JPH04280947A - 自動車の排気マニホールド用高耐熱疲労性フェライト系 ステンレス鋼 - Google Patents
自動車の排気マニホールド用高耐熱疲労性フェライト系 ステンレス鋼Info
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- JPH04280947A JPH04280947A JP40962390A JP40962390A JPH04280947A JP H04280947 A JPH04280947 A JP H04280947A JP 40962390 A JP40962390 A JP 40962390A JP 40962390 A JP40962390 A JP 40962390A JP H04280947 A JPH04280947 A JP H04280947A
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- stainless steel
- ferritic stainless
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- fatigue resistance
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の排気マニホー
ルド用高耐熱疲労性フェライト系ステンレス鋼に関する
。
ルド用高耐熱疲労性フェライト系ステンレス鋼に関する
。
【０００２】
【従来の技術】自動車エンジンの排気マニホールドは、
製造性等の面から、従来より一般に鋳鉄製であった。し
かしながら、車体の軽量化および暖気性能の向上の点か
ら、鋳鉄製のマニホールドでは限界があることから、ス
テンレス鋼の成形加工品が自動車の排気マニホールドに
適用されるようになってきた。
製造性等の面から、従来より一般に鋳鉄製であった。し
かしながら、車体の軽量化および暖気性能の向上の点か
ら、鋳鉄製のマニホールドでは限界があることから、ス
テンレス鋼の成形加工品が自動車の排気マニホールドに
適用されるようになってきた。
【０００３】周知のように、ステンレス鋼はその優れた
耐食性と耐熱性のため、種々の分野で幅広く使用されて
いる。ＪＩＳのＳＵＳ３１０などのオーステナイト系ス
テンレス鋼は、優れた耐熱性並びに加工性を有している
ので耐熱用途に広く使用されているが、この種の鋼は一
般に高価である上に、フェライト系ステンレス鋼に比べ
て、熱膨張係数が大きく、耐熱疲労性に劣る。したがっ
て、自動車の排気マニホールドのように加熱・冷却の温
度サイクルを受けるような用途に不利である。
耐食性と耐熱性のため、種々の分野で幅広く使用されて
いる。ＪＩＳのＳＵＳ３１０などのオーステナイト系ス
テンレス鋼は、優れた耐熱性並びに加工性を有している
ので耐熱用途に広く使用されているが、この種の鋼は一
般に高価である上に、フェライト系ステンレス鋼に比べ
て、熱膨張係数が大きく、耐熱疲労性に劣る。したがっ
て、自動車の排気マニホールドのように加熱・冷却の温
度サイクルを受けるような用途に不利である。
【０００４】一方、フェライト系ステンレス鋼は、一般
にオーステナイト系ステンレス鋼よりも熱膨張係数が小
さいので耐熱疲労性に優れ、さらにスケールの耐剥離性
にも優れているため、排気マニホールドのような加熱・
冷却の温度サイクルを受けるような用途には適している
と言える。そのため、ＪＩＳのＳＵＳ４１０や４３０系
統のフェライト系ステンレス鋼が自動車の排気マニホー
ルド用として一部使用されている。また、特開昭６４−
８２５４号公報では、自動車エンジンのマニホールド用
鋼として、高温強度を改善したフェライト系ステンレス
鋼が提案されている。
にオーステナイト系ステンレス鋼よりも熱膨張係数が小
さいので耐熱疲労性に優れ、さらにスケールの耐剥離性
にも優れているため、排気マニホールドのような加熱・
冷却の温度サイクルを受けるような用途には適している
と言える。そのため、ＪＩＳのＳＵＳ４１０や４３０系
統のフェライト系ステンレス鋼が自動車の排気マニホー
ルド用として一部使用されている。また、特開昭６４−
８２５４号公報では、自動車エンジンのマニホールド用
鋼として、高温強度を改善したフェライト系ステンレス
鋼が提案されている。
【０００５】しかしながら、近年の排ガス規制の強化、
エンジン出力の向上、燃費改善などの要求に応じて、排
ガス温度はますます上昇する傾向にあり、１０００℃付
近にまでなろうとしている。このような高温になると、
既存のフェライト系ステンレス鋼では、耐熱疲労性の点
で不十分である。
エンジン出力の向上、燃費改善などの要求に応じて、排
ガス温度はますます上昇する傾向にあり、１０００℃付
近にまでなろうとしている。このような高温になると、
既存のフェライト系ステンレス鋼では、耐熱疲労性の点
で不十分である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、自動車の排
気マニホールド用として、１０００℃付近までの排ガス
温度での使用に耐え得る高耐熱疲労性に優れたフェライ
ト系ステンレス鋼を提供することを目的としたものであ
る。
気マニホールド用として、１０００℃付近までの排ガス
温度での使用に耐え得る高耐熱疲労性に優れたフェライ
ト系ステンレス鋼を提供することを目的としたものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
のために、フェライト系ステンレス鋼の耐熱疲労性に及
ぼす添加元素の影響を種々検討した結果、Ｎｂが耐熱疲
労強度を著しく向上させることを見出し、本発明を構成
した。すなわち、本発明の要旨とするところは、重量％
において、Ｃ：０．０２％以下、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ
：１％以下、Ｃｒ：１７〜２１％、Ｎｂ：０．７〜１．
２％およびＮ：０．０２％以下を含有し、残部がＦｅお
よび製造上の不可避的不純物からなることを特徴とする
自動車の排気マニホールド用高耐熱疲労性フェライト系
ステンレス鋼にある。
のために、フェライト系ステンレス鋼の耐熱疲労性に及
ぼす添加元素の影響を種々検討した結果、Ｎｂが耐熱疲
労強度を著しく向上させることを見出し、本発明を構成
した。すなわち、本発明の要旨とするところは、重量％
において、Ｃ：０．０２％以下、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ
：１％以下、Ｃｒ：１７〜２１％、Ｎｂ：０．７〜１．
２％およびＮ：０．０２％以下を含有し、残部がＦｅお
よび製造上の不可避的不純物からなることを特徴とする
自動車の排気マニホールド用高耐熱疲労性フェライト系
ステンレス鋼にある。
【０００８】
【作用】Ｎｂを０．７〜１．２％添加することが本発明
の特徴である。Ｎｂは、固溶強化、炭窒化物の析出強化
あるいはＬａｖｅｓ相の析出強化によって高温強度を上
昇させ、耐熱疲労強度を向上させる。１０００℃付近の
高温では、特に固溶Ｎｂが有効である。０．７％以上の
添加でその効果が著しい。しかしながら、Ｎｂを過剰に
添加すると、Ｌａｖｅｓ相の析出・粗大化が著しくなり
、靭性を低下させばかりでなく、溶接高温割れ感受性を
も高めるため、上限を１．２％とした。次に、本発明の
その他の成分組成の限定理由について説明する。
の特徴である。Ｎｂは、固溶強化、炭窒化物の析出強化
あるいはＬａｖｅｓ相の析出強化によって高温強度を上
昇させ、耐熱疲労強度を向上させる。１０００℃付近の
高温では、特に固溶Ｎｂが有効である。０．７％以上の
添加でその効果が著しい。しかしながら、Ｎｂを過剰に
添加すると、Ｌａｖｅｓ相の析出・粗大化が著しくなり
、靭性を低下させばかりでなく、溶接高温割れ感受性を
も高めるため、上限を１．２％とした。次に、本発明の
その他の成分組成の限定理由について説明する。
【０００９】ＣおよびＮは、Ｎｂと化合物をつくり、高
温強度に有効な固溶Ｎｂ量を減少せしめるばかりでなく
、排気マニホールドとしての成形加工性をも低下させる
ため、できるだけ低い方が望ましく、このため、それぞ
れ０．０２％以下とした。ＳｉはＣｒ鋼の製鋼上の脱酸
剤としても、また、耐酸化性の向上にも有効な元素であ
るが、反面、材料の加工性を低下させる。したがって、
１％以下とした。
温強度に有効な固溶Ｎｂ量を減少せしめるばかりでなく
、排気マニホールドとしての成形加工性をも低下させる
ため、できるだけ低い方が望ましく、このため、それぞ
れ０．０２％以下とした。ＳｉはＣｒ鋼の製鋼上の脱酸
剤としても、また、耐酸化性の向上にも有効な元素であ
るが、反面、材料の加工性を低下させる。したがって、
１％以下とした。
【００１０】ＭｎはＳｉの脱酸作用を促進する元素であ
るが、１％を越えると成形加工性が低下する。したがっ
て、上限を１％とした。Ｃｒは、１０００℃付近までの
耐酸化性を確保するために、１７％以上が必要である。 反面、Ｃｒは成形加工の面からは好ましくなく、２１％
を越えると、加工性は著しく低下する。したがって、１
７〜２１％とした。なお、本発明鋼は多量のＮｂを含有
しているので、これらのＣｒはＣやＮと化合物をつくる
ことなく、すべて耐酸化性向上に有効に作用する。
るが、１％を越えると成形加工性が低下する。したがっ
て、上限を１％とした。Ｃｒは、１０００℃付近までの
耐酸化性を確保するために、１７％以上が必要である。 反面、Ｃｒは成形加工の面からは好ましくなく、２１％
を越えると、加工性は著しく低下する。したがって、１
７〜２１％とした。なお、本発明鋼は多量のＮｂを含有
しているので、これらのＣｒはＣやＮと化合物をつくる
ことなく、すべて耐酸化性向上に有効に作用する。
【００１１】
【実施例】表１に示す化学成分の供試材を真空溶解し、
５０ｋｇ鋼塊を作製した。これらの鋼塊から熱間圧延お
よび冷間圧延によって０．２ｍｍ厚さの板とし、焼鈍酸
洗後、酸化試験、常温引張試験および熱疲労試験に供し
た。表２に酸化試験、常温引張試験および熱疲労試験結
果を示す。
５０ｋｇ鋼塊を作製した。これらの鋼塊から熱間圧延お
よび冷間圧延によって０．２ｍｍ厚さの板とし、焼鈍酸
洗後、酸化試験、常温引張試験および熱疲労試験に供し
た。表２に酸化試験、常温引張試験および熱疲労試験結
果を示す。
【００１２】同表より明らかなとおり、本発明鋼（１〜
７）はＮｂ添加、ＣおよびＮ量の適正化によって、従来
鋼（比較鋼８〜１２）よりも格段に熱疲労寿命に優れ、
かつ酸化性および成形加工性の面でも従来鋼と同等以上
の特性を有していることがわかる。比較鋼８〜１２はい
ずれも高温強化に寄与するＮｂの添加量が低いため、熱
疲労強度が低くなっている。また、比較鋼８はＣｒ添加
量が低いため耐酸化性が、比較鋼１２はＣおよびＮ量が
多いため加工性が、それぞれ低くなっている。
７）はＮｂ添加、ＣおよびＮ量の適正化によって、従来
鋼（比較鋼８〜１２）よりも格段に熱疲労寿命に優れ、
かつ酸化性および成形加工性の面でも従来鋼と同等以上
の特性を有していることがわかる。比較鋼８〜１２はい
ずれも高温強化に寄与するＮｂの添加量が低いため、熱
疲労強度が低くなっている。また、比較鋼８はＣｒ添加
量が低いため耐酸化性が、比較鋼１２はＣおよびＮ量が
多いため加工性が、それぞれ低くなっている。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】
【発明の効果】本発明は、Ｎｂの添加、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ
、Ｃｒ、Ｎ量の最適化によって、自動車の排気マニホー
ルド用として、１０００℃付近までの排ガス温度での使
用に耐え得る高耐熱疲労性に優れたフェライト系ステン
レス鋼を提供できるので、産業上裨益するところがきわ
めて大である。
、Ｃｒ、Ｎ量の最適化によって、自動車の排気マニホー
ルド用として、１０００℃付近までの排ガス温度での使
用に耐え得る高耐熱疲労性に優れたフェライト系ステン
レス鋼を提供できるので、産業上裨益するところがきわ
めて大である。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％において、Ｃ：０．０２％以下
、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：１％以下、Ｃｒ：１７〜２１
％、Ｎｂ：０．７〜１．２％およびＮ：０．０２％以下
を含有し、残部がＦｅおよび製造上の不可避的不純物か
らなることを特徴とする自動車の排気マニホールド用高
耐熱疲労性フェライト系ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40962390A JPH04280947A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 自動車の排気マニホールド用高耐熱疲労性フェライト系 ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40962390A JPH04280947A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 自動車の排気マニホールド用高耐熱疲労性フェライト系 ステンレス鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04280947A true JPH04280947A (ja) | 1992-10-06 |
Family
ID=18518942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40962390A Withdrawn JPH04280947A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 自動車の排気マニホールド用高耐熱疲労性フェライト系 ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04280947A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030051049A (ko) * | 2001-12-20 | 2003-06-25 | 현대자동차주식회사 | 내산화성을 향상시킨 배기 매니폴드용 페라이트계스테인리스강 |
| JPWO2010010916A1 (ja) * | 2008-07-23 | 2012-01-05 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | 尿素水タンク用フェライト系ステンレス鋼 |
-
1990
- 1990-12-28 JP JP40962390A patent/JPH04280947A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030051049A (ko) * | 2001-12-20 | 2003-06-25 | 현대자동차주식회사 | 내산화성을 향상시킨 배기 매니폴드용 페라이트계스테인리스강 |
| JPWO2010010916A1 (ja) * | 2008-07-23 | 2012-01-05 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | 尿素水タンク用フェライト系ステンレス鋼 |
| JP5588868B2 (ja) * | 2008-07-23 | 2014-09-10 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | 尿素水タンク用フェライト系ステンレス鋼 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980312 |