JP2018172735A - FERRITIC STAINLESS STEEL EXCELLENT IN BRAZABILITY AND CORROSION RESISTANCE, AND Ni BRAZED JOINT MEMBER - Google Patents

FERRITIC STAINLESS STEEL EXCELLENT IN BRAZABILITY AND CORROSION RESISTANCE, AND Ni BRAZED JOINT MEMBER Download PDF

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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ferritic stainless steel that can suitably be used as a member to be assembled by brazing joining such as a heat exchanger or the like, and is excellent in brazability, corrosion resistance, processability and toughness of Ni brazed joint portion, and to provide a Ni brazed joint member.SOLUTION: Provided is a ferritic stainless steel excellent in brazability and corrosion resistance characterized in having a chemical composition containing, by mass%, C: 0.020% or less, Si: 1.0 to 3.5%, Mn: 0.02 to 0.80%, Cr: 10.5 to less than 15.0%, Nb: 0.03 to 0.60%, Al: 0.050% or less, and N: 0.025% or less and the balance is composed of Fe and unavoidable impurities, and in which the pitting potential V'c100 in a 3.5 mass% NaCl aqueous solution at 30°C is 150 mV or more.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ろう付け接合により組み立てられる部材に使用されるろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼およびNiろう付け接合部材に関する。特に、NiろうおよびCuろうを用いてろう付け接合により組み立てられる部品を対象としており、自動車用としては、EGR(Exhaust Gas Recirculation)クーラ、オイルクーラ、排熱回収器およびフューエルデリバリ系の部品が挙げられる。また、給湯機分野においては、潜熱回収型ガス給湯機の二次熱交換器やCO2冷媒ヒートポンプ式給湯器(通称:エコキュート(登録商標))の熱交換器が挙げられる。 The present invention relates to a ferritic stainless steel and a Ni brazed joint member that are excellent in brazeability and corrosion resistance used for members assembled by brazing joint. In particular, it is intended for parts that are assembled by brazing joints using Ni brazing and Cu brazing. For automobiles, EGR (Exhaust Gas Recirculation) coolers, oil coolers, exhaust heat recovery devices, and fuel delivery parts are listed. It is done. In the field of water heaters, secondary heat exchangers for latent heat recovery type gas water heaters and heat exchangers for CO 2 refrigerant heat pump water heaters (commonly known as Ecocute (registered trademark)) can be mentioned.

近年、自動車分野においては、環境問題に対する意識の高まりから、排ガス規制がより強化されると共に、炭酸ガス排出抑制に向けた取り組みが進められている。また、バイオエタノールやバイオディーゼル燃料といった燃料面からの取り組みに加え、より一層の軽量化や、EGR、DPF(Diesel Particulate Filter)、尿素SCR(Selective Catalytic Reduction)システムといった排ガス処理装置を設置するといった取り組みが実施されている。さらに、燃費向上を目的として、排気熱を熱回収する排熱回収器も搭載されはじめている。   In recent years, in the automotive field, exhaust gas regulations have been further strengthened due to increasing awareness of environmental issues, and efforts are being made to reduce carbon dioxide emissions. In addition to efforts from the fuel side such as bioethanol and biodiesel fuel, efforts to further reduce weight and install exhaust gas treatment equipment such as EGR, DPF (Diesel Particulate Filter), and urea SCR (Selective Catalytic Reduction) system Has been implemented. Furthermore, for the purpose of improving fuel efficiency, exhaust heat recovery devices that recover exhaust heat are beginning to be installed.

このなかで、EGRクーラは、エンジンの排ガスをエンジン冷却水を用いて冷却した後、吸気側に戻して再燃焼させることで燃焼温度を下げ、有毒ガスであるNOxを低減させることを目的としている。また、排熱回収器は、排ガスでエンジン冷却水を加熱してヒータやエンジンの暖機に活用するシステムであり、排気熱再循環システムとも呼ばれる。これにより、ハイブリッド車では、コールドスタートからエンジンストップまでの時間が短縮され、特に冬季において、燃費向上に寄与している。   Among these, the EGR cooler aims to reduce NOx, which is a toxic gas, by cooling the exhaust gas of the engine using engine cooling water and then returning it to the intake side to re-combust it to lower the combustion temperature. . The exhaust heat recovery unit is a system that heats engine cooling water with exhaust gas and uses it to warm up the heater and the engine, and is also called an exhaust heat recirculation system. As a result, in hybrid vehicles, the time from cold start to engine stop is shortened, which contributes to improved fuel consumption, especially in winter.

更に給湯機器分野においても環境対応型の機器の普及に応じて、熱交換器の適用が広がっている。ガス給湯器では、従来そのまま排気していた150〜200℃程度の高温排ガスからの潜熱を回収するために、ステンレス鋼製の二次熱交換器を追加した潜熱回収型ガス給湯器の普及が進んでいる。また電気温水器も従来はヒータを内蔵するタイプであったが、電気エネルギーを1/3以下に低減可能なCO2冷媒ヒートポンプ式給湯器;通称エコキュート(登録商標)への切換が進んでおり、ここにも熱交換器が使用されている。 Furthermore, in the field of hot water supply equipment, the application of heat exchangers has been expanded with the spread of environment-friendly equipment. In gas water heaters, in order to recover latent heat from high-temperature exhaust gas of about 150 to 200 ° C., which has been exhausted as it is, a latent heat recovery type gas water heater to which a secondary heat exchanger made of stainless steel is added has been widely used. It is out. In addition, the electric water heater has also been a type with a built-in heater in the past, but switching to a CO 2 refrigerant heat pump water heater that can reduce electric energy to 1/3 or less; commonly known as Ecocute (registered trademark), A heat exchanger is also used here.

このような熱交換器は、溶接接合により組み立てられる場合もあるが、熱交換部の構造は複雑なことからろう付け接合により組み立てられる場合が多い。したがって、ろう付け接合により組み立てられる熱交換部の材料には、良好なろう付け性が必要となる。   Although such a heat exchanger may be assembled by welding joining, since the structure of a heat exchange part is complicated, it is often assembled by brazing joining. Therefore, the material of the heat exchange part assembled by brazing joining needs to have good brazing properties.

また熱交換器には、熱効率が要求され良好な熱伝導性が必要であると共に、耐食性と加工性が要求される。耐食性の不足により部材が損傷することは熱交換器の機能を損なうことにつながると共に、加工性の不足は複雑な形状を有する熱交換器部材の製造に悪影響を及ぼす。   Further, the heat exchanger is required to have high thermal efficiency and good thermal conductivity, and is required to have corrosion resistance and workability. The damage to the member due to the lack of corrosion resistance leads to the deterioration of the function of the heat exchanger, and the lack of workability adversely affects the production of the heat exchanger member having a complicated shape.

熱交換器に用いられる材料は、その耐食性や強度を生かしてSUS304やSUS316Lといったオーステナイト系ステンレス鋼が用いられる場合が多いが、最近では熱膨張係数が小さく、安価なフェライト系ステンレス鋼の使用が増加しつつある。   As materials used for heat exchangers, austenitic stainless steels such as SUS304 and SUS316L are often used taking advantage of their corrosion resistance and strength, but recently, the use of inexpensive ferritic stainless steels with a low coefficient of thermal expansion is increasing. I am doing.

一方、ろう付け継手に関しても良好な耐食性が求められるが、この点においてNiろうはCuろうに比べ優れるため、耐食性が重要視される用途に好適である。加えて継手部には強度と靭性が求められるが、Cuろうに比べNiろうにより形成されたろう継手部は靭性に劣るという課題がある。   On the other hand, good corrosion resistance is also required for brazed joints. However, since Ni brazing is superior to Cu brazing in this respect, it is suitable for applications in which corrosion resistance is regarded as important. In addition, the joint portion is required to have strength and toughness, but the brazed joint portion formed by Ni brazing has a problem that it is inferior in toughness compared to Cu brazing.

特許文献1には、ステンレス鋼材よりなる熱交換器部品の表面に、無電解メッキによりリン含有ニッケル合金を被覆した後、このリン含有ニッケル皮膜を高温真空中で溶融させてろう材として用いるろう付け工程が開示されている。用いるステンレス鋼の一例としてSUS304が開示されている。   In Patent Document 1, a surface of a heat exchanger component made of stainless steel is coated with a phosphorus-containing nickel alloy by electroless plating, and then this phosphorus-containing nickel film is melted in a high-temperature vacuum to be used as a brazing material. A process is disclosed. SUS304 is disclosed as an example of the stainless steel used.

オーステナイト系ステンレス鋼を用いたろう付け接合部材として、特許文献2には、エンジン排気ガス浄化装置の一部であって、排気ガス浄化触媒を担持した金属担体を収容する筒状構造体が開示されている。特許文献3には低圧燃料用コモンレールが開示されている。特許文献2、特許文献3いずれも、その鋼種は開示されていない。同様に、特許文献4にはEGRガス冷却装置の熱交換器用伝熱管が開示され、伝熱管の波形フィン構造体に使用されるオーステナイト系ステンレス鋼としてSUS304、SUS304L、SUS316、SUS316Lが開示されている。   As a brazed joint member using austenitic stainless steel, Patent Document 2 discloses a cylindrical structure that is a part of an engine exhaust gas purification device and houses a metal carrier carrying an exhaust gas purification catalyst. Yes. Patent Document 3 discloses a common rail for low-pressure fuel. Neither Patent Document 2 nor Patent Document 3 discloses the steel type. Similarly, Patent Document 4 discloses a heat exchanger tube for a heat exchanger of an EGR gas cooling device, and SUS304, SUS304L, SUS316, and SUS316L are disclosed as austenitic stainless steel used for the corrugated fin structure of the heat transfer tube. .

特許文献5には、C:0.080%以下、Si:1.2〜3.0%、Mn:0.4〜2.0%、P:0.03%以下、S:0.003%以下、Ni:6.0〜12.0%、Cr:16.0〜20.0%、Cu:0.2〜3.0%、Mo:0.1〜1.0%、Al:0.002〜0.10%、N:0.030〜0.150%、かつ1.6≦Cu×Si≦4.4と0.16≦2N+Mo≦1.0を満足する耐食性およびろう付け性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼が開示されている。   In Patent Document 5, C: 0.080% or less, Si: 1.2-3.0%, Mn: 0.4-2.0%, P: 0.03% or less, S: 0.003% Hereinafter, Ni: 6.0 to 12.0%, Cr: 16.0 to 20.0%, Cu: 0.2 to 3.0%, Mo: 0.1 to 1.0%, Al: 0.0. 002-0.10%, N: 0.030-0.150%, 1.6 ≦ Cu × Si ≦ 4.4 and 0.16 ≦ 2N + Mo ≦ 1.0 Austenitic stainless steel is disclosed.

特許文献6には、C:0.03%以下、Si:1%以下、Mn:1%以下、Cr:10.5〜13.5%、Mo:1.25%以下、Al:0.10%以下、N:0.050%以下と、Ti、Ta、Nbのうち1種以上を含有するろう付け性の良いフェライト系ステンレス鋼が開示されている。   In Patent Document 6, C: 0.03% or less, Si: 1% or less, Mn: 1% or less, Cr: 10.5 to 13.5%, Mo: 1.25% or less, Al: 0.10 % Or less, N: 0.050% or less, and a ferritic stainless steel having good brazeability containing at least one of Ti, Ta, and Nb is disclosed.

特許文献7には、C:0.03%以下、Si:0.02〜1.5%、Mn:0.02〜1.5%、Cr:10〜22%、Al:0.5%以下、N:0.05%以下、C+N:0.015%以上を含有し、さらにTi−3N≦0.03、10(Ti−3N)+Al≦0.5を満足するろう付け性に優れたフェライト系ステンレス鋼が開示されている。   In Patent Document 7, C: 0.03% or less, Si: 0.02-1.5%, Mn: 0.02-1.5%, Cr: 10-22%, Al: 0.5% or less , N: 0.05% or less, C + N: 0.015% or more, and further excellent ferrite brazing properties satisfying Ti-3N ≦ 0.03 and 10 (Ti-3N) + Al ≦ 0.5 Stainless steel is disclosed.

特許文献8には、NiろうやCuろう付けに供される熱交換器部材として好適なフェライト系ステンレス鋼として、C:0.03%以下、Si:3%以下、Mn:2%以下、P:0.005%以下、S:0.03%以下、Cr:11〜30%、Nb:0.15〜0.8%、N:0.03%以下を含有し、さらにNb−(C×92.9/12+N×92.9/14)≧0.10を満足するフェライト系ステンレス鋼が開示されている。   In Patent Document 8, as ferritic stainless steel suitable as a heat exchanger member used for Ni brazing and Cu brazing, C: 0.03% or less, Si: 3% or less, Mn: 2% or less, P : 0.005% or less, S: 0.03% or less, Cr: 11 to 30%, Nb: 0.15 to 0.8%, N: 0.03% or less, and Nb- (C × 92.9 / 12 + N × 92.9 / 14) Ferritic stainless steel satisfying ≧ 0.10 is disclosed.

特許文献9には、C:0.03%以下、Si:0.1超え〜3%、Mn:0.1〜2%、Cr:10〜35%、Nb:0.2〜0.8%、N:0.03%以下を含有し、冷間加工後の加熱によって生成した再結晶粒の面積率が10〜80%である部分再結晶組織を有するろう付け用フェライト系ステンレス鋼材が開示されている。   In Patent Document 9, C: 0.03% or less, Si: more than 0.1 to 3%, Mn: 0.1 to 2%, Cr: 10 to 35%, Nb: 0.2 to 0.8% , N: 0.03% or less, and disclosed is a ferritic stainless steel material for brazing having a partially recrystallized structure in which the area ratio of recrystallized grains generated by heating after cold working is 10 to 80% ing.

特許文献10には、C:0.001〜0.1%、Si:1.5超え〜4.0%、Mn:0.05〜4.0%、Cr:10.5〜30%、Ni:35%以下、Ti:0.002〜0.030%および/又はAl:0.002〜0.10%、N:0.001〜0.4%を含有し、Si/(Ti+Al)≧40を満足するろう付け性に優れるステンレス鋼が開示されている。   Patent Document 10 includes C: 0.001 to 0.1%, Si: more than 1.5 to 4.0%, Mn: 0.05 to 4.0%, Cr: 10.5 to 30%, Ni : 35% or less, Ti: 0.002 to 0.030% and / or Al: 0.002 to 0.10%, N: 0.001 to 0.4%, Si / (Ti + Al) ≧ 40 Stainless steel excellent in brazing property that satisfies the requirements is disclosed.

特許文献11には、粉末状Niろうに、Ni、Cr、Ni−Cr合金、ステンレス鋼のうち選ばれた金属粉末を1〜10%未満添加することで、ぬれ性が良好で、連続した脆化相が生じることなく、クラックの発生を防止することができるNiろう材が開示されている。   In Patent Document 11, by adding less than 1 to 10% of a metal powder selected from Ni, Cr, Ni—Cr alloy, and stainless steel to a powdered Ni solder, wettability is good and continuous brittleness is achieved. A Ni brazing material capable of preventing the occurrence of cracks without causing a chemical phase is disclosed.

特開2004−205059号公報JP 2004-205059 A 特開2004−100598号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-1000059 特開2005−171938号公報JP 2005-171938 A 特開2008−202846号公報JP 2008-202846 A 特開2012−207259号公報JP 2012-207259 A 特開昭57−60056号公報Japanese Patent Laid-Open No. 57-60056 特開2009−174046号公報JP 2009-174046 A 特開2009−299182号公報JP 2009-299182 A 特開2010−285683号公報JP 2010-285683 A 国際公開第2016/152854号International Publication No. 2016/152854 特開平11−114692号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-114692

熱交換器類に使用される材料が、オーステナイト系ステンレス鋼からフェライト系ステンレス鋼に切り替わるにつれ、フェライト系ステンレス鋼のろう付け性向上の要求が高まっている。ろう付け性について各種ステンレス鋼で比較すると、オーステナイト系ステンレス鋼に比較し、フェライト系ステンレス鋼のろう付け性は良好とはいえない。この点が、EGRクーラや排熱回収器等の熱交換器類へフェライト系を採用する際の問題の一つであった。また、こうした熱交換器類の普及に伴い部品の低価格化が指向されるようになり、安価でろう付け性に優れたフェライト系ステンレス鋼が求められている。さらに、ろう付け性のみならず、耐食性、加工性、Niろう付け継手部の靭性についても良好な特性を有するフェライト系ステンレス鋼が求められている。   As materials used for heat exchangers are switched from austenitic stainless steel to ferritic stainless steel, there is an increasing demand for improved brazing performance of ferritic stainless steel. When compared with various stainless steels for brazing, it can be said that the brazing of ferritic stainless steel is not as good as that of austenitic stainless steel. This was one of the problems when adopting a ferrite system for heat exchangers such as EGR coolers and exhaust heat recovery devices. In addition, with the widespread use of such heat exchangers, cost reduction of components has been directed, and there is a demand for ferritic stainless steel that is inexpensive and has excellent brazeability. Furthermore, ferritic stainless steel having good properties not only for brazing but also for corrosion resistance, workability, and toughness of Ni brazed joints is required.

本発明は、このような事情に鑑みて提案されたものであり、熱交換器等ろう付け接合により組み立てられる部材に好適に用いることができ、ろう付け性、耐食性、加工性およびNiろう付け継手部の靭性に優れたフェライト系ステンレス鋼およびNiろう付け接合部材を提供することを目的とする。   The present invention has been proposed in view of such circumstances, and can be suitably used for members assembled by brazing and joining such as heat exchangers, brazing, corrosion resistance, workability, and Ni brazed joints. An object of the present invention is to provide a ferritic stainless steel and a Ni brazed joint member excellent in toughness of the part.

上記課題を解決することを目的とした本発明の要旨は、以下のとおりである。
〔1〕質量%で、C:0.020%以下、Si:1.0超え〜3.5%、Mn:0.02〜0.80%、Cr:10.5〜15.0%未満、Nb:0.03〜0.60%、Al:0.050%以下、N:0.025%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる化学組成を有し、30℃の3.5質量%NaCl水溶液中における孔食電位V‘c100が150mV以上であることを特徴とするろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
〔2〕質量%でCr+1.8Siで16%以上を満足することを特徴とする〔1〕に記載のろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
〔3〕カチオン分率でCr≧11%、Si≧1%、Nb≧1%を満足する酸化皮膜を有することを特徴とする〔1〕に記載のろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
〔4〕更に、質量%で、Sn:0.001〜0.5%、Co:0.01〜0.5%、Bi:0.001〜0.01%、B:0.0002〜0.005%のうちいずれか1種又は2種以上からなる第1群、
Ni:0.1〜0.8%、Mo:0.1〜2%、W:0.1〜1%、V:0.05〜0.5%、Cu:0.1〜0.8%、Sb:0.001〜0.5%、Zr:0.001〜0.3%、Ga:0.0001〜0.01%、Ta:0.0001〜0.01%のうちいずれか1種又は2種以上からなる第2群、
Ca:0.0002〜0.005%、Mg:0.0002〜0.005%、REM:0.005〜0.1%のうちいずれか1種又は2種以上からなる第3群のうち、少なくともいずれかの群を含有することを特徴とする〔1〕から〔3〕のいずれか1つに記載のろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
〔5〕NiろうもしくはCuろうを用いてろう付け接合される、ろう付け接合部材用として用いることを特徴とする〔1〕から〔4〕のいずれか1つに記載のろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
〔6〕Niろう付けを行い、ろう付け温度から900℃までの冷却速度を20℃/分以下としたとき、隣接するNiろう付け部のNiリッチ相率が40%以上となることを特徴とする〔1〕から〔4〕のいずれか1つに記載のろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
〔7〕熱交換器用途であることを特徴とする〔1〕〜〔6〕のいずれか1つに記載のろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
〔8〕自動車部品であるEGRクーラ、排熱回収器あるいはフューエルデリバリ系の部品の用途であることを特徴とする〔1〕〜〔6〕のいずれか1つに記載のろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
〔9〕CO2冷媒ヒートポンプ式給湯器、潜熱回収型給湯器の二次熱交換器あるいはプレート型熱交換器の用途であることを特徴とする〔1〕〜〔6〕のいずれか1つに記載のろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
〔10〕〔1〕〜〔4〕のいずれか1つに記載のろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼をNiろう付けしたNiろう付け接合部材であって、隣接するNiろう付け部のNiリッチ相率が40%以上であることを特徴とするNiろう付け接合部材。
The gist of the present invention aimed at solving the above problems is as follows.
[1] By mass%, C: 0.020% or less, Si: more than 1.0 to 3.5%, Mn: 0.02 to 0.80%, Cr: 10.5 to less than 15.0%, 2. Nb: 0.03 to 0.60%, Al: 0.050% or less, N: 0.025% or less, with the balance being Fe and an unavoidable impurity, and a chemical composition of 30 ° C. A ferritic stainless steel excellent in brazing and corrosion resistance, characterized in that the pitting corrosion potential V′c100 in a 5 mass% NaCl aqueous solution is 150 mV or more.
[2] Ferritic stainless steel excellent in brazeability and corrosion resistance according to [1], characterized by satisfying 16% or more of Cr + 1.8Si by mass%.
[3] Ferritic stainless steel excellent in brazeability and corrosion resistance according to [1], characterized by having an oxide film satisfying Cr ≧ 11%, Si ≧ 1%, and Nb ≧ 1% in cation fraction steel.
[4] Further, by mass%, Sn: 0.001 to 0.5%, Co: 0.01 to 0.5%, Bi: 0.001 to 0.01%, B: 0.0002 to 0. 1st group consisting of any one or more of 005%,
Ni: 0.1-0.8%, Mo: 0.1-2%, W: 0.1-1%, V: 0.05-0.5%, Cu: 0.1-0.8% , Sb: 0.001 to 0.5%, Zr: 0.001 to 0.3%, Ga: 0.0001 to 0.01%, Ta: 0.0001 to 0.01% Or a second group consisting of two or more species,
Of the third group consisting of one or more of Ca: 0.0002-0.005%, Mg: 0.0002-0.005%, REM: 0.005-0.1%, The ferritic stainless steel having excellent brazeability and corrosion resistance according to any one of [1] to [3], comprising at least one of the groups.
[5] Brazing and corrosion resistance according to any one of [1] to [4], wherein the brazing joint member is brazed using Ni brazing or Cu brazing. Excellent ferritic stainless steel.
[6] Characteristically, when Ni brazing is performed and the cooling rate from the brazing temperature to 900 ° C. is 20 ° C./min or less, the Ni-rich phase ratio of the adjacent Ni brazing portion is 40% or more. The ferritic stainless steel excellent in brazeability and corrosion resistance according to any one of [1] to [4].
[7] The ferritic stainless steel having excellent brazeability and corrosion resistance according to any one of [1] to [6], which is used for a heat exchanger.
[8] Brazing and corrosion resistance according to any one of [1] to [6], characterized by being used for an EGR cooler, an exhaust heat recovery unit, or a fuel delivery system part that is an automobile part Excellent ferritic stainless steel.
[9] Any one of [1] to [6], characterized by being used as a CO 2 refrigerant heat pump type water heater, a secondary heat exchanger of a latent heat recovery type water heater, or a plate type heat exchanger. Ferritic stainless steel with excellent brazing and corrosion resistance.
[10] A Ni brazed joint member obtained by brazing the ferritic stainless steel excellent in brazing and corrosion resistance according to any one of [1] to [4], and adjacent Ni brazed portions Ni brazing joining member characterized by having a Ni-rich phase ratio of 40% or more.

本発明によればろう付け接合により組み立てられる部材用としてろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼を提供することができる。本発明のフェライト系ステンレス鋼は、自動車部品のなかではEGRクーラ、オイルクーラ、排熱回収器およびフューエルデリバリ系の部品等に、また給湯関係の熱交換器としては、ガスでは潜熱回収型給湯器の二次熱交換器に、電気ではエコキュート(登録商標)のプレート型熱交換器等、その他NiろうもしくはCuろうを用いてろう付け接合により組み立てられる部材に好適である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ferritic stainless steel excellent in brazing property and corrosion resistance can be provided for the members assembled by brazing joining. The ferritic stainless steel of the present invention is an EGR cooler, oil cooler, exhaust heat recovery device and fuel delivery system component among automotive parts, and as a heat exchanger related to hot water supply, a latent heat recovery type water heater is used for gas. In terms of electricity, it is suitable for other members that are assembled by brazing joint using Ni brazing or Cu brazing, such as an Ecocute (registered trademark) plate heat exchanger.

ろう付け部の評価方法について、ろう付け熱処理前を示す図であり、(A)はA−A矢視断面図、(B)は平面図である。It is a figure which shows before brazing heat processing about the evaluation method of a brazing part, (A) is AA arrow sectional drawing, (B) is a top view. ろう付け部の評価方法について、ろう付け熱処理後を示す図であり、(A)はA−A矢視断面図、(B)は平面図である。It is a figure which shows after brazing heat processing about the evaluation method of a brazing part, (A) is AA arrow sectional drawing, (B) is a top view.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明は、ろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼に関するものである。ろう付けとしては、NiろうもしくはCuろうを用いたろう付けを対象としており、950〜1200℃において真空中もしくは水素雰囲気中で行われる。このとき、ろう付けの雰囲気の制御や置換用としてアルゴンガスや窒素ガス等が併用される場合がある。ろうが母材にぬれてすきまを充填することにより接合されるのがろう付けである。ろう付け時に母材の表面に酸化皮膜が存在するとろうがぬれにくくなり、ろう付け性を阻害する。   The present invention relates to a ferritic stainless steel having excellent brazeability and corrosion resistance. The brazing is intended for brazing using Ni brazing or Cu brazing, and is performed at 950 to 1200 ° C. in a vacuum or in a hydrogen atmosphere. At this time, argon gas, nitrogen gas, or the like may be used in combination for controlling or replacing the brazing atmosphere. Brazing is a process in which the solder is joined to the base metal by filling the gap. If an oxide film is present on the surface of the base material during brazing, the brazing will be difficult to wet and the brazing property will be hindered.

ステンレス鋼の表面には、Crに富む(Fe、Cr)酸化皮膜(不動態皮膜)が形成されており、これにより優れた耐食性を発現している。ぬれ性を確保するにはこの酸化皮膜を除去する必要があり、酸化皮膜を還元するために真空度もしくは露点の低い条件でろう付けされる。具体的には、ろう付け温度において、少なくともCrとCr23とが平衡する真空度もしくは露点よりも低い条件にて実施される。したがって、酸化皮膜が還元されるろう付け雰囲気において、表面にろう付け性に有効な元素を濃化させることができれば、ろう付け性の向上が図れると考えた。その結果、比較的Cr含有量の低いフェライト系ステンレス鋼の場合には1.0%を超えるSiを含有させることが、ろう付け性に有効であることを知見した。鋼中のSi量を増加させるほどろう付け性は向上するが、3.5%を超えるSiを含有させてもその効果は飽和する。Siがろう付け性を向上させる理由については明らかになっていないが、Siにはフェライト系ステンレス鋼とろうとの界面張力を下げる効果があること、SiはNiろうおよびCuろうに固溶しやすい元素であることがろう付け性を向上させた一因と推定している。 On the surface of stainless steel, a Cr-rich (Fe, Cr) oxide film (passive film) is formed, thereby exhibiting excellent corrosion resistance. In order to ensure wettability, it is necessary to remove this oxide film. In order to reduce the oxide film, brazing is performed under conditions of a vacuum degree or a low dew point. Specifically, it is carried out under a condition lower than the degree of vacuum or the dew point at which at least Cr and Cr 2 O 3 equilibrate at the brazing temperature. Therefore, it was considered that the brazing property can be improved if an element effective for brazing can be concentrated on the surface in the brazing atmosphere in which the oxide film is reduced. As a result, it has been found that in the case of a ferritic stainless steel having a relatively low Cr content, it is effective for brazing to contain Si exceeding 1.0%. The brazing property is improved as the amount of Si in the steel is increased, but the effect is saturated even if Si exceeding 3.5% is contained. The reason why Si improves brazeability is not clarified, but Si has an effect of lowering the interfacial tension between ferritic stainless steel and brazing, and Si is an element that is easily dissolved in Ni brazing and Cu brazing. It is presumed that this is one of the reasons for improving brazing.

次に、耐食性について検討した。本発明で対象とする熱交換器類の外面側は塩害環境にさらされるが、少なくともSUS430LXレベルの塩害耐食性が必要と判断した。そこで、塩害耐食性の序列を簡易的に評価できる手法として孔食電位測定を採用し、Siの影響について検討した。30℃の3.5質量%NaCl水溶液中における孔食電位V‘c100においてSUS430LXレベルとするには飽和KClを内部溶液とするAg/AgClを参照電極に用いた時に150mV以上とした。望ましくは160mV以上、さらに望ましくは170mV以上である。測定はJIS G0577に準拠して行い、電流値が100μA/cmを超える最も貴な電位を孔食電位V‘c100と定義した。
ろう付け熱処理前の鋼素材において、1%を超えるSiを含有する場合には、Cr含有量の増加はもとよりSi含有量の増加によっても孔食電位が向上し、その効果はCrの約1.8倍あることを知見した。そのため、孔食電位150mV以上とするには、Cr+1.8Siで16%以上とすればこの値を満足できる。
Next, the corrosion resistance was examined. Although the outer surface side of the heat exchangers targeted in the present invention is exposed to a salt damage environment, it was judged that at least SUS430LX level salt corrosion resistance is necessary. Therefore, pitting potential measurement was adopted as a method for easily evaluating the order of salt corrosion resistance, and the influence of Si was examined. In order to obtain a SUS430LX level at a pitting corrosion potential V′c100 in a 3.5 mass% NaCl aqueous solution at 30 ° C., 150 mV or more was obtained when Ag / AgCl containing saturated KCl as an internal solution was used as a reference electrode. Desirably, it is 160 mV or more, and more desirably 170 mV or more. The measurement was performed according to JIS G0577, and the most noble potential with a current value exceeding 100 μA / cm 2 was defined as the pitting potential V′c100.
When the steel material before brazing heat treatment contains more than 1% of Si, the pitting corrosion potential is improved not only by the increase of Cr content but also by the increase of Si content. It was found that there were 8 times. Therefore, in order to set the pitting corrosion potential to 150 mV or more, this value can be satisfied by setting Cr + 1.8Si to 16% or more.

このようにSi含有量の増加によって孔食電位が向上した理由を検討するために、X線光電子分光法(XPS)により、ろう付け熱処理前の鋼の表面の不動態皮膜を分析した。表面にはSiの濃化した不動態皮膜が形成されており、不動態皮膜の保護性が向上した結果孔食電位が向上したと考えられた。   In order to examine the reason why the pitting potential was improved by increasing the Si content, the passive film on the surface of the steel before brazing heat treatment was analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). A passivated film enriched with Si was formed on the surface, and it was thought that the pitting potential was improved as a result of improving the protective property of the passivated film.

前記は素材の耐食性に関してであるが、実用上はろう付けされた状態で使用されるので、ろう付け熱処理後の耐食性も重要である。ろう付け熱処理前の鋼素材と、ろう付け熱処理後の鋼が、ともに、上記孔食電位を満足していると好ましいが、ろう付け熱処理前の素材、あるいは、ろう付け熱処理後の鋼のどちらかのみで孔食電位150mV以上を満足していればよい。
1130℃の窒素を含む50Paの真空雰囲気下で10分間熱処理を行い、前記と同様孔食電位で評価した。その結果、鋼材中のCrおよびSi量がCr+1.8Siで16%以上を満足すると、カチオン分率でCr≧11%、Si≧1%、Nb≧1%を満足する組成を有する酸化皮膜が表面に形成されるとともに、150mV以上、かつ素材と同等以上の孔食電位が得られた。ろう付け熱処理の雰囲気が100Pa以下であれば、後述の本発明〔1〕の成分を含有するとともに、Cr+1.8Si≧16%を満たすときに熱処理前の素材、および熱処理後の鋼の孔食電位を150mV以上とすることができる。ただし、鋼材中のCrおよびSi量がCr+1.8Siで16%未満であっても、ろう付け熱処理条件を工夫することによって、ろう付け熱処理後の鋼の孔食電位を150mV以上とすることができる。具体的には、ろう付け熱処理の雰囲気が100Pa以下であれば、カチオン分率でCr≧11%、Si≧1%、Nb≧1%を満足する組成を有する酸化皮膜が表面に形成され、所定の孔食電位とすることができる。
The above is related to the corrosion resistance of the material, but since it is used in a brazed state in practice, the corrosion resistance after brazing heat treatment is also important. It is preferable that both the steel material before brazing heat treatment and the steel after brazing heat treatment satisfy the above pitting potential, but either the material before brazing heat treatment or the steel after brazing heat treatment is used. It is sufficient that the pitting potential is 150 mV or more.
A heat treatment was performed for 10 minutes in a vacuum atmosphere of 50 Pa containing nitrogen at 1130 ° C., and the pitting corrosion potential was evaluated in the same manner as described above. As a result, when the amount of Cr and Si in the steel material satisfies Cr + 1.8Si of 16% or more, an oxide film having a composition satisfying a cation fraction of Cr ≧ 11%, Si ≧ 1%, Nb ≧ 1% is obtained. In addition, a pitting corrosion potential of 150 mV or higher and equal to or higher than that of the material was obtained. If the atmosphere of brazing heat treatment is 100 Pa or less, it contains the component of the present invention [1] described later, and when satisfying Cr + 1.8Si ≧ 16%, the material before heat treatment and the pitting potential of steel after heat treatment Can be set to 150 mV or more. However, even if the amount of Cr and Si in the steel material is Cr + 1.8Si and less than 16%, the pitting corrosion potential of the steel after brazing heat treatment can be made 150 mV or more by devising the brazing heat treatment conditions. . Specifically, if the atmosphere of brazing heat treatment is 100 Pa or less, an oxide film having a composition satisfying Cr ≧ 11%, Si ≧ 1%, and Nb ≧ 1% in the cation fraction is formed on the surface, Of pitting corrosion potential.

さらに、加工性のひとつの指標として常温伸びについて検討した。常温伸びだけで加工性を評価できるものではないが、常温伸びとして少なくとも25%は必要と判断した。Cr+4Siで26%以下とすることで常温伸び25%以上が得られたため、Cr+4Siで26%以下とするのが望ましい。   Furthermore, room temperature elongation was examined as one index of workability. Although workability cannot be evaluated only by room temperature elongation, it was judged that at least 25% was necessary as room temperature elongation. By setting Cr + 4Si to 26% or less, a room temperature elongation of 25% or more was obtained, so Cr + 4Si is preferably 26% or less.

最後に、ろう付け継手部の靭性について述べる。Niろうの場合、ろう付け時にまず母材との境界からNiリッチな初相(以下「Niリッチ相」という。)が晶出したのち、共晶反応によりNiリッチ相とCrリッチ相が晶出して共晶部を形成する。後者の共晶部が脆く破壊の起点になり、ろう付け時に亀裂が生じ、その結果として靭性を低下させやすい。また、ろう付け時に亀裂が生じると、亀裂部が腐食の起点となり耐食性を劣化させる要因となる。そのため、通常はろう付け接合されるすきま部の間隔を狭く制御することでろう付け部の体積を必要最小限として靭性を確保している。しかしながら部品の形状によってはすきま間隔を狭く制御することが難しい場合がある。そこで、発明者らは、初晶のNiリッチ相を増加させることでろう付け部のNiリッチ相率を増加させて、靭性を確保することを考えた。前記のように、SiはNiろうに固溶しやすい元素であるが、特にNiリッチ相に固溶しやすいことをろう付け部の分析結果から知見した。すなわち、母材中のSi含有量を本発明で規定する含有量とすることにより、ろう付け時に母材中のSiがNiろう中に拡散し固溶することでNiリッチ相を増加させて、継手部の靭性向上に寄与させるというものである。ろう付け時に亀裂が生じないような初晶のNiリッチ相率としては40%以上とするのが望ましく、45%以上あることがさらに望ましい。また、Niリッチ相中のSi量としては、0.7×(Niろう材のSi量)+0.5%以上あることが好ましく、0.7×(Niろう材のSi量)+1%以上あることがより好ましい。   Finally, the toughness of the brazed joint will be described. In the case of Ni brazing, a Ni-rich initial phase (hereinafter referred to as “Ni-rich phase”) is first crystallized from the boundary with the base material at the time of brazing, and then Ni-rich phase and Cr-rich phase are crystallized by eutectic reaction. To form a eutectic part. The latter eutectic part is brittle and becomes the starting point of fracture, cracking occurs during brazing, and as a result, the toughness tends to decrease. Further, when a crack occurs during brazing, the crack becomes a starting point of corrosion and becomes a factor of deteriorating corrosion resistance. For this reason, the toughness is ensured by minimizing the volume of the brazed portion by controlling the gap between the gap portions to be brazed normally. However, it may be difficult to control the clearance gap narrowly depending on the shape of the part. Therefore, the inventors considered increasing the Ni-rich phase of the brazing portion by increasing the Ni-rich phase of the primary crystal and ensuring toughness. As described above, Si is an element that is easily dissolved in Ni solder, but it has been found from the analysis result of the brazed portion that it is particularly easily dissolved in the Ni-rich phase. That is, by setting the Si content in the base material to the content specified in the present invention, Si in the base material diffuses and dissolves in the Ni brazing during brazing, thereby increasing the Ni-rich phase. It contributes to the improvement of the toughness of the joint. The Ni-rich phase ratio of the primary crystal that does not cause cracks during brazing is preferably 40% or more, and more preferably 45% or more. Further, the amount of Si in the Ni-rich phase is preferably 0.7 × (Si amount of Ni brazing material) + 0.5% or more, and 0.7 × (Si amount of Ni brazing material) + 1% or more. It is more preferable.

本発明は、以上の検討を考慮してなされたろう付け性に優れたフェライト系ステンレス鋼を提供するものであり、その要旨とするところは、請求の範囲に記載した通りの内容である。   The present invention provides a ferritic stainless steel excellent in brazeability made in consideration of the above examination, and the gist thereof is as described in the claims.

以下、ろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼の各組成を限定した理由について説明する。なお、以下の説明では、特に断らない限り、各成分の%は、質量%を表すものとする。   Hereinafter, the reason why each composition of the ferritic stainless steel excellent in brazing property and corrosion resistance is limited will be described. In the following description, unless otherwise specified,% of each component represents mass%.

(C:0.020%以下)
Cは、強度を確保するために有用な元素であるが、過剰の添加は耐粒界腐食性を低下させるため、Cの含有量を0.020%以下とする。好ましくは0.002%以上、0.018%以下である。
(C: 0.020% or less)
C is an element useful for ensuring strength, but excessive addition reduces intergranular corrosion resistance, so the C content is 0.020% or less. Preferably they are 0.002% or more and 0.018% or less.

(Si:1.0超え〜3.5%)
Siは、本発明において最も重要な元素であり、ろう付け性と耐食性を向上させる。耐酸化性にも効果があり、1.0%を超えて含有させることが必要である。好ましくは1.1%以上、より好ましくは1.2%以上である。しかしながら、過剰な添加は、ろう付け性への効果が飽和すると共に溶接性および加工性を低下させるため、Siの含有量を3.5%以下とする。好ましくは3.2%以下、より好ましくは2.9%以下である。
(Si: more than 1.0 to 3.5%)
Si is the most important element in the present invention, and improves brazeability and corrosion resistance. The oxidation resistance is also effective, and it is necessary to contain more than 1.0%. Preferably it is 1.1% or more, More preferably, it is 1.2% or more. However, excessive addition saturates the effect on brazeability and lowers weldability and workability, so the Si content is 3.5% or less. Preferably it is 3.2% or less, More preferably, it is 2.9% or less.

(Mn:0.02〜0.80%)
Mnは、脱酸元素として有用な元素であり、少なくとも0.02%以上含有させることが必要である。好ましくは、0.05%以上である。しかしながら、過剰に含有させると耐食性を劣化させるので、Mnの含有量を0.80%以下とする。好ましくは0.70%以下、より好ましくは0.60%以下である。
(Mn: 0.02 to 0.80%)
Mn is an element useful as a deoxidizing element, and it is necessary to contain at least 0.02% or more. Preferably, it is 0.05% or more. However, if it is excessively contained, the corrosion resistance is deteriorated, so the Mn content is made 0.80% or less. Preferably it is 0.70% or less, More preferably, it is 0.60% or less.

(Cr:10.5〜15.0%未満)
Crは、耐食性を確保する上で基本となる元素である。そのため、Crの含有量として少なくとも10.5%以上必要である。好ましくは11.0%以上、より好ましくは11.5%以上、さらに好ましくは12.5%以上である。Crの含有量を増加させるほど耐食性を向上させることができるが、加工性を低下させるため15.0%未満とした。好ましくは14.8%以下、より好ましくは14.5%以下である。
(Cr: 10.5 to less than 15.0%)
Cr is an element that is fundamental in securing corrosion resistance. Therefore, the Cr content is required to be at least 10.5%. Preferably it is 11.0% or more, More preferably, it is 11.5% or more, More preferably, it is 12.5% or more. Although the corrosion resistance can be improved as the Cr content is increased, the content is made less than 15.0% in order to reduce the workability. Preferably it is 14.8% or less, More preferably, it is 14.5% or less.

(Nb:0.03〜0.60%)
Nbは、CおよびNを固定し、溶接部の耐粒界腐食性を向上させる上と共に、高温強度を向上させるので、0.03%以上含有させる。Nb/C+Nで8以上含有させることが好ましく、Nb/C+Nで10以上含有させることがより好ましい。しかしながら、過剰の添加は、溶接性を低下させるため、Nbの含有量の上限を0.60%とした。好ましくは0.50%以下、より好ましくは0.45%以下である。
(Nb: 0.03-0.60%)
Nb fixes C and N, improves the intergranular corrosion resistance of the weld, and improves the high-temperature strength. Therefore, Nb is contained in an amount of 0.03% or more. Nb / C + N is preferably 8 or more, and Nb / C + N is preferably 10 or more. However, excessive addition reduces weldability, so the upper limit of the Nb content was 0.60%. Preferably it is 0.50% or less, More preferably, it is 0.45% or less.

(Al:0.050%以下)
Alは、脱酸効果等を有するので精練上有用な元素であるが、本発明で最も重要なろう付け性を劣化させるため、その含有量を0.050%以下に制限する必要がある。好ましくは0.002以上、0.03%以下、より好ましくは0.003%以上、0.015%以下である。
(Al: 0.050% or less)
Al is an element useful for scouring because it has a deoxidizing effect or the like, but its content needs to be limited to 0.050% or less in order to degrade the most important brazing property in the present invention. Preferably they are 0.002 or more and 0.03% or less, More preferably, they are 0.003% or more and 0.015% or less.

(N:0.025%以下)
Nは、強度および耐孔食性に有用な元素であるが、過剰の添加は、耐粒界腐食性を低下させるため、Nの含有量は0.025%以下とする。好ましくは0.002〜0.023%、より好ましくは0.003〜0.020%である。
(N: 0.025% or less)
N is an element useful for strength and pitting corrosion resistance. However, excessive addition reduces intergranular corrosion resistance, so the N content is 0.025% or less. Preferably it is 0.002-0.023%, More preferably, it is 0.003-0.020%.

さらに必要に応じて、以下の成分を含有すると好ましい。   Furthermore, it is preferable to contain the following components as required.

(Sn:0.001〜0.5%)
Snは、ろう付け性を向上させる上で、必要に応じて0.001%以上含有させることができる。Snの添加は耐食性向上にも有効である。より好ましくは0.01%以上、さらに好ましくは0.05%以上である。しかしながら、過剰の添加は製造性や靭性を低下させるので0.5%以下含有させるのが好ましい。より好ましくは0.3%以下、さらに好ましくは0.25%以下である。
(Sn: 0.001 to 0.5%)
Sn can be contained in an amount of 0.001% or more as required in order to improve brazing properties. The addition of Sn is also effective for improving the corrosion resistance. More preferably, it is 0.01% or more, More preferably, it is 0.05% or more. However, since excessive addition reduces manufacturability and toughness, it is preferable to contain 0.5% or less. More preferably, it is 0.3% or less, More preferably, it is 0.25% or less.

(Co:0.01〜0.5%)
Coは、ろう付け性を向上させる上で、必要に応じて0.01%以上含有させることができる。より好ましくは0.03%以上である。過剰の添加はコストアップにつながるため0.5%以下含有させるのが好ましい。より好ましくは0.4%以下である。
(Co: 0.01-0.5%)
Co can be contained in an amount of 0.01% or more as required in order to improve brazing properties. More preferably, it is 0.03% or more. Since excessive addition leads to cost increase, it is preferable to contain 0.5% or less. More preferably, it is 0.4% or less.

(Bi:0.001〜0.01%)
Biは、ろう付け性を向上させる上で、必要に応じて0.001%以上、含有させることができる。より好ましくは0.002%以上である。過剰の添加は製造性を低下させるので0.01%以下含有させるのが好ましい。より好ましくは0.008%以下である。
(Bi: 0.001 to 0.01%)
Bi can be contained in an amount of 0.001% or more as required in order to improve brazing properties. More preferably, it is 0.002% or more. Excessive addition lowers manufacturability, so 0.01% or less is preferable. More preferably, it is 0.008% or less.

(B:0.0002〜0.005%)
Bは、ろう付け性を向上させる上で、必要に応じて0.0002%以上含有させることができる。Bの添加は2次加工性の向上にも有効である。より好ましくは0.0004%以上である。しかしながら、過剰の添加は耐粒界腐食性を低下させるので0.005%以下含有させるのが好ましい。より好ましくは0.004%以下である。
(B: 0.0002 to 0.005%)
B can be contained in an amount of 0.0002% or more as required in order to improve brazing properties. The addition of B is also effective for improving secondary workability. More preferably, it is 0.0004% or more. However, excessive addition reduces intergranular corrosion resistance, so 0.005% or less is preferable. More preferably, it is 0.004% or less.

(Ni:0.1〜0.8%)
Niは、耐食性を向上させるうえで必要に応じて、0.1%以上、0.8%以下含有させることができる。過剰の添加はコストアップになる。好ましくは、0.2%以上、0.7%以下、より好ましくは0.25%以上、0.6%以下である。
(Ni: 0.1-0.8%)
Ni can be contained in an amount of 0.1% or more and 0.8% or less as necessary to improve the corrosion resistance. Excessive addition increases costs. Preferably, they are 0.2% or more and 0.7% or less, More preferably, they are 0.25% or more and 0.6% or less.

(Mo:0.1〜2%)
Moは、強度および耐食性を向上させる上で、必要に応じて0.1%以上、2%以下含有させることができる。過剰の添加はコストアップになる。好ましくは0.2%以上、1.5%以下、より好ましくは0.3%以上、0.9%以下である。
(Mo: 0.1 to 2%)
Mo can be contained in an amount of 0.1% or more and 2% or less as required in order to improve strength and corrosion resistance. Excessive addition increases costs. Preferably they are 0.2% or more and 1.5% or less, More preferably, they are 0.3% or more and 0.9% or less.

(W:0.1〜1%)
Wは、強度および耐食性を向上させる上で、必要に応じて0.1%以上、1%以下含有させることができる。過剰の添加はコストアップになる。好ましくは0.2%以上、0.9%以下である。
(W: 0.1 to 1%)
W can be contained in an amount of 0.1% or more and 1% or less as required in order to improve strength and corrosion resistance. Excessive addition increases costs. Preferably they are 0.2% or more and 0.9% or less.

(V:0.05〜0.5%)
Vは、耐食性を向上させる上で、必要に応じて0.05%以上含有させることができる。過剰の添加は、加工性を劣化させると共に、高価であるためコストアップにつながるので、0.5%以下含有させることが好ましい。
(V: 0.05-0.5%)
V can be contained in an amount of 0.05% or more as necessary to improve the corrosion resistance. Excessive addition deteriorates processability and is expensive, leading to an increase in cost. Therefore, it is preferable to contain 0.5% or less.

(Cu:0.1〜0.8%)
Cuは、耐食性を向上させる上で、必要に応じて0.1%以上含有させることができる。好ましくは0.2%以上、より好ましくは0.3%以上である。過剰の添加は、加工性を劣化させるので、0.8%以下含有させることが好ましい。好ましくは0.7%以下、より好ましくは0.6%以下である。
(Cu: 0.1-0.8%)
Cu can be contained in an amount of 0.1% or more as required in order to improve the corrosion resistance. Preferably it is 0.2% or more, More preferably, it is 0.3% or more. Since excessive addition degrades workability, it is preferable to contain 0.8% or less. Preferably it is 0.7% or less, More preferably, it is 0.6% or less.

(Sb:0.001〜0.5%)
Sbは、耐全面腐食性を向上させる元素であるため、0.001%以上を必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Sb含有量が0.5%を超えるとコストが増加する。そのため、Sb含有量は0.5%以下とする。Sb含有量は0.3%以下であるのが好ましい。上記の効果を安定して得るためには、Sb含有量は0.005%以上であるのが好ましく、0.01%以上であるのがより好ましい。
(Sb: 0.001 to 0.5%)
Since Sb is an element that improves the overall corrosion resistance, 0.001% or more may be contained as necessary. However, the cost increases when the Sb content exceeds 0.5%. Therefore, the Sb content is 0.5% or less. The Sb content is preferably 0.3% or less. In order to obtain the above effect stably, the Sb content is preferably 0.005% or more, and more preferably 0.01% or more.

(Zr:0.001〜0.3%)
Zrは、耐食性を向上させる元素であるため、0.001%以上を必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Zr含有量が0.3%を超えるとコストが増加する。そのため、Zr含有量は0.3%以下とする。Zr含有量は0.2%以下であるのが好ましい。上記の効果を安定して得るためには、Zr含有量は0.01%以上であるのが好ましく、0.02%以上であるのがより好ましい。
(Zr: 0.001 to 0.3%)
Since Zr is an element that improves the corrosion resistance, 0.001% or more may be contained as necessary. However, the cost increases when the Zr content exceeds 0.3%. Therefore, the Zr content is set to 0.3% or less. The Zr content is preferably 0.2% or less. In order to stably obtain the above effect, the Zr content is preferably 0.01% or more, and more preferably 0.02% or more.

(Ga:0.0001〜0.01%)
Gaは、耐食性および耐水素脆化性を向上させる元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ga含有量が0.01%を超えるとコストが増加する。そのため、Ga含有量は0.01%以下とする。Ga含有量は0.005%以下であるのが好ましい。上記の効果を安定して得るためには、Ga含有量は0.0001%以上であるのが好ましく、0.0005%以上であるのがより好ましい。
(Ga: 0.0001 to 0.01%)
Ga is an element that improves corrosion resistance and hydrogen embrittlement resistance, and may be contained as necessary. However, the cost increases when the Ga content exceeds 0.01%. Therefore, the Ga content is 0.01% or less. The Ga content is preferably 0.005% or less. In order to obtain the above effect stably, the Ga content is preferably 0.0001% or more, and more preferably 0.0005% or more.

(Ta:0.0001〜0.01%)
Taは、耐食性を向上させる元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ta含有量が0.01%を超えるとコストが増加する。そのため、Ta含有量は0.01%以下とする。Ta含有量は0.005%以下であるのが好ましい。上記の効果を安定して得るためには、Ta含有量は0.0001%以上であるのが好ましく、0.0005%以上であるのがより好ましい。
(Ta: 0.0001 to 0.01%)
Since Ta is an element that improves the corrosion resistance, it may be contained as necessary. However, when the Ta content exceeds 0.01%, the cost increases. Therefore, the Ta content is 0.01% or less. The Ta content is preferably 0.005% or less. In order to stably obtain the above effect, the Ta content is preferably 0.0001% or more, and more preferably 0.0005% or more.

(Ca:0.0002〜0.005%)
Caは、脱酸効果等精練上有用な元素であると共に、熱間加工性に有効であるため、必要に応じて0.0002%以上、0.005%以下含有させることができる。好ましくは、0.0005%以上である。また好ましくは0.003%以下である。
(Ca: 0.0002 to 0.005%)
Ca is an element useful for scouring, such as a deoxidizing effect, and is effective for hot workability. Therefore, it can be contained in an amount of 0.0002% to 0.005% as necessary. Preferably, it is 0.0005% or more. Further, it is preferably 0.003% or less.

(Mg:0.0002〜0.005%以下)
Mgは、脱酸効果等を有するので精練上有用な元素であることから、必要に応じて0.0002%以上、0.005%以下含有させることができる。好ましくは0.0004%以上である。また好ましくは0.002%以下である。
(Mg: 0.0002 to 0.005% or less)
Since Mg has a deoxidizing effect and the like and is an element useful for scouring, it can be contained in an amount of 0.0002% to 0.005% as necessary. Preferably it is 0.0004% or more. Further, it is preferably 0.002% or less.

(REM:0.005〜0.1%)
REMは、脱酸効果等を有するので精練上有用な元素であると共に、ろう付け性と耐酸化性にも有用であるため、必要に応じて0.005%以上、0.1%以下含有させることができる。好ましくは0.008%%以上である。また好ましくは0.08%以下である。
(REM: 0.005-0.1%)
REM is an element useful for scouring because it has a deoxidizing effect and the like, and is also useful for brazing and oxidation resistance, so it is contained in an amount of 0.005% or more and 0.1% or less as required. be able to. Preferably it is 0.008 %% or more. Further, it is preferably 0.08% or less.

なお、不可避的不純物のうち、Pについては、溶接性の観点から0.05%以下とすることが好ましく、より好ましくは0.04%以下である。また、Sについては、耐食性の観点から0.02%以下とすることが好ましく、より好ましくは0.01%以下である。   Of the inevitable impurities, P is preferably 0.05% or less, more preferably 0.04% or less from the viewpoint of weldability. Moreover, about S, it is preferable to set it as 0.02% or less from a viewpoint of corrosion resistance, More preferably, it is 0.01% or less.

以上説明した各元素の他にも、本発明の効果を損なわない範囲で含有させることができる。一般的な不純物元素である前述のP、Sを始め、Zn、Pb、Se、H、等は可能な限り低減することが好ましい。一方、これらの元素は、本発明の課題を解決する限度において、その含有割合が制御され、必要に応じて、Zn≦100ppm、Pb≦100ppm、Se≦100ppm、H≦100ppm、の1種以上を含有する。   In addition to the elements described above, the elements of the present invention can be contained within a range not impairing the effects of the present invention. It is preferable to reduce as much as possible Zn, Pb, Se, H, etc. as well as the aforementioned P and S, which are general impurity elements. On the other hand, the content ratio of these elements is controlled within the limits to solve the problems of the present invention, and if necessary, one or more of Zn ≦ 100 ppm, Pb ≦ 100 ppm, Se ≦ 100 ppm, and H ≦ 100 ppm. contains.

本発明のフェライト系ステンレス鋼は、基本的にはステンレス鋼を製造する一般的な工程をとって製造される。例えば、電気炉で上記の化学組成を有する溶鋼とし、AOD炉やVOD炉などで精練して、連続鋳造法又は造塊法で鋼片とした後、熱間圧延−熱延板の焼鈍−酸洗−冷間圧延−仕上げ焼鈍−酸洗の工程を経て製造される。必要に応じて、熱延板の焼鈍を省略してもよいし、冷間圧延−仕上げ焼鈍−酸洗を繰り返し行ってもよい。   The ferritic stainless steel of the present invention is basically manufactured by taking a general process for manufacturing stainless steel. For example, molten steel having the above chemical composition in an electric furnace, scouring in an AOD furnace or VOD furnace, etc. to form a steel piece by a continuous casting method or an ingot forming method, and then hot rolling-annealing of a hot rolled sheet-acid It is manufactured through the steps of washing, cold rolling, finish annealing, and pickling. If necessary, annealing of the hot-rolled sheet may be omitted, or cold rolling-finish annealing-pickling may be repeated.

本発明のフェライト系ステンレス鋼は、特にろうが拡がるので、NiろうもしくはCuろうを用いてろう付けすることが好ましい。
本発明のフェライト系ステンレス鋼は、Niろう付けを行い、ろう付け温度から900℃までの冷却速度を20℃/分以下としたとき、隣接するNiろう付け部のNiリッチ相率が40%以上となることにより、ろう付け後のNiろう付け接合部材の靱性が良好となるので好ましい。
本発明のフェライト系ステンレス鋼は、Niろう、Cuろうによるろう付け性、耐食性、加工性に優れるため、熱交換器、自動車部品であるEGRクーラ、排熱回収器、フューエルデリバリ系の部品、CO2冷媒ヒートポンプ式給湯器、潜熱回収型給湯器の二次熱交換器あるいはプレート型熱交換器の用途に用いられることが好ましい。
本発明のNiろう付け接合部材は、隣接するNiろう付け部のNiリッチ相率が40%以上となることにより、ろう付け後のNiろう付け接合部材の靱性が良好となるので好ましい。
The ferritic stainless steel of the present invention is preferably brazed using Ni brazing or Cu brazing because brazing spreads in particular.
The ferritic stainless steel of the present invention performs Ni brazing, and when the cooling rate from the brazing temperature to 900 ° C. is 20 ° C./min or less, the Ni-rich phase ratio of the adjacent Ni brazing portion is 40% or more. Therefore, the toughness of the Ni brazed joint member after brazing becomes favorable, which is preferable.
Since the ferritic stainless steel of the present invention is excellent in brazing, corrosion resistance, and workability with Ni brazing and Cu brazing, heat exchangers, EGR coolers that are automotive parts, exhaust heat recovery units, fuel delivery parts, CO second refrigerant heat pump water heater, it is preferably used in applications latent heat recovery type water heater of the secondary heat exchanger or plate heat exchanger.
The Ni brazing joint member of the present invention is preferable since the Ni-rich phase ratio of the adjacent Ni brazing portions is 40% or more, so that the toughness of the Ni brazing joint member after brazing is improved.

以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。   Hereinafter, the effects of the present invention will be made clearer by examples. In addition, this invention is not limited to a following example, In the range which does not change the summary, it can change suitably and can implement.

表1に示す組成のフェライト系ステンレス鋼を180kg真空溶解炉で溶製し、45kg鋼塊に鋳造した後、熱延−熱延板焼鈍−ショット−冷延−仕上焼鈍の工程を経て板厚1mmの冷延鋼板を作製した。熱延板は、素材厚み:50mm、加熱温度:1200℃で板厚5mmまで圧延し空冷することにより作製した。熱延板焼鈍および仕上焼鈍条件は×1分、空冷とした。得られた冷延鋼板から試験片を切り出し、ろう拡がり性評価や孔食電位測定などに供試した。   Ferritic stainless steel having the composition shown in Table 1 is melted in a 180 kg vacuum melting furnace, cast into a 45 kg steel ingot, and then subjected to hot rolling, hot rolled sheet annealing, shot, cold rolling, and finish annealing processes to obtain a thickness of 1 mm. A cold-rolled steel sheet was prepared. The hot-rolled sheet was produced by rolling at a material thickness of 50 mm and a heating temperature of 1200 ° C. to a sheet thickness of 5 mm and air cooling. Hot-rolled sheet annealing and finish annealing conditions were air cooling for × 1 minute. A test piece was cut out from the obtained cold-rolled steel sheet and used for evaluation of brazing spreadability and pitting potential measurement.

Figure 2018172735
Figure 2018172735

[孔食電位]
前記冷延鋼板(No.1〜18)、およびこの冷延鋼板に下記ろう拡がり性評価と同じ熱処理を行った板(No.A1〜A18、以下「ろう付け熱処理鋼板」という。)から幅15mm、長さ20mmの試験片を切り出し、エメリー紙にて#600まで湿式研磨した。板の中央部分10mm×10mmが露出するように周囲を樹脂で被覆して測定用の電極とした。これを、30℃の3.5質量%NaCl水溶液中でJIS G0577に準拠して孔食電位(V‘c100:電流値が100μA/cmを超える最も貴な電位)を測定した。なお、参照電極には飽和KClを内部溶液とするAg/AgClを用い、電位の掃引速度は20mV/minとした。試験片数は5とし、得られた孔食電位の平均値で評価した。
[Pitting corrosion potential]
A width of 15 mm from the cold-rolled steel plate (No. 1 to 18) and a plate (No. A1 to A18, hereinafter referred to as “brazed heat-treated steel plate”) subjected to the same heat treatment as the following evaluation of the solderability of the cold-rolled steel plate A 20 mm long test piece was cut out and wet-polished to # 600 with emery paper. The periphery was covered with a resin so that the central portion 10 mm × 10 mm of the plate was exposed to obtain an electrode for measurement. The pitting corrosion potential (V′c100: the most noble potential with a current value exceeding 100 μA / cm 2 ) was measured in accordance with JIS G0577 in a 3.5 mass% NaCl aqueous solution at 30 ° C. Note that Ag / AgCl with saturated KCl as an internal solution was used for the reference electrode, and the potential sweep rate was 20 mV / min. The number of test pieces was set to 5, and the average value of the obtained pitting corrosion potential was evaluated.

[常温引張試験]
前記冷延鋼板(No.1〜18)の圧延方向と平行な方向からJIS 13B引張試験片を採取した後、常温引張試験を行って全伸びを測定した。
[Normal temperature tensile test]
After collecting a JIS 13B tensile test piece from a direction parallel to the rolling direction of the cold-rolled steel sheet (Nos. 1 to 18), a normal temperature tensile test was performed to measure the total elongation.

[ろう拡がり性]
前記冷延鋼板から幅40mm、長さ40mmの試験片を切り出し、エメリー紙にて#600まで湿式研磨した。有機溶剤を用いて脱脂後、板の中央にNiろう(BNi−5系)およびCuろう(BCu−1)をそれぞれ0.1g載せ、真空炉に入れて1130℃にて10分加熱した。キャリアガスには窒素を用い、No.A1〜No.A16の真空度は約50Pa、No.A1と同一素材であるNo.A17の真空度は約500Pa、No. A18の真空度は約5Paとした。
加熱終了後冷却し、画像解析により熱処理後のろう面積を求めた。得られたろう面積を基に、次の式よりろう拡がり係数を算出した。なお、試験片数は3とし、平均のろう拡がり係数で評価した。
ろう拡がり係数=熱処理後ろう面積/初期ろう面積
[Wax spreading]
A test piece having a width of 40 mm and a length of 40 mm was cut out from the cold-rolled steel sheet and wet-polished to # 600 with emery paper. After degreasing using an organic solvent, 0.1 g of Ni brazing (BNi-5 series) and Cu brazing (BCu-1) were respectively placed in the center of the plate, placed in a vacuum furnace, and heated at 1130 ° C. for 10 minutes. Nitrogen was used as the carrier gas. A1-No. The vacuum degree of A16 is about 50 Pa, No. No. which is the same material as A1. The degree of vacuum of A17 was about 500 Pa, and the degree of vacuum of No. A18 was about 5 Pa.
It cooled after completion | finish of a heating, and calculated | required the brazing area after heat processing by image analysis. Based on the obtained wax area, the wax spread coefficient was calculated from the following equation. Note that the number of test pieces was 3, and evaluation was performed using an average wax spreading coefficient.
Brazing coefficient = brazing area after heat treatment / initial brazing area

[酸化皮膜分析]
ろう拡がり性評価と同じ熱処理を行った板(ろう付け熱処理鋼板)について、X線光電子分光法(XPS)により表面の酸化皮膜を分析した。XPSはアルバック・ファイ社製で、使用X線源にmono−AlKα線を用い、X線ビーム径約200μm、取り出し角45度の条件で実施した。最表面の定量分析結果から、酸化皮膜中のCr、SiおよびNbのカチオン分率を求めた。ここでCr、SiおよびNbのカチオン分率は、酸化物状態のカチオン分率とした。
[Oxide film analysis]
The oxide film on the surface was analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) for a plate (brazed heat-treated steel plate) that had been subjected to the same heat treatment as brazing spreadability evaluation. XPS was manufactured by ULVAC-PHI, Inc., using a mono-AlKα ray as an X-ray source, and was carried out under the conditions of an X-ray beam diameter of about 200 μm and an extraction angle of 45 degrees. From the quantitative analysis results on the outermost surface, the cation fractions of Cr, Si and Nb in the oxide film were determined. Here, the cation fraction of Cr, Si, and Nb was set to the cation fraction in the oxide state.

冷延鋼板(No.1〜18)の孔食電位と全伸びについての結果を表2に示し、ろう付け熱処理鋼板(No.A1〜A18)の孔食電位、ろう拡がり係数、酸化皮膜中のカチオン分率を示した。ここで、本発明におけるろう拡がり係数の達成目標として、Niろうの場合15以上、Cuろうの場合10以上とした。また、全伸びの達成目標は、25%以上とした。   Table 2 shows the results of pitting corrosion potential and total elongation of cold-rolled steel sheets (Nos. 1 to 18), and shows the pitting corrosion potential, brazing spread coefficient, and oxide film thickness of the brazed heat-treated steel sheets (No. A1 to A18). The cation fraction was shown. Here, the achievement target of the solder spreading coefficient in the present invention is 15 or more in the case of Ni brazing and 10 or more in the case of Cu brazing. Moreover, the achievement target of total growth was set to 25% or more.

Figure 2018172735
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Figure 2018172735
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表2より、本発明の範囲内にあるNo.1〜No.14、No.17(冷延鋼板、ただし、表1、2に記載したように、No.1とNo.17は、同一成分、同一特性)は、孔食電位および常温伸び(全伸び)において良好な特性を示している。   From Table 2, No. which is within the scope of the present invention. 1-No. 14, no. No. 17 (cold-rolled steel sheet, but as described in Tables 1 and 2, No. 1 and No. 17 have the same components and the same characteristics) are good in pitting potential and room temperature elongation (total elongation). Show.

表3より、本発明の範囲内にあるNo.A1〜No.A14(ろう付け熱処理鋼板)は、ろう拡がり係数が良好であることから、本発明の範囲内にあるNo.1〜No.14(冷延鋼板)は、ろう付け熱処理した際のろう拡がり性が良好であることが確認できる。さらに、適切なろう付け熱処理条件(真空度約50Paの雰囲気)で熱処理することにより、ろう付け熱処理後の孔食電位も良好であることが確認できる。   From Table 3, No. in the scope of the present invention. A1-No. A14 (brazed heat-treated steel sheet) has a good brazing expansion coefficient, so that No. A14 (within the scope of the present invention). 1-No. It can be confirmed that No. 14 (cold rolled steel sheet) has good brazing property when brazed and heat treated. Furthermore, by performing heat treatment under appropriate brazing heat treatment conditions (atmosphere with a degree of vacuum of about 50 Pa), it can be confirmed that the pitting potential after brazing heat treatment is also good.

表2、3より、Siが本発明範囲の下限以下にあるNo.15(冷延鋼板)、No.A15(ろう付け熱処理鋼板)は、孔食電位が低いことから、耐孔食性に劣ることがわかる。また、No.15(冷延鋼板)は、表3のNo.A15(ろう付け熱処理鋼板)のろう拡がり係数が低いことから、ろう拡がり性に劣ることがわかる。   From Tables 2 and 3, No. in which Si is below the lower limit of the range of the present invention. 15 (cold rolled steel sheet), No. 15 Since A15 (brazing heat-treated steel sheet) has a low pitting corrosion potential, it can be seen that it is poor in pitting corrosion resistance. No. No. 15 (cold rolled steel sheet) is No. 1 in Table 3. Since the brazing coefficient of A15 (brazing heat treated steel sheet) is low, it can be seen that the brazing ability is inferior.

表2、3より、Siが本発明の上限以上にあるNo.16(冷延鋼板)は、ろう拡がり性およびろう付け加熱前後の耐孔食性は良好であるが常温伸びに劣ることがわかる。   From Tables 2 and 3, No. in which Si is above the upper limit of the present invention. It can be seen that No. 16 (cold rolled steel sheet) has good solder spreading properties and pitting corrosion resistance before and after brazing heating, but is inferior in room temperature elongation.

No.17(冷延鋼板)は、Cr+1.8Si≧16%を満足するため素材(冷延鋼板)の段階ではNo.1(冷延鋼板)と同一であるため、孔食電位が本発明を満足する。その一方、ろう付け熱処理条件が不適切な条件(真空度約500Paの雰囲気)であることによりNo.A17(ろう付け熱処理鋼板)では酸化皮膜中のSi、Nbカチオン分率が低下し、その結果、孔食電位が本発明の範囲から外れるため、No.A17(ろう付け熱処理鋼板)は参考例としている。   No. No. 17 (cold rolled steel sheet) satisfies the condition Cr + 1.8Si ≧ 16%. Since it is the same as 1 (cold rolled steel sheet), the pitting potential satisfies the present invention. On the other hand, when the brazing heat treatment conditions are inappropriate (atmosphere with a vacuum degree of about 500 Pa), In A17 (brazed heat-treated steel sheet), the Si and Nb cation fractions in the oxide film decreased, and as a result, the pitting corrosion potential deviated from the scope of the present invention. A17 (brazed heat-treated steel sheet) is used as a reference example.

No.18(冷延鋼板)は、Cr+1.8Si<16%であるため、素材(冷延鋼板)の段階では、孔食電位が本発明の規定よりも劣るので、参考例としているが、一方、No.A18(ろう付け熱処理鋼板)ではろう付け熱処理条件の最適化(真空度約5Paの雰囲気)により酸化皮膜中のCr、Si、Nbカチオン分率が向上した結果、孔食電位が向上しており、ろう付け熱処理後に本発明を満足している。   Since No. 18 (cold rolled steel sheet) has Cr + 1.8Si <16%, the pitting corrosion potential is inferior to that of the present invention at the material (cold rolled steel sheet) stage. , No. In A18 (brazing heat-treated steel sheet), the pitting corrosion potential is improved as a result of the improvement of the Cr, Si, Nb cation fraction in the oxide film by optimization of the brazing heat treatment conditions (atmosphere with a vacuum degree of about 5 Pa). The present invention is satisfied after the brazing heat treatment.

[ろう付け部の断面観察]
No.1とNo.15の冷延鋼板から幅30mm、長さ50mmの大板1と幅15mm、長さ30mmの小板2を1枚ずつ切り出した。大板1、小板2ともに、エメリー紙を用いて#600まで湿式研磨後、有機溶剤を用いて脱脂した。図1に示すように、大板1と小板2との間に厚さ100μmのステンレス箔3をはさんで重ね、大板1と小板2との間に100μmのすきま4を形成した。この状態で、小板2の長辺にNiろう5(BNi−5系)を5g塗布した。その後、真空炉に入れて1130℃にて10分加熱した。真空度は約50Pa、1130℃から900℃までの冷却速度を20℃/分とした。このうち、No.1については1130℃から900℃までの冷却速度を22℃/分の条件でも行った。熱処理終了後、図2に示すようにろうが濡れ拡がったすきま部断面(図2(A)参照)を観察して、ろう拡がり部6におけるボイドや割れの有無ならびにNiリッチ相率を求めた。ろう拡がり部6には初晶のNiリッチ相と共晶部が存在するが、画像解析により2値化してNiリッチ相率(面積率)を求めた。
[Section observation of brazed part]
No. 1 and No. A large plate 1 having a width of 30 mm and a length of 50 mm and a small plate 2 having a width of 15 mm and a length of 30 mm were cut out from 15 cold-rolled steel plates one by one. Both the large plate 1 and the small plate 2 were wet-polished to # 600 using emery paper and then degreased using an organic solvent. As shown in FIG. 1, a stainless foil 3 having a thickness of 100 μm was sandwiched between the large plate 1 and the small plate 2 to form a 100 μm gap 4 between the large plate 1 and the small plate 2. In this state, 5 g of Ni solder 5 (BNi-5 series) was applied to the long side of the small plate 2. Then, it put into the vacuum furnace and heated at 1130 degreeC for 10 minutes. The degree of vacuum was about 50 Pa, and the cooling rate from 1130 ° C. to 900 ° C. was 20 ° C./min. Of these, No. For No. 1, the cooling rate from 1130 ° C. to 900 ° C. was also performed under the condition of 22 ° C./min. After the heat treatment was completed, the cross-section of the gap where the wax spread and wet (see FIG. 2A) as shown in FIG. Although the Ni-rich phase and the eutectic part of the primary crystal exist in the solder spreading part 6, the Ni-rich phase ratio (area ratio) was obtained by binarization by image analysis.

断面観察の結果、1130℃から900℃までの冷却速度を20℃/分の時、No.1におけるNiリッチ相率は45%と本発明範囲にあり、ボイドや割れは認められなかった。ボイドや割れが認められないことから、靭性が良好である。一方、No.15におけるNiリッチ相率は37%であり、ボイドや割れが認められた。一方、1130℃から900℃までの冷却速度を22℃/分としたNo.1におけるNiリッチ相率は36%となり、ボイドや割れが認められた。   As a result of cross-sectional observation, when the cooling rate from 1130 ° C to 900 ° C was 20 ° C / min, The Ni-rich phase ratio in No. 1 was 45% within the scope of the present invention, and no voids or cracks were observed. Since no voids or cracks are observed, the toughness is good. On the other hand, no. The Ni-rich phase ratio at 15 was 37%, and voids and cracks were observed. On the other hand, the cooling rate from 1130 ° C. to 900 ° C. was set to 22 ° C./min. The Ni-rich phase ratio in No. 1 was 36%, and voids and cracks were observed.

本発明のろう付け性に優れたフェライト系ステンレス鋼は、自動車部品のEGRクーラや排熱回収器、潜熱回収型給湯器の二次熱交換器やエコキュート(登録商標)のプレート型熱交換器などろう付け接合で組み立てられる熱交換器の素材として好適である。   The ferritic stainless steel of the present invention with excellent brazeability is an EGR cooler for automobile parts, an exhaust heat recovery device, a secondary heat exchanger for a latent heat recovery type water heater, an Ecocute (registered trademark) plate type heat exchanger, etc. It is suitable as a material for heat exchangers assembled by brazing and joining.

1 大板
2 小板
3 ステンレス箔
4 すきま
5 Niろう
6 ろう拡がり部
1 Large plate 2 Small plate 3 Stainless steel foil 4 Clearance 5 Ni brazing 6 Wax spreading part

Claims (10)

質量%で、C:0.020%以下、Si:1.0超え〜3.5%、Mn:0.02〜0.80%、Cr:10.5〜15.0%未満、Nb:0.03〜0.60%、Al:0.050%以下、N:0.025%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる化学組成を有し、30℃の3.5質量%NaCl水溶液中における孔食電位V‘c100が150mV以上であることを特徴とするろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。   In mass%, C: 0.020% or less, Si: more than 1.0 to 3.5%, Mn: 0.02 to 0.80%, Cr: 10.5 to less than 15.0%, Nb: 0 0.03 to 0.60%, Al: 0.050% or less, N: 0.025% or less, with the balance being Fe and an inevitable impurity chemical composition, 3.5% by mass at 30 ° C A ferritic stainless steel excellent in brazing and corrosion resistance, characterized by having a pitting potential V'c100 in an aqueous NaCl solution of 150 mV or more. 質量%でCr+1.8Siで16%以上を満足することを特徴とする請求項1に記載のろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。   The ferritic stainless steel having excellent brazeability and corrosion resistance according to claim 1, wherein Cr + 1.8Si in mass% satisfies 16% or more. カチオン分率でCr≧11%、Si≧1%、Nb≧1%を満足する酸化皮膜を有することを特徴とする請求項1に記載のろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。   2. The ferritic stainless steel having excellent brazing and corrosion resistance according to claim 1, comprising an oxide film satisfying Cr ≧ 11%, Si ≧ 1%, and Nb ≧ 1% in terms of cation fraction. 更に、質量%で、Sn:0.001〜0.5%、Co:0.01〜0.5%、Bi:0.001〜0.01%、B:0.0002〜0.005%のうちいずれか1種又は2種以上からなる第1群、
Ni:0.1〜0.8%、Mo:0.1〜2%、W:0.1〜1%、V:0.05〜0.5%、Cu:0.1〜0.8%、Sb:0.001〜0.5%、Zr:0.001〜0.3%、Ga:0.0001〜0.01%、Ta:0.0001〜0.01%のうちいずれか1種又は2種以上からなる第2群、
Ca:0.0002〜0.005%、Mg:0.0002〜0.005%、REM:0.005〜0.1%のうちいずれか1種又は2種以上からなる第3群のうち、少なくともいずれかの群を含有することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
Furthermore, by mass%, Sn: 0.001 to 0.5%, Co: 0.01 to 0.5%, Bi: 0.001 to 0.01%, B: 0.0002 to 0.005% 1st group which consists of any 1 type or 2 types or more of them,
Ni: 0.1-0.8%, Mo: 0.1-2%, W: 0.1-1%, V: 0.05-0.5%, Cu: 0.1-0.8% , Sb: 0.001 to 0.5%, Zr: 0.001 to 0.3%, Ga: 0.0001 to 0.01%, Ta: 0.0001 to 0.01% Or a second group consisting of two or more species,
Of the third group consisting of one or more of Ca: 0.0002-0.005%, Mg: 0.0002-0.005%, REM: 0.005-0.1%, The ferritic stainless steel excellent in brazeability and corrosion resistance according to any one of claims 1 to 3, comprising at least one group.
NiろうもしくはCuろうを用いてろう付け接合される、ろう付け接合部材用として用いることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。   The ferrite having excellent brazeability and corrosion resistance according to any one of claims 1 to 4, wherein the ferrite is used for a brazed joint member that is brazed using Ni brazing or Cu brazing. Stainless steel. Niろう付けを行い、ろう付け温度から900℃までの冷却速度を20℃/分以下としたとき、隣接するNiろう付け部のNiリッチ相率が40%以上となることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。   The Ni-rich phase ratio of an adjacent Ni brazing portion is 40% or more when Ni brazing is performed and the cooling rate from the brazing temperature to 900 ° C is 20 ° C / min or less. The ferritic stainless steel excellent in brazeability and corrosion resistance according to any one of claims 1 to 4. 熱交換器用途であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。   The ferritic stainless steel excellent in brazeability and corrosion resistance according to any one of claims 1 to 6, wherein the ferritic stainless steel is used for a heat exchanger. 自動車部品であるEGRクーラ、排熱回収器あるいはフューエルデリバリ系の部品の用途であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。   The ferrite having excellent brazeability and corrosion resistance according to any one of claims 1 to 6, which is used for an EGR cooler, an exhaust heat recovery unit or a fuel delivery system part which is an automobile part. Stainless steel. CO2冷媒ヒートポンプ式給湯器、潜熱回収型給湯器の二次熱交換器あるいはプレート型熱交換器の用途であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。 The wax according to any one of claims 1 to 6, which is a use of a CO 2 refrigerant heat pump type hot water heater, a secondary heat exchanger of a latent heat recovery type hot water heater or a plate type heat exchanger. Ferritic stainless steel with excellent adhesion and corrosion resistance. 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のろう付け性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼をNiろう付けしたNiろう付け接合部材であって、隣接するNiろう付け部のNiリッチ相率が40%以上であることを特徴とするNiろう付け接合部材。   A Ni brazed joint member obtained by brazing the ferritic stainless steel excellent in brazeability and corrosion resistance according to any one of claims 1 to 4, wherein Ni is rich in adjacent Ni braze portions. A Ni brazed joint member having a phase ratio of 40% or more.
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