CN102392194A - 排气通路部件用铁素体类不锈钢 - Google Patents

排气通路部件用铁素体类不锈钢 Download PDF

Info

Publication number
CN102392194A
CN102392194A CN2011103196212A CN201110319621A CN102392194A CN 102392194 A CN102392194 A CN 102392194A CN 2011103196212 A CN2011103196212 A CN 2011103196212A CN 201110319621 A CN201110319621 A CN 201110319621A CN 102392194 A CN102392194 A CN 102392194A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stainless steel
steel
mutually
temperature
quality
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011103196212A
Other languages
English (en)
Inventor
奥学
富田壮郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nisshin Steel Co Ltd filed Critical Nisshin Steel Co Ltd
Publication of CN102392194A publication Critical patent/CN102392194A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/002—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0273—Final recrystallisation annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/20—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/16—Selection of particular materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

本发明提供一种排气通路部件用铁素体类不锈钢，其以质量％计，包含C：0.03％以下、Si：1％以下、Mn：1.5％以下、Ni：0.6％以下、Cr：10～20％、Nb：大于0.5～小于等于0.7％、Ti：0.05～0.3％、Cu：大于1～小于等于2％、V：0.2％以下、N：0.03％以下、B：0.0005～0.02％、还根据需要含有Al：0.1％以下、或还合计含有4％以下范围的Mo、W、Zr、Co的一种以上，剩余部分为Fe及不可避免的杂质，且具有长径0.5μm以上的Cu相及Nb化合物相都为10个/25μm2以下的组织。该不锈钢即使用于最高到达温度高的类型和低的类型的任一排气通路部件都呈现优异的热疲劳特性，且低温韧性也优异。

Description

排气通路部件用铁素体类不锈钢
本申请是申请日为2008年1月31日、申请号为200880003793.5、发明名称为“排气通路部件用铁素体类不锈钢”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及以排气歧管、催化转化器壳(外壳)、前管、中心管为代表的排气通路部件所使用的铁素体类不锈钢及应用它们的汽车排气通路部件。
背景技术
排气歧管、催化转化器壳、前管、中心管等的排气通路部件，多使用耐热性良好的SUS444系材料。另外，作为改善超过700℃高温区域的耐高温氧化性及高温强度的材料，在专利文献1、2中公开有添加了1～2质量％左右的Cu的铁素体类不锈钢。钢中的Cu通过加热作为Cu相析出，有使高温强度和热疲劳特性提高的作用。这种含有Cu的钢特别适合于与排气温度高的类型的发动机连接的排气通路部件。
专利文献1：国际公开第03/004714号小册子
专利文献2：特开2006-117985号公报
近年的汽车发动机的排气通路部件伴随安装于发动机周围的各种装置的增加而收容于有限空间中的必要性提高，且实施严格的加工而使用的情况增多。因此，即使应用于排气温度不那么高的发动机的部件中，也要求具备优异的热疲劳特性，且要求具有优异的低温韧性。
作为改善铁素体类不锈钢的高温强度和热疲劳特性的方法，公知的有上述专利文献1、2所述的添加适量Cu的方法，尤其是在专利文献2中采用的以提高超过700℃的高温区域的高温强度为目的含Nb量最大达到0.6质量％的方法。但是，根据本发明人详细的调查表明，专利文献1、2的含有Cu的钢在最高到达温度高的情况下的热疲劳特性(例如200～900℃)良好，但是，关于最高到达温度低的情况下的热疲劳特性(例如200～750℃)有时比SUS444系材料稍差。因此，专利文献1、2的钢对于安装有排气温度高的高输出发动机的车的应用是有利的，但是，对于安装有排气温度比较低的小型发动机的车的应用不太适合。另外，即使是高输出发动机，根据使用方法不同排气温度会变动，因此，作为排气通路部件在最高到达温度低的情况下也希望使用呈现良好的热疲劳特性的材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁素体类不锈钢，其即使用于最高到达温度高的情况和低的情况的任一排气通路部件都呈现优异的热疲劳特性，且低温韧性也优异。
如上所述，最高到达温度为例如高达900℃以上的情况下的热疲劳特性通过利用Cu相的析出而得到改善。但是，进一步研究的结果表明，对于最高到达温度为例如低至750℃以下的情况下的热疲劳特性可以通过控制Nb的析出形态来改善。即，通过控制Cu相和Ni化合物相的析出形态，能够实现可与最高到达温度高的情况和低的情况两者都能够对应的铁素体类不锈钢。
本发明提供一种排气通路部件用不锈钢，其中，以质量％计，包含C：0.03％以下、Si：1％以下、Mn：1.5％以下、Ni：0.6％以下、Cr：10～20％、Nb：大于0.5～小于等于0.7％、Ti：0.05～0.3％、Cu：大于1～小于等于2％、V：0.2％以下、N：0.03％以下、B：0.0005～0.02％、还根据需要含有Al：0.1％以下、或者还合计含有4％以下范围的Mo、W、Zr、Co的一种以上，剩余部分为Fe及不可避免的杂质，且具有根据下述(1)式定义的[Ti]值，用下述(2)式或(3)式定义的[Nb]值为0.5～0.65范围的组成，并具有将长径0.5μm以上的Cu相调整为10个/25μm2以下、且将长径0.5μm以上的Nb化合物相调整为10个/25μm2以下的组织。
[Ti]＝Ti-4(C+N)......(1)
[Ti]≥0时，[Nb]＝Nb......(2)
[Ti]＜0时，[Nb]＝Nb+0.5[Ti]......(3)
在(1)式的Ti、C、N的位置及(2)式、(3)式的Nb的位置，代入以质量％表示的该元素的含量值。作为该排气通路部件，例如汽车的排气歧管、催化转化器、前管、中心管为合适的对象。当然，作为汽车以外的各种排气通路部件也可以使用。
根据本发明，能够实现同时改善了最高到达温度高的情况下的热疲劳特性(例如200～900℃)和最高到达温度低的情况下的热疲劳特性(例如200～750℃)的铁素体类不锈钢。因此，本发明的铁素体类不锈钢作为排气通路部件能够广泛使用于自高排气温度使用的情况至低排气温度使用的情况。另外，该钢材具备汽车排气通路部件要求的基本的耐热性(耐高温氧化性、高温强度)，低温韧性也优异，因此，作为被要求严酷的加工条件的最近的排气通路部件极其有用。
具体实施方式
本发明的钢是含有Cu和Nb的钢，在实际的使用环境中形成Cu相和Nb化合物相的不同种类的析出相，由此，无论在最高到达温度高的情况还是低的情况都发挥优异的热疲劳特性。
各种研究的结果表明，在满足后述的组成的钢中，呈现将长径0.5μm以上的Cu相调整为10个/25μm2以下、且将长径0.5μm以上的Nb化合物相调整为10个/25μm2以下的组织状态时，通过使用时的加热充分引起微细析出物的形成，带来热疲劳特性的显著改善。换言之，Cu相及Nb化合物相的长径0.5μm以上的析出相在原材料中都预先以超过10个/25μm2的密度大量存在时，通过加热不能充分生成微细的析出相，不能期待稳定的热疲劳特性的改善效果。另外，在Cu或Nb偏离后述的规定而过多地含有的情况下，即使在原材料中存在粗大的Cu相和Nb化合物相，有时只要能够生成微细的析出相，则也能够改善热疲劳特性。但是，该情况下，由于粗大的析出相存在，从而导致低温韧性降低等弊端，因此不优选。
Cu相是所谓的称为ε-Cu的析出相，它容易在一个方向成长，因此通常成为杆状的形状。Nb化合物相是以Fe2Nb为主体的析出物，含有Mo的情况一般成为Fe2(Mo，Nb)的形态。该Nb化合物相也容易在一个方向成长，因此通常成为杆状的形状。因此，这些析出相的尺寸根据长径进行评价较为妥当。具体而言，只要采用透射型电子显微镜(TEM)的观察像中显现的析出物的长径(与观察面的投影长度相当)作为在此所说的长径即可。是Cu相还是Nb化合物相可以应用TEM中具备的分析装置(EDX等)来鉴别。另外，Nb碳化物、Nb氮化物在此从所谓的Nb化合物相中除去。碳化物及氮化物多呈块状或球状，从其形状能够比较容易地和Fe2Nb型析出相区分。在难以从形状区分的情况下，可以应用上述的分析装置(EDX等)来鉴别。
在使用时的最高到达温度为900℃或比其高的情况下，通过该加热，Cu充分地再固溶，主要在500～700℃析出微细的Cu相。由此，能够改善重复加热的疲劳特性(即热疲劳特性)。另一方面，最高到达温度低至750℃左右以下重复加热的情况下，Cu没有充分地再固溶。因此，不能充分获得Cu相的微细析出产生的热疲劳特性的改善效果。
在本发明中，通过Nb化合物相的微细析出补充只通过Cu相不能充分改善的最高到达温度低的情况的热疲劳特性。Nb化合物相通过700～750℃的加热在极短时间内带来了析出强化。判明该短时间内的析出强化现象显著改善200～750℃这样范围内的热疲劳特性。对于该机制现在还有许多不明白之处，但是，通过Nb化合物相产生的短时间的析出强化，重复加热初期的棘轮(ラチエツト)变形及压缩应力带来的膨胀被抑制，这可推断为对最高到达温度低的情况下的热疲劳特性的有利作用。
下面，对成分组成进行说明。
C及N一般而言是对提高蠕变强度等高温强度有效的元素，但是，过多含有时，氧化特性、加工性、低温韧性、可焊性降低。在本发明中，C、N都限制在0.03质量％以下。
Si对耐高温氧化性的改善有效。另外，在焊接时和气氛中的氧结合，呈现防止氧向钢中的侵入的作用。但是，Si含量过多时硬度上升，导致加工性、低温韧性降低。在本发明中，Si含量限制在1质量％以下，例如，也可以限制为0.1～0.6质量％。
Mn改善耐高温氧化性，尤其是改善耐氧化皮剥离性。另外，和Si同样在焊接时和气氛中的氧结合，呈现防止氧向钢中的侵入的作用。但是，过多添加损害加工性、可焊性。另外，Mn是奥氏体稳定化元素，因此，大量添加时容易生成马氏体相，成为加工性等降低的主要原因。因此，Mn含量限制为1.5质量％以下，更优选设定为1.3质量％以下。例如，也可以规定为0.1～小于1质量％。
Ni是奥氏体稳定元素，过多含有时和Mn同样，导致马氏体相的生成，成为加工性等降低的主要原因。Ni含量允许至多0.6质量％。
Cr稳定铁素体相，并且，有助于对高温材料所重视的耐氧化性的改善。但是，过多地含有Cr导致钢材的脆化及加工性降低。因此，Cr含量设定为10～20质量％。Cr含量优选按照材料的使用温度调整。例如，要求最高到950℃的优异的耐高温氧化性的情况下希望Cr含量为16质量％以上，若是最高到900℃则可以在12～16质量％范围内。
Nb是用于确保超过700℃的高温区域中的高温强度的非常有效的元素。认为对于该高温强度的提高而言在本组成体系中Nb的固溶强化发挥大的作用。另外，Nb固定C、N，也有效地防止韧性降低。这些Nb的作用为以往一般的作用，在本发明中，还利用Nb化合物相的微细析出，实现在最高到达温度低至750℃左右以下的情况下热疲劳特性的提高(前述)。为了充分得到这种Nb的作用，需要确保大于0.5质量％的Nb含量，确保大于0.6质量％的Nb的含量更有效。但是，添加过多的Nb导致加工性降低，低温韧性降低、焊接高温裂纹敏感性增大，因此Nb含量限制为0.7质量％以下。
另一方面，Nb容易与C、N结合。Nb作为碳化物、氮化物被消费时，固溶Nb带来的高温强度的提高及Nb化合物相带来的热疲劳特性的提高不充分。因此，根据用下述(1)式定义的[Ti]值，定义了用下述(2)式或(3)式定义的[Nb]值，即有效Nb量。
[Ti]＝Ti-4(C+N)......(1)
[Ti]≥0时，[Nb]＝Nb......(2)
[Ti]＜0时，[Nb]＝Nb+0.5[Ti]......(3)
在确保能与C、N结合的量以上的Ti含量时，即有效Ti量[Ti]为0以上时，可以如(2)式那样将Nb含量的值直接作为有效Nb量[Nb]采用。另一方面，有效Ti量[Ti]比0小时，需要确保补充有效Ti量部分的Nb含量，如(3)式那样比Nb含量小的值也用作有效Nb量[Nb]。
在本发明中，Nb含量在大于0.5～小于等于0.7质量％范围内，还将有效Nb量[Nb]限定在0.5～0.65的范围内。即，在极狭窄的范围内严格规定Nb含量，不仅高温强度、低温韧性，而且对提高在最高到达温度低的情况下的热疲劳特性也是重要的。
Ti一般固定C、N，对成形性的改善及防止韧性降低是有效的。尤其是在本发明中，如上述那样从确保有效Nb量的观点来看，对Ti含量也需要严格的管理。具体而言，Ti含量需要确保0.05质量％以上。但是，添加过多的Ti导致TiN大量生成引起的表面性状的劣化，另外，可焊性、低温韧性也受到不良影响。因此，Ti含量规定为0.05～0.3质量％。
Al是脱氧剂，还是改善耐高温氧化性的元素。在本发明中，可以以0.1质量％以下的范围含有Al。含有过多的Al在焊接时形成大量的氧化物，有时作为加工裂纹的起点产生作用。
Cu在提高高温强度方面是重要元素。即，在本发明中如上所述，利用Cu相的微细分散析出现象，尤其是提高在最高到达温度高至900℃以上的情况下的500～700℃的强度。因此，需要大于1质量％的Cu含量。但是，过多的Cu含量使加工性、低温韧性、可焊性降低，因此，Cu含量限制为2质量％以下。
V和Nb、Cu的复合添加有助于高温强度的提高。另外，利用和Nb的共存改善加工性、低温韧性、耐晶界腐蚀敏感性、焊接热影响部分的韧性。但是，过多添加时反而导致加工性、低温韧性下降，因此，以0.2质量％以下的范围含有V。V含量理想设定为0.01～0.2质量％的范围，更优选设定为0.03～0.15质量％。
B对改善二次加工脆性有效。其机制推测为晶界固溶C的减少和晶界强化导致的。但是，添加过多的B会使制造性和可焊性劣化。在本发明中，含有的B在0.0005～0.02质量％范围内。
Mo、W、Zr、Co对提高本组成体系的铁素体类不锈钢的高温强度有效，根据需要可以添加它们的一种或多种。但是，大量添加会导致钢的脆化，因此，添加这些元素时，其合计含量为4质量％以下。以合计含量为0.5～4质量％的范围的方式添加更有效。
具有以上组成的铁素体类不锈钢可以通过一般的不锈钢的制钢工艺进行熔炼，之后，通过例如“热轧→退火→酸洗”工序、或还进行一次或多次“冷轧→退火→酸洗”工序，制成板厚例如为1～2.5mm左右的退火钢板。但是，在最终退火中，在Nb的析出温度区域和Cu的析出温度区域重要的是分别设定为适当的冷却速度。例如，作为最终退火条件可以采用以下的条件：将钢材在950～1100℃优选1000～1100℃加热后，将Nb化合物相的析出温度区域即1000～700℃的平均冷却速度(加热温度小于1000℃时从该加热温度到700℃的平均冷却速度)设定为大于30～100℃/秒，将Cu相的析出温度即700～400℃的平均冷却速度设定为5～50℃/秒。通过上述的组成调整和这种热处理条件，能够得到调整为长径0.5μm以上的Cu相为10个/25μm2以下、且长径0.5μm以上的Nb化合物相为10个/25μm2以下的组织状态的钢材(退火钢板)。在此，所谓“最终退火”是在钢材的制造阶段进行的最后的退火。
使用该退火钢板制作排气通路部件。在管状部件的情况下，将上述退火钢板轧制成形规定的管形状，通过焊接原材料的对接部制造钢管，得到焊接钢管。作为焊接方法可以使用TIG焊接、激光焊接、高频焊接等公知的制管焊接方法。得到的钢管根据需要经过热处理工序及酸洗工序后，加工成形为排气通路部件。
实施例
熔炼表1所示组成的铁素体类不锈钢，通过“热轧→退火·酸洗→冷轧→退火·酸洗”工序，得到板厚2mm的退火钢板。另外，使用铸造板坯的一部分通过热锻造制作直径约25mm的圆棒，将其进行最终退火。板材的最终退火及棒材的最终退火除No.19钢以外，都以1050℃×均热1分钟保持后，从1000℃到700℃的平均冷却速度为大于30～100℃/秒的范围，且从700℃到400℃的平均冷却速度为5～50℃/秒的范围为条件进行。No.19钢除了以从1000℃到700℃的平均冷却速度为10～20℃/秒的范围的方式控制以外，以和其它例同样的条件进行最终退火(板材、棒材都是同样的条件)。
Figure BSA00000594952600091
将板材的轧制方向及棒材的长度方向分别称为L方向时，对于最终退火后的板材及棒材分别进行与L方向垂直的断面的金属组织观察。用透射型电子显微镜(TEM)检查Cu相及Nb化合物相的尺寸，测定每25μm2观察到的长径0.5μm以上的Cu相及Nb化合物相的数量。对一个试样至少进行10个视野的观察采取平均数。析出相的种类通过附属于TEM的EDX(能量分散式X射线萤光分析装置)将Fe、Nb、Mo、Cu进行定量化，由此进行分类。在析出相微细的情况下，钢基体的成分元素一起被检测出，因此，对于析出相在作为目标的上述4元素的分析值中，将Cu为50质量％以上的相分类为Cu相，将Nb为30质量％以上的相分类为Nb化合物相。将长径0.5μm以上的Cu相为10个/25μm2以下的作为○(良好)，除此以外的作为×(不良)，将结果表示于表2的Cu相栏。另外，将长径0.5μm以上的Nb化合物相为10个/25μm2以下的作为○(良好)，除此以外的作为×(不良)，将结果示于表2的Nb化合物相栏。各钢在板材和棒材之间结果都没有差别，表2表示的析出相的评价对板材、棒材都适用。
使用板材实施冲击试验以评价低温韧性。以付与冲击的方向为板的轧制方向的方式选取V型缺口冲击试样，在-75～50℃范围内以25℃间距进行JIS Z2242冲击试验，求取延性脆性转变温度。将转变温度比-25℃低的(即使-25℃也呈现延性断裂面)评价为○(良好)，除此以外的评价为×(不良)。
采用棒材实施热疲劳试验，调查200～750℃及200～900℃的热疲劳特性。以直径10mm、平行部分长度为20mm的方式切削加工标定点之间部分(标定点间长度15mm)，制作在标定点间中央位置直径为7mm、设置了R＝5.7mm的缺口的圆棒试样，在大气中以下述条件进行试验及评价。另外，将应力低至龟裂发生时的应力的75％时的重复次数定义为疲劳寿命。
[200～750℃的热疲劳特性]
将约束率(相对于热膨胀的付与变形的比)设为25％，将“200℃×保持0.5分钟→以升温速度约3℃/秒升温到750℃→在750℃保持2.0分钟→以冷却速度约3℃/秒冷却到200℃”作为一个周期，重复这种加热循环，将热疲劳寿命为1800循环以上的评价为○(良好)，将1500循环以上小于1800循环的评价为△(稍稍不良)，将低于1500循环的评价为×(不良)，将评价为○的作为合格。
[200～900℃的热疲劳特性]
将约束率(相对于热膨胀的付与变形的比)设为20％，将“200℃×保持0.5分钟→以升温速度约3℃/秒升温到900℃→在900℃保持0.5分钟→以冷却速度约3℃/秒冷却到200℃”作为一个循环，重复这种加热循环，将热疲劳寿命为900循环以上的评价为○(良好)，将小于900循环的评价为×(不良)，将评价为○的作为合格。
表2表示这些结果。
表2：
Figure BSA00000594952600111
由表2判明，满足本发明规定的化学组成及Cu相、Nb化合物相的析出形态的本发明例的钢，最高到达温度高的情况下的热疲劳特性(200～900℃)及最高到达温度低的情况下的热疲劳特性(200～750℃)两者都得到改善，低温韧性也良好。
与之相对，比较例即No.13～15、17中Nb含量少，有效Nb量[Nb]也不足，因此，最高到达温度低至750℃的情况下的微细的Nb化合物相的生成不充分，200～750℃的热疲劳特性差。No.16由于过多含有Cu及Nb，因此，即使粗大的Cu相及Nb化合物相大量存在也能够改善热疲劳特性。但是，低温韧性差。No.18是与SUS444相当的现有的钢，Cu含量低，但是Mo含量高，因此200～900℃的热疲劳特性良好。但是，有效的Nb量不充分，因此，200～900℃的热疲劳特性没有得到改善。No.19是具有本发明规定的组成的钢，但是，在最终退火中Nb化合物相析出温度区域的冷却速度过慢，结果生成粗大的Nb化合物相，在之后的加热中没有充分地引起Nb化合物相的析出，因此，200～750℃的热疲劳特性差。另外，由于粗大的Nb化合物相的影响，从而低温韧性也差。

Claims (4)

1.排气通路部件用不锈钢，其中，以质量％计，包含C：0.03％以下、Si：1％以下、Mn：1.5％以下、Ni：0.6％以下、Cr：10～20％、Nb：大于0.5～小于等于0.7％、Ti：0.05～0.3％、Cu：大于1～小于等于2％、V：0.2％以下、N：0.03％以下、B：0.0005～0.02％、剩余部分为Fe及不可避免的杂质，且具有根据下述(1)式定义的[Ti]值，用下述(2)式或(3)式定义的[Nb]值为0.5～0.65范围的组成，并具有将长径0.5μm以上的Cu相调整为10个/25μm2以下、且将长径0.5μm以上的Nb化合物相调整为10个/25μm2以下的组织，
[Ti]＝Ti-4(C+N)......(1)
[Ti]≥0时，[Nb]＝Nb......(2)
[Ti]＜0时，[Nb]＝Nb+0.5[Ti]......(3)。
2.权利要求1所述的排气通路部件用不锈钢，其中，所述钢的组成还含有0.1质量％以下的Al。
3.权利要求1或2所述的排气通路部件用不锈钢，其中，所述钢的组成还含有合计4％以下量的Mo、W、Zr、Co中的一种以上。
4.权利要求1～3任一项中所述的排气通路部件，其中，该排气通路部件为汽车的排气歧管、催化转化器、前管和中心管的任一种。
CN2011103196212A 2007-02-02 2008-01-31 排气通路部件用铁素体类不锈钢 Pending CN102392194A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007024253A JP5010301B2 (ja) 2007-02-02 2007-02-02 排ガス経路部材用フェライト系ステンレス鋼および排ガス経路部材
JP2007-024253 2007-02-02

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2008800037935A Division CN101611162A (zh) 2007-02-02 2008-01-31 排气通路部件用铁素体类不锈钢

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102392194A true CN102392194A (zh) 2012-03-28

Family

ID=39674186

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011103196212A Pending CN102392194A (zh) 2007-02-02 2008-01-31 排气通路部件用铁素体类不锈钢
CNA2008800037935A Pending CN101611162A (zh) 2007-02-02 2008-01-31 排气通路部件用铁素体类不锈钢

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2008800037935A Pending CN101611162A (zh) 2007-02-02 2008-01-31 排气通路部件用铁素体类不锈钢

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20100050617A1 (zh)
EP (1) EP2112245B1 (zh)
JP (1) JP5010301B2 (zh)
KR (1) KR101473205B1 (zh)
CN (2) CN102392194A (zh)
ES (1) ES2542693T3 (zh)
WO (1) WO2008093888A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110462081A (zh) * 2017-03-29 2019-11-15 日铁不锈钢株式会社 高温耐磨性优良的铁素体系不锈钢、铁素体系不锈钢板的制造方法、排气部件、高温滑动部件以及涡轮增压器部件

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5297630B2 (ja) * 2007-02-26 2013-09-25 新日鐵住金ステンレス株式会社 耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板
JP5178156B2 (ja) * 2007-11-13 2013-04-10 日新製鋼株式会社 自動車排ガス経路部材用フェライト系ステンレス鋼材
JP5239644B2 (ja) * 2008-08-29 2013-07-17 Ｊｆｅスチール株式会社 熱疲労特性、高温疲労特性、耐酸化性および靭性に優れるフェライト系ステンレス鋼
JP2010236001A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Nisshin Steel Co Ltd フェライト系ステンレス鋼
JP5658893B2 (ja) * 2010-03-11 2015-01-28 新日鐵住金ステンレス株式会社 耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
KR20120099152A (ko) 2010-03-11 2012-09-06 닛폰 스틸 앤드 스미킨 스테인레스 스틸 코포레이션 내산화성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판 및 내열성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판 및 그 제조 방법
JP5546922B2 (ja) * 2010-03-26 2014-07-09 新日鐵住金ステンレス株式会社 耐熱性と加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
CN102234740B (zh) * 2010-04-22 2013-07-17 宝山钢铁股份有限公司 一种铁素体不锈钢及其冷轧板的制造方法
JP5793283B2 (ja) * 2010-08-06 2015-10-14 新日鐵住金ステンレス株式会社 ブラックスポットの生成の少ないフェライト系ステンレス鋼
JP5152387B2 (ja) * 2010-10-14 2013-02-27 Ｊｆｅスチール株式会社 耐熱性と加工性に優れるフェライト系ステンレス鋼
JP5659061B2 (ja) 2011-03-29 2015-01-28 新日鐵住金ステンレス株式会社 耐熱性と加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法
JP2014523501A (ja) * 2011-06-07 2014-09-11 ボーグワーナー インコーポレーテッド ターボチャージャ及びそのための構成要素
DE102012100289A1 (de) * 2012-01-13 2013-07-18 Benteler Automobiltechnik Gmbh Rostfreier ferritischer Stahl und Verfahren zur Herstellung eines Hochtemperaturbauteils
JP6037882B2 (ja) 2012-02-15 2016-12-07 新日鐵住金ステンレス株式会社 耐スケール剥離性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法
JP6071608B2 (ja) * 2012-03-09 2017-02-01 新日鐵住金ステンレス株式会社 耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼板
JP5793459B2 (ja) 2012-03-30 2015-10-14 新日鐵住金ステンレス株式会社 加工性に優れた耐熱フェライト系ステンレス冷延鋼板、冷延素材用フェライト系ステンレス熱延鋼板及びそれらの製造方法
FI125855B (fi) * 2012-06-26 2016-03-15 Outokumpu Oy Ferriittinen ruostumaton teräs
KR101394037B1 (ko) * 2012-08-28 2014-05-09 기아자동차 주식회사 배기가스 배기시스템
PL2966187T3 (pl) 2013-03-06 2018-11-30 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation Blacha cienka z nierdzewnej stali ferrytycznej o doskonalej odporności cieplnej
US10385429B2 (en) 2013-03-27 2019-08-20 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation Hot-rolled ferritic stainless-steel plate, process for producing same, and steel strip
JP5958412B2 (ja) * 2013-04-23 2016-08-02 Ｊｆｅスチール株式会社 熱疲労特性に優れたフェライト系ステンレス鋼
JP5977854B1 (ja) * 2015-03-26 2016-08-24 新日鐵住金ステンレス株式会社 耐浸炭性及び耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法
JP6367259B2 (ja) * 2016-04-21 2018-08-01 新日鐵住金ステンレス株式会社 耐浸炭性及び耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼板
CN110462088A (zh) 2017-03-27 2019-11-15 日铁不锈钢株式会社 铁素体系不锈钢钢板及其制造方法、以及排气部件

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1119218A (zh) * 1994-04-21 1996-03-27 川崎制铁株式会社 汽车排气材料用的热轧铁素体钢
JP2002080943A (ja) * 2000-07-04 2002-03-22 Kawasaki Steel Corp 溶接部の耐二次加工脆性および高温疲労特性に優れたフェライト系ステンレス鋼
CN1524130A (zh) * 2001-07-05 2004-08-25 �����Ƹ���ʽ���� 用作排放汽车废气的管道构件的铁素体不锈钢
JP2005314740A (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp 耐熱性および加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼およびその製造方法
JP2006117985A (ja) * 2004-10-20 2006-05-11 Nisshin Steel Co Ltd 熱疲労特性に優れたフェライト系ステンレス鋼材および自動車排ガス経路部材

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05140700A (ja) * 1991-11-15 1993-06-08 Mazda Motor Corp フエライト系耐熱鋳鋼部材及びその製造法
JP2002309935A (ja) * 2001-02-08 2002-10-23 Hitachi Metals Ltd 耐熱鋳鋼製排気系部品
JP4498950B2 (ja) * 2005-02-25 2010-07-07 新日鐵住金ステンレス株式会社 加工性に優れた排気部品用フェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
JP4752620B2 (ja) * 2005-06-09 2011-08-17 Ｊｆｅスチール株式会社 ベローズ素管用フェライト系ステンレス鋼板
JP4948998B2 (ja) * 2006-12-07 2012-06-06 日新製鋼株式会社 自動車排ガス流路部材用フェライト系ステンレス鋼および溶接鋼管

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1119218A (zh) * 1994-04-21 1996-03-27 川崎制铁株式会社 汽车排气材料用的热轧铁素体钢
JP2002080943A (ja) * 2000-07-04 2002-03-22 Kawasaki Steel Corp 溶接部の耐二次加工脆性および高温疲労特性に優れたフェライト系ステンレス鋼
CN1524130A (zh) * 2001-07-05 2004-08-25 �����Ƹ���ʽ���� 用作排放汽车废气的管道构件的铁素体不锈钢
JP2005314740A (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp 耐熱性および加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼およびその製造方法
JP2006117985A (ja) * 2004-10-20 2006-05-11 Nisshin Steel Co Ltd 熱疲労特性に優れたフェライト系ステンレス鋼材および自動車排ガス経路部材

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110462081A (zh) * 2017-03-29 2019-11-15 日铁不锈钢株式会社 高温耐磨性优良的铁素体系不锈钢、铁素体系不锈钢板的制造方法、排气部件、高温滑动部件以及涡轮增压器部件
CN110462081B (zh) * 2017-03-29 2021-10-22 日铁不锈钢株式会社 高温耐磨性优良的铁素体系不锈钢、铁素体系不锈钢板的制造方法、排气部件、高温滑动部件以及涡轮增压器部件

Also Published As

Publication number Publication date
EP2112245A4 (en) 2010-06-16
KR20090109540A (ko) 2009-10-20
CN101611162A (zh) 2009-12-23
WO2008093888A1 (ja) 2008-08-07
EP2112245A1 (en) 2009-10-28
JP5010301B2 (ja) 2012-08-29
KR101473205B1 (ko) 2014-12-16
ES2542693T3 (es) 2015-08-10
US20100050617A1 (en) 2010-03-04
JP2008189974A (ja) 2008-08-21
EP2112245B1 (en) 2015-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102392194A (zh) 排气通路部件用铁素体类不锈钢
JP5178157B2 (ja) 自動車排ガス経路部材用フェライト系ステンレス鋼材
KR101619008B1 (ko) 내열 오스테나이트계 스테인리스 강판
KR102267129B1 (ko) Nb함유 페라이트계 스테인리스 열연 강판 및 그 제조 방법과, Nb함유 페라이트계 스테인리스 냉연 강판 및 그 제조 방법
KR101602088B1 (ko) 내열 페라이트계 스테인리스 냉연 강판, 냉연 소재용 페라이트계 스테인리스 열연 강판 및 그들의 제조 방법
CN101421072B (zh) Ni基耐热合金焊接用丝
US9243306B2 (en) Ferritic stainless steel sheet excellent in oxidation resistance
JP5396752B2 (ja) 靭性に優れたフェライト系ステンレス鋼およびその製造方法
CN102046826A (zh) 热处理用钢
CN102725432B (zh) 韧性优异的高耐腐蚀性铁素体系不锈钢热轧钢板
WO2014136866A1 (ja) 耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板
JP6653113B2 (ja) 疲労特性に優れたマルエージング鋼
JP2001288539A (ja) 耐水素疲労特性の優れたばね用鋼、およびその製造方法
CN101967603A (zh) 落锤冲击性能和母材韧性优异的高强度厚钢板
JPWO2007029687A1 (ja) 低合金鋼
CN106460113A (zh) 铁素体系不锈钢
KR20220073804A (ko) 페라이트계 스테인리스 강판 및 그 제조 방법 그리고 페라이트계 스테인리스 부재
CN106460112A (zh) 铁素体系不锈钢
US4808371A (en) Exterior protective member made of austenitic stainless steel for a sheathing heater element
JP2019011515A (ja) 疲労特性に優れたマルエージング鋼
WO2008062984A1 (en) Steel excellent in resistance to corrosion by sulfuric acid and method for manufacturing the same
JP5050495B2 (ja) 溶接部の耐ｓｒ割れ特性に優れた転炉鉄皮用鋼材
RU2796905C2 (ru) Холоднокатаный и отожжённый стальной лист, способ его изготовления и использование такой стали для производства деталей транспортных средств
JP2001164332A (ja) 高靭性かつ耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼およびその製造方法
WO2018002426A1 (en) Martensitic stainless steel and method for the manufacture

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20120328