CN114127321A - 用于排气系统的具有优异耐腐蚀性的基于铁素体的钢板 - Google Patents

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Abstract

公开了用于排气系统的基于铁素体的钢板，所述基于铁素体的钢板在包含减少量的为昂贵元素的Cr的同时具有优异的耐腐蚀性。根据本公开内容的一个实施方案的用于排气系统的具有优异耐腐蚀性的基于铁素体的钢板包含：0.02％或更少的C、0.02％或更少的N、2.0％或更少的Si、0.5％或更少的Mn、3.0％至5.5％的Cr、0.001％至0.3％的Ti、1.0％至4.0％的Al、以及余量的Fe和不可避免的杂质，其中基于铁素体的钢板具有表面氧化皮层并且在从表面到0.2μm深度的范围内满足15.0％或更大的Al的最大含量以及3.0％或更小的Si的最大含量。

Description

用于排气系统的具有优异耐腐蚀性的基于铁素体的钢板
技术领域
本公开内容涉及用于排气系统的基于铁素体的钢板，并且更特别地，涉及适合于排气系统的具有优异的耐腐蚀性和抗氧化性的基于铁素体的钢板。
背景技术
汽车和两轮车辆的排气系统暴露在其中容易由于在冬季中因除雪化学品产生的污染引起腐蚀以及由于由化石燃料的废气产生的酸性冷凝物引起腐蚀的环境下的外部中。
在其中废气的温度逐渐升高的环境中，代替具有高热容的铸造材料的具有低热容的不锈钢已经被用作用于排气系统的材料以防止腐蚀。特别地，包含比奥氏体不锈钢材料的昂贵合金元素含量更低的昂贵合金元素含量的基于铁素体的不锈钢材料具有优异的耐腐蚀性。由于这样的价格竞争力，基于铁素体的不锈钢材料主要用于承受废气的温度范围(室温至800℃)的排气系统的部件(例如消声器、排气歧管(ex-manifold)和集气管锥体(collector cone))。
虽然使用包含增加量的Cr的不锈钢的方法是可用于获得耐腐蚀性和抗氧化性的最常用的方法，但是包含11重量％或更多Cr的基于铁素体的不锈钢是昂贵的。此外，具有高Cr含量的不锈钢难以进行酸洗，用于对不锈钢进行酸洗的成本增大，并且由于包含大量的Nb等，冷退火温度应提高。因此，越来越需要开发在减少增大制造成本的Cr的量的同时用于排气系统的具有优异耐腐蚀性的钢板。
发明内容
技术问题
本公开内容提供了具有减少量的为昂贵元素的Cr的用于排气系统的具有优异耐腐蚀性的基于铁素体的钢板。
技术方案
本公开内容的一个方面提供了用于排气系统的具有优异耐腐蚀性的基于铁素体的钢板，所述基于铁素体的钢板以重量百分比(重量％)计包含：0.02％或更少的碳(C)、0.02％或更少的氮(N)、2.0％或更少的硅(Si)、0.5％或更少的锰(Mn)、3.0％至5.5％的铬(Cr)、0.001％至0.3％的钛(Ti)、1.0％至4.0％的铝(Al)、以及余量的铁(Fe)和不可避免的杂质，其中基于铁素体的钢板具有表面氧化皮层并且满足以下定义的15.0或更大的Al成膜指数和3.0或更小的Si成膜指数：
[Al成膜指数]：在从表面到0.2μm深度的范围内Al含量的最大值(重量％)
[Si成膜指数]：在从表面到0.2μm深度的范围内Si含量的最大值(重量％)。
此外，根据本公开内容的一个实施方案，Al、Cr和Si的含量可以满足下式(1)。
(1)5*Al-(Cr+Si)＞0
此外，根据本公开内容的一个实施方案，由下式(2)表示的腐蚀损耗率小于20％。
(2)腐蚀损耗率(％)＝[(腐蚀测试之前的重量)-(腐蚀测试之后的重量)]/(腐蚀测试之前的重量)×100
在此，腐蚀测试之后的重量为在腐蚀测试之后除去产生的腐蚀产物之后的重量(g)。
此外，根据本公开内容的一个实施方案，在表面的L*a*b*色坐标中，L*值可以为50或更大。
此外，根据本公开内容的一个实施方案，在表面的L*a*b*色坐标中，a*值可以为-10至+10以及b*值可以为-10至+10。
有益效果
与用于排气系统的常规钢板相比，根据本公开内容的一个实施方案的基于铁素体的钢板不仅可以具有显著降低的原材料成本和制造成本，而且还具有优异的耐腐蚀性。
此外，由于获得了其中在L*a*b*色坐标中L*值为50或更大以及a*值和b*值分别为-10至+10的明亮的消色差金属色，因此即使在不进行最终酸洗过程的情况下，也可以获得优异的表面特性。
附图说明
图1示出了显示L*a*b*色坐标的颜色空间。
图2示出了根据本公开内容的发明钢2的在从表面到0.2μm深度的深度方向上通过辉光放电发射光谱法分析的合金组分的分布。
图3示出了根据本公开内容的比较钢5的在从表面到0.2μm深度的深度方向上通过辉光放电发射光谱法分析的合金组分的分布。
图4示出了根据本公开内容的发明钢2的在酸洗之后在从表面到0.2μm深度的深度方向上通过辉光放电发射光谱法分析的合金组分的分布。
图5是示出根据本公开内容的比较钢10的经冷轧退火的钢板样品的表面的照片。
图6是示出根据本公开内容的发明钢2的经冷轧退火的钢板样品的表面的照片。
具体实施方式
根据本公开内容的一个实施方案的用于排气系统的具有优异耐腐蚀性的基于铁素体的钢板以重量百分比(重量％)计包含：0.02％或更少的碳(C)、0.02％或更少的氮(N)、2.0％或更少的硅(Si)、0.5％或更少的锰(Mn)、3.0％至5.5％的铬(Cr)、0.001％至0.3％的钛(Ti)、1.0％至4.0％的铝(Al)、以及余量的铁(Fe)和不可避免的杂质，其中基于铁素体的钢板具有表面氧化皮层并且满足如以下所定义的15.0或更大的Al成膜指数和3.0或更小的Si成膜指数：
[Al成膜指数]：在从表面到0.2μm深度的范围内Al含量的最大值(重量％)
[Si成膜指数]：在从表面到0.2μm深度的范围内Si含量的最大值(重量％)。
发明实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本公开内容的实施方案。提供以下实施方案以向本公开所属领域的普通技术人员充分地传达本公开内容的精神。本公开内容不限于本文中示出的实施方案，而是可以以其他形式体现。在附图中，为了清楚说明本公开内容，省略了与说明无关的部分，并且为了清楚起见，元件的尺寸可以被放大。
在整个本说明书中，除非另有说明，否则术语“包括”一个要素不排除其他要素，而是还可以包括另外的要素。
如本文中所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式旨在也包括复数形式。
为了提高高温下的强度，可以向用于排气系统的不锈钢，特别是基于铁素体的不锈钢中添加Nb，或者可以添加Sn以替换Nb。通常，增加Cr含量以提高抗氧化性。然而，诸如Nb和Sn的固溶强化元素的添加以及Cr含量的增加不是期望的开发目标，因为制造成本由此而增大。
为了降低用于排气系统的基于铁素体的不锈钢的原材料的成本，必须降低以相对大的量添加的为昂贵元素的Cr的含量。然而，由于在用于排气系统的基于铁素体的不锈钢中Cr是用于获得耐腐蚀性的关键元素，因此需要开发获得耐腐蚀性的另外方法以降低Cr含量。本公开内容提供了这样的基于铁素体的钢板，其包含低于11重量％(其为作为不锈钢的最小Cr含量)的Cr含量并且具有类似于或优于常规不锈钢的耐腐蚀性的优异耐腐蚀性，从而降低了原材料的成本。
根据本公开内容的一个实施方案的用于排气系统的具有优异耐腐蚀性的基于铁素体的钢板以重量百分比(重量％)计包含：0.02％或更少的碳(C)、0.02％或更少的氮(N)、2.0％或更少的硅(Si)、0.5％或更少的锰(Mn)、3.0％至5.5％的铬(Cr)、0.001％至0.3％的钛(Ti)、1.0％至4.0％的铝(Al)、以及余量的铁(Fe)和不可避免的杂质。
在下文中，将描述关于本公开内容的实施方案中的合金元素含量的数值限制的原因。在下文中，除非另有说明，否则单位为重量％。
C的含量大于0且等于或小于0.02％。
当C含量超过0.02％时，焊接部件的韧性可能劣化，并且由于C与Cr结合而形成的Cr23C6析出物导致基体中的Cr的局部损耗，从而导致耐腐蚀性和抗氧化性的劣化。相反地，C作为不可避免的杂质以大于0的量包含在内，由于为了将C含量控制在极低的水平而使炼钢VOD工艺的成本增大，因此C优选以0.005％或更大的量包含在内。
N的含量大于0且等于或小于0.02％。
当钢中的N含量超过0.02％时，溶质N的浓度达到极限并且由于N与Cr结合而形成的Cr2N析出物导致基体中Cr的局部损耗，从而导致耐腐蚀性和抗氧化性的劣化。相反地，N作为不可避免的杂质以大于0的量包含在内，由于为了将N含量控制在极低的水平而使炼钢VOD工艺的成本增大，因此N优选以0.005％或更大的量包含在内。
Si的含量为2.0％或更小。
作为固溶强化元素的Si在表面层上形成富Si的氧化物膜，从而改善抗氧化性。然而，在本公开内容中，在退火热处理之后需要将Si成膜指数限制为3.0或更小以实现下面将描述的“酸洗的省略”，因此，为此将Si的总含量限制为2.0％或更小。然而，Si含量可以为1.5％或更小或者1.0％或更小以更容易地控制变色防止。
Mn的含量为0.5％或更小。
Mn是钢中不可避免地包含的杂质并且用于使奥氏体稳定。当Mn含量超过0.5％时，在热轧或冷轧之后在退火热处理期间发生奥氏体的逆转变，从而不利地影响延伸率。因此，将Mn含量限制在上述范围内。
Cr的含量为3.0％至5.5％。
虽然Cr是增强耐腐蚀性的元素，但是根据本公开内容的目的，为了降低原材料的成本，将Cr含量限制为5.5％或更小。然而，为了获得最小的耐腐蚀性，以3.0％或更大的量添加Cr。
Ti的含量为0.001％至0.3％。
Ti与C和N结合形成Ti(C，N)析出物，从而用于降低溶质C和N的量并抑制Cr损耗层的形成。需要以0.001％或更大的量添加Ti以改善焊接部件的耐腐蚀性和韧性。Ti与C和N结合形成Ti(C，N)析出物，从而用于降低溶质C和N的量并抑制Cr损耗层的形成。然而，由于过量的Ti不利地影响铸造，因此将Ti含量限制为0.3％或更小。
Al的含量为1.0％至4.0％。
在本公开内容中，以1.0％或更大的量充分地添加Al以在退火热处理期间形成氧化物膜。然而，当Al含量过量时，可能难以进行铸造和轧制。因此，将Al含量的上限设定为4.0％。
本公开内容的组成的剩余组分为铁(Fe)。然而，组成可以包含从原材料或周围环境中不可避免地并入的非预期杂质。在本公开内容中，不排除添加除上述合金组分之外的其他合金组分。由于杂质对于制造领域中的任何技术人员而言是已知的，因此在本公开内容中没有具体提及杂质。
然而，单独使用上述合金组成不能获得足够的耐腐蚀性。根据本发明人进行的研究，在降低Cr含量以降低原材料的成本的情况下，当暴露于外部时可能发生腐蚀，表明存在耐腐蚀性显著劣化的问题。因此，在本公开内容中引入了特殊的方法以获得耐腐蚀性。
在用于排气系统的冷轧不锈钢板的制造中，通常将产品在进行退火热处理以使冷轧钢板软化然后进行酸洗以除去表面氧化皮之后投入市场中。根据本公开内容，在对具有上述合金组成的冷轧钢板进行退火热处理使得以下定义的Al成膜指数和Si成膜指数满足如下所限定的范围之后在不进行酸洗处理的情况下制造最终产品。即，根据本公开内容的基于铁素体的钢板是表面上具有氧化皮层的经冷轧退火的钢板。
常规地，由于在氧化皮层中包含大量的不利于耐腐蚀性的Fe，因此避免了氧化皮层。然而，在本公开内容中，形成有利于耐腐蚀性的富Al的氧化物膜并有意包含在氧化皮层中。通过经由退火热处理控制在表面层中富集和氧化的Al和Si的量，即使在包含3.0％至5.5％Cr的基于铁素体的钢板中，也可以获得类似于或优于不锈钢的耐腐蚀性和抗氧化性的耐腐蚀性和抗氧化性。
根据本公开内容的一个实施方案的用于排气系统的基于铁素体的钢板在包括氧化皮层的从表面到0.2μm深度的深度方向上的范围内满足15.0或更大的Al成膜指数和3.0或更小的Si成膜指数。Al成膜指数和Si成膜指数如下定义。
[Al成膜指数]：在从表面到0.2μm深度的范围内Al含量的最大值(重量％)
[Si成膜指数]：在从表面到0.2μm深度的范围内Si含量的最大值(重量％)。
通常，已知Si在表面层中形成富Si的氧化物膜以增加高温抗氧化性。然而，在不进行酸洗的本发明中，在Si成膜指数超过3.0的情况下，在表面上形成深棕色氧化皮层，从而导致表面特性的劣化。因此，需要将Si成膜指数限制为3.0或更小。
Al也与表面层的氧反应形成不均匀的氧化物层。在根据本公开内容以1.0％至4.0％的量添加Al并进行退火热处理的情况下，抑制了Si向表面层的迁移及其反应，优选形成富Al的氧化物膜。当致密地形成满足15.0或更大的Al成膜指数的Al氧化物膜时，可以获得明亮的金属色。
材料表面的金属色可以由通过国际照明委员会(International Commission onIllumination)建立的L*a*b*色坐标表示。L*a*b*色坐标是目前在所有领域中表示物体颜色的最广泛使用的色坐标。图1示出了显示L*a*b*色坐标的颜色空间。在这方面，L*在0时强烈表示黑色以及在100时强烈表示白色，a*在正数时表示红色方向以及在负数时表示绿色方向，b*在正数时表示黄色方向以及在负数时表示蓝色方向。当a*和b*二者均为0时，显示消色差颜色。
根据本公开内容的一个实施方案，形成富Al的氧化物膜以获得在L*a*b*色坐标中L*值为50或更大的明亮金属表面。此外，可以获得具有L*值为50或更大且a*值和b*值为-10至+10的消色差颜色的金属表面。
图2至图4示出了本公开内容的实施例的在从表面到0.2μm深度的深度方向上通过辉光放电发射光谱法分析的合金组分的分布。
图2示出了根据本公开内容的一个实施方案的在退火热处理之后不进行酸洗的情况下制备的冷轧钢板的样品的合金组分的分布。在深度方向上的测量值中，作为Al含量的最大值的Al成膜指数为15.0或更大。
图3示出了以相同的方式在退火热处理之后不进行酸洗的情况下制备的具有与用于一般排气系统的基于铁素体的不锈钢的Si和Al含量范围相同的Si和Al含量范围以及用于成本降低的减少的Cr含量的冷轧钢板的样品的合金组分的分布。即，该样品对应于其中Cr含量和Al含量在本公开内容中限定的范围之外的经冷轧退火的钢板。参照图3，在最外表面层中Al成膜指数低并且Si成膜指数为约5.0。在这种情况下，耐腐蚀性和抗氧化性不足，并且由于Si氧化物膜而出现表面变色。
图4示出了根据本公开内容的一个实施方案的图2的通过进行退火热处理然后进行酸洗而制备的冷轧钢板的样品的合成组分的分布。虽然包含相同含量的Cr、Al和Si，但与本公开内容不同，当在退火热处理之后不省略酸洗时，获得了低的Al成膜指数。
此外，根据本公开内容的一个实施方案，基于铁素体的不锈钢可以满足下式(1)以同时满足Al成膜指数和Si成膜指数。
(1)5*Al-(Cr+Si)＞0
当如式(1)所示充分地包含Al时，在退火期间可以充分地形成富Al的氧化物膜。相反地，当不充分地包含Al时，用于形成富Al的氧化物膜的氧由于Cr和Si的氧化而不足，或者形成富Al的氧化物膜所需的一些氧的迁移可能由于形成Cr或Si的氧化物膜而受到限制。
同时，氧化皮层的厚度可以根据退火热处理的温度和时间而变化，但是可以定义为在Al成膜指数变为一半的点处的厚度。例如，在图1中，对应于为最大Al含量的Al成膜指数的中值的氧化皮层的厚度可以为约0.1μm。
根据本公开内容的用于满足Al成膜指数和Si成膜指数的退火热处理可以通过使用便宜气体的连续退火工艺来进行，而不使用其中在大气气体中使用75％或更多的高纯度氢的昂贵的光亮退火线(bright annealing line，BAL)工艺。例如，可以通过使用燃料气体为热源，并将废气的过量氧限制在0.1％至10％的范围来实现本公开内容的目的。
通过以0.1％或更多的过量氧提供氧，在退火热处理期间，根据本公开内容的上述含量范围内的Al与氧反应形成提供高耐腐蚀性的膜。当过量氧不足时，可能无法充分地形成富Al的氧化物膜。相反地，当过量氧超过10％时，除富Al的氧化物膜之外，材料的Fe、Cr或Si与氧反应形成Fe、Cr或Si的氧化物膜。在这种情况下，可能发生变色。
同时，在为了容易制造而意图将氧含量限制为0.1％或更小的情况下，可以通过在大气气体中与0.1％至10％的氢混合来抑制Fe、Cr和Si的氧化，因此可以用少量(0.1％或更小)的氧形成富Al的氧化物膜。如上所述由于增大成本，因此10％或更大的氧含量是不必要的。在少于0.1％的氢的情况下，抑制Fe、Cr和Si的氧化的能力不足，从而不能充分地形成富Al的氧化物膜。
在进行退火热处理之后，省略酸洗。通过省略酸洗，可以满足Al成膜指数和Si成膜指数，并且可以获得未从其上除去氧化皮层的最外层。通过省略使用硝酸和/或氢氟酸的混合酸性溶液的酸洗，还可以降低制造成本。
冷轧钢板可以通过其中不省略退火热处理和酸洗的一般制造方法来制造。例如，可以对包含上述合金组分组成的板坯进行热轧，并且可以使经热轧的钢板经受退火热处理和酸洗，然后进行冷轧以获得冷轧钢板。
根据本公开内容的一个实施方案的具有优异耐腐蚀性的基于铁素体的钢板的腐蚀损耗率可以小于20％，以及腐蚀损耗率可以由下式(2)表不。
(2)腐蚀损耗率(％)＝[(腐蚀测试之前的重量)-(腐蚀测试之后的重量)]/(腐蚀测试之前的重量)×100
在这方面，腐蚀测试之后的重量为在腐蚀测试之后除去产生的腐蚀产物之后测量的重量(g)。
耐腐蚀性(即，对腐蚀的耐性)可以经由暴露于任意设置的腐蚀环境中来确定。例如，可以通过如下将以下过程重复总计30次来评估耐腐蚀性的程度：将以在水中5％的体积比包含NaCl的溶液喷洒到材料上，保持4小时，并通过在60℃下加热进行干燥4小时。用于评估的环境可以以多种方式配置，并且不限于本公开内容中提供的环境。
在本公开内容中，“[(腐蚀测试之前的重量)-(腐蚀测试之后的重量)]/(腐蚀测试之前的重量)”被定义为损耗率并且通过乘以100来以％表示。损耗率可以通过将在腐蚀测试之后除去产生的腐蚀产物之后所测量的重量(即“腐蚀测试之后的重量”)与“腐蚀测试之前的重量”进行比较来测量。当由于需要除去腐蚀产物而难以获得损耗率时，可以使用厚度代替重量。在这种情况下，不需要除去腐蚀产物，并且可以将通过使用光学显微镜观察截面所测量的厚度与基础材料的除腐蚀产物之外的金属部分的厚度进行比较。
在向根据本公开内容待被替换的包含11％的Cr的钢中添加1.0％或更多的Al的情况下，可加工性可能劣化。在Si的情况下，发生相同的现象，并且该现象是由于不仅Al和Si而且Cr和Fe均因原子位置替代而抑制为可加工性的代表性指数的延伸率而引起的。相反地，当满足本公开内容中提供的式(1)时，即使当Al以1.0％或更大的量包含在内时，也可以获得28％或更大的延伸率。该效果可以根据本公开内容以及关于形成富Al的氧化物膜的效果另外地获得。
在下文中，将参照以下实施例更详细地描述本公开内容。
实施例
将包含下表1中列出的合金组成的钢铸造并热轧至3mm的厚度。将热轧初始温度调节为约1,200℃以适合于防止过度的组织生长并获得足够的可热加工性。在表面酸洗之后，将钢冷轧至1mm的厚度，并在900℃或更高的温度下在具有5％或更多的过量氧的大气气体中退火10秒或更长。随后，分别在进行酸洗和不进行酸洗之后制备发明钢和比较钢的样品。评估在与暴露于外部的环境相同的环境中腐蚀的发生，并且各结果示于表2中。通过在将以在水中5％的体积包含NaCl的溶液喷洒到表面上并保持72小时之后表面上点锈的形成来评估暴露于外部的模拟。将发生腐蚀表示为○，将未发生腐蚀表示为×。
[表1]
Figure BDA0003468408480000101
[表2]
Figure BDA0003468408480000111
表2表明即使当满足根据本公开内容的合金组成范围时，在暴露于外部的情况下，在退火热处理之后通过酸洗进行处理的钢中也发生腐蚀。然而，比较钢1和比较钢2为包含大量的为根据本公开内容旨在减少的昂贵元素的Cr的基于铁素体的不锈钢。确定通过在进行退火热处理之后省略酸洗，在根据本公开内容的包含相同合金组成的发明钢的样品中未发生腐蚀。
下表3示出了Al成膜指数和Si成膜指数、通过省略酸洗所制备的样品的腐蚀损耗率，并且基于20％的腐蚀损耗率的标准评估腐蚀可接受性。将腐蚀可接受表示为○，将腐蚀不可接受表示为×。
可以通过本领域广泛已知的辉光放电发射光谱法来分析Al成膜指数和Si成膜指数，或者可以使用本领域通常使用的与辉光放电发射光谱法类似的任何方法以用于分析。然而，为了充分获得数据，在相对于在深度方向上距表面的距离分析组分时，需要10nm或更小的分辨率。
[表3]
Figure BDA0003468408480000121
比较钢1至5是具有与本公开内容的那些类似的C、Si、Mn、Al、Ti和N的含量以及逐渐减少的Cr含量的样品。参照表3，比较钢1和2对应于具有11％或更多的Cr的基于铁素体的不锈钢，并且表现出足够的耐腐蚀性，从而具有低的腐蚀损耗率和适当的腐蚀可接受性。然而，作为根据本公开内容省略酸洗过程的结果，获得了10.6的高的Si成膜指数，从而导致表面变色。
比较钢3、4和5表现出由于Al含量低而即使在不进行酸洗时也低的Al成膜指数，以及由于高损耗率而引起的不可接受的腐蚀。此外，确定虽然Si含量适当，但由于高的Si成膜指数而发生变色，所述Si成膜指数为包括氧化皮层的氧化物膜中的最大Si含量。特别地，确定虽然比较钢5的除Al含量之外的其他合金元素的含量满足本公开内容的范围，但是在参照以下发明钢1至3省略酸洗的情况下，用于获得Al成膜指数的Al含量不足。确定当Al含量满足式(1)时，如在发明钢1至3中，Si成膜指数可以降低并且Al成膜指数可以增加。
比较钢6、7和8对应于其中Si含量增大的样品。通常，即使当增大已知对耐腐蚀性和抗氧化性有效的Si的含量时，在省略酸洗的情况下，Al含量也不足，从而表现出不可接受的腐蚀评估结果和表面变色。
比较钢9包含0.9％的Al但不满足Al含量范围和式(1)，因此Al成膜指数不能达到目标范围，并因此获得了不足的耐腐蚀性评估结果。可以确定，由于Al含量不足，Al不能干扰Si的氧化物膜的形成，并因此主要形成Si氧化物膜，从而导致变色。
虽然比较钢10包含足够的Al含量，从而表现出大于15的Al成膜指数和可接受的耐腐蚀性评估结果，但不能满足式(1)，并因此Si成膜指数增大。在比较钢10中发生了表面变色，并且确定在Si成膜指数超过3.0的情况下，即使当满足Al成膜指数并且耐腐蚀性评估结果可接受时，也不能抑制表面变色。
发明钢1、2和3满足本公开内容的合金组成范围并且在省略酸洗之后满足15.0或更大的Al成膜指数和3.0或更小的Si成膜指数二者，从而表现出优异的耐腐蚀性评估结果并且没有表现出变色。
虽然发明钢4的Cr含量在本公开内容的组成范围内略低，但通过调节Si和Al的含量以满足式(1)，能够将Al成膜指数和Si成膜指数控制在目标范围内。
同时，虽然发明钢5的Si含量在本公开内容的组成范围内略高，但通过调节Si和Al的含量以满足式(1)，能够将Al成膜指数和Si成膜指数控制在目标范围内。
[表4]
项目 变色发生 L* a* b*
比较钢1 ○ 49 +12 +15
比较钢2 ○ 49 +13 +13
比较钢3 ○ 47 +14 +10
比较钢4 ○ 44 +15 +4
比较钢5 ○ 40 +15 0
比较钢6 ○ 39 +14 -3
比较钢7 ○ 36 +13 -13
比较钢8 ○ 34 +1<sub>1</sub> -20
比较钢9 ○ 35 0 -1
比较钢10 ○ 36 0 -15
发明钢1 × 78 +5 +2
发明钢2 × 79 0 +1
发明钢3 × 78 0 +1
发明钢4 × 78 0 +1
发明钢5 × 78 +5 -8
表4示出了比较钢和发明钢的L*a*b*色坐标的值，更详细地指示表3的变色。在进行退火之后省略酸洗的情况下，比较钢1至5由于Cr的氧化而表现出具有红色的氧化皮层。此外，比较钢6至10由于不能控制Si的成膜而表现出具有紫色或蓝色的氧化皮层。相反地，根据本公开内容的方法，发明钢1至5表现出具有明亮金属色的氧化皮层。
图5是示出根据本公开内容的比较钢10的经冷轧退火的钢板样品的表面的照片。参照图5，确定像在一般钢种中一样，通过退火热处理在表面上形成深棕色的氧化皮。
图6是示出根据本公开内容的发明钢2的经冷轧退火的钢板样品的表面的照片。参照图6，确定即使不进行酸洗，发明钢2的样品也显示出明亮的金属光泽，并且L*a*b*色坐标的值如下：L*：79，a*：0，以及b*：+1。
尽管已经参照示例性实施方案特别地描述了本公开内容，但是本领域技术人员应理解，在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的多种改变。
工业适用性
根据本公开内容的用于排气系统的基于铁素体的钢板可以应用于排气系统的部件(例如消声器、排气歧管和集气管锥体)。

Claims (5)

1.一种用于排气系统的具有优异耐腐蚀性的基于铁素体的钢板，以重量百分比(重量％)计包含：0.02％或更少的C、0.02％或更少的N、2.0％或更少的Si、0.5％或更少的Mn、3.0％至5.5％的Cr、0.001％至0.3％的Ti、1.0％至4.0％的Al、以及余量的Fe和不可避免的杂质，
其中所述基于铁素体的钢板具有表面氧化皮层并且满足以下定义的15.0或更大的Al成膜指数和3.0或更小的Si成膜指数：
[Al成膜指数]：在从表面到0.2μm深度的范围内Al含量的最大值(重量％)
[Si成膜指数]：在从表面到0.2μm深度的范围内Si含量的最大值(重量％)。
2.根据权利要求1所述的基于铁素体的钢板，其中满足下式(1)：
(1)5*Al-(Cr+Si)＞0
其中Al、Cr和Si分别表示元素的含量(重量％)。
3.根据权利要求1所述的基于铁素体的钢板，其中由下式(2)表示的腐蚀损耗率小于20％：
(2)腐蚀损耗率(％)＝[(腐蚀测试之前的重量)-(腐蚀测试之后的重量)]/(腐蚀测试之前的重量)×100
其中所述腐蚀测试之后的重量为在腐蚀测试之后除去产生的腐蚀产物之后的重量(g)。
4.根据权利要求1所述的基于铁素体的钢板，其中在所述表面的L*a*b*色坐标中，L*值为50或更大。
5.根据权利要求4所述的基于铁素体的钢板，其中在所述表面的L*a*b*色坐标中，a*值为-10至+10以及b*值为-10至+10。
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