JP5012243B2

JP5012243B2 - 高温強度、耐熱性および加工性に優れるフェライト系ステンレス鋼

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Publication number: JP5012243B2
Application number: JP2007160893A
Authority: JP
Inventors: 康加藤; 知正平田; 工宇城
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2007-06-19
Filing date: 2007-06-19
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2027-06-19
Also published as: JP2009001834A

Description

本発明は、Ｃｒ含有鋼に関し、特に、自動車やオートバイの排気管、触媒外筒材、火力発電プラントの排気ダクト等の高温環境下で使用される部材に用いて好適な、高温強度、耐熱性および加工性に優れるフェライト系ステンレス鋼に関するものである。

自動車の排気系部材、例えば、エキゾーストマニホールド、排気パイプ、コンバーターケース、マフラー等の部材に用いられる素材（材料）には、加工性に富むとともに使用時における耐熱性にも優れることが要求される。そのため、現状では、このような用途向けには、室温での加工性に優れ、高温耐力も比較的高い、ＮｂとＳｉを添加したＣｒ含有鋼、例えば、Ｔｙｐｅ４２９（１４Ｃｒ−０．９Ｓｉ−０．４Ｎｂ系）が多く使用されている。しかし、エンジン性能の向上により、排ガス温度が上昇して９００℃程度の温度まで達するようになると、Ｔｙｐｅ４２９の鋼では、高温耐力が不十分となってきている。

この問題に対しては、例えば、ＮｂとＭｏを添加して高温耐力を向上させたＣｒ含有鋼である、ＪＩＳＧ４３０５に規定されるＳＵＳ４４４（１９Ｃｒ−０．２Ｎｂ−１．８Ｍｏ）が開発されている。しかし、ＳＵＳ４４４の鋼は、合金元素の含有量が多いため、高価である上、加工性がＴｙｐｅ４２９に比べて著しく劣るという問題がある。

このようなことから、室温ではＴｙｐｅ４２９と同等の加工性を有し、さらに、９００℃あるいはそれ以上の温度における耐力がＴｙｐｅ４２９より高い、優れた高温強度を有する材料の開発が望まれている。さらに、排気系部材に用いられる材料の高温強度を高めることは、部材の薄肉化を可能とし、自動車車体の軽量化にも寄与することになるため、この面からも高温強度向上への要求が強まっている。さらに、排気系部材用材料には、高温強度のみならず、排ガス温度の上昇によっても異常酸化が起こさない、優れた耐酸化性を具備することも併せて要求されるようになってきている。

このような要求に対しては、たとえば、特許文献１には、排気系部材の高温部から低温部までの広い範囲に適用可能な素材として、高温強度、加工性および表面性状に優れたＣｒ含有鋼が開示されている。この素材は、Ｃ：０．０２ｍａｓｓ％以下、Ｓｉ：０．１０ｍａｓｓ％以下、Ｍｎ：０．４〜２．０ｍａｓｓ％、Ｃｒ：３．０〜２０ｍａｓｓ％、Ｎｂ：０．２〜１．０ｍａｓｓ％を含有するＣｒ含有鋼であり、Ｓｉを０．１０ｍａｓｓ％以下に低減し、Ｆｅ_２Ｎｂラーベス相の析出を抑制して室温降伏強さの上昇を抑制するとともに、優れた高温強度と加工性、さらには良好な表面性状を実現しようとするものである。

また、特許文献２には、Ｃ：０．０２０ｍａｓｓ％未満、Ｓｉ：０．１０ｍａｓｓ％超０．５０ｍａｓｓ％未満、Ｍｎ：２．００ｍａｓｓ％未満、Ｃｒ：１２．０ｍａｓｓ％以上１６．０ｍａｓｓ％未満、Ｎｂ：１０×（Ｃ＋Ｎ）以上１．００ｍａｓｓ％未満、Ｍｏ：０．８０ｍａｓｓ％超３．００ｍａｓｓ％未満を含有し、さらに必要に応じてＷを添加した耐熱性と加工性とを兼ね備えた軟質Ｃｒ含有鋼が開示されている。
特開２０００−０７３１４７号公報特開２００２−２１２６８５号公報

しかしながら、特許文献１に記載された鋼は、９００℃近傍の高温に加熱されると、異常酸化を起こし易く、また、特許文献２に記載のＷを添加した鋼は、高温強度や耐酸化性は良好であるが、加工性（伸び、ｒ値）が十分ではなく、いずれも、排気系部材に用いる材料に要求されている特性を十分に満足できるものではないという問題があった。

そこで、本発明の目的は、従来技術が抱える上記問題点を有利に解決し、常温では加工性に優れるとともに、使用される高温時においては高温強度と耐酸化性に優れるフェライト系ステンレス鋼を提供することにある。

なお、本発明でいう「加工性に優れる」とは、常温において、Ｔｙｐｅ４２９等の従来鋼と同じ製造条件で製造した場合に、同等以上の伸び、ｒ値を示すことをいう。また、本発明における「高温強度に優れる」とは、９００℃における０．２％耐力（σ_０．２）が２５ＭＰａ以上であることを、また、「耐酸化性に優れる」とは、１０００℃で異常酸化を起こさないことをいう。

発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、Ｃｒ含有鋼において、（Ｍｏ＋Ｗ）を３．０〜５．８ｍａｓｓ％の範囲で含有させることにより高温強度と耐酸化性を満足させ、さらに、高合金化に伴う伸び、ｒ値の低下に対しては、Ｔｉを０．０１〜０．３ｍａｓｓ％添加して向上させることで、所期した特性を満たすことができることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、Ｃ：０．０２０ｍａｓｓ％未満、Ｓｉ：０．１０ｍａｓｓ％超０．５０ｍａｓｓ％未満、Ｍｎ：２．０ｍａｓｓ％未満、Ｐ：０．０４０ｍａｓｓ％未満、Ｓ：０．０１０ｍａｓｓ％未満、Ｃｒ：１２．０ｍａｓｓ％以上１６．０ｍａｓｓ％未満、Ｎｉ：１．００ｍａｓｓ％未満、Ｎ：０．０２０ｍａｓｓ％未満、Ｎｂ：１０×（Ｃ＋Ｎ）以上１．００ｍａｓｓ％未満、Ｍｏ：０．８０ｍａｓｓ％超３．０ｍａｓｓ％未満、Ｗ：１〜５ｍａｓｓ％、（Ｍｏ＋Ｗ）：３．０〜５．８ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．０１〜０．３ｍａｓｓ％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する耐熱性と加工性に優れるフェライト系ステンレス鋼である。

本発明のフェライト系ステンレス鋼は、上記成分組成に加えてさらに、Ｃｕ：１．５ｍａｓｓ％以下、Ｂ：０．００３ｍａｓｓ％以下、Ａｌ：０．１ｍａｓｓ％以下、ＲＥＭ：０．０８ｍａｓｓ％以下、Ｚｒ：０．５ｍａｓｓ％以下、Ｖ：０．５ｍａｓｓ％以下およびＣｏ：０．５ｍａｓｓ％以下の中のいずれか１種または２種以上を含有することを特徴とする。

本発明によれば、常温での加工性に優れ、かつ、高温でも高い耐力を有するとともに耐酸化性にも優れる、自動車排気系部材に用いて好適なフェライト系ステンレス鋼を製造することが可能となる。

本発明を開発する契機となった実験について説明する。
Ｃ：０．００６ｍａｓｓ％、Ｎ：０．００７ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．３ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．４ｍａｓｓ％、Ｃｒ：１５ｍａｓｓ％、Ｎｂ：０．４５ｍａｓｓ％、Ｍｏ：１．５ｍａｓｓ％およびＷ：２．７ｍａｓｓ％の成分組成を有する鋼をベースとし、これにＴｉ含有量を０．０１〜０．３２ｍａｓｓ％の範囲で変化させた鋼を溶製し、熱間圧延し、冷間圧延して板厚２ｍｍの冷延板を作製し、この冷延板について、後述する実施例と同様にして、常温における伸びとｒ値を測定した。

図１は、上記試験結果を示したものである。図１から、Ｔｉ添加量が０．０１ｍａｓｓ％以上で、伸びおよびｒ値の向上が認められた。したがって、加工性を改善するためには、Ｔｉを０．０１ｍａｓｓ％以上添加量する必要があることがわかった。

次に、Ｃ：０．００６ｍａｓｓ％、Ｎ：０．００７ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．３ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．４ｍａｓｓ％、Ｃｒ：１５ｍａｓｓ％、Ｎｂ：０．４５ｍａｓｓ％の成分組成を有する鋼をベースとし、これにＭｏとＷの添加量を（Ｍｏ＋Ｗ）で０〜５．７ｍａｓｓ％の範囲で変化させた鋼を溶製し、熱間圧延し、冷間圧延して板厚２ｍｍの冷延板を作製し、この冷延板について、後述する実施例と同様にして、９００℃における０．２％耐力（σ_０．２）を測定した。

図２は、上記試験結果を示したものである。図２から、（Ｍｏ＋Ｗ）の添加量の増加により９００℃における０．２％耐力（σ_０．２）は大きく上昇し、（Ｍｏ＋Ｗ）の添加量を３．０ｍａｓｓ％以上とすることにより、目標とする２５ＭＰａ以上が得られることがわかった。
本発明は、上記知見に基き開発したものである。

次に、本発明に係るフェライト系ステンレス鋼の成分組成について説明する。
Ｃ：０．０２０ｍａｓｓ％未満
Ｃは、鋼の強度を増加させる元素である。しかし、Ｃ含有量が０．０２０ｍａｓｓ％以上になると、常温における靭性および加工性の低下が大きくなる。よって、加工性を重視する本発明では、Ｃ含有量を０．０２０ｍａｓｓ％未満とする。なお、加工性を向上する観点からは、Ｃ含有量は低いほど好ましく、０．００８ｍａｓｓ％以下とするのが望ましい。ただし、所望の強度を確保するためには、Ｃは０．００１ｍａｓｓ％以上含有するのが好ましい。より好ましいＣの範囲は０．００２〜０．００８ｍａｓｓ％である。

Ｓｉ：０．１０ｍａｓｓ％超０．５０ｍａｓｓ％未満
Ｓｉは、脱酸剤として作用するとともに、９００℃以上の高温での耐酸化性を向上させるのに有効な元素であり、このような効果は、０．１０ｍａｓｓ％超の添加で発現する。一方、０．５０ｍａｓｓ％以上の添加は、固溶硬化により、常温での伸びを低下させ、加工性の低下を招く。よって、Ｓｉは０．１０ｍａｓｓ％超０．５０ｍａｓｓ％未満とする。好ましくは、０．２０ｍａｓｓ％超え０．４５ｍａｓｓ％以下である。

Ｍｎ：２．０ｍａｓｓ％未満
Ｍｎは、脱酸剤として作用するが、２．０ｍａｓｓ％以上の過剰な添加は、高温で、γ相の生成を促進して耐熱性を低下させる。そのため、本発明では、Ｍｎは２．０ｍａｓｓ％未満とする。好ましくは、１．５ｍａｓｓ％以下である。

Ｐ：０．０４０ｍａｓｓ％未満
Ｐは、常温での鋼の靭性を劣化させる元素であり、できるだけ低減するのが望ましく、本発明では、０．０４０ｍａｓｓ％未満とする。好ましくは、０．０３０ｍａｓｓ％以下である。

Ｓ：０．０１０ｍａｓｓ％未満
Ｓは、常温における伸びおよびｒ値を低下させ、加工性を劣化させるとともに、ステンレス鋼の基本特性である耐食性を劣化させる元素であり、できるだけ低減するのが望ましい。また、Ｓは、ラーベス相の析出を促進する元素でもあり、鋼を硬質化させる。よって、本発明では、Ｓを０．０１０ｍａｓｓ％未満とする。なお、過剰なＳの低減は、製造コストの上昇を招くため、下限は０．００２ｍａｓｓ％程度とするのが望ましい。好ましいＳの範囲は０．００２〜０．００６ｍａｓｓ％である。

Ｃｒ：１２．０ｍａｓｓ％以上１６．０ｍａｓｓ％未満
Ｃｒは、耐食性、耐酸化性を向上させる元素であり、本発明の鋼においては重要な元素の１つである。また、Ｃｒは、ラーベス相（本発明の組成範囲では（Ｆｅ，Ｃｒ）_２（Ｍｏ，Ｎｂ））の生成を促進する元素であり、Ｃｒを１６．０ｍａｓｓ％以上含有すると、ラーベス相の析出が促進されて鋼を硬質化する。一方、Ｃｒ含有量が１２．０ｍａｓｓ％未満では、耐酸化性、耐食性が劣化する。よって、本発明では、Ｃｒは１２．０ｍａｓｓ％以上１６．０ｍａｓｓ％未満の範囲とする。なお、Ｃｒ添加量は、必要な耐酸化性、耐熱性レベルに応じて上記範囲内で適宜選択すればよいが、特に耐酸化性が要求される場合には、１４．０ｍａｓｓ％以上１６．０ｍａｓｓ％未満の範囲とするのが好ましい。

Ｎｉ：１．０ｍａｓｓ％未満
Ｎｉは、靭性を向上させる元素であるが、高価であり、また、強力なγ相形成元素であるため、高温で、γ相の生成を促進し、耐酸化性を低下させる。よって、Ｎｉは１．０ｍａｓｓ％未満とする。なお、好ましくは、０．０５ｍａｓｓ％以上０．６０ｍａｓｓ％以下である。

Ｎ：０．０２０ｍａｓｓ％未満
Ｎは、常温における鋼の靭性および加工性を劣化させる元素であり、０．０２０ｍａｓｓ％以上含有すると、靭性および加工性の劣化が大きくなる。このため、Ｎは０．０２０ｍａｓｓ％未満とする。なお、本発明では、Ｎはできるだけ低減するのが好ましく、０．０１０ｍａｓｓ％以下とするのが望ましい。

Ｎｂ：１０×（Ｃ＋Ｎ）以上１．０ｍａｓｓ％未満
Ｎｂは、Ｃ，Ｎを固定し、高温強度を高める他、加工性、耐食性、溶接部の粒界腐食性を向上する元素であり、このような効果は、Ｎｂを１０×（Ｃ＋Ｎ）以上添加することにより発現する。一方、１．０ｍａｓｓ％以上の添加は、ラーベス相が多量に析出して、常温強度を高め、靭性、表面性状を劣化させる。このため、Ｎｂは１０×（Ｃ＋Ｎ）以上１．００ｍａｓｓ％未満の範囲で添加する。なお、とくに優れた高温強度が要求される場合には、Ｎｂは０．３０ｍａｓｓ％超とすることが好ましい。より好ましくは、０．３０〜０．７０ｍａｓｓ％の範囲である。

Ｍｏ：０．８ｍａｓｓ％超３．０ｍａｓｓ％未満
Ｍｏは、固溶状態で存在することにより、高温における耐力を増加させるとともに、耐食性や耐酸化性を向上する作用を有する。このような効果は、０．８ｍａｓｓ％を超える添加量で認められる。一方、３．０ｍａｓｓ％以上添加すると、ラーベス相の析出が顕著となり、固溶状態で存在するＭｏ量が減少して、高温での耐力、耐食性の改善効果が小さくなるとともに、常温強度が増加し硬質化する。よって、本発明においては、Ｍｏは０．８ｍａｓｓ％超３．０ｍａｓｓ％未満とする。好ましくは、１．５０ｍａｓｓ％超３．００ｍａｓｓ％未満の範囲である。

Ｗ：１〜５ｍａｓｓ％
Ｗは、Ｍｏと同様、固溶状態で存在することにより高温耐力を増加させるとともに、耐食性・耐酸化性を向上する作用を有する。このような効果は、１ｍａｓｓ％以上の含有で認められ、一方、５ｍａｓｓ％を超えると、ラーベス相の析出が顕著となり、固溶状態で存在するＷ量が飽和するほか、靭性や加工性の低下をもたらす。よって、本発明では、Ｗは１〜５ｍａｓｓ％の範囲とする。好ましくは２ｍａｓｓ％以上４ｍａｓｓ％未満である。

（Ｍｏ＋Ｗ）：３．０〜５．８ｍａｓｓ％
Ｍｏ，Ｗは、上述のように同様の効果を有する元素であるが、本発明の目標である、９００℃における０．２％耐力（σ_０．２）：２５ＭＰａ以上を達成するためには、先述したように、（Ｍｏ＋Ｗ）を３．０ｍａｓｓ％以上添加する必要がある。一方、（Ｍｏ＋Ｗ）が５．８ｍａｓｓ％を超えると、９００℃における０．２％耐力の向上効果が飽和すると共に、靭性や加工性の低下を招く。よって、本発明では、（Ｍｏ＋Ｗ）は３．０〜５．８ｍａｓｓ％の範囲とする。好ましくは３．５〜５ｍａｓｓ％の範囲である。

Ｔｉ：０．０１〜０．３ｍａｓｓ％
Ｔｉは、前述したように、常温における伸び、ｒ値を向上するのに有効な元素であり、０．０１ｍａｓｓ％以上の添加でその効果が得られる。一方、０．３ｍａｓｓ％を超える添加は、鋼板表面にＴｉ系酸化物や窒化物に起因した「ヘゲ状」欠陥を発生させ、表面品質の低下を招く。よって、Ｔｉの添加量は０．０１〜０．３ｍａｓｓ％とする。好ましくは０．０５〜０．２５ｍａｓｓ％の範囲である。

本発明のフェライト系ステンレス鋼は、上記基本成分に加えてさらに、Ｃｕ：１．５ｍａｓｓ％以下、Ｂ：０．００３ｍａｓｓ％以下、Ａｌ：０．１ｍａｓｓ％以下、ＲＥＭ：０．０８ｍａｓｓ％以下、Ｚｒ：０．５ｍａｓｓ％以下、Ｖ：０．５０ｍａｓｓ％以下およびＣｏ：０．５ｍａｓｓ％以下のうちから選ばれる１種または２種以上を含有することができる。
Ｃｕは、耐食性を特に向上させる作用を有する。しかし、１．５ｍａｓｓ％を超える過剰の添加は、ε−Ｃｕが析出し、脆化を招く。よって、Ｃｕは、１．５ｍａｓｓ％以下添加するのが好ましい。

Ｂは、加工性、とくに２次加工性を向上する元素である。このような効果は、０．０００５ｍａｓｓ％以上の添加で認められるが、０．００３ｍａｓｓ％を超える多量の添加は、ＢＮを生成して加工性の低下を招く。よって、Ｂは、０．００３ｍａｓｓ％以下とするのが好ましい。

Ａｌは、脱酸剤であり、Ａｌ脱酸を行う場合には、不可避的に含有されることがある。また、Ａｌは、溶接時に表面保護スケールを生成し、大気中からのＣ，Ｎ，Ｏの侵入を防ぎ、溶接部の靭性を向上させる効果を有するため、必要に応じて積極的に添加してもよい。上記効果は０．０２ｍａｓｓ％以上の添加で認められる。しかし、０．１ｍａｓｓ％を超えて添加すると、加工性が低下する。よって、Ａｌは０．１ｍａｓｓ％以下添加するのが好ましい。

ＲＥＭ（希土類元素：ＲａｒｅＥａｒｔｈＭｅｔａｌ）およびＺｒは、いずれも耐酸化性を改善する元素であり、本発明では、必要に応じて添加することができる。しかし、ＲＥＭの０．０８ｍａｓｓ％を超える添加は、鋼を脆化させ、またＺｒの０．５ｍａｓｓ％を超える添加は、Ｚｒ金属間化合物の析出を招き、鋼を脆化させる。よって、ＲＥＭは０．０８ｍａｓｓ％以下、Ｚｒは０．５ｍａｓｓ％以下添加するのが好ましい。

Ｖは、常温における加工性の向上に有効な元素である。しかし、０．５ｍａｓｓ％を超える過剰な添加は、粗大なＶ（Ｃ，Ｎ）を析出し、表面性状を劣化させる。そのため、Ｖは０．５ｍａｓｓ％以下添加するのが好ましい。

Ｃｏは、常温における靭性向上に有効な元素であるが、高価な元素であり、また、０．５ｍａｓｓ％を超えて添加しても上記効果は飽和するので、０．５ｍａｓｓ％を上限として添加するのが好ましい。

次に、本発明のフェライト系ステンレス鋼の製造方法について説明する。
本発明の鋼を製造する方法は、とくに限定されるものではなく、フェライト系ステンレス鋼の製造に用いられている一般的な方法であれば、いずれも好適に用いることができる。例えば、上述した本発明に適合する成分組成を有する鋼を、転炉、電気炉等を利用し、あるいはさらに取鍋精錬、真空精錬等の２次精錬を利用して溶製し、次いで、連続鋳造法あるいは造塊−分塊圧延法で鋼片（スラブ）とし、その後、熱間圧延、熱延板焼鈍、酸洗、冷間圧延、仕上焼鈍、酸洗の各工程を順次経て冷延焼鈍板（製品）とすることができる。なお、上記冷間圧延は、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延としてもよい。また、冷間圧延、仕上焼鈍、酸洗の工程は繰り返し行ってもよい。また、場合によっては、熱延板焼鈍は省略してもよい。さらに、鋼板表面の光沢性が要求される場合にはスキンパス圧延等を施してもよい。

表１に示した成分組成を有する鋼を実験室的に溶製し、５０ｋｇ鋼塊とし、次いで、これらの鋼塊を１１７０℃に加熱し、熱間圧延し、板厚５ｍｍの熱延板とした。その後、これらの熱延板に熱延板焼鈍（焼鈍温度：１０４０℃）を施し、酸洗し、圧下率６０％の冷間圧延し、仕上焼鈍（焼鈍温度：１０５０℃）し、酸洗して板厚が２ｍｍの冷延焼鈍板とした。かくして得られた冷延焼鈍板について、高温強度、加工性、耐酸化性を以下の要領で評価した。なお、高温強度、加工性、耐酸化性の判定指標とするため、参考例としてＴｙｐｅ４２９についても同様にして特性を評価した。

（１）高温強度
各冷延焼鈍板から、圧延方向を引張方向としたＪＩＳ１３号Ｂ試験片を各２本ずつ採取し、ＪＩＳＧ０５６７に準拠して、温度：９００℃、歪速度：０．３％／ｍｉｎで高温引張試験を実施し、９００℃における０．２％耐力（σ_０．２）を測定し、２本の平均値を求めた。その結果、９００℃におけるσ_０．２が２５ＭＰａ以上を高温強度良好（○）、２５ＭＰａ未満を高温強度不良（×）と評価した。
（２）加工性（平均Ｅｌ、平均ｒ値）
各冷延焼鈍板の圧延方向、圧延方向に４５°方向、および圧延方向に９０°方向の各方向から、ＪＩＳ１３号Ｂ試験片を各２本ずつ採取し、ＪＩＳＺ２２４１に準拠して、常温（２０℃）での引張試験を実施し、上記各方向の伸び（Ｅｌ_０，Ｅｌ_４５，Ｅｌ_９０）を測定し、２本の平均値を求めた。得られた各方向の伸びから、下記（１）式；
平均伸びＥｌ＝（Ｅｌ_０＋２Ｅｌ_４５＋Ｅｌ_９０）／４・・・（１）
を用いて各方向の平均伸びＥｌを算出した。
また、上記と同様にして、各方向のｒ値（ｒ_０，ｒ_４５，ｒ_９０）を測定し、下記（２）式；
平均ｒ値＝（ｒ_０＋２ｒ_４５＋ｒ_９０）／４・・・（２）
を用いて各方向の平均ｒ値を算出した。
（３）耐酸化性
各冷延焼鈍板から、試験片（厚さ２ｍｍ×幅２０ｍｍ×長さ３０ｍｍ）を各２枚ずつ採取し、それらの試験片を、１０００℃に保持された大気雰囲気の加熱炉に２００時間保持し、試験前後における試験片の質量測定値から、加熱試験による質量変化を算出し、２枚の平均値を求めた。これらの結果から、質量変化の絶対値が５ｍｇ／ｃｍ^２以内であったものを耐酸化性良好（○）、絶対値が５ｍｇ／ｃｍ^２超であったものを耐酸化性不良（×）と評価した。得られた結果を表２に示した。

表２から、本発明に適合する成分組成を有する鋼板（鋼Ｎｏ．１〜１１）は、伸び、ｒ値ともに良好であり、従来例であるＴｙｐｅ４２９鋼（鋼Ｎｏ．１５）と同等であり、また、９００℃における０．２％耐力（σ_０．２）も２５ＭＰａ以上を示し、従来例であるＴｙｐｅ４２９鋼に比べて優れた高温強度を有している。さらに、１０００℃においても、Ｔｙｐｅ４２９のような異常酸化は認められず、耐酸化性にも優れた材料であることがわかる。これに対して、本発明の範囲を外れる成分組成の比較例（鋼Ｎｏ．１２〜１４）では、伸び、ｒ値がＴｙｐｅ４２９に比べて劣るか、あるいは、９００℃における０．２％耐力（σ_０．２）が目標とする２５ＭＰａを下回る値しか得られていないことがわかる。

本発明の鋼は、常温での加工性に優れ、高温でも高い強度を有するとともに耐酸化性にも優れるので、同様の特性が要求される火力発電システムの排気経路部材や固体酸化物型の燃料電池用部材としても好適に用いることができる。さらに、本発明の鋼は、耐食性の向上に有効なＭｏ，Ｗを含有しているので、耐食性を要求される用途にも適用することができる。

Ｃｒ含有鋼の伸び、ｒ値に及ぼすＴｉ含有量の影響を示すグラフである。Ｃｒ含有鋼の９００℃における０．２％耐力に及ぼす（Ｍｏ＋Ｗ）含有量の影響を示すグラフである。

Claims

Ｃ：０．０２０ｍａｓｓ％未満、Ｓｉ：０．１０ｍａｓｓ％超０．５０ｍａｓｓ％未満、Ｍｎ：２．０ｍａｓｓ％未満、Ｐ：０．０４０ｍａｓｓ％未満、Ｓ：０．０１０ｍａｓｓ％未満、Ｃｒ：１２．０ｍａｓｓ％以上１６．０ｍａｓｓ％未満、Ｎｉ：１．０ｍａｓｓ％未満、Ｎ：０．０２０ｍａｓｓ％未満、Ｎｂ：１０×（Ｃ＋Ｎ）以上１．０ｍａｓｓ％未満、Ｍｏ：０．８ｍａｓｓ％超３．０ｍａｓｓ％未満、Ｗ：１〜５ｍａｓｓ％、（Ｍｏ＋Ｗ）：３．０〜５．８ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．０１〜０．３ｍａｓｓ％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する高温強度、耐熱性および加工性に優れるフェライト系ステンレス鋼。
上記成分組成に加えてさらに、Ｃｕ：１．５ｍａｓｓ％以下、Ｂ：０．００３ｍａｓｓ％以下、Ａｌ：０．１ｍａｓｓ％以下、ＲＥＭ：０．０８ｍａｓｓ％以下、Ｚｒ：０．５ｍａｓｓ％以下、Ｖ：０．５ｍａｓｓ％以下およびＣｏ：０．５ｍａｓｓ％以下の中のいずれか１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載のフェライト系ステンレス鋼。