JPS6318043A - 排ガス耐食性に優れたアルミニウムめつき鋼板 - Google Patents

排ガス耐食性に優れたアルミニウムめつき鋼板

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JPS6318043A
JPS6318043A JP61160690A JP16069086A JPS6318043A JP S6318043 A JPS6318043 A JP S6318043A JP 61160690 A JP61160690 A JP 61160690A JP 16069086 A JP16069086 A JP 16069086A JP S6318043 A JPS6318043 A JP S6318043A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、内燃機関などの排ガス処理部材を構成するに
好適な高耐食性アルミニウムめっき鋼板に関する。より
詳細に言えば、内燃機関排ガス処理部材のような、高温
酸化と結露水による湿食の両方に曝され、アルカリ性物
質および酸性物質の両者に対して抵抗力を有する耐食性
アルミニウムめっき鋼板に関する。
〈従来の技術とその問題点〉 石油燃料を使用する燃焼機器の排ガスと接触する部材の
材料としてアルミニウムめっき鋼板が使用されている。
このアルミニウムめっき鋼板は、合金元素を多量に含む
耐熱鋼やステンレス鋼に比して安価であり、ある程度以
上の耐高温酸化性を有する利点があり、自動車排ガス管
路構成部材にも多量に使用されている。
このようなアルミニウムめっき鋼板の開発は母材鋼の組
成の研究とめっき法の研究の両面から為されるが、母材
鋼組成の面からの開発には特願昭BO−8294の発明
があり、めっき法の面からの開発では特願昭81−11
0527の発明がある。前者は、少量のSi 、Mn 
、Cuを含む素材にアルミニウムめっきを施すことを骨
子とするものであり、後者は前者にNiのプレめっきを
施してからアルミニウムめっきを施すことを骨子とする
ものである。
しかしながら、Niのプレめっきを施すことはコスト的
に必ずしも有利な方法とは言えないので、本発明者らは
さらに有利な母材鋼の組成の開発を試み、本発明に到達
した。
〈発明の構成〉 即ち、本発明は 重量で C:  0.05%未満 Si:  0.10%未満 Cu:  O,l0=0.50% Ni:  0.10〜0.50% Cr:  l 、80〜3.00% を含み、残部Feおよび不可避的不純物よりなる鋼板に
アルミニウムめっきを施してなる排ガス耐食性に優れた
アルミニウムめっき鋼板を提供する。
本発明はまた、 重量で C:  0.05%未満 Si:  0.10%未満 Cu:  0.10−0.50% Ni:  0.10〜0.50% Cr:  1.80〜3.00% さらに、 Ti 、Zr、Nb、Vの少くとも1種を(C+N)含
有量の原子当量以上含有し、残部Feおよび不可避的不
純物よりなる鋼板にアルミニウムめっきを施してなる排
ガス耐食性に優れたアルミニウムめっき鋼板を提供する
本発明における組成限定の理由は次の通りである。
Cは、その含有量が増加すると、粒界析出炭化物が多く
なり、母材の局部腐食を促進する。したがって、低い方
が好ましく、通常の鋼よりは低く0.05%未満に限定
される。
Siは、その含有量が増加すると、熱間圧延中に難溶解
性のスケール(ファイアライト(Fe O) 2 Si
 02 )が形成され、その結果、酸洗、冷間圧延後の
鋼板にもこのスケールが点状に残存して溶融アルミニウ
ムめっき時に不めっきを発生する。この点状率めっきは
アルミめっき鋼板の腐食の起点となる。したがってSi
含有量は低いほど望ましく、0.1%未満と限定される
Cuは排ガス結露水による鋼板の攻撃を抑制する。特に
、S04に対する耐食性向上に著しく効果があるが、そ
の効果を発揮するためにはCuは0.1%以上含有され
る必要がある。一方、Cuが0.5%を越えると、熱間
脆性による割れや表面疵の生成の原因となり、さらにC
uの析出硬化によって鋼板の加工性も低下する。よって
0.1〜0.5%と限定される。
Niは鋼中でCuの溶解度を増加させて耐食性を改善す
るとともに、Cuによる熱間脆性を抑制する。その添加
量はCuのそれと同等にすることが妥当である。即ち、
0.1〜0.5%のNiが含有される。
Crは鋼板自身の耐食性を改善する元素として良く知ら
れており、特にCI−に対する耐食性向上に効果があり
、Cuとの複合添加により、総合的に排ガス耐食性を向
上させる。 Crの添加量が1.8%未満では耐食性向
上効果がほとんど期待できない。一方3.0%を越える
と、鋼板自身の溶融アルミニウムめっき性が低下し、点
状不めっきを発生する。この点状不めっきは局部腐食を
促進するので、めっき鋼板の総合的な耐食性向上に悪影
響を及ぼす、よって、Cr含有量は1.8〜3.0%と
される。
Ti 、Zr、Nb、Vは鋼板自身の加工性、耐熱性を
向上させる元素として有効である。排ガス系部材には、
その使用環境が600℃程度まで上がる部位もあるので
、排ガス耐食性以外に、ある程度の耐熱性も要求される
。鋼中のTi等は、めっき層のAIと鋼板のFeとの相
互拡散により形成される合金層のクラック発生を抑制し
、その耐食性、耐熱性を向上させる。その機構はCとN
を補足することによるものであるから、含有量は(C+
 N)含有量の原子当量以上である。しかし、Ti 、
Zr、Nb、Vは高価な元素であるから多量に含有させ
る必要はない。
本願発明のアルミニウムめっき鋼板の素材鋼は不可避的
不純物として、 Mn:1.0%以下 P:  0.05%以下 S:  0.05%以下 N:  0.02%以下 Al:  0.05%以下(脱酸剤として残留)を含み
得る。
なお溶融アルミニウムめっきは常法によって実施すれば
よい。
〈発明の具体的記載〉 次に、本発明を実験例と実施例によって具体的に開示す
る。
実験 (1)溶融アルミニウムめっき鋼板の作製常法によって
多数の鋼を溶製し、連鋳、熱間圧延、酸洗、冷間圧延の
工程を経て板厚9.8+amの冷間圧延鋼板(めっき母
材)を得た。その組成は C:   o、ooa〜0.015% Si:   0.03  〜0.08%Cu:  無添
加、0.15 〜0.35%Ni:   0.33  
〜0.35%Cr:  無添加  〜5.6% Mn   O,25〜o、3syD P:    0.01  〜0.015%S:    
0.008〜0.011%Al:   0.03  〜
0.05%であった・ めっき母材鋼板は50%H2−N2雰囲気下で750℃
で30秒予熱した後、同雰囲気下にある660℃の9.
5%5i−AI浴に2秒間浸漬して溶融アルミニウムめ
っきを行ない、めっき付着量が片面80g/m2の溶融
アルミニウムめっき鋼板を作製した。
(2)試験法 前記アルミニウムめっき鋼板から直径60鵬■の円板を
切り出し、エリクセン試験機によってこの円板の中央部
を半球状に4■張り出したものを試験片とした。
促進腐食試験はエンジン始動時の排ガス結露水がアルカ
リ性であり、その結露水が蒸発、濃化して酸性に変化す
る挙動を模した試験である。
試験液はアルカリ性の結露水の代表的組成をそのまま使
用した。その組成は次の通りである。
C03’−: 2,000 ppm HCO−3: 2,000 ppm 5 O4”−:  500 pp■ CI−:   50ppm HCHO:   12ppm 活性炭 :   10g/l 試験液はpH値が8.8になるようにアンモニウム塩で
調整した。なお、活性炭の添加はマフラー内に多量の未
燃焼炭素が付着していることの再現である。
試験片を前記の組成の試験液に3分間浸漬した後、試験
液を試験片中央部の半球状の張り出し部(以下、液溜め
と呼ぶ)に満たした状態で取り出した。次いで、80℃
の温風雰囲気下で17分間保持し、この間に液溜め中の
試験液を完全に蒸発乾燥させるという処理を1サイクル
として、2.000サイクルまで試験を繰り返した。2
,000サイクル後の各試験片は腐食減少量(8)およ
び最大侵食深さく mm)を計測して耐食性を評価した
第1図は鋼中のCr含有率と腐食減量との関係を示し、
第2図はCr含有率と最大侵食深さとの関係を示す。こ
れらの試験に用いた試料のCrおよびCu以外の背景組
成は必ずしも同一ではないが、それぞれの成分範囲で腐
食挙動が変化することはない。したがって本結果はCr
の量に対して一義的な結果を示していると考えられる。
両図から明らかなように、母材鋼板がCrを1.8〜3
.0wt%、かっCuを0.15〜0.35wt%含有
した溶融アルミニウムめっき鋼板は腐食減量3.0g以
下、最大侵食深さ0.1mm以下の非常に良好な自動車
排ガス耐食性を示すことが分る。これに対して、Crを
単独で添加した場合には、その含有量の増加とともに腐
食減量は少なくなるが、最大侵食深さは小さくならない
。またCrが3.0wt%を越えた場合には、Cuを添
加しても局部腐食による最大侵食深さは大きい、これは
溶融アルミニウム時の点状不めっき部が局部的に侵食さ
れるためである。
このように母材鋼板がCrを1.8〜3.0wt%、C
uを0 、10−0 、50wt%含有した溶融アルミ
ニウムめっき鋼板は、点状不めっきのない健全なアルミ
ニウムめっき層による耐食性向上と母材組成による耐食
性向上の両効果が相乗され、優れた特性が発揮されるこ
とが分る。
実施例 第1表にその化学組成を示す各種の鋼を通常に薄鋼板の
製造工程に従って製造し、板厚1 、0m腸のめっき母
材とした。
めっき母材は75%H2−N2雰囲気で750℃で30
秒予熱した後、同雰囲気下にある670’0(’)7.
2wt%5i−AIめっき浴に2秒浸漬して溶融アルミ
ニウムめっき鋼板を得た。
このようにして得ためっき鋼板を前記と同様の、腐食試
験であって、ただし、前記のサイクル60サイクル毎に
、600℃で1時間の加熱を行なって、2000サイク
ルまで試験を繰り返した。2000サイクル後の各試験
片は腐食減量(g)および最大侵食深(1曹)さを測定
して耐食性を評価した。結果が第2表に示しである。
Crを1.8〜3.0wt%、Cuを0.10〜0.5
wt%含有する本発明製品試料1および4は600℃で
加熱しても、良好な耐食性を示す。またCrを1.8〜
3.0wt%、Cuを0.10〜0.50wt%、Ti
、Zr、V、Nb(7)1種または2種以上を(C+ 
N)含有量の原子当量以上含有する本発明の含む本発明
製品試料2.3.4はさらに優れた耐食性を示す。
一方、Cr含有量が3.Ovt%を越えた溶融アルミニ
ウムめっき鋼板試料10、およびSi含有量が1.0w
t5以上の溶融アルミニウムめっき鋼第  2  表 板試料8は、めっき時の点状下めっきに起因した局部腐
食を生じ、総合的な耐食性が本発明製品の水準に達しな
い。
〈発明の効果〉 以上詳細に述べたように、本願発明の溶融アルミニウム
めっき鋼板は自動車排ガス系部材、その他、石油系燃料
を使用する燃焼機器の部材として使用するに有用である
【図面の簡単な説明】
第1図は鋼中のCr含有率と腐食減量との関係を示し、
第2図はCr含有率と最大侵食深さとの関係を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 重量で C:0.05%未満 Si:0.10%未満 Cu:0.10〜0.50% Ni:0.10〜0.50% Cr:1.80〜3.00% を含み、残部Feおよび不可避的不純物よりなる鋼板に
    アルミニウムめっきを施してなる排ガス耐食性に優れた
    アルミニウムめっき鋼板。 2 重量で C:0.05%未満 Si:0.10%未満 Cu:0.10〜0.50% Ni:0.10〜0.50% Cr:1.80〜3.00% さらに、 Ti、Zr、Nb、Vの少くとも1種を(C+N)含有
    量の原子当量以上含有し、残部Feおよび不可避的不純
    物よりなる鋼板にアルミニウムめっきを施してなる排ガ
    ス耐食性に優れたアルミニウムめっき鋼板。
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