CN102099500A - 尿素水箱用铁素体系不锈钢 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种尿素水箱用铁素体系不锈钢，其含有C：0.05％以下、N：0.05％以下、Si：0.02～1.5％、Mn：0.02～2％及Cr：15～23％，进一步以8(C+N)～1％的范围含有Nb及Ti中的任1种或2种，且含有铁及不可避免的杂质作为剩余部分，用下述式(I)、下述式(II)或下述式(III)表示的有效Cr量为15％以上。再有，在只含有Nb时，有效Cr量＝Cr+4Si-2Mn(I)；在只含有Ti时，有效Cr量＝Cr+4Si-2Mn-10Ti(II)；在含有Nb及Ti时，有效Cr量＝Cr+4Si-2Mn-(10Ti-3Nb)(III)。

Description

尿素水箱用铁素体系不锈钢
技术领域
本发明涉及铁素体系不锈钢，其用于在主要以柴油发动机为主体的内燃机中采用尿素水以降低排放气体中的NOx的装置、特别用于汽车尿素SCR(选择性催化还原：Selective Catalytic Reduction)系统等中使用的设备类、具体用于在储藏、制造或运输尿素水时使用的尿素水箱中。
本申请基于2008年7月23日在日本申请的特愿2008-190065号并主张其优先权，这里引用其内容。
背景技术
近年来，由于对环境问题的意识的提高，在进一步强化排放气体限制的同时，一直在进行面向抑制碳酸气体排放的努力。在汽车领域，除了来自称为生物乙醇或生物柴油燃料的燃料方面的努力，还在实施通过轻量化或安装用于回收排放气体热量的热交换器来谋求改善燃料消耗率、或设置EGR(废气再循环：Exhaust Gas Recirculation)、DPF(柴油颗粒过滤器：Diesel Particulate Filter)及尿素SCR系统等排放气体处理装置等的努力。
其中，尿素SCR系统是NOx降低系统中的一种，使用尿素水作为NOx的还原剂。与使用液体氨或氨水作为还原剂时相比，尿素水具有安全、处理比较容易的优点，因而也在研究在设置于汽车以及都市中的分散型电源设备等固定型的NOx降低系统中的适用。
在尿素SCR系统中，喷射在排放气体中的尿素水因热及水分而分解生成氨，氨和NOx在催化剂上发生选择还原，分解成无害的氮。此时使用的尿素水是25～45％的高浓度尿素水溶液。在汽车尿素SCR系统中，一般使用凝固点最低的大约32.5％的尿素水溶液，根据JIS K 2247-1，“柴油机NOx还原添加材料-AUS32-第一部：性状”(汽车标准JASO E502中也有同样的规定)中有所规定。在标准中，杂质元素的浓度也被严格规定，在与不锈钢相关的元素中，规定为Fe：＜0.5、Cr：＜0.2、Ni：＜0.2、Cu：＜0.2(所有单位都为mg/kg)。
不容许尿素水中的杂质浓度因来自储藏、制造或运输尿素水的设备类中使用的材料的溶出而超过上述规定，因此要求作为尿素水箱中使用的材料具有非常优良的耐腐蚀性。
此外，正如汽车所代表的那样，多在户外使用、且以10年或10年以上的长时间使用。因此，有因雨水或海盐粒子等受到侵蚀、箱体内部的尿素水漏出的可能性。尿素水的漏出有可能失去NOx降低系统的功能，因此需要避免。因此，作为尿素水箱中使用的材料，需要对来自外表面侧的盐害具有优良的耐腐蚀性。
在专利文献1中，公开了高品质尿素水供给装置和采用该装置的高品质尿素水的供给方法，示出了具有具备带抽气机构的高品质尿素水供给口及带喷枪嘴的排气软管的电动泵、且由具有1200～1500L的实际容量的高密度聚乙烯制IBC(中型散货集装箱：Intermediate Bulk Container)箱构成的供给装置。作为其中的电动泵，公开了优选由强化塑料制；作为泵的轴，公开了优选不锈钢合金(SUS304)、哈斯特洛伊耐蚀高镍合金、因科内尔镍铬铁耐热耐蚀合金。SUS304是奥氏体系不锈钢，关于铁素体系不锈钢没有直接记载。
在专利文献2中，公开了尿素制造厂用的双相不锈钢、焊接材料、尿素制造装置及其设备，示出了含有Cr：26％以上且低于28％、Ni：6～10％、Mo：0.2～1.7及W：超过2％且在3％以下的双相不锈钢。尿素是以氨和碳酸气体为原料在高温高压下合成的，但因氨基甲酸铵等合成反应中间产物的存在而具有激烈的腐蚀性，因此需要可抗腐蚀减厚、不使内部物质泄漏的材料。
对于尿素SCR系统等在常温附近使用的高浓度的尿素水环境，从低温及不存在合成反应中间产物等方面来看，比尿素合成装置中的高温高压的腐蚀环境更温和。但是，为了遵守所述JIS标准的规定，需要抑制Fe、Cr、Ni、Cu等不锈钢的构成元素的溶出，对于内表面侧，从抑制溶出等观点出发需要优良的耐腐蚀性。同时，对于外表面侧，需要对雨水及海盐粒子等引起的盐害有耐腐蚀性。
在专利文献3中，公开了具有优良的钎焊性的铁素体系不锈钢。公开了该铁素体系不锈钢适合用于汽车尿素SCR系统使用的尿素水箱等形状复杂的、通过钎焊接合制作的部件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-113484号公报
专利文献2：日本特开2003-301241号公报
专利文献3：PCT国际公开公报WO2009/084526
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的在于提供铁素体系不锈钢，其适合用于在主要以柴油发动机为主体的内燃机中采用尿素水以降低排放气体中的NOx的装置、特别适合用于汽车尿素SCR系统等中使用的设备类、具体适合用于储藏、制造或运输尿素水时使用的尿素水箱，该铁素体系不锈钢的构成元素向高浓度尿素水中的溶出小、耐盐害腐蚀性也优良。
解决问题所采用的手段
本发明人等为解决上述课题进行了锐意研究，结果发现，要在内表面侧减小钢中的构成元素向25～45％的高浓度尿素水溶液的溶出，且在外表面侧表现出对盐害的优良的耐腐蚀性，重要的是在钢的表面形成含有Cr的非动态皮膜，需要形成添加了适量Cr的钢。
熟知通过在钢的表面形成含有Cr的非动态皮膜可提高钢的耐腐蚀性。可是，例如在汽车尿素SCR系统中使用的尿素水箱中，从暴露于大气中的使用前的通常的状态到暴露于高浓度尿素水溶液的瞬间，有可能尿素水箱中使用的钢的非动态皮膜本身溶出，或成为非动态皮膜的衬底的钢溶出。
本发明人等发现：通过在铁素体不锈钢中含有10％以上的Cr，在尿素水箱中使用的25～45％的高浓度尿素水中，能够抑制形成于钢表面的非动态皮膜的溶出，同时能够形成非动态皮膜，其能够抑制从成为非动态皮膜的衬底的钢经由非动态皮膜的溶出(日本特愿2008-62598)。
另一方面，在对盐害的耐腐蚀性方面，形成能够抑制溶出的均匀的非动态皮膜，在提高对海盐粒子等含有的氯化物离子的抵抗性、抑制腐蚀的发生上是重要的。户外环境是干湿反复的环境，因此经过干燥和湿润的过程，氯化物离子不断浓缩。所以成为高浓度的氯化物离子环境，与上述高浓度尿素水环境相比腐蚀性变得严重，因此要形成均匀且稳定的非动态皮膜，需要更多的Cr量。在本发明中，发现该Cr量的下限为15％。
本发明中作为对象的尿素水箱多通过焊接或钎焊接合来组装。有时在构成被焊接(或钎焊)的焊接部(或钎焊部)的钢的表面形成氧化皮膜。即使在形成氧化皮膜的状态下，在内表面侧也需要抑制高浓度尿素水中的来自钢的溶出，同时需要耐受来自外表面侧的盐害。铁素体系不锈钢与奥氏体不锈钢相比，Cr的扩散快，因此可抑制氧化皮膜下方的Cr缺乏。为了抑制来自形成有氧化皮膜的钢向高浓度尿素水溶液中的溶出，重要的是氧化皮膜下方的Cr量高，因此铁素体系不锈钢与奥氏体系不锈钢相比，能够以更少的Cr量抑制来自焊接部(或钎焊部)的溶出。
另外，本发明人等反复进行锐意研究，结果发现，为了通过确保氧化皮膜下方的Cr量，在形成氧化皮膜的状态下，满足上述的有关构成元素向高浓度尿素水中的溶出的规定(Fe：＜0.5、Cr：＜0.2、Ni：＜0.2、Cu：＜0.2(所有单位都为mg/kg))，需要将用下述式(I)、式(II)或式(III)表示的有效Cr量规定为10％以上(其中，式(I)～(III)中的元素符号表示该元素的含量(质量％)。此外，元素符号前的数值为常数。)。此外，发现对于比高浓度尿素水更严重的盐害，需要将有效Cr量规定为15％以上。
在只含有Nb时：
有效Cr量＝Cr+4Si-2Mn         (I)
在只含有Ti时：
有效Cr量＝Cr+4Si-2Mn-10Ti  (II)
在含有Nb及Ti时：
有效Cr量＝Cr+4Si-2Mn-(10Ti-3Nb)       (III)
上述式(I)～(III)是考虑到钢中含有的Si、Mn、Ti、Nb对Cr的耐腐蚀性提高作用的影响的合金元素指标，用于算出作为有助于提高钢的耐腐蚀性的有效Cr量的指标的数值的有效Cr量。
关于上述式(I)～(III)中列举的Si、Mn、Ti、Nb的效果，虽并不是十分理解，但推测各元素的效果如下。
Si对于在Cr氧化物下方形成氧化物、抑制Cr的氧化是有用的元素。Mn通过促进含有Cr和Mn的尖晶石型氧化物的生成使有效Cr量减少。Ti通过显著地促进Cr氧化物的生长使有效Cr量减少的效果大。Nb具有降低Ti的Cr氧化物生长促进效果的效果，因此要对Ti造成的有效Cr量的减少进行抑制。
此外，当在尿素水箱的组装中采用钎焊接合的情况下，要求Ni或Cu带来的钎焊性。本发明人等对于合金元素对钎焊性的影响进行了锐意研究，结果发现，在铁素体系不锈钢中，关于多以提高加工性或晶界腐蚀性为目的而添加的Ti的含量及以脱氧为目的而添加的Al的含量，如下述式(IV)、式(V)所示，具有能够确保良好的钎焊性的上限值(其中，式(IV)、(V)中的元素符号表示该元素的含量(质量％)。此外，元素符号前的数值为常数。)。
Ti-3N≤0.03                  (IV)
10(Ti-3N)+Al≤0.5            (V)
要得到良好的钎焊性，需要将熔融的钎料润湿并铺展在不锈钢表面上，但在钎焊气氛下形成在不锈钢上的表面皮膜影响润湿性。
在钎焊气氛下，即使能够维持将Fe、Cr的氧化物还原的条件，也因比Fe、Cr更容易氧化的Ti、Al形成氧化物，阻碍钎料的润湿铺展，使钎焊性劣化。有助于这样的皮膜形成的是固溶的Ti、Al，即使在钎焊温度下也以比较稳定的氮化物存在时，不有助于皮膜形成，不阻碍钎料的润湿铺展。从此点出发，研究了Ti及Al的含量与钎料的润湿铺展性的关系。
其结果是，如后述的实施例中所示，在满足Ti-3N≤0.03、Al≤0.5％、10(Ti-3N)+Al≤0.5的区域，钎料的润湿铺展性良好。对Ti及Al的含量没有满足上述条件的钢，分析了钎焊热处理后的表面皮膜，结果均匀地形成几十纳米～几百纳米厚、Ti及Al浓化的氧化皮膜。认为这样的皮膜形成阻碍钎料的润湿铺展。
另外，在作为本发明的对象的尿素水箱中，强度也是必要的，优选钎焊后的强度下降小。如Ni钎焊或Cu钎焊，在1000～1100℃的高温下进行钎焊时，认为重要的是抑制伴随着晶粒粗大化的强度下降。
对于晶粒粗大化的抑制，析出物形成的钉扎是有用的，本发明人等发现，通过灵活运用Ti、Nb的碳氮化物作为析出物，将C含量(质量％)+N含量(质量％)规定在0.015％以上，可确保对于抑制晶粒粗大化有用的碳氮化物的析出量、稳定性(日本特愿2007-339732)。
除上述两件在先申请外，本发明提供一种对耐盐害腐蚀性进行了改善、向高浓度尿素水中的溶出小、且对盐害的耐腐蚀性优良的尿素水箱用铁素体系不锈钢，作为其主旨的部分为权利要求书中记载的下述内容。
(1)一种尿素水箱用铁素体系不锈钢，其特征在于，以质量％计，其含有C：0.05％以下、N：0.05％以下、Si：0.02～1.5％、Mn：0.02～2％及Cr：15～23％；进一步以8(C+N)～1％(其中，(C+N)中的C、N分别表示C、N的含量(质量％)。而且，元素符号前的数值为常数。)的范围含有Nb及Ti中的任1种或2种；且含有铁及不可避免的杂质作为剩余部分；用下述式(I)、下述式(II)或下述式(III)(其中，式(I)～(III)中的元素符号表示该元素的含量(质量％)。而且，元素符号前的数值为常数。)表示的有效Cr量为15％以上。
在只含有Nb时：
有效Cr量＝Cr+4Si-2Mn             (I)
在只含有Ti时：
有效Cr量＝Cr+4Si-2Mn-10Ti        (II)
在含有Nb及Ti时：
有效Cr量＝Cr+4Si-2Mn-(10Ti-3Nb)  (III)
(2)根据(1)所述的尿素水箱用铁素体系不锈钢，其特征在于，以质量％计，其还含有选自Mo：3％以下、Ni：3％以下、Cu：3％以下、V：3％以下及W：5％以下之中的1种或2种以上。
(3)根据(1)或(2)中的任一项所述的尿素水箱用铁素体系不锈钢，其特征在于，以质量％计，其还含有选自Ca：0.002％以下、Mg：0.002％以下及B：0.005％以下之中的1种或2种以上。
(4)根据(1)～(3)中的任一项所述的尿素水箱用铁素体系不锈钢，其特征在于，C+N为0.015％以上。
(5)根据(1)～(4)中的任一项所述的尿素水箱用铁素体系不锈钢，其特征在于，以质量％计，其还含有Al：0.5％以下，且满足式(IV)及式(V)(其中，式(IV)、(V)中的元素符号表示该元素的含量(质量％)。而且，元素符号前的数值为常数。)。
Ti-3N≤0.03                  (IV)
10(Ti-3N)+Al≤0.5            (V)
发明的效果
根据本发明，能够提供向高浓度尿素水中的溶出小、且对盐害的耐腐蚀性优良的铁素体系不锈钢，因此能够提供适合用于在主要以柴油发动机为主体的内燃机中采用尿素水来降低排放气体中的NOx的装置、特别适合用于与汽车尿素SCR系统相关、在储藏、制造或运输尿素水时使用的水箱的材料。
附图说明
图1是表示钎料的润湿铺展性和Ti量、Al量的关系的图。
图2是表示有效Cr量和复合循环试验中的最大侵蚀深度的关系的图。
图3是表示复合循环试验条件的图。
具体实施方式
本发明是基于上述的见识而完成的。以下，对本发明中规定的化学组成进行更详细地说明。
C：使耐晶界腐蚀性、加工性降低，因此需要将其含量抑制在低水平。因而规定为0.05％以下。但是，过度降低使精炼成本上升，所以优选规定为0.002％以上。
N：是对耐孔腐蚀性有用的元素，但使耐晶界腐蚀性、加工性降低，因此需要将其含量抑制在低水平。因而规定为0.05％以下。但是，过度降低使精炼成本上升，所以优选规定为0.002％以上。
Si：作为脱氧元素是有用的，同时也是对耐腐蚀性有效的元素，但使加工性降低，所以将其含量规定为0.02～1.5％。
Mn：作为脱氧元素是有用的，但如果过剩地含有则使耐腐蚀性降低，所以规定为0.02～2％以下。
Cr：在本发明中是最重要的元素，要使向高浓度尿素水溶液中的溶出极度减小、且对盐害表现出优良的耐腐蚀性，需要至少在15％以上。越使含量增加，溶出特性越稳定化，但越使加工性、制造性降低。因此，将其上限规定为23％以下。优选为16％以上，更优选为18％以上。
Nb、Ti：本发明中作为对象的尿素水箱多通过焊接或钎焊来进行接合组装。Nb、Ti是有用的元素，具有固定C、N，提高焊接部(或钎焊部)的耐晶界腐蚀性的效果。但是，过剩的添加对加工性、制造性有不良影响，因此以8(C+N)～1％的范围含有Nb、Ti中的任1种或2种(其中，C、N分别表示C、N的含量(质量％)。此外，元素符号前的数值为常数。)。优选为8(C+N)～0.6％。
在采用钎焊接合来组装尿素水箱的情况下，为了确保良好的钎焊性，以满足Ti-3N≤0.03的方式限制Ti的含量(其中，式中的元素符号表示该元素的含量(质量％)。此外，元素符号前的数值为常数。)。Ti-3N的值优选为0.02％以下。但是，如果Ti的含量过低，则使加工性劣化，因此优选以Ti-3N的值满足-0.08％以上的方式调整Ti的含量。在不特别要求加工性等时，也可以不添加Ti。
有效Cr量：在本发明中，将用下述式(I)、式(II)或式(III)表示的有效Cr量规定为15％以上(其中，式(I)～(III)中的元素符号表示该元素的含量(质量％)。此外，元素符号前的数值为常数。)。
在只含有Nb时：
有效Cr量＝Cr+4Si-2Mn  (I)
在只含有Ti时：
有效Cr量＝Cr+4Si-2Mn-10Ti  (II)
在含有Nb及Ti时：
有效Cr量＝Cr+4Si-2Mn-(10Ti-3Nb)    (III)
对于通过上述式(I)～(III)算出的有效Cr量，为了在对钢进行焊接或钎焊接合时，在钢表面形成氧化皮膜的状态下，通过确保氧化皮膜下方的Cr量，极度减小向高浓度尿素水中的溶出，形成满足JIS K 2247-1的表现出优良耐腐蚀性的铁素体系不锈钢，需要将有效Cr量规定为10％以上。此外，在本发明中，为了要求外表面的耐盐害腐蚀性、并兼顾高浓度尿素水中的耐腐蚀性，需要规定为15％以上。优选为16％以上，更优选为18％以上。
Mo：在提高耐腐蚀性方面，可根据需要使其含有3％以下。可得到稳定的效果的含量为0.3％以上。过剩的添加使加工性劣化，同时因高价而导致成本上升。所以，优选含有0.3～3％。
Ni：在提高耐腐蚀性方面，可根据需要使其含有3％以下。可得到稳定的效果的含量为0.2％以上。过剩的添加使加工性劣化，同时因高价而导致成本上升。所以，优选含有0.2～3％。
Cu：在提高耐腐蚀性方面，可根据需要使其含有3％以下。可得到稳定的效果的含量为0.2％以上。过剩的添加使加工性劣化，同时因高价而导致成本上升。所以，优选含有0.2～3％。
V：在提高耐腐蚀性方面，可根据需要使其含有3％以下。可得到稳定的效果的含量为0.2％以上。过剩的添加使加工性劣化，同时因高价而导致成本上升。所以，优选含有0.2～3％。
W：在提高耐腐蚀性方面，可根据需要使其含有5％以下。可得到稳定的效果的含量为0.5％以上。过剩的添加使加工性劣化，同时因高价而导致成本上升。所以，优选含有0.5～5％。
Ca：具有脱氧效果等，在精炼上是有用的元素，可根据需要使其含有0.002％以下。在含有时，为得到稳定的效果，优选含有0.0002％以上。
Mg：具有脱氧效果等，在精炼上是有用的元素，此外使组织微细化，对于加工性、韧性的提高也是有用的。因此，可根据需要使其含有0.002％以下。在含有时，为得到稳定的效果，优选含有0.0002％以上。
B：对于提高2次加工性是有用的元素，可根据需要使其含有0.005％以下。在含有时，为得到稳定的效果，优选含有0.0002％以上。
C+N：在采用钎焊接合组装尿素水箱的情况下，从抑制钎焊时伴随着晶粒粗大化的强度下降的观点出发，C+N为0.015％以上，优选为0.02％以上。C和N的过剩添加使耐晶界腐蚀性及加工性降低，因此优选将C+N的上限值规定为0.04％以下。
Al：具有脱氧效果等，在精炼上是有用的元素，此外还具有提高成形性的效果，可根据需要含有。但是，在采用钎焊接合组装尿素水箱的情况下，需要确保良好的钎焊性，优选将其限制在0.5％以下。
此外，在Al和同样影响钎焊性的Ti的关系中，为了确保良好的钎焊性，优选满足10(Ti-3N)+Al≤0.5(其中，式中的元素符号表示该元素的含量(质量％)。此外，元素符号前的数值为常数。)。
关于作为不可避免的杂质的P，从焊接性的观点出发，优选规定为0.04％以下。此外，关于S，从耐腐蚀性的观点出发，优选规定为0.01％以下。
本发明的不锈钢的制造方法可以是制造铁素体系不锈钢的通常的工序。通常，用转炉或电炉形成钢水，用AOD炉或VOD炉等进行精炼，在用连续铸造法或造块法形成钢坯后，经过热轧-热轧板的退火-酸洗-冷轧-最终品退火-酸洗的工序进行制造。根据需要也可以省略热轧板的退火，也可以重复进行冷轧-最终品退火-酸洗。
实施例
采用具有表1、2中示出的No.1～No.14的化学组成的冷轧钢板，评价了钎料的润湿铺展性。再有，表2中的式(IV)的栏示出Ti-3N的值，式(V)的栏示出10(Ti-3N)+Al的值。
(钎料的润湿铺展性)
在从冷轧钢板上切下宽50mm、长70mm的试验片后，用金刚砂纸对一个面实施湿式研磨至#400。然后，将0.1g的Ni钎料放置在研磨面上，在1100℃、5×10-3torr(大约0.6666Pa)的真空气氛下加热10分钟。
在冷却到常温后，测定加热后的钎料面积。关于钎焊性，在加热后的钎料面积相对于加热前的钎料面积为2倍以上时规定为良(good)，低于2倍时规定为不良(bad)。
Figure BDA0000044573050000111
表2
Figure BDA0000044573050000121
图1中示出结果，表1、2中示出的No.1～No.14中的满足Ti-3N≤0.03、Al≤0.5％、10(Ti-3N)+Al≤0.5的冷轧钢板，钎料的润湿铺展性为良(good)。再有，在表1、2中，下划线表示不满足上述条件的值。
熔炼具有表3、4中示出的化学组成的钢，经过通常的热轧、冷轧、退火工序，制造板厚1mm的钢板。采用该冷轧钢板，通过腐蚀试验评价耐腐蚀性，同时评价钎焊性。作为腐蚀试验，进行以内表面侧为对象的尿素水溶液中的浸渍试验和以外表面侧为对象的复合循环试验。其结果如表5和图2所示。
再有，表4中，对于*1的有效Cr量的栏，在只含有Nb时表示Cr+4Si-2Mn的值，在只含有Ti时表示Cr+4Si-2Mn-10Ti的值，在含有Nb及Ti时表示Cr+4Si-2Mn-(10Ti-3Nb)的值。
此外，表4中，*2的式IV的栏表示Ti-3N的值，*3的式V的栏表示10(Ti-3N)+Al的值。
表3、4中，下划线表示在本发明的范围外。
Figure BDA0000044573050000131
表4
Figure BDA0000044573050000151
(在尿素水溶液中的浸渍试验)
在从冷轧钢板上切下宽20mm、长40mm的试验片后，用金刚砂纸实施湿式研磨至#600。然后，为了模拟焊接热影响部的表面状态，在大气中，实施在700℃保持1秒钟的热处理。
接着，将实施了热处理的实验例1～14的试验片在60℃、30％的尿素水溶液中浸渍144小时，进行腐蚀试验。比液量按照JIS K2234“不冻液”中的金属腐蚀性试验，规定为3.6ml·cm-2，作为尿素水溶液的调制中所用的尿素采用特级试剂。在腐蚀试验结束后，通过称量求出腐蚀速度，同时进行利用ICPS的溶液分析。分析元素为Fe、Cr、Ni、Cu。
(复合循环试验)
在从冷轧钢板上切下宽70mm、长150mm的试验片后，用金刚砂纸实施湿式研磨至#320。然后，为了模拟焊接热影响部的表面状态，在大气中，实施在700℃保持1秒钟的热处理。
接着，用密封胶带覆盖实施了热处理的实验例1～14的试验片的端面和背面，在图3所示的条件下进行干湿重复试验。在180个循环结束后，除去腐蚀产物，利用显微镜焦点深度法测定腐蚀部的侵蚀深度。再有，对于这里确定的条件以外的条件，按照JASO M609-91中规定的条件。
(钎焊性)
与上述的“钎料的润湿铺展性”同样地评价了钎料的润湿铺展性。然后，观察了试验片的断面显微组织。与轧制方向平行地在整个长20mm的范围，测定在板厚度方向存在的晶粒数，将在板厚度方向存在2个以上的晶粒的规定为良(good)，将只存在1个的规定为不良(bad)。
如表5及图2中所示，实验例1～11的钢的复合循环试验中的最大侵蚀深度低于1mm，为耐盐害腐蚀性良好。另外，尿素水溶液中浸渍试验中的腐蚀速度低于0.001g·m-2  ·h-1，试验后溶液中的Fe、Cr、Cu、Ni的量满足JIS K2247-1的规定，内表面耐腐蚀性也良好。
其中，C+N的值为0.015以上，满足本发明的式(IV)以及式(V)的实验例1、3、4、6、7、8、9、10、11的钢，其钎焊时的钎料的润湿铺展性良好，而且抑制了晶粒粗大化。此外，对于虽然C+N的值为0.015以上、但没有满足本发明的式(IV)以及式(V)的实验例5的钢，抑制了晶粒的粗大化，但钎料的润湿铺展性为不良(bad)。
此外，对于C+N的值低于0.015、且没有满足本发明的式(IV)以及式(V)的实验例2的钢，晶粒的粗大化显著，而且钎料的润湿铺展性为不良(bad)。
对于实验例12的钢，其Cr量、有效Cr量都低于10％，虽然尿素水溶液中的浸渍试验中的腐蚀速度低至0.005g·m-2·h-1以下，但试验后溶液中的Fe、Cr量没有满足JIS K2247-1的规定。
对于Cr量、有效Cr量都超出本发明范围的实验例13的钢、及有效Cr量超出本发明范围的实验例14的钢，虽然满足JIS K2247-1的规定，且相对于尿素水溶液的溶出特性良好，但是复合循环试验中的最大侵蚀深度在1mm以上，耐盐害腐蚀性差。
工业上的可利用性
本发明的铁素体系不锈钢是适合用于在主要以柴油发动机为主体的内燃机中采用尿素水来降低排放气体中的NOx的装置、特别适合用于与汽车尿素SCR系统相关、在储藏、制造或运输尿素水时使用的水箱的材料。

Claims (5)

1.一种尿素水箱用铁素体系不锈钢，其特征在于，
以质量％计，其含有：
C：0.05％以下、
N：0.05％以下、
Si：0.02～1.5％、
Mn：0.02～2％、及
Cr：15～23％；
进一步以8(C+N)～1％的范围含有Nb及Ti中的任1种或2种，其中，(C+N)中的C、N分别表示C、N的含量，且为质量％；而且，元素符号前的数值为常数；
且含有铁及不可避免的杂质作为剩余部分；
用下述式(I)、下述式(II)或下述式(III)表示的有效Cr量为15％以上，下述式(I)～(III)中的元素符号表示该元素的含量，且为质量％；而且，元素符号前的数值为常数，
在只含有Nb时：
有效Cr量＝Cr+4Si-2Mn  (I)
在只含有Ti时：
有效Cr量＝Cr+4Si-2Mn-10Ti  (II)
在含有Nb及Ti时：
有效Cr量＝Cr+4Si-2Mn-(10Ti-3Nb)    (III)。
2.根据权利要求1所述的尿素水箱用铁素体系不锈钢，其特征在于，以质量％计，其还含有选自Mo：3％以下、Ni：3％以下、Cu：3％以下、V：3％以下及W：5％以下之中的1种或2种以上。
3.根据权利要求1所述的尿素水箱用铁素体系不锈钢，其特征在于，以质量％计，其还含有选自Ca：0.002％以下、Mg：0.002％以下及B：0.005％以下之中的1种或2种以上。
4.根据权利要求1所述的尿素水箱用铁素体系不锈钢，其特征在于，C+N为0.015％以上。
5.根据权利要求1所述的尿素水箱用铁素体系不锈钢，其特征在于，以质量％计，其还含有Al：0.5％以下，且满足式(IV)及式(V)，下述式(IV)、(V)中的元素符号表示该元素的含量，且为质量％；而且，元素符号前的数值为常数，
Ti-3N≤0.03           (IV)
10(Ti-3N)+Al≤0.5     (V)。
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