铁素体系不锈钢板制造技术

本发明专利技术涉及铁素体系不锈钢板，其设为如下成分组成：以质量％计含有C：0.025％以下、Si：0.01～2.0％、Mn：0.01～1.0％、P：0.050％以下、S：0.010％以下、Cr：10.5～20.0％、Al：0.01～0.50％、Ni：0.01～0.60％、Ti：0.10～0.50％和N：0.025％以下，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，并且，在单面或两面设置选自Al、Fe或Si的涂覆层中的至少1种涂覆层，每单面的涂覆层的合计厚度为30nm～150nm。

Ferritic stainless steel plate

The present invention relates to a stainless steel plate with ferric system, which is composed of the following components: C:0.025%, Si:0.01-2.0%, Mn:0.01-1.0%, P:0.050%, S:0.010%, Cr:10.5-20.0%, Al:0.01-0.50%, Ni:0.01-0.60%, Ti:0.10-0.50% and N:0.025%, and the remainder is composed of Fe and unavoidable impurities. In addition, at least one coating layer selected from Al, Fe or Si is arranged on one or both sides, and the total thickness of each coating layer is 30-150 nm.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铁素体系不锈钢板
本专利技术涉及铁素体系不锈钢板。
技术介绍
不锈钢具有优异的耐热性，因此适用于汽车的排气系部件、燃烧装置等各种高温构件。尤其是与奥氏体系不锈钢相比，铁素体系不锈钢的热膨胀系数低，伴随温度变化的体积变化小，因此耐热疲劳特性和氧化皮膜的耐剥离性优异。利用这种特征，汽车的排气系部件大多应用铁素体系不锈钢。近年来，从提高汽车的燃料消耗的观点出发，排气温度存在上升趋势，对排气系构件中使用的铁素体系不锈钢也期望耐热性的提高。尤其是靠近发动机的排气歧管、催化剂转化器这样的构件中，有时配管温度上升至800～900℃左右，对这些构件中使用的铁素体系不锈钢尤其要求优异的抗氧化性。对于不锈钢的抗氧化性提高，已知有效的是Al、Si等合金元素的添加。但是，这些元素使钢的韧性降低，因此存在使钢板的制造性、加工性降低的问题。此外，除了添加合金元素以外，作为提高不锈钢的抗氧化性的方法，还已知基于蒸镀等的表面涂覆技术。例如，专利文献1中公开了“一种催化剂载体用基体，其特征在于，是在不锈钢薄片的至少单面设置有用于担载催化剂的氧化铝被覆层的基体，在该不锈钢表面通过蒸镀或电镀实施Al镀覆，通过与该蒸镀同时或镀覆后的加热处理，在Al镀覆层生成α－Al2O3晶须后，在该晶须上被覆γ－Al2O3而形成上述氧化铝被覆层”。此外，专利文献2中公开了“一种Fe－Cr－Al系合金钢，其特征在于，在含有铬16重量％～25重量％和铝2.5重量％～5.5重量％的厚度25μm～45μm的Fe－Cr－Al系合金钢的两面分别设置厚度0.2μm～2.5μm的铝层”。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭64－15144号公报专利文献2：日本特开平1－159384号公报
技术实现思路
但是，专利文献1所记载的技术中，为了确保充分的耐热温度，需要使Al镀覆层的厚度为0.4μm以上，因此，蒸镀时间变长，生产效率降低。此外，专利文献2所记载的合金钢由于钢中的Al浓度高至2.5重量％～5.5重量％，因此制造性极差。此外，由于所需的铝层的厚度为0.2μm以上，因此蒸镀仍然需要长时间，生产率差。本专利技术是鉴于上述现状而开发的，其目的在于提供一种具有优异的抗氧化性，而且能够以高的生产效率制造的铁素体系不锈钢板。本专利技术的专利技术人等为了实现上述目的而进行了深入研究，其结果发现，通过使成分组成和涂覆金属的组合最优化，在此基础上在钢板的表面形成30nm～150nm这样的极薄的涂覆层，从而能够重整钢被氧化时生成的氧化皮膜，可得到优异的抗氧化性。本专利技术是基于上述发现，进一步进行研究后完成的。即，本专利技术的要旨构成如下所述。1.一种铁素体系不锈钢板，其具有如下成分组成：以质量％计含有C：0.025％以下、Si：0.01～2.0％、Mn：0.01～1.0％、P：0.050％以下、S：0.010％以下、Cr：10.5～20.0％、Al：0.01～0.50％、Ni：0.01～0.60％、Ti：0.10～0.50％和N：0.025％以下，且剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，在单面或两面具备选自Al、Fe和Si的涂覆层中的至少1种涂覆层，每单面的涂覆层的合计厚度为30nm～150nm。2.根据上述1所述的铁素体系不锈钢板，其中，上述涂覆层为Fe的涂覆层。3.根据上述1所述的铁素体系不锈钢板，其中，上述涂覆层具备Fe的涂覆层和选自Al和Si的涂覆层中的至少1种涂覆层，上述涂覆层的最下层为Fe的涂覆层。4.根据上述1～3中任一项所述的铁素体系不锈钢板，其中，上述成分组成以质量％计进一步含有选自Cu：0.01～0.80％、Mo：0.01～3.0％、W：0.01～3.0％、Nb：0.01～0.20％、V：0.01～0.20％、Zr：0.01～0.10％、Hf：0.01～0.10％和REM：0.01～0.15％中的至少1种。根据本专利技术，能够以高的生产效率制造抗氧化性优异的铁素体系不锈钢板。此外，本专利技术的铁素体系不锈钢板适于汽车的排气系构件、工厂配管、厨房烤架、火炉的反射材料等高温构件。附图说明图1是表示在大气中在900℃保持合计200小时的情况下的、相对于保持时间的质量变化(氧化增量)的图。具体实施方式以下，具体地说明本专利技术。首先，对开发出本专利技术的实验进行说明。在以质量％计含有C：0.012％、Si：0.41％、Mn：0.22％、P：0.028％、S：0.003％、Cr：11.2％、Al：0.05％、Ni：0.09％、Ti：0.31％、N：0.011％且剩余部分由Fe和不可避免的构成的铁素体系不锈钢板的两面使Al、Fe或Si蒸镀，分别制作形成有厚度：50nm的Al、Fe、Si或Ti的涂覆层的试样。接下来，将这些试样在大气中以900℃保持合计200小时，对相对于保持时间的质量变化(氧化增量)进行了调查。将结果示于图1。应予说明，图1中，为了比较，对于未形成涂覆层的试样，也在与上述同样的条件下进行保持，示出相对于其保持时间的质量变化(氧化增量)。如图1所示，在未形成涂覆层的试样中，在经过25小时的时间点上，产生异常氧化而质量急剧上升。此外，在形成有Ti的涂覆层的试样中，在经过50小时的时间点上产生异常氧化而质量急剧上升。与此相对，可知在形成有Al、Fe或Si的涂覆层的试样中，在保持了200小时的时间点上均未发生异常氧化，抗氧化性显著提高。这里，对于形成有Al、Fe或Si的涂覆层的试样具有优异的抗氧化性的理由，本专利技术的专利技术人认为如下。即，提高本专利技术的铁素体系不锈钢板的抗氧化性的机理在本质上与以往公开的以表面的涂覆层自身作为用于生成保护性氧化皮膜的元素供给源而提高抗氧化性的机理不同。即，通过适当地控制成分组成，并且在钢的表面蒸镀极薄的Al、Fe或Si的涂覆层，重整钢中含有的Cr氧化而生成的Cr2O3氧化皮膜，由此，使抗氧化性提高。更具体而言，本专利技术的专利技术人等认为，通过使成分组成和涂覆金属的组合最优化，并且在钢板的表面形成30nm～150nm这样的极薄的Al、Fe或Si的涂覆层，从而使钢氧化时生成的Cr2O3氧化皮膜的结构产生变化，降低Cr2O3氧化皮膜中的氧和Cr的扩散速度。其结果，Cr2O3氧化皮膜的生长速度大幅度降低，格外延长钢中的Cr枯竭为止的寿命，大幅度提高抗氧化性。此外，在这种情况下，无需如以往公开的技术那样设置厚的涂覆层，因此生产率显著提高。而且，无需大量添加Al、Si这样的提高钢自身的抗氧化性的元素，因此钢板的制造性也优异。由此，想到本专利技术的铁素体系不锈钢板中的成分组成和涂覆金属的组合，将形成于钢板的表面的涂覆层设为Al、Fe或Si的涂覆层。应予说明，“选自Al、Fe和Si的涂覆层中的至少1种涂覆层”是指将由Al、Fe和Si的涂覆层中的1种涂覆层构成的涂覆层以及选自Al、Fe和Si的涂覆层中的2种以上的涂覆层在厚度方向层叠而成的涂覆层。例如，可以在钢板表面仅形成1种涂覆层，或者，可以在钢板表面形成Fe的涂覆层，在其上形成Al或Si的涂覆层，在钢板的表面形成由2种以上构成的涂覆层。另外，在将涂覆层设为1种时，从降低制造成本和基于焊接等的接合性提高的观点出发，优选设为Fe的涂覆层。此外，在将涂覆层设为2种以上时，除了降低制造成本以外还为了使涂覆层与基板的密合性提高，优选将与涂覆基板的表面接触本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁素体系不锈钢板，其具有如下成分组成：以质量％计含有C：0.025％以下、Si：0.01～2.0％、Mn：0.01～1.0％、P：0.050％以下、S：0.010％以下、Cr：10.5～20.0％、Al：0.01～0.50％、Ni：0.01～0.60％、Ti：0.10～0.50％和N：0.025％以下，且剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，并且，在单面或两面具备选自Al、Fe和Si的涂覆层中的至少1种涂覆层，每单面的涂覆层的合计厚度为30nm～150nm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.30 JP 2016-1074951.一种铁素体系不锈钢板，其具有如下成分组成：以质量％计含有C：0.025％以下、Si：0.01～2.0％、Mn：0.01～1.0％、P：0.050％以下、S：0.010％以下、Cr：10.5～20.0％、Al：0.01～0.50％、Ni：0.01～0.60％、Ti：0.10～0.50％和N：0.025％以下，且剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，并且，在单面或两面具备选自Al、Fe和Si的涂覆层中的至少1种涂覆层，每单面的涂覆层的合计厚度为30nm～15...

【专利技术属性】
技术研发人员：水谷映斗，藤泽光幸，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP