JP6276316B2 - Muffler hanger - Google Patents
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Description
本発明は、マフラーハンガーに関する。特に、自動車および二輪車のマフラー等の排気部品を車体と結合するために用いられるマフラーハンガーに関する。 The present invention relates to a muffler hanger. More particularly, to luma Fuller hangers used for coupling with the vehicle body to the exhaust parts of the muffler of automobiles and motorcycles.
自動車および二輪車の排ガス経路は、エキゾーストマニホールド、マフラー、触媒、フレキシブルチューブ、センターパイプおよびフロントパイプ等の様々な排気部品から構成されている。これらの排気部品は、マフラーハンガーと呼ばれる棒あるいはパイプ部品を用いて、車体と連結される。マフラーハンガーとしては、φ10〜20mm程度の棒材、または、φ10〜20mm程度で、かつ、厚さ1.5mm程度のパイプが用いられることが多い。マフラーハンガーは、車体下部に取り付けられ、各種排気管と溶接等で接合されて、排気部品を支持する。その取り付け位置から、外面腐食環境に曝されるため、耐食性が要求されるとともに、悪路を走行した際に飛び石等の衝撃を受けるため、靭性が高いことも要求される。 The exhaust gas path of automobiles and motorcycles is composed of various exhaust parts such as an exhaust manifold, a muffler, a catalyst, a flexible tube, a center pipe, and a front pipe. These exhaust parts are connected to the vehicle body using rods or pipe parts called muffler hangers. As the muffler hanger, a rod having a diameter of about 10 to 20 mm or a pipe having a diameter of about 10 to 20 mm and a thickness of about 1.5 mm is often used. The muffler hanger is attached to the lower part of the vehicle body and joined to various exhaust pipes by welding or the like to support the exhaust parts. Since it is exposed to an external corrosive environment from its mounting position, corrosion resistance is required, and it is also required to have high toughness because it receives impacts such as stepping stones when traveling on rough roads.
マフラーハンガーは、車体取り付けのために、曲げおよび端部のテーパー加工等の成形が行われる。例えば、特許文献1には、角柱、丸パイプ、円柱等の棒状部材をL字型に折り曲げたマフラーハンガーが開示されている。また、特許文献2には、車両用排気管を懸架する棒状のハンガーが開示されている。棒状部材からなるマフラーハンガーには、さらに、排気部品を固定するため、バルジ加工を施すことにより、棒状部材の外側にストッパーと呼ばれる支え部を作る場合がある。
The muffler hanger is molded such as bending and end taper processing for attachment to the vehicle body. For example,
従来、マフラーハンガーには、普通鋼またはオーステナイト系ステンレス鋼が使用されている。しかしながら、普通鋼をマフラーハンガーに用いた場合は、耐食性が劣るという問題があった。また、オーステナイト系ステンレス鋼をマフラーハンガーに用いた場合は、コストが高くなるとともに、応力腐食割れが発生するという問題があった。そこで、近年では、フェライト系ステンレス棒鋼を用いたマフラーハンガーの開発が進められている。 Conventionally, ordinary steel or austenitic stainless steel is used for the muffler hanger. However, when ordinary steel is used for the muffler hanger, there is a problem that the corrosion resistance is inferior. Further, when austenitic stainless steel is used for the muffler hanger, there are problems that the cost increases and stress corrosion cracking occurs. In recent years, therefore, development of muffler hangers using ferritic stainless steel bars has been promoted.
フェライト系ステンレス棒鋼を用いたマフラーハンガーの形状は、軽量化の観点から、中空構造であることが望まれている。しかしながら、従来のフェライト系ステンレス棒鋼は、複雑な形状への加工が困難であった。 The shape of the muffler hanger using a ferritic stainless steel bar is desired to be a hollow structure from the viewpoint of weight reduction. However, conventional ferritic stainless steel bars have been difficult to process into complex shapes.
また、上述のように、マフラーハンガーには、バルジ加工を施すことにより、棒状部材の外側にストッパーと呼ばれる支え部を作る場合がある。しかしながら、素管の加工性が悪いと、加工時に割れが生じ、かつ、加工後の低温靭性が著しく悪くなる場合があった。特に、フェライト系ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼に比べて低温靭性が低いため、悪路を走行した際に飛び石等による衝撃を受けることにより、脆性的に破壊し、その結果、排気部品が脱落する恐れがあった。そのため、フェライト系ステンレス鋼を用いたマフラーハンガーは、加工時に割れが生じ、かつ、加工後の低温靭性が著しく悪くなるという問題がより顕著であった。したがって、フェライト系ステンレス鋼管を用いたマフラーハンガーは、効果的に車体搭載が可能な実用化レベルに到達していなかった。 Further, as described above, the muffler hanger is sometimes bulged to form a support portion called a stopper on the outside of the rod-shaped member. However, if the workability of the blank tube is poor, cracks may occur during processing, and the low-temperature toughness after processing may be remarkably deteriorated. In particular, ferritic stainless steel has lower low-temperature toughness than austenitic stainless steel, so when it travels on rough roads, it is brittlely destroyed by impact from stepping stones, etc., resulting in exhaust parts falling off. There was a fear. Therefore, the muffler hanger using ferritic stainless steel has a more remarkable problem that cracking occurs during processing and low temperature toughness after processing is remarkably deteriorated. Therefore, the muffler hanger using a ferritic stainless steel pipe has not yet reached a practical level where it can be effectively mounted on a vehicle body.
本発明は、このような現状に鑑み、加工性および低温靭性に優れたマフラーハンガーを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is to provide a superior muffler hanger workability and low-temperature toughness.
本発明者らは、フェライト系ステンレス鋼管の成形加工性および加工後の低温靭性を向上させるため、フェライト系ステンレス鋼管の成分、および、マフラーハンガー形状の因子について、詳細な研究を行った。その結果、フェライト系ステンレス鋼管の成分とともに、マフラーハンガーに設けられるストッパー形状を精緻に造り込むことにより、低温環境で過度な衝撃を受けても破壊および破損することがないマフラーハンガーを提供するに至った。 In order to improve the formability of the ferritic stainless steel pipe and the low temperature toughness after processing, the present inventors have conducted detailed studies on the components of the ferritic stainless steel pipe and the factors of the muffler hanger shape. As a result, by carefully building the stopper shape provided on the muffler hanger along with the components of the ferritic stainless steel pipe, it has become possible to provide a muffler hanger that will not break or break even under excessive impacts in a low temperature environment. It was.
本発明の要旨は、下記に示すマフラーハンガーにある。 Gist of the present invention is shown to muffler hangers below.
(1)化学組成が、質量%で、
C:0.001〜0.080%、
Si:0.01〜1.0%、
Mn:0.01〜2.00%、
P:0.010〜0.050%、
S:0.0002〜0.0100%、
Cr:10.0〜25.0%、
N:0.001〜0.050%、
B:0〜0.0030%、
Al:0〜0.30%、
Ni:0〜1.0%、
Mo:0〜2.0%、
Cu:0〜3.0%、
V:0〜1.0%、
Mg:0〜0.0030%、
Sn:0〜0.30%、
Sb:0〜0.30%、
Zr:0〜0.15%、
Ta:0〜0.1%、
Hf:0〜0.1%、
W:0〜2.0%、
Co:0〜0.2%、
Ca:0〜0.0030%、
REM:0〜0.05%、および、
Ga:0〜0.1%と、
Ti:0.01〜0.40%、および、
Nb:0.01〜0.60%、
から選択される1種以上と、
残部:Feおよび不純物とである、フェライト系ステンレス鋼管からなるマフラーハンガーであって、
前記フェライト系ステンレス鋼管の長手方向の一部に、高さが2.0mm以下で、かつ、立ち上げ角度が120°以上のストッパーを有し、
前記ストッパーの断面硬度が300以下である、マフラーハンガー。
(2)前記化学組成が、質量%で、
B:0.0002〜0.0030%、
Al:0.005〜0.30%、
Ni:0.1〜1.0%、
Mo:0.1〜2.0%、
Cu:0.1〜3.0%、
V:0.05〜1.0%、
Mg:0.0002〜0.0030%、
Sn:0.01〜0.3%、
Sb:0.01〜0.30%、
Zr:0.01〜0.15%、
Ta:0.01〜0.1%、
Hf:0.01〜0.1%、
W:0.01〜2.0%、
Co:0.01〜0.2%、
Ca:0.0001〜0.0030%、
REM:0.001〜0.05%、および、
Ga:0.0002〜0.1%、
から選択される1種以上を含有する、上記(1)に記載のマフラーハンガー。
(1) The chemical composition is mass%,
C: 0.001 to 0.080%,
Si: 0.01 to 1.0%,
Mn: 0.01 to 2.00%
P: 0.010 to 0.050%
S: 0.0002 to 0.0100%,
Cr: 10.0-25.0%,
N: 0.001 to 0.050%,
B: 0 to 0.0030%,
Al: 0 to 0.30%,
Ni: 0 to 1.0%,
Mo: 0 to 2.0%,
Cu: 0 to 3.0%,
V: 0 to 1.0%
Mg: 0 to 0.0030%,
Sn: 0 to 0.30%,
Sb: 0 to 0.30%,
Zr: 0 to 0.15%,
Ta: 0 to 0.1%,
Hf: 0 to 0.1%,
W: 0 to 2.0%,
Co: 0 to 0.2%,
Ca: 0 to 0.0030%,
REM: 0-0.05%, and
Ga: 0 to 0.1%,
Ti: 0.01-0.40%, and
Nb: 0.01-0.60%,
One or more selected from:
The rest: a muffler hanger made of a ferritic stainless steel pipe, which is Fe and impurities,
In a part of the longitudinal direction of the ferritic stainless steel pipe, a height is 2.0 mm or less, and a rising angle is 120 ° or more,
A muffler hanger, wherein the stopper has a cross-sectional hardness of 300 or less.
(2) The chemical composition is mass%,
B: 0.0002 to 0.0030%,
Al: 0.005 to 0.30%,
Ni: 0.1 to 1.0%,
Mo: 0.1 to 2.0%,
Cu: 0.1 to 3.0%,
V: 0.05-1.0%
Mg: 0.0002 to 0.0030%,
Sn: 0.01-0.3%
Sb: 0.01-0.30%,
Zr: 0.01 to 0.15%,
Ta: 0.01-0.1%
Hf: 0.01 to 0.1%
W: 0.01-2.0%,
Co: 0.01-0.2%
Ca: 0.0001 to 0.0030%,
REM: 0.001 to 0.05%, and
Ga: 0.0002 to 0.1%,
The muffler hanger as described in said (1) containing 1 or more types selected from.
本発明によれば、加工性および低温靭性に優れたマフラーハンガーを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a superior muffler hanger workability and low-temperature toughness.
以下、本発明の各要件について詳しく説明する。 Hereinafter, each requirement of the present invention will be described in detail.
1.マフラーハンガー用フェライト系ステンレス鋼管
まず、本発明のマフラーハンガー用フェライト系ステンレス鋼管の化学組成について説明する。各元素の作用効果と、含有量の限定理由は下記のとおりである。なお、以下の説明において含有量についての「%」は、「質量%」を意味する。
1. First, the chemical composition of the ferritic stainless steel pipe for a muffler hanger according to the present invention will be described. The effect of each element and the reason for limiting the content are as follows. In the following description, “%” for the content means “% by mass”.
C:0.001〜0.080%
Cは、固溶Cによる硬質化および炭化物析出により靭性を劣化させるため、その含有量は少ないほうが良い。そのため、C含有量は、0.080%以下とした。一方、C含有量の過度の低減は、精錬コストの増加に繋がる。そのため、C含有量は、0.001%以上とした。なお、製造コスト、耐食性および熱延板靭性を考慮すると、C含有量は、0.002%以上であることが好ましく、0.020%以下であることが好ましい。
C: 0.001 to 0.080%
Since C deteriorates toughness due to hardening by solid solution C and precipitation of carbides, it is better that the content thereof is small. Therefore, the C content is set to 0.080% or less. On the other hand, excessive reduction of the C content leads to an increase in refining costs. Therefore, the C content is set to 0.001% or more. In consideration of manufacturing cost, corrosion resistance and hot-rolled sheet toughness, the C content is preferably 0.002% or more, and preferably 0.020% or less.
Si:0.01〜1.0%
Siは、脱酸元素として含有される場合がある他、耐酸化性の向上をもたらすが、固溶強化元素である。そのため、延性および靭性の観点から、Si含有量は少ないほうが良い。したがって、Si含有量は、1.0%以下とした。一方、耐酸化性確保のため、Si含有量は、0.01%以上とした。なお、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、材質および耐初期錆び性を考慮して、Si含有量は、0.05%以上であることが好ましく、0.9%以下であることが好ましい。
Si: 0.01 to 1.0%
Si may be contained as a deoxidizing element, and improves oxidation resistance, but is a solid solution strengthening element. Therefore, from the viewpoint of ductility and toughness, it is better that the Si content is small. Therefore, the Si content is set to 1.0% or less. On the other hand, in order to ensure oxidation resistance, the Si content was set to 0.01% or more. In addition, since excessive reduction leads to an increase in refining costs, the Si content is preferably 0.05% or more and 0.9% or less in consideration of the material and the initial rust resistance. preferable.
Mn:0.01〜2.00%
Mnは、Siと同様に固溶強化元素である。そのため、材質上の観点から、その含有量は少ないほうが良い。Mn含有量が2.00%を超えると、MnS等の析出物生成に起因して靭性が低下する。そのため、Mn含有量は、2.00%以下とした。一方、Mn含有量の過度の低減は、精錬コストの増加に繋がるだけでなく、微量に含有されたMnによりスケール剥離性を向上させる。そのため、Mn含有量は、0.01%以上とした。なお、材質および製造コストを考慮すると、Mn含有量は、0.1%以上であることが好ましく、0.9%以下であることが好ましい。
Mn: 0.01 to 2.00%
Mn is a solid solution strengthening element like Si. Therefore, from the viewpoint of material, it is better that the content is small. If the Mn content exceeds 2.00%, the toughness decreases due to the formation of precipitates such as MnS. Therefore, the Mn content is set to 2.00% or less. On the other hand, excessive reduction of the Mn content not only leads to an increase in the refining cost, but also improves the scale peelability due to the minute amount of Mn. Therefore, the Mn content is set to 0.01% or more. In consideration of the material and the manufacturing cost, the Mn content is preferably 0.1% or more, and preferably 0.9% or less.
P:0.010〜0.050%
Pは、MnおよびSi同様に固溶強化元素であり、材料を硬質化させる。そのため、靭性の観点から、その含有量は少ないほうが良い。したがって、P含有量は、0.050%以下とした。一方、P含有量の過度の低減は、原料コストの増加に繋がる。そのため、P含有量は、0.010%以上とした。なお、製造コストおよび耐食性を考慮すると、P含有量は、0.015%以上であることが好ましく、0.030%以下であることが好ましい。
P: 0.010 to 0.050%
P is a solid solution strengthening element like Mn and Si, and hardens the material. Therefore, from the viewpoint of toughness, it is better that the content is small. Therefore, the P content is set to 0.050% or less. On the other hand, excessive reduction of the P content leads to an increase in raw material costs. Therefore, the P content is set to 0.010% or more. In consideration of manufacturing cost and corrosion resistance, the P content is preferably 0.015% or more, and preferably 0.030% or less.
S:0.0002〜0.0100%
Sは、耐食性を劣化させる元素である。そのため、その含有量は少ないほうが良い。S含有量が0.0100%を超えると、MnS、Ti4C2S2等の析出物生成に起因して靭性が劣化する。したがって、S含有量は、0.0100%以下とした。一方、S含有量の過度の低減は、精錬コストの増加につながる。そのため、S含有量は、0.0002%以上とした。精錬コスト、および、マフラーハンガーのストッパー部の隙間腐食抑制を考慮すると、S含有量は、0.0010%以上であることが好ましく、0.0060%以下であることが好ましい。
S: 0.0002 to 0.0100%
S is an element that degrades the corrosion resistance. Therefore, it is better that the content is small. If the S content exceeds 0.0100%, the toughness deteriorates due to the formation of precipitates such as MnS and Ti 4 C 2 S 2 . Therefore, the S content is set to 0.0100% or less. On the other hand, excessive reduction of the S content leads to an increase in refining costs. Therefore, the S content is set to 0.0002% or more. In consideration of the refining cost and the crevice corrosion suppression of the stopper part of the muffler hanger, the S content is preferably 0.0010% or more, and preferably 0.0060% or less.
Cr:10.0〜25.0%
Crは、耐食性および耐酸化性を向上させる元素である。マフラーハンガーが装着される外部塩害環境を想定すると、Cr含有量は、10.0%以上である必要がある。一方、Crの過度な含有は、鋼管が硬質となり加工性および靭性を劣化させる。そのため、Cr含有量は、25.0%以下とする。なお、初期錆び性、製造コストおよび靭性劣化による製造時の板破断を考慮すると、Cr含有量は、11.0%以上であることが好ましく、18.0%以下であることが好ましい。
Cr: 10.0-25.0%
Cr is an element that improves corrosion resistance and oxidation resistance. Assuming an external salt damage environment in which the muffler hanger is mounted, the Cr content needs to be 10.0% or more. On the other hand, when Cr is excessively contained, the steel pipe becomes hard and the workability and toughness deteriorate. Therefore, the Cr content is 25.0% or less. In consideration of initial rustability, production cost, and plate breakage during production due to deterioration in toughness, the Cr content is preferably 11.0% or more, and preferably 18.0% or less.
N:0.001〜0.050%
Nは、Cと同様に靭性および耐食性を劣化させる。そのため、N含有量は少ないほうが良い。N含有量が0.050%を超えると、窒化物生成に起因して著しく低延性になり、かつ、靭性化する。そのため、N含有量は、0.050%以下とする。一方、N含有量の過度の低下は、精錬コストの増加に繋がる。そのため、N含有量は、0.001%以上とした。なお、製造コスト、加工性および初期錆び性を考慮すると、N含有量は0.005%以上であることが好ましく、0.020%以下であることが好ましい。
N: 0.001 to 0.050%
N, like C, deteriorates toughness and corrosion resistance. Therefore, it is better that the N content is small. When the N content exceeds 0.050%, the ductility becomes extremely low due to the formation of nitrides, and the toughness is increased. Therefore, the N content is 0.050% or less. On the other hand, excessive reduction of N content leads to increase in refining costs. Therefore, the N content is set to 0.001% or more. In consideration of production cost, workability, and initial rustability, the N content is preferably 0.005% or more, and more preferably 0.020% or less.
Ti:0.01〜0.40%
Nb:0.01〜0.60%
TiおよびNbは、C、NおよびSと結合して加工性、耐食性、耐粒界腐食性、靭性を向上させるため、1種以上を含有する。これらの作用は、TiおよびNbの含有量が、それぞれ0.01%以上で発現する。そのため、TiおよびNbの含有量は、それぞれ0.01%以上とする。一方、TiおよびNbの過度な含有は、粗大な炭窒化物および硫化物の形成に繋がり、靭化の低下をもたらし、かつ、ストッパー形成加工時に割れ起点となる。そのため、Ti含有量は0.40%以下とし、Nb含有量は0.60%以下とする。なお、製造コストなどを考慮すると、TiおよびNb含有量は、それぞれ0.05%以上であることが好ましく、それぞれ0.25%以下であることが好ましい。
Ti: 0.01 to 0.40%
Nb: 0.01-0.60%
Since Ti and Nb combine with C, N, and S to improve workability, corrosion resistance, intergranular corrosion resistance, and toughness, they contain one or more. These effects are manifested when the Ti and Nb contents are each 0.01% or more. Therefore, the contents of Ti and Nb are each 0.01% or more. On the other hand, an excessive content of Ti and Nb leads to the formation of coarse carbonitrides and sulfides, resulting in a decrease in toughness and a crack starting point during the stopper forming process. Therefore, the Ti content is 0.40% or less, and the Nb content is 0.60% or less. In consideration of the manufacturing cost, the Ti and Nb contents are each preferably 0.05% or more, and preferably 0.25% or less.
B:0〜0.0030%
Bは、粒界に偏析することで製品の2次加工性を向上させる元素であり、マフラーハンガーのストッパー部の加工性および靭性を向上させる元素であるため、含有させてもよい。B含有量が0.0030%を超えると、ホウ化物が析出して脆性破壊の起点となる。そのため、B含有量は、0.0030%以下とする。一方、B含有量が0.0002%未満では、ストッパー部へのバルジ加工の際に粒界およびへき開割れが生じ易くなる場合があり、また、ストッパー部の靭性が不足する場合がある。そのため、B含有量は、0.0002%以上であることが好ましい。なお、コストおよび延性低下を考慮すると、B含有量は、0.0004%以上であることがより好ましく、0.0010%以下であることが好ましい。
B: 0 to 0.0030%
B is an element that improves the secondary workability of the product by segregating at the grain boundaries, and B is an element that improves the workability and toughness of the stopper part of the muffler hanger, and may be contained. If the B content exceeds 0.0030%, the boride precipitates and becomes the starting point of brittle fracture. Therefore, the B content is 0.0030% or less. On the other hand, if the B content is less than 0.0002%, grain boundaries and cleavage cracks may easily occur during bulge processing to the stopper portion, and the toughness of the stopper portion may be insufficient. Therefore, the B content is preferably 0.0002% or more. In consideration of cost and ductility reduction, the B content is more preferably 0.0004% or more, and preferably 0.0010% or less.
Al:0〜0.30%
Alは、脱酸元素として有効な元素であるため、含有させてもよい。しかしながら、Al含有量が0.30%を超えると、靭性の低下、ならびに、溶接性および表面品質の劣化をもたらす。そのため、Al含有量は0.30%以下とする。一方、脱酸作用は、Al含有量が0.005%以上で発現しやすい。そのため、Al含有量は、0.005%以上であることが好ましい。なお、Al含有量は、精錬コストを考慮すると、0.01%以上であることがより好ましく、0.10%以下であることが好ましい。
Al: 0 to 0.30%
Since Al is an effective element as a deoxidizing element, it may be contained. However, if the Al content exceeds 0.30%, the toughness is reduced, and weldability and surface quality are deteriorated. Therefore, the Al content is set to 0.30% or less. On the other hand, the deoxidizing action is easily manifested when the Al content is 0.005% or more. Therefore, the Al content is preferably 0.005% or more. In view of the refining cost, the Al content is more preferably 0.01% or more, and preferably 0.10% or less.
Ni:0〜1.0%
Niは、隙間腐食の抑制および再不働態化の促進により耐初期錆び性を向上させるため、含有させてもよい。この作用は、Ni含有量が0.1%以上で発現しやすい。そのため、Ni含有量は、0.1%以上であることが好ましい。一方、Niの過度な含有は、鋼管が硬質化することにより、ストッパー加工性を劣化させる。そのため、Ni含有量は1.0%以下とする。なお、Ni含有量は、原料コストを考慮すると、0.2%以上であることがより好ましく、0.5%以下であることが好ましい。
Ni: 0 to 1.0%
Ni may be contained in order to improve the initial rust resistance by suppressing crevice corrosion and promoting repassivation. This effect is easily manifested when the Ni content is 0.1% or more. Therefore, the Ni content is preferably 0.1% or more. On the other hand, excessive Ni content deteriorates the stopper workability by hardening the steel pipe. Therefore, the Ni content is 1.0% or less. The Ni content is more preferably 0.2% or more and preferably 0.5% or less in consideration of raw material costs.
Mo:0〜2.0%
Moは、耐食性および高温強度を向上させる元素であり、特に、隙間構造を有する場合には隙間腐食を抑制するために必要な元素であるため、含有させてもよい。この作用は、Mo含有量が0.1%以上で発現しやすい。そのため、Mo含有量は、0.1%以上であることが好ましい。一方、Mo含有量が2.0%を越えると、著しく加工性が劣化し、かつ、製造時の靭性劣化が生じる。そのため、Mo含有量は2.0%以下とする。なお、Mo含有量は、製造コストを考慮すると、0.3%以上であることがより好ましく、1.2%以下であることが好ましい。
Mo: 0 to 2.0%
Mo is an element that improves the corrosion resistance and the high-temperature strength. In particular, when it has a crevice structure, it is an element that is necessary for suppressing crevice corrosion, so it may be contained. This effect is easily manifested when the Mo content is 0.1% or more. Therefore, the Mo content is preferably 0.1% or more. On the other hand, when the Mo content exceeds 2.0%, workability is remarkably deteriorated and toughness is deteriorated during production. Therefore, the Mo content is set to 2.0% or less. The Mo content is more preferably 0.3% or more and preferably 1.2% or less in consideration of production costs.
Cu:0〜3.0%
Cuは、高温強度を向上させ、かつ、隙間腐食の抑制および再不働態化を促進させるため、含有させてもよい。この作用は、Cu含有量が0.1%以上から発現しやすい。そのため、Cu含有量は、0.1%以上であることが好ましい。一方、Cuの過度な含有は、ε−Cu析出によって鋼管が硬質化することにより、加工性および靭性を劣化させる。そのため、Cu含有量は3.0%以下とする。なお、Cu含有量は、製造時の酸洗性等を考慮すると、0.3%以上であることがより好ましく、1.2%以下であることが好ましい。
Cu: 0 to 3.0%
Cu may be contained in order to improve the high-temperature strength and to promote crevice corrosion suppression and repassivation. This effect is easily manifested when the Cu content is 0.1% or more. Therefore, the Cu content is preferably 0.1% or more. On the other hand, excessive inclusion of Cu deteriorates workability and toughness by hardening the steel pipe by ε-Cu precipitation. Therefore, the Cu content is 3.0% or less. The Cu content is more preferably 0.3% or more and preferably 1.2% or less in consideration of pickling properties during production.
V:0〜1.0%
Vは、隙間腐食を抑制させ、かつ、微量の含有によって靭性を向上させるため、含有させてもよい。この作用は、V含有量が0.05%以上で発現しやすい。そのため、V含有量は、0.05%以上であることが好ましい。一方、Vの過度な含有は、Vが硬質化することにより加工性を劣化させ、かつ、粗大なV(C、N)が析出することによって靭性劣化につながる。そのため、V含有量は1.0%以下とする。なお、V含有量は、原料コストおよび初期錆び性を考慮すると、0.07%以上であることがより好ましく、0.2%以下であることが好ましい。
V: 0 to 1.0%
V may be contained in order to suppress crevice corrosion and improve toughness by inclusion in a small amount. This effect is easily manifested when the V content is 0.05% or more. Therefore, the V content is preferably 0.05% or more. On the other hand, excessive inclusion of V deteriorates workability by hardening V and leads to deterioration of toughness by precipitation of coarse V (C, N). Therefore, the V content is 1.0% or less. The V content is more preferably 0.07% or more and preferably 0.2% or less in consideration of raw material cost and initial rusting property.
Mg:0〜0.0030%
Mgは、脱酸元素として有効な元素であり、かつ、スラブの組織を微細化させ、加工性向上に寄与する元素である。また、Mg酸化物は、Ti(C、N)およびNb(C、N)等の炭窒化物の析出サイトになり、これらを微細分散析出させる効果がある。この作用は、Mg含有量が0.0002%以上で発現しやすい。Mg含有量は、靭性向上に寄与するため、0.0002%以上であることが好ましい。一方、Mgの過度な含有は、溶接性および耐食性の劣化につながる。そのため、Mg含有量は0.0030%以下とする。Mg含有量は、精錬コストを考慮すると、0.0003%以上であることがより好ましく、0.0010%以下であることが好ましい。
Mg: 0 to 0.0030%
Mg is an effective element as a deoxidizing element, and is an element that contributes to improving workability by refining the slab structure. Moreover, Mg oxide becomes a precipitation site of carbonitrides such as Ti (C, N) and Nb (C, N), and has an effect of finely dispersing these. This effect is easily exhibited when the Mg content is 0.0002% or more. Since Mg content contributes to toughness improvement, it is preferable that it is 0.0002% or more. On the other hand, excessive inclusion of Mg leads to deterioration of weldability and corrosion resistance. Therefore, the Mg content is 0.0030% or less. In view of the refining cost, the Mg content is more preferably 0.0003% or more, and preferably 0.0010% or less.
Sn:0〜0.30%
Sb:0〜0.30%
SnおよびSbは、耐食性および高温強度の向上に寄与するため、含有させてもよい。しかしながら、SnおよびSbの含有量が、それぞれ0.30%を超えると、鋼板製造時のスラブ割れおよびマフラーハンガーの低靭化が生じる。そのため、SnおよびSbの含有量は、それぞれ0.30%以下とする。一方、SnおよびSbの含有量は、耐食性および高温強度を向上させる観点から、それぞれ0.01%以上であることが好ましい。なお、SnおよびSbの含有量は、精錬コストや製造性を考慮すると、それぞれ、0.05%以上であることがより好ましく、それぞれ0.15%以下であることが好ましい。
Sn: 0 to 0.30%
Sb: 0 to 0.30%
Sn and Sb may be contained because they contribute to the improvement of corrosion resistance and high-temperature strength. However, if the contents of Sn and Sb exceed 0.30%, slab cracking during production of the steel sheet and low-toughness of the muffler hanger occur. Therefore, the contents of Sn and Sb are each 0.30% or less. On the other hand, the contents of Sn and Sb are each preferably 0.01% or more from the viewpoint of improving corrosion resistance and high-temperature strength. The Sn and Sb contents are each more preferably 0.05% or more and preferably 0.15% or less, respectively, in consideration of refining costs and manufacturability.
Zr:0〜0.15%
Ta:0〜0.1%
Hf:0〜0.1%
Zr、TaおよびHfは、CおよびNと結合して靭性の向上に寄与するため、含有させてもよい。この効果を得るため、Zr、TaおよびHfの含有量は、それぞれ0.01%以上であることが好ましい。一方、Zrの含有量が0.15%を超え、Taの含有量が0.1%を超え、または、Hfの含有量が0.1%を超えると、コスト増になり、かつ、製造性を著しく劣化させる。そのため、Zrの含有量は0.15%以下、Taの含有量は0.1%以下、および、Hfの含有量は0.1%以下とする。なお、Zr、TaおよびHfの含有量は、精錬コストおよび製造性を考慮すると、それぞれ0.02%以上であることが好ましく、それぞれ0.08%以下であることが好ましい。
Zr: 0 to 0.15%
Ta: 0 to 0.1%
Hf: 0 to 0.1%
Zr, Ta, and Hf combine with C and N to contribute to improvement of toughness, and therefore may be contained. In order to obtain this effect, the contents of Zr, Ta and Hf are each preferably 0.01% or more. On the other hand, if the Zr content exceeds 0.15%, the Ta content exceeds 0.1%, or the Hf content exceeds 0.1%, the cost increases and manufacturability Is significantly deteriorated. Therefore, the Zr content is 0.15% or less, the Ta content is 0.1% or less, and the Hf content is 0.1% or less. Note that the contents of Zr, Ta, and Hf are each preferably 0.02% or more, and preferably 0.08% or less, respectively, considering refining costs and manufacturability.
W:0〜2.0%
Wは、耐食性および高温強度の向上に寄与するため、含有させてもよい。これらの効果を得るため、W含有量は、0.01%以上であることが好ましい。一方、W含有量が2.0%を超えると、鋼板製造時の靭性劣化につながる。そのため、W含有量を2.0%以下とする。なお、W含有量は、精錬コストおよび製造性を考慮すると、0.05%以上であることがより好ましく、1.0%以下であることが好ましい。
W: 0 to 2.0%
W contributes to the improvement of corrosion resistance and high-temperature strength, so it may be contained. In order to obtain these effects, the W content is preferably 0.01% or more. On the other hand, if the W content exceeds 2.0%, it leads to toughness deterioration during the production of the steel sheet. Therefore, the W content is set to 2.0% or less. In view of refining costs and manufacturability, the W content is more preferably 0.05% or more, and preferably 1.0% or less.
Co:0〜0.2%
Coは、高温強度の向上に寄与するため、含有させてもよい。この効果を得るため、Co含有量は、0.01%以上であることが好ましい。一方、Co含有量が0.2%を超えると、靭性劣化につながる。そのため、Co含有量は0.2%以下とする。なお、Co含有量は、精錬コストおよび製造性を考慮すると、0.03%以上であることがより好ましく、0.1%以下であることが好ましい。
Co: 0 to 0.2%
Co contributes to the improvement of the high-temperature strength and may be contained. In order to obtain this effect, the Co content is preferably 0.01% or more. On the other hand, if the Co content exceeds 0.2%, it leads to toughness deterioration. Therefore, the Co content is 0.2% or less. In consideration of refining costs and manufacturability, the Co content is more preferably 0.03% or more, and preferably 0.1% or less.
Ca:0〜0.0030%
Caは、脱硫元素として有効な元素であるため、含有させてもよい。この効果を得るため、Ca含有量は0.0001%以上であることが好ましい。一方、Ca含有量が0.0030%を超えると、粗大なCaSが生成し、靭性および耐食性を劣化させる。そのため、Ca含有量は0.0030%以下とした。なお、Ca含有量は、精錬コストおよび製造性を考慮すると、0.0005%以上であることがより好ましく、0.0020%以下であることが好ましい。
Ca: 0 to 0.0030%
Ca is an element effective as a desulfurization element, and therefore may be contained. In order to obtain this effect, the Ca content is preferably 0.0001% or more. On the other hand, if the Ca content exceeds 0.0030%, coarse CaS is generated, and the toughness and corrosion resistance are deteriorated. Therefore, the Ca content is set to 0.0030% or less. The Ca content is more preferably 0.0005% or more and preferably 0.0020% or less in consideration of refining costs and manufacturability.
REM:0〜0.05%
REMは、種々の析出物の微細化による靭性向上および耐酸化性の向上の観点から、含有させてもよい。この効果を得るため、REM含有量は、0.001%以上であることが好ましい。一方、REM含有量が0.05%を超えると、鋳造性が著しく低くなり、かつ、<011>方位の発達を抑制する。そのため、REM含有量は0.05%以下とする。なお、精錬コストおよび製造性を考慮すると、REM含有量は、0.003%以上であることがより好ましく、0.01%以下であることが好ましい。
REM: 0 to 0.05%
REM may be contained from the viewpoint of improving toughness and oxidation resistance by refining various precipitates. In order to obtain this effect, the REM content is preferably 0.001% or more. On the other hand, when the REM content exceeds 0.05%, the castability is remarkably lowered and the development of the <011> orientation is suppressed. Therefore, the REM content is 0.05% or less. In consideration of refining costs and manufacturability, the REM content is more preferably 0.003% or more, and preferably 0.01% or less.
REM(希土類元素)は、一般的な定義に従い、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)の2元素と、ランタン(La)からルテチウム(Lu)までの15元素(ランタノイド)の総称を指す。これらは単独で用いてもよいし、混合物として用いてもよい。 REM (rare earth element) refers to a generic name of two elements of scandium (Sc) and yttrium (Y) and 15 elements (lanthanoid) from lanthanum (La) to lutetium (Lu) according to a general definition. These may be used singly or as a mixture.
Ga:0〜0.1%
Gaは、耐食性向上および水素脆化抑制のため、含有させてもよい。前記効果を得るため、Ga含有量は0.1%以下とする。一方、硫化物および水素化物形成の観点から、Ga含有量は、0.0002%以上であることが好ましい。なお、製造性およびコストの観点、ならびに、延性および靭性の観点から、Ga含有量は、0.0005%以上であることがより好ましく、0.0020%以下であることが好ましい。
Ga: 0 to 0.1%
Ga may be contained for improving corrosion resistance and suppressing hydrogen embrittlement. In order to acquire the said effect, Ga content shall be 0.1% or less. On the other hand, from the viewpoint of sulfide and hydride formation, the Ga content is preferably 0.0002% or more. In addition, from the viewpoints of manufacturability and cost, and from the viewpoints of ductility and toughness, the Ga content is more preferably 0.0005% or more, and preferably 0.0020% or less.
その他の成分について本発明では特に規定するものではないが、本発明においては、Bi等を必要に応じて、0.001〜0.1%含有してもよい。なお、As、Pb等の一般的に有害な元素および不純物元素はできるだけ低減することが好ましい。 Although it does not prescribe | regulate especially in this invention about another component, in this invention, you may contain 0.001 to 0.1% of Bi etc. as needed. Note that it is preferable to reduce generally harmful elements such as As and Pb and impurity elements as much as possible.
2.マフラーハンガー用フェライト系ステンレス鋼管の製造方法
次に、本発明のマフラーハンガー用フェライト系ステンレス鋼管の製造方法について説明する。本発明のマフラーハンガー用フェライト系ステンレス鋼管は、鋼板から造管される。造管時の溶接については、ERW、レーザー、または、TIGによってなされる。これらの中でも、ストッパーへの成形加工性、マフラーハンガーの靭性に対しては、溶接部の組織が微細で有る方が望ましいため、ERWによる溶接が好適である。造管後に熱処理を付与することは、延性および靭性を向上させる観点から好ましい。素材となる鋼板の製造方法については、公知の方法に従って製造すればよく、特段規定するものでは無い。ただし、ストッパー加工に際しては、鋼板素材の伸びが影響するので、鋼板の破断伸びが30%以上であることが望ましい。
2. Next, a method for producing a ferritic stainless steel pipe for a muffler hanger according to the present invention will be described. The ferritic stainless steel pipe for a muffler hanger of the present invention is made from a steel plate. About welding at the time of pipe making, it is made by ERW, laser, or TIG. Among these, for the moldability to the stopper and the toughness of the muffler hanger, it is desirable that the structure of the welded portion is fine, so welding by ERW is suitable. It is preferable to apply heat treatment after pipe making from the viewpoint of improving ductility and toughness. About the manufacturing method of the steel plate used as a raw material, what is necessary is just to manufacture in accordance with a well-known method, and it does not prescribe | regulate specially. However, since the elongation of the steel plate material affects the stopper processing, it is desirable that the elongation at break of the steel plate is 30% or more.
3.マフラーハンガー
続いて、本発明のマフラーハンガーの形状および断面硬度の限定理由について説明する。
3. Muffler hanger Next, the reason for limiting the shape and cross-sectional hardness of the muffler hanger of the present invention will be described.
前記マフラーハンガーには、他の排気部品を固定するため、鋼管外側にストッパーと呼ばれる凸形状が成形加工されている。前記ストッパーは、特に限定されないが、例えば、バルジ加工等によって、部分的にパイプの外径を増加させることにより、成形することができる。 In the muffler hanger, a convex shape called a stopper is formed on the outer side of the steel pipe in order to fix other exhaust parts. Although the said stopper is not specifically limited, For example, it can shape | mold by partially increasing the outer diameter of a pipe by bulge processing etc.
図1は、本発明のマフラーハンガー1に形成されたストッパー2を模式的に示す図である。ストッパー2は、フェライト系ステンレス鋼管3の長手方向(図1中に示すZ方向)の一部に形成され、かつ、フェライト系ステンレス鋼管3の外側に突出した部分をいう。図1に示すストッパー2は、フェライト系ステンレス鋼管3の外周のうち、一周すべてに渡って設けられているが、一部のみに設けられていてもよい。
FIG. 1 is a view schematically showing a
ストッパー2の形状は、高さが2.0mm以下で、かつ、立ち上げ角度が120°以上である。ここで、ストッパー2の高さとは、フェライト系ステンレス鋼管3のストッパー2が形成されていない表面4を含む平面Xと、該表面4につながるストッパー2の表面5との間の長さのうち、前記長手方向に垂直な方向に延びる最も長い長さ(図1中に示す長さP)をいう。また、立ち上げ角度とは、フェライト系ステンレス鋼管3のストッパー2が形成されていない表面4と、該表面4につながるストッパー2の表面5とが作り出す角度のうち、小さい方の角度(図1中に示す角度Q)をいう。なお、ストッパー2は、支持性および他の排気部品との取り付け性を向上させる観点から、高さが1.0mm以上であることが好ましく、立ち上げ角度が150°以下であることが好ましい。
The
また、ストッパー2は、断面の硬度が300以下である。なお、断面の硬度とは、ストッパー2の頂点部(すなわち、高さが最も大きい部分)における板厚中心部の硬度を、500gの荷重で測定した値をいう。
The
マフラーハンガー1は、本発明のマフラーハンガー用フェライト系ステンレス鋼管からなり、かつ、ストッパー2が上述の形状および硬度を有することにより、加工性よくストッパー2を形成することができ、かつ、低温靭性に優れる。
The
なお、本発明のマフラーハンガー1は、規定したストッパー2の高さ、立ち上げ角度および断面硬度を満足すればよく、パイプの外径および内径は、マフラーハンガー1の設計に応じて選択すればよい。また、本発明のマフラーハンガー1は、ストッパー2以外に、パイプ端部の増肉、鍛造、折り曲げ等の成形加工を施しても構わない。また、マフラーハンガー1は、前記加工後に、熱処理および表面処理により高耐食化処理を施してもよい。
The
表1に示す成分組成の鋼を溶製することにより、スラブに鋳造した。その後、熱延、冷延、焼鈍および酸洗を行い、1.5mm厚のフェライト系ステンレス鋼板を製造した。これらを、ERW管とし、φ12.7mmの鋼管とした。その後、バルジ加工によって表2に示す種々の形状のストッパーを付け、実施例1〜20および比較例1〜31のマフラーハンガー部品を作製した。なお、ストッパー2は、鋼管の外周のうち、一周すべてに渡って設けられている。
The steel having the composition shown in Table 1 was cast into a slab by melting. Thereafter, hot rolling, cold rolling, annealing and pickling were performed to produce a 1.5 mm thick ferritic stainless steel sheet. These were ERW pipes and steel pipes with a diameter of 12.7 mm. Thereafter, stoppers of various shapes shown in Table 2 were attached by bulge processing, and muffler hanger parts of Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 31 were produced. The
実施例1〜20および比較例1〜31のマフラーハンガー部品を用いて、低温落重試験を行い、割れの有無を目視評価した。結果を表2に示す。なお、低温落重試験は、マフラーハンガー1を−40℃に冷却した後、図2に示すように支持金型4に固定し、100mm上方から約8kgの錘5を自由落下させることにより行った。
Using the muffler hanger parts of Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 31, a low temperature drop test was performed and the presence or absence of cracks was visually evaluated. The results are shown in Table 2. The low temperature drop test was performed by cooling the
表2から分かるように、実施例1〜20のマフラーハンガー部品は、本発明で規定する要件をすべて満たすため、低温環境下で衝撃割れが生じず、充分な低温靭性を有する。 As can be seen from Table 2, the muffler hanger parts of Examples 1 to 20 satisfy all the requirements defined in the present invention, and therefore, impact cracking does not occur in a low temperature environment and has sufficient low temperature toughness.
一方、比較例1〜31のマフラーハンガー部品は、本発明で規定する要件をすべて満たさないため、低温環境下で衝撃割れが生じた。 On the other hand, since the muffler hanger parts of Comparative Examples 1 to 31 did not satisfy all the requirements defined in the present invention, impact cracking occurred in a low temperature environment.
本発明のフェライト系ステンレス鋼管を用いたマフラーハンガーは、加工性および低温靭性に優れる。したがって、本発明のフェライト系ステンレス鋼管を適用したマフラーハンガーは、特に、自動車または二輪車部品として、好適に用いることができる。 The muffler hanger using the ferritic stainless steel pipe of the present invention is excellent in workability and low temperature toughness. Therefore, the muffler hanger to which the ferritic stainless steel pipe of the present invention is applied can be suitably used particularly as an automobile or a motorcycle part.
1 マフラーハンガー
2 ストッパー
3 フェライト系ステンレス鋼管
1
Claims (2)
C:0.001〜0.080%、
Si:0.01〜1.0%、
Mn:0.01〜2.00%、
P:0.010〜0.050%、
S:0.0002〜0.0100%、
Cr:10.0〜25.0%、
N:0.001〜0.050%、
B:0〜0.0030%、
Al:0〜0.30%、
Ni:0〜1.0%、
Mo:0〜2.0%、
Cu:0〜3.0%、
V:0〜1.0%、
Mg:0〜0.0030%、
Sn:0〜0.30%、
Sb:0〜0.30%、
Zr:0〜0.15%、
Ta:0〜0.1%、
Hf:0〜0.1%、
W:0〜2.0%、
Co:0〜0.2%、
Ca:0〜0.0030%、
REM:0〜0.05%、および、
Ga:0〜0.1%と、
Ti:0.01〜0.40%、および、
Nb:0.01〜0.60%、
から選択される1種以上と、
残部:Feおよび不純物とである、フェライト系ステンレス鋼管からなるマフラーハンガーであって、
前記フェライト系ステンレス鋼管の長手方向の一部に、高さが2.0mm以下で、かつ、立ち上げ角度が120°以上のストッパーを有し、
前記ストッパーの断面硬度が300以下である、マフラーハンガー。 Chemical composition is mass%,
C: 0.001 to 0.080%,
Si: 0.01 to 1.0%,
Mn: 0.01 to 2.00%
P: 0.010 to 0.050%
S: 0.0002 to 0.0100%,
Cr: 10.0-25.0%,
N: 0.001 to 0.050%,
B: 0 to 0.0030%,
Al: 0 to 0.30%,
Ni: 0 to 1.0%,
Mo: 0 to 2.0%,
Cu: 0 to 3.0%,
V: 0 to 1.0%
Mg: 0 to 0.0030%,
Sn: 0 to 0.30%,
Sb: 0 to 0.30%,
Zr: 0 to 0.15%,
Ta: 0 to 0.1%,
Hf: 0 to 0.1%,
W: 0 to 2.0%,
Co: 0 to 0.2%,
Ca: 0 to 0.0030%,
REM: 0-0.05%, and
Ga: 0 to 0.1%,
Ti: 0.01-0.40%, and
Nb: 0.01-0.60%,
One or more selected from:
The rest: a muffler hanger made of a ferritic stainless steel pipe, which is Fe and impurities,
In a part of the longitudinal direction of the ferritic stainless steel pipe, a height is 2.0 mm or less, and a rising angle is 120 ° or more,
A muffler hanger, wherein the stopper has a cross-sectional hardness of 300 or less.
B:0.0002〜0.0030%、
Al:0.005〜0.30%、
Ni:0.1〜1.0%、
Mo:0.1〜2.0%、
Cu:0.1〜3.0%、
V:0.05〜1.0%、
Mg:0.0002〜0.0030%、
Sn:0.01〜0.3%、
Sb:0.01〜0.30%、
Zr:0.01〜0.15%、
Ta:0.01〜0.1%、
Hf:0.01〜0.1%、
W:0.01〜2.0%、
Co:0.01〜0.2%、
Ca:0.0001〜0.0030%、
REM:0.001〜0.05%、および、
Ga:0.0002〜0.1%、
から選択される1種以上を含有する、請求項1に記載のマフラーハンガー。 The chemical composition is mass%,
B: 0.0002 to 0.0030%,
Al: 0.005 to 0.30%,
Ni: 0.1 to 1.0%,
Mo: 0.1 to 2.0%,
Cu: 0.1 to 3.0%,
V: 0.05-1.0%
Mg: 0.0002 to 0.0030%,
Sn: 0.01-0.3%
Sb: 0.01-0.30%,
Zr: 0.01 to 0.15%,
Ta: 0.01-0.1%
Hf: 0.01 to 0.1%
W: 0.01-2.0%,
Co: 0.01-0.2%
Ca: 0.0001 to 0.0030%,
REM: 0.001 to 0.05%, and
Ga: 0.0002 to 0.1%,
The muffler hanger of Claim 1 containing 1 or more types selected from these.
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