用于排气系统热交换器的具有减少的碳渣吸附的铁素体不锈钢及其制造方法技术方案

公开了用于排气系统热交换器的具有减少的碳渣吸附的铁素体不锈钢及其制造方法。根据本发明专利技术的一个实施方案的用于排气系统热交换器的具有减少的碳渣吸附的铁素体不锈钢包含：0.003重量％至0.1重量％的C、0.01重量％至2.0重量％的Si、0.01重量％至1.5重量％的Mn、0.05重量％或更少的P、0.005重量％或更少的S、10重量％至30重量％的Cr、0.001重量％至0.10重量％的Ti、0.001重量％至0.15重量％的Al、0.003重量％至0.03重量％的N、0.3重量％至0.6重量％的Nb、0.01重量％至2.5重量％的Mo，以及余量为Fe和不可避免的杂质，其中尺寸为0.1μm或更大的TiN析出物以2.5*10

Ferritic Stainless Steel with Reduced Carbon Slag Adsorption for Heat Exchanger of Exhaust System and Its Manufacturing Method

Ferritic stainless steel with reduced carbon slag adsorption for heat exchanger of exhaust system and its manufacturing method are disclosed. According to an implementation of the present invention, ferritic stainless steel with reduced carbon slag adsorption for heat exchanger of exhaust system includes: 0.003% to 0.1% C, 0.01% to 2.0% Si, 0.01% to 1.5% Mn, 0.05% or less P, 0.005% or less S, 10% to 30% Cr, 0.001% to 0.1% weight. Ti, Ti, Al, Al, Ti, Ti, Al, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti, Ti,

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于排气系统热交换器的具有减少的碳渣吸附的铁素体不锈钢及其制造方法
本公开涉及用于排气系统热交换器的铁素体不锈钢及其制造方法，并且更具体地，涉及用于排气系统热交换器的具有减少的碳渣(carbonsludge)吸附的铁素体不锈钢以及制造所述铁素体不锈钢的方法。
技术介绍
近年来，随着对环境问题的意识提高，废气法规变得更加严格并且对汽车领域中的二氧化碳排放设定了更严格的限制。除了开发替代燃料(例如生物乙醇和生物柴油)之外，已尝试通过降低车辆的重量或安装用于回收废热的热交换器或安装废气处理系统(例如废气再循环(EGR)系统、柴油微粒过滤器(DPF)和选择性催化还原(SCR)系统)来改善燃料效率。在此，EGR系统旨在通过降低燃烧温度并在使发动机的废气冷却之后使发动机的废气再循环至进气系统，以及通过增加燃料混合器的热容量并降低燃烧室中的氧的量来减少作为有害气体的氮氧化物(NOx)。EGR系统基本上配备有EGR冷却器，从而在废气与冷却剂之间交换热以防止废气被过度加热。在此，EGR冷却器是用于通过发动机冷却剂或空气使废气冷却的装置，并且对于热交换部分需要高的热效率和热导率。通常，EGR冷却器安装在柴油发动机中，但是正在研究将EGR冷却器应用于汽油发动机以实现燃料效率改善和氮氧化物减少二者。常规上，奥氏体不锈钢(例如STS304和STS316)通常用于EGR冷却器。在另一方面，与奥氏体不锈钢相比具有更高价格竞争力的铁素体不锈钢近年来已被广泛使用，因为其在添加有少量的昂贵合金元素时具有高度耐腐蚀性。铁素体不锈钢被用于废气热交换器，例如EGR冷却器。然而，当其长时间暴露于废气时，由于吸附碳渣，热效率降低，从而使热交换器的功能劣化。因此，已积极地进行关于开发通过抑制吸附碳渣而具有高热效率的铁素体不锈钢材料的研究。因此，已尝试通过控制表面层中析出物的数量和各析出物的比例来抑制铁素体不锈钢中碳渣的吸附。然而，到目前为止尚没有有意义的研究结果。(专利文献0001)韩国特许专利公开第10-2011-0036753号(2011年4月8日)
技术实现思路
技术问题因此，本专利技术的一个方面提供了用于排气系统热交换器的具有减少的碳渣吸附的铁素体不锈钢，其可以防止排气系统热交换器的热效率降低等。本专利技术的另一方面提供了通过控制铁素体不锈钢表面层中的析出物来制造用于排气系统热交换器的具有减少的碳渣吸附的铁素体不锈钢的方法。技术方案根据本公开的一个方面，用于排气系统热交换器的具有减少的碳渣吸附的铁素体不锈钢按全部组成的重量百分比(％)计包含：0.003％至0.1％的碳(C)、0.01％至2.0％的硅(Si)、0.01％至1.5％的锰(Mn)、0.05％或更少的磷(P)、0.005％或更少的硫(S)、10％至30％的铬(Cr)、0.001％至0.10％的钛(Ti)、0.001％至0.15％的铝(Al)、0.003％至0.03％的氮(N)、0.3％至0.6％的铌(Nb)、0.01％至2.5％的钼(Mo)，以及余量的铁(Fe)和其他不可避免的杂质，其中尺寸为0.1μm或更大的TiN析出物以2.5*104ea/mm2或更小的浓度分布在铁素体基体的表面层中。铁素体不锈钢还可以包含0.01％至0.15％的铜(Cu)。尺寸分别为0.1μm或更大的TiN析出物、TiN·NbC复合析出物和NbC析出物可以分布在铁素体基体的表面层中，并且析出物可以满足以下表达式1。{Z/(X+Y)}≥20------表达式1在此，X为每单位面积的TiN析出物的数量(ea/mm2)，Y为每单位面积的TiN·NbC复合析出物的数量(ea/mm2)，以及Z为每单位面积的NbC析出物的数量(ea/mm2)。TiN·NbC复合析出物可以以1.3*104ea/mm2或更小的浓度分布在铁素体基体的表面层中。NbC析出物可以以9.6*105ea/mm2或更大的浓度分布在铁素体基体的表面层中。根据本公开的一个方面，制造用于排气系统热交换器的具有减少的碳渣吸附的铁素体不锈钢的方法包括：在连铸过程期间以6℃/秒或更大的平均冷却速率冷却板坯，直到板坯的表面的温度达到1100℃，所述板坯由钢水制成，所述钢水按全部组成的重量百分比(％)计包含：0.003％至0.1％的碳(C)、0.01％至2.0％的硅(Si)、0.01％至1.5％的锰(Mn)、0.05％或更少的磷(P)、0.005％或更少的硫(S)、10％至30％的铬(Cr)、0.001％至0.10％的钛(Ti)、0.001％至0.15％的铝(Al)、0.003％至0.03％的氮(N)、0.3％至0.6％的铌(Nb)、0.01％至2.5％的钼(Mo)，以及余量的铁(Fe)和其他不可避免的杂质；将板坯再加热并保持在1100℃至1200℃的温度下5分钟至15分钟；以及将板坯水冷至400℃的温度。有益效果根据本公开的实施方案，应用于排气系统热交换器(例如EGR冷却器)的铁素体不锈钢的热效率可以通过控制铁素体不锈钢的组分和铁素体不锈钢的表面层中的析出物来降低其对碳渣的吸附而得到改善。此外，根据本公开的实施方案，通过控制铁素体不锈钢的制造过程可以容易地控制铁素体不锈钢的表面层中的析出物，从而由于吸附废气中的烃类的位点减少而减少对碳渣的吸附。附图说明结合如下附图，从以下对实施方案的描述中，本公开的这些和/或其他方面将变得显而易见并且更容易理解：图1是用于说明废气再循环(EGR)冷却器的配置的图。图2是根据本公开的一个实施方案的0.4mm厚的冷轧退火板的显微组织的扫描电子显微镜(SEM)图像；以及图3是用于说明根据本公开的一个实施方案的铁素体不锈钢的连铸中的冷却模式的图。最佳实施方式根据本公开的一个实施方案，用于排气系统热交换器的具有减少的碳渣吸附的铁素体不锈钢按全部组成的重量百分比(％)计可以包含：0.003％至0.1％的碳(C)、0.01％至2.0％的硅(Si)、0.01％至1.5％的锰(Mn)、0.05％或更少的磷(P)、0.005％或更少的硫(S)、10％至30％的铬(Cr)、0.001％至0.10％的钛(Ti)、0.001％至0.15％的铝(Al)、0.003％至0.03％的氮(N)、0.3％至0.6％的铌(Nb)、0.01％至2.5％的钼(Mo)，以及余量的铁(Fe)和其他不可避免的杂质。尺寸为0.1μm或更大的TiN析出物以2.5*104ea/mm2或更小的浓度分布在铁素体基体的表面层中。具体实施方式在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施方案。提供以下实施方案是为了将本公开的技术概念传递给本领域普通技术人员。然而，本公开不限于这些实施方案，并且可以以另外的形式呈现。在附图中，可以不示出与描述无关的部分以便阐明本公开，此外，为了易于理解，组分的尺寸被或多或少夸大地示出。图1是用于说明废气再循环(EGR)冷却器的配置的图。参照图1，EGR冷却器包括圆柱形壳体1；形成在壳体1的一侧的冷却剂入口和冷却剂出口；以及沿壳体1的纵向方向形成的复数个冷却管2，所述复数个冷却管2用于通过冷却剂降低通过其的废气的温度。即，在从废气入口3引入的废气通过冷却管2并且废气经由废气出口4排出时，废气的温度根据冷却剂的温度被调节至适当的温度。本公开的专利技术人进行了各种研究以在铁素本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于排气系统热交换器的具有减少的碳渣吸附的铁素体不锈钢，所述铁素体不锈钢按全部组成的重量百分比(％)计包含：0.003％至0.1％的碳(C)、0.01％至2.0％的硅(Si)、0.01％至1.5％的锰(Mn)、0.05％或更少的磷(P)、0.005％或更少的硫(S)、10％至30％的铬(Cr)、0.001％至0.10％的钛(Ti)、0.001％至0.15％的铝(Al)、0.003％至0.03％的氮(N)、0.3％至0.6％的铌(Nb)、0.01％至2.5％的钼(Mo)，以及余量的铁(Fe)和其他不可避免的杂质，其中尺寸为0.1μm或更大的TiN析出物以2.5*10

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.28 KR 10-2016-01246701.一种用于排气系统热交换器的具有减少的碳渣吸附的铁素体不锈钢，所述铁素体不锈钢按全部组成的重量百分比(％)计包含：0.003％至0.1％的碳(C)、0.01％至2.0％的硅(Si)、0.01％至1.5％的锰(Mn)、0.05％或更少的磷(P)、0.005％或更少的硫(S)、10％至30％的铬(Cr)、0.001％至0.10％的钛(Ti)、0.001％至0.15％的铝(Al)、0.003％至0.03％的氮(N)、0.3％至0.6％的铌(Nb)、0.01％至2.5％的钼(Mo)，以及余量的铁(Fe)和其他不可避免的杂质，其中尺寸为0.1μm或更大的TiN析出物以2.5*104ea/mm2或更小的浓度分布在铁素体基体的表面层中。2.根据权利要求1所述的铁素体不锈钢，还包含0.01％至0.15％的铜(Cu)。3.根据权利要求1所述的铁素体不锈钢，其中尺寸分别为0.1μm或更大的TiN析出物、TiN·NbC复合析出物和NbC析出物分布在所述铁素体基体的表面层中，其中所述析出物满足以下表达式1，{Z/(X+Y)}≥20------表达式1其中X为每单位面积的TiN析出物的数量(ea/mm2)，Y为每单位面积的Ti...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑壹酂，金锺哲，沈在弘，安德灿，金镇锡，
申请(专利权)人：株式会社POSCO，
类型：发明
国别省市：韩国,KR