本发明专利技术提供一种适于作为供Ni钎焊的EGR冷却器部件的铁素体系不锈钢及使用该部件的EGR冷却器。使用以质量％计，含有C：0.03％以下、Si：大于0.1％且小于等于3％、Mn：0.1％～2％、Cr：10％～25％、Nb：0.3％～0.8％、N：0.03％以下，此外根据需要，分别选择性地含有：(a)合计4％以下范围的Mo、Cu、V及W的1种以上、(b)合计0.3％以下的范围的Ti、Al及Zr的1种以上、(c)合计5％以下范围的Ni及Co的1种以上、(d)0.2％以下范围的REM(稀土元素)及Ca的1种以上，剩余部分为Fe及不可避免的杂质的铁素体系不锈钢，得到具有通过Ni钎焊接合的构造的EGR冷却器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及作为构成EGR冷却器的部件使用的铁素体系不锈钢及使用该部件构成的EGR冷却器。
技术介绍
以汽车为主的安装有内燃机的车辆中，为了降低排气中的NOx和燃料费的上升，有时采用EGR(Exhaust Gas Recirculation，排气再循环)的方法。其为取出从内燃机排出的排气的一部分，从内燃机的吸气侧再次吸气的技术，主要已在柴油发动机中普及，但近年来也逐渐应用于汽油发动机。在EGR系统中，需要将排气冷却到可循环的温度的装置。这就是EGR冷却器。图1、图2中示意性地例示了一般的EGR冷却器的构造。在由外筒构成的排气通路的一部分上设置用两块隔板隔开的部分，在该部分中构成向冷却水排放热的热交换器。在此，将由隔板隔开的该部分称为“热交换部分”。隔板中设有孔的部位与通气管接合，在热交换部分，排气在通气管中流过。在通气管的周围流过冷却水。通气管有仅由金属制的管构成的类型(图1)，或在管的内部设置有散热片的类型(图2)等。EGR冷却器由外筒、隔板、通气管、或进一步通气管内的称作散热片的金属部件而构成，这些部件通过钎焊来接合。但是，热交换部分入口侧的排气温度有时最高达到800°C 左右、出口侧的温度有时最高达到200°C左右，因此在一般的热交换器的组装中所使用的 Cu焊料耐久性不足。因此，EGR冷却器中适用耐高温氧化性及高温强度优异的Ni焊料(JIS Z3265 的 BNi-5、BNi-6 等)。构成EGR冷却器的金属部件中要求如下的特性。(I)Ni钎焊性良好。(2)对融雪盐的耐腐蚀性良好。这是因为EGR冷却器设置于发动机室内，处于容易附着撒于路面的融雪盐的环境。(3)对LLC(长寿命冷却剂，例如乙二醇)的耐腐蚀性良好。这是因为EGR的冷却水中通常添加有LLC。(4)高温强度和耐高温氧化性良好。这是因为EGR冷却器暴露于高温的排气中。(5)对冷凝水的结露的耐腐蚀性良好。这是因为在EGR冷却器中，运转中在排气出口侧附近容易产生结露，另外，运转后在排气接触部位容易产生结露。现有技术文献专利文献专利文献1 特开平7-292446号公报专利文献2 特开平2003-193205号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题根据上述特性要求，现在，构成EGR冷却器的金属部件主要使用以SUS304、SUS316 为代表的奥氏体系不锈钢。但是，由于奥氏体系不锈钢的热膨胀系数大，因此高温下生成的氧化鳞片在冷却时剥落而流入发动机内，或容易产生由于反复加热·冷却引起的热疲劳破坏。对高温强度也希望进一步的改善。另外，由于大量含有高价的Ni，因此材料成本也高。另一方面，铁素体系不锈钢的热膨胀系数比奥氏体系钢种小，并且材料成本一般也比奥氏体系钢种便宜。构成排气通路的排气歧管或消声器等多采用铁素体系不锈钢。但是，在实施Ni钎焊的情况下需要将材料暴露在例如iioo°c以上的高温中。在这样的高温下，通常引起铁素体系不锈钢的晶粒粗大化，容易导致韧性的降低。上述专利文献1中公开了钎焊性良好的热交换器用铁素体系不锈钢。但是，对于钎焊性，假设的是Cu钎焊，其意图并不是M钎焊性的改善及此时的晶粒粗大化的抑制。本专利技术要提供一种适于作为供Ni钎焊的EGR冷却器部件的铁素体系不锈钢及使用该部件的EGR冷却器。用于解决课题的手段上述目的由EGR冷却器部件用铁素体系不锈钢来实现，该不锈钢以质量％计含有C 0. 03% 以下、Si 大于 0. 且小于等于 3%、Mn :0. 2%、Cr 25%、Nb 0. 3% 0. 8%、N :0. 03%以下，优选C和N的合计含量为0. 01 %以上，此外根据需要，分别选择性地含有(a)合计4%以下范围的Mo、Cu、V及W的1种以上、(b)合计0.3%以下范围的Ti、Al及&的1种以上、(c)合计5%以下范围的Ni及Co的1种以上、(d)合计0. 2%以下范围的REM(稀土元素)及Ca的1种以上，剩余部分为Fe及不可避免的杂质。另外，本专利技术提供一种EGR冷却器，由上述钢构成的钢材担当构成部件，且具有至少将该部件与其它部件通过M钎焊接合的构造。作为该部件可举出例如外筒、隔板、通气管、安装于通气管中的散热片等。另外，提供一种EGR冷却器，由上述的钢构成的钢材担当与汽车排气及冷却水双方接触的部件，具有至少将该部件与其它部件通过M钎焊接合的构造。作为与汽车排气及冷却水双方接触的部件可举出例如外筒、隔板、通气管等。专利技术效果根据本专利技术，提供M钎焊性及韧性良好的铁素体系不锈钢。通过使用该钢，与部件中使用了奥氏体系不锈钢的现有的EGR冷却器相比，实现了高温强度更高、氧化鳞片的剥落少且材料成本低的EGR冷却器。附图说明图1为示意性地例示了 EGR冷却器构造的图；图2为示意性地例示了通气管内具有散热片的类型的EGR冷却器构造的图。 具体实施例方式如上所述，为了提高EGR冷却器的耐久性，采用热膨胀系数更小的铁素体系钢种变得有利。但是，在EGR冷却器的使用环境下，该构成部件有时暴露于700°C以上、最高 800°C左右的高温。该情况下，特别是防止铁素体系钢种的高温强度降低的对策变得重要。 另外，由于Ni钎焊时要保持1050 1150°C左右的高温，因此用于抑制晶粒粗大化的成分设计是很重要的。通常，铁素体系不锈钢在常温 600°C左右的中温区域呈现比奥氏体系不锈钢高的强度水平。但是，在700°C以上的高温区域中强度水平大幅降低。作为用于防止这种高温强度降低的方法，已知添加Nb是有效的。即，通过在铁素体系不锈钢中添加0. 2质量％左右的Nb，高温强度得以显著改善。由Nb产生的高温强度的提高，主要是“固溶Nb”在起作用。因此，在高温用途中所使用的铁素体系不锈钢中，为了充分确保固溶Nb的量，通常进行尽量减少C、N含量的成分设计。另一方面，为了抑制铁素体系不锈钢的晶粒粗大化，认为固溶Nb也有效地发挥作用。但是，根据专利技术人等的研究了解到，为了抑制在M钎焊温度下的晶粒粗大化，添加0.2 质量％左右的Nb是不充分的。使用各种M焊料进行详细研究的结果表明，重要的是确保 0.3质量％以上的Nb含量。可以认为，由Nb添加产生的对晶粒粗大化的抑制，除了由固溶Nb产生的粗大化抑制作用之外，Nb碳化物、Nb氮化物或Nb碳氮化物(将它们统称为“Nb碳化物·氮化物”) 产生的束缚效果也有很大贡献。因此，在本专利技术的钢的成分设计中，倒不如确保一定程度的 C、N含量有利。具体地，将C和N的合计含量设定为0.01质量％以上更有效。另外，认为通过充分确保Nb含量，由Fe2Nb (Laves)、或Fe3NbC (M6X)等析出物产生的束缚效果也对晶粒粗大化的抑制有效地发挥作用。通过抑制晶粒的粗大化，特别是对防止低温韧性的降低有效。对于Nb以外的合金成分而言，可知Mo、Cu、V、W各元素随着固溶量的增大，也有助于高温强度的提高。另外，可知Ni、Co对晶粒稍微粗大化的情况下韧性降低的抑制极其有效。另一方面，表明Ti、Al、Zr、REM、Ca在进行Ni钎焊时，具有使钢材表面的Ni焊料的流动(润湿性)变差的重要原因。认为这正是由于在Ni钎焊加热时，在钢材表面容易形成这些元素的氧化物。但是，如后所述，只要将这些元素的含量限制在适当范围就没有问题。本专利技术是基于这样的见解而完成的。下面本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：奥学，中村定幸，堀芳明，
申请(专利权)人：日新制钢株式会社，
类型：发明
国别省市：
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