高温耐磨性优良的铁素体系不锈钢、铁素体系不锈钢板的制造方法、排气部件、高温滑动部件以及涡轮增压器部件技术

本发明专利技术涉及一种高温耐磨性优良的铁素体系不锈钢，其特征在于：以质量％计，含有C：0.003～0.02％、Si：0.05～1.0％、Mn：0.05～1.0％、P：0.01～0.05％、S：0.0001～0.01％、Cr：15～18％、N：0.002～0.02％、Al：0.01～0.20％、Cu：1～3％、Mo：1.7～3％、Nb：0.4～0.7％、以及B：0.0002～0.0030％，剩余部分包括Fe和不可避免的杂质；在距表层为20μm的深度中，含Nb析出物存在0.06个/μm

Manufacturing method of ferritic stainless steel and ferritic stainless steel plate with excellent high temperature wear resistance, exhaust parts, high temperature sliding parts and turbocharger parts

The invention relates to a ferritic system stainless steel with excellent high temperature wear resistance, which is characterized by: in mass%, C: 0.003-0.02%, Si: 0.05-1.0%, Mn: 0.05-1.0%, P: 0.01-0.05%, s: 0.0001-0.01%, Cr: 15-18%, N: 0.002-0.02%, al: 0.01-0.20%, Cu: 1-3%, Mo: 1.7-3%, Nb: 0.4-0.7%, and B: 0.00 In the depth of 20 \u03bc m from the surface layer, there are 0.06 NB precipitates / \u03bc M

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高温耐磨性优良的铁素体系不锈钢、铁素体系不锈钢板的制造方法、排气部件、高温滑动部件以及涡轮增压器部件
本专利技术涉及成为要求耐热性和加工性的耐热部件的原材料的高温耐磨性优良的铁素体系不锈钢、铁素体系不锈钢板的制造方法、排气部件、高温滑动部件、涡轮增压器部件。本专利技术特别适用于汽车的排气歧管、转换器、涡轮增压器部件。另外，其中特别涉及最适合于搭载在汽油汽车和柴油汽车上的涡轮增压器的喷嘴底座(nozzlemount)、喷嘴板、叶片、背板等内部精密部件以及涡轮壳体等外筒部件的材料。
技术介绍
汽车的排气歧管、前段管、中心管、消音器以及用于排放气体净化的环境适应部件为了使高温的排放气体稳定地通过，可以使用耐氧化性、高温强度、热疲劳特性等耐热性优良的材料。另外，由于也处在冷凝水腐蚀环境下，因而还要求耐蚀性优良。从排放气体限制的强化、发动机性能的提高、车体的轻量化等角度考虑，这些部件也大多使用不锈钢。另外，近年来，除了排放气体限制的强化进一步增强以外，基于提高燃油效率、缩小外部尺寸等动向，特别是通过发动机正下方的排气歧管的排放气体温度具有上升的倾向。除此以外，涡轮增压器之类的搭载着增压机的事例也增多，排气歧管和涡轮增压器中使用的不锈钢要求耐热性的进一步提高。关于排放气体温度的上升，以往为900℃左右的排放气体温度也可以预见将上升至1000℃左右。另一方面，涡轮增压器的内部结构复杂，在提高增压效率的同时，重要的是确保耐热可靠性，主要使用耐热奥氏体系不锈钢。除了具有代表性的耐热奥氏体系不锈钢即SUS310S(25％Cr-20％Ni)和Ni基合金等以外，在专利文献1和2中公开了高Cr、Mo添加钢。另外，专利文献3公开了一种使用添加有2～4％Si的奥氏体系不锈钢的喷嘴叶片式涡轮增压器的排气导向部件。专利文献3考虑到热加工性，公开了奥氏体系不锈钢成分。然而，由于都含有昂贵的Ni，导致成本升高，因而期待不含Ni的铁素体系不锈钢的开发。在涡轮增压器中，主要适用不锈钢的部件为喷嘴叶片式涡轮增压器内部的精密部件以及壳体。在内部的精密部件中，被称之为背板、挡油圈的部件位于涡轮部分以及压缩机部分与中芯(centercore)之间，是一面保持各部的密封性一面使涡轮以及压缩机轮稳定地旋转的部件，因而除了耐氧化性和高温强度以外，重要的还有表面平滑性。另外，为了调整排放气体的流速以及流量，具有喷嘴底座、喷嘴板、喷嘴叶片、驱动环、传动杆等由精密部件构成的喷嘴部件。它们由于与高温的排放气体接触，因而高温强度、蠕变特性、耐氧化性变得重要，除此以外，为了采用喷嘴叶片的开闭来调整排放气体流速以及流量，高温耐磨性也变得重要。另外，涡轮壳体虽然重视高温强度、蠕变以及热疲劳特性，但由于在高温环境下与壳体、背板、压板以及后续的排气部件等接触，因而要求高温下的耐磨性。铁素体系不锈钢主要使用于排气歧管，作为排放气体的高温化对策，在专利文献4～16中，公开了涉及添加Nb、Si、Cu、W等的铁素体系不锈钢的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002-332862号公报专利文献2：国际公开第2014/157655号专利文献3：日本专利第4937277号公报专利文献4：日本特开2006-37176号公报专利文献5：国际公开第2003/004714号专利文献6：日本专利第3468156号公报专利文献7：日本专利第3397167号公报专利文献8：日本特开平9-279312号公报专利文献9：日本特开2000-169943号公报专利文献10：日本特开平10-204590号公报专利文献11：日本特开2009-215648号公报专利文献12：日本特开2009-235555号公报专利文献13：日本特开2005-206944号公报专利文献14：日本特开2008-189974号公报专利文献15：日本特开2009-120893号公报专利文献16：日本特开2009-120894号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，这些不锈钢由于从耐氧化性、高温强度以及高温疲劳的角度而设计成分以及组织，因而未必满足作为上述涡轮增压器部件的性能。本专利技术的目的在于解决现有技术的问题，提供适于用作高温滑动部件、特别是在汽车排气部件中适于用作涡轮增压器的部件的高温耐磨性优良的铁素体系不锈钢及其制造方法。用于解决课题的手段为解决上述课题，本专利技术人进行了潜心的研究，结果获得了如下的见解：尤其对于高温耐磨性，不仅钢成分、而且表层附近的析出物和硬度都是重要的。当在高温下受到摩擦时，由于在表层附近局部地受到强加工，因而该部位的组织变化以及硬度变化变得重要。关于组织变化，由于产生各种析出物的析出，因而由此产生的高温强化成为重点。本专利技术人就高温滑动时的析出行为以及耐磨性进行了详细的研究，特别地，就铁素体系不锈钢能否适用于涡轮增压器部件进行了研究。具体地说，本专利技术人对于铁素体系不锈钢板的高温耐磨性，从钢成分、金属组织、高温特性的观点进行了详细的研究。其结果是，获得了如下的见解：例如在涡轮增压器之类的曝露于极其苛刻的热环境下的部件中，对于要求耐热性的原材料，通过用钢成分确保耐热性，同时控制表层附近的金属组织，获得了高温耐磨性优良的铁素体系不锈钢板以及由该铁素体系不锈钢板构成的部件。为了提高高温下的耐磨性，表层的氧化特性良好且硬质是有效的，但本专利技术获得了如下的见解：借助于表层部的微细析出物，可以确保高温长时间曝露时的硬度，从而可以大幅度降低磨损量。由此，即便不使用昂贵的奥氏体系不锈钢板而用铁素体系不锈钢板，也可以提供使高温耐磨性得以提高的部件。解决上述课题的本专利技术的要旨如下所述。(1)一种高温耐磨性优良的铁素体系不锈钢，其特征在于：以质量％计，含有C：0.003～0.02％、Si：0.05～1.0％、Mn：0.05～1.0％、P：0.01～0.05％、S：0.0001～0.01％、Cr：15～18％、N：0.002～0.02％、Al：0.01～0.20％、Cu：1～3％、Mo：1.7～3％、Nb：0.4～0.7％、以及B：0.0002～0.0030％，剩余部分包括Fe和不可避免的杂质；在距表层为20μm的深度中，含Nb析出物存在0.06个/μm2以上。(2)根据上述(1)所述的高温耐磨性优良的铁素体系不锈钢，其特征在于：在850℃以上时效1小时后，距表层为20μm的深度在常温下的断面硬度以1kg载荷的维氏硬度计为HV180以上。(3)根据上述(1)或(2)所述的高温耐磨性优良的铁素体系不锈钢，其特征在于：所述铁素体系不锈钢以质量％计，进一步含有Ti：0.005～0.3％、W：0.1～3.0％、V：0.05～1％、Zr：0.05～0.3％、Sn：0.01～0.5％、Ni：0.1～0.5％、Co：0.03～0.3％、Mg：0.0002～0.01％、Sb：0.005～0.5％、REM：0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温耐磨性优良的铁素体系不锈钢，其特征在于：以质量％计，含有C：0.003～0.02％、Si：0.05～1.0％、Mn：0.05～1.0％、P：0.01～0.05％、S：0.0001～0.01％、Cr：15～18％、N：0.002～0.02％、Al：0.01～0.20％、Cu：1～3％、Mo：1.7～3％、Nb：0.4～0.7％、以及B：0.0002～0.0030％，剩余部分包括Fe和不可避免的杂质；在距表层为20μm的深度中，含Nb析出物存在0.06个/μm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170329 JP 2017-0661951.一种高温耐磨性优良的铁素体系不锈钢，其特征在于：以质量％计，含有C：0.003～0.02％、Si：0.05～1.0％、Mn：0.05～1.0％、P：0.01～0.05％、S：0.0001～0.01％、Cr：15～18％、N：0.002～0.02％、Al：0.01～0.20％、Cu：1～3％、Mo：1.7～3％、Nb：0.4～0.7％、以及B：0.0002～0.0030％，剩余部分包括Fe和不可避免的杂质；在距表层为20μm的深度中，含Nb析出物存在0.06个/μm2以上。


2.根据权利要求1所述的高温耐磨性优良的铁素体系不锈钢，其特征在于：在850℃以上时效1小时后，距表层为20μm的深度在常温下的断面硬度以1kg载荷的维氏硬度计为HV180以上。


3.根据权利要求1或2所述的高温耐磨性优良的铁素体系不锈钢，其特征在于：所述铁素体系不锈钢以质量％计，进一步含有Ti：0.005～0.3％、W：0.1～3.0％、V：0.05～1％、Zr：0.05～0.3％、Sn：0.01～0.5％、Ni：0.1～0.5％、Co：0.03～0.3％...

【专利技术属性】
技术研发人员：滨田纯一，吉井睦子，吉泽俊希，
申请(专利权)人：日铁不锈钢株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP