JPH05112859A - 耐食性の優れた自動車排気系アルミめつきステンレス鋼 - Google Patents
耐食性の優れた自動車排気系アルミめつきステンレス鋼Info
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- JPH05112859A JPH05112859A JP9768791A JP9768791A JPH05112859A JP H05112859 A JPH05112859 A JP H05112859A JP 9768791 A JP9768791 A JP 9768791A JP 9768791 A JP9768791 A JP 9768791A JP H05112859 A JPH05112859 A JP H05112859A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、自動車排気ガス環境で使用される
ステンレス鋼の耐食性を向上するため素地合金成分とア
ルミめっきによって生成したアルミ合金層を有効に利用
することにより耐食性寿命を著しく向上した材料を提供
することにある。 【構成】 自動車排気系材料として、特に凝縮液の生成
する環境でのステンレス鋼の耐食寿命を改善するため、
これまでのクロム含有ステンレス鋼ではなく、素地成分
中にクロムとモリブデンを同時に含有させたステンレス
鋼をアルミめっき処理することにより、表面に生成した
アルミと合金成分との反応によって生成したアルミ合金
層を耐食性向上に利用したものである。本発明鋼は、溶
融アルミめっき工程を利用し、合金成分を適正添加する
ことによって耐食性の優れた安定した材料が製造でき
る。
ステンレス鋼の耐食性を向上するため素地合金成分とア
ルミめっきによって生成したアルミ合金層を有効に利用
することにより耐食性寿命を著しく向上した材料を提供
することにある。 【構成】 自動車排気系材料として、特に凝縮液の生成
する環境でのステンレス鋼の耐食寿命を改善するため、
これまでのクロム含有ステンレス鋼ではなく、素地成分
中にクロムとモリブデンを同時に含有させたステンレス
鋼をアルミめっき処理することにより、表面に生成した
アルミと合金成分との反応によって生成したアルミ合金
層を耐食性向上に利用したものである。本発明鋼は、溶
融アルミめっき工程を利用し、合金成分を適正添加する
ことによって耐食性の優れた安定した材料が製造でき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車排気系の使用さ
れる外面および内面の凝縮液環境において優れた耐食性
を有するアルミめっきステンレス鋼に関する。
れる外面および内面の凝縮液環境において優れた耐食性
を有するアルミめっきステンレス鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】これまで自動車排気系マフラー材料に
は、普通鋼にアルミめっきを施したアルミめっき鋼板が
多く使用されてきたが、凝縮液環境では、アルミめっき
層のうち素地の鉄と反応して生成されたアルミめっき合
金層は素地鉄に対して電位的に貴となるため、防食効果
が充分ではなかった。また、外面からの腐食に対しても
充分ではなかった。
は、普通鋼にアルミめっきを施したアルミめっき鋼板が
多く使用されてきたが、凝縮液環境では、アルミめっき
層のうち素地の鉄と反応して生成されたアルミめっき合
金層は素地鉄に対して電位的に貴となるため、防食効果
が充分ではなかった。また、外面からの腐食に対しても
充分ではなかった。
【０００３】そこで、従来凝縮液環境ではアルミめっき
鋼板よりも、素地の耐食性を向上させたクロム含有鋼が
提案されてきた。例えば特開昭６３−１４３２４０号公
報にはＣｒ含有量５％〜１０％を基本とする方法、及
び、特開昭６３−１４３２４１号公報にはＣｒ含有量５
％〜１０％の合金鋼の表面を酸化処理して安定酸化物を
生成させて防止する方法が提案されている。また、マフ
ラーなどの外面からの腐食を防止する観点からアルミめ
っきの有効性が提案されている。こうした観点から先行
技術としてステンレス鋼（１１％Ｃｒ）に溶融アルミを
施したステンレスアルミシートが実用化されている。し
かし、この場合のアルミめっき層（純アルミ層とアルミ
合金層）の防食機能は、凝縮液環境が自動車使用条件に
より環境のｐＨが低下すると、素地との間の防食電位
（通常アルミ、およびアルミ合金層は素地鋼に対して卑
な電位を有し、素地を防食するが）が逆転して防食効果
が損なわれる。このような問題は、クロム単独添加鋼で
特に顕著である。
鋼板よりも、素地の耐食性を向上させたクロム含有鋼が
提案されてきた。例えば特開昭６３−１４３２４０号公
報にはＣｒ含有量５％〜１０％を基本とする方法、及
び、特開昭６３−１４３２４１号公報にはＣｒ含有量５
％〜１０％の合金鋼の表面を酸化処理して安定酸化物を
生成させて防止する方法が提案されている。また、マフ
ラーなどの外面からの腐食を防止する観点からアルミめ
っきの有効性が提案されている。こうした観点から先行
技術としてステンレス鋼（１１％Ｃｒ）に溶融アルミを
施したステンレスアルミシートが実用化されている。し
かし、この場合のアルミめっき層（純アルミ層とアルミ
合金層）の防食機能は、凝縮液環境が自動車使用条件に
より環境のｐＨが低下すると、素地との間の防食電位
（通常アルミ、およびアルミ合金層は素地鋼に対して卑
な電位を有し、素地を防食するが）が逆転して防食効果
が損なわれる。このような問題は、クロム単独添加鋼で
特に顕著である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、この欠点を
なくすため（１）ステンレス素材にＣｒ，Ｍｏを添加す
ることにより、素材の耐食性を中性から酸性環境にいた
る環境領域でＤｅｐａ−ｓｓｉｖａｔｉｏｎ ｐＨをよ
り低いｐＨに移行させることにより、アルミめっき層
（純アルミ層とアルミ合金層からなる）の異種金属接触
による防食機能を高めること。さらに（２）アルミめっ
きステンレス鋼の耐食性を素材中の合金元素と溶融アル
ミニウムとの反応の結果生成する合金層を積極的に利用
するため、意図的にステンレス素材中に合金成分である
Ｃｒ，Ｍｏを添加することにより、溶融アルミめっき中
に溶融したアルミがステンレス素地成分と反応して合金
層を形成し、この合金層は素地成分Ｃｒ，Ｍｏを含有
し、それ自身極めて良好な防食機能と耐食性を有するこ
とを知見した。
なくすため（１）ステンレス素材にＣｒ，Ｍｏを添加す
ることにより、素材の耐食性を中性から酸性環境にいた
る環境領域でＤｅｐａ−ｓｓｉｖａｔｉｏｎ ｐＨをよ
り低いｐＨに移行させることにより、アルミめっき層
（純アルミ層とアルミ合金層からなる）の異種金属接触
による防食機能を高めること。さらに（２）アルミめっ
きステンレス鋼の耐食性を素材中の合金元素と溶融アル
ミニウムとの反応の結果生成する合金層を積極的に利用
するため、意図的にステンレス素材中に合金成分である
Ｃｒ，Ｍｏを添加することにより、溶融アルミめっき中
に溶融したアルミがステンレス素地成分と反応して合金
層を形成し、この合金層は素地成分Ｃｒ，Ｍｏを含有
し、それ自身極めて良好な防食機能と耐食性を有するこ
とを知見した。
【０００５】本発明はこのような知見に基づいて完成し
たものであり、自動車排気系の外面腐食、および凝縮液
による内面腐食に対して良好な耐食性を有するアルミめ
っきステンレス鋼を提供することを目的とする。
たものであり、自動車排気系の外面腐食、および凝縮液
による内面腐食に対して良好な耐食性を有するアルミめ
っきステンレス鋼を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の要旨とするところは、重量％で、Ｃ；０．
０５％以下、Ｓｉ；０．２％以下、Ｍｎ；１．０％以
下、Ｃｒ；１０％〜２０％、Ｍｏ；０．５％〜６．０
％、Ｐ；０．０２５％以下、Ｓ；０．０１０％以下、残
部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、またはこれにＮ
ｂ；０．５％以下、Ｔｉ；０．５％以下を含有するステ
ンレス鋼素材に溶融Ａｌめっき処理によって８０〜１２
０ミクロン厚さのアルミめっき層が施されていることを
特徴とする耐食性の優れた自動車排気系アルミめっきス
テンレス鋼にある。
に、本発明の要旨とするところは、重量％で、Ｃ；０．
０５％以下、Ｓｉ；０．２％以下、Ｍｎ；１．０％以
下、Ｃｒ；１０％〜２０％、Ｍｏ；０．５％〜６．０
％、Ｐ；０．０２５％以下、Ｓ；０．０１０％以下、残
部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、またはこれにＮ
ｂ；０．５％以下、Ｔｉ；０．５％以下を含有するステ
ンレス鋼素材に溶融Ａｌめっき処理によって８０〜１２
０ミクロン厚さのアルミめっき層が施されていることを
特徴とする耐食性の優れた自動車排気系アルミめっきス
テンレス鋼にある。
【０００７】以下に本発明の成分を限定した理由を説明
する。 Ｃｒ；ステンレス鋼の耐食性を確保する基本的成分であ
り、Ｍｏとの組合せで１０％〜２０％とした。Ｍｏ；
０．５％以上で素地の全面腐食速度は、１０％Ｃｒ単独
にくらべて５分の１以下になること、及び局部腐食性も
Ｍｏとの共存によって含有量は１０％が必須であること
から、最低１０％とした。また、上限は、ストレートＣ
ｒ添加鋼では、製造性の制約から、及び耐全面腐食性、
耐局部腐食性の点から２０％を上限とした。
する。 Ｃｒ；ステンレス鋼の耐食性を確保する基本的成分であ
り、Ｍｏとの組合せで１０％〜２０％とした。Ｍｏ；
０．５％以上で素地の全面腐食速度は、１０％Ｃｒ単独
にくらべて５分の１以下になること、及び局部腐食性も
Ｍｏとの共存によって含有量は１０％が必須であること
から、最低１０％とした。また、上限は、ストレートＣ
ｒ添加鋼では、製造性の制約から、及び耐全面腐食性、
耐局部腐食性の点から２０％を上限とした。
【０００８】Ｍｏ；Ｃｒと同様にステンレス鋼の耐食性
を確保する基本的成分であり、Ｃｒとの組合せで０．５
％〜６％の範囲に限定した。Ｃｒ添加鋼へのＭｏ添加
は、硫酸イオン、塩化物イオンを含む環境でのステンレ
ス鋼の全面腐食性、局部腐食性をともに著しく抑制する
効果があり、、共存添加が極めて有効である。０．５％
未満では効果がなく、６％超では、製造性、経済性の点
から困難さが伴うため、上限を６％以下とした。
を確保する基本的成分であり、Ｃｒとの組合せで０．５
％〜６％の範囲に限定した。Ｃｒ添加鋼へのＭｏ添加
は、硫酸イオン、塩化物イオンを含む環境でのステンレ
ス鋼の全面腐食性、局部腐食性をともに著しく抑制する
効果があり、、共存添加が極めて有効である。０．５％
未満では効果がなく、６％超では、製造性、経済性の点
から困難さが伴うため、上限を６％以下とした。
【０００９】Ｃ；フェライト系ステンレス鋼の粒界腐
食、割れを防止するために０．０５％以下とした。 Ｓｉ；溶融Ａｌめっきのめっき性を向上するため、Ｓｉ
含有量は０．２％以下に抑える必要があるため、上限を
０．２％とした。 Ｍｎ；通常のステンレス鋼の製鋼条件として、１．０％
以下とした。 Ｐ；通常のステンレス鋼の製鋼条件として、０．０２５
％以下とした。 Ｓ；通常のステンレス鋼の製鋼条件として、０．０１０
％以下とした。
食、割れを防止するために０．０５％以下とした。 Ｓｉ；溶融Ａｌめっきのめっき性を向上するため、Ｓｉ
含有量は０．２％以下に抑える必要があるため、上限を
０．２％とした。 Ｍｎ；通常のステンレス鋼の製鋼条件として、１．０％
以下とした。 Ｐ；通常のステンレス鋼の製鋼条件として、０．０２５
％以下とした。 Ｓ；通常のステンレス鋼の製鋼条件として、０．０１０
％以下とした。
【００１０】本発明は上記成分に加えて、選択的にＮｂ
およびＴｉを添加する。 Ｎｂ；Ａｌめっきステンレス鋼は溶接して使用される場
合もあり、溶接部の熱影響部の粒界腐食を防止するため
に必須である。Ｃに対して１０倍程度必要なことから、
０．５％以下とした。 Ｔｉ；Ｎｂと同様に、Ａｌめっきステンレス鋼は溶接し
て使用される場合もあり、溶接部の熱影響部の粒界腐食
を防止するために必須である。Ｃに対して１０倍程度必
要なことから、Ｎｂと同様に０．５％以下とした。
およびＴｉを添加する。 Ｎｂ；Ａｌめっきステンレス鋼は溶接して使用される場
合もあり、溶接部の熱影響部の粒界腐食を防止するため
に必須である。Ｃに対して１０倍程度必要なことから、
０．５％以下とした。 Ｔｉ；Ｎｂと同様に、Ａｌめっきステンレス鋼は溶接し
て使用される場合もあり、溶接部の熱影響部の粒界腐食
を防止するために必須である。Ｃに対して１０倍程度必
要なことから、Ｎｂと同様に０．５％以下とした。
【００１１】本発明では、このような成分鋼に次の条件
でアルミめっきを行う。すなわち、溶融アルミめっき浴
（Ａｌ；８８〜９８％、Ｓｉ；２〜１２％）に上記ステ
ンレス鋼素材の鋼帯を連続的に浸漬処理を行い、適正め
っき厚さに制御する。
でアルミめっきを行う。すなわち、溶融アルミめっき浴
（Ａｌ；８８〜９８％、Ｓｉ；２〜１２％）に上記ステ
ンレス鋼素材の鋼帯を連続的に浸漬処理を行い、適正め
っき厚さに制御する。
【００１２】溶融アルミめっきステンレス鋼の防食機能
はアルミめっき層の厚さも有効に作用しているが、本発
明のように凝縮液環境ではアルミ層よりもアルミと素地
成分との反応によって生成したアルミ合金層の防食機能
を有効に利用するため、これを安定的に生成する条件と
して、最低アルミめっき厚さを８０ミクロンとした。ま
た、アルミめっき厚さが１２０ミクロンを超えるとアル
ミめっき層、合金層が厚くなりすぎて加工性が損なわれ
るため１２０ミクロンとした。
はアルミめっき層の厚さも有効に作用しているが、本発
明のように凝縮液環境ではアルミ層よりもアルミと素地
成分との反応によって生成したアルミ合金層の防食機能
を有効に利用するため、これを安定的に生成する条件と
して、最低アルミめっき厚さを８０ミクロンとした。ま
た、アルミめっき厚さが１２０ミクロンを超えるとアル
ミめっき層、合金層が厚くなりすぎて加工性が損なわれ
るため１２０ミクロンとした。
【００１３】
【実施例】表１に従来鋼と本発明のＡｌめっき鋼の耐食
性の比較結果を示した。それぞれの材料の帯状（１．２
mm厚さ、幅１００mm）としてＡｌめっき浴に連続して浸
漬し、１２０ミクロン厚さに調製された試料を次の試験
により評価した。 （１）外面からの排気系材料の耐食性を乾湿繰り返し型
塩水噴霧試験（塩水噴霧４時間−乾燥２時間−湿潤２時
間・ＲＨ９８％；１サイクル）により、３００サイクル
後の試料表面の赤錆発生有無と腐食深さを判定した。 （２）排気系内面からの凝縮液による耐食性の評価を、
模擬凝縮液中での乾湿繰り返し１００サイクル（試験片
を半浸漬状態に置き、沸騰状態で３時間、その後２時間
放置を１サイクルとした）後の腐食深さを評価した。 上記それぞれの試験においてＡｌめっき試料から、５０
×７０mmに加工して試験に供した。腐食深さは試験片表
面に観測された最大腐食深さによって評価した。
性の比較結果を示した。それぞれの材料の帯状（１．２
mm厚さ、幅１００mm）としてＡｌめっき浴に連続して浸
漬し、１２０ミクロン厚さに調製された試料を次の試験
により評価した。 （１）外面からの排気系材料の耐食性を乾湿繰り返し型
塩水噴霧試験（塩水噴霧４時間−乾燥２時間−湿潤２時
間・ＲＨ９８％；１サイクル）により、３００サイクル
後の試料表面の赤錆発生有無と腐食深さを判定した。 （２）排気系内面からの凝縮液による耐食性の評価を、
模擬凝縮液中での乾湿繰り返し１００サイクル（試験片
を半浸漬状態に置き、沸騰状態で３時間、その後２時間
放置を１サイクルとした）後の腐食深さを評価した。 上記それぞれの試験においてＡｌめっき試料から、５０
×７０mmに加工して試験に供した。腐食深さは試験片表
面に観測された最大腐食深さによって評価した。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１の評価結果から、Ｃｒ−Ｍｏをベース
としたステンレス素材をＡｌめっきすることにより、耐
食性に極めて優れたアルミめっきステンレス鋼をえるこ
とができた。本発明材料は、自動車排気系のみならず中
性から弱酸性環境までの広い範囲でその防食機能が発揮
される。
としたステンレス素材をＡｌめっきすることにより、耐
食性に極めて優れたアルミめっきステンレス鋼をえるこ
とができた。本発明材料は、自動車排気系のみならず中
性から弱酸性環境までの広い範囲でその防食機能が発揮
される。
【００１６】
【発明の効果】本発明鋼は、表１に示したように自動車
排気ガス環境における使用材料の寿命を改善するため合
金成分としてＣｒ，Ｍｏ添加を基本とした鋼に溶融アル
ミめっき処理を施すことにより、表面層に生成したアル
ミ合金層を有効に利用した防食法である。本発明鋼は、
表１から明らかのように、外面からの赤錆特性、および
腐食深さは比較鋼にくらべ、いずれも優れた耐食性を示
していた。また、問題となる凝縮液環境での耐食性、す
なわち、局部腐食深さはいずれの本発明鋼も比較鋼に比
べ優れた耐食性を示した。このことから本発明鋼は、エ
ンジン排気ガスのような腐食性の厳しい環境において長
期にわたって優れた耐食性を有し、自動車部品の超寿命
化をはかる上で実用的に極めて有効である。
排気ガス環境における使用材料の寿命を改善するため合
金成分としてＣｒ，Ｍｏ添加を基本とした鋼に溶融アル
ミめっき処理を施すことにより、表面層に生成したアル
ミ合金層を有効に利用した防食法である。本発明鋼は、
表１から明らかのように、外面からの赤錆特性、および
腐食深さは比較鋼にくらべ、いずれも優れた耐食性を示
していた。また、問題となる凝縮液環境での耐食性、す
なわち、局部腐食深さはいずれの本発明鋼も比較鋼に比
べ優れた耐食性を示した。このことから本発明鋼は、エ
ンジン排気ガスのような腐食性の厳しい環境において長
期にわたって優れた耐食性を有し、自動車部品の超寿命
化をはかる上で実用的に極めて有効である。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で Ｃ ；０．０５％以下、 Ｓｉ；０．２％以下、 Ｍｎ；１．０％以下、 Ｃｒ；１０％〜２０％、 Ｍｏ；０．５％〜６．０％、 Ｐ ；０．０２５％以下、 Ｓ ；０．０１０％以下、 残部Ｆｅおよび不可避不純物からなるステンレス鋼素材
に、溶融Ａｌめっき処理によって８０〜１２０ミクロン
厚さのＡｌめっき層が施されていることを特徴とする耐
食性の優れた自動車排気系アルミめっきステンレス鋼。 - 【請求項２】 重量％で Ｃ ；０．０５％以下、 Ｓｉ；０．２％以下、 Ｍｎ；１．０％以下、 Ｃｒ；１０％〜２０％、 Ｍｏ；０．５％〜６．０％、 Ｐ ；０．０２５％以下、 Ｓ ；０．０１０％以下、 Ｎｂ；０．５％以下、 Ｔｉ；０．５％以下 を含有してなることを特徴とする請求項１に記載の耐食
性の優れた自動車排気系アルミめっきステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097687A JP2559916B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 耐食性の優れた自動車排気系アルミめっきステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097687A JP2559916B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 耐食性の優れた自動車排気系アルミめっきステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05112859A true JPH05112859A (ja) | 1993-05-07 |
| JP2559916B2 JP2559916B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=14198876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3097687A Expired - Lifetime JP2559916B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 耐食性の優れた自動車排気系アルミめっきステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2559916B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009017246A1 (ja) | 2007-07-31 | 2009-02-05 | Nisshin Steel Co., Ltd. | 高温強度に優れた二輪車排ガス経路部材用Ａｌ系めっき鋼板および部材 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5521102A (en) * | 1978-08-01 | 1980-02-15 | Toshiba Corp | Semiconductor memory cell |
| JPS5719179A (en) * | 1980-07-08 | 1982-02-01 | Mitsubishi Electric Corp | Pulse arc welding machine |
| JPS6013059A (ja) * | 1983-07-04 | 1985-01-23 | Nisshin Steel Co Ltd | 高温強度と耐熱性の優れたアルミニウムめつき鋼板 |
| JPS6347356A (ja) * | 1986-08-18 | 1988-02-29 | Nippon Steel Corp | 耐食性能にすぐれた燃料排気用アルミメツキ鋼板の製造法 |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP3097687A patent/JP2559916B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5521102A (en) * | 1978-08-01 | 1980-02-15 | Toshiba Corp | Semiconductor memory cell |
| JPS5719179A (en) * | 1980-07-08 | 1982-02-01 | Mitsubishi Electric Corp | Pulse arc welding machine |
| JPS6013059A (ja) * | 1983-07-04 | 1985-01-23 | Nisshin Steel Co Ltd | 高温強度と耐熱性の優れたアルミニウムめつき鋼板 |
| JPS6347356A (ja) * | 1986-08-18 | 1988-02-29 | Nippon Steel Corp | 耐食性能にすぐれた燃料排気用アルミメツキ鋼板の製造法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009017246A1 (ja) | 2007-07-31 | 2009-02-05 | Nisshin Steel Co., Ltd. | 高温強度に優れた二輪車排ガス経路部材用Ａｌ系めっき鋼板および部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2559916B2 (ja) | 1996-12-04 |
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Legal Events
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