JP3247162B2 - 耐酸化性に優れたＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金およびその箔 - Google Patents
耐酸化性に優れたＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金およびその箔Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排ガスコンバーターな
どの触媒担体用金属材料を代表とする耐酸化性合金鋼お
よびその箔に係る。
どの触媒担体用金属材料を代表とする耐酸化性合金鋼お
よびその箔に係る。
【０００２】
【従来の技術】排ガス浄化触媒コンバーターは、燃料と
空気を混合し燃焼させた時に生成するＮＯX ，ＨＣ，Ｃ
Ｏなどの有害ガスを無害化するために使用される。この
触媒反応は発熱反応であるためコンバーターの温度は上
昇する。また最近では、触媒反応の効率向上のためコン
バーターを燃焼環境に近い位置に設置し高温の排ガス中
で触媒反応を起こさせる例が多く見られ、高温環境にさ
らされるばかりでなく、急加熱と急冷却が繰り返される
ため非常に大きい熱衝撃を受ける。
空気を混合し燃焼させた時に生成するＮＯX ，ＨＣ，Ｃ
Ｏなどの有害ガスを無害化するために使用される。この
触媒反応は発熱反応であるためコンバーターの温度は上
昇する。また最近では、触媒反応の効率向上のためコン
バーターを燃焼環境に近い位置に設置し高温の排ガス中
で触媒反応を起こさせる例が多く見られ、高温環境にさ
らされるばかりでなく、急加熱と急冷却が繰り返される
ため非常に大きい熱衝撃を受ける。
【０００３】このような非常に厳しい条件下で使用され
る触媒コンバーター用材料としては、セラミックスが熱
衝撃に弱く使用に耐えないため、耐酸化性に優れるＦｅ
−Ｃｒ−Ａｌ合金などの金属材料が使用される。
る触媒コンバーター用材料としては、セラミックスが熱
衝撃に弱く使用に耐えないため、耐酸化性に優れるＦｅ
−Ｃｒ−Ａｌ合金などの金属材料が使用される。
【０００４】Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金としては特開昭４８
−４１９１８号、特開昭５８−１７７４３７号、特公平
２−５８３４０号、特公昭６２−１４６２６号、特開昭
６３−２１８２５３号、特開昭６３−２４８４４７号、
特開昭６４−１１９４６号、特開昭６４−３０６５３
号、特開平１−１１５４５５号、特開平２−３０３６０
５号、特開平３−３６２４１号等が開示されている。し
かし、これらに示されている材料には以下の問題があ
る。特開昭４８−４１９１８号、特開昭５８−１７７４
３７号および特公平２−５８３４０号では十分な耐酸化
性が得られない。特開昭６３−２１８２５３号、特開昭
６３−２４８４４７号、特開平２−３０３６０５号、特
公昭６２−１４６２６号、特開昭６４−３０６５３号お
よび特開平１−１１５４５５号は、ＲＥＭとしてＣｅを
含有したミッシュメタルを主に添加しており、これらの
材料は耐酸化性が十分でない。
−４１９１８号、特開昭５８−１７７４３７号、特公平
２−５８３４０号、特公昭６２−１４６２６号、特開昭
６３−２１８２５３号、特開昭６３−２４８４４７号、
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号、特開平１−１１５４５５号、特開平２−３０３６０
５号、特開平３−３６２４１号等が開示されている。し
かし、これらに示されている材料には以下の問題があ
る。特開昭４８−４１９１８号、特開昭５８−１７７４
３７号および特公平２−５８３４０号では十分な耐酸化
性が得られない。特開昭６３−２１８２５３号、特開昭
６３−２４８４４７号、特開平２−３０３６０５号、特
公昭６２−１４６２６号、特開昭６４−３０６５３号お
よび特開平１−１１５４５５号は、ＲＥＭとしてＣｅを
含有したミッシュメタルを主に添加しており、これらの
材料は耐酸化性が十分でない。
【０００５】従って、これらの材料を板厚０．２ｍｍ以
下の箔として触媒コンバーター用メタルハニカム材とし
て使用した場合には、耐酸化性が不十分であるため短時
間で異常酸化を生じてメタルハニカムは破損してしま
う。
下の箔として触媒コンバーター用メタルハニカム材とし
て使用した場合には、耐酸化性が不十分であるため短時
間で異常酸化を生じてメタルハニカムは破損してしま
う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金では高温下で、しかも０．２ｍｍ
以下の合金箔として使用される触媒コンバーター用の材
料としては耐酸化性が不充分であり、材料全体が酸化物
に変化する、いわゆる異常酸化を起こすなど使用に耐え
ないのが実情である。本発明は、上述した従来技術の欠
点を解消した高温での耐酸化性に優れたＦｅ−Ｃｒ−Ａ
ｌ系合金および板厚が０．２ｍｍ以下とした合金箔を提
供することを目的としている。
Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金では高温下で、しかも０．２ｍｍ
以下の合金箔として使用される触媒コンバーター用の材
料としては耐酸化性が不充分であり、材料全体が酸化物
に変化する、いわゆる異常酸化を起こすなど使用に耐え
ないのが実情である。本発明は、上述した従来技術の欠
点を解消した高温での耐酸化性に優れたＦｅ−Ｃｒ−Ａ
ｌ系合金および板厚が０．２ｍｍ以下とした合金箔を提
供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決されるための手段】すなわち、本発明によ
れば、Ｃ：０．０５重量％以下、 Ｎ：０．０２重量
％以下、Ｓｉ：１．０重量％以下、 Ｍｎ：１．５重
量％以下、Ｓ：０．０１重量％以下、 Ｔｉ，Ｎｂ：
合計で０．０５重量％以下、Ｃｅ：０．０１重量％以
下、 Ｃｒ：１０〜２８重量％Ａｌ：１〜６重量％、
Ｃａ：０．０００３〜０．０３重量％を含有し、
さらにＬａおよびＺｒがＬａ：０．０１〜０．２０重量
％、 Ｚｒ：０．０１〜１．０重量％ ０．１≦〔Ｚｒ重量％〕／〔Ｌａ重量％」≦２０ ………（Ａ） で、かつ（Ａ）式を満足し、残部Ｆｅおよび不可避的不
純物よりなる、耐酸化性に優れたＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合
金が提供される。
れば、Ｃ：０．０５重量％以下、 Ｎ：０．０２重量
％以下、Ｓｉ：１．０重量％以下、 Ｍｎ：１．５重
量％以下、Ｓ：０．０１重量％以下、 Ｔｉ，Ｎｂ：
合計で０．０５重量％以下、Ｃｅ：０．０１重量％以
下、 Ｃｒ：１０〜２８重量％Ａｌ：１〜６重量％、
Ｃａ：０．０００３〜０．０３重量％を含有し、
さらにＬａおよびＺｒがＬａ：０．０１〜０．２０重量
％、 Ｚｒ：０．０１〜１．０重量％ ０．１≦〔Ｚｒ重量％〕／〔Ｌａ重量％」≦２０ ………（Ａ） で、かつ（Ａ）式を満足し、残部Ｆｅおよび不可避的不
純物よりなる、耐酸化性に優れたＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合
金が提供される。
【０００８】本発明の合金は、上記成分に加えて、Ａ１
Ｎの形成の阻止および耐酸化性向上の目的でＶ，Ｔａお
よびＨｆのうち１種または２種以上を合計で１．０重量
％以下含有させてもよい。
Ｎの形成の阻止および耐酸化性向上の目的でＶ，Ｔａお
よびＨｆのうち１種または２種以上を合計で１．０重量
％以下含有させてもよい。
【０００９】また本発明の合金は、上記成分に加えて耐
酸化性向上の目的でさらにＹを０．５重量％以下含有し
てもよい。
酸化性向上の目的でさらにＹを０．５重量％以下含有し
てもよい。
【００１０】さらに本発明の合金は、上記成分に加えて
耐酸化性向上の目的でＭｇを０．０００５〜０．０３重
量％含有させてもよい。
耐酸化性向上の目的でＭｇを０．０００５〜０．０３重
量％含有させてもよい。
【００１１】さらに、上記の合金を０．２ｍｍ以下の箔
とすることにより優れた耐酸化性の効果はより顕著に発
揮される。
とすることにより優れた耐酸化性の効果はより顕著に発
揮される。
【００１２】
【作用】以下に本発明をさらに詳細に説明する。まず、
本発明で非常に重要な要件である、耐酸化性を向上させ
る（Ａ）式で表されるＬａとＺｒの複合含有およびＣａ
の含有、さらに耐酸化性を劣化されるＴｉ，Ｎｂ，Ｃｅ
の含有について述べる。
本発明で非常に重要な要件である、耐酸化性を向上させ
る（Ａ）式で表されるＬａとＺｒの複合含有およびＣａ
の含有、さらに耐酸化性を劣化されるＴｉ，Ｎｂ，Ｃｅ
の含有について述べる。
【００１３】はじめに本発明者らは、１２００℃での高
温におけるＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金箔の耐酸化性につい
て元素の影響を調査した。その結果、ＬａとＺｒの複合
含有が、従来より明らかにされている希土類元素である
ランタノイド、Ｙ，Ｈｆなどの元素の単独の含有では実
現不可能な耐酸化性改善効果を有することが明らかとな
った。
温におけるＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金箔の耐酸化性につい
て元素の影響を調査した。その結果、ＬａとＺｒの複合
含有が、従来より明らかにされている希土類元素である
ランタノイド、Ｙ，Ｈｆなどの元素の単独の含有では実
現不可能な耐酸化性改善効果を有することが明らかとな
った。
【００１４】図１は、重量比にして０．００５％Ｃ，
０．１５％Ｓｉ，０．２％Ｍｎ，２０％Ｃｒ，５％Ａ
ｌ，０．００２％Ｎ，Ｔｉ，Ｎｂ合計で０．０１％未
満，Ｃｅ０．００５％未満で残部Ｆｅおよび不可避的不
純物より成る合金を基本組成とし、さらに、Ｚｒを単独
で０．０７２％含有する合金、Ｌａを単独で０．０９１
％含有する合金、Ｌａ：０．０９１％とＺｒ：０．０７
５％を複合含有する合金、Ｌａ：０．０８９％，Ｚｒ：
０．０７６％，Ｃａ：０．００４２％を複合含有する合
金の、板厚５０μｍの箔に対しての１２００℃、大気中
での酸化時間に対する重量変化を示したものである。ま
た、図中には、実施例の項で定義される耐酸化寿命比の
値も合せて示した。図１より、Ｌａ単独含有、Ｚｒ単独
含有のそれぞれが短時間で異常酸化により重量増加を起
こしているのに対し、ＬａとＺｒの複合含有ではそれぞ
れの単独含有での寿命の和に対して２倍以上の寿命を有
することがわかる。これは、単にＬａとＺｒを複合含有
させたとしても双方の耐酸化性改善効果の和になるとす
る従来の考え方を逸脱する新たな発見がある。
０．１５％Ｓｉ，０．２％Ｍｎ，２０％Ｃｒ，５％Ａ
ｌ，０．００２％Ｎ，Ｔｉ，Ｎｂ合計で０．０１％未
満，Ｃｅ０．００５％未満で残部Ｆｅおよび不可避的不
純物より成る合金を基本組成とし、さらに、Ｚｒを単独
で０．０７２％含有する合金、Ｌａを単独で０．０９１
％含有する合金、Ｌａ：０．０９１％とＺｒ：０．０７
５％を複合含有する合金、Ｌａ：０．０８９％，Ｚｒ：
０．０７６％，Ｃａ：０．００４２％を複合含有する合
金の、板厚５０μｍの箔に対しての１２００℃、大気中
での酸化時間に対する重量変化を示したものである。ま
た、図中には、実施例の項で定義される耐酸化寿命比の
値も合せて示した。図１より、Ｌａ単独含有、Ｚｒ単独
含有のそれぞれが短時間で異常酸化により重量増加を起
こしているのに対し、ＬａとＺｒの複合含有ではそれぞ
れの単独含有での寿命の和に対して２倍以上の寿命を有
することがわかる。これは、単にＬａとＺｒを複合含有
させたとしても双方の耐酸化性改善効果の和になるとす
る従来の考え方を逸脱する新たな発見がある。
【００１５】本発明者らは、ＬａとＺｒの複合含有につ
いてさらに詳細な調査を行なった結果、ＬａとＺｒの複
合含有の効果を十分に発揮させるためには含有量を制限
する必要があることがわかった。これは図１からも推察
されるように、Ｌａ，Ｚｒの一方の含有量に対し他方の
含有量が極端に少なくなると単独含有の場合と同様の耐
酸化性しか得られないため、ＬａとＺｒの含有量の比は
一定の範囲内にある必要がある。図２は、重量比にし
て、０．００５％Ｃ，０．１５％Ｓｉ，０．２％Ｍｎ，
２０％Ｃｒ，５％Ａｌ，０．００２％Ｎ，０．００１〜
０．００４％Ｃａ，Ｔｉ，Ｎｂ合計で０．０１％未満，
Ｃｅ：０．００５％未満で、さらにＬａ：０．０１〜
０．２％，Ｚｒ０．０１〜１．０％を含有し残部Ｆｅお
よび不可避的不純物よりなる合金の、板厚５０μｍの箔
の耐酸化寿命比（後述する実施例で定義される）に及ぼ
すＺｒ含有量とＬａ含有量の比（〔Ｚｒ含有量〕／〔Ｌ
ａ含有量〕の値）の影響を、Ｌａ：０．０１〜０．２重
量％、Ｚｒ：０．０１〜１．０重量％の範囲で調査した
結果である。図２に示すように、ＬａとＺｒの含有量の
間に（Ａ）式の関係がある時に優れた耐酸化性が得られ
ることが判明した。 ０．１≦〔Ｚｒ重量％〕／〔Ｌａ重量％〕≦２０ ………（Ａ）
いてさらに詳細な調査を行なった結果、ＬａとＺｒの複
合含有の効果を十分に発揮させるためには含有量を制限
する必要があることがわかった。これは図１からも推察
されるように、Ｌａ，Ｚｒの一方の含有量に対し他方の
含有量が極端に少なくなると単独含有の場合と同様の耐
酸化性しか得られないため、ＬａとＺｒの含有量の比は
一定の範囲内にある必要がある。図２は、重量比にし
て、０．００５％Ｃ，０．１５％Ｓｉ，０．２％Ｍｎ，
２０％Ｃｒ，５％Ａｌ，０．００２％Ｎ，０．００１〜
０．００４％Ｃａ，Ｔｉ，Ｎｂ合計で０．０１％未満，
Ｃｅ：０．００５％未満で、さらにＬａ：０．０１〜
０．２％，Ｚｒ０．０１〜１．０％を含有し残部Ｆｅお
よび不可避的不純物よりなる合金の、板厚５０μｍの箔
の耐酸化寿命比（後述する実施例で定義される）に及ぼ
すＺｒ含有量とＬａ含有量の比（〔Ｚｒ含有量〕／〔Ｌ
ａ含有量〕の値）の影響を、Ｌａ：０．０１〜０．２重
量％、Ｚｒ：０．０１〜１．０重量％の範囲で調査した
結果である。図２に示すように、ＬａとＺｒの含有量の
間に（Ａ）式の関係がある時に優れた耐酸化性が得られ
ることが判明した。 ０．１≦〔Ｚｒ重量％〕／〔Ｌａ重量％〕≦２０ ………（Ａ）
【００１６】本発明では、耐酸化性に関して（Ａ）式が
最も重要な関係である。すなわち、ＬａとＺｒを含有し
たＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金において（Ａ）式を満足する
ことが高温における耐酸化性を改善する画期的な方法で
ある。
最も重要な関係である。すなわち、ＬａとＺｒを含有し
たＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金において（Ａ）式を満足する
ことが高温における耐酸化性を改善する画期的な方法で
ある。
【００１７】ＬａとＺｒは、（Ａ）式を満足しても含有
量が少なすぎると十分な効果が発揮されない。そのため
にはＬａ，Ｚｒともに０．０１重量％以上の含有が必要
である。また、ＬａとＺｒは０．０１重量％以上の含有
量で（Ａ）式を満足させればその効果が十分発揮させる
ことができるが、Ｌａは固溶限が小さく、それを越えて
含有させると金属Ｌａが粒界に析出するため、含有量に
見合った耐酸化性が得られなくなるほか、熱間および冷
間での加工性が著しく劣化させるので、含有量の上限を
０．２０重量％に限定する必要がある。また、Ｚｒは、
過剰に含有させるとＦｅ2 ＺｒやＦｅ3 Ｚｒなどの金属
間化合物を形成するため、逆に耐酸化性が劣化したり熱
間および冷間での加工性を逸するので、含有量の上限を
１．０重量％に限定する必要がある。
量が少なすぎると十分な効果が発揮されない。そのため
にはＬａ，Ｚｒともに０．０１重量％以上の含有が必要
である。また、ＬａとＺｒは０．０１重量％以上の含有
量で（Ａ）式を満足させればその効果が十分発揮させる
ことができるが、Ｌａは固溶限が小さく、それを越えて
含有させると金属Ｌａが粒界に析出するため、含有量に
見合った耐酸化性が得られなくなるほか、熱間および冷
間での加工性が著しく劣化させるので、含有量の上限を
０．２０重量％に限定する必要がある。また、Ｚｒは、
過剰に含有させるとＦｅ2 ＺｒやＦｅ3 Ｚｒなどの金属
間化合物を形成するため、逆に耐酸化性が劣化したり熱
間および冷間での加工性を逸するので、含有量の上限を
１．０重量％に限定する必要がある。
【００１８】さらに本発明者らは、ＬａとＺｒの複合添
加の効果と第３元素の共存の影響を調査した。その結
果、Ｃａの添加が効果があること、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｃｅが
きわめて有害であることが判明した。図１より、Ｌａ，
Ｚｒ複合添加鋼に対しさらにＣａを０．００４２％含有
させることにより耐酸化寿命はさらに延び、耐酸化寿命
比にして３．６となっており、Ｃａ添加によって、寿命
が１．６倍延びたことが分かる。Ｃａの共存によるＬ
ａ，Ｚｒ複合添加効果の向上機構については明らかでな
いが、耐酸化性に対してきわめて有害であるＳを無害化
するためと推察される。従って、Ｃａを有効にはたらか
せるためには有害元素Ｓを低い値に抑えることが望まし
い。具体的には、Ｓを０．０１重量％以下に抑えた上に
Ｓ固定のためＣａを最低限０．０００３重量％以上含有
させる必要がある。願わくば、Ｃａの含有量は重量％に
してＳの１．５倍以上が理想的である。しかし、０．０
３重量％を超えて含有させると、デンドライト粒間に偏
析して粒界強度を低下させ、熱間加工性を著しく劣化さ
せるため上限を０．０３重量％ととし、範囲を０．００
０３〜０．０３重量％に限定した。
加の効果と第３元素の共存の影響を調査した。その結
果、Ｃａの添加が効果があること、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｃｅが
きわめて有害であることが判明した。図１より、Ｌａ，
Ｚｒ複合添加鋼に対しさらにＣａを０．００４２％含有
させることにより耐酸化寿命はさらに延び、耐酸化寿命
比にして３．６となっており、Ｃａ添加によって、寿命
が１．６倍延びたことが分かる。Ｃａの共存によるＬ
ａ，Ｚｒ複合添加効果の向上機構については明らかでな
いが、耐酸化性に対してきわめて有害であるＳを無害化
するためと推察される。従って、Ｃａを有効にはたらか
せるためには有害元素Ｓを低い値に抑えることが望まし
い。具体的には、Ｓを０．０１重量％以下に抑えた上に
Ｓ固定のためＣａを最低限０．０００３重量％以上含有
させる必要がある。願わくば、Ｃａの含有量は重量％に
してＳの１．５倍以上が理想的である。しかし、０．０
３重量％を超えて含有させると、デンドライト粒間に偏
析して粒界強度を低下させ、熱間加工性を著しく劣化さ
せるため上限を０．０３重量％ととし、範囲を０．００
０３〜０．０３重量％に限定した。
【００１９】また、機構については明らかでないがＴ
ｉ，Ｎｂ，ＣｅはＬａ，Ｚｒ複合添加効果を減少させて
しまう。従って、これらの元素をＬａ，Ｚｒ複合添加の
効果が損なわれない程度に低く抑える必要がある。具体
的には、ＴｉとＮｂは合計で０．０５重量％以下、願わ
くば０．０３重量％以下、Ｃｅは０．０１重量％以下に
抑える必要がある。
ｉ，Ｎｂ，ＣｅはＬａ，Ｚｒ複合添加効果を減少させて
しまう。従って、これらの元素をＬａ，Ｚｒ複合添加の
効果が損なわれない程度に低く抑える必要がある。具体
的には、ＴｉとＮｂは合計で０．０５重量％以下、願わ
くば０．０３重量％以下、Ｃｅは０．０１重量％以下に
抑える必要がある。
【００２０】以下に、その他の合金元素の作用および数
値限定理由について説明する。 Ｃｒ：Ｃｒは、Ａｌの耐酸化性を向上させる効果を助け
る役割を持つばかりでなくＣｒ自体が耐酸化性を向上さ
せる効果を有する元素であり、それらの効果を十分発揮
させるために１０重量％以上の含有が必要である。Ｃｒ
の耐酸化性向上効果は、含有量の増加に伴って増加し、
特に１８重量％以上含有することで優れた耐酸化性が得
られるが、２８重量％を越えて含有させると、靱性およ
び延性が低下し製造性を逸するので範囲を１０〜２８重
量％に限定した。
値限定理由について説明する。 Ｃｒ：Ｃｒは、Ａｌの耐酸化性を向上させる効果を助け
る役割を持つばかりでなくＣｒ自体が耐酸化性を向上さ
せる効果を有する元素であり、それらの効果を十分発揮
させるために１０重量％以上の含有が必要である。Ｃｒ
の耐酸化性向上効果は、含有量の増加に伴って増加し、
特に１８重量％以上含有することで優れた耐酸化性が得
られるが、２８重量％を越えて含有させると、靱性およ
び延性が低下し製造性を逸するので範囲を１０〜２８重
量％に限定した。
【００２１】Ａｌ：Ａｌは、耐酸化性を維持するために
必要不可欠な元素であり、含有量の増加に伴って高温で
かつ長時間の使用に耐え得る材料となる。その効果を十
分発揮させるためには、最低でも１重量％以上の含有が
必要である。しかし、１０重量％を越えて含有させる
と、合金鋼の靱性が著しく低くなり冷間圧延で割れを生
じるため上限を１０重量％とし、範囲を１〜１０重量％
とした。
必要不可欠な元素であり、含有量の増加に伴って高温で
かつ長時間の使用に耐え得る材料となる。その効果を十
分発揮させるためには、最低でも１重量％以上の含有が
必要である。しかし、１０重量％を越えて含有させる
と、合金鋼の靱性が著しく低くなり冷間圧延で割れを生
じるため上限を１０重量％とし、範囲を１〜１０重量％
とした。
【００２２】ＣおよびＮ：ＣおよびＮは、フェライト系
ステンレス鋼においては共に固溶限が小さく、主として
炭化物、窒化物として析出し耐食性を劣化させるほか、
鋼板の靱性および延性を著しく低下させる。特にＮはＡ
ｌと窒化物を形成し有効Ａｌ（固溶Ａｌ）を減少させる
ばかりでなく、巨大な窒化物が箔製造時の欠陥の原因と
なり歩止りを著しく劣化させるので、できるだけ少ない
方が望ましいが、工業的、経済的な溶製技術を考慮して
上限をＣ：０．０５重量％、Ｎ：０．０２重量％とし
た。
ステンレス鋼においては共に固溶限が小さく、主として
炭化物、窒化物として析出し耐食性を劣化させるほか、
鋼板の靱性および延性を著しく低下させる。特にＮはＡ
ｌと窒化物を形成し有効Ａｌ（固溶Ａｌ）を減少させる
ばかりでなく、巨大な窒化物が箔製造時の欠陥の原因と
なり歩止りを著しく劣化させるので、できるだけ少ない
方が望ましいが、工業的、経済的な溶製技術を考慮して
上限をＣ：０．０５重量％、Ｎ：０．０２重量％とし
た。
【００２３】Ｓｉ，Ｍｎ：ＳｉとＭｎは、Ａｌ脱酸の予
備脱酸材として添加された場合合金中に残存することが
あるが、Ｓｉは酸化スケールの耐はくり性を低下させ、
またＭｎは耐酸化性および耐食性を劣化させるのでとも
に少ない方がよいが工業的および経済的な溶製造技術を
考慮して、Ｓｉは１．０重量％以下、Ｍｎは１．５重量
％以下に限定した。
備脱酸材として添加された場合合金中に残存することが
あるが、Ｓｉは酸化スケールの耐はくり性を低下させ、
またＭｎは耐酸化性および耐食性を劣化させるのでとも
に少ない方がよいが工業的および経済的な溶製造技術を
考慮して、Ｓｉは１．０重量％以下、Ｍｎは１．５重量
％以下に限定した。
【００２４】Ｖ，Ｔａ，Ｈｆ：これらの元素は、ＡｌＮ
を形成してＡｌを消耗し耐酸化性を劣化させるＮを無害
化する効果を有するが、過剰に含有させると、これら元
素の固溶量が増大し逆に耐酸化性を劣化させたり熱間お
よび冷間での加工性を低下させるので上限を含有量の合
計で１．０重量％とした。
を形成してＡｌを消耗し耐酸化性を劣化させるＮを無害
化する効果を有するが、過剰に含有させると、これら元
素の固溶量が増大し逆に耐酸化性を劣化させたり熱間お
よび冷間での加工性を低下させるので上限を含有量の合
計で１．０重量％とした。
【００２５】Ｙ：Ｙは、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金に高温で
生成する酸化皮膜の密着性を向上させることを通じて耐
酸化性を向上させる効果を有する。これらの元素はその
効果のために多い方が望ましいが、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合
金に対する固溶限が小さい上に固溶限を越えて含有させ
ると、粒界に析出して加工性を劣化させるため、上限を
０．５０重量％とした。
生成する酸化皮膜の密着性を向上させることを通じて耐
酸化性を向上させる効果を有する。これらの元素はその
効果のために多い方が望ましいが、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合
金に対する固溶限が小さい上に固溶限を越えて含有させ
ると、粒界に析出して加工性を劣化させるため、上限を
０．５０重量％とした。
【００２６】Ｍｇ：Ｍｇは、０．０００５重量％以上含
有した場合には非常に緻密なＡｌ2 Ｏ3 スケールを生成
させ耐酸化性を向上させる元素であるが、０．０３重量
％を超えて含有すると熱延性等の製造性が著しく低下す
るためにその上限を０．０３重量％とした。
有した場合には非常に緻密なＡｌ2 Ｏ3 スケールを生成
させ耐酸化性を向上させる元素であるが、０．０３重量
％を超えて含有すると熱延性等の製造性が著しく低下す
るためにその上限を０．０３重量％とした。
【００２７】本発明合金鋼は、通常の転炉法により溶製
され溶融状態で成分調整を行い、鋼塊あるいはスラブに
鋳込まれ、５００〜１３００℃の温度範囲内で圧下率５
０％以上の熱間圧延を行った後で焼鈍を行い、さらに冷
間圧延と焼鈍を繰り返し行って、必要な厚さのコイルあ
るいは切板として製造される。
され溶融状態で成分調整を行い、鋼塊あるいはスラブに
鋳込まれ、５００〜１３００℃の温度範囲内で圧下率５
０％以上の熱間圧延を行った後で焼鈍を行い、さらに冷
間圧延と焼鈍を繰り返し行って、必要な厚さのコイルあ
るいは切板として製造される。
【００２８】圧延された材料は、圧延ままの状態で使用
することができるが、焼鈍された最終製品を製造する場
合には、低酸素分圧の不活性ガス雰囲気下あるいは還元
ガス雰囲気下で光輝焼鈍（Bright annealing, ＢＡ）を
行う。この理由は、酸化性ガス雰囲気下で焼鈍を行う
と、合金中のＡｌが優先的に酸化されＡｌ2 Ｏ3 スケー
ルを形成して合金中のＡｌを消費し、かつＡｌ2 Ｏ3 ス
ケールがハニカムの加工性を逸するためである。
することができるが、焼鈍された最終製品を製造する場
合には、低酸素分圧の不活性ガス雰囲気下あるいは還元
ガス雰囲気下で光輝焼鈍（Bright annealing, ＢＡ）を
行う。この理由は、酸化性ガス雰囲気下で焼鈍を行う
と、合金中のＡｌが優先的に酸化されＡｌ2 Ｏ3 スケー
ルを形成して合金中のＡｌを消費し、かつＡｌ2 Ｏ3 ス
ケールがハニカムの加工性を逸するためである。
【００２９】上記合金は、特に板圧０．２ｍｍ以下とし
た場合に従来材に比較し優れた耐酸化性が得られ排ガス
コンバータ用のメタルハニカムとして最適な材料とな
る。
た場合に従来材に比較し優れた耐酸化性が得られ排ガス
コンバータ用のメタルハニカムとして最適な材料とな
る。
【００３０】
【実施例】つぎに実施例に基づいて、本発明を具体的に
説明する。 （実施例）表１および表２に示す組成の合金を溶製し、
還元ガス雰囲気で光輝焼鈍し、圧延して箔とし、供試材
を得た。表１に示すのは本発明合金であり、表２に示す
のは比較合金である。以上の供試材について以下の試験
を行なった。供試材の耐酸化寿命の評価は、ＬａとＺｒ
の複合含有による相乗効果およびＣａ添加の効果によっ
て寿命が延びたことを確認する観点と、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｃ
ｅがＬａ，Ｚｒ複合添加の効果を劣化させる観点から、
Ｌａ，Ｚｒ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｃｅ以外の成分を同一
とし、ＬａまたはＺｒを単独含有した比較材を製造して
耐酸化寿命を測定し、その寿命の和に対してＬａ，Ｚ
ｒ，Ｃａ複合含有でさらに必要に応じてＴｉ，Ｎｂ，Ｃ
ｅを含有させた材料の寿命が何倍になっているかを耐酸
化寿命比として評価した。ここで、耐酸化寿命とは、各
供試材の板厚５０μｍのＢＡ箔を１２００℃、大気開放
下で酸化時間と重量変化の関係を求め、重量変化が２．
０mg/cm2となった時点の総酸化時間で定義した。表３お
よび表４にそれぞれ本発明合金と比較合金の耐酸化寿命
比および備考欄に製造性を示した。
説明する。 （実施例）表１および表２に示す組成の合金を溶製し、
還元ガス雰囲気で光輝焼鈍し、圧延して箔とし、供試材
を得た。表１に示すのは本発明合金であり、表２に示す
のは比較合金である。以上の供試材について以下の試験
を行なった。供試材の耐酸化寿命の評価は、ＬａとＺｒ
の複合含有による相乗効果およびＣａ添加の効果によっ
て寿命が延びたことを確認する観点と、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｃ
ｅがＬａ，Ｚｒ複合添加の効果を劣化させる観点から、
Ｌａ，Ｚｒ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｃｅ以外の成分を同一
とし、ＬａまたはＺｒを単独含有した比較材を製造して
耐酸化寿命を測定し、その寿命の和に対してＬａ，Ｚ
ｒ，Ｃａ複合含有でさらに必要に応じてＴｉ，Ｎｂ，Ｃ
ｅを含有させた材料の寿命が何倍になっているかを耐酸
化寿命比として評価した。ここで、耐酸化寿命とは、各
供試材の板厚５０μｍのＢＡ箔を１２００℃、大気開放
下で酸化時間と重量変化の関係を求め、重量変化が２．
０mg/cm2となった時点の総酸化時間で定義した。表３お
よび表４にそれぞれ本発明合金と比較合金の耐酸化寿命
比および備考欄に製造性を示した。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】
【００３４】
【発明の効果】本発明は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金のＬ
ａとＺｒ含有量の比を限定することにより、従来考えら
れていたＬａあるいはＺｒの単独含有の耐酸化寿命の単
純な和ではなく、それぞれの寿命の和以上の耐酸化寿命
を実現させるとともにＬａ，Ｚｒ複合添加の効果を向上
させるＣａを適量含有させ、その効果を減少させるＴ
ｉ，Ｎｂ，Ｃｅを限定することにより高温での耐酸化性
を飛躍的に向上させたＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金およびそ
の合金箔を提供する。本発明は、自動車をなどの触媒コ
ンパーター用材料をはじめとした、耐熱用材料として最
適な合金である。
ａとＺｒ含有量の比を限定することにより、従来考えら
れていたＬａあるいはＺｒの単独含有の耐酸化寿命の単
純な和ではなく、それぞれの寿命の和以上の耐酸化寿命
を実現させるとともにＬａ，Ｚｒ複合添加の効果を向上
させるＣａを適量含有させ、その効果を減少させるＴ
ｉ，Ｎｂ，Ｃｅを限定することにより高温での耐酸化性
を飛躍的に向上させたＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金およびそ
の合金箔を提供する。本発明は、自動車をなどの触媒コ
ンパーター用材料をはじめとした、耐熱用材料として最
適な合金である。
【図１】 重量比にして、０．００５％Ｃ，０．１５％
Ｓｉ，０．２％Ｍｎ，２０％Ｃｒ，５％Ａｌ，０．００
２％Ｎ，Ｔｉ，Ｎｂの合計で０．０１未満，Ｃｅ０．０
０５％未満で、残部Ｆｅおよび不可避的不純物より成り
合金を基本組成とし、Ｚｒ単独含有、Ｌａ単独含有、Ｌ
ａとＺｒの複合含有、Ｌａ，Ｚｒ，Ｃａの複合含有の４
種の合金の板厚５０μｍの箔の酸化時間に対する重量変
化を示す図である。
Ｓｉ，０．２％Ｍｎ，２０％Ｃｒ，５％Ａｌ，０．００
２％Ｎ，Ｔｉ，Ｎｂの合計で０．０１未満，Ｃｅ０．０
０５％未満で、残部Ｆｅおよび不可避的不純物より成り
合金を基本組成とし、Ｚｒ単独含有、Ｌａ単独含有、Ｌ
ａとＺｒの複合含有、Ｌａ，Ｚｒ，Ｃａの複合含有の４
種の合金の板厚５０μｍの箔の酸化時間に対する重量変
化を示す図である。
【図２】 重量比にして、０．００５％Ｃ，０．１５％
Ｓｉ，０．２％Ｍｎ，２０％Ｃｒ，５％Ａｌ，０．００
２％Ｎ，０．００１〜０．００４％Ｃａ，Ｔｉ，Ｎｂ合
計で０．０１％未満，Ｃｅ０．００５％未満で、さらに
Ｌａ：０．０１〜０．２％，Ｚｒ０．０１〜１．０％を
含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物より成る合金の
板厚５０μｍの箔の耐酸化寿命比と〔Ｚｒ重量％〕／
〔Ｌａ重量％〕の値の関係を示す図である。
Ｓｉ，０．２％Ｍｎ，２０％Ｃｒ，５％Ａｌ，０．００
２％Ｎ，０．００１〜０．００４％Ｃａ，Ｔｉ，Ｎｂ合
計で０．０１％未満，Ｃｅ０．００５％未満で、さらに
Ｌａ：０．０１〜０．２％，Ｚｒ０．０１〜１．０％を
含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物より成る合金の
板厚５０μｍの箔の耐酸化寿命比と〔Ｚｒ重量％〕／
〔Ｌａ重量％〕の値の関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−235255（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−11946（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−202449（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60
Claims (5)
- 【請求項１】Ｃ：０．０５重量％以下、 Ｎ：０．０
２重量％以下、 Ｓｉ：１．０重量％以下、 Ｍｎ：１．５重量％以
下、 Ｓ：０．０１重量％以下、 Ｔｉ，Ｎｂ：合計で０．
０５重量％以下、 Ｃｅ：０．０１重量％以下、 Ｃｒ：１０〜２８重量％ Ａｌ：１〜６重量％、 Ｃａ：０．０００３〜
０．０３重量％を含有し、さらにＬａおよびＺｒが Ｌａ：０．０１〜０．２０重量％、 Ｚｒ：０．０１〜
１．０重量％ ０．１≦〔Ｚｒ重量％〕／〔Ｌａ重量％〕≦２０ ………（Ａ） で、かつ（Ａ）式を満足し、残部Ｆｅおよび不可避的不
純物よりなる、耐酸化性に優れたＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合
金。 - 【請求項２】Ｖ，ＴａおよびＨｆのうちの１種または２
種以上を合計で１．０重量％以下含有する請求項１に記
載のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金。 - 【請求項３】Ｙ：０．５重量％以下を含有する請求項１
または２に記載のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金。 - 【請求項４】Ｍｇを０．０００５〜０．０３重量％含有
する請求項１〜３のいずれかに記載のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ
系合金。 - 【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載のＦｅ−Ｃ
ｒ−Ａｌ系合金を圧延により作製した０．２ｍｍ以下の
箔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26764292A JP3247162B2 (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 耐酸化性に優れたＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金およびその箔 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26764292A JP3247162B2 (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 耐酸化性に優れたＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金およびその箔 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06116686A JPH06116686A (ja) | 1994-04-26 |
| JP3247162B2 true JP3247162B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=17447514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26764292A Expired - Lifetime JP3247162B2 (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 耐酸化性に優れたＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金およびその箔 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3247162B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| WO2002088404A2 (de) * | 2001-04-26 | 2002-11-07 | Thyssenkrupp Vdm Gmbh | Eisen-chrom-aluminium-legierung |
| US20100158775A1 (en) * | 2008-12-18 | 2010-06-24 | Basf Catalysts Llc | Catalyst Systems and Methods for Treating Aircraft Cabin Air |
| JP5406576B2 (ja) * | 2009-03-25 | 2014-02-05 | 大阪瓦斯株式会社 | バーナノズル |
| JP5760525B2 (ja) | 2010-03-30 | 2015-08-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ステンレス箔およびその箔を用いた排ガス浄化装置用触媒担体 |
| JP5126437B1 (ja) | 2011-04-01 | 2013-01-23 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ステンレス箔およびその箔を用いた排ガス浄化装置用触媒担体 |
| DE102012004488A1 (de) | 2011-06-21 | 2012-12-27 | Thyssenkrupp Vdm Gmbh | Hitzebeständige Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung mit geringer Chromverdampfungsrate und erhöhter Warmfestigkeit |
| DE202011106778U1 (de) | 2011-06-21 | 2011-12-05 | Thyssenkrupp Vdm Gmbh | Hitzebeständige Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung mit geringer Chromverdampfungsrate und erhöhter Warmfestigkeit |
| JP5919711B2 (ja) * | 2011-10-04 | 2016-05-18 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Ａｌ含有フェライト系ステンレス熱延鋼帯の製造方法およびＡｌ含有フェライト系ステンレス熱延鋼帯、ステンレス箔、並びに、自動車排ガス浄化装置用触媒担体 |
| US10995384B2 (en) | 2014-09-30 | 2021-05-04 | Hitachi Metals, Ltd. | Steel for solid oxide fuel cells and manufacturing method thereof |
| CN113337783A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-09-03 | 钢铁研究总院淮安有限公司 | 一种钡洁净化铁铬铝合金的生产方法 |
-
1992
- 1992-10-06 JP JP26764292A patent/JP3247162B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| JPH06116686A (ja) | 1994-04-26 |
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