JP2014194058A - 排ガスの冷却性能に優れたフェライト系ステンレス鋼材および製造方法 - Google Patents
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Abstract
熱伝熱体の耐熱性および加工性、溶接性を確保し、エキゾーストマニホールドの集合部の材料温度および排ガス温度を降下させ、エキゾーストマニホールドの熱疲労破壊を抑制できるとともに、コンバーター入側の温度を下げることによって触媒劣化の抑制に寄与することが可能な排ガスの冷却性能に優れたフェライト系ステンレス鋼材および製造方法を提供する
【解決手段】
質量%で、C:0.03%以下、Si:2%以下、Mn:2.0%以下、Cr:10〜30%、N:0.03%以下を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなるフェライト系ステンレス鋼材で、表面から100μmまでのAl濃度が質量%で2.5以上、10.0%未満である600℃以上のエンジン燃焼ガスの冷却性能に優れた自動車排ガス経路部材用フェライト系ステンレス鋼材。
【選択図】 なし
Description
請求項2に記載された600℃以上のエンジン燃焼ガスの冷却性能に優れた自動車排ガス経路部材用フェライト系ステンレス鋼材は、請求項1に記載のフェライト系ステンレス鋼材において、重量%で、Ti:0.8%以下、Nb:0.8%以下、Zr:0.8%以下、V:0.2以下の1または2以上を満たすものである。
請求項3に記載された600℃以上のエンジン燃焼ガスの冷却性能に優れた自動車排ガス経路部材用フェライト系ステンレス鋼材は、請求項1および請求項2に記載のフェライト系ステンレス鋼材において、重量%で、Mo:3%以下、W:3%以下、Cu:3%以下の1または2以上を満たすものである。
請求項7に記載された自動車用排気ガス経路部材は、部材構造がエキゾーストマニホールドにおいてエンジンからの排気ガスが流れるマニホールド本体の少なくとも上流側に位置し、前記エンジンからの排気ガスの熱をマニホールド本体に伝熱するマニホールド用熱伝達体であって、請求項6に記載の抜熱性に優れた自動車排気ガス経路部材である。
本発明はこのような知見に基づいて完成したものである。
CおよびNは、一般的にクリープ強度等の高温強度向上に有効な元素とされているが、過剰に含有すると高温酸化特性、加工性、低温靭性、溶接性が低下する。本発明では、C,Nとも0.03質量%以下に制限する。
Mnは、高温酸化特性、特に耐スケール剥離性を改善するが、過剰の添加は加工性、溶接性を阻害する。またMnはオーステナイト安定化元素であるため、多量に添加するとマルテンサイト相が生成し易くなり、熱疲労特性、加工性の低下要因となる。このため、本発明では、Mn含有量は2.0質量%以下に制限する。
T(logt + 20)≧25100 ・・・(1)
ここで、T:温度(K)、t:時間(h)を意味する。
上記式の左辺は、拡散に寄与する温度と時間を関連づけたパラメーターであり、上記式はAlめっきを施した後、拡散処理し、表面のAl濃度を上述の範囲に調整するための規定である。(1)式の値が25100を下回る場合、表面にAl合金層が形成され、拡散処理後の冷却時にクラックが生じる。このようにして得られたフェライト系ステンレス鋼材に成形加工や溶接を施し、高温の排ガスに曝させる排ガス自動車排ガス経路部材を製造する。
Claims (7)
- 質量%で、C:0.03%以下、Si:2%以下、Mn:2.0%以下、Cr:10〜30%、N:0.03%以下を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなるフェライト系ステンレス鋼材で、表面から板厚方向に100μmまでのAl濃度が質量%で2.5以上、10.0%未満であることを特徴とする600℃以上のエンジン燃焼ガスの冷却性能に優れた自動車排ガス経路部材用フェライト系ステンレス鋼材。
- 重量%で、Ti:0.8%以下、Nb:0.8%以下、Zr:0.8%以下、V:0.2以下の1または2以上を満たす請求項1に記載の600℃以上のエンジン燃焼ガスの冷却性能に優れた自動車排ガス経路部材用フェライト系ステンレス鋼材。
- 重量%で、Mo:3%以下、W:3%以下、Cu:3%以下の1または2以上を満たす請求項1および請求項2に記載の600℃以上のエンジン燃焼ガスの冷却性能に優れた自動車排ガス経路部材用フェライト系ステンレス鋼材。
- 重量%で、REM、Y、Caの合計:
0.1%以下である請求項1〜3に記載の600℃以上のエンジン燃焼ガスの冷却性能に優れた自動車排ガス経路部材用フェライト系ステンレス鋼材。 - 請求項1〜4に記載した成分からなるフェライト系ステンレス鋼材(ただし、Alは表層を含め0.2%以下)にAlめっきを施し、T(logt+20)≧25100の条件(T:温度(K)、t:時間(h))の拡散処理を施し、表面から板厚方向に100μmまでのAl濃度が質量%で2.5以上、10.0%未満であることを特徴とする600℃以上のエンジン燃焼ガスの冷却性能に優れた自動車排ガス経路部材用フェライト系ステンレス鋼材の製造方法。
- 600℃以上の自動車排気ガスが接触する少なくとも1部分が請求項1〜5に記載した600℃以上のエンジン燃焼ガスの冷却性能に優れた自動車排ガス経路部材用フェライト系ステンレス鋼材で構成されることを特徴とする自動車用排気ガス経路部材。
- 部材構造がエキゾーストマニホールドにおいてエンジンからの排気ガスが流れるマニホールド本体の少なくとも上流側に位置し、前記エンジンからの排気ガスの熱をマニホールド本体に伝熱するマニホールド用熱伝達体であって、請求項6に記載の自動車排気ガス経路部材。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI613327B (zh) * | 2016-05-30 | 2018-02-01 | Jfe Steel Corp | 肥粒鐵系不銹鋼板 |
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