抗氧化性优异的铁素体系不锈钢制造技术

本发明专利技术提供一种即使不添加Mo和W等高价元素也不使加工性降低的、具有优异的抗氧化性的铁素体系不锈钢。具体而言，一种抗氧化性优异的铁素体系不锈钢，以质量%计含有C：0.015%以下、Si：0.40～1.00%、Mn：1.00%以下、P：0.040%以下、S：0.010%以下、Cr：12.0～23.0%、N：0.015%以下、Nb：0.30～0.65%、Ti：0.150%以下、Mo：0.10%以下、W：0.10%以下、Cu：小于1.00%、Al：0.20～1.00%，并且满足Si≥Al，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。

Ferritic stainless steel with excellent oxidation resistance

The invention provides a ferritic stainless steel, which has excellent oxidation resistance, and does not increase the cost of the Mo and the W and the like. Specifically, an excellent oxidation resistance of ferritic stainless steel, with quality% containing C:0.015%, Si:0.40 ~ 1%, below Mn:1.00%, below P:0.040%, below S:0.010%, Cr:12.0 ~ 23%, N:0.015%, Nb:0.30, Ti:0.150%, Mo:0.10% ~ 0.65%, W:0.10%, Cu in the following: less than 1%, Al:0.20 ~ 1%, and Si is larger than Al, the remaining part by Fe and unavoidable impurities form.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有优异的抗氧化性的铁素体系不锈钢，其适用于汽车(automobile)和摩托车(motorcycle)的排气管(exhaust pipe)、催化剂外筒材料(也称为催化转化器外壳(converter case))、火力发电厂(thermal electric power plant)的排气管道(exhaust air duct)等在高温环境下使用的排气系统部件。
技术介绍
对于在汽车的排气系统环境下使用的排气歧管(exhaust manifold)、排气管、催化转化器外壳、消声器(muffler)等排气系统部件,要求热疲劳特性(thermal fatigueproperty)、高温疲劳特性(high temperature thermal fatigue property)、抗氧化性(oxidation resistance)(以下，将它们总称为“耐热性(heat resistance property)”。)优异。在要求这样的耐热性的用途中，目前大多使用添加了 Nb和Si的例如Type429(14Cr-0.9S1-0.4Nb系)这种含Cr钢。但是，随着发动机性能的提高，排气温度(exhaustgas temperature)上升至超过900°C的温度,则Type429的热疲劳特性将变不充分。针对该问题，已开发有添加Nb和Mo来提高高温耐力的含Cr钢、JIS G4305中规定的SUS444 (19Cr-0.5Nb_2Mo)、降低Cr含量而添加Nb、Mo、W的铁素体系不锈钢等(例如，参照专利文献I)。然而，由于目前Mo和W等稀有金属(rare metal)的原料价格的异常高涨，已开始需要使用廉价的原料开发出具有同等耐热性的材料。作为不使用高价的元素Mo和W的耐热性优异的材料，例如，已知专利文献2 4中公开的材料。专利文献2中公开了一种在10 20质量％Cr钢中添加了 Nb:0.50质量％以下、Cu:0.8 2.0质量％、V:0.03 0.20质量％的汽车排气流路部件用铁素体系不锈钢。专利文献3中公开了一种在10 20质量％C`r钢中添加了 T1:0.05 0.30质量％、Nb:0.10 0.60质量％、Cu:0.8 2.0质量％、B:0.0005 0.02质量％的热疲劳特性优异的铁素体系不锈钢。专利文献4中公开了一种在15 25质量％Cr钢中添加了 Cu:1 3质量％的汽车排气系统部件用铁素体系不锈钢。这些所公开的钢均具有通过添加Cu来提高热疲劳特性的特征。专利文献1:日本特开2004-018921号公报专利文献2:国际公开2003/004714号小册子专利文献3:日本特开2006-117985号公报专利文献4:日本特开2000-297355号公报
技术实现思路
然而，根据专利技术人等的研究表明，如上述专利文献2 4中公开的技术那样含有大量的Cu的情况下，加工性和抗氧化性将会显著下降。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种即使不添加Mo和W等高价元素也不降低加工性的、具有优异的抗氧化性的铁素体系不锈钢。应予说明，本专利技术中所指的“抗氧化性优异”是指大气中在1000°C下保持200小时也不产生异常氧化(anomalous oxidation)(氧化增量50g/m2以下)。本专利技术人等为了开发不添加Mo和W等高价元素也不降低加工性的、抗氧化性优异的铁素体系不锈钢而反复进行了深入研究。其结果发现，通过使Cu含量小于1.0质量％、并且Si含量为0.4 1.0质量％41含量在0.2 1.0质量％的范围、使Si彡Al，从而可成为加工性不降低且1000°C下的抗氧化性(以下，称为1000°C抗氧化性)优异的铁素体系不锈钢，进而完成了本专利技术。S卩，本专利技术提供一种抗氧化性优异的铁素体系不锈钢，其特征在于，含有以质量％计，C:0.015% 以下、Si:0.40 1.00%、Mn:1.00% 以下、P:0.040% 以下、S:0.010% 以下、Cr:12.0 23.0%、N:0.015% 以下、Nb:0.30 0.65%,T1:0.150% 以下、Mo:0.10% 以下、W:0.10%以下、Cu:小于1.00%、A1:0.20 1.00%，并且满足Si彡Al，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。另外，本专利技术提供一种抗氧化性优异的铁素体系不锈钢，其特征在于，在上述成分的基础上，以质量％计还含有选自B:0.0030%以下、REM:0.08%以下、Zr:0.50%以下、V:0.50%以下、Co:0.50%以下以及N1:0.50%以下中的I种或2种以上。根据本专利技术，能够得到即使不添加高价的Mo和W也不使加工性降低的、1000°C抗氧化性优异的铁素体系不锈钢。因此，本专利技术的钢适用于汽车排气系统部件。附图说明图1是表示Si含量和Al含量对抗氧化性(氧化增量)的影响的图。具体实施例方式首先，对完成本专利技术的基础实验进行说明。应予说明，在以下的说明中，成分中的％标记全部为质量％。对以C:0.006%、N:0.007%、P:0.03%、S:0.003%、Mn:0.2%、Cr:15%、Nb:0.49%、Cu:0.5%、T1:0.005%、Mo:0.01%、W:0.01% 的成分组成为基础，使 Si 含量在 0.1 1.5%的范围、Al含量在0.02 1.5%的范围进行各种变化的钢进行实验室熔炼，制成50kg钢锭，对该钢锭进行热轧(hot rolling)、热轧板退火、冷轧(cold rolling)、最终退火(finishing annealing),制成板厚2mm的冷轧退火板。从上述那样得到的冷轧钢板中切割出30mmX20mm的试验片，在该试验片上部开设4ι πιΦ的孔,对表面和端面用# 320的砂纸(emery paper)进行研磨、脱脂后,供于下述氧化试验。<大气中连续氧化试验(continuous oxidation test in air) >将上述试验片在加热到1000°C的大气气氛的炉中保持200小时，测定加热试验前后的试验片的质量差，求得每单位面积的氧化增量(g/m2)。试验各实施2次，将即使在I次试验中氧化增量成为50g/m2以上的结果的情况评价为异常氧化。图1是表不Si含量和Al含量与氧化特性的关系的图。从该图可知，Si含量为0.4%以上、Al含量为0.2%以上且Si彡Al的情况下，不产生异常氧化，具有优异的抗氧化性。本专利技术基于以上的基础实验的结果，再进一步研究的结果而完成。以下，对本专利技术的铁素体系不锈钢进行详细说明。首先，对本专利技术的成分组成进行说明。C:0.015% 以下C是对提高钢的强度有效的元素，但如果含有超过0.015%，则韧性和成型性的降低显著。因此，在本专利技术中，使C含量为0.015%以下。应予说明，从确保成型性的观点出发，C含量越低越优选，优选为0.008%以下。另一方面，为了确保作为排气系统部件的强度，C含量优选含有0.001%以上，更优选为0.002 0.008%的范围。Si:0.40 1.00%、Al:0.20 1.00 质量 ％、Si 彡 AlSi和Al均是用于提高抗氧化性的重要的元素。如图1所示，为了在1000°C下得到优异的抗氧化性，需要同时满足S1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：中村彻之，太田裕树，宇城工，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：
国别省市：