JP5677819B2 - 耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼板 - Google Patents
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Description
(1)質量%にて、C:0.02%以下、N:0.02%以下、Si:0.10超〜0.35%、Mn:0.10〜0.60%、Cr:16.5〜20.0%、Nb:0.30〜0.80%、Mo:2.50超〜3.50%、Cu:1.20〜2.5%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるとともに、1000℃で200時間の大気中連続酸化試験後の酸化増量が4.0mg/cm2以下であり、スケール剥離量が1.0mg/cm2以下であり、排ガス温度が850℃超である、自動車排気系部材または発電プラントの排気ガス経路部材として用いることを特徴とする耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
(2)質量%にて、W:2.0%以下、Ti:0.20%以下の1種以上を含有することを特徴とする(1)記載の耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
(3)質量%にて、B:0.0030%以下、Mg:0.0100%以下の1種以上を含有することを特徴とする(1)または(2)記載の耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
(4)質量%にて、Al:1.0%以下、Ni:1.0%以下、Sn:1.00%以下、V:0.50%以下の1種以上を含有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
(5)質量%にて、Zr:1.0%以下、Hf:1.0%以下、Ta:3.0%以下の1種以上を含有することを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
表1、表2に示す成分組成の鋼を溶製して50kgのスラブに鋳造し、スラブを1100〜700℃で熱間圧延して5mm厚の熱延板とした。その後、熱延板を900〜1000℃で焼鈍した後に酸洗を施し、2mm厚まで冷間圧延し、焼鈍・酸洗を施して製品板とした。冷延板の焼鈍温度は、1000〜1200℃とした。表1のNo.1〜23は本発明例、表2のNo.24〜48は比較例である。
このようにして得られたステンレス鋼板から20mm×20mm×板厚ままのサイズの酸化試験片を作製し、大気中1000℃で200時間の連続酸化試験を行い、異常酸化とスケール剥離の発生有無を評価した(JIS Z 2281に準拠)。なお、酸化増量およびスケール剥離量は、剥離した酸化皮膜も回収して評価した。酸化増量が4.0mg/cm2以下であれば、異常酸化なしと評価して○、それ以外を異常酸化ありと評価して×と表中に標記した。また、スケール剥離量が1.0mg/cm2以下であれば、スケール剥離が少ないと評価して○、スケール剥離がなければ◎、それ以外をスケール剥離が多いと評価して×と表中に標記した。
製品板から圧延方向を長手方向とする長さ100mmの高温引張試験片を作製し、1000℃で引張試験を行い、0.2%耐力を測定した(JIS G 0567に準拠)。ここで、1000℃の0.2%耐力が15MPa以上の場合は○、15MPa未満の場合は×と表中に標記した。
JIS Z 2201に準拠して圧延方向と平行方向を長手方向とするJIS13B号試験片を作製した。これらの試験片を用いて引張試験を行い、破断伸びを測定した(JIS Z 2241に準拠)。ここで、常温での破断伸びは30%以上あれば、一般的な排気部品への加工が可能なため、30%以上の破断伸びを有した場合は○、30%未満の場合は×と表中に標記した。
表1、表2から明らかなように、本発明で規定する成分組成を有する鋼は、比較例に比べて1000℃における酸化増量やスケール剥離量が少なく、高温耐力も優れていることがわかる。また、常温での機械的性質において破断延性が良好となり、比較例と同等以上の加工性を有することがわかる。成分範囲が好適範囲にある本発明例(No.1,2,8,10,11,14,17,21−23)においては、特に特性が良好であり、スケール剥離が観察されなかった。No.5はCr含有量が高いため、好適範囲外であるがスケール剥離が観察されなかった。No.24,25鋼では、それぞれC,Nが上限を外れているため、1000℃の耐力および常温延性が本発明例に比べて低い。No.26鋼はSiが下限を外れており、酸化増量が本発明例に比べて多い。No.27鋼は、Siが上限を外れており、スケール剥離量が本発明例に比べて多く、高温耐力も劣っている。No.28および30鋼は、それぞれMnおよびCrが下限を外れており、酸化増量およびスケール剥離量が本発明例に比べて多い。No.29鋼はMnが過剰に添加されてスケール剥離性が劣るとともに、常温における延性が低い。No.31鋼は、Crが上限を外れており、酸化増量およびスケール剥離量が少ないものの、常温延性が低い。No.32、34および36鋼は、それぞれNb、MoおよびCuが下限を外れており、1000℃の耐力が低い。No.33および35鋼は、それぞれNbおよびMoが上限を外れており、酸化増量およびスケール剥離量が少ないものの常温延性が低い。No.37鋼は、Cuが上限を外れており、酸化増量が多く、常温延性も劣っている。No.38〜42、44〜48は、それぞれW,Ti,B,Mg,Al,Sn,V,Zr,Hf,Taが上限を外れており、酸化増量およびスケール剥離量が少ないものの常温延性が低い。No.43鋼はNiが上限を外れており、耐酸化性が本発明例に比べて低い。
Claims (5)
- 質量%にて、C:0.02%以下、N:0.02%以下、Si:0.10超〜0.35%、Mn:0.10〜0.60%、Cr:16.5〜20.0%、Nb:0.30〜0.80%、Mo:2.50超〜3.50%、Cu:1.20〜2.50%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるとともに、1000℃で200時間の大気中連続酸化試験後の酸化増量が4.0mg/cm2以下であり、スケール剥離量が1.0mg/cm2以下であり、排ガス温度が850℃超である、自動車排気系部材または発電プラントの排気ガス経路部材として用いることを特徴とする耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
- 質量%にて、W:2.0%以下、Ti:0.20%以下の1種以上を含有することを特徴とする請求項1記載の耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
- 質量%にて、B:0.0030%以下、Mg:0.0100%以下の1種以上を含有することを特徴とする請求項1または2記載の耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
- 質量%にて、Al:1.0%以下、Ni:1.0%以下、Sn:1.00%以下、V:0.50%以下の1種以上を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
- 質量%にて、Zr:1.0%以下、Hf:1.0%以下、Ta:3.0%以下の1種以上を含有することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
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