JP2003342694A - Ferritic stainless steel excellent in spinning workability and used for diameter-enlarged member of gas exhaust system - Google Patents

Ferritic stainless steel excellent in spinning workability and used for diameter-enlarged member of gas exhaust system

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JP2003342694A
JP2003342694A JP2002148571A JP2002148571A JP2003342694A JP 2003342694 A JP2003342694 A JP 2003342694A JP 2002148571 A JP2002148571 A JP 2002148571A JP 2002148571 A JP2002148571 A JP 2002148571A JP 2003342694 A JP2003342694 A JP 2003342694A
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less
mass
ferritic stainless
stainless steel
exhaust system
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Inventor
Shuji Okada
修二 岡田
Yasushi Kato
康 加藤
Yoshihiro Ozaki
芳宏 尾崎
Takao Iguchi
貴朗 井口
Yukihiro Baba
幸裕 馬場
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JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide ferritic stainless steel which is used for a diameter-enlarged member of a gas exhaust system, is excellent in spinning workability, and undergoes a bread at the material end or at the raw-pipe welded section with a very low probability even when subjected to high-speed spinning. <P>SOLUTION: This ferritic stainless steel has a composition comprising 0.020 mass% or less C, 0.40 mass% or less Si, 0.80 mass% or less Mn, 0.040 mass% or less P, 0.010 mass% or less S, 10.0-19.0 mass% Cr, 0.6 mass% or less Ni, 0.10 mass% or less Al, 0.10-0.80 mass% Ti, and the balance being Fe and unavoidable impurities provided that inequalities (1): Ti≥15(C+N) and (2): Ni+30C +0.5Mn≤1.00 are satisfied. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、マフラーや触媒コ
ンバータのハウジング等の排気系膨径部材の素材として
好適なフェライト系ステンレス鋼に関し、特にそのスピ
ニング加工性の優れた鋼に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ferritic stainless steel suitable as a material for an exhaust system expansion member such as a muffler or a housing of a catalytic converter, and more particularly to a steel having excellent spinnability.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車の排気系部材には、従来から、加
工性と耐食性に優れたSUH 409Lや SUS429、SUS 436Lな
どのフェライト系ステンレス鋼が多用されている。例え
ば、自動車のエンジンから排出された排気ガスを処理す
る触媒コンバータのハウジングやマフラーがその一例で
ある。
2. Description of the Related Art Ferritic stainless steels such as SUH 409L, SUS429, and SUS 436L, which have excellent workability and corrosion resistance, have been widely used for automobile exhaust system members. For example, a housing or muffler of a catalytic converter that processes exhaust gas emitted from an engine of an automobile is one example.

【0003】上記したハウジングの一般的な形状を図1
に示す。同図に示したとおり、触媒コンバータのハウジ
ングは、触媒担体を収容する比較的大径の本体r1 とエ
キゾーストパイプに接続される比較的小径の接続部r3
を有し、さらに本体r1 から接続部r3 に向かって漸次
小径となるテーパ状のコーン部r2 とにより構成されて
いる。
The general shape of the housing described above is shown in FIG.
Shown in. As shown in the figure, the housing of the catalytic converter has a relatively large-diameter body r 1 for accommodating the catalyst carrier and a relatively small-diameter connecting portion r 3 connected to the exhaust pipe.
And a tapered cone portion r 2 having a gradually decreasing diameter from the main body r 1 toward the connecting portion r 3 .

【0004】このような触媒コンバータのハウジング
は、一般に、本体r1 とほぼ同じ径の素管をスピニング
加工により成形して製造される場合が多い。例えば、特
公平4−46647 号公報には、素管の一端を芯金上に固定
し、素管の外周に案内ロールを備えたローラーを複数個
対称的に配備して、しごき加工を行う方法が開示されて
いる。また、特開平10−24323 号公報には、素管を3つ
のローラーで把持し、ローラーの傾斜角を規定して、素
管を回転することにより、しごき加工を行う方法が開示
されている。
In many cases, the housing of such a catalytic converter is manufactured by forming a raw tube having substantially the same diameter as the main body r 1 by spinning. For example, Japanese Patent Publication No. 4-46647 discloses a method in which one end of a raw pipe is fixed on a core metal and a plurality of rollers equipped with guide rolls are symmetrically arranged on the outer periphery of the raw pipe to perform ironing. Is disclosed. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 10-24323 discloses a method of gripping a raw pipe with three rollers, defining an inclination angle of the rollers, and rotating the raw pipe to perform ironing.

【0005】このようなスピニング加工によってテーパ
を有する管材を成形する方法は、板材をプレスしてそれ
らを溶接にて接合して製造する方法に比べて、 1)材料の歩留りが良い、 2)一体成形が可能で溶接部の信頼性低下がない、 3)型が不要、 4)工数が少ない 等の利点があるが、一方で、プレスを利用する方法に比
べるとスピニング加工に比較的時間がかかるという、生
産能率の面で劣っていた。
The method of forming a pipe material having a taper by such a spinning process is as follows: 1) The material yield is good, and 2) Integral, as compared with the method in which plate materials are pressed and joined by welding. It has the advantages that it can be molded and does not reduce the reliability of the welded part, 3) no mold is required, and 4) there is a small number of man-hours. On the other hand, the spinning process takes a relatively long time compared to the method using a press. That is, it was inferior in terms of production efficiency.

【0006】この点、生産能率を向上させるための方法
として、例えば特開2000−33443 号公報には、素管と成
形工具をそれぞれ逆方向に回転させ、相対的な回転速度
を高めることによって、高速加工を行う方法が開示され
ている。しかしながら、上記の方法に従って加工速度を
高速化すると、図2(a), (b)に示すように、材料端部に
おける破断や素管溶接部Wからの破断の確率が高くなる
というところに問題を残していた。
In this respect, as a method for improving the production efficiency, for example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-33443, the material pipe and the forming tool are rotated in opposite directions to increase the relative rotation speed. A method of performing high speed processing is disclosed. However, if the processing speed is increased according to the above method, the probability of breakage at the material end and breakage from the raw pipe weld W increases as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). Was left.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を有利に解決するもので、スピニング加工を行う場合
に、材料端部での破断や素管溶接部での破断の確率が極
めて低く、たとえ加工速度を高速化した場合であっても
優れたスピニング加工性を発揮することができる、排気
系膨径部材用のフェライト系ステンレス鋼を提案するこ
とを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention advantageously solves the above problems, and in the case of performing a spinning process, the probability of breakage at the material end and breakage at the bare pipe weld is extremely low. An object of the present invention is to propose a ferritic stainless steel for an exhaust expansion member, which can exhibit excellent spinning workability even when the processing speed is increased.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】さて、発明者らは、スピ
ニング加工の際の材料端部における破断や素管溶接部か
らの破断の確率が、同一鋼種を素材として用いた場合で
あっても、コイル毎に異なることから、鋼中の成分およ
び鋼中の不純物成分がスピニング加工性に影響を及ぼし
ていると考え、これらの鋼中成分がスピニング加工性に
及ぼす影響について、綿密な調査、検討を行った。その
結果、鋼成分に関し、C,Si,Mn,P,S,NiおよびAl
含有量を規制すると共に、Tiを一定量添加することによ
って、スピニング加工における破断の確率が飛躍的に低
減されることの知見を得た。本発明は、上記の知見に立
脚するものである。
By the way, the inventors of the present invention have found that even if the same steel grade is used as the material, the probability of breakage at the material end during spinning and breakage from the raw pipe welded portion is high. Since it is different for each coil, it is considered that the components in the steel and the impurity components in the steel affect the spinnability, and a detailed investigation and examination of the effects of these in-steel components on the spinnability I went. As a result, regarding steel components, C, Si, Mn, P, S, Ni and Al
It was found that the probability of breakage during spinning can be dramatically reduced by controlling the content and adding a certain amount of Ti. The present invention is based on the above findings.

【0009】すなわち、本発明の要旨構成は次のとおり
である。 1.質量%で、 C:0.020 %以下、 Si:0.40%以下、 Mn:0.80%以下、 P:0.040 %以下、 S:0.010 %以下、 Cr:10.0〜19.0%、 Ni:0.6 %以下、 Al:0.10%以下および Ti:0.10〜0.80% を、次式(1), (2) Ti≧15(C+N) ---(1) Ni+30C+0.5Mn ≦1.00 ---(2) (ただし、式(1), (2)において、Ti, C, N, Niおよび
Mnはそれぞれ、各元素の含有量(質量%)を示す)の関
係を満足する範囲において含有し、残部はFeおよび不可
避的不純物の組成になることを特徴とするスピニング加
工性に優れた排気系膨径部材用のフェライト系ステンレ
ス鋼。
That is, the gist of the present invention is as follows. 1. Mass%: C: 0.020% or less, Si: 0.40% or less, Mn: 0.80% or less, P: 0.040% or less, S: 0.010% or less, Cr: 10.0 to 19.0%, Ni: 0.6% or less, Al: 0.10 % Or less and Ti: 0.10 to 0.80% by the following formula (1), (2) Ti ≧ 15 (C + N) --- (1) Ni + 30C + 0.5Mn ≦ 1.00 --- (2) (however, formula (1) , (2), Ti, C, N, Ni and
Mn is contained in a range satisfying the relationship of the content (mass%) of each element), and the balance is Fe and inevitable impurities composition. Ferritic stainless steel for bulging members.

【0010】2.上記1において、S含有量が、質量%
で 0.005%以下であることを特徴とするスピニング加工
性に優れた排気系膨径部材用のフェライト系ステンレス
鋼。
2. In the above 1, S content is mass%
Is less than 0.005%, and is a ferritic stainless steel with excellent spinnability for exhaust system expansion members.

【0011】3.上記1または2において、鋼が、質量
%でさらに、 V:0.01〜0.5 %および W:0.001 〜0.05% のうちから選んだ1種または2種を含有する組成になる
ことを特徴とするスピニング加工性に優れた排気系膨径
部材用のフェライト系ステンレス鋼。
3. In 1 or 2 above, the steel has a composition which, in mass%, further contains one or two selected from V: 0.01 to 0.5% and W: 0.001 to 0.05%. Ferritic stainless steel with excellent properties for exhaust system expansion members.

【0012】4.上記1〜3のいずれかにおいて、鋼
が、質量%でさらに Cu:3.0 %以下および Mo:3.0 %以下 のうちから選んだ1種または2種を含有する組成になる
ことを特徴とするスピニング加工性に優れた排気系膨径
部材用のフェライト系ステンレス鋼。
4. In any one of 1 to 3 above, a spinning process characterized in that the steel has a composition containing, in mass%, one or two selected from Cu: 3.0% or less and Mo: 3.0% or less. Ferritic stainless steel with excellent properties for exhaust system expansion members.

【0013】5.上記1〜4のいずれかにおいて、鋼
が、質量%でさらに B:0.0002〜0.0030% を含有する組成になることを特徴とするスピニング加工
性に優れた排気系膨径部材用のフェライト系ステンレス
鋼。
5. In any one of the above 1 to 4, the steel has a composition that further contains B: 0.0002 to 0.0030% by mass%, and is a ferritic stainless steel for an exhaust system expanding member having excellent spinning workability, characterized in that .

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。まず、本発明において鋼の成分組成を上記の範囲に
限定した理由について説明する。なお、成分に関する
「%」表示は特に断らない限り質量%を意味するものと
する。 C:0.020 %以下 Cは、靱性を低下させるだけでなく、自動車の排気系部
材に適用する場合に重要な特性である耐酸化性を低下さ
せるので、含有量は低い程望ましい。そこで、本発明で
は、C量は 0.020%以下に限定した。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be specifically described below. First, the reason why the composition of the steel in the present invention is limited to the above range will be described. In addition, unless otherwise indicated, "%" display regarding components means mass%. C: 0.020% or less C lowers not only the toughness but also the oxidation resistance, which is an important characteristic when applied to automobile exhaust system members, so a lower content is desirable. Therefore, in the present invention, the amount of C is limited to 0.020% or less.

【0015】Si:0.40%以下 Siは、本発明における重要な元素である。すなわち、Si
は、スピニング加工性および靱性を低下させので、これ
らの面からは含有量を低減する方が望ましいが、一方で
耐酸化性を高める働きがある。従って、本発明では、Si
は0.40%以下で含有させるものとした。より好ましくは
0.30%以下である。
Si: 0.40% or less Si is an important element in the present invention. That is, Si
Reduces the spinnability and toughness, so it is desirable to reduce the content from these aspects, but on the other hand, it has the function of increasing the oxidation resistance. Therefore, in the present invention, Si
Was 0.40% or less. More preferably
It is 0.30% or less.

【0016】 Mn:0.80%以下Mnは、強度の向上に有効な元素である
が、多量に含有させると靱性を低下させるので、0.80%
以下に限定した。
Mn: 0.80% or less Mn is an element effective for improving strength, but if added in a large amount, it decreases toughness, so 0.80%
Limited to:

【0017】P:0.040 %以下 Pも、強度を高めるのに有効な元素であるが、多量に含
有させると靱性を低下させるので、0.040 %以下に限定
した。
P: 0.040% or less P is also an element effective for increasing the strength, but if it is contained in a large amount, it lowers the toughness, so it is limited to 0.040% or less.

【0018】S:0.010 %以下 Sは、本発明における重要な元素である。すなわち、S
は、Ti等と析出物や介在物を形成し、これらがスピニン
グ加工時における破断の起点となる。特に、素管を電縫
溶接で形成した場合には、メタルフローにより板厚中央
に偏析していた析出物や介在物が管の表面に露出し、破
断の起点となり易くなる。そこで、本発明では、S量は
0.010%以下に限定した。より好ましくは 0.005%以下
である。
S: 0.010% or less S is an important element in the present invention. That is, S
Forms precipitates and inclusions with Ti and the like, and these become the starting points of fracture during spinning. In particular, when the raw pipe is formed by electric resistance welding, the precipitates and inclusions segregated in the center of the plate thickness due to the metal flow are exposed on the surface of the pipe, which easily becomes a starting point of fracture. Therefore, in the present invention, the S amount is
Limited to 0.010% or less. It is more preferably 0.005% or less.

【0019】Cr:10.0〜19.0% Crは、耐熱鋼として不可欠の元素であり、含有量が10.0
%に満たないと十分な耐酸化性が得られず、一方19.0%
を超えると靱性が低下するので、Crは10.0〜19.0%の範
囲で含有させるものとした。
Cr: 10.0 to 19.0% Cr is an essential element for heat-resistant steel, and its content is 10.0.
If it is less than%, sufficient oxidation resistance cannot be obtained, while 19.0%
If Cr exceeds 1.0, the toughness decreases, so Cr is contained in the range of 10.0 to 19.0%.

【0020】Ni:0.6 %以下 Niは、靱性の向上に有利に寄与するが、含有量が 0.6%
を超えると耐酸化性の劣化を招くので、Niは 0.6%以下
に限定した。
Ni: 0.6% or less Ni contributes to the improvement of toughness, but its content is 0.6%.
If it exceeds 0.1%, the oxidation resistance is deteriorated, so Ni is limited to 0.6% or less.

【0021】Al:0.10%以下 Alは、製鋼時の脱酸のために添加されるが、この目的の
ためには0.10%以下で十分であるので、Al量は0.10%以
下に限定した。
Al: 0.10% or less Al is added for deoxidation during steelmaking, but 0.10% or less is sufficient for this purpose, so the amount of Al was limited to 0.10% or less.

【0022】Ti:0.10〜0.80% Tiは、優先的に炭窒化物を形成して固溶CおよびNを低
減し、Crの炭窒化物の形成を抑制するので、延性、靱
性、溶接性および耐食性を高める上で有用な元素であ
る。しかしながら、含有量が0.10%に満たないとその添
加効果に乏しく、一方0.80%を超えると逆に靱性を劣化
させるので、Tiは0.10〜0.80%の範囲で含有させるもの
とした。
Ti: 0.10 to 0.80% Ti preferentially forms carbonitrides to reduce the solute C and N and suppresses the formation of Cr carbonitrides, so that ductility, toughness, weldability and It is a useful element for improving corrosion resistance. However, if the content is less than 0.10%, the effect of addition is poor, and if it exceeds 0.80%, the toughness is adversely deteriorated. Therefore, Ti is contained in the range of 0.10 to 0.80%.

【0023】以上、基本成分の適正組成範囲について説
明したが、本発明では各成分が上記の組成範囲を単に満
足しているだけでは不十分で、次式(1), (2)の関係も併
せて満足する必要がある。 Ti≧15(C+N) --- (1) Ni+30C+0.5Mn ≦1.00 --- (2) 上掲式(1) は、Tiによって固溶CおよびNを優先的に固
定するために必要な条件で、上掲式の関係を満足させる
ことによって、Crによる炭窒化物の形成を効果的に抑制
することができる。また上掲式(2) は、マルテンサイト
の生成を抑制するための条件で、上掲式の関係を満足さ
せることによって、スピニング加工性や靱性、溶接性、
耐食性に悪影響を及ぼすマルテンサイトの生成を効果的
に抑制することができる。
Although the proper composition range of the basic components has been described above, in the present invention, it is not sufficient that each component simply satisfies the above composition range, and the relations of the following formulas (1) and (2) are also satisfied. It is necessary to be satisfied at the same time. Ti ≧ 15 (C + N) --- (1) Ni + 30C + 0.5Mn ≦ 1.00 --- (2) The above formula (1) is a condition necessary for preferentially fixing solid solution C and N by Ti. By satisfying the relationship of the above formula, formation of carbonitrides by Cr can be effectively suppressed. The above formula (2) is a condition for suppressing the formation of martensite, and by satisfying the relation of the above formula, spinning workability, toughness, weldability,
It is possible to effectively suppress the formation of martensite, which adversely affects the corrosion resistance.

【0024】以上、基本成分について説明したが、本発
明ではその他にも、以下に述べる元素を適宜含有させる
ことができる。 V:0.01〜0.5 %および/またはW:0.001 〜0.05% VおよびWはいずれも、溶接熱影響部の溶接割れ感受性
を改善するのに有用な元素であるが、それぞれ含有量が
下限に満たないとその添加効果に乏しく、一方上限を超
えると母材および溶接熱影響部の靱性の低下を招くの
で、それぞれ上記の範囲で含有させるものとした。より
好ましい範囲は、V:0.05〜0.3 mass%、W:0.005 〜
0.03mass%である。
Although the basic components have been described above, other elements described below can be appropriately contained in the present invention. V: 0.01 to 0.5% and / or W: 0.001 to 0.05% V and W are both elements useful for improving the weld crack susceptibility of the heat affected zone, but their respective contents are less than the lower limits. And the effect of addition thereof is poor, while if it exceeds the upper limit, the toughness of the base material and the weld heat affected zone will be deteriorated, so the respective contents were made to fall within the above ranges. A more preferable range is V: 0.05 to 0.3 mass%, W: 0.005 to
It is 0.03 mass%.

【0025】Cu:3.0 %以下 Cuは、耐食性を向上させる元素であり、高い耐食性を必
要とする場合に添加することが有効である。しかしなが
ら、3.0 %を超えて添加すると、熱間圧延等における熱
間割れのおそれが生じるため、Cuは 3.0%以下で含有さ
せるものとした。なお、より好ましくは効果が顕著とな
る 0.1%を下限とし、1.0 %以下で含有させることが望
ましい。
Cu: 3.0% or less Cu is an element that improves the corrosion resistance, and it is effective to add it when high corrosion resistance is required. However, if added in excess of 3.0%, there is a risk of hot cracking in hot rolling, etc. Therefore, Cu was included in 3.0% or less. Further, more preferably, the lower limit is 0.1% at which the effect is remarkable, and it is desirable that the content be 1.0% or less.

【0026】Mo:3.0 %以下 Moも、Cu同様、耐食性の改善に有効な元素である。しか
しながら、3.0 %を超えて添加すると、スピニング加工
性が低下するだけでなく、オーステナイト相の安定性が
低下し、特に溶接熱影響部のじん性が低下する。このた
め、Moは 3.0%以下で含有させるものとした。なお、ス
ピニング加工性と耐食性の両立という観点からは 0.1〜
1.0 %の範囲が好適である。
Mo: 3.0% or Less Like Cu, Mo is also an element effective for improving the corrosion resistance. However, if added in excess of 3.0%, not only the spinnability deteriorates, but also the stability of the austenite phase deteriorates, especially the toughness of the weld heat affected zone decreases. Therefore, Mo should be contained at 3.0% or less. From the viewpoint of achieving both spinnability and corrosion resistance, 0.1-
A range of 1.0% is preferred.

【0027】B:0.0002〜0.0030% Bは、焼入れ性の向上を通じて特に溶接熱影響部のじん
性改善に効果がある。しかしながら、含有量が0.0002%
未満ではその効果に乏しく、一方0.0030%を超える添加
では、硬化が大きくなり、母材、溶接熱影響部とも、じ
ん性および加工性が損なわれる。このため、Bは0.0002
〜0.0030%の範囲で含有させるものとした。なお、より
好ましくは0.0005〜0.0010%の範囲である。
B: 0.0002 to 0.0030% B is particularly effective in improving the toughness of the weld heat affected zone through improving the hardenability. However, the content is 0.0002%
If it is less than 0.003%, the effect is poor. On the other hand, if it exceeds 0.0030%, the hardening becomes large, and the toughness and workability of both the base metal and the weld heat affected zone are impaired. Therefore, B is 0.0002
It was made to contain in the range of -0.0030%. The range is more preferably 0.0005 to 0.0010%.

【0028】次に、本発明鋼の好適製造方法について説
明する。上記した好適成分組成の溶鋼を、転炉、電気
炉、真空溶解炉等の公知の方法で溶製し、連続鋳造法あ
るいは造塊−分塊法により鋼素材(スラブ)とする。こ
の鋼素材を、その後加熱するか、あるいは加熱すること
なく直接、熱間圧延して熱延板とする。熱延板には、通
常、熱延板焼鈍が施されるが、用途によっては熱延板焼
鈍を省略してもよい。ついで、酸洗後、冷間圧延により
冷延板としたのち、再結晶焼鈍を施して、製品とする。
Next, a preferred method for producing the steel of the present invention will be described. Molten steel having the above-described suitable component composition is melted by a known method such as a converter, an electric furnace, and a vacuum melting furnace, and is made into a steel material (slab) by a continuous casting method or an ingot-casting method. This steel material is then heated or directly hot-rolled without heating to form a hot-rolled sheet. The hot-rolled sheet is usually annealed, but the hot-rolled sheet may be omitted depending on the application. Then, after pickling, a cold rolled sheet is obtained by cold rolling, and then recrystallization annealing is performed to obtain a product.

【0029】[0029]

【実施例】以下、実施例に基づいて、本発明をさらに詳
しく説明する。表1に示す成分組成になる鋼を、小型真
空溶解炉で溶製し、100 kgの鋼塊とした。これらの鋼塊
を、1050〜1250℃に加熱後、仕上げ温度:750 〜950
℃、巻取り温度:650 〜850 ℃の条件で熱間圧延を施し
て 3.0mm厚の熱延板とした。ついで、これらの熱延板の
一部に対しては 800〜1000℃の熱延板焼鈍を施したの
ち、酸洗してから、冷間圧延により板厚:1.2 mmの冷延
板とした。上記のようにして得られた各鋼板から、試験
片を採取し、スピニング加工性を次の試験方法に基づい
て評価した。
The present invention will be described in more detail based on the following examples. Steel having the composition shown in Table 1 was melted in a small vacuum melting furnace to make a 100 kg steel ingot. After heating these steel ingots to 1050-1250 ℃, finishing temperature: 750-950
Hot rolling was performed under conditions of ℃ and coiling temperature: 650 to 850 ℃ to make a hot rolled sheet with a thickness of 3.0 mm. Then, some of these hot-rolled sheets were annealed at 800 to 1000 ° C., pickled, and then cold-rolled to obtain cold-rolled sheets with a plate thickness of 1.2 mm. Test pieces were taken from each of the steel sheets obtained as described above, and the spinnability was evaluated based on the following test method.

【0030】<スピニング加工性>試験片を、高周波溶
接により、1.2 mmt×120 mmφ×500 mmLの電縫管とし
た。これらの電縫管に対し、図3および図4に示すスピ
ニング加工装置を用いて、回転速度:500 rpm または10
00 rpm、絞り込み量:2mm/回、成形ロールの相対平行
移動速度:8000mm/minの条件で、図1に示すような、絞
り部(図1のr3 部)径が60mmφ、長さが50mm、テーパ
部(図1のr2 部)の長さが60mmとなるようなスピニン
グ加工を施した。なお、締り込量みは、成形ロールが素
管に対して相対的に往復運動するとき、この1往復当た
りの成形ロール押し当て量の増大分を表す。
<Spinning workability> A test piece was formed into a 1.2 mm t x 120 mm φ x 500 mm L electric resistance welded tube by high frequency welding. For these ERW pipes, the spinning speed shown in FIGS. 3 and 4 was used to rotate at a rotation speed of 500 rpm or 10 rpm.
Under the conditions of 00 rpm, drawing amount: 2 mm / time, and relative parallel moving speed of forming roll: 8000 mm / min, the drawing part (r 3 part in FIG. 1) has a diameter of 60 mmφ and a length of 50 mm as shown in FIG. Spinning was performed such that the length of the tapered portion (r 2 portion in FIG. 1) was 60 mm. The tightening amount represents the amount of increase in the pressing amount of the forming roll per one reciprocation when the forming roll reciprocates relative to the raw pipe.

【0031】図3のスピニング加工装置は、素管1を把
持してその軸C−C回りに回転させる回転駆動手段と、
素管1に所定の形状を付与すべく成形ローラ4を移動さ
せる成形ローラ移動手段を備えている。回転駆動手段
は、スピンドル2に設けられた素管を把持するためのチ
ャック等の把持機構3と、スピンドル2を回転駆動する
ためのモータ(図示省略)とを備えてなるもので、素管
1を把持してその軸C−C回りに回転させる。成形ロー
ラ4の移動手段は、数値制御可能なサーボ機構(図示省
略)からなるもので、素管1を所望の形状に成形すべ
く、設定入力されたデータに基づいて成形ローラ4と素
管1とを相対的に軸C−C方向および径D方向に移動さ
せるよう構成されている。成形ローラ4は、図中Aの矢
印のように移動させられつつ素管1に押し当てられるこ
とによって、素管1は円錐部をもつ形状にスピニング絞
り加工される。
The spinning machine shown in FIG. 3 has a rotation driving means for gripping the raw tube 1 and rotating it about its axis CC.
Forming roller moving means for moving the forming roller 4 in order to give the base tube 1 a predetermined shape is provided. The rotary drive means comprises a gripping mechanism 3 such as a chuck provided on the spindle 2 for gripping the raw tube, and a motor (not shown) for rotationally driving the spindle 2. Is gripped and rotated about its axis C-C. The moving means of the forming roller 4 comprises a servo mechanism (not shown) capable of numerical control, and the forming roller 4 and the forming pipe 1 are formed on the basis of data set and input to form the forming pipe 1 into a desired shape. And are relatively moved in the axis C-C direction and the diameter D direction. The forming roller 4 is pressed against the base pipe 1 while being moved as shown by an arrow A in the figure, whereby the base pipe 1 is subjected to a spinning drawing process into a shape having a conical portion.

【0032】一方、図4のスピニング加工装置は、素管
1を固定把持すると共にその軸C−C方向に移動させる
平行移動手段と、素管1に所定の形状を付与すべく成形
ローラ4、4′、4″を備えた回転台5をその軸C−C
周りに回転させることによって成形ローラ群を公転さ
せ、かつ成形ローラ4、4′、4″を軸C−Cに直交す
るD方向に移動させる成形ローラ回転移動手段とを備え
ている。平行移動手段は、素管1を支持するための基台
6と、素管1を把持するためのチャック等の把持機構7
などからなり、かつ図示しない駆動手段によって移動テ
ーブル8に沿って軸C−C方向に平行移動することがで
きる。成形ローラ回転移動手段は、3本の成形ローラ
4、4′、4″を取り付けた回転台5と、これを一式軸
C−C周りに回転させるべく、モータケース9内に納め
られたモータと、さらに回転台5内に埋め込まれ、成形
ローラ4、4′、4″をそれぞれ軸C−Cに直交するD
方向に数値制御によって移動させる機構を備えている。
このタイプの場合、回転速度は、成形ロールの公転速度
を表す。
On the other hand, the spinning apparatus shown in FIG. 4 comprises a parallel moving means for fixing and holding the raw pipe 1 and moving it in the direction of the axis C-C, and a forming roller 4 for imparting a predetermined shape to the raw pipe 1. The rotary table 5 with 4'and 4 "is mounted on its axis CC.
It is provided with forming roller rotation moving means for revolving the forming rollers by revolving around and moving the forming rollers 4, 4 ', 4 "in the direction D perpendicular to the axis C-C. Is a base 6 for supporting the raw tube 1, and a holding mechanism 7 such as a chuck for holding the raw tube 1.
And the like, and can be translated in the direction of the axis C-C along the moving table 8 by a driving means (not shown). The forming roller rotation moving means includes a rotary table 5 to which three forming rollers 4, 4 ', 4 "are attached, and a motor housed in a motor case 9 for rotating the rotating table 5 around a set axis C-C. , Further embedded in the turntable 5 and forming rollers 4, 4 ′, 4 ″ each being orthogonal to the axis CC.
It is equipped with a mechanism to move in the direction by numerical control.
In the case of this type, the rotation speed represents the revolution speed of the forming roll.

【0033】ここに、スピニング加工性は、上述した加
工を 200本の電縫管に対して施し、加工割れ発生数が、
0本を◎、1〜2本を○、3〜9本を△、10本以上を
×として評価した。得られたスピニング加工性の試験結
果を表2,3に示す。
Here, the spinning workability is as follows. The above-mentioned processing is applied to 200 electric resistance welded pipes,
0 was evaluated as ⊚, 1 to 2 was evaluated as ○, 3 to 9 was evaluated as Δ, and 10 or more was evaluated as ×. Tables 2 and 3 show the test results of the obtained spinnability.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】[0035]

【表2】 [Table 2]

【0036】[0036]

【表3】 [Table 3]

【0037】表2,3に示したとおり、本発明に従い得
られた鋼板はいずれも、従来材に比べて極めて優れたス
ピニング加工性が得られている。
As shown in Tables 2 and 3, all the steel sheets obtained according to the present invention have extremely excellent spinning workability as compared with the conventional materials.

【0038】[0038]

【発明の効果】かくして、本発明によれば、スピニング
加工を施す場合に、材料端部における破断や素管溶接部
での破断を格段に低減することができ、特に加工速度を
高速化した場合であっても良好なスピニング加工性を得
ることができる。従って、本発明のフェライト系ステン
レス鋼を用いれば、排気系膨径部材用鋼材を有利に提供
することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to remarkably reduce the breakage at the end of the material and the breakage at the welded portion of the raw pipe when performing the spinning process, especially when the working speed is increased. Even if it is, good spinning workability can be obtained. Therefore, by using the ferritic stainless steel of the present invention, it is possible to advantageously provide a steel material for an exhaust system expanding member.

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

【図1】 触媒コンバータのハウジングの代表的な形状
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a typical shape of a housing of a catalytic converter.

【図2】 スピニング加工を行った場合に発生する材料
端部や素管溶接部における破断状態を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a fractured state at a material end portion or a raw pipe welded portion which occurs when a spinning process is performed.

【図3】 スピニング加工装置の第1形態を示す説明図
である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a first embodiment of a spinning processing device.

【図4】 スピニング加工装置の第2形態を示す説明図
である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a second embodiment of a spinning processing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 素管 2 スピンドル 3 把持機構 4,4′,4″ 成形ローラ 5 回転台 6 基台 7 把持機構 8 移動テーブル 9 モータケース r1 ハウジングの本体部 r2 ハウジングのコーン部 r3 ハウジングの接続部DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Elementary tube 2 Spindle 3 Gripping mechanism 4, 4 ', 4 "Forming roller 5 Rotating table 6 Base 7 Gripping mechanism 8 Moving table 9 Motor case r 1 Body part of housing r 2 Cone part of housing r 3 Connection part of housing

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾崎 芳宏 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 井口 貴朗 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 馬場 幸裕 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 Fターム(参考) 3G004 FA04 GA00 3G091 AA02 AB01 BA39 GB01Z   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yoshihiro Ozaki             1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Made in Kawasaki             Technical Research Institute of Iron Co., Ltd. (72) Inventor Takaro Iguchi             1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Made in Kawasaki             Technical Research Institute of Iron Co., Ltd. (72) Inventor Yukihiro Baba             1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Made in Kawasaki             Chiba Steel Works, Ltd. F-term (reference) 3G004 FA04 GA00                 3G091 AA02 AB01 BA39 GB01Z

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 質量%で、 C:0.020 %以下、 Si:0.40%以下、 Mn:0.80%以下、 P:0.040 %以下、 S:0.010 %以下、 Cr:10.0〜19.0%、 Ni:0.6 %以下、 Al:0.10%以下および Ti:0.10〜0.80% を、次式(1), (2) Ti≧15(C+N) --- (1) Ni+30C+0.5Mn ≦1.00 --- (2) (ただし、式(1), (2)において、Ti, C, N, Niおよび
Mnはそれぞれ、各元素の含有量(質量%)を示す)の関
係を満足する範囲において含有し、残部はFeおよび不可
避的不純物の組成になることを特徴とするスピニング加
工性に優れた排気系膨径部材用のフェライト系ステンレ
ス鋼。
1. In mass%, C: 0.020% or less, Si: 0.40% or less, Mn: 0.80% or less, P: 0.040% or less, S: 0.010% or less, Cr: 10.0 to 19.0%, Ni: 0.6% Below, Al: 0.10% or less and Ti: 0.10 to 0.80% are calculated by the following formulas (1), (2) Ti ≧ 15 (C + N) --- (1) Ni + 30C + 0.5Mn ≦ 1.00 --- (2) (However, , In formulas (1) and (2), Ti, C, N, Ni and
Mn is contained in a range satisfying the relationship of the content (mass%) of each element), and the balance is Fe and inevitable impurities composition. Ferritic stainless steel for bulging members.
【請求項2】 請求項1において、S含有量が、質量%
で 0.005%以下であることを特徴とするスピニング加工
性に優れた排気系膨径部材用のフェライト系ステンレス
鋼。
2. The S content according to claim 1, wherein the S content is% by mass.
Is less than 0.005%, and is a ferritic stainless steel with excellent spinnability for exhaust system expansion members.
【請求項3】 請求項1または2において、鋼が、質量
%でさらに、 V:0.01〜0.5 %および W:0.001 〜0.05% のうちから選んだ1種または2種を含有する組成になる
ことを特徴とするスピニング加工性に優れた排気系膨径
部材用のフェライト系ステンレス鋼。
3. The composition according to claim 1 or 2, wherein the steel further contains, in mass%, one or two selected from V: 0.01 to 0.5% and W: 0.001 to 0.05%. A ferritic stainless steel with excellent spinnability for exhaust system swelling members.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかにおいて、鋼
が、質量%でさらに Cu:3.0 %以下および Mo:3.0 %以下 のうちから選んだ1種または2種を含有する組成になる
ことを特徴とするスピニング加工性に優れた排気系膨径
部材用のフェライト系ステンレス鋼。
4. The composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the steel further contains, in mass%, one or two selected from Cu: 3.0% or less and Mo: 3.0% or less. A ferritic stainless steel with excellent spinnability for exhaust system swelling members.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかにおいて、鋼
が、質量%でさらに B:0.0002〜0.0030% を含有する組成になることを特徴とするスピニング加工
性に優れた排気系膨径部材用のフェライト系ステンレス
鋼。
5. The exhaust system expanding member excellent in spinning workability according to any one of claims 1 to 4, wherein the steel has a composition further containing B: 0.0002 to 0.0030% in mass%. Ferritic stainless steel for use.
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