とを両立する耐食性耐摩耗鋼板が開示されている。なお、特許文献４では、腐食環境として人工海水を用いて耐摩耗性を評価している。
【0007】
また、特許文献５では、質量％で、Ｃ：０．０１～０．１５％、Ｓｉ：０．０５～１．００％、Ｍｎ：０．１０～２．００％、Ｃｒ：０．０５％超、３．００％以下、Ａｌ：０．０１～０．１０％、Ｂ：０．０００３～０．００２０％を含有し、次式（Ｃｅｑ（％）＝［Ｃ］＋［Ｍｎ］／６＋［Ｓｉ］／２４＋［Ｎｉ］／４０＋［Ｃｒ］／５＋［Ｍｏ］／４＋［Ｖ］／４）（式中、［Ｘ］は、元素Ｘの質量％での含有量を表す）によって求められる炭素当量Ｃｅｑ（％）が０．２０％以上であり、表層部のラス状組織の面積率が９０％以上であり、前記ラス状組織に存在するセメンタイトの長軸／短軸比が２．００以上である金属組織を有し、表層部硬度が２００ＨＶ５以上であることで、石炭専用船又は鉱炭兼用船の船倉に好適な、耐食性及び耐摩耗性に優れた鋼板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２０１５－１９３８７３号公報
【特許文献2】特開２０１６－２２２９６９号公報
【特許文献3】特開２０１７－１２８７６２号公報
【特許文献4】特開２０２０－００７５８９号公報
【特許文献5】特開２０２０－１３２９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、特許文献１、２および４では、耐食性の改善対象とする腐食環境がＮａＣｌ水溶液や人工海水であるため、石炭採掘環境などのような酸性環境における耐腐食摩耗性を改善できていない、という問題点があった。また、特許文献３、５は、鋼材の硬さがビッカース硬度で３６５以下と低く、産業機械や運搬機器等には適さないという問題点があった。また、産業用機械や運搬機器等にはその使用環境の過酷さから適切な靭性を有する必要がある。
【0010】
本発明は、かかる事情に鑑み、耐腐食摩耗性および靭性に優れた鋼板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前記課題を解決するために、耐腐食摩耗性の観点から各種要因の影響について鋭意検討した。その結果、鋼材の耐摩耗性と耐食性を同時に向上させるために下記の（１）と（２）を同時に満たすことで、石炭採掘環境のような酸性環境における耐腐食摩耗性が向上するとの知見を得た。
耐摩耗性を向上させるためには、
（１）硬さを上昇させる。
酸性環境での耐食性を向上させるためには、
（２）酸性の腐食環境において、アノード反応によりイオンとして溶出し、インヒビター効果により腐食を抑制することで、耐腐食摩耗性を向上させるのに有効であるＣｒを添加する。
すなわち、前記課題を解決するためには、耐摩耗性と耐食性が同時に向上するように硬さを上昇させつつ、Ｃｒを添加する、ことが必要であると知見した。課題を解決する本発明の要旨は次の通りである。
［１］ 質量％で、
Ｃ：０．３２％以上０．３７％以下、
Ｓｉ：０．０５％以上１．００％以下、
Ｍｎ：０．１０％以上２．００％以下、
Ｐ：０．００１％以上０．０３０％以下、
Ｓ：０．０００１％以上０．０３００％以下、
Ａｌ：０．００５％以上０．１００％以下、
Ｃｒ：３．００％以上１１．５０％以下を含有し、
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
表面硬さがブリネル硬さＨＢＷ１０／３０００で５６０以上６４０以下、
であることを特徴とする鋼板。
［２］ さらに、質量％で、
Ｍｏ：１．００％以下、
Ｎｂ：０．１００％以下、
Ｔｉ：０．１００％以下、
Ｖ：０．２００％以下、
Ｚｒ：０．１００％以下、
Ｓｎ：０．２００％以下、
Ｓｂ：０．２００％以下、
Ｃｕ：２．００％以下、
Ｎｉ：２．００％以下、
Ｃｏ：２．００％以下、
Ｗ：１．００％以下、
Ｂ：０．００３０％以下、
ＲＥＭ：０．０１００％以下、
Ｃａ：０．０１００％以下、
Ｍｇ：０．０１００％以下、
から選ばれる一種以上を含有することを特徴とする［１］に記載の鋼板。
耐摩耗性を向上させるためには、
（１）硬さを上昇させる。
酸性環境での耐食性を向上させるためには、
（２）酸性の腐食環境において、アノード反応によりイオンとして溶出し、インヒビター効果により腐食を抑制することで、耐腐食摩耗性を向上させるのに有効であるＣｒを添加する。
すなわち、前記課題を解決するためには、耐摩耗性と耐食性が同時に向上するように硬さを上昇させつつ、Ｃｒを添加する、ことが必要であると知見した。課題を解決する本発明の要旨は次の通りである。
［１］ 質量％で、
Ｃ：０．３２％以上０．３７％以下、
Ｓｉ：０．０５％以上１．００％以下、
Ｍｎ：０．１０％以上２．００％以下、
Ｐ：０．００１％以上０．０３０％以下、
Ｓ：０．０００１％以上０．０３００％以下、
Ａｌ：０．００５％以上０．１００％以下、
Ｃｒ：３．００％以上１１．５０％以下を含有し、
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
表面硬さがブリネル硬さＨＢＷ１０／３０００で５６０以上６４０以下、
であることを特徴とする鋼板。
［２］ さらに、質量％で、
Ｍｏ：１．００％以下、
Ｎｂ：０．１００％以下、
Ｔｉ：０．１００％以下、
Ｖ：０．２００％以下、
Ｚｒ：０．１００％以下、
Ｓｎ：０．２００％以下、
Ｓｂ：０．２００％以下、
Ｃｕ：２．００％以下、
Ｎｉ：２．００％以下、
Ｃｏ：２．００％以下、
Ｗ：１．００％以下、
Ｂ：０．００３０％以下、
ＲＥＭ：０．０１００％以下、
Ｃａ：０．０１００％以下、
Ｍｇ：０．０１００％以下、
から選ばれる一種以上を含有することを特徴とする［１］に記載の鋼板。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、耐腐食摩耗性に優れた鋼板を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下に、本発明を詳細に説明する。なお、成分組成に関する「％」は、特に断らない限り「質量％」を意味するものとする。
【0014】
Ｃ：０．３２％以上０．３７％以下
Ｃは鋼の硬さを高める元素である。所望の硬さを確保するため０．３２％以上含有する必要がある。一方、０．３７％を超えるとガス切断性が著しく劣化し、割れが生ずる。したがって、Ｃ含有量は０．３２％以上０．３７％以下とする。好ましくは、０．３３％以上、０．３６％以下である。より好ましくは０．３４％以上、０．３５％以下である。
Ｃは鋼の硬さを高める元素である。所望の硬さを確保するため０．３２％以上含有する必要がある。一方、０．３７％を超えるとガス切断性が著しく劣化し、割れが生ずる。したがって、Ｃ含有量は０．３２％以上０．３７％以下とする。好ましくは、０．３３％以上、０．３６％以下である。より好ましくは０．３４％以上、０．３５％以下である。
【0015】
Ｓｉ：０．０５％以上１．００％以下
Ｓｉは、溶鋼の脱酸剤として作用する有効な元素である。このような効果を確保するためには０．０５％以上の含有を必要とする。一方、１．００％を超えて多量に含有すると、延性が低下し、また介在物が増加する。したがって、Ｓｉ含有量は０．０５％以上１．００％以とする。好ましくは０．１０％以上０．４０％以下である。
Ｓｉは、溶鋼の脱酸剤として作用する有効な元素である。このような効果を確保するためには０．０５％以上の含有を必要とする。一方、１．００％を超えて多量に含有すると、延性が低下し、また介在物が増加する。したがって、Ｓｉ含有量は０．０５％以上１．００％以とする。好ましくは０．１０％以上０．４０％以下である。
【0016】
Ｍｎ：０．１０％以上２．００％以下
Ｍｎは焼入れ性を向上させる元素であり、所定の焼入れ性を確保するために０．１０％以上含有する必要がある。一方、２．００％を超えて過剰に含有すると溶接性が劣化する。したがって、Ｍｎ含有量は０．１０％以上２．００％以下とする。好ましくは０．１５％以上１．８０％以下である．より好ましくは０．２０％以上１．８０％以下である。
Ｍｎは焼入れ性を向上させる元素であり、所定の焼入れ性を確保するために０．１０％以上含有する必要がある。一方、２．００％を超えて過剰に含有すると溶接性が劣化する。したがって、Ｍｎ含有量は０．１０％以上２．００％以下とする。好ましくは０．１５％以上１．８０％以下である．より好ましくは０．２０％以上１．８０％以下である。
【0017】
Ｐ：０．００１％以上０．０３０％以下
Ｐは鋼中に多量に含有すると溶接性を劣化させる。そのため、０．０３０％を上限とする。できるだけ低減することが望ましいが、過度の低減は精錬コストの高騰を招くため、０．００１％以上とする。したがって、Ｐ含有量は０．００１％以上０．０３０％以下とする。好ましくは０．０１５％以下である。
Ｐは鋼中に多量に含有すると溶接性を劣化させる。そのため、０．０３０％を上限とする。できるだけ低減することが望ましいが、過度の低減は精錬コストの高騰を招くため、０．００１％以上とする。したがって、Ｐ含有量は０．００１％以上０．０３０％以下とする。好ましくは０．０１５％以下である。
【0018】
Ｓ：０．０００１％以上０．０３００％以下
Ｓは、鋼中に多量に含まれるとＭｎＳとして析出し、ガス切断性劣化を招くため、０．０３００％以下とする必要がある。ただし、過度の低減は精錬コストの増大を招くため、０．０００１％以上とする。したがって、Ｓ含有量は０．０００１％以上、０．０３００％以下とする。好ましくは０．０００５％以上０．００３０％以下、より好ましくは０．００３０％以下である。
Ｓは、鋼中に多量に含まれるとＭｎＳとして析出し、ガス切断性劣化を招くため、０．０３００％以下とする必要がある。ただし、過度の低減は精錬コストの増大を招くため、０．０００１％以上とする。したがって、Ｓ含有量は０．０００１％以上、０．０３００％以下とする。好ましくは０．０００５％以上０．００３０％以下、より好ましくは０．００３０％以下である。
【0019】
Ａｌ：０．００５％以上０．１００％以下
Ａｌは、製鋼時の脱酸に必要な元素であり、窒化物を形成しオーステナイト粒径を小さくし靭性を向上する効果を有する。このような効果を得るため、Ａｌ含有量として０．００５％以上含有する必要がある。一方、０．１００％を超えると鋼素材や鋼板の清浄度が低下し、その結果靭性が低下する。したがって、Ａｌ含有量は０．００５％以上０．１００％以下とする。好ましくは０．０７０％以下であり、より好ましくは０．０５０％以下である。好ましくは０．０１０％以上である。
Ａｌは、製鋼時の脱酸に必要な元素であり、窒化物を形成しオーステナイト粒径を小さくし靭性を向上する効果を有する。このような効果を得るため、Ａｌ含有量として０．００５％以上含有する必要がある。一方、０．１００％を超えると鋼素材や鋼板の清浄度が低下し、その結果靭性が低下する。したがって、Ａｌ含有量は０．００５％以上０．１００％以下とする。好ましくは０．０７０％以下であり、より好ましくは０．０５０％以下である。好ましくは０．０１０％以上である。
【0020】
Ｃｒ：３．００％以上１１．５０％以下
Ｃｒは、本発明において重要な要件であり、特に石炭採掘環境などの酸性の腐食環境における耐腐食摩耗性を著しく向上させる効果を有する。Ｃｒは、焼入れ性を向上させる元素であり、硬さを上昇させる効果を有する。また、石炭採掘環境などの酸性の腐食環境において、アノード反応によりＣｒ酸イオンとして溶出し、インヒビター効果により腐食を抑制することで、耐腐食摩耗性を向上させる効果を有する。このような効果を得るためには３．００％以上含有する必要がある。一方、１１．５０％を超えて含有すると、溶接性が低下するとともに、製造コストが高騰するため、３．００％以上１１．５０％以下の範囲に限定した。なお、Ｃｒの含有量の上限について、好ましくは１１．００％以下、より好ましくは１０．００％以下の範囲とする。
Ｃｒは、本発明において重要な要件であり、特に石炭採掘環境などの酸性の腐食環境における耐腐食摩耗性を著しく向上させる効果を有する。Ｃｒは、焼入れ性を向上させる元素であり、硬さを上昇させる効果を有する。また、石炭採掘環境などの酸性の腐食環境において、アノード反応によりＣｒ酸イオンとして溶出し、インヒビター効果により腐食を抑制することで、耐腐食摩耗性を向上させる効果を有する。このような効果を得るためには３．００％以上含有する必要がある。一方、１１．５０％を超えて含有すると、溶接性が低下するとともに、製造コストが高騰するため、３．００％以上１１．５０％以下の範囲に限定した。なお、Ｃｒの含有量の上限について、好ましくは１１．００％以下、より好ましくは１０．００％以下の範囲とする。
【0021】
以上の必須添加元素で、本発明鋼は目的とする特性が得られるが、上記の必須添加元素に加えて、必要に応じて下記の元素から選ばれる一種以上を添加することができる。
【0022】
Ｍｏ：１．００％以下
Ｍｏは、焼入れ性を向上させる元素であり、硬さを上昇させる効果を有する。このような効果を得るためには、０．０１％以上含有することが好ましい。一方、１．００％を超えるとＭｏ消費量増加に伴うコスト上昇を招く。したがって、含有する場合、Ｍｏ含有量は１．００％以下とする。好ましくは０．８０％以下である。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．１０％以上である。
Ｍｏは、焼入れ性を向上させる元素であり、硬さを上昇させる効果を有する。このような効果を得るためには、０．０１％以上含有することが好ましい。一方、１．００％を超えるとＭｏ消費量増加に伴うコスト上昇を招く。したがって、含有する場合、Ｍｏ含有量は１．００％以下とする。好ましくは０．８０％以下である。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．１０％以上である。
【0023】
Ｎｂ：０．１００％以下
Ｎｂは、強度を高めるために必要な元素である。この効果を充分に得るためには、０．００１％以上含有することが好ましい。一方、０．１００％を超えると効果は飽和する。したがって、含有する場合、Ｎｂ含有量は０．１００％以下とする。好ましくは０．００１％以上である。
Ｎｂは、強度を高めるために必要な元素である。この効果を充分に得るためには、０．００１％以上含有することが好ましい。一方、０．１００％を超えると効果は飽和する。したがって、含有する場合、Ｎｂ含有量は０．１００％以下とする。好ましくは０．００１％以上である。
【0024】
Ｔｉ：０．１００％以下
Ｔｉは、強度を高めるために必要な元素である。この効果を充分に得るためには、０．００１％以上含有することが好ましい。一方、０．１００％を超えると効果は飽和する。したがって、含有する場合、Ｔｉ含有量は０．１００％以下とする。好ましくは０．００１％以上である。
Ｔｉは、強度を高めるために必要な元素である。この効果を充分に得るためには、０．００１％以上含有することが好ましい。一方、０．１００％を超えると効果は飽和する。したがって、含有する場合、Ｔｉ含有量は０．１００％以下とする。好ましくは０．００１％以上である。
【0025】
Ｖ：０．２００％以下
Ｖは、強度を高めるために必要な元素である。この効果を充分に得るためには、０．００１％以上含有することが好ましい。一方、０．２００％を超えると効果が飽和する。したがって、含有する場合、Ｖ含有量は０．２００％以下とする。好ましくは０．００１％以上である。
Ｖは、強度を高めるために必要な元素である。この効果を充分に得るためには、０．００１％以上含有することが好ましい。一方、０．２００％を超えると効果が飽和する。したがって、含有する場合、Ｖ含有量は０．２００％以下とする。好ましくは０．００１％以上である。
【0026】
Ｚｒ：０．１００％以下
Ｚｒは、強度を高めるために必要な元素である。この効果を充分に得るためには、０．００１％以上含有することが好ましい。一方、０．１００％を超えると効果が飽和する。したがって、含有する場合、Ｚｒ含有量は０．１００％以下とする。好ましくは０．００１％以上である。
Ｚｒは、強度を高めるために必要な元素である。この効果を充分に得るためには、０．００１％以上含有することが好ましい。一方、０．１００％を超えると効果が飽和する。したがって、含有する場合、Ｚｒ含有量は０．１００％以下とする。好ましくは０．００１％以上である。
【0027】
Ｓｎ：０．２００％以下
Ｓｎは、石炭採掘環境などの酸性の腐食環境において、鋼材のアノード反応を抑制するとともに、カソード反応である水素発生反応を抑制することで鋼材の耐候性を向上させる元素である。このような効果を充分に得るためには、０．００１％以上含有することが好ましい。一方、０．２００％を超えて含有しても効果が飽和する。したがって、Ｓｎを含有する場合、含有量は０．２００％以下とする。好ましくは０．００１％以上である。
Ｓｎは、石炭採掘環境などの酸性の腐食環境において、鋼材のアノード反応を抑制するとともに、カソード反応である水素発生反応を抑制することで鋼材の耐候性を向上させる元素である。このような効果を充分に得るためには、０．００１％以上含有することが好ましい。一方、０．２００％を超えて含有しても効果が飽和する。したがって、Ｓｎを含有する場合、含有量は０．２００％以下とする。好ましくは０．００１％以上である。
【0028】
Ｓｂ：０．２００％以下
Ｓｂは、石炭採掘環境などの酸性の腐食環境において、鋼材のアノード反応を抑制するとともに、カソード反応である水素発生反応を抑制することで鋼材の耐候性を向上させる元素である。このような効果を充分に得るためには、０．００１％以上含有することが好ましい。一方、Ｓｂを、０．２００％を超えて含有しても効果が飽和する。したがって、Ｓｂを含有する場合、含有量は０．２００％以下とする。好ましくは０．００１％以上である。
Ｓｂは、石炭採掘環境などの酸性の腐食環境において、鋼材のアノード反応を抑制するとともに、カソード反応である水素発生反応を抑制することで鋼材の耐候性を向上させる元素である。このような効果を充分に得るためには、０．００１％以上含有することが好ましい。一方、Ｓｂを、０．２００％を超えて含有しても効果が飽和する。したがって、Ｓｂを含有する場合、含有量は０．２００％以下とする。好ましくは０．００１％以上である。
【0029】
Ｃｕ：２．００％以下
Ｃｕは腐食生成物を緻密にし、腐食促進因子である水、酸素、硫酸イオン、塩化物イオンなどの地鉄への透過を抑制することで、腐食反応を抑制する。この効果により、耐腐食摩耗性が向上する。このような効果を得るには含有量が０．０１％以上であることが好ましい。一方、２．００％を超えると熱間加工性が低下し、製造コストが増大する。したがって、含有する場合、Ｃｕ含有量は２．００％以下とする。好ましくは、１．５０％以下であり、より好ましくは、１．２０％以下である。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．１％以上であり、さらに好ましくは０．６０％以上である。
Ｃｕは腐食生成物を緻密にし、腐食促進因子である水、酸素、硫酸イオン、塩化物イオンなどの地鉄への透過を抑制することで、腐食反応を抑制する。この効果により、耐腐食摩耗性が向上する。このような効果を得るには含有量が０．０１％以上であることが好ましい。一方、２．００％を超えると熱間加工性が低下し、製造コストが増大する。したがって、含有する場合、Ｃｕ含有量は２．００％以下とする。好ましくは、１．５０％以下であり、より好ましくは、１．２０％以下である。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．１％以上であり、さらに好ましくは０．６０％以上である。
【0030】
Ｎｉ：２．００％以下
Ｎｉは、焼入れ性を向上させる元素である。このような効果を得るためには、０．０１％以上含有することが好ましい。一方、２．００％を超える含有は、製造コストを上昇させるため、含有する場合には、２．００％以下に限定する。好ましくは、１．５０％以下であり、より好ましくは、０．６０％以下である。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．１％以上であり、さらに好ましくは０．３０％以上である。
Ｎｉは、焼入れ性を向上させる元素である。このような効果を得るためには、０．０１％以上含有することが好ましい。一方、２．００％を超える含有は、製造コストを上昇させるため、含有する場合には、２．００％以下に限定する。好ましくは、１．５０％以下であり、より好ましくは、０．６０％以下である。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．１％以上であり、さらに好ましくは０．３０％以上である。
【0031】
Ｃｏ：２．００％以下
Ｃｏは、焼入れ性を向上させる元素である。この効果を得るためには、０．０１％以上含有することが好ましい。一方、２．００％を超える含有は、製造コストを上昇させるため、含有する場合には、２．００％以下に限定する。好ましくは０．０１％以上である。
Ｃｏは、焼入れ性を向上させる元素である。この効果を得るためには、０．０１％以上含有することが好ましい。一方、２．００％を超える含有は、製造コストを上昇させるため、含有する場合には、２．００％以下に限定する。好ましくは０．０１％以上である。
【0032】
Ｗ：１．００％以下
Ｗは、焼入れ性を向上させる元素であり、硬さを上昇させる効果を有する。このような効果を得るためには、０．０１％以上含有することが好ましい。一方、１．００％を超えるとＷ消費量増加に伴うコスト上昇を招く。したがって、含有する場合、Ｗ含有量は１．００％以下とする。好ましくは０．８０％以下である。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．１０％以上である。
Ｗは、焼入れ性を向上させる元素であり、硬さを上昇させる効果を有する。このような効果を得るためには、０．０１％以上含有することが好ましい。一方、１．００％を超えるとＷ消費量増加に伴うコスト上昇を招く。したがって、含有する場合、Ｗ含有量は１．００％以下とする。好ましくは０．８０％以下である。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．１０％以上である。
【0033】
Ｂ：０．００３０％以下
Ｂは、焼入れ性を向上させる元素である。この効果を得るためには、０．０００１％以上含有することが好ましい。一方、０．００３０％を超えると効果は飽和する。したがって、含有する場合、Ｂ含有量は０．００３０％以下とする。なお、好ましくは０．００２０％以下である。好ましくは０．０００１％以上であり、より好ましくは０．０００５％以上である。
Ｂは、焼入れ性を向上させる元素である。この効果を得るためには、０．０００１％以上含有することが好ましい。一方、０．００３０％を超えると効果は飽和する。したがって、含有する場合、Ｂ含有量は０．００３０％以下とする。なお、好ましくは０．００２０％以下である。好ましくは０．０００１％以上であり、より好ましくは０．０００５％以上である。
【0034】
ＲＥＭ：０．０１００％以下
ＲＥＭは、Ｓを固定し、割れ原因となるＭｎＳの生成を抑制する。このような効果を得るためには０．０００１％以上含有することが好ましい。一方、０．０１００％を超えて含有すると鋼中介在物量が増加し、割れの原因となるため、含有する場合には、０．０１００％以下の範囲に限定する。なお、好ましくは０．００５０％以下である。好ましくは０．０００１％以上であり、より好ましくは０．０００５％以上である。
ＲＥＭは、Ｓを固定し、割れ原因となるＭｎＳの生成を抑制する。このような効果を得るためには０．０００１％以上含有することが好ましい。一方、０．０１００％を超えて含有すると鋼中介在物量が増加し、割れの原因となるため、含有する場合には、０．０１００％以下の範囲に限定する。なお、好ましくは０．００５０％以下である。好ましくは０．０００１％以上であり、より好ましくは０．０００５％以上である。
【0035】
Ｃａ：０．０１００％以下
Ｃａは鋼中のＳを固定し割れ原因となるＭｎＳの生成を抑制する。この効果を十分に得るためには０．０００１％以上含有することが好ましい。一方、０．０１００％を超えて含有すると鋼中介在物量が増加し、割れの原因となるため、含有する場合には、０．０１００％以下とする。なお、好ましくは０．００５０％以下である。好ましくは０．０００１％以上であり、より好ましくは０．０００５％以上である。
Ｃａは鋼中のＳを固定し割れ原因となるＭｎＳの生成を抑制する。この効果を十分に得るためには０．０００１％以上含有することが好ましい。一方、０．０１００％を超えて含有すると鋼中介在物量が増加し、割れの原因となるため、含有する場合には、０．０１００％以下とする。なお、好ましくは０．００５０％以下である。好ましくは０．０００１％以上であり、より好ましくは０．０００５％以上である。
【0036】
Ｍｇ：０．０１００％以下
Ｍｇは、Ｓを固定し、割れ原因となるＭｎＳの生成を抑制する。このような効果を得るためには０．０００１％以上含有することが好ましい。一方、０．０１００％を超えて含有すると鋼中介在物量が増加し、割れの原因となるため、含有する場合には、０．０１００％以下の範囲に限定する。なお、好ましくは０．００５０％以下である。好ましくは０．０００１％以上であり、より好ましくは０．０００５％以上である。
Ｍｇは、Ｓを固定し、割れ原因となるＭｎＳの生成を抑制する。このような効果を得るためには０．０００１％以上含有することが好ましい。一方、０．０１００％を超えて含有すると鋼中介在物量が増加し、割れの原因となるため、含有する場合には、０．０１００％以下の範囲に限定する。なお、好ましくは０．００５０％以下である。好ましくは０．０００１％以上であり、より好ましくは０．０００５％以上である。
【0037】
残部はＦｅおよび不可避的不純物である。ここで不可避的不純物としてＮとＯについては、Ｎ：０．０１００％以下、Ｏ：０．０１００％以下が許容できる。
【0038】
また、本発明の鋼板は、ブリネル硬さＨＢＷ１０／３０００で５６０以上６４０以下の表面硬さを有する。ここでいう「表面硬さ」は、表面から板厚方向に０．５ｍｍの位置で、ＪＩＳ Ｚ ２２４３（２００８）の規定に準拠して測定した値（ブリネル硬さ）を言うものとする。
【0039】
表面硬さ：ブリネル硬さＨＢＷ１０／３０００で５６０以上６４０以下
表面硬さが、ＨＢＷ１０／３０００で５６０未満では、表面硬さが低いため、摩耗環境が厳しくより高い耐腐食摩耗性が要求される場合に、所望の摩耗寿命を確保できない。このため、本発明の鋼板では、表面硬さをブリネル硬さＨＢＷ１０／３０００で５６０以上に限定した。一方、表面硬さがＨＢＷ１０／３０００で６４０を超えると、曲げ加工性が劣化してしまう。このため、表面硬さをブリネル硬さＨＢＷ１０／３０００で６４０以下とした。
表面硬さが、ＨＢＷ１０／３０００で５６０未満では、表面硬さが低いため、摩耗環境が厳しくより高い耐腐食摩耗性が要求される場合に、所望の摩耗寿命を確保できない。このため、本発明の鋼板では、表面硬さをブリネル硬さＨＢＷ１０／３０００で５６０以上に限定した。一方、表面硬さがＨＢＷ１０／３０００で６４０を超えると、曲げ加工性が劣化してしまう。このため、表面硬さをブリネル硬さＨＢＷ１０／３０００で６４０以下とした。
【0040】
本発明における鋼板の板厚は特に限定されず、任意の値とすることができる。なお、鋼板の板厚は、６ｍｍ以上とすることが好ましく、１００ｍｍ以下とすることが好ましい。
【0041】
［鋼板の製造方法］
上記した成分組成の溶鋼を、転炉、電気炉等の公知の方法で溶製し、連続鋳造法や造塊
法等の公知の方法でスラブやビレット等の鋼素材とする。なお、溶鋼に、取鍋精錬や真空
脱ガス等の処理を付加しても良いことは言うまでもない。熱間圧延においては、強度を確
保するために、鋼素材の加熱温度および熱間圧延時の仕上終了温度および冷却速度を適正
化することが好ましい。すなわち、熱間仕上圧延終了温度を確保する観点から、好ましくは１０００～１２５０℃の温度に鋼素材を加熱したのち、所望の寸法形状に熱間圧延するか、あるいは鋼素材の温度が熱間圧延可能な程度に高温である場合には加熱することなく、あるいは均熱する程度で直ちに所望の寸法形状の鋼材に熱間圧延することが好ましい。
上記した成分組成の溶鋼を、転炉、電気炉等の公知の方法で溶製し、連続鋳造法や造塊
法等の公知の方法でスラブやビレット等の鋼素材とする。なお、溶鋼に、取鍋精錬や真空
脱ガス等の処理を付加しても良いことは言うまでもない。熱間圧延においては、強度を確
保するために、鋼素材の加熱温度および熱間圧延時の仕上終了温度および冷却速度を適正
化することが好ましい。すなわち、熱間仕上圧延終了温度を確保する観点から、好ましくは１０００～１２５０℃の温度に鋼素材を加熱したのち、所望の寸法形状に熱間圧延するか、あるいは鋼素材の温度が熱間圧延可能な程度に高温である場合には加熱することなく、あるいは均熱する程度で直ちに所望の寸法形状の鋼材に熱間圧延することが好ましい。
【0042】
なお、熱間圧延では、強度を確保するために、熱間仕上圧延終了温度および熱間圧延終了後の冷却速度を適正化することが好ましく、７７０℃以上の温度において熱間圧延を終了して、空冷した後、８５０℃から１０００℃に再加熱した後、その後直ちにあるいは若干の放置時間の後、７５０℃以上の冷却開始温度から冷却速度０．５℃／ｓ以上、１００℃／ｓ以下の冷却（例えば、水冷）を実施し、冷却停止温度２００℃以下で冷却を終了することが好ましい。また、熱間圧延終了後、直ちにあるいは若干の放置時間の後、７５０℃以上の冷却開始温度（水冷の場合は、水冷開始温度とする。）から冷却速度０．５℃／ｓ以上、１００℃／ｓ以下の加速冷却（たとえば、水冷）を実施し、冷却停止温度２００℃以下で加速冷却を終了してもよい。
【実施例0043】
表１に示す成分組成からなる鋼（残部はＦｅおよび不可避的不純物である）を真空溶解炉で溶製し、鋳型に鋳造し、鋼素材とした。ついでこれらの鋼素材を熱間圧延し、熱間圧延終了後ただちに空冷した。空冷後さらに再加熱したのち、水冷した。
得られた鋼板から試験片を採取し、表面硬さ試験、腐食摩耗試験を行った。
得られた鋼板から試験片を採取し、表面硬さ試験、腐食摩耗試験を行った。
【0044】
（１）表面硬さ試験
得られた鋼板の表面から０．５ｍｍ位置が測定面となるように表面硬さ測定用試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ ２２４３（２００８）の規定に準拠して、表面硬さＨＢＷ１０／３０００を測定した。硬さ測定は、１０ｍｍのタングステン硬球を使用し、荷重は３０００ｋｇｆで行った。なお、表面から０．５ｍｍ位置で、５点以上測定することとし、得られた測定値の算術平均を求め、平均値を、当該鋼板の表面硬さとした。
得られた鋼板の表面から０．５ｍｍ位置が測定面となるように表面硬さ測定用試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ ２２４３（２００８）の規定に準拠して、表面硬さＨＢＷ１０／３０００を測定した。硬さ測定は、１０ｍｍのタングステン硬球を使用し、荷重は３０００ｋｇｆで行った。なお、表面から０．５ｍｍ位置で、５点以上測定することとし、得られた測定値の算術平均を求め、平均値を、当該鋼板の表面硬さとした。
【0045】
（２）腐食摩耗試験
得られた鋼板の板厚方向に１／４ｔ部から（ｔは板厚を示す。）、摩耗試験片（大きさ：１０ｍｍφ×７５ｍｍ長さ）を採取した。試験片を摩耗試験機に装着し、摩耗試験を実施した。
摩耗試験片は、試験機回転子の回転軸と平行に、回転軸から１５０ｍｍの位置に１２０度の角度で３本取り付けたのち、試験片を試験槽へ入れ、内部に摩耗材を導入した。摩耗材は平均粒径０．７ｍｍの硅砂およびｐＨ２の希硫酸を硅砂と希硫酸の重量比が５：３となるよう混合したものを用いた。
試験条件は、回転速度５００ｒｐｍ、回転数６００００回、とした。試験終了後、各試験片の重量を測定した。そして、試験後重量と初期重量との差（＝重量減少量）を算出した。なお、従来例として一般構造用圧延鋼材ＳＳ４００（ＪＩＳ Ｇ３１０１）から採取した試験片ついて、同様に摩耗試験を実施し、試験片の重量減少量を求めた。
耐腐食摩耗性は、ＳＳ４００の重量減少量に対する各試験片の重量減少量の比率で評価し、これが０．６５以下であれば良好と評価した。
得られた鋼板の板厚方向に１／４ｔ部から（ｔは板厚を示す。）、摩耗試験片（大きさ：１０ｍｍφ×７５ｍｍ長さ）を採取した。試験片を摩耗試験機に装着し、摩耗試験を実施した。
摩耗試験片は、試験機回転子の回転軸と平行に、回転軸から１５０ｍｍの位置に１２０度の角度で３本取り付けたのち、試験片を試験槽へ入れ、内部に摩耗材を導入した。摩耗材は平均粒径０．７ｍｍの硅砂およびｐＨ２の希硫酸を硅砂と希硫酸の重量比が５：３となるよう混合したものを用いた。
試験条件は、回転速度５００ｒｐｍ、回転数６００００回、とした。試験終了後、各試験片の重量を測定した。そして、試験後重量と初期重量との差（＝重量減少量）を算出した。なお、従来例として一般構造用圧延鋼材ＳＳ４００（ＪＩＳ Ｇ３１０１）から採取した試験片ついて、同様に摩耗試験を実施し、試験片の重量減少量を求めた。
耐腐食摩耗性は、ＳＳ４００の重量減少量に対する各試験片の重量減少量の比率で評価し、これが０．６５以下であれば良好と評価した。
【0046】
（３）シャルピー試験
シャルピー試験（ＪＩＳ Ｚ ２２４２（２０１８））による靭性は、－４０℃において１セット（ｎ＝３）平均で１５．０Ｊ以上の吸収エネルギーであれば良好と評価した。
シャルピー試験（ＪＩＳ Ｚ ２２４２（２０１８））による靭性は、－４０℃において１セット（ｎ＝３）平均で１５．０Ｊ以上の吸収エネルギーであれば良好と評価した。
【0047】
（１）、（２）および（３）の評価結果を表２に併記する。
【0048】
表２に示したとおり、発明例はいずれも、表面硬さと耐腐食摩耗性を兼ね備えている。
これに対し、比較例では、表面硬さおよび耐腐食摩耗性の少なくとも一方について、十分な特性が得られていない。
これに対し、比較例では、表面硬さおよび耐腐食摩耗性の少なくとも一方について、十分な特性が得られていない。
【0049】
【表1】
【0050】
【表2】
【産業上の利用可能性】
【0051】
以上説明したように、本発明によれば、産業機械、運搬機器等で耐摩耗性が要求される部材用に用いられる鋼板に関し、特に、石炭採掘環境などの酸性の腐食環境において耐食耐摩耗性に優れる鋼板を提供することができる。