CN102301029A - 铁素体耐热铸钢及排气系统部件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了铁素体耐热铸钢及排气系统部件，其材料价格低廉并能够通过大大改善常温下的韧性以及热疲劳性而获得提高的可靠性。该铁素体耐热铸钢具有的铁素体组织包含，以质量百分比计的碳0.10～0.40％、硅0.5～2.0％、锰0.2～1.2％、磷0.3％以下、硫0.01～0.4％、铬14.0％～21.0％、铌0.05～0.6％、铝0.01～0.8％、镍0.15～2.3％，以及余量的铁和不可避免的杂质。

Description

铁素体耐热铸钢及排气系统部件
技术领域
本发明涉及铁素体耐热铸钢以及由其制备的排气系统部件。
背景技术
近年来，用于汽车以及工业设备等的部件的使用温度不断提高，从而具有更高耐热性的铸钢材料被更多地使用。特别是，随着排气控制的强化，汽车以及工业设备等的排气温度越发提高，例如在排气温度达到900℃以上的条件下操作的引擎所用排气歧管等排气系统部件上，就使用了具有高耐热性能的铸钢材料。
高耐热铸钢，分为奥氏体耐热铸钢与铁素体耐热铸钢。奥氏体耐热铸钢，耐热性虽好，但由于需要使用较多高价的镍使得材料费用很高，切削性能也不佳。另一方面，铁素体耐热铸钢与奥氏体耐热铸钢相比相对价廉，但考虑到近年对材料的要求，其耐热性并不能充分满足要求。进一步，铁素体耐热铸钢在常温下的韧性也并不一定足够好，因而为了获得高的可靠性，还有很多问题尚待解决。
专利文献1(特开平7-34204号公报)中，公开了一种为了改善铁素体耐热铸钢的切削性能，含有硫0.06～0.2％的铁素体耐热铸钢。即便如此，也不足以解决问题。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明鉴于上述实际情况，旨在提供一种具有常温下确保高强度伸展性能、明显改善的韧性、改善的热疲劳性、提高的可靠性，并且，具有低价的含有铁素体组织的铁素体耐热铸钢以及用其制备的排气系统部件。解决问题的手段
本发明在第一方面提供一种铁素体耐热铸钢，其具有铁素体组织，含有以质量百分比计的碳0.10～0.40％、硅0.5～2.0％、锰0.2～1.2％、磷0.3％以下、硫0.01～0.4％、铬14.0～21.0％、铌0.05～0.6％、铝0.01～0.8％、镍0.15～2.3％、以及余量的铁和不可避免的杂质。
本发明在第二方面提供一种铁素体耐热铸钢，其具有铁素体组织，含有以质量百分比计的碳0.10～0.40％、碳0.10～0.40％，硅0.5～2.0％、锰0.2～1.2％，磷0.3％以下、硫0.01～0.4％、铬14.0～21.0％、钒0.01～0.5％、铌0.05～0.6％、铝0.01～0.8％、镍0.15～2.3％、以及余量的铁和不可避免的杂质。
发明的效果
本发明提供了一种确保其常温下的强度及伸展性、大大改善韧性并提高可靠性的铁素体耐热铸钢以及由其制备的排气系统部件。另外，与奥氏体耐热铸钢相比降低了镍的含量，从而降低了成本。
附图说明
图1为镍含量变化时光学显微镜下观察的组织结构图。
图2为电子显微镜(SEM)下观察的组织结构图
图3为电子显微镜(SEM)下观察改变倍率时的组织结构图。
图4为电子显微镜(SEM)下观察进一步改变倍率时的组织结构图。
图5为显示镍含量与伸展率、第二相面积率以及硬度之间关系的图表。
图6为显示拉伸强度与伸展率数据的图表。
图7为显示热疲劳循环试验结果的图表。
图8为显示耐久寿命系数的图表。
图9为显示热疲劳循环试验中作用于试验片应力状态一个实例的图表。
图10为表示现有材料凝固形态的示意图。
图11为表示发明材料凝固形态的示意图。
图12为显示排气歧管的照片图。
图13为显示涡轮壳体的照片图。
图14为显示涡轮壳体与排气歧管组装体的照片图。
具体实施方式
以下针对组成的限定条件进行说明。碳0.10～0.40％
碳能够改善铸造性(流动性)并能够增强高温强度、提高耐热性。对于排气系统部件这类薄壁制品，对铸造性(流动性)有特别的要求。但是，碳含量的过剩，造成碳化物的过剩，材料就会变脆。根据特定性质的要求，碳含量的上限值为例如0.39％、0.38％或0.37％。与这些上限值相应的碳含量下限值为例如0.12％、0.14％或0.16％。进而，碳含量的范围为例如0.15～0.40％、0.17～0.35％或0.20～0.30％。硅0.5～2.0％
硅能够提高抗氧化性。硅含量过少，抗氧化性会偏低。硅含量过剩，则韧性变差。根据特定性质要求，硅含量的上限值为例如1.9％、1.8％或1.7％。与这些上限值相对应的硅含量下限值为例如0.55％、0.60％或0.70％。此外，硅含量的范围为例如0.70～1.80％、0.90～1.50％或1.00～1.30％。锰0.2～1.2％
锰是在制造过程中能够发挥脱氧作用的元素。根据特定性质的要求，锰的上限值为例如1.10％、1.00％、0.90％、0.80％或0.70％。根据特定性质的要求，与这些上限值相对应的下限值为例如0.25％、0.30％或0.40％。此外，锰的含量范围为例如0.30～1.00％、0.40～0.90％或0.50～0.80％。磷0.3％以下
磷是影响切削性能的元素。根据特定性能的要求，磷含量的上限值为例如0.25％、0.20％、0.15％或0.10％。与这些上限值相对应，磷含量的下限值为例如0.002％、0.005％、0.01％或0.02％。硫0.001～0.4％
硫是提高切削性能的元素。硫过多，虽然能够改善切削性能，但可能降低耐热性。根据特定性质的要求，硫含量的上限值为例如0.38％、0.35％、0.30％、0.28％、0.25％或0.20％。与这些上限值相对应，硫含量的下限值为例如0.02％、0.03％、0.04％或0.05％。此外，硫含量的范围为例如0.03～0.25％、0.05～0.20％或0.06～0.18％。铬14.0～21.0％
铬是铁素体耐热铸钢的主要元素，其将组织转变为铁素体组织，并固熔于铁素体。铬含量过少，不能够充分确保形成高耐热性基质的铁素体组织。含量过剩，则会变脆。根据特定性质的要求，铬含量的上限值为例如20.0％、19.0％、18.0％或17.0％。与这些上限值相对应，铬含量的下限值为例如14.5％、15.0％、15.5％。此外，铬含量的范围为例如14.5～20.5％、15.0～20.0％或15.5～18.0％。铌0.05～0.6％
铌是形成稳定的铌碳化物的元素，能够增加高温强度。根据特定性质的要求，铌含量的上限值为例如0.55％、0.50％或0.45％。与这些上限值相对应，铌含量的下限值为例如0.07％或0.08％。此外，铌含量的范围为例如0.07～0.55％、0.10～0.50％或0.12～0.45％。铝0.01～0.8％
铝是在制造过程中添加用于脱氧和脱气的元素。根据特定性质的要求，铝含量的上限值为例如0.70％、0.60％或0.50％。与这些上限值相对应，铝含量的下限值为例如0.02％、0.04％或0.06％。此外，铝含量的范围为例如0.01～0.55％、0.02～0.45％或0.03～0.35％。镍0.15～2.3％
镍含量过少，会降低室温下材料的伸展性以及降低材料的强度和硬度。含量过多，在基体中全部或大部分会形成铁素体结晶粒内碳化物混合，虽然硬度提高，但室温下的伸展率会降低。考虑到这一点，根据特定性质的要求，镍含量的上限值为例如2.2％、2.1％、2.0％、1.9％、1.8％或1.7％，以及例如1.6％或1.5％。与这些上限值相对应，根据特定性质的要求，镍含量的下限值为例如0.2％、0.3％、0.4％或0.5％，以及例如0.6％或0.7％。此外，镍含量的范围为例如0.20～2.10％、0.30～2.10％、0.25～1.90％或0.30％～1.80。钒0.01～0.5％
钒具有增加高温强度的作用。钒能够形成碳化物。含量过剩，会生成粗大的碳化物，从而降低常温下的伸展性以及降低耐热疲劳性。而且生产成本也较高。根据特定性质的要求，钒的含量上限值为例如0.47％、0.45％、0.40％、0.30％、0.20％、0.15％或0.10％。与上述上限值对应，根据特定性质的要求，下限值为例如0.015％、0.020％或0.025％。此外，钒含量的范围为例如0.01～0.50％、0.02～0.45％或0.03～0.35％。本发明涉及的铁素体耐热铸钢，考虑到伸展性和耐热疲劳性的提高以及成本降低等因素，可以不含钒。
本发明所涉及铁素体耐热铸钢的组织适合于铁素体形成的第一相与铁素体结晶粒内碳化物混合形成的第二相共存。第二相的面积率超过50％的情况下，随着第二相面积率的增加，硬度与强度以及伸展性都得到提高，但是，如果第二相面积率更为增加，硬度与强度会继续增高而伸展性反而会出现降低的倾向(参见图5中的特性线A2)。因此，在显微镜的全视野为100％的情况下，第二相的面积率优选为50％以上或60％以上。特别地优选为50％～80％。第二相的面积率尤其优选为55％～75％。
本发明所涉及的铁素体耐热铸钢，提高了拉伸强度同时也大大增强了伸展性。这样，优选地，伸展率为4％以上，拉伸强度为400MPa以上。更为优选地，伸展率为6％以上，拉伸强度为500MPa以上。再更为优选地，伸展率为7％以上，拉伸强度为700MPa以上。一般的钢材，伸展率与拉伸强度两者同时提高时存在一定的限度。
本发明涉及的铁素体耐热铸钢，优选地经过热处理过程在被加热保持于800～970℃之后，冷却到700℃以下。加热保持的理由在于降低硬度并除去铸造残留应力从而提高切削性。加热保持的时间，根据合金元素的种类、合金元素的含量、铸钢的尺寸等因素而有所不同，例如1～10小时、2～7小时或3～5小时等。在冷却到700℃以下时，优选使用炉冷或空冷。上述铁素体耐热铸钢，适用于车辆以及工业设备中使用的耐热部件。尤其是，适用于车辆以及工业设备等的排气系统的部件。
实施例1
本实施例中，将钢材与合金材料在高频熔解炉(重量：500kg)于大气氛围中熔解。熔解温度为1700℃。然后，将熔液注入(浇注温度：1600℃)Y型砂模(生砂)中，并凝固成凝固体。此后，进行热处理，将凝固体在930℃于大气氛围中加热保持3.5小时，然后，凝固体在大气氛围中通过炉冷到700℃以下(具体为500℃)。通过这样的热处理过程来改善切削性能然后，凝固体被切削加工而形成拉伸试验片(JIS4号试验片)。这样，本发明的铁素体耐热铸钢试验片便制成了。此过程中，炉冷也可以用空冷来替代。
本发明的材料，具有表1中试验片1～8所示的组成(分析值)，其余部分基本上是铁。试验片1～3为含有0.05％以下微量的钒的系列。试验片4～8为不含钒的系列。
本发明材料试验片1～3，在铁素体耐热铸钢中含有镍、还含有钒。在试验片1中，镍％/钒％的以质量计的比率为0.45/0.04亦即大约11.3。在试验片2中，镍％/钒％的以质量计的比率为0.74/0.029亦即大约25.5。在试验片3中，镍％/钒％的比率为1.01/0.028亦即大约36.1。在含钒的场合，镍％/钒％的比率为例如在1.2～100、2～80、4～50或4～30的范围内。
本发明材料试验片4～8，在铁素体耐热铸钢中含有镍但不含钒。相应地，试验片4～8中钒含量为0％，镍％/钒％的比率为无穷大。
表1
图1为通过光学显微镜拍摄的组织(硝酸酒精溶液腐蚀)照片图。如图1所示，依次为镍0.1％未满(不足)的试验片、镍0.74％的试验片(No.2)、镍1.01％的试验片(No.3)、镍1.20％的试验片(No.4)、镍1.49％的试验片(No.5)以及镍1.97％的试验片(No.7)的组织的照片图。
镍含量不足0.1％的试验切片，由铁素体形成的第一相(不含碳化物的铁素体相)呈海状并且粗大，铁素体结晶粒内碳化物混合的第二相(铁素体及碳化物的相)呈岛状。在100％面积率的视野下，岛状的第二相占有的面积比率较小，不足50％。
镍含量不足0.74％的试验片(No.2)，铁素体所形成的海状的第一相的面积率较低，而且，铁素体结晶粒内碳化物混合的岛状的第二相(铁素体及碳化物的相)占有的面积率，在视野面积率为100％的情况下，增加到60％以上。另外，镍含量增加到1.20％的试验片中(No.4)，海状与岛状的面积率则完全逆转，铁素体所形成的海状的第1相的面积率较低，而且，铁素体结晶粒内碳化物混合的第二相(铁素体及碳化物的相)所占的面积率增加，达到70％以上。再者，镍含量增加到1.97％的试验片(No.7)中，铁素体形成的第一相的面积率进一步降低，而且，铁素体结晶粒内碳化物混合的第二相(铁素体及碳化物的相)所占有的面积率进一步增加，达到90％以上。
图2至图4为通过电子显微镜(SEM)拍摄的倍率变化的组织照片图。在此，试验片为镍含量1.01％的No.3号片。如图2至图4所示，含有铁素体形成的第一相(不含碳化物的铁素体相)。并且，含有铁素体结晶粒内碳化物混合的第二相(铁素体结晶内碳化物分散的相，微细铁素体相)。第一相与第二相的边界处，生成微小粒子状的碳化物。边界处存在的多个碳化物，呈间隔地排列。存在于第一相与第二相边界处的微小粒子状的碳化物的尺寸，以及存在于构成第二相铁素体的结晶内的碳化物的尺寸非常微小，不足1微米。如此微小的碳化物不易成为龟裂的起点，从而被认为有助于提高拉伸强度、伸展性以及热疲劳强度。
并且，铁素体中形成的第一相的显微维氏硬度为MHV(0.1N)254。铁素体结晶粒内碳化物混合的第二相(铁素体结晶内碳化物分散的相)的显微维氏硬度系数为MHV(0.1N)240。这样，由于第一相含有较多的铬，其硬度就比第二相要高。
针对上述表1中所示有关发明材料的各试验片(No.1～No.8)，测定了硬度(Hv)及伸展性与镍含量的关系。并且，测定了铁素体结晶内碳化物分散的第二相(铁素体+碳化物)在全视野下所占的面积率与镍量的关系。图5示出实验结果。图5的横轴表示镍含量。图5左侧的纵轴表述拉伸试验中的伸展率(常温下伸展)。图5右侧的纵轴下部，表示当视野为100％时第二相(铁素体+碳化物)的面积率。图5右侧的纵轴上部表示硬度(常温下的硬度)。
如图5中特性线A1所示，随着镍含量的增加，呈现出硬度逐渐增加的特性。硬度与拉伸强度相对应。另外，如特性线A2所示，当镍含量趋近1.0％时，随着镍含量的增加，呈现出伸展率逐渐增加的特性，而当镍含量达到1.0％后，随着镍含量的增加，则呈现出伸展率不断降低的特性。如上述图5中特性线A2所示，镍含量与材展率的关系呈现出山形的变化形态。如图5中特性线A3所示，随着镍含量的增加，呈现出第二相面积率随之增加的特性。
在以权利要求1、2所定义的组成为前提的情况下，如图5中特性线A2所示，为了使得伸展率为2.5％以上，适合的镍含量在0.1～2.0％。若需要伸展率处于3.0％以上，镍含量最好在0.13～1.9％的范围。若需伸展率为3.5％以上，则镍含量以在0.18～1.83％的范围为好。
根据图5中所示的特性线A2，若需伸展率达到4.0％以上，镍含量应在0.21～1.80的范围。若需伸展率达到4.5％以上，则镍含量应在0.28～1.72％的范围。进一步，如果要使伸展率达到5％以上，则镍含量需要处于0.38～1.65％的范围。伸展率提高到5.5％以上，镍含量为0.41～1.60％。要使伸展率提高到6.0％以上，镍含量应在0.50～1.50％的范围。要使伸展率提高到6.5％以上，镍含量应在0.62～1.40％的范围。
这里，在需要增加拉伸强度(硬度)而可适当减少伸展率之增加的场合，相对于特性线A2的顶端附近(镍含量：0.90～1.10％)，可以增加镍的含量。在这种场合，镍含量可以处于1.10～2.00％、1.20～2.00％、1.30～2.00或1.40～2.00％的范围。
此外，如果需要降低硬度、提高切削性而可适当减少伸展率增加幅度的场合，相对于特性线A2的顶端附近(镍含量：0.90～1.10％)，可以减少镍的含量。在这种场合，镍含量可处于0.2～0.90％、0.20～0.80％或0.20～0.70％的范围。
表2
Figure BPA00001314888700091
表2列出了传统材料试验片1A～15A的组成与拉伸强度以及伸展率。所述的传统材料为铁素体耐热铸钢。传统材料试验片1A～15A中不含镍。但钒含量较高，达到0.54％以上。由表2可以理解，就传统材料试验片1A～15A来说，随着拉伸强度的增加，伸展性有降低的趋势。
实施例2
采用与实施例1中同样的方法制备本实施例中相应于本发明材料的铁素体耐热铸钢试验片。对试验片在常温下进行了拉伸试验。其组成如表3所示。针对比较例1～4采用基本上同样的方法制成试验片，并进行同样的试验。比较例1中，碳含量为1.8％、高于本发明材料组成中的值，铬含量为25％、高于本发明材料组成中的值，铌含量为5.80％、高于本发明材料组成中的值，另外，还含有4.28％的大量的钨。
表3
Figure BPA00001314888700101
比较例2中，碳含量为0.42％、高于本发明材料组成中的值，铌含量为2.35％、也高于本发明材料组成中的值。比较例3中，钒含量为0.63％，高于本发明材料组成中的值。比较例4中，铌含量为0.60％，高于本发明材料组成中的值。另外，比较例3、4中，铌含量较高，使得铌碳化物过剩。
图6示出拉伸强度以及伸展率的试验结果。如图6所示，比较例1中尽管拉伸强度达到440MPa的程度，但伸展率较低只有3％。比较例2拉伸强度达到320Mpa的程度，但伸展性较低只有3％。比较例3拉伸强度达到380MPa的程度，但伸展性较低只有1.6％。比较例4中除了钒之外与本发明材料的组成相近，拉伸强度较高达到660MPa的程度，并且伸展性也很高达到12.2％的程度。
与此相比，在本发明材料的实施例2中，如图6所示，高价的钒的含量与比较例4相比只有六分之一(1/6)，尽管钒的含量降低了，拉伸强度和伸展率性能两者均为优良。特别是拉伸强度达到了很高的680MPa，伸展性仍很高，达到8.2％。因此，铁素体的本发明材料，虽然不具有奥氏体组织，但在提高伸展性能的同时也能大大地提高拉伸强度。
实施例3
采用与实施例1中同样的方法制备相应于本发明的铁素体耐热铸钢用于耐热疲劳试验的试验片。试验片为圆棒状，其平行部的直径为10微米，平行部的长度为25微米。平行部的表面通过机械加工而成。对于该试验片进行了热疲劳循环试验。试验中，试验片的拘束率设定为50％，在4.5分钟内升温从200℃到850℃，在4.5分钟内降温从850℃到200℃，此为一个循环，并在试验片的轴长方向施加压缩应力及拉伸应力。
此试验中使用的本发明铁素体耐热铸钢试验片(与表3所示实施例2相近)的组成，以质量百分比计包括碳0.19％、硅1.11％、锰0.52％、磷0.030％、硫0.100％、铬17.0％、铌0.20％、铝0.11％、镍0.94％，以及余量的铁和不可避免的杂质，在常温下具有铁素体组织。
比较例中对奥氏体耐热铸钢以及传统材料进行了同样的试验。比较例中奥氏体耐热铸钢的试验片的组成，以质量百分比计包括碳0.31％、硅2.24％、锰1.12％、磷0.032％、硫0.070％、铬17.2％、铌0.52％、钼2.41％、镍14.8％，以及余量的铁和不可避免的杂质，在常温下具有奥氏体组织。另外，传统材料试验片的组成，以质量百分比计为碳0.20％、硅1.22％、锰0.59％、磷0.030％、硫0.110％、铬17.0％、镍0.10％、钒0.63％，以及余量的铁和不可避免的杂质，在常温下具有铁素体组织。传统材料试验片虽然具有与本发明材料近似的组成，但含有0.63％的大量的钒，并且不含铌。
图7示出热疲劳循环试验的结果。如图7所示，比较例的奥氏体耐热铸钢，裂纹发生在热循环数为1250次处，表示性能优良。传统材料裂纹发生在热循环数为800次处，表示性能较差。本发明材料，虽然与奥氏体耐热铸钢相比镍含量较低，但裂纹发生在循环数为1300次处，具有与奥氏体耐热铸钢相匹敌甚至还要优良的性能。
图8示出后述的涡轮壳体与排气歧管装配体(参见图14)的耐久寿命系数。耐久寿命系数是依照下述的方法得出。
也就是，在对涡轮壳体与排气歧管的装配体(参见图14)进行热疲劳循环试验的同时，将传统材料发生裂纹时的循环数设定为耐久寿命系数1，然后根据奥氏体耐热铸钢材料以及本发明材料发生裂纹的循环数，求得各自的耐久寿命系数。此外，在试验中，在涡轮壳体与排气歧管的装配体(参照图14)固定的状态下，使用燃烧器升温5分钟从150℃到850℃、然后强制降温7分钟从850℃到150℃，此为1个循环，如此反复地进行升温与降温的循环操作。
如图8所示，比较例中奥氏体耐热铸钢的耐久寿命系数为2.1的程度，较优。传统材料的耐久寿命系数为1.0，较差。与之相比，本发明材料的耐久寿命系数达到2.1的程度，可以与比较例中奥氏体耐热铸钢相媲美。
这里，比较例中奥氏体热铸钢的热疲劳性能是优良的，然而高价的镍的含量达到14.8％、钼的含量达到2.41％，即镍及钼的含量较高，成本也就很高。
与此相比，实施例3中本发明材料的热疲劳性能以及耐久寿命都为优良，铬的含量为17.0％、与比较例中奥氏体耐热铸钢(铬含量：71.2％)的程度相当，镍的含量为少量的0.94％，与比较例中奥氏体耐热铸钢(镍含量：1.48％)相比较是很少的量。另外，实施例3中的本发明材料不含有钼、也不含有钒，在成本上具有优势。由此可见，本发明材料的成本低廉，同时热疲劳性能与耐久寿命也很优良。此外，虽然传统材料试验片与本发明材料具有近似的组成，但钒的含量较高为0.63％，容易形成过剩的含钒碳化物，而且碳化物比较粗大，导致热疲劳性及耐久寿命不足。
图9示出对传统材料实施上述热疲劳循环试验情况下的特性变化。如图9所示，在试验片拘束率为50％的状态下，使试验片由200℃到850℃升温4.5分钟，然后由850℃到250℃降温4.5分钟，此为一个循环，在试验片轴长方向作用压缩应力及拉伸应力。图9的横轴表示时间。图9纵轴的左侧表示试验片的温度，纵轴的右侧表示试验片中发生的应力。在应力不足0MPa的区域压缩应力作用于试验片。在应力正向超过0MPa的区域拉伸应力作用于试验片。由图9可知，在试验片由于温度的降低而冷却时，有较大拉伸应力作用于试验片。这样，伸展性小的材料耐热疲劳性能就低。
图10为表示传统材料凝固过程的凝固图像示意图。图11为表示本发明材料凝固过程的凝固图像示意图。图10及图11的纵轴表示温度，横轴表示组成。图10所示铁素体的传统材料，由于含镍量很少或不含镍，奥氏体相(γ)的区域狭小。熔液(L，Liquid)在沿箭头K1方向冷却时，未转变成奥氏体相(γ)，而是生成铁素体相(α)。与此对比，图11所示本发明材料，镍含量比传统材料的要高，所形成奥氏体相(γ)的区域较大。图11中，熔液(L，Liquid)在向沿箭头K2方向冷却时，在P1点处，铁素体相(α)转变为奥氏体相(γ)。之后，随着冷却的进行，奥氏体相(γ)在P2点处再转变为铁素体相(α)，并且奥氏体中固熔的合金元素以碳化物形式析出，形成第二相。
实施例4
表4及表5显示本发明人基于所进行的各种试验、、能够确保本发明材料同等特性的例子。这些都是在保持廉价的同时，通过大大地改善常温下的韧性以及热疲劳性，而形成可靠性明显提高的铁素体耐热铸钢。表4所示试验片No.1B～No.8B试验片，就是能够确保本发明材料同等特性的例子。试验片No.1B～No.8B不含钒。表5所示试验片No.1C～No.8C，同样为确保本发明材料同等特性的例子，其钒含量为0.48％以下、0.30％以下或0.20％以下。
表4
Figure BPA00001314888700131
表5
Figure BPA00001314888700141
用途
本发明材料的用途包括用于耐热部件。这种耐热部件包括用于车辆或工业设备的排气系统部件。排气系统部件可为例如排气歧管(参见图12)、涡轮罩(参见图13)或涡轮壳体与排气歧管的组装体(参见图14)。近年来，在车辆及工业设备排气系统部件的领域，随着排气控制的强化，排气的温度不断升高，氛围气的温度达到850℃以上、900℃以上或950℃以上。对于这样的排气系统部件来说，所需要的热疲劳性能就更高。本发明材料就适合用于这种排气系统的部件。
其他
本发明并不限定于以上描述及附图所示的实施方式，而且所述实施方式可以进行适当的变更而不偏离发明的主旨。

Claims (7)

1.一种铁素体耐热铸钢，具有铁素体组织，含有以质量百分比计的碳0.10～0.40％、硅0.5～2.0％、锰0.2～1.2％、磷0.3％以下、硫0.01～0.4％、铬14.0％～21.0％、铌0.05～0.6％、铝0.01～0.8％、镍0.15～2.3％，以及余量的铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的铁素体耐热铸钢，其组织包括共存的由铁素体形成的第一相以及由在铁素体结晶粒内碳化物混合的相形成的第二相。
3.一种铁素体耐热铸钢，具有铁素体组织，含有以质量百分比计的碳0.10～0.40％、硅0.5～2.0％、锰0.2～1.2％、磷0.3％以下、硫0.01～0.4％、铬14.0％～21.0％、钒0.01～0.5％、铌0.05～0.6％、铝0.01～0.8％、镍0.15～2.3％，以及余量的铁和不可避免的杂质。
4.根据权利要求3所述的铁素体耐热铸钢，其组织包括共存的由铁素体形成的第一相以及由在铁素体结晶粒内碳化物混合的相形成的第二相。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的铁素体耐热铸钢，其中伸展率为4％以上，拉伸强度为400MPa以上。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的铁素体耐热铸钢，其中经过热处理包括加热保持在800～970℃，然后冷却到700℃以下。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的铁素体耐热铸钢所形成的排气系统部件。
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