(57)【要約】【課題】耐局部腐食性および塗装耐食性の両方が優れた原油タンク底板用鋼材を提供すること。【解決手段】Ｃ：０．０１〜０．３％、Ｓｉ：０．０１〜２％、Ｍｎ：０．０１〜２％、Ａｌ：０．００５〜０．１％、Ｃｕ：０．０１〜１％、Ｃｒ：０．０１〜１％、Ｃａ：０．０００１〜０．００５％、Ｔｉ：０．００５〜０．２％、およびＮｉ：０．０１〜１％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、面積率で、パーライト：５〜２５％、ベイナイト：２０％未満、マルテンサイト：１０％未満であり、残部がフェライトからなる組織を有し、円相当径が２０μｍを超える非金属介在物の単位面積あたりの数が、０．２０個／ｍｍ2以下である原油タンク底板用鋼材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０．０１〜０．３％（質量％の意味、以下同じ）、
Ｓｉ：０．０１〜２％、
Ｍｎ：０．０１〜２％、
Ａｌ：０．００５〜０．１％、
Ｃｕ：０．０１〜１％、
Ｃｒ：０．０１〜１％、
Ｃａ：０．０００１〜０．００５％、
Ｔｉ：０．００５〜０．２％、および
Ｎｉ：０．０１〜１％
を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、
面積率で、パーライト：５〜２５％、ベイナイト：２０％未満、マルテンサイト：１０％未満であり、残部がフェライトからなる組織を有し、
円相当径が２０μｍを超える非金属介在物の単位面積あたりの数が、０．２０個／ｍｍ2以下であることを特徴とする耐食性に優れた原油タンク底板用鋼材。
【請求項２】
さらにＭｇ：０．００５％以下（０％を含まない）および／またはＳｒ：０．００５％以下（０％を含まない）を含有する、請求項１に記載の原油タンク底板用鋼材。
【請求項３】
さらにＺｒ：０．２％以下（０％を含まない）および／またはＨｆ：０．２％以下（０％を含まない）を含有する、請求項１または２に記載の原油タンク底板用鋼材。
【請求項４】
さらにＣｏ：１％以下（０％を含まない）を含有する、請求項１〜３のいずれかに記載の原油タンク底板用鋼材。
【請求項５】
Ｃａ、ＭｇおよびＳｒをａ群に、Ｔｉ、ＺｒおよびＨｆをｂ群に、ＣｏおよびＮｉをｃ群に分類し、ａ群元素の合計含有量をＳ（ａ）％（質量％の意味、以下同じ）、ｂ群元素の合計含有量をＳ（ｂ）％、ｃ群元素の合計含有量をＳ（ｃ）％とした場合に、下記式（１）および（２）を満たす、請求項１〜４のいずれかに記載の原油タンク底板用鋼材。
２０≦Ｓ（ｃ）／Ｓ（ａ）≦３５０  ・・・  （１）
１．００≦Ｓ（ｃ）／Ｓ（ｂ）≦  ６０  ・・・  （２）
【請求項６】
さらにＬａ：０．０１％以下（０％を含まない）、Ｃｅ：０．０１％以下（０％を含まない）、Ｎｄ：０．０１％以下（０％を含まない）、およびＳｍ：０．０１％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含有する、請求項１〜５のいずれかに記載の原油タンク底板用鋼材。
【請求項７】
さらにＢ：０．０１％以下（０％を含まない）、Ｖ：０．５％以下（０％を含まない）、およびＮｂ：０．５％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含有する、請求項１〜６のいずれかに記載の原油タンク底板用鋼材。
【請求項８】
ダブルハル構造の原油タンカーのタンク底板に用いられる、請求項１〜７のいずれかに記載の原油タンク底板用鋼材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原油または原油スラッジを貯蔵するための原油タンカーのタンク底板（以下、「原油タンク底板」と省略することがある。）として用いられる耐食性に優れた鋼材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、原油タンク底板では、塩化物を高濃度で含むタンク底に滞留した水分（滞留水）や、原油由来の硫黄分などにより、鋼材が激しい局部腐食を受けて穴あきが生ずるという問題が顕在化している。こうしたタンク鋼材の腐食は、例えば原油タンカーの沈没という重大な事故を招きかねないために、鋼材には何らかの防食手段を施す必要がある。
【０００３】
通常行われている防食手段としては、（ｉ）塗装、（ｉｉ）防錆・防食シート、（ｉｉｉ）電気防食等がよく知られており、実用化されている。このうち重塗装に代表される塗装では、塗膜欠陥が存在する可能性が高く、製造工程における衝突等によって塗膜に傷が付く場合もあるため、素地鋼材が露出してしまうことが多い。このような鋼材露出部においては、局部的にかつ集中的に鋼材が腐食してしまい、収容されている石油類の早期漏洩に繋がることになる。防錆・防食シートによる鋼材の保護も比較的効果は認められるものの、塗装と同様に、シート傷部の鋼材露出部分での腐食は避けられないという問題がある。
【０００４】
電気防食は、海水などの導電率が高い電解質水溶液中に完全に浸漬された部位に対しては、非常に有効である。しかし、原油タンク底板では電解質水溶液として作用する滞留水が充分多くはない（滞留水厚が薄い）ため、犠牲アノードが作用する距離が小さく電気防食は不向きである。
【０００５】
前記手段のほか、特許文献１では、化学成分を調整することにより、特にＮｉ含有量を適正量としたうえで、Ｎ含有量を増加することにより、原油タンク底板用鋼材の耐局部腐食性を向上させることが開示されている。特許文献２では、一般的な溶接構造用鋼の化学組成を基本として、Ｃｒを実質的に無添加とし、特定量のＭｏ、Ｗのいずれかまたは両方とＣｕとを複合添加し、不純物であるＰ、Ｓの添加量を限定し、Ａｌを添加することにより、原油油槽用鋼の局部腐食損傷を軽減することが開示されている。特許文献３では、所定量のＣｏとＭｇを併用させて含有させると共に、化学成分組成を適切に調整することにより、船舶用鋼材の耐食性を向上させることが開示されている。
【特許文献１】特開２００５−９７７０９号公報（殊に、特許請求の範囲、段落００１２）
【特許文献２】特開２００４−２０４３４４号公報（殊に、特許請求の範囲、段落００６０）
【特許文献３】特開２００６−９１２８号公報（殊に、特許請求の範囲、段落００１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら原油タンク底板が曝される腐食環境は厳しく、そのために用いられる鋼材には、さらなる耐食性（殊に耐局部腐食性）の向上が絶えず求められている。またダブルハル（二重殻）構造の原油タンカーにおいては、タンク底板外面はバラストタンク側となって、通常はエポキシ系塗料などによる塗装を施した状態で用いられる。このバラストタンク側は、空荷時には海水を充填するため、その塩分による腐食作用を受け、一方、原油輸送時には高温多湿による腐食作用を受けるため、優れた塗装耐食性が要求される。従ってダブルハル構造の原油タンク底板では、耐局部腐食性（内面側）と塗装耐食性（バラストタンク側）の両方が優れていることが要求される。
【０００７】
本発明は前記のような事情に着目してなされたものであって、その目的は、耐局部腐食性（原油と接する内面側）および塗装耐食性（海水と接するバラストタンク側）の両方が優れた原油タンク底板用鋼材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成することのできた本発明の原油タンク底板用鋼材とは、
Ｃ：０．０１〜０．３％（質量％の意味、以下同じ）、
Ｓｉ：０．０１〜２％、
Ｍｎ：０．０１〜２％、
Ａｌ：０．００５〜０．１％、
Ｃｕ：０．０１〜１％、
Ｃｒ：０．０１〜１％、
Ｃａ：０．０００１〜０．００５％、
Ｔｉ：０．００５〜０．２％、および
Ｎｉ：０．０１〜１％
を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、
面積率で、パーライト：５〜２５％、ベイナイト：２０％未満、マルテンサイト：１０％未満であり、残部がフェライトからなる組織を有し、
円相当径が２０μｍを超える非金属介在物の単位面積あたりの数が、０．２０個／ｍｍ2以下であることを特徴とする。
【０００９】
また本発明の原油タンク底板用鋼材においては、必要に応じて、さらに（ア）Ｍｇ：０．００５％以下（０％を含まない）および／またはＳｒ：０．００５％以下（０％を含まない）、（イ）Ｚｒ：０．２％以下（０％を含まない）および／またはＨｆ：０．２％以下（０％を含まない）、（ウ）Ｃｏ：１％以下（０％を含まない）、（エ）Ｌａ：０．０１％以下（０％を含まない）、Ｃｅ：０．０１％以下（０％を含まない）、Ｎｄ：０．０１％以下（０％を含まない）、およびＳｍ：０．０１％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素、および／または（オ）Ｂ：０．０１％以下（０％を含まない）、Ｖ：０．５％以下（０％を含まない）、およびＮｂ：０．５％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素、等を含有させることも有効であり、含有させる成分の種類に応じて、原油タンク底板用鋼材の特性がさらに改善されることになる。
【００１０】
この原油タンク底板用鋼材において、Ｃａ、ＭｇおよびＳｒをａ群に、Ｔｉ、ＺｒおよびＨｆをｂ群に、ＣｏおよびＮｉをｃ群に分類し、ａ群元素の合計含有量をＳ（ａ）％（質量％の意味、以下同じ）、ｂ群元素の合計含有量をＳ（ｂ）％、ｃ群元素の合計含有量をＳ（ｃ）％とした場合に、ａ〜ｃ群元素の合計含有量を、下記式（１）および（２）を満たすように調整することが好ましい。
２０≦Ｓ（ｃ）／Ｓ（ａ）≦３５０  ・・・  （１）
１．００≦Ｓ（ｃ）／Ｓ（ｂ）≦  ６０  ・・・  （２）
【００１１】
本発明の原油タンク底板用鋼材は、耐局部腐食性および塗装耐食性の両方が優れているので、殊にダブルハル構造の原油タンカーのタンク底板として用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の原油タンク底板用鋼材において、（Ｉ）化学成分組成を適切に調整すること、殊にｐＨ低下を抑制する効果のあるＣａなど、表面錆被膜を安定化する効果のあるＴｉなど、および緻密な表面錆被膜を形成する効果のあるＮｉなどを適正量で含有させること、（ＩＩ）鋼材組織を適切に制御すること、および（ＩＩＩ）鋼材中に存在する非金属介在物を抑制することにより、耐局部腐食性および塗装耐食性の両方が優れた原油タンク底板用鋼材を実現できた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の原油タンク底板用鋼材は、耐食性を向上させるために、化学成分組成が適切に調整されていることを特徴の１つとする。よってまず、鋼材の化学成分組成について説明する。
【００１４】
〈Ｃ：０．０１〜０．３％〉
Ｃは、材料の強度確保のために必要な元素である。原油タンクの構造部材として要求される強度を得るためには、０．０１％以上含有させる必要がある。しかし０．３％を超えて過剰に含有させると、靱性が劣化する。そこでＣ量を０．０１〜０．３％と定めた。Ｃ量の好ましい下限は０．０２％であり、より好ましくは０．０４％以上である。その好ましい上限は０．２８％であり、より好ましくは０．２６％以下である。
【００１５】
〈Ｓｉ：０．０１〜２％〉
Ｓｉは、脱酸と強度確保のための必要な元素であり、０．０１％に満たないと構造部材として要求される強度を確保できない。しかし２％を超えて過剰に含有させると、溶接性が劣化する。そこでＳｉ量を０．０１〜２％と定めた。Ｓｉ量の好ましい下限は０．０２％であり、より好ましくは０．０５％以上である。その好ましい上限は１．８％であり、より好ましくは１．６％以下である。
【００１６】
〈Ｍｎ：０．０１〜２％〉
Ｍｎも、Ｓｉと同様に、脱酸および強度確保のために必要であり、０．０１％に満たないと構造部材として要求される強度を確保できない。しかし２％を超えて過剰に含有させると、靱性が劣化する。そこでＭｎ量を０．０１〜２％と定めた。Ｍｎ量の好ましい下限は０．０５％であり、より好ましくは０．１０％以上である。その好ましい上限は１．８％であり、より好ましくは１．６％以下である。
【００１７】
〈Ａｌ：０．００５〜０．１％〉
Ａｌも、ＳｉおよびＭｎと同様に、脱酸および強度確保のために必要であり、充分な脱酸のために０．００５％以上必要である。しかし０．１％を超えて過剰に含有させると、溶接性を害する。そこでＡｌ量を０．００５〜０．１％と定めた。Ａｌ量の好ましい下限は０．０１０％であり、より好ましくは０．０１５％以上である。その好ましい上限は０．０９％であり、より好ましくは０．０８％以下である。
【００１８】
〈Ｃｕ：０．０１〜１％〉
Ｃｕは、耐食性向上に有効な元素である。詳しくは、Ｃｕは、表面錆被膜の緻密性を高める作用を有しており、環境遮断性を高めて耐食性を向上させるのに有効な元素である。これらの効果を充分に発揮させるためには、０．０１％以上含有させることが必要であるが、１％を超えて過剰に含有させると、溶接性や熱間加工性が劣化する。そこでＣｕ量を０．０１〜１％と定めた。Ｃｕ量の好ましい下限は０．０５％であり、好ましい上限は０．９％である。
【００１９】
〈Ｃｒ：０．０１〜１％〉
Ｃｒは、耐食性向上に有効な元素である。詳しくは、Ｃｒは、Ｃｕと同様に、表面錆被膜の緻密性を高める作用を有しており、環境遮断性を高めて耐食性を向上させる元素である。また適量のＣｒは、靭性を向上させるのに有効であり、原油タンク底板用鋼材として必要な機械特性を得るためにも必要な元素である。これらの効果を充分に発揮させるためには０．０１％以上含有させることが必要であるが、１％を超えて過剰に含有させると、溶接性や熱間加工性が劣化する。そこでＣｒ量を０．０１〜１％と定めた。Ｃｒ量の好ましい下限は０．０５％であり、好ましい上限は０．８％である。
【００２０】
〈Ｃａ：０．０００１〜０．００５％〉
Ｃａは、耐食性向上に有効な元素である。詳しくは、Ｃａは、腐食によって溶解したＦｅの加水分解によるｐＨ低下を抑制する作用を有する。この作用により、外部への水素イオン拡散が起こりにくい構造的すきま部において、ｐＨ低下を抑制して、腐食促進を抑制することによって、殊に耐すきま腐食性を向上させることができる。この作用は、Ｃａを０．０００１％以上含有させることによって有効に発揮される。しかし０．００５％を超えて過剰に含有させると加工性と溶接性とを劣化させる。そこでＣａ量を０．０００１〜０．００５％と定めた。Ｃａ量の好ましい下限は０．０００５％であり、好ましい上限は０．００４％である。
【００２１】
〈Ｔｉ：０．００５〜０．２％〉
Ｔｉは、耐食性向上に有効な元素である。詳しくは、Ｔｉは、腐食環境において形成される表面錆被膜を安定化させる作用を有しており、表面錆被膜による腐食抑制効果を長期間にわたって発現させるのに有効な元素である。この効果を発揮させるためには０．００５％以上含有させることが好ましい。しかし含有量が過剰になると溶接性や熱間加工性が劣化することから、０．２％以下とすることが好ましい。そこでＴｉ量を０．００５〜０．２％と定めた。Ｔｉ量の好ましい下限は０．００８％であり、好ましい上限は０．１５％である。
【００２２】
〈Ｎｉ：０．０１〜１％〉
Ｎｉは、耐食性向上に有効である。詳しくは、Ｎｉは、腐食環境において緻密な表面錆被膜を形成される作用を有しており、表面錆被膜による腐食抑制効果を発現する元素である。さらにＮｉは、Ｃｕを含有することによる赤熱脆性を防止する効果を有する。こうした効果を発揮させるためには０．０１％以上含有させることが好ましい。しかし１％を超えて過剰に含有すると溶接性や熱間加工性が劣化する。そこでＮｉ量を０．０１〜１％と定めた。Ｎｉ量の好ましい下限は０．０２％であり、好ましい上限は０．９％である。
【００２３】
本発明の原油タンク底板用鋼材の基本成分は前記の通りであり、残部は鉄および不可避不純物（例えばＰ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、Ｈ、Ｍｏ、Ｗ等）からなるものである。但し、不可避不純物は、鋼材の特性を阻害しない程度の量とする必要がある。
【００２４】
また、本発明の原油タンク底板用鋼材には、前記成分のほか必要に応じて、（ア）Ｍｇ：０．００５％以下（０％を含まない）および／またはＳｒ：０．００５％以下（０％を含まない）、（イ）Ｚｒ：０．２％以下（０％を含まない）および／またはＨｆ：０．２％以下（０％を含まない）、（ウ）Ｃｏ：１％以下（０％を含まない）、（エ）Ｌａ：０．０１％以下（０％を含まない）、Ｃｅ：０．０１％以下（０％を含まない）、Ｎｄ：０．０１％以下（０％を含まない）、およびＳｍ：０．０１％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素、および／または（オ）Ｂ：０．０１％以下（０％を含まない）、Ｖ：０．５％以下（０％を含まない）、およびＮｂ：０．５％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素、等を含有させることも有効であり、含有させる成分の種類に応じて、原油タンク底板用鋼材の特性がさらに改善されることになる。
【００２５】
〈Ｍｇ：０．００５％以下および／またはＳｒ：０．００５％以下〉
ＭｇおよびＳｒは、耐食性向上に有効な元素であり、必要に応じて含有させることができる。詳しくは、これらはＣａと同様に、腐食によって溶解したＦｅの加水分解によるｐＨ低下を抑制する作用を有しており、ｐＨ低下による腐食促進を抑制する。この作用により、殊に耐すきま腐食性の向上に有効である。またＭｇは、Ｃｏが共存する場合に、特に耐食性向上に有効である。こうした作用を充分に発揮させるために、ＭｇおよびＳｒを、それぞれ、好ましくは０．０００１％以上、より好ましくは０．０００５％以上含有させることが推奨される。しかしこれらを過剰に含有させると、加工性と溶接性とを劣化させる。そこで含有させる場合、ＭｇおよびＳｒ量の上限は、それぞれ０．００５％であり、より好ましくは０．００４％以下である。
【００２６】
〈Ｚｒ：０．２％以下および／またはＨｆ：０．２％以下〉
ＺｒおよびＨｆは、耐食性向上に有効な元素であり、必要に応じて含有させることができる。詳しくは、これらはＴｉと同様に、腐食環境において形成される表面錆被膜を安定化させる作用を有しており、表面錆被膜による腐食抑制効果を長期間にわたって発現させるのに有効な元素である。この効果を充分に発揮させるために、ＺｒおよびＨｆを、それぞれ、好ましくは０．００５％以上、より好ましくは０．００８％以上含有させることが推奨される。しかしこれらの量が過剰になると、溶接性や熱間加工性が劣化する。そこで含有させる場合、ＺｒおよびＨｆ量の上限は、それぞれ０．２％であり、より好ましくは０．１５％以下である。
【００２７】
〈Ｃｏ：１％以下〉
Ｃｏは、耐食性向上に有効な元素であり、必要に応じて含有させることができる。詳しくは、Ｃｏは、Ｎｉと同様に、腐食環境において緻密な表面錆被膜を形成させる作用を有しており、表面錆被膜による腐食抑制効果を発現する元素である。特にＭｇとの共存により、著しい耐食効果が得られる。こうした効果を充分に発揮させるために、Ｃｏを、好ましくは０．０１％以上、より好ましくは０．０２％以上含有させることが推奨される。しかしＣｏ量が過剰になると、溶接性や熱間加工性が劣化する。そこで含有させる場合、Ｃｏ量の上限は１％であり、より好ましくは０．８％以下である。
【００２８】
〈Ｌａ：０．０１％以下、Ｃｅ：０．０１％以下、Ｎｄ：０．０１％以下、およびＳｍ：０．０１％以下よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素〉
Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄおよびＳｍは、いずれも耐食性向上に有効な元素であり、必要に応じて含有させることができる。詳しくは、これらは、ＣａなどによるｐＨ低下抑制効果や、Ｔｉなどによる表面錆被膜の安定化効果を助長して、耐食性をさらに高める作用を有する。こうした作用を充分に発揮させるためにＬａ、Ｃｅ、ＮｄおよびＳｍを、それぞれ、好ましくは０．０００１％以上、より好ましくは０．０００５％以上含有させることが推奨される。しかしこれらを過剰に含有させると、加工性と溶接性とが劣化する。そこで含有させる場合、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄおよびＳｍ量の上限は、それぞれ０．０１％であり、より好ましくは０．００８％である。
【００２９】
〈Ｂ：０．０１％以下、Ｖ：０．５％以下、およびＮｂ：０．５％以下よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素〉
Ｂ、ＶおよびＮｂは、いずれも強度向上に有効な元素であり、必要に応じて含有させることができる。これらの効果を充分に発揮させるために（殊にＢについては焼入性の向上の観点から）、Ｂは、好ましくは０．０００１％以上、より好ましくは０．０００３％以上、Ｖは、好ましくは０．０１％以上、より好ましくは０．０２％以上、およびＮｂは、好ましくは０．００３％以上、より好ましくは０．００５％以上含有させることが推奨される。しかしこれらを過剰に含有させると、鋼材の靭性が劣化する。そこで含有させる場合、Ｂ量の上限は０．０１％であり、より好ましくは０．００９％以下であり、Ｖ量の上限は０．５％であり、より好ましくは０．４５％以下であり、Ｎｂ量の上限は０．５％であり、より好ましくは０．４５％以下である。
【００３０】
上述のように、ｐＨ低下を抑制する効果のあるＣａ、ＭｇおよびＳｒをａ群に、表面錆被膜を安定化する効果のあるＴｉ、ＺｒおよびＨｆをｂ群に、ＣｏおよびＮｉをｃ群に分類すると、効果の異なるａ〜ｃ群元素は、互いに相乗的に作用する。よってａ群元素、ｂ群元素およびｃ群元素の合計含有量の比を適切に制御することによって、耐食性を一層向上させることができる。
【００３１】
具体的には、ａ群元素の合計含有量をＳ（ａ）％（質量％の意味、以下同じ）、ｂ群元素の合計含有量をＳ（ｂ）％、ｃ群元素の合計含有量をＳ（ｃ）％とした場合に、耐全面腐食性の観点から、好ましくは２０≦Ｓ（ｃ）／Ｓ（ａ）≦３５０、より好ましくは５０≦Ｓ（ｃ）／Ｓ（ａ）≦１７０となるように、ａ群元素およびｃ群元素の合計含有量を調整することが推奨される。また耐すきま腐食性の観点から、好ましくは１．００≦Ｓ（ｃ）／Ｓ（ｂ）≦６０、より好ましくは１０≦Ｓ（ｃ）／Ｓ（ｂ）≦３０となるように、ｂ群元素およびｃ群元素の合計含有量を調整することが推奨される。
【００３２】
本発明の原油タンク底板用鋼材は、耐食性を向上させるために、鋼材組織が適切に制御されていること、具体的には、面積率で、パーライト：５〜２５％、ベイナイト：２０％未満、マルテンサイト：１０％未満であり、残部がフェライトからなる組織を有することを特徴の１つとする。
【００３３】
本発明において組織の面積率は、鋼材の厚みが６ｍｍ以上の場合は、表面より深さ３ｍｍの部位において、鋼材の厚みが６ｍｍ未満の場合は、鋼材の厚みの１／２の部位において、原則４００倍の観察倍率、および１５０μｍ×２００μｍ以上の観察視野にて光学顕微鏡で観察し、任意の３０視野で得られた面積率の平均値を採用する。なお深さの基準となる表面とは、圧延で力を加えられた鋼材の面をいう。
【００３４】
上述のように本発明の鋼材組織は、フェライトを主体とする。フェライトは、溶接性や加工性に優れ、また塩化物による応力腐食割れに対する感受性が小さいため、海水という塩化物環境で用いられる構造部材の組織として好ましい。
【００３５】
パーライトは、鋼材の強度を得るために必要である。またパーライト面積率が小さすぎると、パーライトが局所的に点在する傾向を示し、孔食やすきま腐食などの局部腐食を生じる傾向が大きくなる。強度と耐局部腐食性の観点から、パーライト面積率を５％以上と定めた。しかしパーライトの増大は、靭性と溶接性の劣化を引き起こすことに加えて、腐食反応のカソードサイトとして作用して、耐食性（耐全面腐食性）を劣化させる。そこでパーライト面積率を、２５％以下と定めた。パーライト面積率のより好ましい範囲は８〜２０％である。
【００３６】
ベイナイトは、鋼材の靭性を向上させるために有効な組織である。しかしフェライト中にベイナイトが存在すると、ベイナイト部の腐食が促進されて、耐局部腐食性を低下させる。そこでベイナイト面積率は、２０％未満、好ましくは１８％未満とすることが推奨される。
【００３７】
マルテンサイトは、強度向上に有効な組織であるが、靭性や溶接性を害する。そこで靭性や溶接性の確保の点から、マルテンサイト面積率は、１０％未満、好ましくは８％未満とすることが推奨される。
【００３８】
本発明の原油タンク底板用鋼材は、耐食性を向上させるために、鋼材中に存在する非金属介在物が抑制されていることを特徴の１つとする。この非金属介在物は、局部腐食の起点となることがある。ここで本発明における「非金属介在物」とは、ＭｎＳなどの硫化物系、Ａｌ2Ｏ3やＳｉＯ2などの酸化物系およびＴｉＮなどの窒化物系の介在物を意味する。
【００３９】
原油タンク底板の環境では、円相当径が２０μｍを超える大きな非金属介在物が特に有害であり、当該介在物の数を０．２０個／ｍｍ2以下、より好ましくは０．１個／ｍｍ2以下とすることが推奨される。
【００４０】
本発明において２０μｍを超える非金属介在物の単位面積あたりの数は、鋼材の厚みが６ｍｍ以上の場合は、表面より深さ３ｍｍの部位において、鋼材の厚みが６ｍｍ未満の場合は、鋼材の厚みの１／２の部位において、原則４００倍の観察倍率、および１５０μｍ×２００μｍ以上の観察視野にて光学顕微鏡で観察し、任意の３０視野で得られた当該介在物の単位面積あたりの数の平均値を採用する。なお深さの基準となる表面とは、圧延で力を加えられた鋼材の面をいう。また光学顕微鏡の観察方法は、ＪＩＳ  Ｇ０５５５に記載されている「鋼の非金属介在物の顕微鏡試験方法」に準ずる。
【００４１】
本発明の原油タンク底板用鋼材は、例えば以下の方法により、製造することができる。まず転炉、電気炉等の通常の溶製方法により、化学成分組成が、前記範囲を満たすように調整しながら溶製を行い、連続鋳造法、造塊法等の通常の鋳造方法で鋼塊とする。なお脱酸形式としては、機械特性や溶接性の観点でキルド鋼を用いることが好ましく、さらに好ましくはＡｌキルド鋼が推奨される。ここで円相当径が２０μｍを超える非金属介在物の単位面積あたりの数を０．２０個／ｍｍ2以下に減少させることは、例えばＤＨ法やＲＨ法という真空脱ガス法などの炉外精錬を行うことにより達成できる。
【００４２】
次いで得られた鋼塊を、１１００〜１２００℃の温度域に加熱した後、熱間圧延を行って、所望の寸法形状にすることが好ましい。このとき熱間圧延終了温度を、７５０〜８５０℃に制御し、熱間圧延終了後から５００℃までの冷却速度を、０．５〜１５℃／秒の範囲に制御することにより、パーライト：５〜２５％、ベイナイト：２０％未満、マルテンサイト：１０％未満であり、残部がフェライトからなる組織の鋼材を得ることができる。
【００４３】
本発明の原油タンク底板用鋼材は、耐局部腐食性および塗装耐食性の両方が優れているので、ダブルハル構造の原油タンカーのタンク底板として、殊に原油タンク側は裸（無処理）で、バラストタンク側は塗装して、用いることが好ましい。但し原油タンク側も、必要に応じて、初期の錆止めを目的としたジンクリッチペイントやショッププライマーなどの処理を施しても良い。バラストタンク側の塗料としては、タールエポキシ樹脂系塗料、変性エポキシ樹脂塗料、またはそれ以外の代表的な重防食塗料などが挙げられる。また電気防食（流電陽極法、外部電源法）などの他の防食方法と併用して、本発明の原油タンク底板用鋼材を用いても良い。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００４５】
〈供試材の作製〉
表１に示す化学成分の鋼材を転炉で溶製し、連続鋳造法によって作製したスラブを１１５０℃に加熱したのちに熱間圧延を行って鋼板を作製した。鋼材組織は、製造時における熱間圧延終了温度、および熱延終了から５００℃までの冷却速度を変化させることによって調整した。円相当径が２０μｍを超える非金属介在物の数は、ＲＨ法による脱ガス処理時間を増減させることによって調整した。
【００４６】
表２に、熱間圧延終了温度を「圧延終了温度」として、熱延終了から５００℃までの冷却速度を「冷却速度」として、鋼材組織の面積率を「組織面積率」として、および円相当径が２０μｍを超える非金属介在物の数を「非金属介在物」として記載する。また表２には、Ｓ（ｃ）／Ｓ（ａ）およびＳ（ｃ）／Ｓ（ｂ）の値も記載する。
【００４７】
【表１−１】
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【００４８】
【表１−２】
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【００４９】
【表２】
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【００５０】
以上のようにして得られた鋼板を切断および表面研削することにより、原油タンク側の模擬環境で用いる試験片として、３００×３００×２５（ｍｍ）の大きさの試験片Ａを作製した。試験片Ａの外観形状を図１に示す。また、図２に示すように６０×６０×５（ｍｍ）の小試験片４個を、３００×３００×２５（ｍｍ）の大試験片（前記試験片Ａと同じもの）に接触させて、すきま部を形成した試験片Ｂを作製した。すきま形成用の小試験片と大試験片とは、同じ化学成分組成の鋼材として、表面仕上げも前記試験片Ａと同じ表面研削とした。そして小試験片の中心に１０ｍｍφの孔を、基材側（大試験片側）に開けて、Ｍ８プラスチック製ねじで固定した。
【００５１】
さらにバラストタンク側の模擬環境で用いる試験片として、変性エポキシ樹脂塗装（平均膜厚：５０μｍ）を全面に施した試験片Ｃ（図３）も作製した。また防食塗膜に傷が付いて素地の鋼材が露出した場合の腐食進展度合いを調べるために、前記試験片Ｃに素地まで達するカット疵１本（長さ：１００ｍｍ、幅：約０．５ｍｍ）をカッターナイフで形成した試験片Ｄ（図４）も作製した。これら試験片ＣおよびＤの試験面には、大きさ２０ｍｍφ×２５ｍｍの純亜鉛片を、亜鉛片の中心と試験片の端部との距離が２０ｍｍとなるように取り付けて電気防食を施した。またいずれの試験片においても、腐食状況を評価する面（試験面）は一面のみであり、試験面以外の面はシリコーンシーラントにより被覆を施して腐食を防止した。
【００５２】
〈腐食試験〉
（Ｉ）原油タンク側の模擬環境における試験
原油タンカーより採取した原油スラッジと兵庫県加古川市にて採取した天然海水とを体積比で１：１に混合した原油模擬溶媒に、試験片ＡおよびＢを水平に浸漬し、分圧比で５％Ｏ2−０．５％Ｈ2Ｓー１０％ＣＯ2（残部Ｎ2）の混合ガスを試験槽内に導入した。試験片の個数は、試験片ＡおよびＢとも、それぞれ１０個ずつであり、試験期間は１年である。試験終了後に、試験片Ａについて、クエン酸水素二アンモニウム水溶液中での陰極電解法（ＪＩＳ  Ｋ８２８４）により鉄錆等の腐食生成物の除去を行った。また試験片Ｂについても、すきま形成用の小試験片を取り外し、同様の方法で腐食生成物の除去を行った。
該模擬環境にて試験した試験片ＡおよびＢで、耐全面腐食性、腐食均一性および耐すきま腐食性を、表３に示す基準で評価した。腐食試験の結果を表４に示す。
【００５３】
（ＩＩ）バラストタンク側の模擬環境における試験
試験片ＣおよびＤを、密閉された腐食試験槽に垂直に設置し、バラストタンク内に海水を導入した期間を想定した「海水浸漬状態」と、原油を搭載してバラストタンク内が空である期間を想定した「高温高湿状態」とを、それぞれ２週間毎に繰り返して適用した。このとき用いた海水は兵庫県加古川市にて採取した天然海水であり、海水温度を３０℃に保持した。高温高湿状態では、雰囲気温度４０℃、湿度９０％ＲＨ以上となるように温調および加湿を行った。試験片の個数は、試験片ＣおよびＤとも、それぞれ１０個ずつであり、合計の試験期間は１年である。
該模擬環境にて試験した試験片ＣおよびＤで、耐塗膜膨れ性および塗膜疵部耐食性を、表３に示す基準で評価した。腐食試験の結果を表４に示す。
【００５４】
（１）耐全面腐食性および腐食均一性
試験片Ａで、試験前後の質量変化を平均板厚減少量Ｄ−ａｖｅ（ｍｍ）に換算し、試験片１０個の平均値を算出して、各供試材の耐全面腐食性を評価した。また、触針式三次元形状測定装置を用いて、試験片Ａの最大侵食深さＤ−ｍａｘ（ｍｍ）を求め、Ｄ−ｍａｘ／Ｄ−ａｖｅを算出して、腐食均一性を評価した。
【００５５】
（２）耐すきま腐食性
試験片Ｂで、触針式三次元形状測定装置を用いて、大試験片側のすきま腐食深さを測定し、試験片１０個の最大値を最大すきま腐食深さＤ−ｃｒｅｖ（ｍｍ）として、耐すきま腐食性を評価した。
【００５６】
（３）耐塗膜膨れ性
試験片Ｃで、適宜観察を行って、塗膜に目視で確認できる膨れが発生するまでの時間（日）を計測し、耐塗膜膨れ性を評価した。
【００５７】
（４）塗膜疵部耐食性
試験片Ｄで、カット傷に垂直方向の塗膜膨れ幅（ｍｍ）をノギスで測定し、試験片１０個の最大値を最大膨れ幅として算出し、塗膜疵部耐食性を評価した。
【００５８】
【表３】
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【００５９】
【表４】
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【００６０】
鋼材Ｎｏ．１は、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｃａ、ＮｉおよびＴｉを含有しない従来鋼であり、腐食試験の全ての項目で、不良な結果となっている。鋼材Ｎｏ．２は、Ｎｏ．１に比べて、耐全面腐食性や塗膜膨れ性がやや改善しているが、Ｃｒ量が所定量に満たないため、その他の項目で不良な結果となっている。鋼材Ｎｏ．３およびＮｏ．４は、本発明で規定する化学成分組成の要件を満たすが、それぞれパーライト面積率およびベイナイト面積率が規定値を超えているため、耐食性の改善が不充分である。鋼材Ｎｏ．５も、化学成分組成の要件を満たすが、非金属介在物数の要件を満たさないため、耐すきま腐食性や耐塗膜膨れ性が不良である。
【００６１】
これに対して本発明の要件を全て満たす鋼材Ｎｏ．６〜２７は、原油タンク側とバラストタンク側のいずれの模擬環境下でも優れた耐食性を示しており、原油タンク底板用鋼材として好ましいことが分かる。これらの鋼材Ｎｏ．６〜２７について、耐全面腐食性とＳ（ｃ）／Ｓ（ａ）値との関係、および耐すきま腐食性とＳ（ｃ）／Ｓ（ｂ）値との関係を示すグラフを、図５および図６に示す。
【００６２】
表２および４、並びに図５で示されるように、耐全面腐食性において、２０≦Ｓ（ｃ）／Ｓ（ａ）≦３５０の範囲では、良好な結果（○）であり、５０≦Ｓ（ｃ）／Ｓ（ａ）≦１７０の範囲では、極めて良好な結果（◎）となっている。また表２および４、並びに図６で示されるように、耐すきま腐食性において、１．００≦Ｓ（ｃ）／Ｓ（ｂ）≦６０の範囲では、良好な結果（○）であり、１０≦Ｓ（ｃ）／Ｓ（ｂ）≦３０の範囲では、極めて良好な結果（◎）となっている。このように、Ｓ（ｃ）／Ｓ（ａ）およびＳ（ｃ）／Ｓ（ｂ）を適切に制御することにより、さらに耐食性（殊に耐全面腐食性および耐すきま腐食性）を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】腐食試験に用いた試験片Ａの外観形状を示す説明図である。
【図２】腐食試験に用いた試験片Ｂの外観形状を示す説明図である。
【図３】腐食試験に用いた試験片Ｃの外観形状を示す説明図である。
【図４】腐食試験に用いた試験片Ｄの外観形状を示す説明図である。
【図５】実施例で作製した鋼材Ｎｏ．６〜２７における、耐全面腐食性とＳ（ｃ）／Ｓ（ａ）値との関係を示すグラフである。
【図６】実施例で作製した鋼材Ｎｏ．６〜２７における、耐すきま腐食性とＳ（ｃ）／Ｓ（ｂ）値との関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図３】
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【図４】
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