JP5194512B2 - スピニング加工性に優れた排気系膨径部材用のフェライト系ステンレス鋼冷延板 - Google Patents
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Description
1)材料の歩留りが良い、
2)一体成形が可能で溶接部の信頼性低下がない、
3)型が不要、
4)工数が少ない
等の利点があるが、一方で、プレスを利用する方法に比べるとスピニング加工時に特に溶接部での割れ(図2におけるw参照)発生確率が高くなるとの問題があった。
1.質量%で、
C:0.02 %以下、
Si:2.0%以下、
Mn:2.0%以下、
Ni:0.6 %以下、
Nb:0.1〜1.0%、
P:0.040%以下、
S:0.01 %以下および
N:0.02%以下
を含み、さらにCrをCr+6Si:19.58〜22.0%(但し、Cr:11.2%以上)の関係を満足する範囲において、またAlおよびTiをAl+Ti:0.010%以下(但し、Ti:0.001%以上)の関係を満足する範囲において、それぞれ含有するとともに、
V:0.01〜0.5 %、
Co:0.01〜0.25%および
W:0.001 〜0.05%
のうちから選んだ1種または2種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成になることを特徴とするスピニング加工性に優れた排気系膨径部材用のフェライト系ステンレス鋼冷延板。
C:0.02%以下
N:0.02%以下
CおよびNは、靱性を低下させるだけでなく、自動車の排気系部材に適用する場合に重要な特性である耐酸化性を低下させるので、含有量は低い程望ましい。そこで、本発明では、CおよびNの量は、それぞれ0.02%以下に限定した。
Siは、本発明における重要な元素である。すなわち、Siは、スピニング加工性および靱性を低下させるので、これらの面からは含有量を低減する方が望ましいことから、2.0%以下とした。一方で、耐酸化性を高める働きがあることから、下限を0.01%とすることが好ましい。
Mnは、強度並びにスケール剥離性の向上に有効な元素であり、好ましくは0.1%以上で含有させるが、多量に含有させると靱性を低下させるので、2.0%以下に限定した。
Niは、靱性の向上に有利に寄与するため、好ましくは0.1%以上で含有させるが、含有量が 0.6%を超えると耐酸化性の劣化を招くため、Niは 0.6%以下に限定した。
Nbは、高温強度を高めるために有効な元素であり、その含有量が0.1%未満では実用的な強度向上は期待できない。一方、1.0%を超えると、靭性が低下するため、上限を1.0%とする。
Pも、強度を高めるのに有効な元素であるが、多量に含有させると靱性を低下させるので、0.040 %以下に限定した。なお、Pは低いほど好ましいが、0.01%未満の低減はコストの増加をまねくことから、0.01%以上の含有は許容することができる。
Sは、不可避的不純物として通常含有され、含有量が低いほど好ましいが、本発明においてはCr+6SiおよびAl+Tiの規制が最も重要であることから、これらの規制があればS含有量は0.01%以下に規制すればよい。好ましくは、0.001%以上0.006%以下である。
AlおよびTiは、溶接部に介在物を生成しやすい元素であり、スピニング加工時の割れは、これらの介在物を起点として発生する場合が多いため、AlおよびTiの合計量を0.010%以下に規制する必要がある。好ましくは、AlおよびTiの合計量を0.008%以下、さらに好ましくはAl:0.005%以下およびTi:0.002%以下に制限する。
CrおよびSiは、必要な耐食性および耐酸化性のレベルに応じて添加量が決まるが、スピニング加工性の観点からは、Cr+6Siを22.0%以下に抑制する必要がある。一方、Cr+6Siが19.58%未満では、耐酸化性が低下し排気系に使用することが難しくなる。ここに、Cr+6Siの上限を規制したことが、本発明の重要な点の1つである。すなわち、Al+Tiの規定によって介在物を減少させるだけでは不十分であり、Cr+6Siを22.0%以下にする必要がある。この理由は明確ではないが、スピニング加工温度(200〜400℃)での溶接部マトリックスの延性が重要であり、この延性を確保するのにCr+6Siを22.0%以下にすることが寄与しているものと考えられる。
V:0.01〜0.5%
Co:0.01〜0.25%
W:0.001 〜0.05%
V、CoおよびWは、いずれも溶接熱影響部の溶接割れ感受性を改善するのに有用な元素であるが、それぞれ含有量が下限に満たないとその添加効果に乏しく、一方上限を超えると母材および溶接熱影響部の靱性の低下を招くので、それぞれ上記の範囲で含有させるものとした。より好ましい範囲は、V:0.05〜0.3 %、Co:0.02〜0.07%およびW:0.005〜0.03%である。
Cu:3.0 %以下
Cuは、耐食性を向上させる元素であり、高い耐食性を必要とする場合に添加することが有効である。しかしながら、3.0 %を超えて添加すると、熱間圧延等における熱間割れのおそれが生じるため、Cuは 3.0%以下で含有させるものとした。なお、より好ましくは効果が顕著となる 0.1%を下限とし、2.0 %以下で含有させることが望ましい。
Moも、Cu同様、耐食性の改善に有効な元素である。しかしながら、3.0 %を超えて添加すると、スピニング加工性が低下するだけでなく、特に溶接熱影響部のじん性が低下する。このため、Moは 3.0%以下で含有させるものとした。なお、スピニング加工性と耐食性の両立という観点からは 0.1〜1.6 %の範囲が好適である。
Bは、焼入れ性の向上を通じて特に溶接熱影響部のじん性改善に効果がある。しかしながら、含有量が0.0002%未満ではその効果に乏しく、一方0.0030%を超える添加では、硬化が大きくなり、母材、溶接熱影響部とも、じん性および加工性が損なわれる。このため、Bは0.0002〜0.0030%の範囲で含有させるものとした。なお、より好ましくは0.0005〜0.0010%の範囲である。
試験片を、高周波溶接により、1.2 mmt×120 mmφ×500 mmLの電縫管とした。これらの電縫管に対し、図3に示すスピニング加工装置を用いて、回転速度:500 rpm、絞り込み量:2mm/回、成形ロールの相対平行移動速度:8000mm/minの条件で、図1に示すような、絞り部(図1のr3 部)径が60mmφ、長さが50mm、テーパ部(図1のr2 部)の長さが60mmとなるようなスピニング加工を施した。なお、締り込量みは、成形ロールが素管に対して相対的に往復運動するとき、この1往復当たりの成形ロール押し当て量の増大分を表す。
2 スピンドル
3 把持機構
4、4′、4″ 成形ローラ
5 回転台
6 基台
7 把持機構
8 移動テーブル
9 モータケース
r1 ハウジングの本体部
r2 ハウジングのコーン部
r3 ハウジングの接続部
Claims (1)
- 質量%で、
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Si:2.0%以下、
Mn:2.0%以下、
Ni:0.6 %以下、
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P:0.040%以下、
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を含み、さらにCrをCr+6Si:19.58〜22.0%(但し、Cr:11.2%以上)の関係を満足する範囲において、またAlおよびTiをAl+Ti:0.010%以下(但し、Ti:0.001%以上)の関係を満足する範囲において、それぞれ含有するとともに、
V:0.01〜0.5 %、
Co:0.01〜0.25%および
W:0.001 〜0.05%
のうちから選んだ1種または2種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成になることを特徴とするスピニング加工性に優れた排気系膨径部材用のフェライト系ステンレス鋼冷延板。
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JP2007085741A JP5194512B2 (ja) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | スピニング加工性に優れた排気系膨径部材用のフェライト系ステンレス鋼冷延板 |
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JP2007085741A JP5194512B2 (ja) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | スピニング加工性に優れた排気系膨径部材用のフェライト系ステンレス鋼冷延板 |
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JP2007085741A Active JP5194512B2 (ja) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | スピニング加工性に優れた排気系膨径部材用のフェライト系ステンレス鋼冷延板 |
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- 2007-03-28 JP JP2007085741A patent/JP5194512B2/ja active Active
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