BR112016019780B1

BR112016019780B1 - Folha de aço inoxidável austenítico para gaxeta e gaxeta

Info

Publication number: BR112016019780B1
Application number: BR112016019780-1A
Authority: BR
Inventors: Naohito Kumano; Kazunari Imakawa; Manabu Oku
Original assignee: Nippon Steel Stainless Steel Corporation
Priority date: 2014-04-02
Filing date: 2015-03-16
Publication date: 2021-08-31
Also published as: TW201546300A; CN106103779B; BR112016019780A2; EP3128034A1; US20170184200A1; TWI657151B; CN106103779A; JP2015196889A; CA2938138A1; CA2938138C; JP6029611B2; MY195925A; WO2015151771A1; US10161524B2; KR102351192B1; EP3128034A4; KR20160140897A; MX2016010271A

Abstract

folha de aço inoxidável austenítico para gaxeta e gaxeta. fornecer uma gaxeta metálica termorresistente que é controlada para ter um nível de resistência (dureza em temperatura comum) que facilita o processamento e que tem excelente resistência a vazamento de gás. uma folha de aço inoxidável austenítico para gaxetas metálicas que tem uma composição química que contém, em termos de porcentagem em massa, de 0,015 a 0,200% de c, de 1,50 a 5,00% de si, de 0,30 a 2,50% de mn, de 7,0 a 17,0% de ni, de 13,0 a 23,0% de cr e de 0,005 a 0,250% de n, e, opcionalmente, contém, ainda, um ou mais dentre mo, cu, nb, ti, v, zr, w, co, b, al, rem (elemento terra-rara exceto para y), y, ca e mg, sendo o restante de fe e impurezas inevitáveis, que tem uma dureza em temperatura comum de 430 hv ou menos. um corte transversal da mesma, que é perpendicular à direção de espessura da folha, fornece um padrão de difração de raios x no qual o pico para o plano de cristal de austenita (311) tem uma largura de meia banda de 0,10 a 1,60º. a folha metálica tem uma aspereza de superfície (ra) de 0,30 (mi)m ou menos.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção refere-se a uma folha de aço inoxidávelaustenítico para uma gaxeta metálica termorresistente que é adequada para a vedação de gás de um membro exposto a uma temperatura alta, tal como um motor de combustão interna, um membro de trajetória de fluxo de gás de escape (por exemplo, uma tubulação de escape e um conversor catalisador), um injetor, um resfriador de EGR, um turbocompressor e uma gaxeta metálica que usa a mesma como um material. ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[002] Nos últimos anos, existe uma necessidade crescente de umagaxeta que é exposta a uma temperatura de 600 a 800°C, mas os seguintes problemas estão envolvidos. Um material de série SUS301 ou SUS431 representado por aqueles descritos em PTLs 1, 2 e 3 sofre amolecimento significativo, uma vez que a temperatura de aquecimento está próxima da temperatura de decomposição da fase de martensita e, dessa forma, é inferior em resistência à estabilização. Um material reforçado de precipitação, como NCF 625 e NCF 718 definido no JIS G4902 (placas e folhas de superliga termorresistentes e resistentes à corrosão) e SUH660 definido no JIS G4312 (placa de aço termorresis- tente), é eficaz para reforço de precipitação a uma temperatura de 600 a 800°C, mas o seu custo é aumentado devido ao Ni dispendioso contido em uma grande quantidade. As PTLs 4, 5, 6 e 7 descrevem um aço inoxidável austenítico Fe-Cr-Mn-Ni reforçado por Ni, que serve para ser aplicado a uma parte de gaxetas termorresistentes.

[003] A espécie de aço supracitada tem sido estudada para acentuar adicionalmente a alta resistência da mesma, considerando-se o uso da mesma em uma faixa de temperatura alta. Entretanto, no caso em que uma quantidade grande de fase de martensita está contida, e no caso em que o teor de N é grande, o limite elástico (0,2% de limite elástico deslocado) é significativamente aumentado. Além disso, um material que tem sua resistência aumentada por acabamento de laminação a frio (que é chamado doravante no presente documento de "material HT") é geralmente aplicado a uma gaxeta e, assim, a superfície da ga- xeta se torna áspera durante a formação e é submetida a estrangulação em uma parte flexionada, no caso em que a ductilidade da mesma é insuficiente. Essa propriedade de superfície e esses defeitos no formato processado se tornam um fator de deterioração considerável da capacidade de vedação de gás.

LISTA DE CITAÇÕESLITERATURAS DE PATENTE

[004] PTL 1: JP-A-7-3406

[005] PTL 2: JP-A-2008-111192

[006] PTL 3: JP-A-7-278758

[007] PTL 4: JP-A-2003-82441

[008] PTL 5: JP-A-7-3407

[009] PTL 6: JP-A-9-279315

[0010] PTL 7: JP-A-11-241145

SUMÁRIO DA INVENÇÃOPROBLEMA DA TÉCNICA

[0011] Os exemplos mencionados e descritos acima não realizamnecessariamente um projeto do componente que considera suficientemente a prevenção de vazamento de gás devido à formação e à retenção de termorresistência e resistência à corrosão em uso.

[0012] A invenção consiste em fornecer uma gaxeta metálica ter-morresistente que é controlada para ter um nível de resistência (dureza em temperatura ambiente) com capacidade de facilitar o processamento e que tem excelente resistência a vazamento de gás.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0013] Para alcançar os objetivos, a invenção fornece uma folha deaço inoxidável austenítico para uma gaxeta metálica que tem uma composição química que contém de 0,015 a 0,200% de C, de 1,50 a 5,00% de Si, de 0,30 a 2,50% de Mn, de 7,0 a 17,0% de Ni, de 13,0 a 23,0% de Cr e de 0,005 a 0,250% de N, todos em termos de porcentagem em massa, sendo o restante de Fe e impurezas inevitáveis, que tem uma dureza em temperatura ambiente de 430 HV ou menos, que tem uma metade de largura de um pico de um plano de cristal de austenita (311) em um padrão de difração de raios X de um corte transversal perpendicular a uma direção de espessura de folha de 0,10 a 1,60° e que tem uma aspereza de superfície Ra de 0,30 μm ou menos.

[0014] A composição química da folha de aço pode conter adicionalmente, como um elemento adicional arbitrário, pelo menos um dentre 2,00% ou menos de Mo, 4,00% ou menos de Cu, 0,80% ou menos de Nb, 0,50% ou menos de Ti, 1,00% ou menos de V, 1,00% ou menos de Zr, 3,00% ou menos de W, 3,00% ou menos de Co, e 0,020% ou menos de B, todos em termos de porcentagem em massa. A composição química também pode conter adicionalmente, como um elemento adicional arbitrário, pelo menos um dentre 0,20% ou menos de Al, 0,20% ou menos de REM (ou seja, elemento terra-rara exceto para Y), 0,20% ou menos de Y, 0,10% ou menos de Ca, e 0,10% ou menos de Mg, todos em termos de porcentagem em massa.

[0015] A folha de aço pode ter uma espessura de folha de, porexemplo, 0,10 a 0,40 mm, que pode estar em uma faixa de 0,15 a 0,30 mm. A folha de aço que é mais preferencial pode ter uma diferença ΔHV entre uma dureza em temperatura ambiente e uma dureza em temperatura alta a 700°C de 300 HV ou menos.

[0016] A invenção também fornece uma gaxeta metálica que contém a folha de aço que foi formada, em que a gaxeta metálica tem uma microesfera formada por formação por prensa e que é usada através da prensagem de um ápice da microesfera sobre um material de contato oposto. A temperatura de uso da mesma é, por exemplo, de 600 a 800°C. A gaxeta pode ser usada para vedação de um gás de combustão de um motor de combustão interna.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0017] De acordo com a invenção, tal gaxeta metálica termorresis-tente é realizada e a mesma é facilmente processada, devido à maciez, como um material para uma gaxeta metálica que tem excelente resistência a vazamento de gás. O custo de material da mesma é relativamente baixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0018] A Figura 1 é uma ilustração esquemática que mostra o formato e a dimensão de uma peça de teste de gaxeta.

[0019] A Figura 2 é uma ilustração esquemática que mostra o estado da peça de teste de gaxeta montada em um gabarito de restrição. DESCRIÇÃO DE MODALIDADES

[0020] Os métodos de avaliação comuns de uma gaxeta metálicaque tem uma parte formada de microesfera incluem um teste de medição de resistência à estabilização. Nesse teste, é realizado um teste no qual uma peça de teste de gaxeta metálica é segurada entre ambos os materiais de contato opostos, que são prensados sob a aplicação de uma carga prescrita, e é mantida nesse estado em um ambiente prescrito e, então, a quantidade de alteração da altura de microesfera antes e após o teste é medida. Uma quantidade menor de alteração significa uma maior resistência à deformação do material, que é, assim, avaliado como um material de alta resistência. Os presentes inventores verificaram a razoabilidade do método de avaliação pelo teste de resistência à estabilização comum de tal modo que uma peça de teste de gaxeta que tem uma parte formada por microesfera seja produzida com o uso de vários materiais de folha de aço inoxidável, e a peça de teste seja de fato montada em um gabarito de placa plana (em que ambos os materiais de contato opostos estão na forma de placa plana), e medida em relação à quantidade de vazamento de gás após a exposição a uma temperatura de 600 a 800 °C. Como um resultado, foi concluído que um material de alta resistência que recebe boa avaliação no teste de resistência à estabilização não é necessariamente excelente em resistência a vazamento de gás. Para acentuar a resistência a vazamento de gás, é importante considerar outros fatores além da resistência de material. ASPEREZA DE SUPERFÍCIE

[0021] Em uma folha de aço como um material para formar uma ga-xeta, é importante que a aspereza de superfície seja pequena. Quando a aspereza de superfície do material é grande, a porção flexionada ao redor do ápice da porção de microesfera convexa (que é chamada doravante no presente documento de "porção apical"), que está em contato com o material de contato oposto, é submetida a grande aspereza de superfície quando uma microesfera é formada, e, assim, é difícil garantir a propriedade de vedação excelente. Como um resultado de várias investigações, em uma folha de aço inoxidável austenítico que tem uma espessura de 0,4 mm ou menos ou 0,3 mm ou menos, a aspereza Ra é necessariamente 0,30 μm ou menos e, com mais preferência, 0,20 μm ou menos. A aspereza de superfície do material pode ser controlada principalmente pelo gerenciamento do material e da aspereza de superfície do rolo de trabalho usado para laminação a frio.

DUREZA EM TEMPERATURA AMBIENTE

[0022] Um material de gaxeta comum é um material HT, que exibeuma alta resistência (limite elástico elevado) na formação em uma ga- xeta e, portanto, quando a gaxeta é mantida entre materiais de contato opostos sob aplicação de pressão, o estresse aplicado ao material de gaxeta (que é doravante no presente documento chamado de "pressão de superfície") é aumentado. Em relação a uma gaxeta que é usada em torno da temperatura ambiente, considera-se que uma pressão de superfície maior fornece melhor propriedade de vedação. Em relação a uma gaxeta termorresistente, entretanto, foi concluído que o material é consideravelmente deformado devido à alta pressão de superfície sobre o aumento da temperatura de material, e o vazamento de gás ocorre devido à depressão da porção apical em um caso extremo. Ou seja, foi concluído que o uso de um material que tem uma dureza comum que não é muito grande é eficaz para a acentuação da resistência a vazamento de gás. Adicionalmente, a maciez do material pode facilitar a formação da gaxeta. Como um resultado de investigações detalhadas, a invenção alveja um material de folha que é controlado para ter uma dureza Vickers em temperatura ambiente de 430 HV ou menos. A dureza é, com mais preferência, 425 HV ou menos. Por exemplo, a dureza pode ser controlada para uma faixa de 190 a 430 HV ou de 190 para 425 HV. A dureza pode ser gerenciada para uma faixa de 250 a 400 HV. A du-reza em temperatura ambiente pode ser controlada principalmente pela composição de componente da liga e pela razão de redução de lamina- ção a frio.

ÍNDICE DE TENSÃO POR DIFRAÇÃO DE RAIOS X

[0023] Uma pequena tensão de processamento acumulada noscristais de austenita também é eficaz para diminuir a pressão de superfície. Aqui, a tensão de processamento dos cristais de austenita é avaliada pela metade da largura do pico do plano (311) dos cristais de aus- tenita no padrão de difração de raios X. Foi concluído que a resistência a vazamento de gás é acentuadamente diminuída quando metade da largura excede 1,60°. A metade da largura é, com mais preferência, 1,57° ou menos. Um material recozido sem tensão de processamento tem uma metade da largura pequena e tem, em geral, uma metade da largura de 0,10° ou mais. O volume de tensão nos cristais de austenita pode ser controlado principalmente pela taxa de redução de laminação a frio enquanto a estabilidade de austenita que depende da composição química também pode influenciar. Os raios X usados no presente documento são um raio co-Ka.

DUREZA EM TEMPERATURA ALTA

[0024] A limitação da dureza em temperatura ambiente a um valorbaixo é significativamente eficaz para a acentuação da resistência a va-zamento de gás, conforme descrito acima. Entretanto, uma grande diminuição da dureza em uma temperatura alta pode causar diminuição da pressão de superfície no aquecimento para uma temperatura alta. Uma diminuição excessiva da pressão de superfície pode ser um fator de diminuição da resistência a vazamento de gás. Como um resultado de várias investigações, a diferença ΔHV entre a dureza em temperatura ambiente e a dureza em temperatura alta a 700 °C é, preferencialmente, 300 HV ou menos e, com mais preferência, 250 HV ou menos. A diferença ΔHV pode ser obtida pela medição da dureza em corte transversal em temperatura ambiente (por exemplo, 20 °C) e 700°C. Um material recozido geralmente tem uma pequena diferença ΔHV e a diferença ΔHV do mesmo, que é a diferença entre a dureza em temperatura ambiente e a dureza a 700°C, é um valor de 50 HV ou mais.

COMPOSIÇÃO QUÍMICA

[0025] Na seguinte descrição, "%" em relação à composição química é "% em massa", a menos que seja indicado o contrário.

[0026] C é um componente de liga que é eficaz para acentuar a resistência em alta temperatura e reforça um aço inoxidável através de um reforço de solução sólida e de um reforço de precipitação. O teor de C é necessariamente 0,015% ou mais e é, mais efetivamente, 0,020% ou mais. O teor de C muito alto facilita a precipitação de um carbureto com enorme limite de granulação durante a retenção em uma alta temperatura, o que pode ser um fator que torna o material frágil. O teor de C é restrito a 0,200% ou menos.

[0027] Si é um elemento de formação de ferrita, exibe uma grandefunção de reforço por solução sólida em uma fase de austenita, e acelera endurecimento por envelhecimento através de tensão durante a retenção em uma temperatura alta. Essas funções se tornam conspícuas garantindo-se um teor de Si de 1,50% ou mais. É mais eficaz garantir um teor de Si superior a 2,00% e o teor de Si pode ser gerenciado para um valor superior a 3,00%. Um teor excessivo de si se torna um fator de indução de craqueamento em alta temperatura. O teor de Si é restrito a 5,00% ou menos.

[0028] Mn é um elemento de formação de austenita e pode ser umsubstituto de uma parte de Ni dispendioso. Mn também tem uma função de aprimorar a trabalhabilidade a quente através da fixação de S. O teor de Mn é efetivamente 0,30% ou mais e, com mais preferência, é 0,50% ou mais. Um alto teor de Mn se torna um fator de diminuição da resistência em temperatura alta e propriedades mecânicas e, assim, na invenção, o teor de Mn é restrito a 2,50% ou menos. O teor de Mn pode ser gerenciado para menos do que 2,00%, 1,50% ou menos.

[0029] Ni é um elemento que é necessário para fornecer uma estrutura de austenita estável e, na invenção, um teor de Ni de 7,0% ou mais é assegurado. O teor de Ni é, com mais preferência, 11,0% ou mais. Um teor excessivo de Ni não é rentável. Na invenção, Ni está contido em um teor em uma faixa de 17,0% ou menos. O teor de Ni pode ser gerenciado para uma faixa de 15,0% ou menos.

[0030] Cr é um elemento que é necessário para acentuar a resistência à corrosão e a resistência à oxidação e, considerando-se o propósito da gaxeta metálica exposta a um ambiente severo de corrosão em alta temperatura, o teor de Cr é necessariamente 13,0% ou mais. O teor de Cr excede, com mais preferência, 15,0%. Um teor excessivo de Cr facilita a formação de uma fase de δ-femta e é desvantajoso para a retenção de uma estrutura de fase de austenita estável. O teor de Cr é restrito a 23,0% ou menos e pode ser gerenciado para 20,0% ou menos.

[0031] N é um elemento que é eficaz para aumentar a resistênciaem alta temperatura do aço inoxidável austenítico. O teor de N é, de preferência, garantido em 0,005% ou mais. Entretanto, N que é exces-sivamente adicionado é consumido para formar um precipitado de M23x6 (em que M representa o Cr ou similares, e X representa C, N ou similares) e não leva ao aumento da quantidade de N soluto, o que é eficaz para acentuar a resistência em alta temperatura. Como um resultado de várias investigações, o teor de N é restrito a 0,250% ou menos e é, com mais preferência, 0,200% ou menos.

[0032] Mo é um elemento que é arbitrariamente adicionado, é eficazpara acentuar a resistência à corrosão e é finamente disperso como um carbonitreto durante a retenção para uma temperatura alta, com a finalidade de contribuir para a acentuação da resistência em alta temperatura. No caso em que o Mo é adicionado, o teor do mesmo é, mais efetivamente, 0,01% ou, ainda mais efetivamente, 0,10% ou mais. Entretanto, um teor alto de Mo leva à formação de uma fase de δ-femta e, assim, o teor de Mo é restrito a 2,00% ou menos.

[0033] Cu é um elemento que é arbitrariamente adicionado e formaum precipitado de Cu que é um tipo diferente dos precipitados de MX ou M2X, associado ao aumento de temperatura em uso como uma ga- xeta metálica, com a finalidade de contribuir com o aprimoramento da resistência em alta temperatura e da resistência a amolecimento. No caso em que Cu é adicionado, o teor do mesmo é efetivamente 0,01% ou mais e é mais efetivamente 0,10% ou mais. Um teor alto de Cu se torna um fator de diminuição da trabalhabilidade a quente. O teor de Cu é restrito a 4,00% ou menos e pode ser gerenciado para uma faixa de 2,00% ou menos.

[0034] Nb é um elemento que é arbitrariamente adicionado e formaum precipitado, ou é dissolvido na matriz de austenita, sob o ambiente de alta temperatura, ao qual a gaxeta metálica está exposta, com a finalidade de contribuir com o aumento da dureza e com a acentuação da resistência a amolecimento. No caso em que Nb é adicionado, o teor do mesmo é mais efetivamente 0,01% ou mais, e, ainda mais efetivamente, 0,05% ou mais. Um teor excessivo de Nb diminui a trabalhabili- dade a quente devido à diminuição de ductilidade em temperatura alta. O teor de Nb é restrito a 0,80% ou menos e pode ser gerenciado para uma faixa de 0,50% ou menos.

[0035] Ti é um elemento que é arbitrariamente adicionado e formaum precipitado que é eficaz para acentuar a dureza e aprimorar a resistência à estabilização. No caso em que Ti é adicionado, o teor do mesmo é mais efetivamente 0,01% ou mais, e, mais efetivamente, 0,05% ou mais. Um teor excessivo de Ti se torna um fator de formação de defeitos de superfície. O teor de Ti é restrito a 0,50% ou menos.

[0036] V é um elemento que é arbitrariamente adicionado e formaum precipitado que é eficaz para acentuar a dureza e aprimorar a resistência à estabilização. No caso em que V é adicionado, o teor do mesmo é mais efetivamente 0,01% ou mais, e, mais efetivamente, 0,05% ou mais. Um teor de V excessivo se torna um fator de diminuição da traba- lhabilidade e da rigidez. O teor de V é restrito a 1,00% ou menos.

[0037] Zr é um elemento que é arbitrariamente adicionado, é eficazpara acentuar a resistência em alta temperatura e tem uma função de acentuar a resistência à oxidação em temperatura elevada com uma leve quantidade do mesmo adicionada. No caso em que Zr é adicionado, o teor do mesmo é mais efetivamente 0,01% ou mais, e, ainda mais efetivamente, 0,05% ou mais. Um teor excessivo de Zr causa G- fragilização que prejudica a rigidez do aço. O teor de Zr é restrito a 1,00% ou menos.

[0038] W é um elemento que é arbitrariamente adicionado e é eficazpara acentuar a resistência em alta temperatura. No caso em que W é adicionado, o teor do mesmo é mais efetivamente 0,01% ou mais, e, ainda mais efetivamente, 1,00% ou mais. Um teor excessivo de W torna o aço muito duro e aumenta o custo de material. O teor de W é restrito a 3,00% ou menos e pode ser gerenciado para uma faixa de 2,00% ou menos.

[0039] O Co é um elemento que é arbitrariamente adicionado e éeficaz para acentuar a resistência em alta temperatura. No caso em que Co é adicionado, o teor do mesmo é mais efetivamente 0,01% ou, ainda mais efetivamente, 1,00% ou mais. Um teor excessivo de W torna o aço muito duro e aumenta o custo de material. O teor de W é restrito a 3,00% ou menos.

[0040] B é um elemento que é arbitrariamente adicionado, aceleraa formação de um precipitado de carbonitreto fino, que é eficaz para aumentar a resistência em alta temperatura, e exibe uma função de suprimir a segregação de limite de granulação de S e similares para impedir que rachaduras de borda sejam formadas na faixa de temperatura de laminação a quente. No caso em que B é adicionado, o teor do mesmo é efetivamente 0,001% ou mais, e, mais efetivamente, 0,005% ou mais. A adição de B em uma quantidade excessiva facilita a formação de um borato com baixo ponto de fusão, o que se torna um fator de deterioração da trabalhabilidade a quente. O teor de B é restrito a 0,020% ou menos.

[0041] Al é um elemento que é arbitrariamente adicionado, funcionacomo um agente desoxidante na produção de aço e tem um grande efeito de diminuição da inclusão de A2, o que afeta adversamente a propriedade de perfuração na perfuração da folha de aço em um formato de gaxeta. No caso em que Al é adicionado, a quantidade de adição é efetivamente controlada de modo a que o teor do mesmo seja 0,001% ou mais, e, mais efetivamente, 0,005% ou mais. Apesar de Al ser adici- onado em uma quantidade excessiva, os efeitos supracitados são saturados e ocorre um fator de aumento de defeitos de superfície. O teor de Al é restrito a 0,20% ou menos.

[0042] REM (ou seja, elemento terra-rara exceto para Y), Y, Ca eMg são elementos que são arbitrariamente adicionados e todos são eficazes para aprimorar a trabalhabilidade a quente e a resistência à oxidação. No caso em que pelo menos um tipo dos mesmos é adicionado, o teor de cada um dos mesmos é efetivamente 0,001% ou mais. Embora esses elementos sejam adicionados em uma quantidade excessiva, os efeitos supracitados são saturados. REM (ou seja, elemento terra-rara exceto para Y) pode ser adicionado em uma faixa de teor de 0,20% ou menos, Y pode ser adicionado em uma faixa de teor de 0,20% ou menos, Ca pode ser adicionado em uma faixa de teor de 0,10% ou menos, e Mg pode ser adicionado em uma faixa de teor de 0,10% ou menos. EXEMPLO

[0043] Os aços que têm as composições químicas mostradas naTabela 1 foram fundidos em uma fornalha de fusão a vácuo de 300 kg e as folhas de aço recozidas foram produzidas através de etapas de forjamento a quente, laminação a quente, recozimento, decapagem, la- minação a frio, recozimento e decapagem. Cada uma das folhas de aço recozidas, com exceção de alguns espécimes, foi submetida adicionalmente à laminação a frio para fornecer folhas de aço de teste que têm uma espessura de 0,15 a 0,30 mm. As razões de redução de laminação da laminação a frio final são mostradas na Tabela 2.

[0044] As folhas de aço de teste foram medidas em relação ao padrão de difração de raios X da superfície perpendicular à direção de es-pessura sob a condição de um tubo de Co, 40 kV e 200 mA, e a metade da largura do pico do plano de cristal de austenita (311) foi obtida. As folhas de aço de teste também foram medidas em relação à aspereza de superfície e à dureza em temperatura ambiente. As folhas de aço de teste foram medidas em relação à temperatura ambiente de dureza e à dureza em 700°C do corte transversal das mesmas, e a diferença ΔHV em dureza Vickers foi obtida.

TESTE DE RESISTÊNCIA A VAZAMENTO DE GÁS

[0045] Uma peça de teste circular que tem um diâmetro de 50 mmfoi coletada a partir de cada uma das folhas de aço de teste, uma aber-tura circular que tem um diâmetro interno de 32 mm foi formada no cen-tro da mesma e uma microesfera que tem uma largura de 3 mm e uma altura de 0,5 mm foi formada na periferia da abertura por formação por prensa, fornecendo assim uma peça de teste de gaxeta metálica. A Fi-gura 1 mostra esquematicamente o formato da peça de teste. A Figura à direita na Figura 1 mostra o formato em corte transversal da peça de teste de gaxeta circular no corte transversal incluindo o centro do círculo da peça de teste em paralelo à direção de espessura (somente um lado em relação ao centro do círculo é mostrado). A peça de teste de gaxeta metálica foi montada em um gabarito de restrição formado de aço. A Figura 2 mostra esquematicamente o estado do corte transversal da peça de teste de gaxeta montada no gabarito de restrição. O gabarito de restrição, como o material de contato oposto da gaxeta metálica, tinha uma superfície de contato plana. Na Figura 2, os parafusos e as porcas de fixação são mostrados como uma aparência externa para propósito de descrição. O gabarito de restrição que tem a peça de teste montada no mesmo foi retido a 800°C por 100 horas e, depois, lentamente resfriado até a temperatura ambiente. Após o resfriamento lento, o gás nitrogênio foi introduzido no espaço circundado pela gaxeta e pelo gabarito de restrição (ou seja, os materiais de contato opostos superior e inferior) sob uma pressão de 0,1 MPa através de um tubo de introdução de gás fixado a apenas um dos materiais de contato opostos do gabarito de restrição e a taxa de fluxo do gás que vazou do espaço foi medida. Nesse teste, pode ser determinado que a gaxeta tem excelente capacidade de vedação como uma gaxeta termorresistente quando a taxa de fluxo do gás que vazou for de 100 cm3/min. ou menos.

TESTE DE RESISTÊNCIA À OXIDAÇÃO

[0046] Uma peça de teste que tem uma dimensão de 25 mm x 35mm foi coletada a partir da folha de aço de teste, polida a seco com lixa de polimento de esmeril com abrasão final n° 400 e, em seguida, sub-metida a 2.000 ciclos de um teste de resistência à oxidação pela repeti-ção de aquecimento em uma fornalha elétrica de 600 a 800°C durante 5 minutos e resfriamento ao ar durante 5 minutos. Os pesos da peça de teste antes de ser submetida ao teste e após a conclusão de 2.000 ciclos foram comparados entre si, e a peça de teste de ensaio que exibe uma alteração de peso de 10 mg/cm2 ou menos foi avaliada como O (boa resistência à oxidação), considerando que a peça de teste que exibe uma alteração de peso superior a 10 mg/cm2 foi designada como x (resistência à oxidação deficiente). A peça de teste que é avaliada como O nesse teste foi determinada como tendo a resistência à oxidação prática como uma gaxeta metálica usada a uma temperatura de 600 a 800°C.

TESTE DE RESISTÊNCIA À CORROSÃO

[0047] Para avaliar a resistência à corrosão em água condensadade um gás de escape, ou seja, as características de sensibilização, um teste de resistência à corrosão foi realizado de acordo com JIS G0575 (método de teste de sulfato de cobre e ácido sulfúrico para aços inoxi-dáveis), e a peça de teste que não sofreu rachadura em trabalho foi avaliada como O (boa resistência à corrosão), considerando-se que a peça de teste que sofreu rachadura em trabalho foi designada como x (resistência à corrosão deficiente).

[0048] Os resultados são mostrados na Tabela 2.

[0049] Os Exemplos da invenção foram todos excelentes em resistência a vazamento de gás e bons em resistência à oxidação e resistên-cia à corrosão.

[0050] Por outro lado, o Exemplo Comparativo n° 21 foi formado domesmo aço que o Exemplo N° 12 da invenção, mas exibiu uma grande quantidade de tensão nos cristais de austenita devido à alta razão de redução de laminação a frio, teve uma alta dureza em temperatura am-biente e foi inferior em resistência a vazamento de gás. O Exemplo Comparativo n° 22 também foi formado do mesmo aço que o Exemplo N° 12 da invenção, mas foi inferior em resistência a vazamento de gás devido à grande aspereza de superfície. O Exemplo Comparativo n° 23 teve a composição química do escopo da invenção, mas exibiu uma grande quantidade de tensão nos cristais de austenita devido à alta re-dução de laminação a frio e foi inferior em resistência a vazamento de gás. Os Exemplos Comparativos n° 24 a n° 28 tiveram uma composição química fora do escopo da invenção e falharam no fornecimento de boa resistência a vazamento de gás.

Claims

1. Folha de aço inoxidável austenítico laminada a frio para uma gaxeta metálica, que apresenta uma composição química que con-tém:de 0,015 a 0,200% de C,de 1,50 a 5,00% de Si,de 0,30 a 2,50% de Mn,de 7,0 a 17,0% de Ni,de 13,0 a 23,0% de Cr, e de 0,005 a 0,250% de N, todos em termos de porcentagem em massa, sendo o restante de Fe e impurezas inevitáveis, caracterizada pelo fato de que apresenta uma dureza em temperatura ambiente de 430 HV ou menos, tendo uma diferença ΔHV entre uma dureza em temperatura ambiente e uma dureza em tempera-tura alta a 700°C de 300 HV ou menos, que tem uma metade de largura de um pico de um plano de cristal de austenita (311) em um padrão de difração de raios X de um corte transversal perpendicular a uma direção de espessura de folha de 1,12 a 1,60° e que tem uma aspereza de su-perfície Ra de 0,30 μm ou menos.

2. Folha de aço, de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zada pelo fato de que a folha de aço inoxidável austenítico apresenta uma composição química que contém ainda pelo menos um dentre:2,00% ou menos de Mo,4,00% ou menos de Cu,0,80% ou menos de Nb,0,50% ou menos de Ti,1,00% ou menos de V,1,00% ou menos de Zr,3,00% ou menos de W, 3,00% ou menos de Co, e0,020% ou menos de B,todos em termos de porcentagem em massa.

3. Folha de aço, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, ca-racterizada pelo fato de que a folha de aço inoxidável austenítico apre-senta uma composição química que contém ainda pelo menos um dentre:0,20% ou menos de Al,0,20% ou menos de REM (ou seja, elemento terra-rara exceto para Y),0,20% ou menos de Y,0,10% ou menos de Ca, e0,10% ou menos de Mg,todos em termos de porcentagem em massa.

4. Folha de aço, de acordo com qualquer uma das reivindi-cações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a folha de aço inoxidável austenítico tem uma espessura de folha de 0,10 a 0,40 mm.

5. Gaxeta metálica que compreende a formação da folha de aço inoxidável austenítico laminada a frio para uma gaxeta metálica, como definida na reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a ga- xeta metálica apresenta uma microsfera formada por prensa.