JP2001059141A - Austenitic stainless steel and automotive exhaust system paprts - Google Patents

Austenitic stainless steel and automotive exhaust system paprts

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JP2001059141A
JP2001059141A JP11231396A JP23139699A JP2001059141A JP 2001059141 A JP2001059141 A JP 2001059141A JP 11231396 A JP11231396 A JP 11231396A JP 23139699 A JP23139699 A JP 23139699A JP 2001059141 A JP2001059141 A JP 2001059141A
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JP
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temperature
steel
stainless steel
austenitic stainless
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JP11231396A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Taruya
芳男 樽谷
Shinji Tsuge
信二 柘植
Yoshitaka Nishiyama
佳孝 西山
Takayuki Hisayoshi
孝行 久芳
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 Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To impart excellent welding high temp. cracking resistance and high temp. salt damage corrosion resistance to steel by allowing it to contain respectively specified ratios of elements and specifying Nf value and a forming index. SOLUTION: Austenitic stainless steel contg., by weight, 0.004 to 0.07% C, 2.5 to 4.5% Si, 0.05 to 2% Mn, 14 to 21% Cr, 9 to 16% Ni, 0.005 to 0.1% N, 0 to <1.5% Cu, 0 to 0.25% Nb, 0 to 2% Mo and 0 to 0.003% B, and the balance Fe with inevitable impurities is prepd. At this time, the content of S in the impurities is controlled to <=0.01%, and P to <0.026%, also, as to P, Nf expressed by the inequality I satisfies -3<=Nf<=0.5, in the case the high temp. crack suppressing index Pf=0.02-0.005Nf, P <= Pf is satisfied, and the forming index If expressed by the inequality I satisfies If <=10, where the elemental symbols in the inequalities I and II denote the content (weight%) of each element.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、1000℃以下に
おける耐酸化性と耐溶接高温割れ性に優れるとともに、
耐高温塩害腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス
鋼およびその鋼からなるフレキシブルチューブ、排気マ
ニホールド、エンジンガスケットなどの自動車排気系部
品に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention is excellent in oxidation resistance at 1000 ° C. or less and hot cracking resistance at welding.
The present invention relates to an austenitic stainless steel having excellent resistance to high-temperature salt damage and corrosion, and a vehicle exhaust system component such as a flexible tube, an exhaust manifold, and an engine gasket made of the steel.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車の排気系部材として用いられる鋼
材は、厳しい腐食環境に曝される。また、排気系の部位
によって腐食環境が異なっているので、下記のようにそ
れぞれの部位で腐食形態が相違する。
2. Description of the Related Art Steel materials used as exhaust system members of automobiles are exposed to severe corrosive environments. Further, since the corrosive environment differs depending on the part of the exhaust system, the corrosive form differs in each part as described below.

【0003】すなわち、エキゾーストマニホールドやフ
ロント・センターパイプ等には、1000℃近傍までの
温度域における優れた耐酸化性とスケール密着性、高温
強度が要求される。一方、マフラーには排気ガス冷却に
伴って生じる凝結液に対する耐食性が要求される。
That is, an exhaust manifold, a front center pipe, and the like are required to have excellent oxidation resistance, scale adhesion, and high-temperature strength in a temperature range up to about 1000 ° C. On the other hand, the muffler is required to have corrosion resistance to the condensed liquid generated by cooling the exhaust gas.

【0004】自動車エンジン向けのガスケットにおいて
は、700℃付近にまで加熱された状態でのばね特性と
しての“ヘタリ”に対する耐久性、すなわち高温強度、
高温疲労特性が要求される。
In a gasket for an automobile engine, durability against "stiffness" as a spring characteristic when heated to around 700.degree.
High temperature fatigue properties are required.

【0005】このように自動車の排気系には、各部位毎
に特性の異なった性能が求められ、異なった材料が適用
されている。
As described above, in the exhaust system of an automobile, different characteristics are required for each part, and different materials are applied.

【0006】フレキシブルパイプは、使用時に600〜
700℃まで温度が上昇し、かつ融雪剤として用いられ
る岩塩等の塩化ナトリウムあるいは塩化カルシウムが付
着した腐食環境に曝されるので、耐高温塩害腐食性が求
められる。また、フレキシブルパイプは、排気系におけ
るエンジンの振動を吸収することを目的として取り付け
られるので、ベローズ加工が施されている。フレキシブ
ルパイプは、通常径が40〜70mm程度、厚さが0.
2〜0.4mm程度の薄肉のERW鋼管、あるいはTI
G溶接鋼管を素材として、この素材にベローズ加工を施
すことにより製造される。したがって、素材の溶接鋼管
には、厳しいベローズ加工に耐えられる優れた成形加工
性が要求され、溶接部にも母材並の加工性が要求されて
いる。さらに、繰り返しの振動に耐え得る疲労特性も求
められる。
[0006] The flexible pipe is 600-
Since the temperature rises to 700 ° C. and is exposed to a corrosive environment to which sodium chloride or calcium chloride such as rock salt used as a snow melting agent adheres, high-temperature salt damage corrosion resistance is required. Further, since the flexible pipe is attached for the purpose of absorbing the vibration of the engine in the exhaust system, the flexible pipe is subjected to bellows processing. The flexible pipe usually has a diameter of about 40 to 70 mm and a thickness of about 0,0 mm.
A thin ERW steel pipe of about 2 to 0.4 mm or TI
It is manufactured by using a G-welded steel pipe as a material and subjecting this material to bellows processing. Therefore, a welded steel pipe made of a material is required to have excellent formability that can withstand severe bellows processing, and a welded part is required to have workability equivalent to that of a base material. Furthermore, fatigue characteristics that can withstand repeated vibrations are also required.

【0007】従来、フレキシブルパイプには耐高温塩害
腐食性の観点から、主にSi含有率を高めたSUS X
M15J1に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼
が用いられてきた。
[0007] Conventionally, from the viewpoint of resistance to high-temperature salt damage and corrosion, flexible pipes are mainly made of SUS X with an increased Si content.
Austenitic stainless steels represented by M15J1 have been used.

【0008】例えば、特公昭57−16187号公報お
よび特公昭58−42264号公報には、Siを0.1
〜5重量%含み、S含有率を0.003%以下に抑える
ことにより、耐高温腐食性を改善したオーステナイト系
ステンレス鋼が開示されている。
For example, Japanese Patent Publication No. 57-16187 and Japanese Patent Publication No. 58-42264 disclose 0.1% Si.
An austenitic stainless steel containing up to 5% by weight and suppressing S content to 0.003% or less to improve hot corrosion resistance is disclosed.

【0009】また、特公平5−7458号公報には、塩
化物共存下での耐高温腐食性と鋼の化学組成との関係を
多重回帰分析法によって解析し、得られた回帰式を基に
化学組成を決定したオーステナイト系ステンレス鋼が開
示されている。しかしながら、いずれのステンレス鋼
も、耐高温腐食性を向上させることを主眼に開発されて
いるので、高Si含有鋼の大きな問題点のひとつである
耐高温割れ性、ならびに成形加工性等の機械的性質、あ
るいは耐高温疲労特性等を十分に満足する成分設計とは
なっていない。
In Japanese Patent Publication No. 5-7458, the relationship between high-temperature corrosion resistance in the presence of chloride and the chemical composition of steel is analyzed by a multiple regression analysis method, and based on the obtained regression equation. An austenitic stainless steel with a determined chemical composition is disclosed. However, since all stainless steels have been developed with an emphasis on improving high temperature corrosion resistance, one of the major problems of high Si content steels is mechanical resistance such as high temperature cracking resistance and formability. The component design does not sufficiently satisfy the properties or the high temperature fatigue resistance characteristics.

【0010】これらを反映して、最近は上記の性能を満
足するとともに、自動車排気系用材料に求められる厳し
い低コスト化に応えられるオーステナイト系ステンレス
鋼の開発の必要性が高まっている。
[0010] In view of the above, recently, there is an increasing need to develop austenitic stainless steel which satisfies the above-mentioned performance and can meet the severe cost reduction required for automotive exhaust system materials.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、優れた耐溶
接高温割れ性を有するとともに、良好な耐高温塩害腐食
性を有し、かつ、優れた成形加工性等の機械的特性およ
び高温疲労特性を備え、経済性にも優れたフレキシブル
パイプ等の自動車排気系部材に好適なオーステナイト系
ステンレス鋼および自動車排気系部品を提供することを
目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has excellent resistance to high temperature cracking at welding, good resistance to salt damage and corrosion at high temperature, and excellent mechanical properties such as moldability and high temperature fatigue. It is an object of the present invention to provide an austenitic stainless steel and a vehicle exhaust system component suitable for a vehicle exhaust system member such as a flexible pipe having characteristics and excellent economic efficiency.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は以下の通
りである。
The gist of the present invention is as follows.

【0013】(1)重量%で、C:0.004〜0.0
7%、Si:2.5〜4.5%、Mn:0.05〜2
%、Cr:14〜21%、Ni:9〜16%、N:0.
005〜0.1%、Cu:0〜1.5%未満、Nb:0
〜0.25%、Mo:0〜2%、B:0〜0.003%
を含有し、不純物中のSが0.01%以下、Pが0.0
26%未満で、かつ下記(1)式を満足し、さらにNf
値が下記式(2)および成形指数If が下記式(3)式
を満足し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる耐
溶接高温割れ性、耐高温塩害腐食性に優れたオーステナ
イト系ステンレス鋼。
(1) C: 0.004 to 0.0% by weight
7%, Si: 2.5 to 4.5%, Mn: 0.05 to 2
%, Cr: 14-21%, Ni: 9-16%, N: 0.
005 to 0.1%, Cu: 0 to less than 1.5%, Nb: 0
~ 0.25%, Mo: 0 ~ 2%, B: 0 ~ 0.003%
And S in the impurities is 0.01% or less, and P is 0.0% or less.
Is less than 26% and satisfies the following expression (1), and furthermore, N f
Austenitic stainless steel whose value satisfies the following formula (2) and the forming index If satisfies the following formula (3), and the balance is Fe and unavoidable impurities, and is excellent in welding hot cracking resistance and high temperature salt corrosion resistance. .

【0014】 P≦Pf ・・・・・・・・・・・(1) -3.0≦Nf≦0.5 ・・・・・・・(2) If ≦10 ・・・・・・・・・・・・(3) ここで、 Pf=0.02-0.005Nf Nf=30(C+N)+0.5Mn+Ni+8.2-1.1(1.5Si+Cr+Mo) If=497-462(C+N)-20(Cu+Ni)-13.7Cr-8.1Mn-9.2Si-18.5M
o 元素記号:各元素の含有率(重量%)(2)上記(1)
に記載のオーステナイト系ステンレス鋼に、さらに、C
a、REMおよびMgのうちの1種、または2種以上を
合計で0.0002〜0.2%含有させた溶接性、耐高
温塩害腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼。
P ≦ P f (1) -3.0 ≦ N f ≦ 0.5 (2) I f ≦ 10 (1)・ ・ ・ ・ (3) where P f = 0.02-0.005N f N f = 30 (C + N) + 0.5Mn + Ni + 8.2-1.1 (1.5Si + Cr + Mo) I f = 497-462 (C + N) -20 (Cu + Ni) -13.7Cr-8.1Mn-9.2Si-18.5M
o Element symbol: Content of each element (% by weight) (2) Above (1)
In addition to the austenitic stainless steel described in
a, an austenitic stainless steel excellent in weldability and high-temperature salt damage corrosion resistance containing one or two or more of REM and Mg in total of 0.0002 to 0.2%;

【0015】(3)上記(1)または(2)に記載のオ
ーステナイト系ステンレス鋼からなる自動車排気系部
品。
(3) A vehicle exhaust system component comprising the austenitic stainless steel according to (1) or (2).

【0016】ここで、自動車排気系部品とは、自動車の
エンジンからの排気ガスが通過する系統に使用される部
品であり、代表的な部品として、フレキシブルチュー
ブ、排気マニホールド、エンジンガスケット、エキマニ
ガスケット等が例示できる。
Here, the vehicle exhaust system components are components used in a system through which exhaust gas from an automobile engine passes, and typical components include a flexible tube, an exhaust manifold, an engine gasket, and an exhaust gasket. Can be exemplified.

【0017】本発明者らは、上述の路上に散布された融
雪塩に起因する塩化物が付着し、かつ高温における腐食
環境で、耐高温塩害腐食性を維持することができる高S
i含有オーステナイト系ステンレス鋼について、コスト
上昇を招く合金元素の低減と耐溶接割れ性、フレキシブ
ルパイプに使用される鋼に要求される成形加工性等の機
械的特性および高温疲労特性の改善を目的として、研究
開発をおこなった。その結果、下記の知見を得た。
The present inventors have found that chlorides caused by snow-melting salt sprayed on the road adhere to the road, and high S salt corrosion resistance can be maintained in a high-temperature corrosive environment.
For i-containing austenitic stainless steels, with the aim of reducing alloying elements and increasing weld cracking resistance, which lead to increased costs, and improving mechanical properties such as formability required for steel used in flexible pipes and high temperature fatigue properties. , Research and development. As a result, the following findings were obtained.

【0018】(a)耐高温塩害腐食性を高めるためにオ
ーステナイト系ステンレス鋼にSiを多量含有させると
溶接時に高温割れを起こし易いが、これはNi−Si−
P系低融点金属間化合物が生成するためでる。
(A) If a large amount of Si is contained in austenitic stainless steel in order to enhance high-temperature salt damage corrosion resistance, high-temperature cracking is likely to occur during welding.
This is because a P-based low-melting intermetallic compound is generated.

【0019】(b)P含有率を後述の高温割れ抑制指数
(Pf)より低く下げることにより耐溶接高温割れ性を
飛躍的に高めることができる。
(B) By lowering the P content below the hot cracking suppression index ( Pf ) described later, the hot cracking resistance can be drastically increased.

【0020】(c)融雪塩付着環境における耐高温塩害
腐食性を改善するためには、一般的な耐食性を維持でき
る範囲内でCr含有率を低減するとともに、C含有率を
低くし、Si含有率を高くすることが有効である。
(C) In order to improve the high-temperature salt damage corrosion resistance in an environment where snow melting salt adheres, the Cr content is reduced, the C content is reduced, and the Si content is reduced as long as general corrosion resistance can be maintained. It is effective to increase the rate.

【0021】(d)低コスト化を図ることを目的とし
て、Cr、Ni等の合金元素を極力低減した鋼は、準安
定オーステナイト系ステンレス鋼に近づくため、加工時
にマルテンサイト変態を起こしやすい。マルテンサイト
変態を起こすと、ステンレス鋼は硬化するので成形加工
性が低下する。しかし、後述の所定の成形性指数
(Nf)を確保すると、ベローズ加工に必要な常温にお
ける成形加工性を得ることができる。
(D) For the purpose of cost reduction, steel in which alloying elements such as Cr and Ni are reduced as much as possible approaches a metastable austenitic stainless steel, so that martensitic transformation is likely to occur during processing. When the martensitic transformation occurs, the stainless steel hardens, so that the formability decreases. However, if a predetermined formability index (N f ) described later is secured, the formability at room temperature required for bellows processing can be obtained.

【0022】(e)CおよびCr含有率を低減すると高
温強度が低下するので、十分な高温疲労特性が得られな
い。しかし、ステンレス鋼に適正量のNおよびNbを含
有させることにより、従来のステンレス鋼以上の高温強
度が得られる。また、その効果は時効後に大きいため、
高温疲労特性を飛躍的に向上させることができる。
(E) When the contents of C and Cr are reduced, the high-temperature strength is reduced, and thus sufficient high-temperature fatigue properties cannot be obtained. However, by including appropriate amounts of N and Nb in stainless steel, high-temperature strength higher than that of conventional stainless steel can be obtained. Also, the effect is large after aging,
High temperature fatigue characteristics can be dramatically improved.

【0023】(f)鋼中にCa、REM、Mg、Bなど
を添加することにより、耐食性と熱間での加工性を改善
することができる。鋼中のS量を減ずることも非常に有
効である。
(F) By adding Ca, REM, Mg, B, etc. to steel, corrosion resistance and hot workability can be improved. It is also very effective to reduce the amount of S in steel.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明で規定する化学組成
および各式について説明する。なお、以下に示す化学組
成の%表示は重量%を表す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The chemical composition and each formula specified in the present invention will be described below. The percentages of the chemical compositions shown below represent% by weight.

【0025】化学組成: C:Cは、塩化物付着環境における高温腐食に対し、著
しく有害な元素である。その理由は、鋼が高温に加熱さ
れると結晶粒界にCr炭化物が析出し、粒界腐食を助長
する原因となるためである。高温塩害腐食にとっては、
極めて有害である。したがって、粒界腐食を防止する観
点から、C含有率の上限は0.07重量%とした。ただ
し、C含有率が低すぎる場合には、鋼の強度が低くなる
ので、必要な強度を維持する観点から、下限は0.00
4%とした。
Chemical composition: C: C is an extremely harmful element to high-temperature corrosion in a chloride-adhering environment. The reason is that when the steel is heated to a high temperature, Cr carbide precipitates at the crystal grain boundaries, which promotes intergranular corrosion. For high temperature salt corrosion,
Extremely harmful. Therefore, from the viewpoint of preventing intergranular corrosion, the upper limit of the C content is set to 0.07% by weight. However, if the C content is too low, the strength of the steel decreases, so the lower limit is 0.00 from the viewpoint of maintaining the required strength.
4%.

【0026】上限は、望ましくは0.03%、さらに望
ましくは0.02%程度であり、このように低くするこ
とにより、顕著に耐高温塩害特性を改善することができ
る。
The upper limit is desirably about 0.03%, and more desirably about 0.02%. By setting such a lower limit, the high-temperature salt damage resistance can be remarkably improved.

【0027】Si:Siは、脱酸剤としての作用するほ
か、耐酸化性の向上にも有効な元素である。また、塩化
物付着環境における耐高温腐食に対して、2.5%以上
の含有率で優れた効果を発揮し、Si含有率の増加に伴
って耐高温塩害腐食性は向上する。その理由は、鋼の表
面に生成する酸化スケール層と母材の境界部に、Siを
主体とする酸化物層が形成され、付着塩の母材への侵入
を防止するためと考えられる。一方、Si含有率が4.
5%を超えると、鋼が必要以上に硬くなり成形加工性が
低下する。したがって、Si含有率は2.5〜4.5%
とした。
Si: Si is an element effective not only as a deoxidizing agent but also for improving oxidation resistance. In addition, the content of 2.5% or more exerts an excellent effect on high-temperature corrosion resistance in a chloride-attached environment, and the high-temperature salt corrosion resistance improves with an increase in the Si content. The reason for this is considered to be that an oxide layer mainly composed of Si is formed at the boundary between the oxide scale layer formed on the surface of the steel and the base material, thereby preventing penetration of attached salts into the base material. On the other hand, the Si content is 4.
If it exceeds 5%, the steel becomes harder than necessary and the formability decreases. Therefore, the Si content is 2.5 to 4.5%.
And

【0028】Mn:Mnは、オーステナイト相の安定化
および熱間加工性の改善に有効な元素である。しかし、
塩化物付着環境下における耐高温腐食には有害であり、
2%を超えると耐高温腐食性が著しく低下するので、上
限を2%以下とした。Mnの下限は、上記の効果を得る
ために0.05%とする。
Mn: Mn is an element effective for stabilizing the austenite phase and improving hot workability. But,
It is harmful to high-temperature corrosion resistance in an environment where chlorides adhere,
If it exceeds 2%, the high-temperature corrosion resistance is significantly reduced, so the upper limit is made 2% or less. The lower limit of Mn is set to 0.05% in order to obtain the above effects.

【0029】Cr:Crは、本発明鋼の耐食性を決定す
る重要な元素である。しかし、塩化物付着環境下におけ
る高温腐食には有害な元素である。その理由は、Crや
Cr酸化物が塩化物と反応し、保護性のないクロム酸塩
(例えば、Na2CrO4、CaCrO4 )が形成される
ことに加えて、遊離した塩素が結晶粒界を侵食するため
と考えられる。しかしながら、耐高温酸化性や常温近傍
の塩害腐食性の観点からは、少なくとも14%以上必要
である。一方、21%を超えると塩化物付着環境下にお
ける耐高温腐食性が低下するとともに、コスト上昇を招
くので上限は21%とした。
Cr: Cr is an important element that determines the corrosion resistance of the steel of the present invention. However, it is a harmful element to high-temperature corrosion in an environment where chlorides adhere. The reason is that Cr and Cr oxide react with chloride to form unprotected chromates (eg, Na 2 CrO 4 , CaCrO 4 ), and in addition, free chlorine is formed at the grain boundaries. It is thought to erode. However, from the viewpoint of high-temperature oxidation resistance and salt-corrosion near room temperature, at least 14% is necessary. On the other hand, if it exceeds 21%, the high-temperature corrosion resistance in a chloride-adhering environment decreases and the cost increases, so the upper limit is set to 21%.

【0030】Ni:Niは、オーステナイト相の安定化
には欠かせない元素であり、少なくとも9%を必要とす
る。一方、高価な元素であるので、上限は極力低い方が
望ましい。Niは、塩化物付着環境下における高温腐食
性には顕著な影響を及ぼさないので、その上限は16%
とした。
Ni: Ni is an element indispensable for stabilizing the austenite phase, and requires at least 9%. On the other hand, since it is an expensive element, the upper limit is preferably as low as possible. Ni has no significant effect on high-temperature corrosiveness in a chloride-attached environment, so its upper limit is 16%.
And

【0031】N:Nは、オーステナイト相の安定化元素
であるとともに、鋼の高温強度を上昇させる効果があ
る。その効果を得るためには、0.005%以上を必要
とする。ただし、N含有率が高すぎると鋼が硬質化し、
成形加工性が低下するので、上限は0.1%とした。
N: N is an element for stabilizing the austenite phase and has the effect of increasing the high-temperature strength of steel. To obtain the effect, 0.005% or more is required. However, if the N content is too high, the steel becomes hard,
The upper limit was set to 0.1% because the moldability deteriorated.

【0032】Cu:Cuは、Mnと同様にオーステナイ
ト相の安定化作用を有する元素であり、熱間加工性の改
善にも有効であり?、必要に応じて含有させる。また、
塩化物付着環境下における耐高温腐食性あるいは高温強
度を向上させる効果もある。しかし、1.5%以上にな
ると、溶接性および熱間加工性が低下するので1.5%
未満とした。
Cu: Cu is an element having a stabilizing effect on the austenite phase like Mn, and is it effective in improving hot workability? , If necessary. Also,
It also has the effect of improving high-temperature corrosion resistance or high-temperature strength in a chloride-adhered environment. However, when the content is 1.5% or more, the weldability and hot workability decrease, so that
Less than.

【0033】Nb:Nbは、必要に応じて添加する選択
元素であるが、含有させた場合には、固溶強化作用によ
り鋼の高温強度を上昇させる効果がある。しかし、含有
量が過剰な場合は鋼が硬質化し、常温における耐力の高
すぎと伸びの低下を招く場合がある。常温での成形加工
性等の機械的特性を損なうことなく、高温強度を向上さ
せる最も好適な条件は、0.03%以上のNを含有する
鋼に、0.25%以下のNbを含有させることである。
すなわち、Nbを含有させると、常温で耐力上昇を伴う
ことなく高温強度が向上する。特にその効果は時効後に
顕著であるため、高温疲労特性を著しく向上させること
ができる。下限は0.03%とするのが好ましい。その
理由は、0.03%以上のNを含有する鋼が、600〜
700℃で長時間保持されると結晶粒内に微細なNb炭
窒化物が析出し、析出強化作用による高温強度の向上が
得られるためと考えられる。鋼中N量が0.03%未満
と低い場合には、Nbをより高目に含有させることもで
きる。この場合の高温強度上昇は、置換型元素としての
固溶効果と考えられる。良好な加工性を確保するため、
上限を0.25%とすることが好ましい。
Nb: Nb is an optional element to be added as required. When Nb is contained, it has the effect of increasing the high-temperature strength of steel by solid solution strengthening. However, when the content is excessive, the steel is hardened, and the proof stress at room temperature may be too high and the elongation may be reduced. The most preferable condition for improving high-temperature strength without impairing mechanical properties such as formability at room temperature is that steel containing 0.03% or more of N contains 0.25% or less of Nb. That is.
That is, when Nb is contained, the high-temperature strength is improved at room temperature without increasing the proof stress. In particular, since the effect is remarkable after aging, the high-temperature fatigue characteristics can be significantly improved. The lower limit is preferably set to 0.03%. The reason is that steel containing 0.03% or more of N is 600 to
It is considered that when the temperature is maintained at 700 ° C. for a long time, fine Nb carbonitride precipitates in the crystal grains, and the high-temperature strength is improved by the precipitation strengthening action. When the amount of N in steel is as low as less than 0.03%, Nb can be contained at a higher level. The increase in high-temperature strength in this case is considered to be a solid solution effect as a substitutional element. To ensure good processability,
The upper limit is preferably set to 0.25%.

【0034】Mo:Moは、必要に応じて添加する元素
であり、塩化物付着環境下における耐高温腐食性および
高温強度を向上させる効果を持っている。Moの添加効
果を必要とする際には、Moを0.5%以上とするのが
好ましい。ただし、Moは高価なため上限を2%とし
た。
Mo: Mo is an element to be added as necessary, and has an effect of improving high-temperature corrosion resistance and high-temperature strength in a chloride-adhering environment. When the effect of adding Mo is required, it is preferable to set Mo to 0.5% or more. However, since Mo is expensive, the upper limit was set to 2%.

【0035】B:Bは、熱間での加工性を改善し、熱延
コイル端面割れである“耳割れ”を顕著に改善する効果
があり、必要により含有させる。但し、0.003%を
超えて過剰に含有させると凝固割れの原因となるため、
上限を0.003%とした。
B: B has the effect of improving hot workability and remarkably improving "edge cracks", which are cracks on the end faces of hot-rolled coils, and is contained as necessary. However, an excessive content exceeding 0.003% causes solidification cracking.
The upper limit was made 0.003%.

【0036】Ca、REMおよびMg:これらの元素
は、熱間加工性を改善する効果があり、必要により含有
させる。これらの元素の1種以上の合計が0.0002
%以上で熱間加工性の改善効果がみられるが、0.2%
を超えると熱間加工性が劣化する。したがって、含有さ
せる場合は、これら元素を合計で0.0002〜0.2
%とした。
Ca, REM and Mg: These elements have an effect of improving hot workability, and are contained as necessary. The total of one or more of these elements is 0.0002
%, The effect of improving hot workability is seen, but 0.2%
If it exceeds 300, hot workability will deteriorate. Therefore, when they are contained, these elements are added in a total amount of 0.0002 to 0.2.
%.

【0037】Al:Alは、脱酸剤として使用され、
0.2%以下で不純物として混入する。
Al: Al is used as a deoxidizing agent,
It is mixed as an impurity at 0.2% or less.

【0038】S:Sは、有害な元素で、低ければ低いほ
どよい。0.01%を超えると熱間加工性が低下するの
で、上限を0.01%とした。
S: S is a harmful element, and the lower the better, the better. If it exceeds 0.01%, the hot workability decreases, so the upper limit was made 0.01%.

【0039】P:Pは、極めて有害な元素であるため低
ければ低いほど望ましい。0.026%を超えると、溶
接性が顕著に劣化して溶接時に溶接ビード部分が高温割
れを起こし易くなる。P量が高い場合に溶接高温割れを
起こし易くなる理由は、最終凝固部分にP、Siの顕著
な濃化が生じ、Ni−Si−P系の低融点金属間化合物
が生成するためである。P量を0.026%以下とする
と同時に、下記式(1)を満足させることにより、溶接
高温割れを避けながら薄肉溶接鋼管を製造することが可
能となる。
P: Since P is a very harmful element, the lower the better, the better. If it exceeds 0.026%, the weldability is remarkably deteriorated, and the weld bead portion is liable to undergo hot cracking during welding. The reason why high-temperature cracking easily occurs when the amount of P is high is that remarkable enrichment of P and Si occurs in the final solidified portion, and a low-melting intermetallic compound of Ni-Si-P system is generated. By making the P content 0.026% or less and satisfying the following expression (1), it becomes possible to manufacture a thin-walled welded steel pipe while avoiding welding hot cracking.

【0040】P≦Pf ・・・・・・・(1) Pf は、下記式で示される耐高温割れ抑制指数で、実験
則である。
P ≦ P f ... (1) P f is an exponential rule, which is an index for inhibiting hot cracking, expressed by the following equation.

【0041】Pf=0.02-0.005Nf ここで、Nf はNf=30(C+N)+0.5Mn+Ni+8.2-1.1(1.5Si+Cr+
Mo) とする。
P f = 0.02-0.005N f where N f is N f = 30 (C + N) + 0.5Mn + Ni + 8.2-1.1 (1.5Si + Cr +
Mo).

【0042】ただし、元素記号は各元素の含有率(重量
%)を表す。
Here, the element symbols represent the contents (% by weight) of each element.

【0043】図1は、C、N、、Mn、Ni、Si、Cr、Moおよ
びPの含有率を種々変化させたオーステナイト系ステン
レス鋼を用い、トランスバレストレイン試験を実施し、
f値とP含有量の関係を求めた結果である。図1中の
点線で示すように、P含有率が0.026%以下で、か
つPf 値が0.02−0.005Nf以下の領域で高温
割れが小さくなっている。
FIG. 1 shows a transvalestrain test using austenitic stainless steels with various contents of C, N, Mn, Ni, Si, Cr, Mo and P,
It is the result which calculated | required the relationship between Nf value and P content. As shown by a dotted line in FIG. 1, a P content of less 0.026%, and P f value it is hot cracking in the following areas 0.02-0.005N f is smaller.

【0044】−3≦Nf≦0.5:Nf値は、前記の式で
表される指数であり、Nf値が下記式(2)を満足する
場合に熱間での割れが軽減される経験則である。
-3 ≦ N f ≦ 0.5: The N f value is an index represented by the above equation, and when the N f value satisfies the following equation (2), cracking during hot work is reduced. Rule of thumb.

【0045】 −3.0≦Nf値≦0.5 ・・・・・・・(2) If ≦10:本発明鋼が主な使用対象としている自動車
排気系のフレキシブルチューブのように、厳しいベロー
ズ加工が施される材料には、優れた成形加工性が要求さ
れる。具体的には、冷間圧延後に所定の焼鈍処理を施し
た状態で、引張試験における55%以上相当の伸び率が
必要とされている。下記式で示される成形性指数If
下記式(3)を満足する場合に、引張伸び55%以上の
良好な成形加工性が得られる。これは、発明者らの求め
た経験則である。
−3.0 ≦ N f value ≦ 0.5 (2) If ≦ 10: As in the case of a flexible tube of an automobile exhaust system which is mainly used by the steel of the present invention, Materials subjected to severe bellows processing are required to have excellent formability. Specifically, an elongation percentage corresponding to 55% or more in a tensile test is required in a state where a predetermined annealing treatment is performed after cold rolling. When the formability index If shown by the following equation satisfies the following equation (3), good moldability with a tensile elongation of 55% or more can be obtained. This is an empirical rule sought by the inventors.

【0046】If ≦10 ・・・・・・・・・ (3) ここで、If=497-462(C+N)-20(Cu+Ni)-13.7Cr-8.1Mn-9.2
Si-18.5Mo とする。
I f ≦ 10 (3) where I f = 497-462 (C + N) -20 (Cu + Ni) -13.7Cr-8.1Mn-9.2
Si-18.5Mo.

【0047】ただし、元素記号は各元素の含有率(重量
%)を表す。
Here, the symbol of the element indicates the content (% by weight) of each element.

【0048】本発明者らは、化学組成が前記の範囲内に
ある鋼について、伸びに及ぼす各元素の影響を調査する
ことにより、最も成形加工性に優れた各元素の組み合わ
せについて検討した。多重回帰分析法によって解析をお
こなった結果、上記式(3)を求めるに至った。
The present inventors investigated the effects of each element on elongation of steel having a chemical composition within the above-mentioned range, thereby examining the combination of each element having the best formability. As a result of performing analysis by a multiple regression analysis method, the above formula (3) was obtained.

【0049】上述の通り、化学組成が前記の範囲内にあ
り、かつ、(1)〜(3)式を満足する場合に、塩化物
付着環境下における耐高温腐食性に優れると同時に、良
好な成形加工性と耐高温疲労特性を併せ持つオーステナ
イト系ステンレス鋼を得ることができる。
As described above, when the chemical composition is within the above range and satisfies the formulas (1) to (3), excellent resistance to high-temperature corrosion in an environment where chlorides are adhered, An austenitic stainless steel having both moldability and high temperature fatigue resistance can be obtained.

【0050】次に、本発明のオーステナイト系ステンレ
ス鋼の製造方法について説明する。
Next, a method for producing the austenitic stainless steel of the present invention will be described.

【0051】本発明のオーステナイト系ステンレス鋼
は、通常の商業的な生産に用いられている設備およびプ
ロセスによって製造することができる。ステンレス鋼の
溶製には、アーク式の電気炉、アルゴン−酸素混合ガス
脱炭炉(AOD炉)あるいは真空酸素脱炭炉(VOD
炉)などを利用するのが好ましい。所定の化学組成に成
分調整された溶鋼は、連続鋳造法または造塊法によっ
て、スラブあるいは鋼塊に鋳造する。得られたスラブま
たは鋼塊から、フレキシブルチューブ製造用等の薄板を
製造する場合には、熱間圧延、冷間圧延、酸洗および焼
鈍等の工程によればよい。
The austenitic stainless steel of the present invention can be produced by equipment and processes used in ordinary commercial production. For melting stainless steel, an electric arc furnace, an argon-oxygen mixed gas decarburization furnace (AOD furnace) or a vacuum oxygen decarburization furnace (VOD)
It is preferable to use a furnace. The molten steel whose composition is adjusted to a predetermined chemical composition is cast into a slab or a steel ingot by a continuous casting method or an ingot making method. When a thin plate for manufacturing a flexible tube or the like is manufactured from the obtained slab or steel ingot, steps such as hot rolling, cold rolling, pickling, and annealing may be performed.

【0052】[0052]

【実施例】(実施例1)表1に、実施例で用いたオース
テナイト系ステンレス鋼の化学組成を示す。No.1〜
12が本発明鋼、13〜25が比較鋼である。
EXAMPLES (Example 1) Table 1 shows the chemical composition of the austenitic stainless steel used in the examples. No. 1 to
12 is the steel of the present invention, and 13 to 25 are comparative steels.

【0053】[0053]

【表1】 [Table 1]

【0054】供試材の作製方法は次のとおりであった。The preparation method of the test material was as follows.

【0055】表1に示した化学組成の溶鋼を、直径約1
10mmの20kg鋼塊に鋳造し、得られた鋼塊を鍛造
してスラブとし、次いで1200℃に加熱後、熱間圧延
をおこない、幅150mm、厚さ3.2mm、長さ90
0mmの素材鋼板を作製した。さらに、この素材を10
80℃で焼鈍した後、冷間圧延により厚さ1mmの鋼板
とした。この冷延鋼板に1100℃の仕上げ焼鈍を施し
供試材とした。この供試材から機械加工により、成形加
工性等の機械的特性を評価するための常温における引張
試験片、高温塩害腐食試験片および高温溶接割れ試験片
を作製した。各試験方法は、次のとおりであった。
The molten steel having the chemical composition shown in Table 1
It is cast into a 10-mm 20-kg steel ingot, and the obtained steel ingot is forged into a slab, then heated to 1200 ° C., hot-rolled, and has a width of 150 mm, a thickness of 3.2 mm, and a length of 90 mm.
A 0 mm material steel plate was produced. In addition, 10
After annealing at 80 ° C., a steel sheet having a thickness of 1 mm was formed by cold rolling. This cold-rolled steel sheet was subjected to finish annealing at 1100 ° C. to obtain a test material. From this test material, a tensile test specimen, a high-temperature salt damage corrosion specimen, and a high-temperature weld crack specimen at normal temperature for evaluating mechanical properties such as formability were prepared by machining. Each test method was as follows.

【0056】引張試験:常温引張試験用の試験片は、J
IS Z 2201に規定されている13号B試験片
を、供試材の圧延方向が引張方向になるように採取し
た。
Tensile test: The test piece for the room temperature tensile test is J
A No. 13 B test piece specified in IS Z 2201 was sampled so that the rolling direction of the test material was the tensile direction.

【0057】引張試験条件は、以下の通りであった。The tensile test conditions were as follows.

【0058】試験温度:室温 引張速度:耐力まで3mm/分、耐力後から破断まで3
0mm/分0.2%耐力および伸び率を測定することに
よって、機械的特性を評価した。
Test temperature: room temperature Peeling speed: 3 mm / min up to proof stress, 3 from proof stress to rupture
Mechanical properties were evaluated by measuring 0.2 mm proof stress and elongation at 0 mm / min.

【0059】高温塩害腐食試験:試験片の形状は、幅2
0mm、長さ25mm、厚さ1mmであり、評価前に湿
式600番エメリー研磨紙仕上げとし、有機溶剤により脱
脂して用いた。腐食試験の1サイクルは下記のとおりと
し、この処理を60回繰り返した。60サイクル後の試
験片の厚みの減少量を測定することにより、耐高温塩害
腐食性を評価した。
High-temperature salt damage corrosion test: The test piece had a width of 2
It was 0 mm, 25 mm in length, and 1 mm in thickness. Before the evaluation, it was finished by wet-type No. 600 emery polished paper and degreased with an organic solvent before use. One cycle of the corrosion test was as described below, and this treatment was repeated 60 times. The high-temperature salt damage corrosion resistance was evaluated by measuring the decrease in the thickness of the test piece after 60 cycles.

【0060】700℃(110分保持)→冷却(5分)
→→5%NaCl水溶液中浸漬(20分浸漬)→50℃
乾燥(25分) なお、腐食度は、板厚の減少量に粒界侵食深さを加えた
全侵食量で示した。板厚の減少量に粒界腐食量を加える
理由は、高温塩害腐食環境下ではオーステナイト系ステ
ンレス鋼は全面腐食に加えて、粒界も著しく腐食される
ためである。ここで、粒界腐食量は試験片の断面を光学
顕微鏡で観察する方法で測定した。
700 ° C. (hold for 110 minutes) → Cooling (5 minutes)
→ → immersion in 5% NaCl aqueous solution (immersion for 20 minutes) → 50 ° C
Drying (25 minutes) The degree of corrosion was indicated by the total erosion amount obtained by adding the grain boundary erosion depth to the reduction amount of the plate thickness. The reason why the intergranular corrosion amount is added to the reduction amount of the sheet thickness is that, in a high-temperature salt-corrosion environment, the austenite stainless steel is significantly corroded in addition to the general corrosion. Here, the amount of intergranular corrosion was measured by a method of observing the cross section of the test piece with an optical microscope.

【0061】表2に、各材料の常温引張り伸びおよび高
温塩害腐食試験結果を示した。
Table 2 shows the tensile elongation at room temperature and the results of the high temperature salt damage corrosion test of each material.

【0062】[0062]

【表2】 [Table 2]

【0063】図2は、表1および表2に示した成形性指
数(If)と常温引張り伸び率との関係を示す。If値が
10以下で安定して良好な常温伸び値が得られることが
分かる。
FIG. 2 shows the relationship between the formability index (I f ) shown in Tables 1 and 2 and the tensile elongation at room temperature. It can be seen that a good room temperature elongation value can be obtained stably when the If value is 10 or less.

【0064】表2および図2から明かなように、本発明
鋼は、ベローズ加工にも十分耐え得る良好な成形加工性
を備えていると判断できる。また、高温塩害腐食試験後
の全侵食量も表2に示すように228μm以下であり、
良好な耐高温塩害腐食性を備えていることが確認され
た。
As is clear from Table 2 and FIG. 2, it can be judged that the steel of the present invention has good formability that can sufficiently withstand bellows processing. Further, the total erosion amount after the high-temperature salt corrosion test was 228 μm or less as shown in Table 2,
It was confirmed that it had good high-temperature salt damage corrosion resistance.

【0065】発明者らの経験から、本試験条件での全侵
食量が300μm以下である場合には、自動車フレキシ
ブルチューブ適用環境での穴あき腐食は実質問題が無
い。
According to the experience of the inventors, when the total erosion amount under the present test conditions is 300 μm or less, there is substantially no problem of perforated corrosion in an environment where an automobile flexible tube is applied.

【0066】高温溶接割れ試験(トランスバレストレイ
ン):トランスバレストレイン試験は、溶接高温割れを
評価する最も一般的な手法であり以下の条件で実施し
た。
High Temperature Weld Cracking Test (Transvarestrain): The transvarestrain test is the most general method for evaluating welding hot cracking and was carried out under the following conditions.

【0067】 試験片 :厚さ3.2mm、幅100mm、長さ150
mm 試験方法:電流100A、電圧14V、溶接速度15c
m/分、アルコ゛ンカ゛ス流量10リッタ/分にてTIG溶接をお
こない、その後3.72%および1.84%の曲げひず
みを負荷し、そのときの溶接熱影響部(HAZ)のトー
タル割れ長さを測定した。
Test piece: thickness 3.2 mm, width 100 mm, length 150
mm Test method: current 100A, voltage 14V, welding speed 15c
TIG welding was performed at a rate of 10 liters / minute with an alcohol flow rate of 10 liters / minute, and then a bending strain of 3.72% and 1.84% was applied. The total crack length of the heat affected zone (HAZ) at that time Was measured.

【0068】表3に、測定結果を示す。Table 3 shows the measurement results.

【0069】[0069]

【表3】 [Table 3]

【0070】表3から明らかなように、本発明例では、
溶接高温割れは全て0.95mm以下であるのに対し、
比較例では鋼No.22、23を除くと、2.84mm以
上と割れの発生が顕著であった。なお、比較例の鋼No.
22、23は歪み量が1.845の条件では、割れが
0.48以下と小さいものの、歪み量が3.72%の条
件では約4mm以上と割れが大きい。
As is clear from Table 3, in the present invention,
The welding hot cracks are all 0.95 mm or less,
In Comparative Examples, cracks were remarkable at 2.84 mm or more, except for steel Nos. 22 and 23. In addition, steel No.
In Nos. 22 and 23, the cracks were as small as 0.48 or less when the strain amount was 1.845, but were large as about 4 mm or more when the strain amount was 3.72%.

【0071】(実施例2)本実施例では、高温強度およ
び高温疲労特性を評価するため下記の試験をおこなっ
た。
Example 2 In this example, the following tests were performed to evaluate high-temperature strength and high-temperature fatigue characteristics.

【0072】高温強度:高温強度は、上記供試材に60
0℃で時効処理を施した後、引張試験片を採取し、時効
温度と同じ600℃で高温引張試験をおこない評価し
た。
High temperature strength: The high temperature strength was 60
After the aging treatment at 0 ° C., a tensile test specimen was collected and subjected to a high-temperature tensile test at 600 ° C., which is the same as the aging temperature, for evaluation.

【0073】高温疲労は、高温での平面曲げ疲労試験に
よって評価した。
The high temperature fatigue was evaluated by a plane bending fatigue test at a high temperature.

【0074】図3は、高温疲労試験片の形状を示す図で
ある。試験片の長さ方向が供試材の圧延方向と一致する
ように試験片を採取した。
FIG. 3 is a view showing the shape of a high-temperature fatigue test piece. The test piece was sampled such that the length direction of the test piece coincided with the rolling direction of the test material.

【0075】図4は、高温疲労試験方法を示す図であ
る。同図に示すように、変位制御、完全両振りの条件で
片持ち平面曲げ疲労試験とした。なお、試験温度は50
0℃および600℃であり、負荷繰り返し数は660サ
イクル/minで最高107 サイクルとした。疲労試験
では、応力振幅と試験片が破断するまでの負荷繰り返し
数の関係を測定し、107 サイクルで破断しない最大の
応力振幅を疲労限として求めた。
FIG. 4 is a diagram showing a high-temperature fatigue test method. As shown in the figure, a cantilever plane bending fatigue test was performed under the conditions of displacement control and complete swinging. The test temperature was 50
The temperature was 0 ° C. and 600 ° C., and the load repetition rate was 660 cycles / min to a maximum of 10 7 cycles. In fatigue test, a load repetition number of relationships to stress amplitude and the test piece was broken was measured, the maximum stress amplitude does not break at 10 7 cycles was determined as a fatigue limit.

【0076】表2に、これらの試験結果を併せて示す。Table 2 also shows the results of these tests.

【0077】高温強度特性については、表2から明かな
ように、本発明鋼は、300時間時効後および1000
時間時効後においても、600℃での引張強度低下が軽
微か、むしろ高くなり実用上問題が無いことが確認され
た。
With respect to the high-temperature strength properties, as can be seen from Table 2, the steel of the present invention shows that after aging for 300 hours and at 1000
Even after the time aging, the decrease in tensile strength at 600 ° C. was slight or rather high, and it was confirmed that there was no practical problem.

【0078】それに対して、比較鋼はいずれも、300
時間時効、1000時間時効と時効の進行とともに60
0℃での引張強度が低下している。比較鋼が300時間
時効で強度が低下する原因は、時効処理によって結晶粒
界にCr炭化物が析出し、固溶Cが低減したことに起因
すると考えられる。本発明鋼で時効処理後に強度が上昇
するのは、時効処理によって結晶粒内に微細な析出物が
生成するためと考えられる。
On the other hand, all of the comparative steels were 300
Time aging, 1000 hours aging and 60 with aging progress
The tensile strength at 0 ° C. is reduced. It is considered that the reason why the strength of the comparative steel is reduced by aging for 300 hours is that Cr carbide precipitates at the crystal grain boundaries due to the aging treatment and solute C is reduced. It is considered that the reason why the strength of the steel of the present invention increases after the aging treatment is that fine precipitates are formed in the crystal grains by the aging treatment.

【0079】高温疲労特性については、表2から明かな
ように、本発明鋼は、500℃と600℃における疲労
限の差が比較的小さい。また、600℃における疲労限
が比較鋼に比べて高い。一方、比較鋼は、500℃と6
00℃の間の差が大きく、600℃における疲労限が本
発明鋼に比べて劣っている。
Regarding the high-temperature fatigue properties, as apparent from Table 2, the steel of the present invention has a relatively small difference between the fatigue limits at 500 ° C. and 600 ° C. Further, the fatigue limit at 600 ° C. is higher than that of the comparative steel. On the other hand, the comparative steels
The difference between 00 ° C is large, and the fatigue limit at 600 ° C is inferior to the steel of the present invention.

【0080】(実施例3)30ton電気炉で溶解原料
を溶解、成分調整した後、精錬を30ton−VOD炉
でおこなった。レードル分析結果を表4に示す。
Example 3 After melting the raw materials in a 30-ton electric furnace and adjusting the components, refining was performed in a 30-ton VOD furnace. Table 4 shows the results of the ladle analysis.

【0081】[0081]

【表4】 [Table 4]

【0082】造塊は、連続鋳造方式で行い厚さ150m
m、幅800mm、長さ8mのスラブとした。スラブ
は、一旦放冷した後で冷間で手入れをおこなった。熱延
は、1230℃に加熱されたスラブ加熱炉で6時間余り
の加熱処理をした後、板厚6mmのコイルにまで熱間圧
延した。熱延コイルの形状は極めて良好であった。11
20℃で中間焼鈍、強制空冷および酸洗をおこなった
後、冷間圧延機で2mm、1.2mm、0.3mmの各
板厚まで冷間圧延をおこなった。適宜、冷間圧延途中で
中間焼鈍、酸洗処理をおこなって、コイルの軟化処理を
施した。
The ingot is cast by a continuous casting method and has a thickness of 150 m.
m, a width of 800 mm, and a length of 8 m. The slabs were allowed to cool and then groomed cold. The hot rolling was carried out for about 6 hours in a slab heating furnace heated to 1230 ° C., and then hot-rolled to a coil having a thickness of 6 mm. The shape of the hot rolled coil was extremely good. 11
After performing intermediate annealing, forced air cooling, and pickling at 20 ° C., cold rolling was performed using a cold rolling mill to a thickness of 2 mm, 1.2 mm, and 0.3 mm. Intermediate annealing and pickling treatment were performed during cold rolling as needed to soften the coil.

【0083】厚さ2mmおよび1.2mmの冷延コイル
から、外径38.1mmの溶接鋼管を製作、自動車用排
気マニホールドを製作し、実機エンジンにて評価をおこ
なった。エキゾーストマニホールド外表面温度は最高で
930℃となったが、耐久性は良好であった。0.3m
mの冷延コイルから外径52.9mm、51.9mmの
二重鋼管を製作し、液圧バルジ成形にて自動車用フレキ
シブルパイプを製造した。溶接時に高温割れも発生する
ことなく、常温における疲労試験、実機エンジン接続状
態での高温試験、融雪剤散布の外表面耐食性試験ともに
実用上問題無いことが確認された。
From a cold-rolled coil having a thickness of 2 mm and 1.2 mm, a welded steel pipe having an outer diameter of 38.1 mm was manufactured, an exhaust manifold for an automobile was manufactured, and evaluation was performed using an actual engine. The maximum temperature of the outer surface of the exhaust manifold was 930 ° C., but the durability was good. 0.3m
A double-walled steel pipe having an outer diameter of 52.9 mm and 51.9 mm was manufactured from a cold-rolled coil of m, and a flexible pipe for an automobile was manufactured by hydraulic bulge forming. No high-temperature cracking occurred during welding, and it was confirmed that there was no practical problem in both the fatigue test at room temperature, the high-temperature test with the actual machine connected to the engine, and the outer surface corrosion resistance test of spraying snow melting agent.

【0084】[0084]

【発明の効果】本発明のオーステナイト系ステンレス鋼
は、優れた溶接性および耐高温塩害腐食性を備え、成形
加工性等の機械的特性および高温における強度特性ある
いは疲労特性に優れている。自動車の排気系に用いられ
るフレキシブルパイプ用の材料などとして極めて好適で
ある。また、これらの優れた特性を備えながら、Ni、
Cr等の高価な合金元素の含有率が低く抑えられている
ので、経済性の面でも優れている。したがって、自動車
の耐久性の一層の向上に寄与できるなど産業上多大な効
果を奏する。
The austenitic stainless steel of the present invention has excellent weldability and high-temperature salt-corrosion resistance, and has excellent mechanical properties such as formability, strength and fatigue properties at high temperatures. It is extremely suitable as a material for flexible pipes used in automobile exhaust systems. In addition, while having these excellent properties, Ni,
Since the content of expensive alloy elements such as Cr is kept low, it is also excellent in terms of economy. Therefore, there is a great industrial effect, such as a contribution to further improving the durability of the automobile.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】Nf値とP含有量の関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a relationship between an Nf value and a P content.

【図2】成形性指数と常温引張試験における伸び率との
関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the formability index and the elongation in a room temperature tensile test.

【図3】高温疲労試験片の形状を示す図である。FIG. 3 is a view showing a shape of a high-temperature fatigue test piece.

【図4】高温疲労試験方法を説明するための図であるFIG. 4 is a diagram for explaining a high-temperature fatigue test method.

フロントページの続き (72)発明者 西山 佳孝 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号住 友金属工業株式会社内 (72)発明者 久芳 孝行 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号住 友金属工業株式会社内Continued on the front page (72) Inventor Yoshitaka Nishiyama 4-5-33 Kitahama, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Inside Sumitomo Metal Industries, Ltd. (72) Inventor Takayuki Kuyoshi 4-5-33 Kitahama, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Prefecture No. Sumitomo Metal Industries Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】重量%で、C:0.004〜0.07%、
Si:2.5〜4.5%、Mn:0.05〜2%、C
r:14〜21%、Ni:9〜16%、N:0.005
〜0.1%、Cu:0〜1.5%未満、Nb:0〜0.
25%、Mo:0〜2%、B:0〜0.003%を含有
し、不純物中のSが0.01%以下、Pが0.026%
未満で、かつ下記(1)式を満足し、さらにNf 値が下
記式(2)および成形指数If が下記式(3)式を満
足し、残部がFeおよび不可避的不純物からなることを
特徴とする耐溶接高温割れ性、耐高温塩害腐食性に優れ
たオーステナイト系ステンレス鋼。 P≦Pf ・・・・・・・・・・・(1) −3≦Nf≦0.5 ・・・・・・・(2) If ≦10 ・・・・・・・・・・・(3) ここで、 Pf=0.02-0.005Nf Nf=30(C+N)+0.5Mn+Ni+8.2-1.1(1.5Si+Cr+Mo) If=497-462(C+N)-20(Cu+Ni)-13.7Cr-8.1Mn-9.2Si-18.5M
o 元素記号:各元素の含有率(重量%)
(1) C: 0.004 to 0.07% by weight,
Si: 2.5 to 4.5%, Mn: 0.05 to 2%, C
r: 14 to 21%, Ni: 9 to 16%, N: 0.005
0.1%, Cu: 0 to less than 1.5%, Nb: 0 to 0.
25%, Mo: 0 to 2%, B: 0 to 0.003%, S in impurities is 0.01% or less, P is 0.026%
And the Nf value satisfies the following equation (2) and the molding index If satisfies the following equation (3), and the balance consists of Fe and unavoidable impurities. Austenitic stainless steel with excellent weld hot cracking resistance and high temperature salt corrosion resistance. P ≦ P f (1) -3 ≦ N f ≦ 0.5 (2) If ≦ 10 (10)・ ・ (3) where, Pf = 0.02-0.005N f N f = 30 (C + N) + 0.5Mn + Ni + 8.2-1.1 (1.5Si + Cr + Mo) I f = 497-462 (C + N) -20 (Cu + Ni) -13.7Cr-8.1Mn-9.2Si-18.5M
o Element symbol: Content of each element (% by weight)
【請求項2】重量%で、C:0.004〜0.07%、
Si:2.5〜4.5%、Mn:0.05〜2%、C
r:14〜21%、Ni:9〜16%、N:0.005
〜0.1%、Ca、REMおよびMgのうちの1種また
は2種以上の合計:0.0002〜0.2%、Cu:0
〜1.5%未満、Nb:0〜0.25%、Mo:0〜2
%、B:0〜0.003%を含有し、不純物中のSが
0.01%以下、Pが0.026%未満であって、かつ
下記(1)式を満足し、さらにNf 値が下記式(2)お
よび成形指数If が下記式(3)式を満足し、残部がF
eおよび不可避的不純物からなることを特徴とする耐溶
接高温割れ性、耐高温塩害腐食性に優れたオーステナイ
ト系ステンレス鋼。 P≦Pf ・・・・・・・・・・・(1) −3≦Nf≦0.5 ・・・・・・・(2) If ≦10 ・・・・・・・・・・・(3) ここで、 Pf=0.02-0.005Nf Nf=30(C+N)+0.5Mn+Ni+8.2-1.1(1.5Si+Cr+Mo) If=497-462(C+N)-20(Cu+Ni)-13.7Cr-8.1Mn-9.2Si-18.5M
o 元素記号:各元素の含有率(重量%)
2. C: 0.004 to 0.07% by weight,
Si: 2.5 to 4.5%, Mn: 0.05 to 2%, C
r: 14 to 21%, Ni: 9 to 16%, N: 0.005
-0.1%, total of one or more of Ca, REM and Mg: 0.0002-0.2%, Cu: 0
Less than 1.5%, Nb: 0 to 0.25%, Mo: 0 to 2
% B: containing from 0 to 0.003% S in impurities than 0.01%, a P less than 0.026%, and satisfies the following formula (1), further N f value Satisfies the following equation (2) and the molding index If satisfies the following equation (3), and the remainder is F
Austenitic stainless steel having excellent resistance to hot cracking at high temperatures and high resistance to salt damage and corrosion, characterized by comprising e and unavoidable impurities. P ≦ P f (1) -3 ≦ N f ≦ 0.5 (2) If ≦ 10 (10)・ ・ (3) where, Pf = 0.02-0.005N f N f = 30 (C + N) + 0.5Mn + Ni + 8.2-1.1 (1.5Si + Cr + Mo) I f = 497-462 (C + N) -20 (Cu + Ni) -13.7Cr-8.1Mn-9.2Si-18.5M
o Element symbol: Content of each element (% by weight)
【請求項3】請求項1または2に記載のオーステナイト
系ステンレス鋼からなる自動車排気系部品。
3. A vehicle exhaust system component comprising the austenitic stainless steel according to claim 1.
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