JPH07233451A - 耐高温酸化性に優れたＡｌめっきステンレス鋼板 - Google Patents
耐高温酸化性に優れたＡｌめっきステンレス鋼板Info
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- JPH07233451A JPH07233451A JP33702294A JP33702294A JPH07233451A JP H07233451 A JPH07233451 A JP H07233451A JP 33702294 A JP33702294 A JP 33702294A JP 33702294 A JP33702294 A JP 33702294A JP H07233451 A JPH07233451 A JP H07233451A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の耐熱用Ａｌめっきステンレス鋼板では
対応出来ないような一層厳しい高温酸化雰囲気下でも異
常酸化を起こさない，より優れた耐高温酸化性質を具備
するＡｌめっきステンレス鋼板を得る。 【構成】 Ｃ：０.０５％以下，Ｓｉ：１.０％以下，Ｍ
ｎ：１.０％以下，Ｃｒ：１０〜３０％，Ｎ：０.０５％
以下，Ｍｏ：０.１〜４.０％，希土類元素及びＹからな
る群より選ばれた１種または２種以上の元素の合計：
０.０１〜０.２％を含有し，場合によってはさらに，Ｔ
ｉ，Ｎｂ，ＶおよびＺｒからなる群より選ばれた１種ま
たは２種以上の元素の合計：（％Ｃ＋％Ｎ）×４〜０.
８％を含有し，さらに必要に応じて，Ａｌ：６.０％以
下を含有し，残部が鉄および不可避的不純物からなるフ
エライト系ステンレス鋼板にアルミニウムまたはアルミ
ニウム基合金をめっきしてなる耐高温酸化性に優れたＡ
ｌめっきステンレス鋼板
対応出来ないような一層厳しい高温酸化雰囲気下でも異
常酸化を起こさない，より優れた耐高温酸化性質を具備
するＡｌめっきステンレス鋼板を得る。 【構成】 Ｃ：０.０５％以下，Ｓｉ：１.０％以下，Ｍ
ｎ：１.０％以下，Ｃｒ：１０〜３０％，Ｎ：０.０５％
以下，Ｍｏ：０.１〜４.０％，希土類元素及びＹからな
る群より選ばれた１種または２種以上の元素の合計：
０.０１〜０.２％を含有し，場合によってはさらに，Ｔ
ｉ，Ｎｂ，ＶおよびＺｒからなる群より選ばれた１種ま
たは２種以上の元素の合計：（％Ｃ＋％Ｎ）×４〜０.
８％を含有し，さらに必要に応じて，Ａｌ：６.０％以
下を含有し，残部が鉄および不可避的不純物からなるフ
エライト系ステンレス鋼板にアルミニウムまたはアルミ
ニウム基合金をめっきしてなる耐高温酸化性に優れたＡ
ｌめっきステンレス鋼板
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐高温酸化性が非常に優
れたＡｌめっきステンレス鋼板に関する。
れたＡｌめっきステンレス鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】ステンレス鋼にアルミニウムまたはアル
ミニウム基合金のめっきを施したＡｌめっきステンレス
鋼は耐熱性や耐食性に優れるので，耐熱用途または耐食
用途に広汎に使用されてきた。そのうち耐熱用途として
代表的なものには燃焼機器用，暖房機器用，自動車排ガ
スの管路を構成する管路部品や排ガス浄化装置（触媒担
体）用等がある。
ミニウム基合金のめっきを施したＡｌめっきステンレス
鋼は耐熱性や耐食性に優れるので，耐熱用途または耐食
用途に広汎に使用されてきた。そのうち耐熱用途として
代表的なものには燃焼機器用，暖房機器用，自動車排ガ
スの管路を構成する管路部品や排ガス浄化装置（触媒担
体）用等がある。
【０００３】フエライト系ステンレス鋼を母材鋼板とし
たＡｌめっきステンレス鋼板において，６重量％までの
Ａｌ，１.０％までの希土類元素またはＹさらにはＣ＋
Ｎを固定するに十分な量のＴｉまたはＮｂ等を適量添加
したフエライト系ステンレス鋼を母材鋼板としたもの
は，耐高温酸化性に優れることが知られている。かよう
な材料は特に自動車排ガスの浄化装置に使用される触媒
担体用材料として公知である。
たＡｌめっきステンレス鋼板において，６重量％までの
Ａｌ，１.０％までの希土類元素またはＹさらにはＣ＋
Ｎを固定するに十分な量のＴｉまたはＮｂ等を適量添加
したフエライト系ステンレス鋼を母材鋼板としたもの
は，耐高温酸化性に優れることが知られている。かよう
な材料は特に自動車排ガスの浄化装置に使用される触媒
担体用材料として公知である。
【０００４】例えば，フエライト系ステンレス鋼箔にＡ
ｌ被覆層を設けた材料を加熱処理することによって触媒
を担持するための酸化アルミニウム被膜を形成する自動
車排ガス浄化装置の触媒担体用材料の分野において，特
開昭61-281861 号公報は母材鋼箔にＡｌを添加すること
を，特開昭62-11547号公報は母材鋼箔にＡｌとＴｉを添
加することを，特開平5-140766号公報は母材鋼箔に希土
類元素またはＹを添加することを，特開平1-159384号公
報には母材鋼箔にＡｌと希土類元素またはＹを添加する
ことを開示している。
ｌ被覆層を設けた材料を加熱処理することによって触媒
を担持するための酸化アルミニウム被膜を形成する自動
車排ガス浄化装置の触媒担体用材料の分野において，特
開昭61-281861 号公報は母材鋼箔にＡｌを添加すること
を，特開昭62-11547号公報は母材鋼箔にＡｌとＴｉを添
加することを，特開平5-140766号公報は母材鋼箔に希土
類元素またはＹを添加することを，特開平1-159384号公
報には母材鋼箔にＡｌと希土類元素またはＹを添加する
ことを開示している。
【０００５】また，同様の触媒担体用材料として本願の
発明者らも，特開昭64-15144号公報や特開平2-26643 号
公報において，母材のフエライト系ステンレス鋼中に，
Ａｌを添加すること，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒの少なくと
も１種を添加すること，希土類元素を添加すること，に
より，そのＡｌめっき品を酸化処理したさいに，安定し
た酸化アルミニウム被膜が形成できることを開示した。
そして，母材鋼板中にＭｏを２.０％以下添加すること
によって，該材料の高温強度を改善できることを教示し
た。
発明者らも，特開昭64-15144号公報や特開平2-26643 号
公報において，母材のフエライト系ステンレス鋼中に，
Ａｌを添加すること，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒの少なくと
も１種を添加すること，希土類元素を添加すること，に
より，そのＡｌめっき品を酸化処理したさいに，安定し
た酸化アルミニウム被膜が形成できることを開示した。
そして，母材鋼板中にＭｏを２.０％以下添加すること
によって，該材料の高温強度を改善できることを教示し
た。
【０００６】一方，特開平5-112859号公報には，自動車
排気系のマフラー用材料としてのＡｌめっきステンレス
鋼の分野において，母材のフエライト系ステンレス鋼板
中に適量のＭｏを添加することによって排ガス結露環境
下（凝縮液環境下）での耐食性が改善されることが示さ
れている。
排気系のマフラー用材料としてのＡｌめっきステンレス
鋼の分野において，母材のフエライト系ステンレス鋼板
中に適量のＭｏを添加することによって排ガス結露環境
下（凝縮液環境下）での耐食性が改善されることが示さ
れている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記公報に記載された
ように耐熱用途向きに開発された従来のＡｌめっきステ
ンレス鋼板はそれなりに耐熱性に優れるが，これら従来
材では対応できないようなより厳しい高温環境下での用
途での需要が高まってきた。例えば，１１５０℃更には
１２５０℃といった高温での酸化雰囲気に長時間置かれ
ても異常酸化を起こさないといった特性が，例えばター
ビン周辺材料，ボイラー材料，高温エンジン用の排ガス
浄化装置の触媒用メタル担体材料等の分野で要求されて
いる。ここで，異常酸化とは，一般にはＡｌめっきステ
ンレス鋼板の表面に形成されたＡｌやＣｒ等の酸化物か
らなる耐熱性の保護皮膜が局部的に剥離したり割れを起
こし，そこから急激に酸化が進行し，Ｆｅ系酸化物が異
常成長して耐熱性を急激に損ねる現象を言う。
ように耐熱用途向きに開発された従来のＡｌめっきステ
ンレス鋼板はそれなりに耐熱性に優れるが，これら従来
材では対応できないようなより厳しい高温環境下での用
途での需要が高まってきた。例えば，１１５０℃更には
１２５０℃といった高温での酸化雰囲気に長時間置かれ
ても異常酸化を起こさないといった特性が，例えばター
ビン周辺材料，ボイラー材料，高温エンジン用の排ガス
浄化装置の触媒用メタル担体材料等の分野で要求されて
いる。ここで，異常酸化とは，一般にはＡｌめっきステ
ンレス鋼板の表面に形成されたＡｌやＣｒ等の酸化物か
らなる耐熱性の保護皮膜が局部的に剥離したり割れを起
こし，そこから急激に酸化が進行し，Ｆｅ系酸化物が異
常成長して耐熱性を急激に損ねる現象を言う。
【０００８】この場合，とくに厚みが１００μｍ以下，
例えば約５０μｍと薄いＡｌめっきステンレス鋼箔で
は，Ａｌめっき層から母材鋼中にＡｌが拡散して鋼中の
Ａｌ量が富化されたとしても，その絶対量には限界があ
るので短時間の加熱で鋼中のＡｌが枯渇し（Ａｌ酸化物
となり），前記のようなより高温用途では異常酸化を生
じてしまう。
例えば約５０μｍと薄いＡｌめっきステンレス鋼箔で
は，Ａｌめっき層から母材鋼中にＡｌが拡散して鋼中の
Ａｌ量が富化されたとしても，その絶対量には限界があ
るので短時間の加熱で鋼中のＡｌが枯渇し（Ａｌ酸化物
となり），前記のようなより高温用途では異常酸化を生
じてしまう。
【０００９】このような背景から，本発明は従来の耐熱
用Ａｌめっきステンレス鋼板では対応出来ないような一
層厳しい高温酸化雰囲気下でも異常酸化を起こさない，
より優れた耐高温酸化性質を具備する材料の開発を目的
としたものである。
用Ａｌめっきステンレス鋼板では対応出来ないような一
層厳しい高温酸化雰囲気下でも異常酸化を起こさない，
より優れた耐高温酸化性質を具備する材料の開発を目的
としたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば，重量％
で，Ｃ：０.０５％以下，Ｓｉ：１.０％以下，Ｍｎ：
１.０％以下，Ｃｒ：１０〜３０％，Ｎ：０.０５％以
下，Ｍｏ：０.１〜４.０％，希土類元素及びＹからなる
群より選ばれた１種または２種以上の元素の合計：０.
０１〜０.２％を含有し，場合によってはさらに，Ｔ
ｉ，Ｎｂ，ＶおよびＺｒからなる群より選ばれた１種ま
たは２種以上の元素の合計：（％Ｃ＋％Ｎ）×４〜０.
８％を含有し，さらに必要に応じて，Ａｌ：６.０％以
下を含有し，残部が鉄および不可避的不純物からなるフ
エライト系ステンレス鋼板にアルミニウムまたはアルミ
ニウム基合金をめっきしてなる耐高温酸化性に優れたＡ
ｌめっきステンレス鋼板を提供する。
で，Ｃ：０.０５％以下，Ｓｉ：１.０％以下，Ｍｎ：
１.０％以下，Ｃｒ：１０〜３０％，Ｎ：０.０５％以
下，Ｍｏ：０.１〜４.０％，希土類元素及びＹからなる
群より選ばれた１種または２種以上の元素の合計：０.
０１〜０.２％を含有し，場合によってはさらに，Ｔ
ｉ，Ｎｂ，ＶおよびＺｒからなる群より選ばれた１種ま
たは２種以上の元素の合計：（％Ｃ＋％Ｎ）×４〜０.
８％を含有し，さらに必要に応じて，Ａｌ：６.０％以
下を含有し，残部が鉄および不可避的不純物からなるフ
エライト系ステンレス鋼板にアルミニウムまたはアルミ
ニウム基合金をめっきしてなる耐高温酸化性に優れたＡ
ｌめっきステンレス鋼板を提供する。
【００１１】
【作用】本発明に従うＡｌめっきステンレス鋼板は，従
来の耐熱用Ａｌめっきステンレス鋼板のものでは達成で
きなかったより高温での耐高温酸化性を具備する。しか
も，後記実施例に示すように厚みが５０μｍと言った極
薄のＡｌめっきステンレス鋼箔であっても１１５０〜１
２５０℃の温度の酸化雰囲気中に長時間置かれたさいに
も異常酸化を発生しない。このような特性は従来のＡｌ
めっきステンレス鋼板では得られなかったものである。
来の耐熱用Ａｌめっきステンレス鋼板のものでは達成で
きなかったより高温での耐高温酸化性を具備する。しか
も，後記実施例に示すように厚みが５０μｍと言った極
薄のＡｌめっきステンレス鋼箔であっても１１５０〜１
２５０℃の温度の酸化雰囲気中に長時間置かれたさいに
も異常酸化を発生しない。このような特性は従来のＡｌ
めっきステンレス鋼板では得られなかったものである。
【００１２】かような非常に優れた耐高温酸化性を本発
明のＡｌめっきステンレス鋼板が具備するのは，母材鋼
板として前記の成分組成を有するフエライト系ステンレ
ス鋼板を適用したことによる。とりわけ，適量の希土類
元素またはＹの含有と適量のＭｏの含有が耐高温酸化性
に有用な作用を果たしている。
明のＡｌめっきステンレス鋼板が具備するのは，母材鋼
板として前記の成分組成を有するフエライト系ステンレ
ス鋼板を適用したことによる。とりわけ，適量の希土類
元素またはＹの含有と適量のＭｏの含有が耐高温酸化性
に有用な作用を果たしている。
【００１３】従来より，Ｍｏはフエライト系ステンレス
鋼の高温強度を向上させることが知られており，またフ
エライト系ステンレス鋼の耐食性向上に対しても有効に
作用することが知られている。しかし，鋼中のＭｏは，
鋼が高温酸化雰囲気下に置かれたときに，鋼表面に高温
で安定な酸化物を形成しないので，耐高温酸化性の向上
には寄与しない元素と考えられていたのみならず，一般
のステンレス鋼においては耐高温酸化性を劣化させる元
素であるとも考えられていた。
鋼の高温強度を向上させることが知られており，またフ
エライト系ステンレス鋼の耐食性向上に対しても有効に
作用することが知られている。しかし，鋼中のＭｏは，
鋼が高温酸化雰囲気下に置かれたときに，鋼表面に高温
で安定な酸化物を形成しないので，耐高温酸化性の向上
には寄与しない元素と考えられていたのみならず，一般
のステンレス鋼においては耐高温酸化性を劣化させる元
素であるとも考えられていた。
【００１４】この常識に反し，本発明者らは，詳しくは
後記の表１および図１に示すように，Ａｌめっきステン
レス鋼板の母材フエライト系ステンレス鋼が適量のＭｏ
を含有するとＡｌめっきステンレス鋼板の耐高温酸化性
が著しく向上するとの知見を得た。その理由は現時点で
は必ずしも明らかではないが，Ｍｏ無添加のものに比べ
てＭｏ添加のＡｌめっきステンレス鋼板はより緻密なＡ
ｌ酸化皮膜が生成し，その成長速度が非常に小さいとい
う特質があり，このため鋼中に拡散したＡｌの減少が遅
くなって長時間Ａｌが枯渇しないという現象が起こり，
更には，鋼中のＡｌ量が少なくなるとＡｌ酸化皮膜の下
層にＣｒ酸化皮膜が生成し始め，Ａｌ枯渇後もこのＣｒ
酸化皮膜により耐高温酸化性をある程度維持することか
ら，鋼中に適量含有されたＭｏは，非常に緻密で且つ鋼
素地との密着性に優れたＡｌ酸化皮膜の生成を促進する
作用と，またこれによって鋼中のＡｌの減少を著しく抑
制する作用と，そして鋼中のＡｌ量が低下したときにＣ
ｒ酸化皮膜の生成を促進する作用を果たし，これらが総
合して当該Ａｌめっきステンレス鋼板の耐高温酸化性を
著しく高めるのに寄与するのではないかと推測される。
後記の表１および図１に示すように，Ａｌめっきステン
レス鋼板の母材フエライト系ステンレス鋼が適量のＭｏ
を含有するとＡｌめっきステンレス鋼板の耐高温酸化性
が著しく向上するとの知見を得た。その理由は現時点で
は必ずしも明らかではないが，Ｍｏ無添加のものに比べ
てＭｏ添加のＡｌめっきステンレス鋼板はより緻密なＡ
ｌ酸化皮膜が生成し，その成長速度が非常に小さいとい
う特質があり，このため鋼中に拡散したＡｌの減少が遅
くなって長時間Ａｌが枯渇しないという現象が起こり，
更には，鋼中のＡｌ量が少なくなるとＡｌ酸化皮膜の下
層にＣｒ酸化皮膜が生成し始め，Ａｌ枯渇後もこのＣｒ
酸化皮膜により耐高温酸化性をある程度維持することか
ら，鋼中に適量含有されたＭｏは，非常に緻密で且つ鋼
素地との密着性に優れたＡｌ酸化皮膜の生成を促進する
作用と，またこれによって鋼中のＡｌの減少を著しく抑
制する作用と，そして鋼中のＡｌ量が低下したときにＣ
ｒ酸化皮膜の生成を促進する作用を果たし，これらが総
合して当該Ａｌめっきステンレス鋼板の耐高温酸化性を
著しく高めるのに寄与するのではないかと推測される。
【００１５】なお，このような効果はめっき層がアルミ
ニウムめっきであってもアルミニウム基合金めっきであ
っても，その寄与率には若干の差があるとしても，本質
的に変わらない。本明細書においてアルミニウム基合金
めっきとは，従来より普通にフエライト系ステンレス鋼
に適用されているアルミニウム基合金めっきを指し，具
体的には１１重量％以下のＳiをアルミニウム中に含有
するものを意味する。場合によっては合金元素としてＭ
n,Ｍg,Ｃr等をアルミニウム中に含有するものであって
もよい。なお，本明細書で単に「Ａｌめっき」と呼んで
いるものはアルミニウムめっきとアルミニウム基合金め
っきを総称する意味で使用している。
ニウムめっきであってもアルミニウム基合金めっきであ
っても，その寄与率には若干の差があるとしても，本質
的に変わらない。本明細書においてアルミニウム基合金
めっきとは，従来より普通にフエライト系ステンレス鋼
に適用されているアルミニウム基合金めっきを指し，具
体的には１１重量％以下のＳiをアルミニウム中に含有
するものを意味する。場合によっては合金元素としてＭ
n,Ｍg,Ｃr等をアルミニウム中に含有するものであって
もよい。なお，本明細書で単に「Ａｌめっき」と呼んで
いるものはアルミニウムめっきとアルミニウム基合金め
っきを総称する意味で使用している。
【００１６】本発明のＡｌめっきステンレス鋼板の母材
鋼板における各成分の作用と含有量規制理由を以下に個
別に概説する。
鋼板における各成分の作用と含有量規制理由を以下に個
別に概説する。
【００１７】Ｃ：Ａｌめっきステンレス鋼板の耐高温酸
化性を高めるには母材鋼板中のＣ含有量は少ない方がよ
い。鋼中のＣは，Ａｌめっきステンレス鋼板が加熱され
たさいにＡｌめっき層から母材鋼中にＡｌが拡散するの
を阻害する作用をもつ。そこで，母材鋼中のＣの含有量
は０.０５重量％以下とし，好ましくは０.０３重量％以
下とする。但し，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒ等のように鋼中
のＣやＮと化合物を形成する元素を添加する場合には，
前記のような作用を有する固溶Ｃ量が低減するので，Ｃ
含有量の上限は前記の範囲に特に限定されない。
化性を高めるには母材鋼板中のＣ含有量は少ない方がよ
い。鋼中のＣは，Ａｌめっきステンレス鋼板が加熱され
たさいにＡｌめっき層から母材鋼中にＡｌが拡散するの
を阻害する作用をもつ。そこで，母材鋼中のＣの含有量
は０.０５重量％以下とし，好ましくは０.０３重量％以
下とする。但し，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒ等のように鋼中
のＣやＮと化合物を形成する元素を添加する場合には，
前記のような作用を有する固溶Ｃ量が低減するので，Ｃ
含有量の上限は前記の範囲に特に限定されない。
【００１８】Ｓｉ：鋼中のＳｉは，鋼を硬質なものにし
て靱性を劣化させる作用があるので１.０重量％以下が
好ましい。
て靱性を劣化させる作用があるので１.０重量％以下が
好ましい。
【００１９】Ｍn：鋼中のＭnは，あまり多量に含有する
とＡｌめっきステンレス鋼板の耐高温酸化性を低下させ
るので１.０重量％以下が好ましい。
とＡｌめっきステンレス鋼板の耐高温酸化性を低下させ
るので１.０重量％以下が好ましい。
【００２０】Ｃｒ：鋼中のＣｒは，Ａｌめっき鋼板の耐
高温酸化性を得る上での基本成分であり，このためには
少なくとも１０％のＣｒを含有を必要とする。しかし３
０％を超えてＣｒを含有させても顕著な改善効果は認め
られなくなる。また，Ｃｒの含有量があまり多くなると
製造性が低下する。このため，母材鋼中のＣｒの含有量
は１０〜３０重量％とする。
高温酸化性を得る上での基本成分であり，このためには
少なくとも１０％のＣｒを含有を必要とする。しかし３
０％を超えてＣｒを含有させても顕著な改善効果は認め
られなくなる。また，Ｃｒの含有量があまり多くなると
製造性が低下する。このため，母材鋼中のＣｒの含有量
は１０〜３０重量％とする。
【００２１】Ｎ：ＮはＡｌめっき層から母材鋼中に拡散
してきたＡｌと結合してＡｌＮを形成し，Ａｌの自由な
拡散を阻害するので，Ｎの含有量は少ない方が望まし
い。このため鋼中のＮの含有量は０.０５重量％以下と
する。但し，Ｃと同様に，Ｔｉ等の元素を添加する場合
には固溶Ｎが減少してＡｌ拡散を阻害することがなくな
るので，この場合にはＮの含有量の上限は前記範囲に限
定されない。
してきたＡｌと結合してＡｌＮを形成し，Ａｌの自由な
拡散を阻害するので，Ｎの含有量は少ない方が望まし
い。このため鋼中のＮの含有量は０.０５重量％以下と
する。但し，Ｃと同様に，Ｔｉ等の元素を添加する場合
には固溶Ｎが減少してＡｌ拡散を阻害することがなくな
るので，この場合にはＮの含有量の上限は前記範囲に限
定されない。
【００２２】Ｍｏ：鋼中のＭｏは，Ａｌめっきステンレ
ス鋼板の耐高温酸化性を高めるうえで極めて重要な役割
を果たす。この効果は後記の実施例に示すように０.１
％以上のＭｏの含有によって発揮される。だが，Ｍｏを
４％を越えて添加するとステンレス鋼の靭性が低下し製
造が困難になる。そこで，母材ステンレス鋼中のＭｏの
含有量は０.１％〜４.０重量％，好ましくは０.５〜４.
０重量％とする。
ス鋼板の耐高温酸化性を高めるうえで極めて重要な役割
を果たす。この効果は後記の実施例に示すように０.１
％以上のＭｏの含有によって発揮される。だが，Ｍｏを
４％を越えて添加するとステンレス鋼の靭性が低下し製
造が困難になる。そこで，母材ステンレス鋼中のＭｏの
含有量は０.１％〜４.０重量％，好ましくは０.５〜４.
０重量％とする。
【００２３】鋼中の希土類元素及びＹは，Ａｌめっき鋼
板の表面に生成したＡｌ酸化皮膜の密着性を向上させる
作用を有する。この作用は希土類元素およびＹの１種以
上を合計で０.０１重量％以上添加したときに発揮され
る。しかしこれらの元素の添加量が合計で０.２％を超
えると母材中に介在物として析出するようになり，耐高
温酸化性が低下するようになる。そこで，母材ステンレ
ス鋼中の希土類元素及びＹからなる群より選ばれた１種
または２種以上の元素の含有量を合計で０.０１〜０.２
重量％とした。
板の表面に生成したＡｌ酸化皮膜の密着性を向上させる
作用を有する。この作用は希土類元素およびＹの１種以
上を合計で０.０１重量％以上添加したときに発揮され
る。しかしこれらの元素の添加量が合計で０.２％を超
えると母材中に介在物として析出するようになり，耐高
温酸化性が低下するようになる。そこで，母材ステンレ
ス鋼中の希土類元素及びＹからなる群より選ばれた１種
または２種以上の元素の含有量を合計で０.０１〜０.２
重量％とした。
【００２４】鋼中のＴｉ，Ｎｂ，ＶまたはＺｒは，何れ
も鋼中のＣ及びＮと化合物を形成してそれらを固定する
作用を有する。これにより，Ａｌめっき層中のＡｌがス
テンレス鋼中に拡散しようとするさいに，鋼中のＣ，Ｎ
がＡｌの拡散を阻害することを防止でき，また，ステン
レス鋼の靭性を向上させることができる。従って，これ
らの元素は鋼中のＣ及びＮと結合するのに充分な量，具
体的には（％Ｃ＋％Ｎ）×４以上の量を含有することが
好ましい。しかし，余り多量に含有してもステンレス鋼
の製造性を低下させるので，これらの元素を合計量の上
限は０.８重量％とする。
も鋼中のＣ及びＮと化合物を形成してそれらを固定する
作用を有する。これにより，Ａｌめっき層中のＡｌがス
テンレス鋼中に拡散しようとするさいに，鋼中のＣ，Ｎ
がＡｌの拡散を阻害することを防止でき，また，ステン
レス鋼の靭性を向上させることができる。従って，これ
らの元素は鋼中のＣ及びＮと結合するのに充分な量，具
体的には（％Ｃ＋％Ｎ）×４以上の量を含有することが
好ましい。しかし，余り多量に含有してもステンレス鋼
の製造性を低下させるので，これらの元素を合計量の上
限は０.８重量％とする。
【００２５】本発明にあっては，Ａｌめっき層のＡｌが
Ａｌ酸化皮膜の主たる供給源となるので，母材ステンレ
ス鋼中のＡｌの含有量は鋼製造時の脱酸剤として通常に
添加される程度のものでもよい。しかし，母材ステンレ
ス鋼中にＡｌを含有させることによって耐高温酸化性を
より高めることが可能となる。但し，母材ステンレス鋼
中のＡｌの含有量が６％を越えると鋼板製造時における
スラブや熱延鋼帯の靭性が劣化し，製造が困難になる。
そこで，必要に応じて母材ステンレス鋼中において，更
にＡｌを６.０重量％以下含有させることができる。
Ａｌ酸化皮膜の主たる供給源となるので，母材ステンレ
ス鋼中のＡｌの含有量は鋼製造時の脱酸剤として通常に
添加される程度のものでもよい。しかし，母材ステンレ
ス鋼中にＡｌを含有させることによって耐高温酸化性を
より高めることが可能となる。但し，母材ステンレス鋼
中のＡｌの含有量が６％を越えると鋼板製造時における
スラブや熱延鋼帯の靭性が劣化し，製造が困難になる。
そこで，必要に応じて母材ステンレス鋼中において，更
にＡｌを６.０重量％以下含有させることができる。
【００２６】本発明のＡｌめっきステンレス鋼板は，以
上の成分および組成からなるフェライト系ステンレス鋼
板に，ＡｌあるいはＡｌ合金をめっきしたものであり，
従来品に比べてより厳しい高温酸化雰囲気でも異常酸化
を起こさないという特質を有する。ＡｌまたはＡｌ基合
金をめっきする方法については，母材ステンレス鋼との
密着性が良好な方法であれば特に限定されない。例えば
溶融めっき法，蒸着めっき法，電気めっき法等が好適に
実施でき，場合によってクラッド法や溶射法などでもよ
い。
上の成分および組成からなるフェライト系ステンレス鋼
板に，ＡｌあるいはＡｌ合金をめっきしたものであり，
従来品に比べてより厳しい高温酸化雰囲気でも異常酸化
を起こさないという特質を有する。ＡｌまたはＡｌ基合
金をめっきする方法については，母材ステンレス鋼との
密着性が良好な方法であれば特に限定されない。例えば
溶融めっき法，蒸着めっき法，電気めっき法等が好適に
実施でき，場合によってクラッド法や溶射法などでもよ
い。
【００２７】
実施例１ 表１に示す成分の板厚５０μｍの各ステンレス鋼箔の両
面に，片面当り３μｍの厚さの蒸着Ａｌめっきを施した
後，大気雰囲気下で１１５０℃に保持する酸化試験を行
い，鋼中のＭｏの含有量が異常酸化発生時間に及ぼす影
響を調べた。その結果を表１に併せて示した。なお，異
常酸化発生時間は大気雰囲気にした加熱炉から取り出し
た試験片の表面を目視観察し，通常の保護性のある薄く
て均一な酸化皮膜のほかに黒色の隆起した酸化物が認め
られた時点までの通算加熱時間で表した。また，異常酸
化発生時間と鋼中のＭｏの含有量との関係を図１のグラ
フに示した。
面に，片面当り３μｍの厚さの蒸着Ａｌめっきを施した
後，大気雰囲気下で１１５０℃に保持する酸化試験を行
い，鋼中のＭｏの含有量が異常酸化発生時間に及ぼす影
響を調べた。その結果を表１に併せて示した。なお，異
常酸化発生時間は大気雰囲気にした加熱炉から取り出し
た試験片の表面を目視観察し，通常の保護性のある薄く
て均一な酸化皮膜のほかに黒色の隆起した酸化物が認め
られた時点までの通算加熱時間で表した。また，異常酸
化発生時間と鋼中のＭｏの含有量との関係を図１のグラ
フに示した。
【００２８】
【表１】
【００２９】表１及び図１から明らかなように，Ｍｏの
含有量が増加するにつれて，異常酸化発生時間が長くな
り，その効果はＭｏ含有量が０.１％程度から顕れるこ
とがわかる。これは，鋼中へのＭｏの添加によってＡｌ
酸化皮膜の成長が抑制されたことに起因していると思量
される。とくに母材ステンレス鋼板が５０μｍといった
薄い鋼箔であっても，このような高温での耐高温酸化性
が著しく改善されたことは，鋼箔中に拡散したＡｌが長
時間枯渇しないことを意味しており，換言すればＭｏの
存在によって，Ａｌ酸化皮膜の成長が効果的に抑制され
たものであると考えてよい。いずれにしても，他の成分
の含有量は同一レベルであっても，Ｍｏを含有していな
い比較例（Ｎｏ.１）の鋼は異常酸化発生時間が１４０
時間と比較的短いのに対し，０.１〜４.０重量％のＭｏ
を含有した本発明例（Ｎｏ.２〜５）の鋼はＭｏ含有量
の増加につれて異常酸化発生時間が非常に長くなり，耐
高温酸化性が著しく改善されている。
含有量が増加するにつれて，異常酸化発生時間が長くな
り，その効果はＭｏ含有量が０.１％程度から顕れるこ
とがわかる。これは，鋼中へのＭｏの添加によってＡｌ
酸化皮膜の成長が抑制されたことに起因していると思量
される。とくに母材ステンレス鋼板が５０μｍといった
薄い鋼箔であっても，このような高温での耐高温酸化性
が著しく改善されたことは，鋼箔中に拡散したＡｌが長
時間枯渇しないことを意味しており，換言すればＭｏの
存在によって，Ａｌ酸化皮膜の成長が効果的に抑制され
たものであると考えてよい。いずれにしても，他の成分
の含有量は同一レベルであっても，Ｍｏを含有していな
い比較例（Ｎｏ.１）の鋼は異常酸化発生時間が１４０
時間と比較的短いのに対し，０.１〜４.０重量％のＭｏ
を含有した本発明例（Ｎｏ.２〜５）の鋼はＭｏ含有量
の増加につれて異常酸化発生時間が非常に長くなり，耐
高温酸化性が著しく改善されている。
【００３０】実施例２ 表２に示す成分の板厚０.３ｍｍのステンレス鋼板に溶
融Ａｌめっき法によりＡｌ−９.５％Ｓｉ合金を約１５
０ｇ／ｍ2めっきした後，圧延して板厚５０μｍのＡｌ
めっきステンレス鋼箔を作成し，実施例１と同様に大気
雰囲気下で１１５０℃に保持する酸化試験に供した。実
験に供した各Ａｌめっきステンレス鋼箔の異常酸化発生
時間を表２に併せて示した。
融Ａｌめっき法によりＡｌ−９.５％Ｓｉ合金を約１５
０ｇ／ｍ2めっきした後，圧延して板厚５０μｍのＡｌ
めっきステンレス鋼箔を作成し，実施例１と同様に大気
雰囲気下で１１５０℃に保持する酸化試験に供した。実
験に供した各Ａｌめっきステンレス鋼箔の異常酸化発生
時間を表２に併せて示した。
【００３１】
【表２】
【００３２】表２から明らかなように，母材鋼中の各成
分の含有量が本発明の範囲にある本発明例（Ｎｏ.６〜
１２）のものは異常酸化発生時間が何れも５００時間を
超えるものとなり，耐高温酸化性が著しく改善されたこ
とがわかる。一方，Ｃｒの含有量が１０重量％未満であ
る比較例Ｎｏ.１３，希土類元素及びＹの含有量が合計
で０.０１重量％未満である比較例Ｎｏ.１４，Ｃ及びＮ
の含有量が何れも０.０５重量％を超えている比較例Ｎ
ｏ.１５のものは，何れも異常酸化発生時間が４００時
間以下と短かい。
分の含有量が本発明の範囲にある本発明例（Ｎｏ.６〜
１２）のものは異常酸化発生時間が何れも５００時間を
超えるものとなり，耐高温酸化性が著しく改善されたこ
とがわかる。一方，Ｃｒの含有量が１０重量％未満であ
る比較例Ｎｏ.１３，希土類元素及びＹの含有量が合計
で０.０１重量％未満である比較例Ｎｏ.１４，Ｃ及びＮ
の含有量が何れも０.０５重量％を超えている比較例Ｎ
ｏ.１５のものは，何れも異常酸化発生時間が４００時
間以下と短かい。
【００３３】実施例３ 表３に示す成分の板厚５０μｍのステンレス鋼箔に片面
当り２μｍの厚さの蒸着Ａｌめっきを両面に施した後，
実施例１と同様に１１５０℃で酸化試験を行い，Ａｌめ
っきの有無が異常酸化発生時間に及ぼす影響を調べた。
その結果を表３に併記した。
当り２μｍの厚さの蒸着Ａｌめっきを両面に施した後，
実施例１と同様に１１５０℃で酸化試験を行い，Ａｌめ
っきの有無が異常酸化発生時間に及ぼす影響を調べた。
その結果を表３に併記した。
【００３４】
【表３】
【００３５】表３から明らかなように，Ａｌめっきが施
されている本発明例の鋼箔は異常酸化発生時間が何れも
１０００時間を超えるものとなり，耐高温酸化性が著し
く改善されたことがわかる。一方，Ａｌめっきが施され
ていない鋼箔は何れも異常酸化発生時間が４００時間以
下と比較的短かい。
されている本発明例の鋼箔は異常酸化発生時間が何れも
１０００時間を超えるものとなり，耐高温酸化性が著し
く改善されたことがわかる。一方，Ａｌめっきが施され
ていない鋼箔は何れも異常酸化発生時間が４００時間以
下と比較的短かい。
【００３６】実施例４ 前記表１のＮo.５とＮo.１のフエライト系ステンレス鋼
板（いずれも板厚０.２５ｍｍ）に, 溶融Ａｌめっき法
により，Ａｌ−９％Ｓｉ合金を２００ｇ／ｍ2めっきし
たあと, 圧延して板厚５０μｍのＡｌめっきステンレス
鋼箔を作成し，加熱温度を１１５０〜１２５０℃として
実施例１と同様の酸化試験に供し，異常酸化発生時間を
調べた。その結果を表４に示した。
板（いずれも板厚０.２５ｍｍ）に, 溶融Ａｌめっき法
により，Ａｌ−９％Ｓｉ合金を２００ｇ／ｍ2めっきし
たあと, 圧延して板厚５０μｍのＡｌめっきステンレス
鋼箔を作成し，加熱温度を１１５０〜１２５０℃として
実施例１と同様の酸化試験に供し，異常酸化発生時間を
調べた。その結果を表４に示した。
【００３７】
【表４】
【００３８】表４の結果から，Ｍｏ以外の各成分量は同
一レベルにあるＮｏ.５とＮｏ.1 を母材鋼としたＡｌめ
っきステンレス鋼箔において，Ｍｏを含有するＮｏ.5
のものは，Ｍｏを含有しないＮｏ.1 のものに比べて各
温度とも異常酸化発生時間が格段に長くなっており，１
２５０℃に加熱された場合でも３５０時間となってお
り，従来材のものでは達成できなかった耐高温酸化性を
示すことがわかる。
一レベルにあるＮｏ.５とＮｏ.1 を母材鋼としたＡｌめ
っきステンレス鋼箔において，Ｍｏを含有するＮｏ.5
のものは，Ｍｏを含有しないＮｏ.1 のものに比べて各
温度とも異常酸化発生時間が格段に長くなっており，１
２５０℃に加熱された場合でも３５０時間となってお
り，従来材のものでは達成できなかった耐高温酸化性を
示すことがわかる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
従来のＡｌめっきステンレス鋼板では対応できなかった
ようなより厳しい高温環境下でも十分に使用に耐えるＡ
ｌめっきステンレス鋼板が提供でき，例えばタービン周
辺材料，ボイラー材料，高温エンジン用の排ガス浄化装
置における触媒用メタル担体材料等の分野での用途の拡
大ができる。
従来のＡｌめっきステンレス鋼板では対応できなかった
ようなより厳しい高温環境下でも十分に使用に耐えるＡ
ｌめっきステンレス鋼板が提供でき，例えばタービン周
辺材料，ボイラー材料，高温エンジン用の排ガス浄化装
置における触媒用メタル担体材料等の分野での用途の拡
大ができる。
【図１】実施例１における，Ａｌめっきステンレス鋼の
異常酸化発生時間と鋼中のＭｏの含有量との関係を示す
グラフ図である。
異常酸化発生時間と鋼中のＭｏの含有量との関係を示す
グラフ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 30/00 Ｂ Ｃ２３Ｆ 15/00 8414−4Ｋ
Claims (3)
- 【請求項１】 重量％で，Ｃ：０.０５％以下，Ｓｉ：
１.０％以下，Ｍｎ：１.０％以下，Ｃｒ：１０〜３０
％，Ｎ：０.０５％以下，Ｍｏ：０.１〜４.０％，希土
類元素及びＹからなる群より選ばれた１種または２種以
上の元素の合計：０.０１〜０.２％，残部が鉄および不
可避的不純物からなるフエライト系ステンレス鋼板にア
ルミニウムまたはアルミニウム基合金をめっきしてなる
耐高温酸化性に優れたＡｌめっきステンレス鋼板。 - 【請求項２】 重量％で，Ｃ：０.０５％以下，Ｓｉ：
１.０％以下，Ｍｎ：１.０％以下，Ｃｒ：１０〜３０
％，Ｎ：０.０５％以下，Ｍｏ：０.１〜４.０％，希土
類元素及びＹからなる群より選ばれた１種または２種以
上の元素の合計：０.０１〜０.２％，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖお
よびＺｒからなる群より選ばれた１種または２種以上の
元素の合計：（％Ｃ＋％Ｎ） ×４〜０.８％，残部が
鉄および不可避的不純物からなるフエライト系ステンレ
ス鋼板にアルミニウムまたはアルミニウム基合金をめっ
きしてなる耐高温酸化性に優れたＡｌめっきステンレス
鋼板。 - 【請求項３】 フエライト系ステンレス鋼板は６.０重
量％以下のＡｌを含有する請求項１または２に記載のＡ
ｌめっきステンレス鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33702294A JPH07233451A (ja) | 1993-12-28 | 1994-12-27 | 耐高温酸化性に優れたＡｌめっきステンレス鋼板 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34903193 | 1993-12-28 | ||
| JP5-349031 | 1993-12-28 | ||
| JP33702294A JPH07233451A (ja) | 1993-12-28 | 1994-12-27 | 耐高温酸化性に優れたＡｌめっきステンレス鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07233451A true JPH07233451A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=26575651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33702294A Withdrawn JPH07233451A (ja) | 1993-12-28 | 1994-12-27 | 耐高温酸化性に優れたＡｌめっきステンレス鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07233451A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002544396A (ja) * | 1999-05-14 | 2002-12-24 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 構造部材並びに構造部材上に保護被覆を形成する方法 |
| JP2007524001A (ja) * | 2004-02-23 | 2007-08-23 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 高温用途用Ｃｒ−Ａｌ鋼 |
| 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 |
| WO2009017245A1 (ja) | 2007-07-31 | 2009-02-05 | Nisshin Steel Co., Ltd. | 二輪車排ガス経路部材用Ａｌ系めっき鋼板および部材 |
| JP2014194058A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-09 | Nisshin Steel Co Ltd | 排ガスの冷却性能に優れたフェライト系ステンレス鋼材および製造方法 |
| JP2016102231A (ja) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ステンレス箔 |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP33702294A patent/JPH07233451A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002544396A (ja) * | 1999-05-14 | 2002-12-24 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 構造部材並びに構造部材上に保護被覆を形成する方法 |
| JP4703857B2 (ja) * | 1999-05-14 | 2011-06-15 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 蒸気タービンの構造部材と構造部材上に保護被覆を形成する方法 |
| JP2007524001A (ja) * | 2004-02-23 | 2007-08-23 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 高温用途用Ｃｒ−Ａｌ鋼 |
| 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 |
| WO2009017245A1 (ja) | 2007-07-31 | 2009-02-05 | Nisshin Steel Co., Ltd. | 二輪車排ガス経路部材用Ａｌ系めっき鋼板および部材 |
| JP2014194058A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-09 | Nisshin Steel Co Ltd | 排ガスの冷却性能に優れたフェライト系ステンレス鋼材および製造方法 |
| JP2016102231A (ja) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ステンレス箔 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020305 |