ES2240764T3 - Acero inoxidable ferritico para elemento de paso de flujo de gas de escape. - Google Patents

Abstract

Acero inoxidable ferrítico para su uso como elemento de conducto para la emisión de gas de escape de un automóvil que consiste en C hasta el 0, 03% en masa, Si hasta el 1, 0% en masa, Mn hasta el 1, 5% en masa, Ni hasta el 0, 6% en masa, el 10 - 20% en masa de Cr, Nb hasta el 0, 50% en masa, el 0, 8 - 2, 0% en masa de Cu, Al hasta el 0, 03% en masa, el 0, 03 ¿ 0, 20% en masa de V, N hasta el 0, 03% en masa, opcionalmente el 0, 05 ¿ 0, 30% de Ti y/o el 0, 0005 ¿ 0, 02% de B, siendo el resto Fe, a excepción de las impurezas inevitables, con la condición de que Nb 8(C+N).

Description

Acero inoxidable ferrítico para elemento de paso de flujo de gas de escape.

Campo industrial

La presente invención se refiere a un acero inoxidable ferrítico, que es excelente en la resistencia al calor, la tenacidad a baja temperatura y la soldabilidad, útil como elementos de conducto, por ejemplo, colectores de escape, tuberías frontales, tuberías centrales y cubiertas externas de convertidores catalíticos en los motores de combustión interna de automóviles y similares, para la emisión del gas de escape.

Antecedentes de la invención

Los elementos de conducto de los automóviles para la emisión del gas de escape están expuestos directamente a una atmósfera de alta temperatura que contiene el gas de escape durante la conducción de los automóviles y están sometidos a un esfuerzo térmico producido por la repetición de la conducción y la detención, así como por la vibración durante la conducción. También se aplica esfuerzo mecánico a los elementos de conducto a una temperatura baja, cuando los automóviles se arrancan en invierno en regiones frías. Por tanto, un material para su uso como elementos de conducto tendrá durabilidad en entornos rigurosos.

Puesto que los elementos de conducto se fabrican soldando o conformando chapas o tuberías de acero para producir perfiles, los aceros tienen necesariamente excelente resistencia al calor, soldabilidad y conformabilidad para el propósito. La tenacidad, especialmente la tenacidad a baja temperatura, también es una propiedad importante, con el fin de conformar de manera secundaria una chapa o tubería de acero inoxidable sin grietas y que dé elementos de conducto resistentes al esfuerzo mecánico a una temperatura baja.

A menudo, se utiliza un acero inoxidable ferrítico como material para tales elementos de conducto, debido a su pequeño coeficiente de expansión térmica, resistencia a la fatiga térmica y resistencia al desconchado en cascarilla, en comparación con un acero inoxidable austenítico. También es una ventaja el bajo precio del acero inoxidable ferrítico.

Hasta ahora se han propuesto diversas mejoras, con el fin de mejorar la resistencia a alta temperatura de un acero inoxidable ferrítico, que es intrínsicamente inferior a la de un acero inoxidable austenítico. Por ejemplo, el documento JP3-274245A describe un acero aleado con Nb y un acero aleado con Nb y Si como nuevos aceros inoxidables SUS430J1, y el documento JP5-125491A describe un acero aleado con Nb y Mo. Especialmente, el acero aleado con Nb y Mo es útil como piezas o elementos expuestos a una atmósfera rigurosa de alta temperatura debido a su excelente resistencia a alta temperatura y a la resistencia a la fatiga térmica. Sin embargo, la escasa conformabilidad y tenacidad inferior a baja temperatura son desventajas del acero aleado con Nb y Mo. Aunque se han publicado algunos informes sobre la mejora de la conformabilidad y la tenacidad a baja temperatura, la mejora todavía es insuficiente para el propósito. El consumo del caro Mo en una proporción elevada también es una desventaja en el acero aleado con Nb y Mo.

Por cierto, la resistencia a alta temperatura (por ejemplo, resistencia a la rotura por de fatiga térmica) y la resistencia a la oxidación a alta temperatura (evaluada como una temperatura crítica de oxidación anómala) no están necesariamente equilibradas a un nivel alto para algunas piezas o elementos. En el caso de una pieza o elemento que tiene un perfil complicado pero que no se pone en contacto con gas de escape a alta temperatura, la resistencia a alta temperatura es más importante que la resistencia a la oxidación a alta temperatura, y la conformabilidad y la tenacidad a baja temperatura también son factores importantes, de manera que se forme una chapa o tubería de acero inoxidable para el perfil complicado. Sin embargo, el acero aleado con Nb y Mo se utiliza necesariamente para tal pieza o elemento haciendo hincapié en la resistencia al calor, independientemente de la escasa conformabilidad, la inferior tenacidad a baja temperatura y lo caro que sea.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a proporcionar acero inoxidable ferrítico útil como elementos de conducto para la emisión de gas de escape. Un objeto de la presente invención es ofrecer un acero inoxidable ferrítico, que no contenga el caro Mo, con resistencia al calor similar a la del acero aleado con Nb y Mo, además de una excelente conformabilidad, tenacidad a baja temperatura y soldabilidad.

La presente invención propone un acero inoxidable ferrítico, que consiste en C hasta el 0,03% en masa, Si hasta el 1,0% en masa, Mn hasta el 1,5% en masa, Ni hasta el 0,6% en masa, el 10-20% en masa de Cr, Nb hasta el 0,50% en masa, el 0,8-2,0% en masa de Cu, Al hasta el 0,03% en masa, el 0,03-0,20% en masa de V, N hasta el 0,03% en masa, y siendo el resto Fe, a excepción de las impurezas inevitables, con la condición de que Nb \geq 8(C+N).

El acero inoxidable ferrítico no contiene Mo como elemento de aleación, pero opcionalmente contiene el 0,05-0,30% en masa de Ti para la mejora adicional de la conformabilidad y/o el 0,0005-0,02% en masa de B para la mejora adicional de la conformabilidad secundaria.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un gráfico que muestra un efecto del Cu sobre el límite de elasticidad al 0,2% de un acero inoxidable ferrítico a una temperatura elevada.

Mejores modos de la invención

Se han utilizado aceros inoxidables tales como SUH409, SUS430J1l y SUS429 como materiales con buena resistencia al calor en una atmósfera, a la que se exponen los elementos de conducto. Algunas piezas o elementos, que se calientan hasta 800-900ºC como máximo, necesitan una resistencia a alta temperatura bastante más elevada que los aceros convencionales. Tal pieza o elemento normalmente tiene un perfil complicado, de manera que se fabricará de un acero inoxidable de buena conformabilidad y tenacidad a baja temperatura, que nunca se ha previsto a partir del acero aleado con Mo. Además, es probable que la pieza o elemento se averíe debido a la fatiga térmica, puesto que se aplica esfuerzo térmico repetidamente al perfil complicado.

Los inventores han investigado y examinado los efectos de diversos elementos de aleación sobre las propiedades de tal pieza o elemento y han descubierto que un acero inoxidable ferrítico se mejora en la resistencia a alta temperatura por debajo de los 900ºC, en la conformabilidad y en la tenacidad a baja temperatura mediante la adición de V y Cu al mismo nivel del acero aleado con Nb y Mo.

Varios aceros inoxidables ferríticos aleados con Nb, que contenían V en una pequeña proporción y Cu a diversas proporciones, se examinaron mediante un ensayo de tracción a alta temperatura, a 700ºC y 800ºC para la medición del límite de elasticidad al 0,2%. Los resultados del ensayo demuestran que la resistencia a alta temperatura por debajo de los 900ºC se eleva notablemente hasta un nivel similar al del acero aleado con Nb y Mo mediante la adición de V en una proporción pequeña y Cu en una proporción controlada.

La figura 1 muestra los resultados del ensayo de aceros inoxidables ferríticos con una composición básica de 17Cr-0,4Nb-0,1V, a los que se añade Cu en diversas proporciones. La figura 1 también muestra la resistencia del acero SUS444 con una composición básica de 18Cr-2Mo-0,4Nb como ejemplo comparativo del acero aleado con Nb y Mo.

Los valores del límite de elasticidad al 0,2% a 700ºC y 800ºC se elevan notablemente en respuesta al aumento del contenido en Cu, tal como se observa en la figura 1. El valor del límite de elasticidad al 0,2% con un 0,8% en masa o más de Cu es similar o superior al del acero SUS444, que contiene aproximadamente un 2% en masa de Mo. Los inventores ya han confirmado a partir de los resultados de otro ensayo que el valor del límite de elasticidad al 0,2% a 900ºC no se eleva hasta el nivel del SUS444 pero es más elevado que el del acero inoxidable ferrítico que contiene Nb al incrementar el contenido en V y Cu. En resumen, la adición de V y Cu es eficaz para la mejora de la resistencia a alta temperatura en una zona caliente por debajo de los 900ºC, sin problemas significativos a una temperatura superior a los 900ºC.

La mejora de la resistencia a alta temperatura mediante la adición de V y Cu a un acero aleado con Nb se explica probablemente tal como sigue: Cuando una estructura metalúrgica del acero inoxidable de la invención se observa tras el calentamiento durante un periodo corto o largo, se detecta la distribución de las partículas finas de los compuestos de Nb y Cu. El resultado de la observación significa que las partículas de los compuestos de V precipitan preferentemente al comienzo del calentamiento, de manera que se mantenga el Nb y el Cu en un estado disuelto y que los compuestos de Nb y Cu precipiten finalmente como partículas finas eficaces para el endurecimiento por precipitación. Los precipitados, que se distribuyen uniformemente como partículas finas en una matriz de acero al comienzo del calentamiento, no se agregan entre sí durante el calentamiento a largo plazo, de manera que el endurecimiento por precipitación se mantiene eficaz durante un largo periodo de tiempo.

También se mantiene una proporción de Nb disuelto para mejorar la resistencia a alta temperatura en un valor superior mediante la presencia de V, que convierte el C y el N libres en carbonitruros, que los aceros sin V que contienen Nb en la misma proporción. El aumento de Nb disuelto garantiza que la resistencia a alta temperatura necesaria para el propósito se logra mediante el ahorro del consumo de Nb, en comparación con los aceros sin V, lo que da como resultado la mejora de la conformabilidad y de la tenacidad a baja temperatura.

Los carbonitruros de Nb y V aumentan en una matriz recocida del acero inoxidable ferrítico de la invención. El aumento de los carbonitruros inhibe el crecimiento cristalino para dar granos gruesos en una zona afectada por el calor de soldadura, lo que da como resultado una mejora de la tenacidad. La formación de carburo de cromo, que es perjudicial para la resistencia a la corrosión intergranular, también se inhibió mediante el aumento de los carbonitruros.

Los efectos individuales de los elementos de aleación en el acero inoxidable ferrítico de la invención serán evidentes a partir de la explicación siguiente.

C hasta el 0,03% en masa, N hasta el 0,03% en masa

El C y el N se consideran generalmente elementos eficaces para la resistencia a alta temperatura, por ejemplo, la resistencia a la fluencia, pero C y N en exceso degradan desfavorablemente la resistencia a la oxidación, la conformabilidad, la tenacidad a baja temperatura y la soldabilidad. En el sistema de aleación de la invención, que contiene V y Nb para la fijación de C y N como carbonitruros, se añaden necesariamente V y Nb en proporciones correspondientes a las concentraciones de C y N. Por tanto, cada uno de los contenidos en C y N se controla hasta el 0,03% en masa o menos (preferiblemente en el 0,015% en masa o menos), con el fin de evitar el aumento de V y Nb, lo que produce un aumento del gasto de material.

Si hasta el 1,0% en masa

El Si es un elemento eficaz para la resistencia a la oxidación a alta temperatura, pero no es tan eficaz en la resistencia a alta temperatura por debajo de los 900ºC. El Si en exceso endurece un acero inoxidable ferrítico, lo que da como resultado la degradación de la conformabilidad y la tenacidad a baja temperatura. En este sentido, se determina el contenido en Si en el 1,0% en masa o menos (preferiblemente en el 0,1-0,55% en masa).

Mn hasta el 1,5% en masa

El Mn es un elemento de aleación, que mejora la resistencia a la oxidación a alta temperatura, especialmente la propiedad de resistencia al desconchado en cascarilla, de un acero inoxidable ferrítico, pero el Mn en exceso degrada la conformabilidad y la soldabilidad. La adición en exceso de Mn a un acero que contiene Cr en una proporción relativamente pequeña produce la formación de una fase martensítica perjudicial para la resistencia a la fatiga térmica y la conformabilidad, puesto que el Mn es un elemento estabilizante de austenita. Por tanto, se determina el contenido en Mn en el 1,5% en masa o menos (preferiblemente en el 0,5% en masa o menos).

Ni hasta el 0,6% en masa

El Ni es un elemento estabilizante de austenita. La adición en exceso de Ni a un acero que contiene Cr en una proporción relativamente pequeña potencia la formación de una fase martensítica perjudicial para la resistencia a la fatiga térmica y la conformabilidad, al igual que el Mn. El Ni en exceso también eleva el coste del acero. Por tanto, se determina el contenido en Ni en el 0,6% en masa o menos (preferiblemente en el 0,5% en masa o menos).

El 10-20% en masa de Cr

El Cr es un elemento esencial para la estabilización de una fase ferrítica y la mejora de la resistencia a la oxidación como una propiedad importante para el uso a alta temperatura. La resistencia a la oxidación mejora a medida que aumenta el contenido en Cr, pero el Cr en exceso produce la fragilidad de un acero inoxidable, lo que da como resultado un aumento de la dureza y la degradación de la conformabilidad. En este sentido, se determina el contenido en Cr dentro de un intervalo del 10-20% en masa. El Cr se controla preferiblemente hasta un valor apropiado en respuesta a una temperatura en uso. Por ejemplo, el 16-19% en masa de Cr es favorable para la resistencia a la oxidación a una temperatura no superior a los 950ºC, y el 12-16% en masa de Cr es favorable para la resistencia a la oxidación a una temperatura no superior a los 900ºC.

Desde 8(C+N) hasta el 0,50% en masa de Nb

El Nb fija C y N como carbonitruros, y también mejora la resistencia a alta temperatura en un estado disuelto en una matriz de acero. Sin embargo, el Nb en exceso es desfavorable para la conformabilidad, la tenacidad a baja temperatura y para la resistencia al agrietamiento en caliente por soldadura. Es necesario Nb no inferior a 8(C+N) para la fijación de C y N, pero se determina un límite superior de Nb en el 0,5% en masa con el fin de mantener la conformabilidad, la tenacidad a baja temperatura y la resistencia al agrietamiento en caliente de tipo tracción apropiadas. Se controla preferiblemente el contenido de Nb dentro de un intervalo de desde 8(C+N)+ 0,10 hasta el 0,45% en masa.

El 0,8-2,0% en masa de Cu

El Cu es el elemento más importante en el sistema de aleación de la invención. Dentro de un intervalo de temperatura que los inventores han investigado y examinado, la mayor parte del Cu se disuelve en una matriz de acero recocida y precipita durante el tratamiento térmico. El precipitado de Cu muestra el mismo efecto de refuerzo que el Mo al comienzo del calentamiento, pero el efecto de refuerzo se debilita gradualmente a medida que transcurre el periodo de tiempo de calentamiento. Al menos es necesario el 0,8% en masa de Cu con el fin de obtener la resistencia a alta temperatura adecuada para el propósito, tal como se observa en la figura 1. Sin embargo, la conformabilidad, la tenacidad a baja temperatura y la soldabilidad se degradan a medida que aumenta el contenido en Cu. El efecto desfavorable del Cu sobre la conformabilidad, la tenacidad a baja temperatura y la soldabilidad se inhibe controlando el límite superior del contenido en Cu en el 2,0% en masa. El contenido en Cu se determina preferiblemente dentro de un intervalo del 1,0-1,7% en masa.

Al hasta el 0,03% en masa

El Al se añade como un elemento desoxidante en un proceso de fabricación de acero. Sin embargo, el Al en exceso degrada el aspecto externo de una chapa de acero inoxidable y también produce efectos perjudiciales en la conformabilidad, la tenacidad a baja temperatura y la soldabilidad. En este sentido, se controla preferiblemente el contenido en Al en el menor nivel posible, de manera que su límite superior se determine en el 0,03% en masa.

El 0,03-0,20% en masa de V

El V aditivo mejora la resistencia a alta temperatura de un acero inoxidable ferrítico en la presencia conjunta de Nb y Cu. La adición de V, junto con Nb, también es eficaz para la conformabilidad, la tenacidad a baja temperatura, la resistencia a la corrosión intergranular y la tenacidad en una zona afectada por el calor de soldadura. Estos efectos se observan al 0,03% en masa o más de V, pero el V en exceso por encima del 0,20% en masa es bastante desfavorable para la conformabilidad y la tenacidad a baja temperatura. En este sentido, se determina el contenido en V en un intervalo del 0,03-0,20% en masa (preferiblemente del 0,04-0,15% en masa).

El 0,05-0,30% en masa de Ti

El Ti es un elemento opcional, que eleva el valor de Lankford (r) y mejora la conformabilidad de un acero inoxidable ferrítico, y su efecto se observa al 0,05% en masa o más de Ti. Sin embargo, el Ti en exceso potencia la formación de TiN perjudicial para el aspecto externo de un acero inoxidable y también degrada la conformabilidad y la tenacidad a baja temperatura. A este respecto, el Ti debe mantenerse en la menor proporción posible, aun cuando el Ti se añade para mejorar la conformabilidad. Por tanto, se determina un límite superior del contenido en Ti en el 0,30% en masa (preferiblemente el 0,20% en masa).

El 0,0005-0,02% en masa de B

El B es otro elemento opcional para mejorar la conformabilidad secundaria de un acero inoxidable e inhibir el agrietamiento durante la conformación de múltiples etapas. El efecto sobre la conformabilidad se observa al 0,0005% en masa o más de B, pero el B en exceso produce la degradación de la productividad y la soldabilidad. En este sentido, se determina el contenido en B dentro de un intervalo del 0,0005-0,02% en masa (preferiblemente del 0,001-0,01% en masa).

El 0-0,10% en masa de Mo

El sistema de aleación de la invención se diseña partiendo de la suposición de que no se añade el caro Mo como elemento de aleación, pero es probable que se incluya el Mo como impureza durante la fabricación del acero. Dado que la inclusión de Mo en una proporción relativamente alta es perjudicial para la conformabilidad, la tenacidad a baja temperatura y la soldabilidad, debe controlarse en una proporción inferior al 0,10% en masa.

No hay restricciones sobre los elementos aparte de las anteriores, pero las impurezas habituales tales como P, S y O se controlan preferiblemente a niveles lo más bajos posible. Considerando la trabajabilidad en caliente, la resistencia a la oxidación y así sucesivamente, los límites superiores de P, S y O se determinan preferiblemente en el 0,04% en masa, el 0,03% en masa y el 0,02% en masa, respectivamente. Al menos uno de W, Zr, Y y REM (metales de tierras raras) pueden añadirse para la resistencia al calor, o al menos uno de Ca, Mg y Co pueden añadirse para la trabajabilidad en caliente.

No hay restricciones especiales sobre las condiciones de fabricación, siempre que el Cu se disuelva en una matriz de acero de antemano, con el fin de obtener una excelente resistencia al calor como un estado recocido tras el laminado en caliente. En el caso en el que el acero inoxidable ferrítico no pueda laminarse en caliente hasta un espesor predeterminado, se fabrica una chapa de acero a la que se confiere la misma resistencia al calor que una chapa de acero laminada en caliente recocida mediante la repetición de laminado en frío y recocido. La resistencia a alta temperatura se mejora adicionalmente mediante la dispersión de Cu como partículas finas en cualquier fase del proceso de fabricación. Las excelentes propiedades se mantienen como tales, incluso después de que se conforme o se suelde la chapa de acero laminada en frío o laminada en caliente recocida para dar un perfil determinado (lo que supone la producción de una tubería de acero).

Las otras características de la presente invención serán evidentes a partir de los ejemplos siguientes.

Cada acero inoxidable ferrítico con la composición química mostrada en la tabla 1 ó 2 se fundió en un horno de vacío y se moldeó por colada para dar un lingote de 30 kg. El lingote se forjó, se laminó en caliente, se recoció, se laminó en frío hasta dar un espesor de 2,0 mm o 1,2 mm, y se recoció como acabado. La tabla 1 muestra las composiciones según la presente invención, mientras que la tabla 2 muestra las composiciones comparativas.

En la tabla 2, un acero número 11 corresponde a SUS430J1l, un acero número 15 corresponde a SUH409L, un acero número 16 corresponde a un acero 14Cr-Si-Nb y un acero número 17 corresponde a SUS444. Cualquiera de estos aceros se ha utilizado hasta ahora como material para un colector de escape.

1

2

Cada chapa de acero laminada en frío recocida de 2,0 mm de espesor se examinó mediante un ensayo de tracción a alta temperatura, un ensayo de oxidación a alta temperatura, un ensayo de tracción a temperatura ambiente y un ensayo de Charpy de flexión por choque. Cada chapa de acero laminada en frío recocida de 1,2 mm de espesor se examinó mediante un ensayo de agrietamiento en caliente de tipo tracción.

En el ensayo de tracción a alta temperatura, una pieza de ensayo se estiró a 800ºC en condiciones reguladas en la norma JIS G0567, de manera que se mida su límite de elasticidad al 0,2%.

En el ensayo de oxidación a alta temperatura, se calentó una pieza de ensayo a cada una de las temperaturas de 850ºC, 900ºC, 950ºC, 1000ºC y 1100ºC durante 200 horas en condiciones reguladas en la norma JIS Z2281. La pieza de ensayo calentada se observó a simple vista para detectar la aparición de oxidación anómala (es decir, crecimiento de óxido con salientes gruesos a través de la chapa de acero). Se determinó una temperatura crítica, a la que se calentó la pieza de ensayo sin oxidación anómala, a partir de los resultados de la observación.

En el ensayo de tracción a temperatura ambiente, a cada chapa de acero laminada en frío recocida de 2,0 mm de espesor se le dio forma hasta obtener una pieza de ensayo número 13B y se estiró en las condiciones reguladas en la norma JIS Z2241 para medir su alargamiento tras la fractura.

En el ensayo de Charpy de flexión por choque, se aplicó un impacto a una pieza de ensayo a la que se dio un tamaño pequeño de 2,0 mm de espesor, a cada una de las temperatura de -75ºC, -50ºC, -25ºC, 0ºC y 25ºC en las condiciones de la norma JIS Z2242, para detectar una temperatura de transición dúctil-frágil.

En el ensayo de agrietamiento en caliente de tipo tracción, una pieza de ensayo de 40 mm de longitud y 20 mm de anchura se sujetó por ambos extremos y se realizó una soldadura por TIG (soldadura de arco en atmósfera inerte con electrodos de wolframio) con la condición de que se aplicara un esfuerzo de tracción a la pieza de prueba a lo largo de su dirección longitudinal, de manera que se detectara la tensión mínima a la que la pieza de ensayo comenzó a agrietarse. La resistencia al agrietamiento en caliente de tipo tracción se evaluó mediante la tensión crítica detectada de esta forma.

Los resultados de la prueba se muestran en la tabla 3.

A partir de la tabla 3, se observa que cualquiera de los aceros de la invención números 1-10 tiene un límite de elasticidad al 0,2% a 800ºC, bastante superior que el del acero aleado con Nb y Si número 16 y similar o superior que el del acero aleado con Nb y Mo número 17. Los valores de alargamiento mediante el ensayo de tracción a temperatura ambiente, la temperatura de transición dúctil-frágil mediante el ensayo de Charpy de flexión por choque y la tensión crítica mediante el ensayo de agrietamiento en caliente de tipo tracción también fueron similares o superiores a los del acero aleado con Nb y Mo número 17. Estos resultados demuestran que el rendimiento objetivo se logra sin necesidad de Mo como elemento de aleación. Cuando los resultados de los aceros números 4, 5 y 12 se comparan entre sí, se entiende que la temperatura crítica para la aparición de oxidación anómala se hace inferior a medida que disminuye el contenido en Cr. Debido al efecto del Cr sobre la oxidación anómala, el contenido en Cr se determinará en un valor apropiado en respuesta a una temperatura a la que se expondrá el elemento o pieza de acero.

Los aceros comparativos números 11, 15, 16 y 19, que carecen de V y Cu, tenían conformabilidad, tenacidad a baja temperatura y soldabilidad en los niveles requeridos para el propósito, pero escasa resistencia a alta temperatura a 800ºC. El acero comparativo número 12, que contenía Cu en exceso, fue de buena resistencia a alta temperatura, pero inferior en la conformabilidad y la soldabilidad que el acero aleado con Nb y Mo número 17, de manera que fue difícil de conformar o soldar para dar un perfil de producto.

El acero comparativo número 13, que contenía Cu dentro de un intervalo definido por la presente invención, pero Si en exceso, y el acero comparativo número 14, que contenía Nb en exceso, fueron de buena resistencia a alta temperatura pero inferiores en la conformabilidad, la tenacidad a baja temperatura y la soldabilidad que los aceros de la invención números 1-10.

El acero comparativo número 18, que contenía menos V y Al en exceso, tenía la misma resistencia al calor y conformabilidad que los aceros de la invención números 1-10, pero escasa tenacidad a baja temperatura, lo que condujo a la aparición de problemas durante la fabricación o en uso. El acero comparativo número 19 fue de escasa resistencia a alta temperatura debido a la escasez de V.

El acero comparativo número 17 que contenía Mo tenía las mismas propiedades que los aceros de la invención números 1-10, pero su tenacidad a baja temperatura fue relativamente inferior. El coste del acero número 17 es inevitablemente superior que el de los aceros de la invención números 1-10, debido al consumo de Mo en aproximadamente el 2% en masa.

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Aplicabilidad industrial

Según la presente invención, como anteriormente, se mejora un acero inoxidable ferrítico en cuanto a su conformabilidad, tenacidad a baja temperatura y soldabilidad sin degradación de la resistencia al calor, mediante el diseño de aleación especificado, especialmente mediante el control de los contenidos en V y Cu, sin necesidad del caro Mo. El acero inoxidable recién propuesto es útil como elementos o piezas para motores de automóviles o elementos de conducto, por ejemplo, colectores de escape, tuberías frontales, tuberías centrales, cubiertas externas de convertidores catalíticos para la emisión del gas de escape.

Claims (4)

1. Acero inoxidable ferrítico para su uso como elemento de conducto para la emisión de gas de escape de un automóvil que consiste en C hasta el 0,03% en masa, Si hasta el 1,0% en masa, Mn hasta el 1,5% en masa, Ni hasta el 0,6% en masa, el 10-20% en masa de Cr, Nb hasta el 0,50% en masa, el 0,8-2,0% en masa de Cu, Al hasta el 0,03% en masa, el 0,03-0,20% en masa de V, N hasta el 0,03% en masa, opcionalmente el 0,05-0,30% de Ti y/o el 0,0005-0,02% de B, siendo el resto Fe, a excepción de las impurezas inevitables, con la condición de que Nb \geq 8(C+N).

2. Acero inoxidable ferrítico según la reivindicación 1, en el que el Mo como impureza inevitable se controla a menos del 0,10% en masa %.

3. Acero inoxidable ferrítico según la reivindicación 1 ó 2, que contiene además el 0,05-0,30% en masa de Ti.

4. Acero inoxidable ferrítico según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que contiene además el 0,0005-0,02% en masa de B.