铁素体系不锈钢制造技术

本发明专利技术提供一种铁素体系不锈钢，其具有优良的钎焊性，并且在用于废热回收器或EGR冷却器的环境中具有优良的耐冷凝水腐蚀性。使其具有如下组成：以质量％计含有C：0.025％以下、Si：0.01％以上且小于0.40％、Mn：0.05～1.5％、P：0.05％以下、S：0.01％以下、Cr：17.0～30.0％、Mo：1.10～3.0％、Ni：大于0.80％且3.0％以下、Nb：0.20～0.80％、Al：0.001～0.10％、N：0.025％以下，并且，满足下述式(1)和式(2)，余量由Fe和不可避免的杂质构成。C+N≤0.030％…(1)Cr+Mo≥19.0％…(2)(式(1)、式(2)中的C、N、Cr、Mo表示各元素的含量(质量％))。

Ferritic stainless steel

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铁素体系不锈钢
本专利技术涉及在汽车的废气冷凝水环境中使用的铁素体系不锈钢。更具体而言，本专利技术涉及例如用于废热回收器、EGR(废气再循环，ExhaustGasRecirculation)冷却器等废气再循环装置的铁素体系不锈钢。
技术介绍
近年来，汽车领域中的废气环境限制的强化正在推进，同时要求进一步提高燃料效率。因此，废热回收器、EGR冷却器这样的热交换器在汽车中的应用一直在增加。废热回收器是将废气的热回收再利用的装置，以混合动力车为中心而搭载。在使用废热回收器的系统中，通过热交换器将废气的热传递至发动机冷却水，由此促进发动机预热从而提高燃料效率和供暖性能。另外，EGR冷却器是使废气再循环的装置。在使用EGR冷却器的系统中，利用热交换器来冷却排气侧的高温废气，使冷却后的废气再次进气，由此使发动机的燃烧温度降低，抑制NOx的生成。这样的废热回收器、EGR冷却器的热交换部中生成冷凝水，暴露于严酷的腐蚀环境中。在热交换部，废气和冷却水经由不锈钢接触，因腐蚀而产生开孔时导致冷却水的泄露，因此要求高的耐冷凝水腐蚀性。专利文献1中公开了一种使用精制不充分且S浓度高的燃料时的EGR冷却器和废热回收装置用奥氏体系不锈钢。但是，在如下方面存在问题：奥氏体系不锈钢由于含有大量Ni而成本变高、在如排气歧管周围部件那样的高温且因剧烈振动而受到拘束力的使用环境下的疲劳特性、高温下的热疲劳特性低。因此，对在废热回收器、EGR冷却器的热交换部使用奥氏体系不锈钢以外的钢进行了研究。例如，专利文献2中公开了一种将铁素体系不锈钢作为原材料而构成的汽车废热回收装置。其中，通过在18质量％以上的Cr中添加Mo，确保废气的冷凝-蒸发环境中的耐点蚀性和耐缝隙腐蚀性。另外，在上述EGR冷却器的热交换部等的接合中，应用钎焊接合，对于这些构件，不仅要求提高耐冷凝水腐蚀性，还要求优良的钎焊性。关于这点，例如专利文献3中公开了一种EGR冷却器铁素体系不锈钢。其中，以满足Cr+2.3Cu≥18的方式在Cr中添加Cu，由此确保优良的钎焊性和对废气冷凝水的耐腐蚀性。专利文献4中公开了一种钎焊后具备对废气冷凝水的耐腐蚀性的废热回收器用铁素体系不锈钢。其中，特征在于，从钎焊后的耐腐蚀性的观点出发，对钎焊热处理后形成的覆膜中的阳离子百分率进行规定。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-199661号公报专利文献2：日本特开2009-228036号公报专利文献3：日本特开2010-121208号公报专利文献4：日本特开2012-214880号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，对于如专利文献2～4那样的不锈钢而言，进行模拟了反复进行冷凝水的生成和蒸发、加热的实际环境的试验时，有时耐冷凝水腐蚀性不充分。因此，就现有技术而言，还无法说在确保充分的钎焊性的同时得到了期望的耐冷凝水腐蚀性。因此，本专利技术的目的在于提供一种铁素体系不锈钢，其具有优良的钎焊性，并且，在用于废热回收器或EGR冷却器的环境中具有优良的耐冷凝水腐蚀性。需要说明的是，在此，优良的钎焊性是指：在重叠的两张钢板的单侧的端面涂布1.2g钎料BNi-5(Ni-19Cr-10Si)，在10-2Pa的真空气氛、1170℃×600秒的加热条件下进行钎焊处理后，钎料的渗透是两张板的重叠长度的50％以上。另外，优良的耐冷凝水腐蚀性是指：试验片在pH8.0的200ppmCl-+600ppmSO42-溶液中完全浸渍、80℃保持24小时的浸渍-蒸发试验、在250℃的炉内加热保持24小时所有这些步骤进行四个循环后(以下也记为冷凝水腐蚀试验)，最大腐蚀深度小于100μm。用于解决问题的手段本专利技术人进行上述冷凝水腐蚀试验而发现，通过在Cr、Mo、C、N的基础上含有适量Ni，可得到优良的耐冷凝水腐蚀性。此外发现，通过调整Al含量，还能够确保钎焊性。以解决上述问题为目的的本专利技术的主旨如下所述。[1]一种铁素体系不锈钢，其特征在于，具有如下组成：以质量％计含有C：0.025％以下、Si：0.01％以上且小于0.40％、Mn：0.05～1.5％、P：0.05％以下、S：0.01％以下、Cr：17.0～30.0％、Mo：1.10～3.0％、Ni：大于0.80％且3.0％以下、Nb：0.20～0.80％、Al：0.001～0.10％、N：0.025％以下，并且，满足下述式(1)和式(2)，余量由Fe和不可避免的杂质构成。C+N≤0.030％…(1)Cr+Mo≥19.0％…(2)(式(1)、式(2)中的C、N、Cr、Mo表示各元素的含量(质量％)。)[2]如上述[1]所述的铁素体系不锈钢，其特征在于，以质量％计还含有选自Cu：0.01～1.0％、W：0.01～1.0％、Co：0.01～1.0％中的一种或两种以上。[3]如上述[1]或[2]所述的铁素体系不锈钢，其特征在于，以质量％计还含有选自Ti：0.01～0.10％、V：0.01～0.50％、Zr：0.01～0.30％、B：0.0003～0.005％、Ca：0.0003～0.003％、Mg：0.0003～0.003％、REM：0.001～0.10％中的一种或两种以上。[4]如上述[1]～[3]中任一项所述的铁素体系不锈钢，其特征在于，用于汽车的废热回收器或者用于废气再循环装置。专利技术效果根据本专利技术，可以提供一种铁素体系不锈钢，其具有优良的钎焊性，并且在用于废热回收器或EGR冷却器等暴露于冷凝水腐蚀环境中的汽车部件的情况下具有优良的耐冷凝水腐蚀性。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式详细地进行说明。与以往的消音器同样地，废热回收器、EGR冷却器的热交换部的排气侧处于反复进行废气的冷凝和蒸发的环境中。生成的冷凝水因废气而被加热，水分蒸发，同时发生离子种的富集和pH的降低，促进不锈钢的腐蚀。近年来，伴随燃料的多样化，废气也多样化，可预想到对耐腐蚀性造成很大影响的氯离子、硫酸根离子增加或者pH从中性变为弱酸性等腐蚀环境变严酷的情况。鉴于这样的背景，本专利技术人对提高不锈钢在废气冷凝水环境中的耐冷凝水腐蚀性进行了深入研究。其结果发现，为了得到具有优良的耐冷凝水腐蚀性的不锈钢，在调整为规定范围的含量的Cr、Mo、C、N的基础上含有适量的Ni是有效的。冷凝水腐蚀的腐蚀形态为点蚀。在本专利技术中，通过抑制点蚀的发生、降低点蚀的生长速度和使点蚀的生长停止来提高耐冷凝水腐蚀性。对于第一点抑制点蚀的发生，通过含有Cr和Mo使得抑制效果强化。对于第二点降低点蚀的生长速度，通过含有适量的Ni使其大幅降低。此外，对于第三点使点蚀的生长停止，通过在含有Cr和Mo的基础上进一步含有适量的Ni来更有效地使生长停止。此外发现，通过调整Al含量，能够确保钎焊性。发现通过以上各过程中的元素的不同作用，在确保钎焊性的同时，耐冷凝水腐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁素体系不锈钢，其特征在于，具有如下组成：/n以质量％计含有C：0.025％以下、Si：0.01％以上且小于0.40％、Mn：0.05～1.5％、P：0.05％以下、S：0.01％以下、Cr：17.0～30.0％、Mo：1.10～3.0％、Ni：大于0.80％且3.0％以下、Nb：0.20～0.80％、Al：0.001～0.10％、N：0.025％以下，并且，满足下述式(1)和式(2)，余量由Fe和不可避免的杂质构成，/nC+N≤0.030％…(1)/nCr+Mo≥19.0％…(2)/n式(1)、式(2)中的C、N、Cr、Mo表示各元素的质量％含量。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170526 JP 2017-1040601.一种铁素体系不锈钢，其特征在于，具有如下组成：
以质量％计含有C：0.025％以下、Si：0.01％以上且小于0.40％、Mn：0.05～1.5％、P：0.05％以下、S：0.01％以下、Cr：17.0～30.0％、Mo：1.10～3.0％、Ni：大于0.80％且3.0％以下、Nb：0.20～0.80％、Al：0.001～0.10％、N：0.025％以下，并且，满足下述式(1)和式(2)，余量由Fe和不可避免的杂质构成，
C+N≤0.030％…(1)
Cr+Mo≥19.0％…(2)
式(1)、式(2)中的C、N、Cr、Mo表示各元素的...

【专利技术属性】
技术研发人员：市川真奈美，中村彻之，福田国夫，石川伸，杉原玲子，
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