JPH07268559A - Bellows excellent in stress corrosion cracking resistance - Google Patents

Bellows excellent in stress corrosion cracking resistance

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JPH07268559A
JPH07268559A JP6398094A JP6398094A JPH07268559A JP H07268559 A JPH07268559 A JP H07268559A JP 6398094 A JP6398094 A JP 6398094A JP 6398094 A JP6398094 A JP 6398094A JP H07268559 A JPH07268559 A JP H07268559A
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JP
Japan
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bellows
corrosion cracking
stress corrosion
stainless steel
less
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JP6398094A
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Japanese (ja)
Inventor
Akio Yamamoto
章夫 山本
Takeshi Takada
健 高田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

PURPOSE:To produce a bellows by which the generation of cracks caused by stress corrosion cracking is solved, by reducing the contents of C and N in a ferritic stainless steel to specified wt.% or below. CONSTITUTION:The componental compsn. of a ferritic stainless steel is constituted of the one in which the contents of C and N are reduced to, by weight, <=0.02% and <=0.015%, respectively. Furthermore, it is incorporated with Ti by <=0.6% as well as >= four times the total of the C content and N content. The components other than the same in this stainless steel are constituted of 0.1 to 1.5% Si, <=1.0% Mn. 11 to 22% Cr and <=0.1% Al. By this steel, a bellows is formed, and as a result, the bellows capable of sufficiently satisfying the points of high temp. oxidation and molten salt corrosion can be provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、耐応力腐食割れ性の優
れたベローズに関するものである。特に、自動車の排気
管のつなぎ部分などの高温部分に用いられるフレキシブ
ルチューブや、高温溶液用配管のつなぎ部分などの耐食
性を要求される部分に用いられるフレキシブルチューブ
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bellows excellent in stress corrosion cracking resistance. In particular, the present invention relates to a flexible tube used for a high temperature portion such as a connecting portion of an exhaust pipe of an automobile and a flexible tube used for a portion requiring corrosion resistance such as a connecting portion of a high temperature solution pipe.

【0002】[0002]

【従来の技術】気体や液体あるいは粉体を扱う種々の機
械装置では、それらの移動を金属配管を介して行なうこ
とが大半である。そして、その配管の途中には熱膨張に
よる歪を吸収したり振動を吸収して伝達を防止するため
にベローズが用いられている。従来、このベローズには
銅やオーステナイト系ステンレス鋼などが用いられてき
た。この理由は、ベローズ構造への加工が他の金属では
困難であったためである。すなわち、銅やオーステナイ
ト系ステンレス鋼は冷間での伸びが大きく、伸びによっ
て成形されるバルジ加工の適用が可能である。これに対
して、炭素鋼などの他の金属は延性が不足するためバル
ジ加工ができない。
2. Description of the Related Art In various mechanical devices handling gas, liquid or powder, most of them are moved through metal pipes. A bellows is used in the middle of the pipe in order to absorb strain due to thermal expansion or vibration to prevent transmission. Conventionally, copper or austenitic stainless steel has been used for this bellows. The reason for this is that processing into a bellows structure was difficult with other metals. That is, copper or austenitic stainless steel has a large cold elongation, and bulge processing which is formed by the elongation can be applied. On the other hand, other metals such as carbon steel cannot be bulged because they lack ductility.

【0003】一方、オーステナイト系ステンレス鋼製の
ベローズは、製造は容易であるものの、内部を通る腐食
性の溶液によっては応力腐食割れが発生しやすいという
欠点があった。これは、ベローズは管の凸部分の山と凹
部分の谷の曲げによって歪や振動を吸収するために、凸
部分と凹部分には必ず応力が掛かる。すなわち、応力の
除去は不可能な構造、部品である。それにもかかわらず
オーステナイト系ステンレス鋼は、応力腐食割れ感受性
の高い合金である。このため、オーステナイト系ステン
レス鋼製のベローズは応力腐食割れが極めて発生しやす
いという欠点があった。
On the other hand, although the bellows made of austenitic stainless steel is easy to manufacture, it has a drawback that stress corrosion cracking is likely to occur depending on the corrosive solution passing through the inside. This is because the bellows absorbs strains and vibrations by bending the peaks of the convex portion and the valleys of the concave portion of the pipe, so that stress is always applied to the convex portion and the concave portion. In other words, it is a structure and parts in which stress cannot be removed. Nevertheless, austenitic stainless steels are alloys that are highly susceptible to stress corrosion cracking. Therefore, the bellows made of austenitic stainless steel has a drawback that stress corrosion cracking is very likely to occur.

【0004】応力腐食割れを回避するために、応力腐食
割れ感受性の低い材料を用いるか、構造的に応力腐食割
れを起きにくい構造すなわち応力負荷が残らない構造と
するかのどちらかであった。オーステナイト系ステンレ
ス鋼の応力腐食割れ感受性を低減するためには、例えば
特開昭49−107915号公報に記載されているよう
に、Ni含有量を増加させ、Cr,N,Mo,Pを低減
することが提案されている。しかし、このような鋼を用
いても応力腐食割れ発生までの時間が相応に伸びるだけ
で応力腐食割れの発生を防止するまでには至らなかっ
た。
In order to avoid stress corrosion cracking, either a material having low susceptibility to stress corrosion cracking is used, or a structure in which stress corrosion cracking does not easily occur, that is, a structure in which no stress load remains is used. In order to reduce the stress corrosion cracking susceptibility of austenitic stainless steel, for example, as described in JP-A-49-107915, the Ni content is increased and Cr, N, Mo and P are reduced. Is proposed. However, even when such a steel is used, the time until the occurrence of stress corrosion cracking is merely extended and the occurrence of stress corrosion cracking cannot be prevented.

【0005】一方、構造的にはベローズの凹凸の数を増
やしたり凹部や凸部の曲げ角度を小さくすることで、応
力を分散してひとつひとつの凹部ないし凸部に掛かる応
力を低下させることが考えられている。しかしこの方法
は、ベローズが大きくなったり長くなってその結果装置
も大きくする必要があるなど、コストが高くなる欠点が
あった。しかも、それでも応力腐食割れの感受性は解消
せず、環境によっては応力腐食割れに悩まされてきた。
On the other hand, structurally, by increasing the number of concavities and convexities of the bellows and decreasing the bending angle of the concave and convex portions, it is considered that the stress is dispersed and the stress applied to each concave or convex portion is reduced. Has been. However, this method has a drawback in that the cost becomes high, such as the bellows becoming large and long and the device also needs to be large as a result. Moreover, the susceptibility to stress corrosion cracking still cannot be resolved, and stress corrosion cracking has been a problem in some environments.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、応力腐食割
れ感受性を事実上解消したベローズを提供するものであ
る。すなわち、応力付与を完全に解消できないベローズ
においては、素材の耐応力腐食割れ性のわずかな向上
は、事実上効力がないものと考えられる。従って、抜本
的に応力腐食割れ感受性のない材料でベローズを製造す
ることが必要である。本発明は、応力腐食割れ感受性の
ないフェライト系ステンレス鋼を用い事実上応力腐食割
れ感受性を解消したベローズを提供するものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a bellows which virtually eliminates stress corrosion cracking susceptibility. That is, in the bellows that cannot completely eliminate the stress application, it is considered that the slight improvement in the stress corrosion cracking resistance of the material is practically ineffective. Therefore, it is necessary to manufacture the bellows with a material that is not substantially susceptible to stress corrosion cracking. The present invention provides a bellows in which stress corrosion cracking susceptibility is virtually eliminated by using a ferritic stainless steel having no stress corrosion cracking sensitivity.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】以上の状況に鑑み本発明
者らは、ベローズに応力腐食割れ感受性の極めて少ない
フェライト系ステンレス鋼を適用することを指向した。
一般にベローズは、管を液圧バルジなどの加工方法で形
成して製造する。従って材料の延性が不足すると、ベロ
ーズの凸部分の先端で破断することになる。通常汎用鋼
として用いられているSUS430鋼などのフェライト
系ステンレス鋼では、このような破断が発生してベロー
ズへの加工が極めて困難である。例え可能であっても、
ベローズの凸部と凹部の径の差が小さくベローズとして
の使用は困難である。ところが、鋼中に不純物元素とし
て特に侵入型に固溶しているC,Nを極限まで低減する
ことで、フェライト系ステンレス鋼でも材料の延性が向
上し、従来オーステナイト系ステンレス鋼で製造されて
いたベローズに匹敵する構造のベローズが製造可能とな
ることがわかった。
In view of the above situation, the present inventors have aimed to apply ferritic stainless steel having extremely low sensitivity to stress corrosion cracking to the bellows.
Generally, a bellows is manufactured by forming a tube by a processing method such as hydraulic bulge. Therefore, if the ductility of the material is insufficient, it will break at the tip of the convex portion of the bellows. In ferritic stainless steel such as SUS430 steel, which is usually used as a general-purpose steel, such fracture occurs and it is extremely difficult to process it into a bellows. Even if you can
Since the difference in diameter between the convex portion and the concave portion of the bellows is small, it is difficult to use the bellows as a bellows. However, the ductility of the material is improved even in the ferritic stainless steel by reducing C and N, which are particularly infiltrating solid solution in the steel as impurity elements, to the utmost limit, and conventionally, it was manufactured by the austenitic stainless steel. It was found that a bellows having a structure comparable to that of the bellows can be manufactured.

【0008】本発明は、この知見に基づいてなされたも
のである。すなわち本発明は、 (1)重量%で、C:0.02%以下およびN:0.0
15%以下に低減したフェライト系ステンレス鋼からな
る耐応力腐食割れ性の優れたベローズを第1の要旨とす
る。フェライト系ステンレス鋼で成形したベローズは、
素材の延性レベルに応じて凸部と凹部の径の差が限定さ
れることになるが、いずれの場合においても応力腐食割
れ感受性は極めて小さくなり、事実上感受性がなくなっ
たものと考えることができる。
The present invention has been made based on this finding. That is, the present invention provides (1)% by weight, C: 0.02% or less and N: 0.0
The first gist is a bellows made of ferritic stainless steel having a stress corrosion cracking resistance reduced to 15% or less. Bellows molded with ferritic stainless steel,
Although the difference in diameter between the convex portion and the concave portion is limited depending on the ductility level of the material, the stress corrosion cracking susceptibility becomes extremely small in any case, and it can be considered that the sensitivity is virtually eliminated. .

【0009】ところで前述したように、ベローズは管を
液圧バルジなどの加工方法で成形して製造する。この場
合、管の製造には通常薄板を管状に丸め溶接で管とす
る。ベローズの使用環境によっては、溶接部や熱影響部
にCr炭化物が析出して粒界腐食が発生したり、耐全面
腐食性が劣化することがある。この現象を避けるため
に、溶接方法を限定して溶融部や熱影響部を極力狭くす
る対策、例えばレーザー溶接などの溶接方法の適用で対
応することは可能である。しかし、このような方法では
コスト的に不利が生ずる。これに対して、母材中にTi
を適量添加することで溶接方法を厳しく限定する必要が
なくなることがわかった。この知見に基づいて、溶接方
法を厳密に限定する必要のない実施態様として、第2の
発明を完成した。すなわち、本発明は (2)重量%で、C:0.02%以下、Ti:C含有量
とN含有量の和の4倍以上でかつ0.6%以下、N:
0.015%以下を含みその他不可避不純物およびFe
であるフェライト系ステンレス鋼からなる耐応力腐食割
れ性の優れたベローズを第2の要旨とする。
By the way, as described above, the bellows is manufactured by forming a tube by a working method such as hydraulic bulge. In this case, for manufacturing the tube, a thin plate is usually rolled into a tubular shape and welded into the tube. Depending on the use environment of the bellows, Cr carbide may be precipitated in the welded portion or the heat affected zone to cause intergranular corrosion, or the general corrosion resistance may be deteriorated. In order to avoid this phenomenon, it is possible to deal with the problem by limiting the welding method to make the fusion zone and the heat affected zone as narrow as possible, for example, by applying a welding method such as laser welding. However, such a method has a cost disadvantage. On the other hand, Ti in the base metal
It was found that it is not necessary to strictly limit the welding method by adding a proper amount of. Based on this finding, the second invention was completed as an embodiment in which the welding method need not be strictly limited. That is, the present invention is (2)% by weight, C: 0.02% or less, Ti: 4 or more times the sum of the content of C and N and 0.6% or less, N:
Including 0.015% or less, other unavoidable impurities and Fe
The second gist is a bellows which is excellent in stress corrosion cracking resistance and is made of ferritic stainless steel.

【0010】さらに、ベローズには自動車の排気系のよ
うに600〜900℃の環境で使用されるものがある。
この温度域は、素材中の析出していたCrの炭窒化物が
再固溶し、改めて粒界に再析出し、素材の強度を低下せ
しめ疲労特性を劣化させる。この温度域では、耐酸化性
が不可欠である上に、環境中に存在する種々の塩が付着
溶融して起こる溶融塩腐食に対するいわゆる耐溶融塩腐
食性が要求される。このため、製造時にこの温度域では
固溶しない炭化物ないし窒化物として固定しておけば、
粒界への再析出はなくなる。一方、溶融塩腐食に対して
は、Siを適量添加し安定なSiの酸化物皮膜を形成す
ることが有効であることがわかった。この考えに従っ
て、自動車の排気系のように600〜900℃の環境で
使用することを狙った実施態様として、第3の発明を完
成した。
Further, some bellows are used in an environment of 600 to 900 ° C. like an exhaust system of an automobile.
In this temperature range, the precipitated carbonitride of Cr in the material re-dissolves and re-precipitates again at the grain boundaries, reducing the strength of the material and deteriorating the fatigue characteristics. In this temperature range, oxidation resistance is indispensable, and so-called molten salt corrosion resistance against molten salt corrosion caused by adhesion and melting of various salts existing in the environment is required. Therefore, if fixed as a carbide or nitride that does not dissolve in this temperature range during manufacturing,
There is no reprecipitation at grain boundaries. On the other hand, it has been found that it is effective to add a proper amount of Si to form a stable Si oxide film against molten salt corrosion. In accordance with this idea, the third invention was completed as an embodiment aimed at use in an environment of 600 to 900 ° C. such as an exhaust system of an automobile.

【0011】すなわち、本発明は (3)重量%で、C:0.02%以下、Si:0.1%
以上1.5%以下、Mn:1.0%以下、Cr:11.
0%以上22.0%以下、Ti:C含有量とN含有量の
和の4倍以上でかつ0.6%以下、Al:0.1%以
下、N:0.015%以下を含みその他不可避不純物お
よびFeであるフェライト系ステンレス鋼からなる耐応
力腐食割れ性の優れたベローズを第3の要旨とする。
That is, the present invention is (3)% by weight, C: 0.02% or less, Si: 0.1%
1.5% or less, Mn: 1.0% or less, Cr: 11.
Including 0% or more and 22.0% or less, 4 times or more of the sum of Ti: C content and N content and 0.6% or less, Al: 0.1% or less, N: 0.015% or less A third gist is a bellows which is excellent in stress corrosion cracking resistance and is composed of unavoidable impurities and ferritic stainless steel which is Fe.

【0012】次に、本発明の限定条件を示す。ベローズ
に用いる素材は、Cを0.02%以下およびNを0.0
15%以下に低減したフェライト系ステンレス鋼に限定
する。フェライト系ステンレス鋼は、ベローズではCr
量にかかわらず耐応力腐食割れ性がオーステナイト径ス
テンレス鋼に比べて圧倒的に優れている。従って、Cr
量は使用する環境に応じて選択し得るので限定しない。
Next, the limiting conditions of the present invention will be shown. The material used for the bellows is 0.02% or less C and 0.0 N
Limit to ferritic stainless steel reduced to 15% or less. Ferrite stainless steel is Cr in bellows
Regardless of the amount, stress corrosion cracking resistance is overwhelmingly superior to austenitic stainless steel. Therefore, Cr
The amount is not limited because it can be selected depending on the environment used.

【0013】素材のC含有量は、0.02%を超えると
ベローズ加工が困難となる上に、例え加工できたとして
も素材中に析出したCr炭化物によって疲労特性が劣化
するために0.02%を上限とする。素材のN含有量
は、0.02%を超えるとCの場合と同様にベローズ加
工が困難となる上に、例え加工できたとしても素材中に
析出したCr窒化物によって疲労特性が劣化するために
0.02%を上限とする。
If the C content of the material exceeds 0.02%, the bellows processing becomes difficult, and even if it can be processed, the Cr carbide precipitated in the material deteriorates the fatigue properties, resulting in 0.02%. % Is the upper limit. If the N content of the material exceeds 0.02%, the bellows processing becomes difficult as in the case of C, and even if the material can be processed, the fatigue characteristics deteriorate due to the Cr nitride precipitated in the material. The upper limit is 0.02%.

【0014】また、溶接方法の厳しい限定を必要としな
い実施態様として完成した第2の発明においてTiを添
加することが特徴である。Tiは、溶接時に一旦固溶す
るCとNを固定するために、C含有重量とN含有重量の
和の4倍以上が当量であり必要なために下限とした。し
かし、多量に添加すると溶接時にNを吸収し窒化物を生
成することとなり、新たな溶接方法の限定が必要となる
ために、0.6%を上限とした。
In addition, in the second invention completed as an embodiment which does not require severe limitation of the welding method, the feature is that Ti is added. Ti is the lower limit because it is necessary to fix C and N, which are once solid-dissolved during welding, in an amount equal to or more than 4 times the sum of the C-containing weight and the N-containing weight. However, if a large amount is added, N will be absorbed during welding and nitride will be generated, and a new welding method will have to be limited, so the upper limit was made 0.6%.

【0015】さらに、自動車の排気系のように600〜
900℃の環境で使用することを狙った実施態様である
第3の発明においては、CrとAlを限定し、Siを添
加することが特徴である。Siは、耐溶融塩腐食性を確
保するためには、600〜900℃の温度域でSiの安
定な酸化皮膜を形成させることが必要であり、そのため
には0.1%以上の添加が必要である。しかし、多量に
添加するとベローズへの加工が極めて困難となり、例え
加工ができても凸部と凹部の径の差が小さくベローズの
機能を確保するためには非常に長い構造にする必要が生
ずる。このために1.5%を上限とした。Mnは、ベロ
ーズへの加工のためには素材の加工性を確保する必要が
あるにもかかわらず、耐溶融塩腐食性のためにSiを添
加したことから、Mnを限定して加工性を確保すること
とし、上限を1.0%とした。Crは、600〜900
℃の温度域で耐酸化性が不可欠である。11%未満で
は、耐酸化性が極めて劣るために下限とした。しかし、
多量に添加すると加工性が劣化するので22.0%を上
限とした。Alは、脱酸のために必要な元素であるが、
多量に添加するとベローズへの加工だけでなく熱間加工
性も劣化するので、上限を0.1%とした。
Further, like an automobile exhaust system,
The third invention, which is an embodiment aimed at use in an environment of 900 ° C., is characterized by limiting Cr and Al and adding Si. In order to secure the molten salt corrosion resistance, it is necessary for Si to form a stable oxide film of Si in the temperature range of 600 to 900 ° C. For that purpose, addition of 0.1% or more is necessary. Is. However, if added in a large amount, it becomes extremely difficult to process the bellows, and even if the bellows can be processed, the difference in diameter between the convex portion and the concave portion is small and a very long structure is required to secure the function of the bellows. Therefore, the upper limit is 1.5%. As for Mn, although it is necessary to secure the workability of the raw material for the processing into the bellows, since Si is added for the corrosion resistance of the molten salt, the workability is secured by limiting the Mn. The upper limit was set to 1.0%. Cr is 600 to 900
Oxidation resistance is essential in the temperature range of ℃. If it is less than 11%, the oxidation resistance is extremely poor, so the lower limit was made. But,
If added in a large amount, the workability deteriorates, so 22.0% was made the upper limit. Al is an element necessary for deoxidation,
If added in a large amount, not only the processing into the bellows but also the hot workability deteriorates, so the upper limit was made 0.1%.

【0016】[0016]

【作用】本発明では、フェライト系ステンレス鋼を用い
たベローズを提供する。フェライト系ステンレス鋼は、
ベローズ加工を行なった場合溶接部も含めて応力腐食割
れ感受性が極めて低いことから、応力腐食割れによる亀
裂発生が大きく減少する。一方、CおよびNの含有量を
低いレベルに限定することによって、ベローズの凸部と
凹部の径の差が充分確保することが可能となる。
The present invention provides a bellows using ferritic stainless steel. Ferritic stainless steel is
When the bellows process is performed, the susceptibility to stress corrosion cracking, including the welded part, is extremely low, so that the occurrence of cracks due to stress corrosion cracking is greatly reduced. On the other hand, by limiting the content of C and N to a low level, it becomes possible to sufficiently secure the difference in diameter between the convex portion and the concave portion of the bellows.

【0017】また、母材中にTiを適量添加すること
で、溶接部や熱影響部でのCr炭化物の析出が解消し、
粒界腐食の発生や耐全面腐食性の劣化がなくなるため、
溶接方法を限定して溶融部や熱影響部を極力狭くする対
策が不要となり、溶接方法を厳しく限定する必要がなく
なる。さらに、Tiの適量の添加により、600〜90
0℃の環境でも素材中の析出していたCrの炭窒化物が
再固溶し、改めて粒界に再析出することに起因する素材
の強度の低下や疲労特性の劣化が解消する。Siを適量
添加とCr量の限定により、Crを主体とした酸化皮膜
に加えて安定なSiの酸化物皮膜が形成することから、
耐酸化性が向上し、環境中に存在する種々の塩が付着溶
融して起こる溶融塩腐食に対するいわゆる耐溶融塩腐食
性が向上する。この結果、自動車の排気系のように60
0〜900℃の環境でも使用可能な耐応力腐食割れ性の
優れたベローズが提供できる。
Further, by adding an appropriate amount of Ti to the base metal, the precipitation of Cr carbide in the weld zone and heat affected zone is eliminated,
Since the occurrence of intergranular corrosion and deterioration of general corrosion resistance are eliminated,
There is no need to take any measures to limit the welding method to make the fusion zone and the heat affected zone as narrow as possible, and it is not necessary to strictly limit the welding method. Further, by adding an appropriate amount of Ti, it becomes 600 to 90.
Even in the environment of 0 ° C., the carbonitride of Cr that has been precipitated in the material is re-dissolved and re-precipitated again at the grain boundary, so that the deterioration of the strength and fatigue characteristics of the material is eliminated. By adding an appropriate amount of Si and limiting the amount of Cr, a stable Si oxide film is formed in addition to the oxide film mainly composed of Cr.
Oxidation resistance is improved, and so-called molten salt corrosion resistance to molten salt corrosion caused by adhesion and melting of various salts existing in the environment is improved. As a result, 60
It is possible to provide a bellows having excellent stress corrosion cracking resistance that can be used even in an environment of 0 to 900 ° C.

【0018】[0018]

【実施例】表1に示した鋼の0.5mm厚の冷延板(焼鈍
ないし溶体化材)でベローズを作成し、応力腐食割れ試
験に供した。応力腐食割れ試験は、ベローズの全長さに
対して10%の伸びを加えた状態で、ガーゼを被せ、そ
のガーゼの両端を0.5%NaCl溶液に浸し、全体を
80℃の恒温室に保持する方法で行なった。NaCl溶
液は毛管現象によりガーゼを伝い、ベローズの表面(外
面)に接した。この方法では、ベローズの表面近傍で水
分が蒸発し、その結果時間と共にNaClの結晶が析出
する現象が見られた。
Example A bellows was prepared from a cold-rolled steel sheet (annealed or solution-treated material) having a thickness of 0.5 mm shown in Table 1, and subjected to a stress corrosion cracking test. In the stress corrosion cracking test, 10% elongation is applied to the entire length of the bellows, covered with gauze, both ends of the gauze are immersed in 0.5% NaCl solution, and the whole is kept in a thermostatic chamber at 80 ° C. It was done by the method. The NaCl solution propagated through the gauze by the capillarity and contacted the surface (outer surface) of the bellows. In this method, it was observed that water vaporized near the surface of the bellows, resulting in the precipitation of NaCl crystals over time.

【0019】表2に各種ベローズの応力腐食割れや高温
酸化による酸化増量の値をまとめた。本発明のフェライ
ト系ステンレス鋼のベローズは、240h以上割れがな
く応力腐食割れの発生がなかった。一方、比較のSUS
304鋼のベローズは早いものでは約20hで割れが発
生した。破面やその近傍の断面の観察結果からCl-
オンに起因する応力腐食割れと判断した。
Table 2 shows the values of the amount of oxidation increase due to stress corrosion cracking of various bellows and high temperature oxidation. The bellows of the ferritic stainless steel of the present invention did not crack for 240 hours or more and stress corrosion cracking did not occur. On the other hand, comparison SUS
The 304 steel bellows cracked in about 20 hours at an early stage. From the observation result of the fracture surface and the cross section in the vicinity thereof, it was judged that the stress corrosion cracking was caused by Cl ions.

【0020】TiとSiを添加した本発明鋼は、酸化増
量がSUS304鋼と同レベルであり、優れた耐酸化性
を示した。
The steel according to the present invention to which Ti and Si were added showed the same level of increase in oxidation as the SUS304 steel, and showed excellent oxidation resistance.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】[0022]

【表2】 [Table 2]

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明により、応力腐食割れによる亀裂
の発生がほとんど解消したベローズの提供が可能となっ
た。また、母材の組成を限定することで、素材の管の製
造に用いる溶接に厳しい限定を行なう必要がなくなっ
た。さらに、自動車の排気系のように600〜900℃
の環境で使用しても、応力腐食割れはもちろん高温酸化
や溶融塩腐食の点でも充分満足できるベローズの提供が
可能となった。この結果、ベローズを使用した装置のメ
ンテナンスが極めて簡略化され、装置全体の寿命が伸び
る効果が得られる。また、メンテナンスの簡略化によっ
て生産性の向上も可能となるなど、工業的な利点は大き
い。
According to the present invention, it is possible to provide a bellows in which the generation of cracks due to stress corrosion cracking is almost eliminated. Also, by limiting the composition of the base material, it is no longer necessary to severely limit the welding used to manufacture the tube of material. Furthermore, like the exhaust system of a car, 600-900 ℃
It is now possible to provide bellows that are sufficiently satisfactory not only in stress corrosion cracking, but also in high temperature oxidation and molten salt corrosion even when used in the above environment. As a result, the maintenance of the device using the bellows is extremely simplified, and the life of the entire device is extended. Further, the industrial advantages are great, such as the productivity can be improved by simplifying the maintenance.

【0024】しかもこれらのベローズは、従来Niの多
量に含まれたオーステナイト系ステンレス鋼が用いられ
ていたことを考慮すると、比較的安価なフェライト系ス
テンレス鋼を用いているので、極めて安価に提供できる
特徴がある。これにより得られた効果は、工業的な面か
らの経済的利益はもちろん、一時的とはいえ応力腐食割
れの亀裂発生に起因する有害な液体や気体の漏洩が解消
して環境面での汚染がなくなる効果が得られ、直接経済
効果には現れない社会的利益も莫大なものとなる。
Further, considering that conventional austenitic stainless steels containing a large amount of Ni have been used for these bellows, since they are relatively inexpensive ferritic stainless steels, they can be provided at extremely low cost. There are features. The effect obtained by this is not only the economic benefit from the industrial side, but also the temporary leakage of harmful liquids and gases due to the occurrence of stress corrosion cracking is eliminated and environmental pollution is solved. The effect is eliminated, and the social benefits that do not appear in the direct economic effect are enormous.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重量%で、C:0.02%以下および
N:0.015%以下に低減したフェライト系ステンレ
ス鋼からなることを特徴とする耐応力腐食割れ性の優れ
たベローズ。
1. A bellows excellent in stress corrosion cracking resistance, characterized by comprising ferritic stainless steel in which C: 0.02% or less and N: 0.015% or less by weight.
【請求項2】 重量%で、C:0.02%以下、Ti:
C含有量とN含有量の和の4倍以上でかつ0.6%以
下、N:0.015%以下を含みその他不可避不純物お
よびFeであるフェライト系ステンレス鋼からなること
を特徴とする耐応力腐食割れ性の優れたベローズ。
2. C: 0.02% or less, Ti:
Stress resistance characterized by being composed of ferritic stainless steel which is 4 times or more of the sum of C content and N content and 0.6% or less, N: 0.015% or less, and other unavoidable impurities and Fe. Bellows with excellent corrosion cracking resistance.
【請求項3】 重量%で、C:0.02%以下、Si:
0.1%以上1.5%以下、Mn:1.0%以下、C
r:11.0%以上22.0%以下、Ti:C含有量と
N含有量の和の4倍以上でかつ0.6%以下、Al:
0.1%以下、N:0.015%以下を含みその他不可
避不純物およびFeであるフェライト系ステンレス鋼か
らなることを特徴とする耐応力腐食割れ性の優れたベロ
ーズ。
3. By weight%, C: 0.02% or less, Si:
0.1% or more and 1.5% or less, Mn: 1.0% or less, C
r: 11.0% or more and 22.0% or less, Ti: 4 or more times the sum of C content and N content and 0.6% or less, Al:
A bellows excellent in stress corrosion cracking resistance, characterized by comprising ferritic stainless steel containing 0.1% or less and N: 0.015% or less and other unavoidable impurities and Fe.
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