JP2756190B2 - 耐凝縮水腐食性に優れ、かつ降伏強度の低いフェライト系ステンレス鋼 - Google Patents
耐凝縮水腐食性に優れ、かつ降伏強度の低いフェライト系ステンレス鋼Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車マフラ凝縮水中
で優れた耐食性を示し、かつ降伏強度の低いフェライト
系ステンレス鋼に関する。
で優れた耐食性を示し、かつ降伏強度の低いフェライト
系ステンレス鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車マフラにおいては、走行に伴い内
部に凝縮水が生じ、それが原因となって腐食が生じてい
る。近年、自動車マフラの高級化が求められるようにな
り、従来用いられていたアルミメッキ鋼、ＳＵＨ４０
９，ＳＵＳ４１０に替わって１８重量％以下のＣｒに加
えてＣｕ，Ｎｉ，Ｍｏを添加元素として含有するフェラ
イト系ステンレス鋼が自動車マフラ用材料に用いられる
ようになっている。しかし、これらの鋼種は従来使用さ
れていた鋼種に比べ高Ｃｒであり、加えてＣｕ，Ｎｉ，
Ｍｏ等の合金元素を含むため強度が大きくなっており、
機械加工の観点からは、耐食性に優れ、且つ機械的強度
（降伏強度）の低い材料が求められていた。
部に凝縮水が生じ、それが原因となって腐食が生じてい
る。近年、自動車マフラの高級化が求められるようにな
り、従来用いられていたアルミメッキ鋼、ＳＵＨ４０
９，ＳＵＳ４１０に替わって１８重量％以下のＣｒに加
えてＣｕ，Ｎｉ，Ｍｏを添加元素として含有するフェラ
イト系ステンレス鋼が自動車マフラ用材料に用いられる
ようになっている。しかし、これらの鋼種は従来使用さ
れていた鋼種に比べ高Ｃｒであり、加えてＣｕ，Ｎｉ，
Ｍｏ等の合金元素を含むため強度が大きくなっており、
機械加工の観点からは、耐食性に優れ、且つ機械的強度
（降伏強度）の低い材料が求められていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、自動車マフラ凝縮水中で優れた耐食性を示し、
かつ加工性の確保のために機械的強度の小さいフェライ
ト系ステンレス鋼を提供しようとするものである。
目的は、自動車マフラ凝縮水中で優れた耐食性を示し、
かつ加工性の確保のために機械的強度の小さいフェライ
ト系ステンレス鋼を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】自動車マフラ用材料とし
て用いられているフェライト系ステンレス鋼において、
Ｓｉは脱酸元素として添加されているが、この元素は降
伏強度を著しく上げる働きがある。よって、降伏強度を
低下させる為にはＳｉの添加量を少なくすることが効果
的であるが、Ｓｉレスとした場合、マフラ表面にテンパ
ーカラーが生成した時のステンレス鋼の耐食性が劣化し
てしまうため、凝縮水によるマフラ内部の腐食が促進す
る。
て用いられているフェライト系ステンレス鋼において、
Ｓｉは脱酸元素として添加されているが、この元素は降
伏強度を著しく上げる働きがある。よって、降伏強度を
低下させる為にはＳｉの添加量を少なくすることが効果
的であるが、Ｓｉレスとした場合、マフラ表面にテンパ
ーカラーが生成した時のステンレス鋼の耐食性が劣化し
てしまうため、凝縮水によるマフラ内部の腐食が促進す
る。
【０００５】本発明者らは、自動車マフラ凝縮水中での
フェライト系ステンレスの耐食性に及ぼす構成元素の影
響を調査した結果、Ｃｏの添加が有効であることを知見
した。またＣｏの添加による降伏強度の増加は大変小さ
いため、Ｓｉ添加量を低減しかつＣｏ添加を行うことに
よって、耐凝縮水腐食性に優れかつ降伏強度の小さいフ
ェライト系ステンレス鋼を得ることができる。本発明者
らは、上記の知見をもとに成分元素の最適組成範囲を検
討し、以下に示すように合金組成範囲を決定した。
フェライト系ステンレスの耐食性に及ぼす構成元素の影
響を調査した結果、Ｃｏの添加が有効であることを知見
した。またＣｏの添加による降伏強度の増加は大変小さ
いため、Ｓｉ添加量を低減しかつＣｏ添加を行うことに
よって、耐凝縮水腐食性に優れかつ降伏強度の小さいフ
ェライト系ステンレス鋼を得ることができる。本発明者
らは、上記の知見をもとに成分元素の最適組成範囲を検
討し、以下に示すように合金組成範囲を決定した。
【０００６】すなわち、本発明は、 Ｃ：０．０５重量％以下 Ｓｉ：０．１０重量％未満 Ｍｎ：２．０重量％以下 Ｐ ：０．０５重量％以下 Ｓ ：０．０３重量％以下 Ｃｒ：１１．０〜２３．０重量％ Ｃｏ：０．０１〜３．０重量％ Ｎ ：０．０５重量％以下 Ａｌ：0.005 〜１．０重量％以下を含み、かつ Ｂ ：0.005 重量％以下 Ｔｉ：０．０５〜１．０重量％ Ｔａ：０．０１〜１．０重量％ Ｖ ：０．０５〜１．０重量％ Ｚｒ：０．０１〜１．０重量％ の内一種あるいは二種以上を含み、残部がＦｅおよび不
可避的不純物よりなることを特徴とする、耐凝縮水腐食
性に優れ、かつ降伏強度の低いフェライト系ステンレス
鋼を提供するものである。
可避的不純物よりなることを特徴とする、耐凝縮水腐食
性に優れ、かつ降伏強度の低いフェライト系ステンレス
鋼を提供するものである。
【０００７】上記成分に加え、さらに Ｃｕ：１．０重量％以下 Ｎｉ：１．０重量％以下 Ｍｏ：３．０重量％以下 Ｗ ：１．０重量％以下Ｓｎ：１．０重量％以下 を少なくとも１種含んでいてもよい。
【０００８】上記成分に加え、さらにＣａ：0.010 重量
％以下を含んでいてもよい。
％以下を含んでいてもよい。
【０００９】
【作用】以下に本発明をさらに詳細に説明する。この発
明による上記鋼組成の限定理由は次の通りである。
明による上記鋼組成の限定理由は次の通りである。
【００１０】Ｃはフェライト系ステンレス鋼においては
固溶限が小さく、主としてＣｒ炭化物として析出し粒界
腐食を引き起こすため出来るだけ少ない方が望ましく、
０．０５重量％を上限とした。
固溶限が小さく、主としてＣｒ炭化物として析出し粒界
腐食を引き起こすため出来るだけ少ない方が望ましく、
０．０５重量％を上限とした。
【００１１】Ｓｉは従来のフェライト系ステンレス鋼に
おいては脱酸剤として必要な元素であるが、降伏強度を
著しく大きくするため、軟質化が要求される材料におい
てはできるだけ添加を控えることが望ましく、上限を
０．１０重量％とした。
おいては脱酸剤として必要な元素であるが、降伏強度を
著しく大きくするため、軟質化が要求される材料におい
てはできるだけ添加を控えることが望ましく、上限を
０．１０重量％とした。
【００１２】Ｍｎは一般に脱酸剤として使用されるが、
鋼中で硫化物を形成し著しく耐食性を悪化させるため含
有量は低い方が望ましいが製造時の経済性を考慮して上
限を２．０重量％以下に設定した。
鋼中で硫化物を形成し著しく耐食性を悪化させるため含
有量は低い方が望ましいが製造時の経済性を考慮して上
限を２．０重量％以下に設定した。
【００１３】Ｐは、熱間加工性の点から少ない方が望ま
しく、０．０５重量％以下にする必要がある。
しく、０．０５重量％以下にする必要がある。
【００１４】またＳも熱間加工性及び耐食性の点から少
ない方が望ましく、０．０３重量％以下にする必要があ
る。
ない方が望ましく、０．０３重量％以下にする必要があ
る。
【００１５】Ｃｏは、自動車マフラ凝縮水中での耐食性
を著しく改善し、特に高Ｃｒ域において、その効果が大
きい。また、従来の研究によると普通鋼及びオーステナ
イト系ステンレス鋼においては、Ｃｏの添加による降伏
応力の増加は小さいとされているが、本発明者らの研究
によるとフェライト系ステンレス鋼においてもＣｏの添
加は降伏応力の増加を生ぜしめないことがわかった。従
って、Ｃｏの添加により降伏強度を高くすることなく耐
食性を改善することが可能となった。以上の効果を充分
に発揮させるために添加量の下限を０．０１重量％とし
た。また、Ｃｏはオーステナイト生成元素であり、多量
の添加はフェライト組織を不安定にするため、上限を
３．０重量％に設定した。
を著しく改善し、特に高Ｃｒ域において、その効果が大
きい。また、従来の研究によると普通鋼及びオーステナ
イト系ステンレス鋼においては、Ｃｏの添加による降伏
応力の増加は小さいとされているが、本発明者らの研究
によるとフェライト系ステンレス鋼においてもＣｏの添
加は降伏応力の増加を生ぜしめないことがわかった。従
って、Ｃｏの添加により降伏強度を高くすることなく耐
食性を改善することが可能となった。以上の効果を充分
に発揮させるために添加量の下限を０．０１重量％とし
た。また、Ｃｏはオーステナイト生成元素であり、多量
の添加はフェライト組織を不安定にするため、上限を
３．０重量％に設定した。
【００１６】Ｃｒは、本発明者らの研究によると自動車
マフラ凝縮水中での耐食性を著しく改善する効果があ
り、特にＣｏと複合添加した場合に、Ｃｏの耐食性改善
効果を促進する。
マフラ凝縮水中での耐食性を著しく改善する効果があ
り、特にＣｏと複合添加した場合に、Ｃｏの耐食性改善
効果を促進する。
【００１７】Ｎはフェライト系ステンレス鋼においては
固溶限が小さく、主としてＣｒ炭化物として析出し粒界
腐食を引き起こすため出来るだけ少ない方が望ましく、
０．０５重量％を上限とした。
固溶限が小さく、主としてＣｒ炭化物として析出し粒界
腐食を引き起こすため出来るだけ少ない方が望ましく、
０．０５重量％を上限とした。
【００１８】Ａｌ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｖ，Ｚｒは、鋼溶製時
に不純物として残留したＣ，Ｎを無害化し、粒界腐食が
生じるのを防ぐ効果がある。しかし、添加元素の効果が
有効に生ずるためには、下限としてＡｌ：0.005 重量％
以上、Ｔｉ：０．０５重量％以上、Ｔａ：０．０１重量
％以上、Ｖ：０．０５重量％以上、Ｚｒ：０．０１重量
％以上の添加が必要である。但し、これらの元素を多量
に加えると加工性を阻害するため、Ａｌ：１．０重量
％、Ｔｉ：１．０重量％、Ｔａ：１．０重量％、Ｖ：
１．０重量％、Ｚｒ：１．０重量％を上限として設定し
た。ＢはＮを固定化するのに効果があるが、多量の添加
は熱間加工性を劣化させるため上限を0.005重量％に定
めた。
に不純物として残留したＣ，Ｎを無害化し、粒界腐食が
生じるのを防ぐ効果がある。しかし、添加元素の効果が
有効に生ずるためには、下限としてＡｌ：0.005 重量％
以上、Ｔｉ：０．０５重量％以上、Ｔａ：０．０１重量
％以上、Ｖ：０．０５重量％以上、Ｚｒ：０．０１重量
％以上の添加が必要である。但し、これらの元素を多量
に加えると加工性を阻害するため、Ａｌ：１．０重量
％、Ｔｉ：１．０重量％、Ｔａ：１．０重量％、Ｖ：
１．０重量％、Ｚｒ：１．０重量％を上限として設定し
た。ＢはＮを固定化するのに効果があるが、多量の添加
は熱間加工性を劣化させるため上限を0.005重量％に定
めた。
【００１９】Ｃｕは、耐孔食性を改善するが、本来オー
ステナイト生成元素であり、多量の添加はマルテンサイ
トを生じせしめ耐食性を劣化させるため、上限を１．０
重量％に設定した。
ステナイト生成元素であり、多量の添加はマルテンサイ
トを生じせしめ耐食性を劣化させるため、上限を１．０
重量％に設定した。
【００２０】Ｎｉは、自動車マフラ凝縮水中での耐食性
を改善する効果があるが、多量の添加はマルテンサイト
を生ぜせしめ耐食性を劣化させると共に、機械的強度を
著しく大きくするため上限を１．０重量％に設定した。
を改善する効果があるが、多量の添加はマルテンサイト
を生ぜせしめ耐食性を劣化させると共に、機械的強度を
著しく大きくするため上限を１．０重量％に設定した。
【００２１】Ｍｏは自動車マフラ凝縮水中での耐食性を
著しく改善する効果があるが、機械的強度を増大させ、
また高価であるため上限を３．０重量％に設定した。
著しく改善する効果があるが、機械的強度を増大させ、
また高価であるため上限を３．０重量％に設定した。
【００２２】Ｗ，Ｓｎは耐食性の改善に効果的な元素で
あり、１．０重量％以下を限度として添加する。
あり、１．０重量％以下を限度として添加する。
【００２３】Ｃａは、添加によって連続鋳造時のノズル
詰まりを防止し、その結果、帯鋼のふくれ等の欠陥を防
止し、結果として耐食性を向上させるため0.010 重量％
以下を添加するのが望ましい。
詰まりを防止し、その結果、帯鋼のふくれ等の欠陥を防
止し、結果として耐食性を向上させるため0.010 重量％
以下を添加するのが望ましい。
【００２４】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。 （実施例１）表１−１〜１−４に示す組成を有するフェ
ライト系ステンレス鋼を３０ｋｇ鋼塊に溶製した後、既
知の方法にて、熱間圧延、燒鈍、冷間圧延、仕上燒鈍
し、得られた１．０ｍｍ冷延板を試験に供した。Ｓ１〜
Ｓ４９が本発明鋼、Ｃ１〜Ｃ７が比較鋼である。これら
の鋼板を５０×１００ｍｍの試験片とし、大気中で４５
０℃×１２ｈｒ熱処理して表面にテンパーカラーを生じ
たものを合成凝縮水を用いた半浸漬試験に供した。試験
後、最大浸食深さを測定し、腐食程度の評価を行った。
試験装置を図１に示す。
明する。 （実施例１）表１−１〜１−４に示す組成を有するフェ
ライト系ステンレス鋼を３０ｋｇ鋼塊に溶製した後、既
知の方法にて、熱間圧延、燒鈍、冷間圧延、仕上燒鈍
し、得られた１．０ｍｍ冷延板を試験に供した。Ｓ１〜
Ｓ４９が本発明鋼、Ｃ１〜Ｃ７が比較鋼である。これら
の鋼板を５０×１００ｍｍの試験片とし、大気中で４５
０℃×１２ｈｒ熱処理して表面にテンパーカラーを生じ
たものを合成凝縮水を用いた半浸漬試験に供した。試験
後、最大浸食深さを測定し、腐食程度の評価を行った。
試験装置を図１に示す。
【００２５】試験液はＣｌ- ２０ｐｐｍ、ＮＯ3 -２０ｐ
ｐｍ、ＳＯ3 2- ２００ｐｐｍ、ＳＯ4 2- １０００ｐｐ
ｍ、ＣＯ3 2- １５００ｐｐｍ、ＣＨ3 ＣＯＯ- ８００ｐ
ｐｍの組成を持ち、各イオンはアンモニウム塩として添
加した。ｐＨは約９．０である。試験液中に試料を半浸
漬し、８０℃恒温に保ち、試験液が完全乾固するまでを
１サイクルとして１０サイクル繰り返した。その後、腐
食減量および降伏強度を測定した。結果を表２−１およ
び２−２に示す。
ｐｍ、ＳＯ3 2- ２００ｐｐｍ、ＳＯ4 2- １０００ｐｐ
ｍ、ＣＯ3 2- １５００ｐｐｍ、ＣＨ3 ＣＯＯ- ８００ｐ
ｐｍの組成を持ち、各イオンはアンモニウム塩として添
加した。ｐＨは約９．０である。試験液中に試料を半浸
漬し、８０℃恒温に保ち、試験液が完全乾固するまでを
１サイクルとして１０サイクル繰り返した。その後、腐
食減量および降伏強度を測定した。結果を表２−１およ
び２−２に示す。
【００２６】本発明鋼と比較材とを比較すると、本発明
鋼は比較鋼に比べ耐食性に優れており且つ低降伏強度で
あることが明らかである。
鋼は比較鋼に比べ耐食性に優れており且つ低降伏強度で
あることが明らかである。
【００２７】なお前記実施例では表に示した組成に関す
る実験の場合について説明したが、本発明はこれに限る
ものではなく、本発明範囲内の組成を持つあらゆる場合
について成り立つものである。
る実験の場合について説明したが、本発明はこれに限る
ものではなく、本発明範囲内の組成を持つあらゆる場合
について成り立つものである。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】
【表３】
【００３１】
【表４】
【００３２】
【表５】
【００３３】
【表６】
【００３４】
【発明の効果】本発明鋼は、従来鋼に比して、比較的小
さな機械的強度（低降伏強度）と自動車マフラ凝縮水中
における高い耐食性を持ち、自動車マフラの構成材料と
して最適である。
さな機械的強度（低降伏強度）と自動車マフラ凝縮水中
における高い耐食性を持ち、自動車マフラの構成材料と
して最適である。
【００３５】
【図１】本発明の実施例で用いた腐食試験装置の外観図
を示す。
を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｃ ：０．０５重量％以下 Ｓｉ：０．１０重量％未満 Ｍｎ：２．０重量％以下 Ｐ ：０．０５重量％以下 Ｓ ：０．０３重量％以下 Ｃｒ：１１．０〜２３．０重量％ Ｃｏ：０．０１〜３．０重量％ Ｎ ：０．０５重量％以下 Ａｌ：0.005 〜１．０重量％以下を含み、かつ Ｂ ：0.005 重量％以下 Ｔｉ：０．０５〜１．０重量％ Ｔａ：０．０１〜１．０重量％ Ｖ ：０．０５〜１．０重量％ Ｚｒ：０．０１〜１．０重量％ の内一種あるいは二種以上を含み、残部がＦｅおよび不
可避的不純物よりなることを特徴とする、耐凝縮水腐食
性に優れ、かつ降伏強度の低いフェライト系ステンレス
鋼。 - 【請求項２】 請求項１に記載の成分に加え、さらに Ｃｕ：１．０重量％以下 Ｎｉ：１．０重量％以下 Ｍｏ：３．０重量％以下 Ｗ ：１．０重量％以下 Ｓｎ：１．０重量％以下 の内一種または二種以上を含み、残部がＦｅおよび不可
避的不純物よりなることを特徴とする、耐凝縮水腐食性
に優れ、かつ降伏強度の低いフェライト系ステンレス
鋼。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の成分に加え、
さらにＣａ：0.010 重量％以下を含み、残部がＦｅおよ
び不可避的不純物よりなることを特徴とする、耐凝縮水
腐食性に優れ、かつ降伏強度の低いフェライト系ステン
レス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP204791A JP2756190B2 (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | 耐凝縮水腐食性に優れ、かつ降伏強度の低いフェライト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP204791A JP2756190B2 (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | 耐凝縮水腐食性に優れ、かつ降伏強度の低いフェライト系ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04235256A JPH04235256A (ja) | 1992-08-24 |
| JP2756190B2 true JP2756190B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=11518419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP204791A Expired - Lifetime JP2756190B2 (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | 耐凝縮水腐食性に優れ、かつ降伏強度の低いフェライト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2756190B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011114964A1 (ja) | 2010-03-15 | 2011-09-22 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | 自動車排気系部材用フェライト系ステンレス鋼 |
| KR20200102489A (ko) | 2018-03-30 | 2020-08-31 | 닛테츠 스테인레스 가부시키가이샤 | 내염해 부식성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0717988B2 (ja) * | 1991-03-08 | 1995-03-01 | 日本冶金工業株式会社 | 靱性および耐食性がともに優れるフェライト系ステンレス鋼 |
| JP3357226B2 (ja) * | 1995-08-14 | 2002-12-16 | 川崎製鉄株式会社 | 耐リジング性と表面性状に優れたＦｅ−Ｃｒ合金 |
| FR2744137B1 (fr) * | 1996-01-25 | 1998-04-24 | Ecia Equip Composants Ind Auto | Utilisation d'un acier inoxydable ferritique pour la fabrication par hydroformage d'un soufflet deformable elastiquement et soufflet obtenu |
| KR20030051050A (ko) * | 2001-12-20 | 2003-06-25 | 현대자동차주식회사 | 자동차 머플러용 페라이트계 스테인레스 합금강 |
| JP2005186149A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Osaka Industrial Promotion Organization | 溶融はんだ用浴槽及びその製造方法並びにフロー式はんだ付け方法そして電気及び電子部品の製造方法 |
| JP5222595B2 (ja) * | 2008-03-18 | 2013-06-26 | 日新製鋼株式会社 | フェライト系ステンレス鋼材 |
-
1991
- 1991-01-11 JP JP204791A patent/JP2756190B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011114964A1 (ja) | 2010-03-15 | 2011-09-22 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | 自動車排気系部材用フェライト系ステンレス鋼 |
| US9238855B2 (en) | 2010-03-15 | 2016-01-19 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | Ferrite-based stainless steel for use in components of automobile exhaust system |
| KR20200102489A (ko) | 2018-03-30 | 2020-08-31 | 닛테츠 스테인레스 가부시키가이샤 | 내염해 부식성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 |
| US11286547B2 (en) | 2018-03-30 | 2022-03-29 | Nippon Steel Stainless Steel Corporation | Ferritic stainless steel having excellent salt corrosion resistance |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04235256A (ja) | 1992-08-24 |
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