JPH06264215A - 自動車排気系機器用蒸着めっきステンレス鋼材 - Google Patents
自動車排気系機器用蒸着めっきステンレス鋼材Info
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- JPH06264215A JPH06264215A JP5252493A JP5252493A JPH06264215A JP H06264215 A JPH06264215 A JP H06264215A JP 5252493 A JP5252493 A JP 5252493A JP 5252493 A JP5252493 A JP 5252493A JP H06264215 A JPH06264215 A JP H06264215A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動車排気系機器に見られる厳しい腐食環境
下で著しく耐食性を改善したステンレス系鋼材を提供す
ることにある。 【構成】 フェライト系ステンレス鋼表面に、Ti含有量
が5 〜50％であるAl−Ti合金膜を、真空蒸着法あるいは
イオンプレーティング法により0.2 〜20μm 蒸着めっき
し、さらに必要により、その上にAlまたは、Ti含有量が
１％以下であるAl−Ti合金を0.005 〜30μm 蒸着めっき
する。
下で著しく耐食性を改善したステンレス系鋼材を提供す
ることにある。 【構成】 フェライト系ステンレス鋼表面に、Ti含有量
が5 〜50％であるAl−Ti合金膜を、真空蒸着法あるいは
イオンプレーティング法により0.2 〜20μm 蒸着めっき
し、さらに必要により、その上にAlまたは、Ti含有量が
１％以下であるAl−Ti合金を0.005 〜30μm 蒸着めっき
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、冬期の融雪剤散布によ
り赤錆が発生する塩害に対する抵抗性および排気ガス凝
縮液内面腐食に対する抵抗性、ならびに、600 ℃以下で
の耐酸化性のいずれにも優れた自動車排気系機器用蒸着
めっきフェライト系ステンレス鋼材、特にその溶接管に
関する。
り赤錆が発生する塩害に対する抵抗性および排気ガス凝
縮液内面腐食に対する抵抗性、ならびに、600 ℃以下で
の耐酸化性のいずれにも優れた自動車排気系機器用蒸着
めっきフェライト系ステンレス鋼材、特にその溶接管に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車の保証期間延長のために自
動車排気系機器用材料の耐食性向上を目指した材料が関
心を集めている。エキゾーストパイプ、マフラーなどの
自動車排気系機器の腐食は、高温ガス雰囲気下での酸化
ばかりでなく冬期における路上の融雪対策として行われ
る岩塩散布により促進される外面腐食と排気ガスとその
凝結水による内面腐食がある。
動車排気系機器用材料の耐食性向上を目指した材料が関
心を集めている。エキゾーストパイプ、マフラーなどの
自動車排気系機器の腐食は、高温ガス雰囲気下での酸化
ばかりでなく冬期における路上の融雪対策として行われ
る岩塩散布により促進される外面腐食と排気ガスとその
凝結水による内面腐食がある。
【０００３】内面腐食要因としては実走行車から採取し
た凝縮液の組成を調査した結果が報告されており、凝縮
液中には NH4 + 、 CO3 - 、 SO4 2-、 SO3 2-イオンがそれ
ぞれ数十〜数百ppm 共存し、Cl- イオンも百ppm 前後共
存する環境となり、マフラー内面の温度範囲は運転条件
によっても変化するが、250 ℃以上になるとも推定され
る過酷な条件下であることなどが指摘されている。
た凝縮液の組成を調査した結果が報告されており、凝縮
液中には NH4 + 、 CO3 - 、 SO4 2-、 SO3 2-イオンがそれ
ぞれ数十〜数百ppm 共存し、Cl- イオンも百ppm 前後共
存する環境となり、マフラー内面の温度範囲は運転条件
によっても変化するが、250 ℃以上になるとも推定され
る過酷な条件下であることなどが指摘されている。
【０００４】このため従来は、高温域で耐熱性、耐酸化
性に優れ、常温での耐食性にも優れることから、鋼板に
溶融Alめっきした溶融Alめっき鋼板がエギゾーストパイ
プやマフラー等の自動車排気系部品として使用されてき
た。
性に優れ、常温での耐食性にも優れることから、鋼板に
溶融Alめっきした溶融Alめっき鋼板がエギゾーストパイ
プやマフラー等の自動車排気系部品として使用されてき
た。
【０００５】しかし近年、NOx を対象とした排気ガス規
制の強化に対応して触媒が採用されるようになってきて
おり、その結果排気ガス組成が変化して、より一層腐食
性となってきている。一方、消音効果を目的としたマフ
ラーの大型化により、凝縮水が溜まり易くなるなど腐食
環境はより過酷となってきた。このため、従来の溶融Al
めっき鋼板製マフラーでは凝縮水のたまるシェル底部や
凝縮水液滴が付着するシェル上部で全面的な腐食減肉に
よる穴あきの発生が指摘され、12Cr系のSUS 410 Ｌ、あ
るいは17Cr系のSUS 430 Ｌ等が使用され始めている。し
かし、SUS 410Ｌ製マフラーは溶融Alめっき鋼板製マフ
ラーに比べて腐食の程度は軽微となり全面的な腐食はみ
られなくなるものの、シェル底部の隙間部などで多数の
孔食が発生したり、溶接管とした場合に溶接熱影響部で
粒界腐食が発生したりするなど未だ十分な耐食性を満足
していない。
制の強化に対応して触媒が採用されるようになってきて
おり、その結果排気ガス組成が変化して、より一層腐食
性となってきている。一方、消音効果を目的としたマフ
ラーの大型化により、凝縮水が溜まり易くなるなど腐食
環境はより過酷となってきた。このため、従来の溶融Al
めっき鋼板製マフラーでは凝縮水のたまるシェル底部や
凝縮水液滴が付着するシェル上部で全面的な腐食減肉に
よる穴あきの発生が指摘され、12Cr系のSUS 410 Ｌ、あ
るいは17Cr系のSUS 430 Ｌ等が使用され始めている。し
かし、SUS 410Ｌ製マフラーは溶融Alめっき鋼板製マフ
ラーに比べて腐食の程度は軽微となり全面的な腐食はみ
られなくなるものの、シェル底部の隙間部などで多数の
孔食が発生したり、溶接管とした場合に溶接熱影響部で
粒界腐食が発生したりするなど未だ十分な耐食性を満足
していない。
【０００６】最近、ステンレス鋼板にAl溶融めっきを行
なって得た溶融Alめっきステンレス鋼板 (服部、他：材
料とプロセス、Vol.2 (1989)−1684) についてその良好
な耐食性が報告されているが、Al(OH)3 のために表面に
Alによる白錆が生成することから、外面用鋼板としての
要求を満足するものとはなっていない。
なって得た溶融Alめっきステンレス鋼板 (服部、他：材
料とプロセス、Vol.2 (1989)−1684) についてその良好
な耐食性が報告されているが、Al(OH)3 のために表面に
Alによる白錆が生成することから、外面用鋼板としての
要求を満足するものとはなっていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の溶融Alめっき鋼板、フェライト系ステンレス鋼板ある
いは溶融Alめっきフェライト系ステンレス鋼板に比べ、
耐食性を著しく改善した自動車排気機器用高耐食鋼材を
提供することにある。
の溶融Alめっき鋼板、フェライト系ステンレス鋼板ある
いは溶融Alめっきフェライト系ステンレス鋼板に比べ、
耐食性を著しく改善した自動車排気機器用高耐食鋼材を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述のよ
うに自動車排気系機器のますます厳しくなる腐食環境を
考慮した上で、従来の自動車排気系用溶融Alめっき鋼板
およびフェライト系ステンレス鋼板さらには溶融Alめっ
きフェライト系ステンレス鋼板の欠点を解決するため種
々研究し検討した結果、ステンレス鋼板にAl−Ti合金め
っき皮膜を被覆することにより前述のような自動車排気
系腐食環境ですぐれた耐食性を示すことを知見した。
うに自動車排気系機器のますます厳しくなる腐食環境を
考慮した上で、従来の自動車排気系用溶融Alめっき鋼板
およびフェライト系ステンレス鋼板さらには溶融Alめっ
きフェライト系ステンレス鋼板の欠点を解決するため種
々研究し検討した結果、ステンレス鋼板にAl−Ti合金め
っき皮膜を被覆することにより前述のような自動車排気
系腐食環境ですぐれた耐食性を示すことを知見した。
【０００９】すでに知られているように、ステンレス鋼
の耐食性を向上する目的でAlを溶融めっきしてステンレ
ス鋼をアノード防食することが行われている。しかし、
本発明者らの知見によれば、めっき寿命、腐食環境下で
の表面見栄えをより一層向上させるには、Alの溶融めっ
きではなく、Al合金としてめっきし、このようにめっき
皮膜を合金化し皮膜の過度の溶出を抑制することが効果
的である。特に、そのとき合金化元素をTiとすると、Al
−Ti合金化めっきステンレス鋼は、塩化物環境中の長時
間放置において良好な耐食性を示し、表面の外観見栄え
は劣化せず、良好な金属光沢が保持され、さらに内面腐
食模擬環境においても従来材に比べ顕著な耐食性改善効
果が得られることが判明した。
の耐食性を向上する目的でAlを溶融めっきしてステンレ
ス鋼をアノード防食することが行われている。しかし、
本発明者らの知見によれば、めっき寿命、腐食環境下で
の表面見栄えをより一層向上させるには、Alの溶融めっ
きではなく、Al合金としてめっきし、このようにめっき
皮膜を合金化し皮膜の過度の溶出を抑制することが効果
的である。特に、そのとき合金化元素をTiとすると、Al
−Ti合金化めっきステンレス鋼は、塩化物環境中の長時
間放置において良好な耐食性を示し、表面の外観見栄え
は劣化せず、良好な金属光沢が保持され、さらに内面腐
食模擬環境においても従来材に比べ顕著な耐食性改善効
果が得られることが判明した。
【００１０】しかし、他のCr、Mn等との合金化めっき膜
は塩化物環境中で腐食初期にCrあるいはMn酸化物による
黒色または褐色の腐食生成物が表面を覆うため見栄え、
つまり外観性を著しく損なう。このため、外観を重視す
るステンレス鋼板通用分野への適用には不適当である。
は塩化物環境中で腐食初期にCrあるいはMn酸化物による
黒色または褐色の腐食生成物が表面を覆うため見栄え、
つまり外観性を著しく損なう。このため、外観を重視す
るステンレス鋼板通用分野への適用には不適当である。
【００１１】このような知見に基づいて完成された本発
明の要旨とするところは、重量％で、Si：4.0 ％以下、
Cr：8.0 〜30.0％を含有するフェライト系ステンレス鋼
表面に、Ti含有量が5 〜50％であるAl−Ti合金皮膜を、
真空蒸着法あるいはイオンプレーティング法により0.2
〜20μm の厚さに蒸着めっきしたことを特徴とする耐食
性に優れた自動車排気系機器用蒸着めっきステンレス鋼
材である。
明の要旨とするところは、重量％で、Si：4.0 ％以下、
Cr：8.0 〜30.0％を含有するフェライト系ステンレス鋼
表面に、Ti含有量が5 〜50％であるAl−Ti合金皮膜を、
真空蒸着法あるいはイオンプレーティング法により0.2
〜20μm の厚さに蒸着めっきしたことを特徴とする耐食
性に優れた自動車排気系機器用蒸着めっきステンレス鋼
材である。
【００１２】またより高い特性を持たせるため、さら
に、上記蒸着めっきフェライト系ステンレス鋼板上に同
じく真空蒸着法あるいはイオンプレーティング法により
Al皮膜または、Ti含有量が１％以下であるAl−Ti合金皮
膜を0.005 〜30μm の厚さに蒸着めっきしてもよい。
に、上記蒸着めっきフェライト系ステンレス鋼板上に同
じく真空蒸着法あるいはイオンプレーティング法により
Al皮膜または、Ti含有量が１％以下であるAl−Ti合金皮
膜を0.005 〜30μm の厚さに蒸着めっきしてもよい。
【００１３】皮膜割れ部や端面部など母材露出部におい
てはAl−Ti合金をめっきした上にさらにAl皮膜またはTi
含有量の少ないAl−Ti合金皮膜をめっきすることで、Al
合金皮膜の初期犠牲防食能が増大し、なおかつ腐食生成
物によりステンレス母材露出部を保護することにより過
酷な環境下において耐食性を改善することが可能となる
のである。
てはAl−Ti合金をめっきした上にさらにAl皮膜またはTi
含有量の少ないAl−Ti合金皮膜をめっきすることで、Al
合金皮膜の初期犠牲防食能が増大し、なおかつ腐食生成
物によりステンレス母材露出部を保護することにより過
酷な環境下において耐食性を改善することが可能となる
のである。
【００１４】また、さらに最表面のAlめっき層の目付け
量を一定量以下にすることで皮膜の過度の溶出が抑制さ
れるため、表面にAl特有の白錆が生成せず、めっきステ
ンレス鋼は良好な表面光沢を保つことが可能となるので
ある。なお、本発明において、「鋼材」は板材、棒材は
もちろん、溶接等で成形された管材をも包含する。
量を一定量以下にすることで皮膜の過度の溶出が抑制さ
れるため、表面にAl特有の白錆が生成せず、めっきステ
ンレス鋼は良好な表面光沢を保つことが可能となるので
ある。なお、本発明において、「鋼材」は板材、棒材は
もちろん、溶接等で成形された管材をも包含する。
【００１５】
【作用】本発明において、被めっき材である鋼材の鋼成
分は、Al−Ti合金めっき皮膜への要求諸特性に及ぼす作
用効果を考えて定めたものである。以下に、本発明にか
かるめっき鋼材の鋼組成を上記範囲に限定した理由を説
明する。本明細書において、％は特にことわりがない限
り「重量％」である。
分は、Al−Ti合金めっき皮膜への要求諸特性に及ぼす作
用効果を考えて定めたものである。以下に、本発明にか
かるめっき鋼材の鋼組成を上記範囲に限定した理由を説
明する。本明細書において、％は特にことわりがない限
り「重量％」である。
【００１６】(1) Cr 鋼中のCrは鋼母材の耐食性を決定するもっとも重要な添
加元素である。本発明で設けられるめっき層は高々20μ
m 程度の薄めっきであり、めっき皮膜の溶解により母材
を防食するアノード防食膜であるために、皮膜消失後の
耐食性確保の観点からも、鋼母材においても十分な耐食
性を確保しておく必要がある。この見地からCrは重要な
役割をもつものである。鋼母材のCr含有量が8 ％未満で
は蒸着めっき材でも自動車の腐食環境下で十分な耐食性
を発揮できないためその含有量を8.0 ％以上とした。し
かし、Crの添加量の増加に伴いFe−Cr−Al合金が生成
し、その脆化の傾向が強くなるので、上限を30重量％と
した。好ましくは、Cr：11〜20％である。
加元素である。本発明で設けられるめっき層は高々20μ
m 程度の薄めっきであり、めっき皮膜の溶解により母材
を防食するアノード防食膜であるために、皮膜消失後の
耐食性確保の観点からも、鋼母材においても十分な耐食
性を確保しておく必要がある。この見地からCrは重要な
役割をもつものである。鋼母材のCr含有量が8 ％未満で
は蒸着めっき材でも自動車の腐食環境下で十分な耐食性
を発揮できないためその含有量を8.0 ％以上とした。し
かし、Crの添加量の増加に伴いFe−Cr−Al合金が生成
し、その脆化の傾向が強くなるので、上限を30重量％と
した。好ましくは、Cr：11〜20％である。
【００１７】(2) Si Siは有効な脱酸剤であり、Siの含有量増加により引張り
強さの弾性限を増加するが、靱性が減少し冷間加工性を
劣化させる要因となる。またCr2O3 膜下に生成するSiO2
膜は母材の耐酸化性を向上させるが蒸着めっき膜の密着
性が損なわれる。このためSi含有量を4.0 重量％以下と
した。好ましくは、Si≦2.0 ％である。
強さの弾性限を増加するが、靱性が減少し冷間加工性を
劣化させる要因となる。またCr2O3 膜下に生成するSiO2
膜は母材の耐酸化性を向上させるが蒸着めっき膜の密着
性が損なわれる。このためSi含有量を4.0 重量％以下と
した。好ましくは、Si≦2.0 ％である。
【００１８】(3) Al−Ti合金皮膜 上述のように、ステンレス鋼への犠牲防食めっきでは、
めっきの犠牲防食能とめっき材表面の外観性を両立させ
る必要がある。Al基地に5 ％以上のTiを添加すること
で、Alめっき皮膜の急激な溶出が防止でき、過酷な腐食
環境下においても表面は金属光沢を保つようになる。
めっきの犠牲防食能とめっき材表面の外観性を両立させ
る必要がある。Al基地に5 ％以上のTiを添加すること
で、Alめっき皮膜の急激な溶出が防止でき、過酷な腐食
環境下においても表面は金属光沢を保つようになる。
【００１９】しかしながら、Ti含有量が50％を超えると
Al−Ti合金膜は急速に不活性化し犠牲防食作用を示さな
くなる。従って、その合金組成を重量％でTi含有量５〜
50％とした。
Al−Ti合金膜は急速に不活性化し犠牲防食作用を示さな
くなる。従って、その合金組成を重量％でTi含有量５〜
50％とした。
【００２０】このようなAl−Ti合金皮膜は真空蒸着法ま
たはイオンプレーティング法により蒸着めっきするが、
その条件としては「表面処理技術総覧」第５章第１、２
節、(株) 産業マテリアルセンター発行に開示されてい
るような慣用のそれを用いれば十分であって、特に制限
ない。
たはイオンプレーティング法により蒸着めっきするが、
その条件としては「表面処理技術総覧」第５章第１、２
節、(株) 産業マテリアルセンター発行に開示されてい
るような慣用のそれを用いれば十分であって、特に制限
ない。
【００２１】また、蒸着合金めっき層の厚さが0.2 μm
未満では有効な作用を示さず、20μm を超えると加工時
の皮膜割れが顕在化するのみでなく、加工時に皮膜のパ
ウダリングも生じるようになるため、その厚さを0.2 〜
20μm と定めた。
未満では有効な作用を示さず、20μm を超えると加工時
の皮膜割れが顕在化するのみでなく、加工時に皮膜のパ
ウダリングも生じるようになるため、その厚さを0.2 〜
20μm と定めた。
【００２２】(4) Alめっき皮膜またはTi含有量が重量％
で1 ％以下のAl−Ti合金皮膜 最表面のAlめっき皮膜またはAl−Ti合金皮膜は、下層の
Al−Ti合金めっき層の初期犠牲防食能を補うためにめっ
きする。Ti含有量が1 ％を超えると犠牲防食能が低下し
効力が減少するため、Al−Ti合金のTi含有量を重量％で
1 ％以下と定めた。
で1 ％以下のAl−Ti合金皮膜 最表面のAlめっき皮膜またはAl−Ti合金皮膜は、下層の
Al−Ti合金めっき層の初期犠牲防食能を補うためにめっ
きする。Ti含有量が1 ％を超えると犠牲防食能が低下し
効力が減少するため、Al−Ti合金のTi含有量を重量％で
1 ％以下と定めた。
【００２３】この最表面の蒸着めっき層も下層のそれと
同様に真空蒸着法あるいはイオンプレーティング法によ
り行なう。めっき皮膜の厚さが20μm を超えると上述の
ように加工時の皮膜割れ、パウダリングの問題が顕在化
する。また0.005 μm より薄いとその効果が見られな
い。従ってその膜厚を0.005 〜20μm と定めた。
同様に真空蒸着法あるいはイオンプレーティング法によ
り行なう。めっき皮膜の厚さが20μm を超えると上述の
ように加工時の皮膜割れ、パウダリングの問題が顕在化
する。また0.005 μm より薄いとその効果が見られな
い。従ってその膜厚を0.005 〜20μm と定めた。
【００２４】しかし、めっき皮膜が0.5 μm を超える
と、腐食環境下で白錆を発生し外観性は著しく低下す
る。このためマフラー外面のように白錆による外観の劣
化を嫌う用途に対しては膜厚を0.005 〜0.5 μm とする
ことが望ましい。
と、腐食環境下で白錆を発生し外観性は著しく低下す
る。このためマフラー外面のように白錆による外観の劣
化を嫌う用途に対しては膜厚を0.005 〜0.5 μm とする
ことが望ましい。
【００２５】本発明が適用される被めっき材のフェライ
ト系ステンレス鋼の組成は前記のような組成を有する限
り特に制限はされないが、規格その他を考慮した場合の
実用上の観点からは、重量％で Ｃ：≦0.02％、 Si：≦4.0 ％、 Mn：≦0.6 ％、
Ｐ：≦0.04％、Ｓ：≦0.003 ％、Cr：8.0 〜30.0％、
Ｎ：≦0.02％、酸素：≦0.02％、であって、さらに必要
に応じて Cu：0.2 ％以上、0.8 ％以下、 Ni：0.2 ％以上、0.
8 ％以下、Mo：0.3 ％以上、3 ％以下、 Ti：8 ×
(％C ＋％N)以上0.8 ％以下、Nb：8 × (％C ＋％N)以
上0.8 ％以下、Al：0.05％以上、0.5 ％以下 の１種または２種以上を含有するフェライト系ステンレ
ス鋼が好ましい。
ト系ステンレス鋼の組成は前記のような組成を有する限
り特に制限はされないが、規格その他を考慮した場合の
実用上の観点からは、重量％で Ｃ：≦0.02％、 Si：≦4.0 ％、 Mn：≦0.6 ％、
Ｐ：≦0.04％、Ｓ：≦0.003 ％、Cr：8.0 〜30.0％、
Ｎ：≦0.02％、酸素：≦0.02％、であって、さらに必要
に応じて Cu：0.2 ％以上、0.8 ％以下、 Ni：0.2 ％以上、0.
8 ％以下、Mo：0.3 ％以上、3 ％以下、 Ti：8 ×
(％C ＋％N)以上0.8 ％以下、Nb：8 × (％C ＋％N)以
上0.8 ％以下、Al：0.05％以上、0.5 ％以下 の１種または２種以上を含有するフェライト系ステンレ
ス鋼が好ましい。
【００２６】本発明はこのような鋼組成によって制限さ
れるものではないが、好適例として鋼組成を上述のよう
に限定した理由を説明する。
れるものではないが、好適例として鋼組成を上述のよう
に限定した理由を説明する。
【００２７】Ｃ：Ｃは高温でCrと反応しCr炭化物として
析出すると、粒界腐食、孔食感受性が急激に増大する。
Cr炭化物は合金を脆化させ、靱性、加工性を著しく低下
させる元素であるのでＣ：0.02重量％を上限とするのが
好ましい。
析出すると、粒界腐食、孔食感受性が急激に増大する。
Cr炭化物は合金を脆化させ、靱性、加工性を著しく低下
させる元素であるのでＣ：0.02重量％を上限とするのが
好ましい。
【００２８】Ｎ：Ｎは合金の靱性を低下させ、また高温
加熱中にCrと反応してCr窒化物となり、合金の脆化を起
こす原因となり得る。このためＮは0.02重量％以下と限
定する。
加熱中にCrと反応してCr窒化物となり、合金の脆化を起
こす原因となり得る。このためＮは0.02重量％以下と限
定する。
【００２９】Mn：鋼中Mnは脱酸、脱硫剤として利用され
る。フェライト鋼では鋼板の引張り強さをわずかに高め
るが靱性の劣化要因となる。また特に蒸着めっき皮膜に
対しては、硫化物系介在物 (MnS)が皮膜欠陥の原因とな
り、成膜後の耐食性に大きな影響を及ぼすことがある。
このためMn含有量を0.6 ％重量以下と限定するのが好ま
しい。
る。フェライト鋼では鋼板の引張り強さをわずかに高め
るが靱性の劣化要因となる。また特に蒸着めっき皮膜に
対しては、硫化物系介在物 (MnS)が皮膜欠陥の原因とな
り、成膜後の耐食性に大きな影響を及ぼすことがある。
このためMn含有量を0.6 ％重量以下と限定するのが好ま
しい。
【００３０】Ｓ：鋼中Ｓは母材の耐食性と熱間加工性を
著しく劣化させる。また上述したようにMnS が皮膜欠陥
の原因となり環境遮断性の悪い皮膜が形成されることと
なる。このためＳ量は0.003 重量％を上限とする。
著しく劣化させる。また上述したようにMnS が皮膜欠陥
の原因となり環境遮断性の悪い皮膜が形成されることと
なる。このためＳ量は0.003 重量％を上限とする。
【００３１】Ｐ：ステンレス鋼にとってＰは有害な作用
が多い。Ｐの存在は母材中に偏析を起こしやすく、熱間
割れ性を高め、溶接部の亀裂感受性を助長する。また耐
食性に対しては完全固溶状態では影響がみられないが、
Ｐの増加により孔食感受性を高める原因となる。このた
め0.04重量％を上限とする。
が多い。Ｐの存在は母材中に偏析を起こしやすく、熱間
割れ性を高め、溶接部の亀裂感受性を助長する。また耐
食性に対しては完全固溶状態では影響がみられないが、
Ｐの増加により孔食感受性を高める原因となる。このた
め0.04重量％を上限とする。
【００３２】Ｏ (酸素) ：酸素は凝固時にSiO2やAl2O3
等の酸化物系介在物として鋼中に残留して清浄度を害す
る。このため母材の耐食性を劣化させる要因になるとと
もに表面状態を劣化させ、皮膜欠陥の原因ともなる。こ
のため0.02重量％以下と限定した。通常、このような被
めっき鋼は蒸着めっきに先立って溶接などによって所定
形状に成形され最終形状の管材、板材として蒸着めっき
が行なわれる。次に、本発明の作用効果について実施例
によってさらに具体的に説明する。
等の酸化物系介在物として鋼中に残留して清浄度を害す
る。このため母材の耐食性を劣化させる要因になるとと
もに表面状態を劣化させ、皮膜欠陥の原因ともなる。こ
のため0.02重量％以下と限定した。通常、このような被
めっき鋼は蒸着めっきに先立って溶接などによって所定
形状に成形され最終形状の管材、板材として蒸着めっき
が行なわれる。次に、本発明の作用効果について実施例
によってさらに具体的に説明する。
【００３３】
(実施例１)表１に示す組成を有する各種フェライト系ス
テンレス鋼板を蒸着基板として用い、有機溶剤にて脱脂
洗浄した後、蒸着めっきを行った。蒸着は前処理として
エッチング処理をおこなった後に電子ビーム法により行
い各種条件でめっき被覆し、Ti含有量、膜厚を変えた。
このようにして得られた蒸着めっき材について、下記条
件にて性能評価を行った。結果をまとめて表２に示す。
テンレス鋼板を蒸着基板として用い、有機溶剤にて脱脂
洗浄した後、蒸着めっきを行った。蒸着は前処理として
エッチング処理をおこなった後に電子ビーム法により行
い各種条件でめっき被覆し、Ti含有量、膜厚を変えた。
このようにして得られた蒸着めっき材について、下記条
件にて性能評価を行った。結果をまとめて表２に示す。
【００３４】耐食性評価 耐食性は10％NaCl水溶液を用いた塩水噴霧試験により評
価した。塩水噴霧条件は、2000時間、35℃連続噴霧であ
る。ｎ数は５にて評価した。判定は25倍のルーペを用い
て外観観察により実施した。表３に判定基準を示す。ま
た、めっき材を7 mmエリクセン押し出し加工した試料の
耐食性についても同様に評価した。
価した。塩水噴霧条件は、2000時間、35℃連続噴霧であ
る。ｎ数は５にて評価した。判定は25倍のルーペを用い
て外観観察により実施した。表３に判定基準を示す。ま
た、めっき材を7 mmエリクセン押し出し加工した試料の
耐食性についても同様に評価した。
【００３５】溶接部の耐食性を、蒸着材表面をTIG 溶接
によりメルトランし、上記塩水噴霧試験により評価し
た。なお、蒸着面表面積に対する溶接部面積を５：１、
３：１の２条件で変化させた。試験片の形状を図１に示
す。
によりメルトランし、上記塩水噴霧試験により評価し
た。なお、蒸着面表面積に対する溶接部面積を５：１、
３：１の２条件で変化させた。試験片の形状を図１に示
す。
【００３６】自動車排気系模擬腐食試験 (半浸漬試
験) 実施例１と同様に表１に示される成分組成を有するフェ
ライト系ステンレス鋼を用いて自動車マフラー内面腐食
環境を模擬した半浸漬試験を実施した。半浸漬試験の概
略を図２に示す。冷却器10を備えた三角フラスコ12に試
験溶液300cc を入れ、試験片ささえ治具14によって支持
された試験片16を半分だけ浸漬させる。試験条件は以下
の通りである。
験) 実施例１と同様に表１に示される成分組成を有するフェ
ライト系ステンレス鋼を用いて自動車マフラー内面腐食
環境を模擬した半浸漬試験を実施した。半浸漬試験の概
略を図２に示す。冷却器10を備えた三角フラスコ12に試
験溶液300cc を入れ、試験片ささえ治具14によって支持
された試験片16を半分だけ浸漬させる。試験条件は以下
の通りである。
【００３７】半浸漬試験条件 冷却器付き三角フラスコを使用。試験片は直立 80℃、500 時間 模擬腐食液 Cl- ：100 ppm 、 NO3 - ：20ppm 、 SO4 2-：600 ppm 、
SO3 2-：600ppm、CH3COO -：800 ppm 、pH 4.0 蒸着膜密着性 33マル径円筒深絞りにより５ｃｍの深さに深絞りした後
の蒸着材の表面状態を目視により評価した。剥離なし
◎、一部剥離発生△、全面剥離×で評価した。
SO3 2-：600ppm、CH3COO -：800 ppm 、pH 4.0 蒸着膜密着性 33マル径円筒深絞りにより５ｃｍの深さに深絞りした後
の蒸着材の表面状態を目視により評価した。剥離なし
◎、一部剥離発生△、全面剥離×で評価した。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
【表３】
【００４１】表２に示すように、本発明によって製造さ
れたAl−Ti合金めっきステンレス鋼板は塩化物環境、自
動車排気系の凝縮液腐食環境下において良好な表面外観
を保持し、加工性にも優れたものが安定して得られる特
徴がある。これに対して、母材のCr含有量、めっき条件
が本発明で規定する範囲から外れているものは、加工、
溶接前後の耐食性、自動車排気模擬環境下における耐食
性、およびめっきの密着性のいずれかあるいは全てが劣
っている。
れたAl−Ti合金めっきステンレス鋼板は塩化物環境、自
動車排気系の凝縮液腐食環境下において良好な表面外観
を保持し、加工性にも優れたものが安定して得られる特
徴がある。これに対して、母材のCr含有量、めっき条件
が本発明で規定する範囲から外れているものは、加工、
溶接前後の耐食性、自動車排気模擬環境下における耐食
性、およびめっきの密着性のいずれかあるいは全てが劣
っている。
【００４２】図３および図４は鋼種Ｅの鋼板に膜厚15μ
ｍのAl−Ti合金めっきを行ったときの加工前後および溶
接部についての塩水噴霧試験の結果を示すグラフであっ
て、蒸着膜中のTi含有量５〜50％ですぐれた耐食性が得
られることが分かる。
ｍのAl−Ti合金めっきを行ったときの加工前後および溶
接部についての塩水噴霧試験の結果を示すグラフであっ
て、蒸着膜中のTi含有量５〜50％ですぐれた耐食性が得
られることが分かる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる材
料は、今後ますます厳しくなっていくことが予想される
腐食環境に対する優れた材料として、特に溶接管として
優れた耐食性を発揮するのであって、その利益は大き
い。
料は、今後ますます厳しくなっていくことが予想される
腐食環境に対する優れた材料として、特に溶接管として
優れた耐食性を発揮するのであって、その利益は大き
い。
【図１】ＴＩＧ溶接試験片の形状を示す。
【図２】半浸漬試験の要領の説明図である。
【図３】Al−Ti蒸着材の塩水噴霧試験結果を示す。
【図４】Al−Ti蒸着材溶接後の塩水噴霧試験結果を示
す。
す。
Claims (2)
- 【請求項１】重量％で、 Si:4.0 ％以下、Cr：8.0 〜3
0.0％を含有するフェライト系ステンレス鋼表面に、Ti
含有量が5 〜50％であるAl−Ti合金皮膜を、真空蒸着法
あるいはイオンプレーティング法により0.2 〜20μm の
厚さに蒸着めっきしたことを特徴とする耐食性に優れた
自動車排気系機器用蒸着めっきステンレス鋼材。 - 【請求項２】重量％で、 Si:4.0 ％以下、Cr：8.0 〜3
0.0％を含有するフェライト系ステンレス鋼表面に、Ti
含有量が5 〜50％であるAl−Ti合金皮膜を、真空蒸着法
あるいはイオンプレーティング法により0.2 〜20μm の
厚さに蒸着めっきした後に、さらに、同じく真空蒸着法
あるいはイオンプレーティング法によりAl皮膜または、
Ti含有量が１％以下であるAl−Ti合金皮膜を0.005 〜30
μm の厚さに蒸着めっきしたことを特徴とする耐食性に
優れた自動車排気系機器用蒸着めっきステンレス鋼材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5252493A JPH06264215A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 自動車排気系機器用蒸着めっきステンレス鋼材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5252493A JPH06264215A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 自動車排気系機器用蒸着めっきステンレス鋼材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06264215A true JPH06264215A (ja) | 1994-09-20 |
Family
ID=12917139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5252493A Withdrawn JPH06264215A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 自動車排気系機器用蒸着めっきステンレス鋼材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06264215A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002219771A (ja) * | 2001-01-24 | 2002-08-06 | Topy Ind Ltd | 表面が光輝化処理された金属または樹脂材料およびその光輝化処理方法 |
| US20210238729A1 (en) * | 2020-01-30 | 2021-08-05 | Purdue Research Foundation | Aluminum alloy coatings with high strength and high thermal stability and method of making the same |
| CN114150270A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-08 | 西北有色金属研究院 | 一种反应堆下集流腔上栅板表面NiCr涂层的均匀化制备方法 |
-
1993
- 1993-03-12 JP JP5252493A patent/JPH06264215A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002219771A (ja) * | 2001-01-24 | 2002-08-06 | Topy Ind Ltd | 表面が光輝化処理された金属または樹脂材料およびその光輝化処理方法 |
| JP4604143B2 (ja) * | 2001-01-24 | 2010-12-22 | トピー工業株式会社 | 表面が光輝化処理された金属または樹脂材料およびその光輝化処理方法 |
| US20210238729A1 (en) * | 2020-01-30 | 2021-08-05 | Purdue Research Foundation | Aluminum alloy coatings with high strength and high thermal stability and method of making the same |
| CN114150270A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-08 | 西北有色金属研究院 | 一种反应堆下集流腔上栅板表面NiCr涂层的均匀化制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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