JP6866241B2 - オーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法、ならびに排気部品 - Google Patents
オーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法、ならびに排気部品 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6866241B2 JP6866241B2 JP2017115152A JP2017115152A JP6866241B2 JP 6866241 B2 JP6866241 B2 JP 6866241B2 JP 2017115152 A JP2017115152 A JP 2017115152A JP 2017115152 A JP2017115152 A JP 2017115152A JP 6866241 B2 JP6866241 B2 JP 6866241B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel sheet
- content
- stainless steel
- austenitic stainless
- less
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 40
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 title claims description 31
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 63
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 63
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 63
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 63
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 20
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 claims description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 11
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 26
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 25
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 25
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 25
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 22
- 230000008859 change Effects 0.000 description 19
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 8
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 6
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 5
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 2
- 159000000011 group IA salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003296 Ni-Mo Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 210000001772 blood platelet Anatomy 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- DDTIGTPWGISMKL-UHFFFAOYSA-N molybdenum nickel Chemical compound [Ni].[Mo] DDTIGTPWGISMKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000010731 rolling oil Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Supercharger (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
Description
C:0.01〜0.2%、
Si:0.50〜5.0%、
Mn:0.5〜10.0%、
P:0.01〜0.05%、
S:0.0001〜0.010%、
Ni:5.0〜15.0%、
Cr:15.0〜26.0%、
Al:0.05〜0.3%、
B:0.0003〜0.01%、
N:0.01〜0.4%、
Mo:0.05〜2.0%、
Cu:0.05〜3.0%、
V:0.01〜1.0%、
Ti:0〜0.3%、
Nb:0〜0.3%、
Ca:0〜0.01%、
W:0〜3.0%、
Zr:0〜0.3%、
Sn:0〜0.5%、
Co:0〜0.3%、
Mg:0〜0.01%、
Sb:0〜0.5%、
REM:0〜0.2%、
Ga:0〜0.3%、
Ta:0〜1.0%、
残部:Feおよび不可避的不純物であり、
鋼板表面から1.0μm深さ位置までの領域における、Alの最大濃度が、質量%で、2.0%以上である、オーステナイト系ステンレス鋼板。
Ti:0.001〜0.3%、
Nb:0.001〜0.3%、
Ca:0.0005〜0.01%、
から選択される1種以上を含有する、(1)に記載のオーステナイト系ステンレス鋼板。
W:0.005〜3.0%、
Zr:0.0005〜0.3%、
Sn:0.001〜0.5%、
Co:0.01〜0.3%、
Mg:0.0001〜0.01%、
Sb:0.0005〜0.5%、
REM:0.001〜0.2%、
Ga:0.0002〜0.3%、
Ta:0.001〜1.0%、
から選択される1種以上を含有する、(1)または(2)に記載のオーステナイト系ステンレス鋼板。
試験後に形成している酸化スケール中での、表面から深さ方向に30μmの位置までの領域におけるCrの最大濃度が、26.0%以上、または、
表面から深さ方向に30μmの位置から100μmの位置までの領域におけるAlの最大濃度が、1.0%以上、
の少なくともいずれかを満足する、(1)〜(3)のいずれかに記載のオーステナイト系ステンレス鋼板。
(a)(1)〜(3)のいずれかに記載の化学組成を有する鋼を冷延焼鈍鋼板とする工程と、
(b)前記冷延焼鈍鋼板を、溶融アルカリ塩に、450℃超で60秒以下浸漬し、その後、酸洗処理する工程と、
を備えるオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法。
各元素の限定理由は下記の通りである。なお、以下の説明において各元素の含有量についての「%」は、「質量%」を意味する。
Cは、オーステナイト組織の形成、および高温強度の確保のために必要な元素である。このため、C含有量は、0.01%以上とする。一方、過度に含有させると、加工硬化が過度に大きくなる。さらに、Cr炭化物形成により、耐食性、特に溶接部の粒界腐食性の劣化、炭化物に起因した高温クリープ特性の劣化、冷延焼鈍鋼板の酸洗時において、粒界浸食溝形成により表面粗さが粗くなる。このため、C含有量は、0.2%以下とし、0.1%以下であるのが好ましい。
Siは、脱酸元素として含有される場合がある。また、Siの内部酸化により耐スケール剥離性および高温強度が向上する。このため、Si含有量は、0.50%以上とする。一方で、Siの5.0%超の含有により硬質化する。加えて、粗大なSi系酸化物が生成し、部品の加工精度が、著しく低下する。このため、Si含有量は、5.0%以下とする。なお、耐スケール剥離性を十分確保するために、Si含有量は2.1%以上であるのが好ましく、3.0%以上であるのがより好ましい。また、製造コスト、鋼板製造時の酸洗性、溶接時の凝固割れ性を考慮すると、Si含有量は、4.0%以下であるのが好ましく、3.5%以下であるのがより好ましい。
Mnは、脱酸元素として利用する他、オーステナイト組織形成、およびスケール密着性を確保するために含有させる必要がある。特に、母相に固溶するN量を増加させるためには、Mn含有量を増加させることが有効である。このため、Mn含有量は、0.5%以上とする。一方で、Mn含有量が過剰であると、加工硬化の変化が大きくなるとともに、介在物清浄度が著しく劣化する。加えて、酸洗性が著しく劣化し、製品表面が粗くなる。このため、Mn含有量は、10.0%以下とする。なお、製造コスト、鋼板製造時の酸洗性を考慮すると、Mn含有量は、0.6%以上であるのが好ましい。
Pは、製造時の熱間加工性、および凝固割れを助長する元素である他、鋼板を硬質化させる元素である。このため、P含有量は、0.05%以下とする。Pは、その含有量が少ないほど良いが、一方で、精錬コストを考慮して、P含有量は、0.01%以上とする。P含有量は、0.02%以上であるのが好ましく、0.03%以下であるのが好ましい。
Sは、製造時の熱間加工性を低下させる他、耐食性を劣化させる元素である。また、粗大な硫化物(MnS)が形成されると、清浄度が著しく悪くなる。このため、S含有量は、0.010%以下とする。一方、過度な低減は、精錬コストの増加に繋がることから、S含有量は、0.0001%以上とする。さらに、製造コスト、および耐酸化性を考慮すると、S含有量は、0.0005%以上であるのが好ましく、0.0050%以下であるのが好ましい。
Niは、オーステナイト組織の形成元素であるとともに、耐食性、および耐酸化性を確保する元素である。また、Ni含有量が、5.0%未満では結晶粒の粗大化が顕著に生じてしまう。このため、Ni含有量は、5.0%以上とする。一方、過度な含有は、コストの上昇と硬質化を招く。このため、Ni含有量は、15.0%以下とする。また、製造性、高温強度、および耐食性を考慮すると、Ni含有量は、11.0%以上であるのが好ましい。
Crは、耐食性および耐酸化性を向上させる元素である。さらに排気部品環境における異常酸化を抑制する。このため、Cr含有量は、15.0%以上とする。一方、Crを過度に含有させると、組織が硬質となり、成形性を劣化させる他、コストアップに繋がる。このため、Cr含有量は26.0%以下とする。製造コスト、鋼板製造性、または加工性を考慮すると、Cr含有量は17.0%以上であるのが好ましい。また、Cr含有量は、24.5%以下であるのが好ましく、20.0%以下であるのがより好ましい。
Alは、脱酸元素として使用される他、内部酸化により耐スケール剥離性の向上に寄与する効果があり、その作用は0.05%以上から発現する。このため、Al含有量は、0.05%以上とする。一方、Alは、フェライト生成元素であるため、過度に含有させると、オーステナイト組織の安定性、および酸洗性を低下させ、さらには表面粗さの増加を招く。このため、Al含有量は、0.3%以下とする。精錬コスト、および表面疵を考慮すると、Al含有量は0.06%以上であるのが好ましく、0.25%以下であるのが好ましい。また、耐スケール剥離性を十分確保するためには、Al含有量は、0.15%以上であるのが好ましい。
Bは、鋼板製造段階での熱間加工性を向上させる元素であるとともに、粒界への偏析により高温酸化抑制効果がある。このため、B含有量は、0.0003%以上とする。しかしながら、過度な含有は、ホウ炭窒化物の形成により、清浄度の低下、および粒界腐食性の劣化をもたらす。このため、B含有量は、0.01%以下とする。精錬コスト、および延性低下を考慮すると、B含有量は、0.0005%以上であるのがより好ましく、0.005%以下であるのが好ましい。
Nは、Cと同様に、オーステナイト組織形成と高温強度の確保に有効な元素である。このため、N含有量は、0.01%以上とする。一方、過度に含有させると、常温材質が著しく硬質化し、鋼板製造段階の冷間加工性を劣化させる。その結果、部品加工時の成形性、および部品精度が悪くなる。このため、N含有量は、0.4%以下とする。高温強度の観点から、N含有量は、0.04%以上であるのが好ましい。また、軟質化、溶接時のピンホール抑制、溶接部の粒界腐食抑制の観点から、N含有量は、0.25%以下であるのが好ましい。
Moは、耐食性を向上させる元素であるとともに、高温強度の向上に寄与する。このため、Mo含有量は、0.05%以上とする。一方、過度な含有は、合金コストの増加を招く。このため、Mo含有量は、2.0%以下とする。さらに、析出物による強化安定性および介在物清浄度を考慮すると、Mo含有量は、0.2%以上であるのが好ましく、1.7%以下であるのが好ましい。
Cuは、オーステナイト相の安定化、および軟質化のために有効な元素である。このため、Cu含有量は0.05%以上とする。一方、過度な含有は、耐酸化性の劣化、および製造性の劣化に繋がる。このため、Cu含有量は、3.0%以下とする。さらに、耐食性、および製造性を考慮すると、Cu含有量は、0.1%以上であるのが好ましく、1.0%以下であるのが好ましい。
Vは、耐食性を向上させる元素であるとともに、V炭化物を形成し、高温強度、および高温での耐摩耗性を向上させる。このため、V含有量は、0.01%以上とする。一方、過度な含有は、合金コストの増加、または異常酸化限界温度の低下を招く。このため、V含有量は、1.0%以下とする。さらに、製造性、および介在物清浄度を考慮すると、V含有量は0.1%以上であるのが好ましく、0.5%以下であるのが好ましい。
Tiは、C、Nと結合して耐食性、耐粒界腐食性を向上させるため、必要に応じて含有させる。しかしながら、Tiを過度に含有させると、鋳造段階でのノズル詰まりが生じ易くなり、製造性を著しく劣化させる。このため、Ti含有量は、0.3%以下とする。さらに、高温強度、溶接部の粒界腐食性、および合金コストを考慮すると、Ti含有量は0.05%以下にすることが好ましい。なお、上記効果を得るためには、Ti含有量は0.001%以上であるのが好ましく、0.01%以上であるのがより好ましい。
Nbは、Tiと同様にC、Nと結合して耐食性、耐粒界腐食性を向上させる。加えて、高温強度を向上させる元素であるため、必要に応じて含有させる。しかしながら、過度な含有は、鋼板製造段階での熱間加工性を著しく劣化させる。このため、Nb含有量は、0.3%以下とする。一方で、C、Nと結合する固定作用は、Nbの0.001%以上の含有から発現する。このため、Nb含有量は、0.001%以上であるのが好ましい。さらに、高温強度、溶接部の粒界腐食性、および合金コストを考慮すると、Nb含有量は0.005%以上であるのが好ましく、0.008%未満であるのが好ましい。
Caは、脱硫のために必要に応じて含有させる。しかしながら、Caを過度に含有させると、水溶性の介在物CaSが生成する。その結果、清浄度の低下および耐食性の著しい低下を招く。このため、Ca含有量は、0.01%以下とする。一方で、上記効果を得るためには、Ca含有量は、0.0005%以上であるのが好ましい。さらに、製造性の観点から、Ca含有量は0.0010%以上であるのが好ましく、0.0030%以下であるのが好ましい。
Wは、耐食性と高温強度の向上に寄与するため、必要に応じて含有させる。しかしながら、Wを過度に含有させると、硬質化、鋼板製造時の靭性劣化、およびコスト増加につながる。このため、W含有量は、3.0%以下とする。一方で、上記効果を得るためには、W含有量は0.005%以上であるのが好ましい。さらに、精錬コスト、および製造性を考慮すると、W含有量は0.01%以上であるのが好ましく、0.025%以下であるのが好ましい。
Zrは、CおよびNと結合して、溶接部の粒界腐食性および耐酸化性を向上させるため、必要に応じて含有させる。しかしながら、Zrを過度に含有させると、コストが増加する他、製造性を著しく劣化させる。このため、Zr含有量は0.3%以下とする。さらに、精錬コスト、および製造性を考慮すると、Zr含有量は0.03%以下にするのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Zr含有量は0.0005%以上であるのが好ましい。
Snは、耐食性と高温強度の向上に寄与するため、必要に応じて含有させる。しかしながら、Snを過度に含有させると、鋼板製造時のスラブ割れが生じる場合があるため、Sn含有量は0.5%以下とする。さらに、精錬コスト、および製造性を考慮すると、0.3%以下であるのが好ましい。一方で、上記効果を得るためには、Sn含有量は、0.001%以上であるのが好ましく、0.003%以上であるのがより好ましく、0.005%以上であるのがさらに好ましい。
Coは、高温強度の向上に寄与するため、必要に応じて含有させる。しかしながら、Coを過度に含有させると、硬質化、鋼板製造時の靭性劣化、およびコストの増加につながる。このため、Co含有量は、0.3%以下とする。さらに、精錬コストおよび製造性を考慮すると、Co含有量は、0.1%以下であるのが好ましい。一方で、上記効果を得るためには、Co含有量は、0.01%以上であるのが好ましい。
Mgは、脱酸元素として使用する場合がある他、スラブ組織の酸化物を微細分散化させ、介在物清浄度の向上、および組織の微細化に寄与する元素である。このため、必要に応じて含有させる。しかしながら、過度な含有は、溶接性および耐食性の劣化を招く。このため、Mg含有量は、0.01%以下とする。一方で、上記効果を得るためには、Mg含有量は、0.0001%以上であるのが好ましい。また、精錬コストを考慮すると、Mg含有量は、0.0003%以上であるのが好ましく、0.005%以下であるのが好ましい。
Sbは、粒界に偏析して高温強度を上げる元素であるため、必要に応じて含有させる。しかしながら、その含有量が0.5%を超えると、Sbの偏析が生じて、溶接時に割れが生じる。このため、Sb含有量は、0.5%以下とする。一方で、上記効果を得るためには、Sb含有量は、0.0005%以上であるのが好ましい。高温特性と製造コスト、および靭性を考慮すると、Sb含有量は、0.003%以上であるのが好ましく、0.03%以下であるのが好ましい。さらに、Sb含有量は、0.004%以上であるのがより好ましく、0.02%以下であるのがより好ましい。
REM(希土類元素)は、耐酸化性の向上に有効であり、必要に応じて含有させる。しかしながら、0.2%を超えて含有させてもその効果は飽和し、REM硫化物による耐食性低下を生じる。このため、REM含有量は、0.2%以下とする。一方で、上記効果を得るためには、REM含有量は、0.001%以上であるのが好ましい。また製品の加工性、および製造コストを考慮すると、REM含有量は、0.002%以上であるのが好ましく、0.10%以下であるのが好ましい。
Gaは、耐食性向上、または水素脆化抑制のため、必要に応じて含有させる。しかしながら、Gaを過度に含有させると粗大硫化物が生成し、r値が劣化する。このため、Ga含有量は、0.3%以下とする。一方、硫化物、または水素化物形成の観点から、Ga含有量は、0.0002%以上であるのが好ましい。さらに、製造性、および製造コストの観点から、Ga含有量は、0.002%以上であるのがより好ましい。
Taは、高温強度向上のため、必要に応じて含有させる。Ta含有量は、1.0%以下とする。一方で、上記効果を得るためには、Ta含有量は、0.001%以上であるのが好ましい。さらに、高強度を得るためには、Ta含有量は、0.01%以上であるのが、より好ましい。
本発明では、Alは、冷間圧延後の焼鈍時に、後述する内部酸化物を形成し、製造工程において形成される表面近傍の母材中で濃化する。そして、前述のAlの濃化により、高温使用時(本発明においては大気中断続酸化試験)でのスケール剥離を抑制する。このため、Alが表層で濃化しない場合、耐スケール剥離性を得ることができない。したがって、高温での耐スケール剥離性を確保するために、鋼板の表層のAl最大濃度を規定する。本発明では、耐酸化性を満足するために、冷間圧延鋼板を焼鈍し、酸洗した後の表層のAl最大濃度を2.0%以上と規定する。表層のAl最大濃度は、3.0%以上であるのが好ましい。なお、ここで示す表層とは、ステンレス鋼板表面から深さ1.0μmまでを指す。
次に製造方法について説明する。本発明の鋼板の製造方法は、下記に後述する工程以外に、特段制約はないが、例えば、製鋼−熱間圧延−焼鈍・酸洗(溶融アルカリ塩処理を含む。)、あるいは製鋼−熱間圧延−焼鈍・酸洗−冷間圧延−焼鈍・酸洗(溶融アルカリ塩処理を含む。)からなることが好ましい。
通常、焼鈍は、1000〜1100℃未満の温度に保持することにより、再結晶組織を得るものであるが、本発明では、焼鈍温度を1100℃以上とするのが好ましい。これは、耐スケール剥離性を確保するために、含有したAlを鋼板表面の内側に濃化させるためである。過度な焼鈍は結晶粒径の粗大化を引き起こし、高温強度低下につながるため、焼鈍温度は、1250℃以下とするのが好ましい。加えて、焼鈍時間は、3秒以上であるのが好ましい。
本発明では、排気部品の耐酸化性を確保するために、冷延焼鈍鋼板の酸洗処理の前処理として溶融アルカリ塩に浸漬させる。本発明では、冷間圧延後、焼鈍時に、FeおよびCrが主体の酸化スケールが生成する。溶融アルカリ塩処理では、前述の焼鈍で生成した酸化スケールにおけるCrを改質して、溶融アルカリ塩中に溶かし出し、Fe主体のスケールとする。なお、溶融アルカリ塩の組成は、NaNO2(10〜30%)+NaOH溶液とする。その後、酸洗処理として、硝弗酸洗あるいは硝酸電解等の化学的なデスケール処理を行なう。
なお、製造工程における他の条件は、適宜選択すれば良い。例えば、スラブ厚さ、熱間圧延板厚などは、適宜設計すれば良い。冷間圧延においては、ロール粗度、ロール径、圧延油、圧延パス回数、圧延速度、圧延温度などは適宜選択すれば良い。冷間圧延の途中に中間焼鈍を入れても構わず、バッチ式焼鈍でも連続式焼鈍でも良い。
4−1.大気中断続酸化試験後におけるスケール中のCr濃化、およびAl濃化
本発明では、高温使用時での耐酸化性を調べるため、大気中断続酸化試験を実施した。本発明で実施した大気中断続酸化試験は、30mm×20mm×4.5mm厚の試験片の表裏面および端面を600番で研磨仕上し、大気中、1000℃×25分加熱―5分空冷を1サイクルとして、400サイクル酸化試験をした後の質量変化を調べるものである。
また、大気中断続酸化試験における重量変化の絶対値が小さいほど、耐スケール剥離性に優れており、本発明では、大気中断続酸化試験における重量変化の絶対値が1.0mg/cm2以下であるのが好ましい。
Claims (9)
- 化学組成が、質量%で、
C:0.01〜0.2%、
Si:0.50〜5.0%、
Mn:0.5〜10.0%、
P:0.01〜0.05%、
S:0.0001〜0.010%、
Ni:5.0〜15.0%、
Cr:15.0〜26.0%、
Al:0.05〜0.3%、
B:0.0003〜0.01%、
N:0.01〜0.4%、
Mo:0.05〜2.0%、
Cu:0.05〜3.0%、
V:0.01〜1.0%、
Ti:0〜0.3%、
Nb:0〜0.3%、
Ca:0〜0.01%、
W:0〜3.0%、
Zr:0〜0.3%、
Sn:0〜0.5%、
Co:0〜0.3%、
Mg:0〜0.01%、
Sb:0〜0.5%、
REM:0〜0.2%、
Ga:0〜0.3%、
Ta:0〜1.0%、
残部:Feおよび不可避的不純物であり、
鋼板表面から1.0μm深さ位置までの領域における、Alの最大濃度が、質量%で、2.0%以上である、オーステナイト系ステンレス鋼板。 - 前記化学組成が、質量%で、
Ti:0.001〜0.3%、
Nb:0.001〜0.3%、および
Ca:0.0005〜0.01%、
から選択される1種以上を含有する、請求項1に記載のオーステナイト系ステンレス鋼板。 - 前記化学組成が、質量%で、
W:0.005〜3.0%、
Zr:0.0005〜0.3%、
Sn:0.001〜0.5%、
Co:0.01〜0.3%、
Mg:0.0001〜0.01%、
Sb:0.0005〜0.5%、
REM:0.001〜0.2%、
Ga:0.0002〜0.3%、および
Ta:0.001〜1.0%、
から選択される1種以上を含有する、請求項1または2に記載のオーステナイト系ステンレス鋼板。 - 大気中で、1000℃×25分加熱―5分空冷を1サイクルとし、400サイクル繰り返した断続酸化試験において、
試験後に形成している酸化スケール中での、表面から深さ方向に30μmの位置までの領域におけるCrの最大濃度が、26.0%以上、または、
表面から深さ方向に30μmの位置から100μmの位置までの領域におけるAlの最大濃度が、1.0%以上、
の少なくともいずれかを満足する、請求項1〜3のいずれかに記載のオーステナイト系ステンレス鋼板。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の鋼板を製造する方法であって、
(a)請求項1〜3のいずれかに記載の化学組成を有する鋼を冷延焼鈍鋼板とする工程と、
(b)前記冷延焼鈍鋼板を、10〜30%のNaNO2とNaOHとの溶液である、溶融アルカリ塩に、450℃超470℃以下で、30秒超60秒以下浸漬し、その後、酸洗処理する工程と、
を備えるオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法。 - 排気部品用である、請求項1〜4のいずれかに記載のオーステナイト系ステンレス鋼板。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のオーステナイト系ステンレス鋼板を用いた排気部品。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のオーステナイト系ステンレス鋼板を用いたターボチャージャー部品。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のオーステナイト系ステンレス鋼板を用いたターボハウジング部品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017115152A JP6866241B2 (ja) | 2017-06-12 | 2017-06-12 | オーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法、ならびに排気部品 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017115152A JP6866241B2 (ja) | 2017-06-12 | 2017-06-12 | オーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法、ならびに排気部品 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019002030A JP2019002030A (ja) | 2019-01-10 |
JP6866241B2 true JP6866241B2 (ja) | 2021-04-28 |
Family
ID=65004705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017115152A Active JP6866241B2 (ja) | 2017-06-12 | 2017-06-12 | オーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法、ならびに排気部品 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6866241B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7270419B2 (ja) * | 2019-03-11 | 2023-05-10 | 日鉄ステンレス株式会社 | 高温高サイクル疲労特性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法ならびに排気部品 |
JP7270445B2 (ja) * | 2019-03-29 | 2023-05-10 | 日鉄ステンレス株式会社 | 高温高サイクル疲労特性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法ならびに排気部品 |
CN114381646A (zh) * | 2020-10-16 | 2022-04-22 | 盐城环宇汽车零部件制造有限公司 | 高强度不锈钢机车专用销冷作硬化制作的工艺方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3078657B2 (ja) * | 1992-07-03 | 2000-08-21 | 川崎製鉄株式会社 | 表面研摩性の優れるオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法 |
JP5720347B2 (ja) * | 2011-03-18 | 2015-05-20 | 新日鐵住金株式会社 | 高温耐へたり性に優れる冷間圧延ステンレス鋼板およびその製造方法 |
JP5794945B2 (ja) * | 2012-03-30 | 2015-10-14 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | 耐熱オーステナイト系ステンレス鋼板 |
US9945016B2 (en) * | 2013-03-28 | 2018-04-17 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | Heat-resistant austenitic stainless steel sheet |
JP6621254B2 (ja) * | 2015-06-26 | 2019-12-18 | 日鉄ステンレス株式会社 | 耐熱性と表面平滑性に優れた排気部品用オーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 |
JP6197974B2 (ja) * | 2015-10-06 | 2017-09-20 | 新日鐵住金株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 |
JP6552385B2 (ja) * | 2015-11-05 | 2019-07-31 | 日鉄ステンレス株式会社 | 耐熱性と加工性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼板とその製造方法、および当該ステンレス鋼製排気部品 |
-
2017
- 2017-06-12 JP JP2017115152A patent/JP6866241B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019002030A (ja) | 2019-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6541869B2 (ja) | 耐熱性と加工性に優れた排気部品用オーステナイト系ステンレス鋼板およびターボチャージャー部品と、排気部品用オーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法 | |
JP6621254B2 (ja) | 耐熱性と表面平滑性に優れた排気部品用オーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 | |
JP6552385B2 (ja) | 耐熱性と加工性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼板とその製造方法、および当該ステンレス鋼製排気部品 | |
TWI531665B (zh) | 耐氧化性優異之肥粒鐵系不鏽鋼 | |
US11242578B2 (en) | Ferrite-based stainless steel sheet having low specific gravity and production method therefor | |
JP6768929B2 (ja) | 高温耐摩耗性に優れたフェライト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法、排気部品、高温摺動部品、およびターボチャージャー部品 | |
JP7166082B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 | |
JP6879877B2 (ja) | 耐熱性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼板及びその製造方法 | |
KR102306578B1 (ko) | 페라이트계 스테인리스 강판 및 그 제조 방법, 및, 배기 부품 | |
JP7009278B2 (ja) | 耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板および排気部品とその製造方法 | |
JP6746035B1 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼板 | |
JP6866241B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法、ならびに排気部品 | |
JP7050520B2 (ja) | 排気部品用オーステナイト系ステンレス鋼板および排気部品ならびに排気部品用オーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法 | |
JP6778621B2 (ja) | 排気部品用オーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法、ならびに排気部品およびその製造方法 | |
JP6814678B2 (ja) | 管端増肉加工用フェライト系ステンレス鋼管および自動車排気系部品用フェライト系ステンレス鋼管 | |
JP2020147770A (ja) | 高温高サイクル疲労特性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法ならびに排気部品 | |
JP7479210B2 (ja) | フェライト系ステンレス鋼板、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法および自動車排気系部品 | |
JP7475205B2 (ja) | フェライト系ステンレス鋼板、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法および自動車排気系部品 | |
JP7479209B2 (ja) | フェライト系ステンレス鋼板、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法および自動車排気系部品 | |
JP2022067816A (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 | |
JP2022123245A (ja) | フェライト系ステンレス鋼板 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200302 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201028 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201104 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201208 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210105 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210127 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210316 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210407 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6866241 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |