具有改善的耐点蚀性和耐冷凝物腐蚀性的用于汽车排气系统的铁素体不锈钢及其制造方法技术方案

公开了具有改善的耐点蚀性和耐冷凝物腐蚀性的用于汽车排气系统的铁素体不锈钢及其制造方法。以重量计，根据本发明专利技术的一个实施方案的铁素体不锈钢包含0.01％或更小的C、0.5％至1.0％的Si、0.5％或更小的Mn、0.035％或更小的P、0.01％或更小的S、11％至18％的Cr、0.013％或更小的N、0.15％至0.5％的Ti、0.03％至0.5％的Sb，以及余量为铁(Fe)和不可避免的杂质，并且表面部分比基材富含三倍的Sb。因此，可以通过向作为一种常规铁素体不锈钢的11Cr不锈钢STS 409中以约0.05％或更大的量添加Sb来制造具有优异的耐点蚀性和耐冷凝物腐蚀性的铁素体不锈钢，而不增加生产成本以及不降低生产率。

Ferritic stainless steel with improved pitting resistance and corrosion resistance of condensate and its manufacturing method for vehicle exhaust system

Ferritic stainless steel for automotive exhaust systems with improved pitting corrosion resistance and condensate corrosion resistance and a manufacturing method thereof are disclosed. In weight, the ferrite stainless steel in accordance with one of the embodiments of the invention includes 0.01% or smaller C, 0.5% to 1% Si, 0.5%, or smaller Mn, 0.035% or smaller P, 0.01% or smaller S, 11% to 18% Cr, 0.013% or smaller N, 0.15% to 0.5% Ti, 0.03% to 0.5% Sb, and the allowance. It is iron (Fe) and unavoidable impurities, and the surface part is three times more Sb than the substrate. Therefore, ferritic stainless steel with excellent pitting resistance and condenser corrosion resistance can be made by adding Sb to 11Cr stainless steel STS 409 as a conventional ferritic stainless steel in about 0.05% or more, without increasing production cost and not reducing productivity.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改善的耐点蚀性和耐冷凝物腐蚀性的用于汽车排气系统的铁素体不锈钢及其制造方法
本专利技术涉及具有改善的耐点蚀性和耐冷凝物腐蚀性的用于汽车排气系统的铁素体不锈钢及其制造方法，并且更特别地涉及这样的用于汽车排气系统的铁素体不锈钢及其制造方法：其包含Sb并允许Sb富集在不锈钢的表面区域以满足汽车排气系统所需的特性，从而确保耐点蚀性和在冷凝物气氛中的耐腐蚀性。
技术介绍
冷轧不锈钢产品(特别是冷轧铁素体不锈钢产品)具有优异的高温特性，例如热膨胀率、热疲劳特性等，并且耐应力腐蚀开裂。因此，铁素体不锈钢已经广泛地用于汽车排气系统、家庭设备、结构、家用电器、电梯等的部件中。通常，汽车排气系统的构件根据废气的温度分为热部件和冷部件。汽车的热部件包括排气歧管、转换器和波纹管，这些部件通常在600℃或更高下使用并且具有优异的高温强度、热疲劳特性和盐腐蚀特性。另一方面，冷部件是这样的构件：其在约400℃下使用，并且包括减小由汽车排气所产生的噪声的消声器。由于汽车燃料中的硫(S)组分所造成的冷凝物腐蚀特性和由在冬季使用除冰盐所造成的外表面生锈腐蚀特性，因此诸如不锈钢(或STS)409、409L、439、436L以及镀铝不锈钢409的材料已经被用于汽车排气系统的冷部件。例如，不锈钢中最便宜的材料STS409L是这样一种类型的钢：其包含约11重量％Cr并且其中C和N通过Ti稳定，由此防止焊接区域的敏感性并且表现出优异的可加工性，通常在700℃或更低下使用，并且对由产生于汽车排气系统中的冷凝物组分所引起的腐蚀具有一定的抵抗力，并因此被最为广泛地使用。在需要高耐腐蚀性的腐蚀性环境中，已经使用了包含17重量％Cr的STS439钢和包含约1重量％Mo的STS436L钢以及STS439钢，但是存在部件成本增加的问题。近来，在与其他发达国家相比汽车生产和普及率急剧增加的诸如中国、印度和拉美国家的国家中，汽油中的硫(S)含量相当高。例如，韩国和日本规定汽油中的硫(S)含量低于10ppm，中国规定硫(S)含量低于500ppm，但是中国的汽油实际上根据地区而包含高于500ppm的硫含量。汽油中的硫(S)组分富集成汽车排气中的冷凝物组分的硫酸根离子(SO42-)，并且产生具有pH2或更小的高腐蚀特性的硫酸(H2SO4)气氛。由于这一原因，可能无法用常规的STS409L来确保耐腐蚀性，并因此逐渐使用例如STS439和436L的包含17重量％或更大的Cr组分或Mo的高铬类不锈钢材料。然而，由于存在材料的来源价格逐渐增加的问题，因此需要开发不包含高价元素(例如Cr或Mo)或仅包含非常少量的那些元素的具有耐点蚀性和耐冷凝物腐蚀性的不锈钢材料。(专利文献0001)韩国未审查专利申请公开第10-2008-0110662号
技术实现思路
技术问题本专利技术涉及提供用于汽车排气系统的铁素体不锈钢，其包含Sb并且允许Sb富集在不锈钢的表面区域以满足汽车排气系统所需的特性，例如耐点蚀性和在冷凝物气氛中的耐腐蚀性。本专利技术还涉及提供用于制造用于汽车排气系统的铁素体不锈钢的方法。技术方案根据本专利技术的一个示例性实施方案的铁素体不锈钢包含C(0.01重量％或更小)、Si(0.5重量％至1.0重量％)、Mn(0.5重量％或更小)、P(0.035重量％或更小)、S(0.01重量％或更小)、Cr(11重量％至18重量％)、N(0.013重量％或更小)、Ti(0.15重量％至0.5重量％)、Sb(0.03重量％至0.5重量％)、Fe、和不可避免的杂质，以及Sb以母材至少三倍的量富集在所述不锈钢的表面区域。另外，根据本专利技术的一个示例性实施方案，铁素体不锈钢可包含0.05重量％至0.5重量％的Sb。另外，根据本专利技术的一个示例性实施方案，Sb可以母材至少七倍的量富集在不锈钢的表面区域。另外，根据本专利技术的一个示例性实施方案，在汽车排气系统的冷凝物溶液中，临界腐蚀电流密度可为5.5mA/m2或更小，以及点蚀电势可为120mV或更大。根据本专利技术的一个示例性实施方案，根据用于制造铁素体不锈钢的方法，可通过热轧、热退火、热酸洗、冷轧和最终退火来制造包含以下的铁素体不锈钢：C(0.01重量％或更小)、Si(0.5重量％至1.0重量％)、Mn(0.5重量％或更小)、P(0.035重量％或更小)、S(0.01重量％或更小)、Cr(11重量％至18重量％)、N(0.013重量％或更小)、Ti(0.15重量％至0.5重量％)、Sb(0.03重量％至0.5重量％)、Fe、和不可避免的杂质。另外，根据本专利技术的一个示例性实施方案，铁素体不锈钢可通过常规STS409L工艺来制造。有益效果根据本专利技术的一个示例性实施方案，在不增加生产成本并且不降低可加工性的情况下具有优异的耐点蚀性和耐冷凝物腐蚀性铁素体不锈钢可通过向常规铁素体不锈钢中的现有11Cr不锈钢例如STS409中添加约0.05重量％或更大的Sb来制造。另外，当根据本专利技术的示例性实施方案的铁素体不锈钢被用于排气系统的端部，例如用于汽车排气系统的消声器相关材料时，可以制造汽车排气系统的这样的构件：其确保优异的耐腐蚀性，而不增加在使用常规高硫燃料的地区(例如中国)中的生产成本。附图说明图1是示出本专利技术的添加Sb的不锈钢和不含Sb的不锈钢在汽车排气系统的冷凝物溶液中的阳极极化特性的图。图2是示出本专利技术的添加Sb的不锈钢和不含Sb的不锈钢在汽车排气系统的冷凝物溶液中的临界电流密度的图。图3是示出本专利技术的添加Sb的不锈钢和不含Sb的不锈钢在汽车排气系统的冷凝物溶液中的点蚀特性的图。图4是示出本专利技术的添加Sb的不锈钢和不含Sb的不锈钢在汽车排气系统的冷凝物溶液中的点蚀电势的图。图5是根据本专利技术的一个示例性实施方案的不锈钢的透射电子显微镜(TEM)图像。图6是图5的不锈钢的TEM映射(mapping)图像。图7示出图5的不锈钢的Sb表面富集区域的能量色散谱(EDS)结果的图。图8示出图5的不锈钢的母材区域的EDS结果的图。图9是根据本专利技术的一个示例性实施方案的不锈钢的TEM图像。图10是图9的不锈钢的TEM映射图像。图11示出了示出图9的不锈钢的第一Sb表面富集区域的EDS结果的图。图12示出了示出图9的不锈钢的第二Sb表面富集区域的EDS结果的图。图13示出了示出图9的不锈钢的母材区域的EDS结果的图。具体实施方式根据本专利技术的一个示例性实施方案的铁素体不锈钢包含C(0.01重量％或更小)、Si(0.5重量％至1.0重量％)、Mn(0.5重量％或更小)、P(0.035重量％或更小)、S(0.01重量％或更小)、Cr(11重量％至18重量％)、N(0.013重量％或更小)、Ti(0.15重量％至0.5重量％)、Sb(0.03重量％至0.5重量％)、Fe、和不可避免的杂质，并且其中Sb以母材至少三倍的量富集在所述不锈钢的表面区域。专利技术实施方式下文中，将参照附图详细描述本专利技术的示例性实施方案。提供以下实施例以将本专利技术的精神完全传达给本领域普通技术人员。本专利技术可以以本文中未描述的不同形式来表示，而不限于实施例。为使本专利技术清楚起见，将省略与解释无关的部分的说明，并且为了帮助理解，将略微放大部件的尺寸。根据本专利技术的一个示例性实施方案，用于汽车排气系统的铁素体不锈钢包含C(0.01重量％或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有改善的耐点蚀性和耐冷凝物腐蚀性的用于汽车排气系统的铁素体不锈钢，包含：C：0.01重量％或更小、Si：0.5重量％至1.0重量％、Mn：0.5重量％或更小、P：0.035重量％或更小、S：0.01重量％或更小、Cr：11重量％至18重量％、N：0.013重量％或更小、Ti 0.15重量％至0.5重量％、Sb：0.03重量％至0.5重量％、Fe、和不可避免的杂质，其中Sb以母材至少三倍的量富集在所述不锈钢的表面区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.21 KR 10-2015-01827091.一种具有改善的耐点蚀性和耐冷凝物腐蚀性的用于汽车排气系统的铁素体不锈钢，包含：C：0.01重量％或更小、Si：0.5重量％至1.0重量％、Mn：0.5重量％或更小、P：0.035重量％或更小、S：0.01重量％或更小、Cr：11重量％至18重量％、N：0.013重量％或更小、Ti0.15重量％至0.5重量％、Sb：0.03重量％至0.5重量％、Fe、和不可避免的杂质，其中Sb以母材至少三倍的量富集在所述不锈钢的表面区域。2.根据权利要求1所述的铁素体不锈钢，其中Sb以0.05重量％至0.5重量％被包含在内。3.根据权利要求1所述的铁素体不锈钢，其中Sb以母材至少七倍的量富集在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：金亨埈，崔嘉莹，
申请(专利权)人：株式会社POSCO，
类型：发明
国别省市：韩国,KR