用語解説

溶融亜鉛脆化割れ溶融亜鉛めっきは、経済的な鋼の防食方法とし断します。これはある応力(臨界応力)以上になて古くから広く利用されています。薄板に亜鉛めると、溶融亜鉛が鋼の結晶粒界に侵入し、粒界のっきしたものはトタン(ポルトガル語の亜鉛強度を弱めるためです。“tutanaga”に由来)と呼ばれ、特に馴染み深いも溶接構造物をめっきする場合は、別に荷重を加のです。えるわけではありませんが、溶接残留応力が働いこのように亜鉛が鋼の防食に利用されるのは、ており、まためっき浴中では熱応力も加わります。次の性質をもつためです。このような応力の和が臨界応力を超えた時に図1①亜鉛の大気中における腐食生成物が、ち密でに示すように、溶接時の熱影響によって結晶粒が化学的に安定である。粗くなったHAZの結晶粒界に溶融亜鉛が侵入し②局部的に鋼が露出した場合でも、亜鉛の方が溶融亜鉛脆化割れを引き起こすと考えられていま腐食し鋼を保護する(これを犠牲的防食といす。う)。従って防止対策としては、②の性質は、亜鉛のイオン化傾向が鉄より大な①残留応力および熱応力の低減ためであり、イオン化傾向が鉄より小なSn,Cr,Ni②臨界応力を高くするすなわち割れ感受性の低などのめっきの場合は鋼が露出すると鋼の方が先減に腐食します。に大別されます。残留応力の低減には、ショット溶融亜鉛めっきは、塗装の保守コスト増大に伴ピーニングの採用や、応力集中を低減するためにいメンテナンスフリーの利点から、鉄塔や橋梁なビードの止端形状を滑らかにすることなどが、熱どの大型の溶接構造物に広く採用されるようにな応力に対しては浸せき速度、方向の考慮が提案さってきました。このような構造物を溶融亜鉛めっれています。きした場合に、溶接熱影響部(HAZ)の粗粒化部割れ感受性に関しては、HAZ部の最高硬さが高に粒界割れを生じることがあり、問題視されていいほど割れやすくなり、最高硬さをある値以下にます。これを溶融亜鉛による溶融金属脆化割れ抑制することで割れが防止できることが報告され(LiquidMetalEmbrittlementCracking,ています。例えば、送電用鋼管鉄塔部材においてLMEC)あるいは亜鉛めっき割れと呼んでいます。は最高硬さHvを260以下に抑えることで、割れを溶融亜鉛めっき浴中で鋼の引張試験を行うと、防止できるとされています。同じ温度の大気中で試験するよりも、低荷重で破また、耐溶融亜鉛脆化割れ性に優れた送電鉄塔用の590N/㎜2級高張力鋼も開発されています。参考文献1)田中ら:溶融金属中の軟鋼の脆化について、材料、Vol.18.(1969),411―4172)小南ら:溶融亜鉛中における溶接継手強度に及ぼす溶接諸因子の影響、溶接学会論文集、3(1985)2,341―3463)小南ら:めっき浴浸漬時に生じる平板およびパイプの熱応力、溶接学会論文集、3(1985),2,347―3524)菊田ら:溶接構造物の溶融金属脆化割れに及ぼす施工図1溶融亜鉛脆化割れ発生機構条件の影響、溶接学会論文集、4(1986),4,747―753(1990年2月号)161