CN117396622A - 铁素体系不锈钢 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在使用含Ni钎料进行高温下的钎焊时具有良好地钎焊性且钎焊后的耐腐蚀性优异的铁素体系不锈钢。一种铁素体系不锈钢，具有如下组成：以质量％计含有C：0.003～0.030％、Si：0.01～1.00％、Mn：0.05～0.30％、P：0.050％以下、S：0.020％以下、Cr：24.0～30.0％、Ni：1.50～3.00％、Mo：1.00～3.00％、Al：0.001～0.020％、Nb：0.20～0.80％、N：0.030％以下，满足以下的式(1)、(2)，并且剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。Ni－2(Si+Mn)≥0.00％···(1)、Cr+1.5Mo+Si+1.5Nb－2.5Ni≤25.0％···(2)(式(1)、(2)中的Ni、Si、Mn、Cr、Mo、Nb表示各元素的含量(质量％))。
Description
技术领域
本发明涉及铁素体系不锈钢，特别涉及在使用含Ni钎料进行高温下的钎焊时具有良好的钎焊性且兼具优异的耐腐蚀性的铁素体系不锈钢。
背景技术
近年来，从地球环境保护的立场出发，要求汽车进一步提高燃料效率、强化废气净化。因此，废热回收器、EGR(Exhaust Gas Recirculation)冷却器等汽车用热交换器的应用一直在扩大。
这里，废热回收器是通过将发动机冷却水的热用于供暖、或利用废气的热加热发动机的冷却水来缩短发动机启动时的热机时间，从而提高燃料效率的装置。通常，废热回收器设置在催化剂转化器与消声器之间。废热回收器由组合管、板、翅片、侧板等而成的热交换器部分、入侧管部分和出侧管部分构成。然后，废气从入侧管进入热交换器部分，在此将该热经由翅片等传热面传递给冷却水，从出侧管排出。另外，构成这样的废热回收器的热交换器部分的板、翅片的粘接、组装主要使用利用含Ni钎料的钎焊。
另外，EGR冷却器由从排气歧管等取入一部分废气的管、对所取入的废气进行冷却的热交换器和将冷却后的废气返回至发动机的进气侧的管构成。作为具体的结构，EGR冷却器是具有在使废气从排气歧管回流到发动机的进气侧的路径上同时具有水流通路和废气通路的热交换器的结构。通过采用这样的结构，排气侧的高温废气被热交换器冷却，冷却后的废气回流到发动机的进气侧，降低发动机的燃烧温度，抑制高温下容易生成的NOX。另外，由于轻量化、紧凑化、成本降低等理由，EGR冷却器的热交换器部分将薄板重叠成翅片状而构成，它们的粘接、组装中还是主要使用利用含Ni钎料的钎焊。
这样，废热回收器、EGR冷却器的热交换器部分通过使用含Ni钎料的钎焊而粘接、组装，因此这些热交换器部分中使用的材料要求对含Ni钎料的良好的钎焊性。进而，由于废气中包含氮氧化物(NOX)、硫氧化物(SOX)、烃(HC)，因此它们在热交换器中结露，成为腐蚀性强的酸性冷凝水。因此，这些热交换器部分中使用的材料也要求耐腐蚀性。特别是在钎焊热处理时达到高温，因此需要防止晶界的Cr与C、N反应而成为Cr碳氮化合物并在其周围形成耐腐蚀性差的Cr缺乏层的所谓的敏化，确保耐腐蚀性。
由于以上原因，废热回收器、EGR冷却器的热交换器部分通常使用降低碳含量而防止敏化的SUS316L或SUS304L等奥氏体系不锈钢。但是，在如下方面存在问题：奥氏体系不锈钢由于含有大量Ni而成本高，并且其由于热膨胀大而在高温且激烈振动受到拘束力的使用环境中的疲劳特性、即高温下的热疲劳特性低。
因此，还在研究对废热回收器、EGR冷却器的热交换器部分使用奥氏体系不锈钢以外的钢。
例如，专利文献1中，作为废热回收器、EGR冷却器用材料，公开了通过在钎焊后生成以阳离子分率计包含16.0％以上的Nb的氧化被膜来确保耐腐蚀性的铁素体系不锈钢。
专利文献2中，作为废热回收器、EGR冷却器用材料，公开了通过控制Al、Ti、Si添加量来确保耐腐蚀性的铁素体系不锈钢。
专利文献3中，作为热交换器、燃料供给系部件用材料，公开了通过控制钎焊后的氧化被膜中的Cr、Si和Al的含量以及氧化被膜的膜厚来确保耐腐蚀性的铁素体系不锈钢。
另外，专利文献4中，作为EGR冷却器用材料，公开了通过以一定的关系式添加Cr、Cu、Al、Ti等成分并抑制Al、Ti添加量来确保钎焊性的铁素体系不锈钢。
此外，专利文献5中，作为具有通过Ni钎焊而接合的结构的EGR冷却器部件，公开了通过抑制Al、Ti、Zr添加量来确保钎焊性的铁素体系不锈钢。
进而，专利文献6中，作为钎焊用铁素体系不锈钢材，公开了通过抑制Ti、Zr添加量来确保钎焊性的铁素体系不锈钢。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6157664号公报
专利文献2：日本专利第6159775号公报
专利文献3：日本专利第6270821号公报
专利文献4：日本特开2010－121208号公报
专利文献5：日本特开2009－174040号公报
专利文献6：日本特开2010－285683号公报
发明内容
然而，在专利文献1～6所记载的技术中，根据所使用的钎料、钎焊条件等，有时钎焊性不充分。特别是在以往的技术中，不能说能够在得到如上所述的良好的耐腐蚀性的同时，充分确保使用含Ni钎料的高温下的钎焊性。
本发明是鉴于上述现状而开发的，其目的在于提供一种在使用含Ni钎料进行高温下的钎焊时具有良好的钎焊性且钎焊后的耐腐蚀性优异的铁素体系不锈钢。
应予说明，在本说明书中，良好的钎焊性是指在进行将在表面涂布有含Ni钎料(JIS标准：BNi－5)的钢板在1170℃、1Torr的氮载气气氛中加热10分钟并冷却至常温的钎焊处理后，加热后的钎料的当量圆直径与加热前的钎料的当量圆直径之比(钎料的铺展率)为150％以上。
另外，耐腐蚀性优异是指如下情况：使用上述利用含Ni钎料的钎焊处理后的钢板，从没有附着钎料的部分采取20mm见方的试验片，留下11mm见方的测定面，用密封材料被覆，进一步将该试验片浸渍于30℃的3.5％NaCl水溶液中，除了上述NaCl水溶液的浓度以外，依据JIS G 0577测定的孔蚀电位Vc'100为300mV(vs SCE)以上。
本发明人等在使用含Ni钎料进行高温下的钎焊时，对各种不锈钢的成分元素与钎焊性的关系进行了深入研究。
其结果发现，抑制不锈钢中的Al含量，另外在不锈钢中含有适量的Ni，进一步相对于Ni含量适当地抑制Si和Mn的含量，由此与含Ni钎料的润湿性提高。
进而，对各种不锈钢的成分元素与钎焊后的耐腐蚀性的关系进行了深入研究。其结果发现，通过钎焊的高温热处理，σ相(σ相)析出，耐腐蚀性降低。这里，σ相是包含大量Cr、Mo的金属间化合物，在其周围形成Cr、Mo缺乏层，因此钎焊后的耐腐蚀性降低。进而进行了研究，结果发现，通过含有适量的Ni并进一步相对于Ni含量适当地抑制Cr、Mo、Si和Nb的含量，可以抑制钎焊的高温热处理中的σ相的析出。
本发明是基于上述见解并经过进一步研究而完成的。即，本发明的主旨构成如下。
[1]一种铁素体系不锈钢，具有如下组成：
以质量％计含有：
C：0.003～0.030％、
Si：0.01～1.00％、
Mn：0.05～0.30％、
P：0.050％以下、
S：0.020％以下、
Cr：24.0～30.0％、
Ni：1.50～3.00％、
Mo：1.00～3.00％、
Al：0.001～0.020％、
Nb：0.20～0.80％、
N：0.030％以下，
满足以下的式(1)、(2)，并且剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。
Ni－2(Si+Mn)≥0.00％···(1)
Cr+1.5Mo+Si+1.5Nb－2.5Ni≤25.0％···(2)
(式(1)、(2)中的Ni、Si、Mn、Cr、Mo、Nb表示各元素的含量(质量％)。)
[2]根据上述[1]所述的铁素体系不锈钢，其中，以质量％计进一步含有选自：
Cu：0.01～1.00％、
Co：0.01～1.00％、
W：0.01～2.00％
中的1种或2种以上。
[3]根据[1]或[2]所述的铁素体系不锈钢，其中，以质量％计进一步含有选自：
Ti：0.01～0.10％、
V：0.01～0.20％、
Zr：0.01～0.10％、
Mg：0.0005～0.0050％、
Ca：0.0005～0.0050％、
B：0.0005～0.0050％、
REM(稀土金属)：0.001～0.100％、
Sn：0.001～0.100％、
Sb：0.001～0.100％
中的1种或2种以上。
[4]根据[1]或[2]所述的铁素体系不锈钢，其其用于通过钎焊组装一处以上的接合部的废热回收器或废气再循环装置。
[5]根据[3]所述的铁素体系不锈钢，其用于通过钎焊组装一处以上的接合部的废热回收器或废气再循环装置。
根据本发明，可以提供一种在使用含Ni钎料进行高温下的钎焊时具有良好的钎焊性且钎焊后的耐腐蚀性优异的铁素体系不锈钢。
具体实施方式
以下，具体说明本发明。
首先，对本发明中将钢的成分组成限定在上述范围的理由进行说明。应予说明，钢的成分组成中的元素的含量的单位均为“质量％”，但以下只要没有特别说明，仅以“％”表示。
C：0.003～0.030％
C含量多则强度提高，少则加工性提高。这里，为了得到充分的强度，需要含有0.003％以上的C。但是，若C含量超过0.030％，则加工性的降低变得显著，并且Cr碳化物在晶界析出而引起敏化，耐腐蚀性降低。因此，C含量为0.003～0.030％的范围。C含量优选为0.004％以上。另外，C含量优选为0.025％以下，更优选为0.020％以下，进一步优选为0.010％以下。
Si：0.01～1.00％
Si是用作脱氧材料的元素。该效果在含有0.01％以上的Si时得到。但是，若Si含量超过1.00％，则在钎焊热处理时在钢板表面形成Si氧化物、Si氮化物等Si浓化物，钎焊性降低。另外，在使用含Ni钎料的高温下的钎焊处理时，σ相析出，耐腐蚀性降低。因此，Si含量为0.01～1.00％的范围。Si含量优选为0.50％以上，更优选为0.60％以上，进一步优选为0.70％以上。另外，Si含量优选为0.85％以下，更优选为0.80％以下。
Mn：0.05～0.30％
Mn具有脱氧作用，该效果在含有0.05％以上的Mn时得到。但是，若Mn含量超过0.30％，则在钎焊热处理时在钢板表面形成Mn浓化物，钎焊性降低。因此，Mn含量为0.05～0.30％的范围。Mn含量优选为0.10％以上。另外，Mn含量优选为0.25％以下，更优选为0.20％以下，进一步更优选为0.15％以下。
P：0.050％以下
P是钢中不可避免地含有的元素，过量的含有容易产生晶界腐蚀。其倾向在含有超过0.050％的P时变得显著。因此，P含量为0.050％以下。P含量优选为0.040％以下，更优选为0.030％以下。应予说明，P含量的下限没有特别限定。但是，过量的脱P导致成本的增加，因此P含量优选为0.005％以上。
S：0.020％以下
S是钢中不可避免地含有的元素，含有超过0.020％的S则促进MnS的析出，使耐腐蚀性降低。因此，S含量为0.020％以下。优选S含量为0.010％以下。应予说明，S含量的下限没有特别限定。但是，过量的脱S导致成本的增加，因此S含量优选为0.0005％以上。
Cr：24.0～30.0％
Cr是用于确保不锈钢的耐腐蚀性的重要元素。Cr含量小于24.0％时，无法得到充分的耐腐蚀性。另一方面，若Cr含量超过30.0％，则在钎焊中σ相析出，耐腐蚀性降低。因此，Cr含量为24.0～30.0％的范围。Cr含量优选为24.5％以上，更优选为25.0％以上。另外，Cr含量优选为28.0％以下，更优选为26.5％以下。
Ni：1.50～3.00％
Ni是本发明中重要的元素之一。通过含有1.50％以上的Ni，与含Ni钎料的钎焊性提高。通过含有Ni而Ni钎焊性提高的机理尚未明确，但认为在母材中含有适量的Ni时，通过与钎料中含有的Ni的相互作用，润湿性提高。另外，能够抑制钎焊中的σ相析出。但是，若Ni含量超过3.00％，则应力腐蚀破裂敏感性变高。因此，Ni含量为1.50～3.00％的范围。Ni含量优选为1.75％以上，更优选为2.00％以上。另外，Ni含量优选为2.75％以下，更优选为2.50％以下。
Mo：1.00～3.00％
Mo使不锈钢的钝化被膜稳定化而提高耐腐蚀性。该效果在Mo含量为1.00％以上时得到。但是，若Mo含量超过3.00％，则在钎焊中σ相析出，耐腐蚀性降低。因此，Mo含量为1.00～3.00％的范围。Mo含量优选为1.25％以上，更优选为1.50％以上。另外，Mo含量优选为2.50％以下，更优选为2.00％以下。
Al：0.001～0.020％
Al是对脱氧有用的元素，该效果在含有0.001％以上的Al时得到。但是，若Al含量超过0.020％，则在钎焊处理时在钢的表面生成Al氧化物、Al氮化物等Al浓化物，钎料的润湿铺展性、密合性降低，钎焊变得困难。因此，Al含量为0.001～0.020％的范围。优选Al含量为0.015％以下。
Nb：0.20～0.80％
Nb是通过与C和N键合而抑制因Cr碳氮化合物的析出所致的耐腐蚀性的降低(敏化)的元素。该效果在Nb含量为0.20％以上时得到。另一方面，若Nb含量超过0.80％，则在钎焊中σ相析出，耐腐蚀性降低。因此，Nb含量为0.20～0.80％的范围。Nb含量优选为0.25％以上，更优选为0.30％以上。另外，Nb含量优选为0.60％以下，更优选为0.35％以下。
N：0.030％以下
若N含量超过0.030％，则耐腐蚀性和加工性降低。因此，N含量为0.030％以下。优选N含量为0.025％以下。进一步优选N含量为0.020％以下。应予说明，N含量的下限没有特别限定，但过量降低N含量会导致成本的增加，因此N含量优选为0.003％以上。
Ni－2(Si+Mn)≥0.00％···(1)
式(1)中的Ni、Si、Mn表示各元素的含量(质量％)。
本发明中，为了提高钎焊性，将Ni、Si和Mn分别设为规定的含量。进而，发明人等进行了深入研究，还发现若Ni－2(Si+Mn)(Ni含量减去Si含量和Mn含量的合计的2倍)小于0.00％，则无法得到所期望的钎焊性。作为其理由，认为Ni改善钎焊性，但另一方面Si、Mn阻碍钎焊性，因此这些元素的平衡对钎焊性的影响大。因此，本发明中，将Ni含量、Si含量和Mn含量分别设为上述范围的同时将Ni－2(Si+Mn)设为0.00％以上。Ni－2(Si+Mn)优选为0.50％以上。特别是，通过将Cr含量设为小于26.0％、将Al含量设为0.015％以下、将Ni－2(Si+Mn)设为0.50％以上，可以得到更良好的钎焊性。
Cr+1.5Mo+Si+1.5Nb－2.5Ni≤25.0％···(2)
式(2)中的Cr、Mo、Si、Nb和Ni表示各元素的含量(质量％)。
本发明中，为了抑制钎焊中的σ相的析出，将Cr、Mo、Si、Nb和Ni分别设为规定的含量。进而，本发明人等进行了深入研究，还发现若Cr+1.5Mo+Si+1.5Nb－2.5Ni大于25.0％，则在钎焊中σ相析出，耐腐蚀性降低。作为其理由，认为Ni抑制σ相的析出，但另一方面Cr、Mo、Si和Nb促进σ相的析出，因此这些元素的平衡对σ相的析出的影响大。因此，本发明中，将Cr、Mo、Si、Nb和Ni含量分别设为上述范围的同时将Cr+1.5Mo+Si+1.5Nb－2.5Ni设为25.0％以下。
以上，对本发明的铁素体系不锈钢的基本成分(必须成分)进行了说明。本发明的成分组成中，上述以外的成分(剩余部分)为Fe和不可避免的杂质。
本发明的铁素体系不锈钢可以分别在下述范围进一步含有选自Cu、Co、W中的1种或2种以上。
Cu：0.01～1.00％
Cu是提高耐腐蚀性的元素。该效果在Cu含量为0.01％以上时得到。但是，若Cu含量超过1.00％，则热加工性降低。因此，在含有Cu时，Cu含量为0.01～1.00％的范围。在含有Cu时，Cu含量更优选为0.10％以上。另外，在含有Cu时，Cu含量更优选为0.80％以下，进一步优选0.60％以下。
Co：0.01～1.00％
Co是提高耐腐蚀性的元素。该效果在Co含量为0.01％以上时得到。但是，若Co含量超过1.00％，则加工性降低。因此，在含有Co时，Co含量为0.01～1.00％的范围。在含有Co时，Co含量更优选为0.05％以上。另外，在含有Co时，Co含量更优选为0.70％以下。
W：0.01～2.00％
W是提高耐腐蚀性的元素。该效果在W含量为0.01％以上时得到。但是，若W含量超过2.00％，则在钎焊中σ相析出。因此，在含有W时，W含量为0.01～2.00％的范围。在含有W时，W含量更优选为0.05％以上。另外，在含有W时，W含量更优选为1.00％以下。
本发明的铁素体系不锈钢可以分别在下述范围进一步含有选自Ti、V、Zr、Mg、Ca、B、REM、Sn、Sb中的1种或2种以上。
Ti：0.01～0.10％
Ti具有与钢中包含的C和N键合而防止敏化的效果。该效果在含有0.01％以上的Ti时得到。另一方面，Ti是对氧活性的元素，含有超过0.10％的Ti则在钎焊处理时在钢的表面生成Ti氧化被膜，使钎焊性降低。因此，在含有Ti时，Ti含量为0.01～0.10％的范围。在含有Ti时，Ti含量更优选为0.05％以下。
V：0.01～0.20％
与Ti同样地，V与钢中包含的C和N键合而防止敏化。这些效果在V含量为0.01％以上时得到。另一方面，若V含量超过0.20％，则加工性降低。因此，在含有V时，V含量为0.01～0.20％的范围。在含有V时，V含量更优选为0.15％以下，进一步优选为0.10％以下。
Zr：0.01～0.10％
与Ti、Nb一样，Zr是与钢中包含的C和N键合而抑制敏化的元素。该效果在Zr含量为0.01％以上时得到。另一方面，若Zr含量超过0.10％，则加工性降低。因此，在含有Zr时，Zr含量为0.01～0.10％的范围。在含有Zr时，Zr含量更优选为0.03％以上。另外，在含有Zr时，Zr含量更优选为0.05％以下。
Mg：0.0005～0.0050％
Mg作为脱氧剂发挥作用。该效果在Mg含量为0.0005％以上时得到。但是，若Mg含量超过0.0050％，则钢的韧性降低，制造性降低。因此，在含有Mg时，Mg含量为0.0005～0.0050％的范围。在含有Mg时，Mg含量更优选为0.0020％以下。
Ca：0.0005～0.0050％
Ca改善焊接部的焊透性而使焊接性。该效果在Ca含量为0.0005％以上时得到。但是，若Ca含量超过0.0050％，则与S键合而生成CaS，耐腐蚀性降低。因此，在含有Ca时，Ca含量为0.0005～0.0050％的范围。在含有Ca时，Ca含量更优选为0.0010％以上。另外，在含有Ca时，Ca含量更优选为0.0040％以下。
B：0.0005～0.0050％
B是改善二次加工脆性的元素。该效果在B含量为0.0005％以上时得到。但是，若B含量超过0.0050％，则由于固溶强化而延展性降低。因此，在含有B时，B含量为0.0005～0.0050％的范围。
REM(稀土金属)：0.001～0.100％
REM(稀土金属：La、Ce、Nd等原子序号57～71的元素)是对脱氧有效的元素。该效果在REM含量为0.001％以上时得到。但是，若REM含量超过0.100％，则热加工性降低。因此，在含有REM时，REM含量为0.001～0.100％的范围。在含有REM时，REM含量更优选为0.010％以上。另外，在含有REM时，REM含量更优选为0.050％以下。应予说明，REM是Sc、Y和从原子序号57的镧(La)到原子序号71的镥(Lu)这15种元素的总称，这里所说的REM含量是这些元素的合计含量。
Sn：0.001～0.100％
Sn是对抑制加工时的表面粗糙度有效的元素。该效果在Sn含量为0.001％以上时得到。但是，若Sn含量超过0.100％，则热加工性降低。因此，在含有Sn时，Sn含量为0.001～0.100％的范围。在含有Sn时，更优选Sn含量为0.050％以下。
Sb：0.001～0.100％
与Sn同样，Sb是对抑制加工时的表面粗糙度有效的元素。该效果在Sb含量为0.001％以上时得到。但是，若Sb含量超过0.100％，则加工性降低。因此，在含有Sb时，Sb含量为0.001～0.100％的范围。在含有Sb时，更优选Sb含量为0.050％以下。
接下来，对本发明的铁素体系不锈钢的优选制造方法进行说明。
本发明的铁素体系不锈钢的制造方法没有特别限定，例如用转炉或电炉等熔融炉熔炼钢，或者进一步经由钢包精炼或真空精炼等二次精炼而制成具有上述本发明的成分组成的钢。然后，通过连续铸造法或铸锭－开坯轧制法制成钢片(钢坯)，将上述钢坯热轧而制成热轧板，也可以根据需要对该热轧板实施热轧板退火而制成热轧退火板。然后，对该热轧板或热轧退火板实施冷轧而制成所期望板厚的冷轧板，也可以根据需要进一步对该冷轧板实施冷轧板退火而制成冷轧退火板。
应予说明，热轧、冷轧、热轧板退火、冷轧板退火等的条件没有特别限定，按照常规方法即可。
熔炼钢的炼钢工序优选将在转炉或电炉等中进行熔融的钢通过VOD(VacuumOxygen Decarburization(真空脱氧))法等进行二次精炼，制成含有上述必须成分和根据需要添加的成分的钢。熔炼的钢水可以通过公知的方法制成钢板坯(钢坯)，但从生产率和品质方面出发，优选利用连续铸造法。然后，将钢板坯优选加热至1050～1250℃，通过热轧来制成所期望的板厚的热轧板。当然，也可以热加工成板材以外热加工。优选然后将上述热轧板根据需要以900～1150℃的温度实施连续退火后，通过酸洗等进行脱氧化皮，制成热轧制品。应予说明，也可以根据需要在酸洗前通过喷丸、磨刷等除去氧化皮。
进而，也可以将上述热轧制品(热轧退火板等)经由冷轧等工序制成冷轧制品。这种情况下的冷轧可以是1次，但从生产率、品质要求的观点出发，也可以设为隔着中间退火的2次以上的冷轧。1次或2次以上的冷轧的总压下率优选为60％以上，更优选为70％以上。然后优选将经冷轧的钢板优选以900～1150℃、进一步优选以950～1150℃的温度进行连续退火(精加工退火)，进行酸洗，制成冷轧制品。应予说明，也可以通过光亮退火进行连续退火而省略酸洗。进而，可以根据用途在精加工退火后实施表皮光轧等，进行钢板的形状、表面粗糙度、材质的调整。
以上说明的本发明的铁素体系不锈钢很好地用于通过钎焊组装一处以上的接合部的废热回收器、废气再循环装置。特别很好地用于上述废热回收器、废气再循环装置的热交换器部件。
实施例
将具有表1所示的成分组成的钢用真空熔融炉熔炼，在1150℃下加热1小时后，通过热轧来制造板厚4.0mm的热轧板。在1080℃下保持1分钟进行热轧板退火后，将表面通过磨削加工来除去氧化皮，冷轧至板厚1.0mm。在氨分解气体气氛中在1040℃下保持1分钟进行精加工退火而得到冷轧退火板，将其表面用金刚砂研磨纸研磨至600目，进行利用丙酮的脱脂而供于试验。
对于该冷轧退火板，如下所述地利用含Ni钎料进行钎焊，实施(1)钎焊性的评价，以及对钎焊处理后的冷轧退火板实施(2)σ相的析出量的测定和(3)耐腐蚀性的评价，将其结果示于表2。
(1)钎焊性的评价
从制作的冷轧退火板切出宽度50mm、长度50mm的试验片，进行如下钎焊处理：在水平的试验片的表面涂布直径10mm、厚度1mm的含Ni钎料(JIS标准：BNi－5)，然后将涂布有含Ni钎料的试验片在使涂布有钎料的面朝上并水平放置的状态下在1170℃、1Torr的氮载气气氛中加热10，然后冷却至常温。然后，测定试验片表面的钎料的当量圆直径(加热后的钎料的当量圆直径)。然后，求出加热后的钎料的当量圆直径与加热前的钎料的直径(10mm，当量圆直径也相同)之比(钎料的铺展率)，根据以下基准进行评价。
加热后相对于加热前的钎料的铺展率＝(加热后的钎料的当量圆直径/加热前的钎料的直径(10mm))×100(％)
◎(合格，特别良好)：160％以上
○(合格)：150％以上且小于160％
×(不合格)：小于150％
(2)σ相析出量的测定
使用钎焊处理后的各冷轧退火板的试验片，从没有附着钎料的部分采取L截面观察用的试样，进行电解研磨·王水蚀刻后，在利用光学显微镜以500倍观察的视野内，根据ASTM E 562通过点计数法测定σ相的析出量(面积％)。应予说明，观察位置为试样的板厚中央部。
○：1.0％以下
×：大于1.0％
(3)耐腐蚀性的评价
使用钎焊处理后的各冷轧退火板的试验片，从没有附着钎料的部分采取20mm见方的试验片，对该试验片留下11mm见方的测定面，用有机硅树脂制的密封材料被覆。接着，将该试验片浸渍于30℃的3.5％NaCl水溶液中，除了上述NaCl水溶液的浓度以外，根据JIS G0577实施孔蚀电位测定。在自然电位下保持10分钟后，通过电位扫描速度20mV/min的动电位法，将电流密度达到100μA/cm2时的电位设为孔蚀电位Vc'100，将其值示于表2。应予说明，考虑到废热回收器、EGR冷却器的热交换器部分的使用条件，如果孔蚀电位Vc'100为相当于在废热回收器、EGR冷却器的热交换器部分有良好记录的SUS304L相当的300mV(vsSCE)以上，则可以判定为耐腐蚀性优异。
○(合格)：300mV(vs SCE)以上
×(不合格)：小于300mV(vs SCE)未满
[表1]
·上述成分组成以外的部分为Fe和不可避免的杂质
·下划线为本发明的范围外
[表2:
由表2可知，发明例No.1～27中均得到良好的钎焊性和优异的耐腐蚀性。特别是Cr含量小于26.0％、Al含量为0.015％以下且Ni－2(Si+Mn)≥0.50％的No.6、9、10、12、13、16、18、19和21示出特别良好的钎焊性。
与此相对，在成分组成在适当范围外的比较例No.28～38中不能同时满足良好的钎焊性和优异的耐腐蚀性。
更具体而言，比较例No.28(钢记号B1)中，由于Cr含量超过本发明的上限值，因此在钎焊后的微观组织中σ相析出超过1.0％，无法得到优异的耐腐蚀性。
比较例No.29(钢记号B2)中，由于Mo含量超过本发明的上限值，因此在钎焊后的微观组织中σ相析出超过1.0％，无法得到优异的耐腐蚀性。
比较例No.30(钢记号B3)中，由于Al含量超过本发明的上限值，因此无法得到良好的钎焊性。
比较例No.31(钢记号B4)中，由于Si含量超过本发明的上限值，因此无法得到良好的钎焊性。另外，在钎焊后的微观组织中σ相析出超过1.0％，无法得到优异的耐腐蚀性。
比较例No.32(钢记号B5)中，由于Mn含量超过本发明的上限值，因此无法得到良好的钎焊性。另外，无法得到优异的耐腐蚀性。
比较例No.33(钢记号B6)中，由于Nb含量超过本发明的上限值，因此在钎焊后的微观组织中σ相析出超过1.0％，无法得到优异的耐腐蚀性。
比较例No.34(钢记号B7)中，由于Cr含量小于本发明的下限值，因此无法得到优异的耐腐蚀性。
比较例No.35(钢记号B8)中，由于Mo含量小于本发明的下限值，因此无法得到优异的耐腐蚀性。
比较例No.36(钢记号B9)中，由于Ni含量小于本发明的下限值，因此无法得到良好的钎焊性。进而，在钎焊后的微观组织中σ相析出超过1.0％，无法得到优异的耐腐蚀性。
比较例No.37(钢记号B10)中，所有成分均在规定范围，但不满足式(2)，σ相析出超过1.0％，无法得到优异的耐腐蚀性。
比较例No.38(钢记号B11)中，所有成分均在规定范围，但不满足式(1)，无法得到良好的钎焊性。
工业上的可利用性
根据本发明，能够得到适合用于通过钎焊组装的废热回收器、EGR冷却器的热交换器部件等废气再循环装置的铁素体系不锈钢，因此在工业上极其有用。
Claims (5)
1.一种铁素体系不锈钢，具有如下组成：
以质量％计含有：
C：0.003～0.030％、
Si：0.01～1.00％、
Mn：0.05～0.30％、
P：0.050％以下、
S：0.020％以下、
Cr：24.0～30.0％、
Ni：1.50～3.00％、
Mo：1.00～3.00％、
Al：0.001～0.020％、
Nb：0.20～0.80％、
N：0.030％以下，
并且，满足以下的式(1)、(2)，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成；
Ni－2(Si+Mn)≥0.00％···(1)
Cr+1.5Mo+Si+1.5Nb－2.5Ni≤25.0％···(2)
式(1)、(2)中的Ni、Si、Mn、Cr、Mo、Nb表示各元素的以质量％计含量。
2.根据权利要求1所述的铁素体系不锈钢，其中，以质量％计进一步含有选自：
Cu：0.01～1.00％、
Co：0.01～1.00％、
W：0.01～2.00％
中的1种或2种以上。
3.根据权利要求1或2所述的铁素体系不锈钢，其中，以质量％计进一步含有选自：
Ti：0.01～0.10％、
V：0.01～0.20％、
Zr：0.01～0.10％、
Mg：0.0005～0.0050％、
Ca：0.0005～0.0050％、
B：0.0005～0.0050％、
REM即稀土金属：0.001～0.100％、
Sn：0.001～0.100％、
Sb：0.001～0.100％
中的1种或2种以上。
4.根据权利要求1或2所述的铁素体系不锈钢，用于通过钎焊组装一处以上的接合部的废热回收器或废气再循环装置。
5.根据权利要求3所述的铁素体系不锈钢，用于通过钎焊组装一处以上的接合部的废热回收器或废气再循环装置。
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