RU2720498C1 - Лист из титансодержащей ферритной нержавеющей стали для фланцевого элемента выхлопной трубы, способ изготовления и фланцевый элемент - Google Patents

Лист из титансодержащей ферритной нержавеющей стали для фланцевого элемента выхлопной трубы, способ изготовления и фланцевый элемент Download PDF

Info

Publication number
RU2720498C1
RU2720498C1 RU2018144305A RU2018144305A RU2720498C1 RU 2720498 C1 RU2720498 C1 RU 2720498C1 RU 2018144305 A RU2018144305 A RU 2018144305A RU 2018144305 A RU2018144305 A RU 2018144305A RU 2720498 C1 RU2720498 C1 RU 2720498C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sheet
less
steel
flange element
temperature
Prior art date
Application number
RU2018144305A
Other languages
English (en)
Inventor
Сеидзи МИЦУНАГА
Нобухиса ЭБИХАМА
Ясухиро ЕХАРА
Кадзунари ИМАКАВА
Original Assignee
Ниппон Стил Стэйнлесс Стил Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ниппон Стил Стэйнлесс Стил Корпорейшн filed Critical Ниппон Стил Стэйнлесс Стил Корпорейшн
Application granted granted Critical
Publication of RU2720498C1 publication Critical patent/RU2720498C1/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L23/00—Flanged joints
    • F16L23/02—Flanged joints the flanges being connected by members tensioned axially
    • F16L23/032—Flanged joints the flanges being connected by members tensioned axially characterised by the shape or composition of the flanges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/002—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/16—Selection of particular materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1805—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2530/00—Selection of materials for tubes, chambers or housings
    • F01N2530/02—Corrosion resistive metals
    • F01N2530/04—Steel alloys, e.g. stainless steel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области металлургии, а именно к листу из титансодержащей ферритной нержавеющей стали, предназначенному для изготовления фланцевого элемента выхлопной трубы. Лист имеет толщину 5,0-11,0 мм, твердость на поверхности, составляющую 170 HV или менее, и следующий химический состав, мас.%: 0,003-0,030 С, 2,0 или менее Si, 2,0 или менее Mn, 0,050 или менее Р, 0,040 или менее S, 10,0-19,0 Cr, 0,030 или менее N, 0,07-0,50 Ti, 0,010-0,20 Al, остальное - Fe и неизбежные примеси. Значение параметра К, определяемого соотношением К=-0,07×Cr-6790×Своб(С+N)-1,44×d+267, составляет 150 или более, где Cr - содержание (мас.%) хрома в стали, Своб(С+N) - значение (мас.%), полученное путем вычитания общего содержания (мас.%) С и N в извлеченном осадке, полученном при электролитическом извлечении, из общего содержания (мас.%) С и N в стали, d - средний диаметр (мкм) кристаллических зерен, рассчитанный для отполированной визуально изучаемой поверхности среза (среза L) в плоскости, параллельной направлению прокатки и направлению по толщине листа, при помощи метода секущих с проведением прямых линий, который определен в стандарте JIS G0551:2013, Annex С. Лист обладает высокой ударной вязкостью и обрабатываемостью. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Description

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к листу большой толщины из титансодержащей ферритной нержавеющей стали, который обладает превосходной ударной вязкостью, позволяющей изготавливать из него фланцевый элемент выхлопной трубы, а также к способу изготовления этого листа. Изобретение также относится к фланцевому элементу, полученному из этого листа. Здесь фланцевый элемент выхлопной трубы представляет собой стальной элемент, который приваривают к концу стальной трубы, из которой получают выхлопную трубу, и который образует фланец, обеспечивающий скрепление выхлопной трубы с другим элементом.
Уровень техники
[0002]
Выхлопной тракт в автомобиле задается различными элементами, включающими выпускной коллектор, приемную трубу, глушитель, центральную трубу и т.п. Эти элементы выхлопного тракта скрепляют с использованием фланцев. На Фиг.1 в качестве примера в изометрии схематично показана составная часть выхлопной трубы, имеющая фланец. Для получения составной части выхлопной трубы к концу стальной трубы 1 приваривают фланцевый элемент 2. Фланцевый элемент 2, используемый в составной части выхлопной трубы, здесь называется "фланцевым элементом выхлопной трубы". Размеры и форма фланцевого элемента выхлопной трубы могут немного меняться в зависимости от спецификации выхлопной трубы, и этот фланцевый элемент часто изготавливают путем холодной штамповки с использованием штампа. Обычно фланцевый элемент имеет большое центральное отверстие, через которое протекает выхлопной газ, и отверстие для скрепления при помощи болта, и его обычно подвергают обработке резанием.
[0003]
В качестве материала фланцевого элемента выхлопной трубы часто используют обычные стали, но в последние годы, учитывая коррозионную стойкость и т.п., происходит смещение в сторону нержавеющих сталей. Что касается используемых для него типов стали, существует большая потребность в применении однофазных ферритных сталей, которые имеют меньший коэффициент теплового расширения и меньшую стоимость по сравнению с аустенитной нержавеющей сталью. Примеры однофазных ферритных сталей, которые считаются подходящими для изготовления фланцевого элемента выхлопной трубы, являющегося частью выхлопного тракта в автомобиле, если принимать во внимание характеристики материала, в том числе, коррозионную стойкость, термостойкость и т.п., включают титансодержащую ферритную нержавеющую сталь.
[0004]
Часто требуется, чтобы нержавеющая сталь, из которой получают фланцевый элемент выхлопной трубы, являющийся частью выхлопного тракта в автомобиле, была в форме листа, имеющего большую толщину (например, 5,0-11,0 мм). При этом в общем случае однофазные ферритные стали имеют небольшую ударную вязкость при низких температурах. Если говорить более подробно, часто указывается, что недостаточная ударная вязкость титансодержащих ферритных нержавеющих сталей не позволяет получать фланцевый элемент из листа большой толщины, или полученный в результате фланцевый элемент не проходит испытания с приложением большой ударной нагрузки.
Список литературы
Патентные документы
[0005]
PTL 1: JP-A-60-228616
PTL 2: JP-A-64-56822
PTL 3: JP-A-2012-140688
Сущность изобретения
Техническая проблема
[0006]
В документе PTL1 в качестве способа повышения ударной вязкости листа из титансодержащей ферритной нержавеющей стали описан способ, при выполнении которого этот лист подвергают закалке после горячей прокатки и свертывают в рулон при температуре 450°С или менее. В документе PTL 2 описан способ, в котором в конце горячей прокатки увеличивают температуру в соответствии с химическим составом и после свертывания в рулон выполняют закалку стального листа в воде. Однако, даже несмотря на принятие этих мер, повышение ударной вязкости, необходимое для изготовления фланцевого элемента выхлопной трубы, оказывается недостаточным, если стальной лист имеет большую толщину. В документе PTL 3 описан способ, в котором стальной лист свертывают в рулон при температуре 570°С или более, в течение 5 или более минут выдерживают рулон в состоянии, когда температура на его поверхности составляет 550°С, и после этого полностью погружают в воду. Однако при определенном диаметре кристаллических зерен в этом стальном листе требуется еще большее повышение ударной вязкости при низких температурах.
[0007]
Для получения фланцевого элемента выхлопной трубы используют холодную штамповку, сверление, резание и т.п. Поэтому важно, чтобы стальной лист имел хорошую обрабатываемость.
[0008]
Задача настоящего изобретения - предложить лист большой толщины из титансодержащей ферритной нержавеющей стали с превосходными ударной вязкостью и обрабатываемостью, который подходит для использования в качестве исходного материала при изготовлении фланцевого элемента выхлопной трубы.
[0009]
Устранение проблемы
При проведении исследований авторы настоящего изобретения обнаружили, что ударная вязкость листа из титансодержащей ферритной нержавеющей стали, имеющего большую толщину, повышается при уменьшении количества C и N, находящихся в твердом растворе в матрице из ферритной фазы, но степень этого повышения в значительной степени зависит от диаметра кристаллических зерен феррита. Настоящее изобретение было создано на основе этой информации.
[0010]
Задача настоящего изобретения может быть выполнена за счет приведенного далее.
(1) Лист из титансодержащей ферритной нержавеющей стали, предназначенный для изготовления фланцевого элемента выхлопной трубы, который имеет следующий химический состав (мас.%): 0,003% - 0,030% С; 2,0% или менее Si; 2,0% или менее Mn; 0,050% или менее Р; 0,040% или менее S; 10,0% - 19,0% Cr; 0,030% или менее N; 0,07% - 0,50% Ti и 0,010% - 0,20% Al; остальное - Fe и неизбежные примеси, имеет параметр К, заданный приведенным далее уравнением (1), который составляет 150 единиц или более, твердость на поверхности, составляющую 170 HV или менее, и толщину 5,0-11,0 мм:
Параметр К=-0,07×Cr - 6790× Своб (С+N) -1,44×d+267 (1)
где Cr - содержание (мас.%) хрома в стали; Своб (С+N) -значение (мас.%), полученное путем вычитания общего содержания (мас.%) С и N в извлеченном осадке, полученном при электролитическом извлечении, из общего содержания (мас.%) С и N в стали; и d - средний диаметр (мкм) кристаллических зерен, рассчитанный для отполированной визуально изучаемой поверхности среза (среза L) в плоскости, параллельной направлению прокатки и направлению по толщине листа, при помощи метода секущих с проведением прямых линий, который определен в стандарте JIS G0551:2013, Annex С.
(2) Лист из титансодержащей ферритной нержавеющей стали, предназначенный для изготовления фланцевого элемента выхлопной трубы, по пункту (1), который дополнительно содержит (мас.%) 1,50% или менее Mo.
(3) Лист из титансодержащей ферритной нержавеющей стали, предназначенный для изготовления фланцевого элемента выхлопной трубы, по пункту (1), который дополнительно содержит (мас.%) 0,0030% или менее В.
(4) Способ изготовления листа из титансодержащей ферритной нержавеющей стали, предназначенного для изготовления фланцевого элемента выхлопной трубы, по любому из пунктов с (1) по (3), содержащий следующие этапы:
- нагревают сляб из стали, имеющей упомянутый химический состав, в нагревательной печи, вынимают сляб, имеющий температуру 950°С - 1120°С, из нагревательной печи, выполняют прокатку сляба в стане черновой прокатки с получением промежуточного сляба, имеющего толщину 20-50 мм и температуру на поверхности 700°С - 850°С, выполняют горячую прокатку промежуточного сляба с получением толщины 5,0-11,0 мм и выполняют свертывание в рулон при температуре на поверхности 650°С - 800°С, в результате чего получают горячекатаный стальной лист; и
- выполняют отжиг горячекатаного стального листа при температуре 800°С - 1100°С, в результате чего получают горячекатаный и отожженный стальной лист, имеющий твердость на поверхности, составляющую 170 HV или менее.
(5) Фланцевый элемент, полученный из листа из титансодержащей ферритной нержавеющей стали по любому из пунктов с (1) по (3).
(6) Фланцевый элемент по пункту (5), представляющий собой фланцевый элемент выхлопной трубы автомобиля.
[0011]
Здесь "поверхность листа" - это его верхняя или нижняя поверхность. Твердость на поверхности листа можно определить путем вдавливания индентора в эту поверхность, когда с нее удалена окалина, при HV 30 (нагрузка при испытании: 294,2 Н) в соответствии со стандартом JIS Z2244:2009.
Преимущества при применении изобретения
[0012]
Согласно изобретению можно устойчивым образом получать лист большой толщины из титансодержащей ферритной нержавеющей стали, который обладает превосходными ударной вязкостью и обрабатываемостью. Этот стальной лист с большой выгодой можно использовать в качестве исходного материала при изготовлении фланцевого элемента, применяемого в выхлопной трубе, являющейся частью выхлопного тракта в автомобиле.
Краткое описание чертежей
[0013]
На Фиг.1 в изометрии схематично показана составная часть выхлопной трубы, имеющая фланец.
Подробное описание вариантов реализации
[0014]
Химический состав
Целью настоящего изобретения является получение ферритной нержавеющей стали, содержащей приведенные далее химические элементы. Если не указано иное, химический состав стального листа приведен мас.%.
[0015]
С повышает твердость стали и приводит к снижению ударной вязкости стального листа. Содержание С (т.е., общее количество С в твердом растворе и в виде составной части химического соединения) ограничивается уровнем 0,030% или менее. Содержание С предпочтительно составляет 0,020% или менее, и его можно поддерживать на уровне 0,015% или менее. Чрезмерное снижение содержания С может привести к увеличению трудоемкости при выплавке стали и увеличению стоимости. Здесь целевым содержанием С в стальном листе является 0,003% или более.
[0016]
Si и Mn являются химическими элементами, обеспечивающими раскисление, и, кроме того, они повышают стойкость к окислению при высоких температурах. Предпочтительно обеспечить содержание Si на уровне 0,02% или более и Mn на уровне 0,10% или более. Большое содержание этих химических элементов может вызывать охрупчивание стали. Содержание Si ограничивается уровнем 2,0% или менее, более предпочтительно - 1,0% или менее. Содержание Mn также ограничивается уровнем 2,0% или менее, более предпочтительно - 1,0% или менее.
[0017]
Большое содержание Р и S может привести к снижению коррозионной стойкости. Допускается содержание Р на уровне до 0,050%, и содержание S - на уровне до 0,040%. Чрезмерное снижение содержания Р и S может привести к увеличению трудоемкости при выплавке стали и может не дать ожидаемой экономической выгоды. Обычно содержание Р можно поддерживать в диапазоне 0,010% - 0,050%, и содержание S можно поддерживать в диапазоне 0,0005% - 0,040%.
[0018]
Наличие Cr важно для обеспечения коррозионной стойкости, являющейся свойством нержавеющей стали. Cr также эффективен в плане повышения стойкости к окислению при высоких температурах. Для выполнения этих функций необходимо, чтобы содержание Cr было на уровне 10,0% или более. Большое содержание Cr может привести к повышению твердости стали, что в некоторых случаях препятствует повышению ударной вязкости стального листа, имеющего большую толщину. Здесь целевым содержанием Cr в стальном листе является 19,0% или менее.
[0019]
Как и С, N снижает ударную вязкость стального листа. Содержание N (т.е., общее количество N в твердом растворе и в виде составной части химического соединения) ограничивается уровнем 0,030% или менее. Содержание N предпочтительно составляет 0,020% или менее, и его можно поддерживать на уровне 0,015% или менее. Чрезмерное снижение содержания N может привести к увеличению трудоемкости при выплавке стали и увеличению стоимости. В общем случае содержание N можно поддерживать на уровне 0,003% или более.
[0020]
Ti образует карбонитрид титана в результате связывания с С и N, не допуская выделения карбонитрида хрома на границах зерен, поэтому он является химическим элементом, имеющим высокую эффективность в плане сохранения коррозионной стойкости стали и ее стойкости к окислению при высоких температурах. Необходимо, чтобы содержание Ti было на уровне 0,07% или более, более предпочтительно - на уровне 0,09% или более и еще более предпочтительно - на уровне 0,15% или более. Чрезмерно большое содержание Ti является нежелательным, так как это может привести к снижению ударной вязкости стального листа. По результатам многочисленных исследований, содержание Ti ограничивается уровнем 0,50% или менее, более предпочтительно, если Ti содержится в количестве 0,40% или менее. В приведенном здесь описании "карбонитрид" - это соединение, содержащее химический элемент-металл, связанный с C и/или N. Например, карбонитридами титана здесь считаются TiC, TiN и Ti(C,N).
[0021]
Al является химическим элементом, обеспечивающим раскисление. Для выполнения этой функции в достаточной степени предпочтительно добавлять Al до получения его содержания на уровне 0,010% или более. Большое содержание Al может привести к снижению ударной вязкости. Содержание Al ограничивается уровнем 0,20% или менее.
[0022]
Mo обеспечивает повышение коррозионной стойкости, и его можно добавлять в соответствии с необходимостью. В этом случае предпочтительным является содержание Mo на уровне 0,01% или более. Большое содержание Mo в некоторых случаях может негативно повлиять на ударную вязкость. Содержание Mo находится в диапазоне 0% - 1,50%.
[0023]
B облегчает последующую обработку, и его можно добавлять в соответствии с необходимостью. В этом случае предпочтительным является его содержание на уровне 0,0010% или более. Однако если содержание В превышает 0,0030%, может снизиться однородность структуры металла из-за образования Cr2B, что в некоторых случаях приводит к снижению обрабатываемости. Содержание В может находиться в диапазоне 0% - 0,0030%.
[0024]
Параметр К
Параметр К, рассчитываемый при помощи уравнения (1), является показателем, точно отражающим зависимость величины ударной вязкости по Шарпи (Дж/см2) при 20°С для образца с U-образным надрезом, используемого при проведении испытания на ударную вязкость (с направлением ударного воздействия, перпендикулярным направлению прокатки и направлению по толщине стального листа), который получен из листа большой толщины (5,0-11,0 мм), состоящего из титансодержащей ферритной нержавеющей стали, имеющей указанный выше химический состав, от содержания Cr в этой стали, количества С и N в твердом растворе и среднего диаметра кристаллических зерен.
Параметр К= -0,07×Cr - 6790× Своб(С+N) -1,44×d+267 (1)
В выражении (1) Cr - содержание (мас.%) хрома в стали; Своб(С+N) -значение (мас.%), полученное путем вычитания общего содержания (мас.%) С и N в извлеченном осадке, полученном при электролитическом извлечении, из общего содержания (мас.%) С и N в стали; и d - средний диаметр (мкм) кристаллических зерен, рассчитанный для отполированной визуально изучаемой поверхности среза (среза L) в плоскости, параллельной направлению прокатки и направлению по толщине листа, при помощи метода секущих с проведением прямых линий, который определен в стандарте JIS G0551:2013, Annex С.
[0025]
При проведении тщательных исследований авторы настоящего изобретения обнаружили, что на ударную вязкость листа из титансодержащей ферритной нержавеющей стали, имеющего большую толщину, при комнатной температуре сильно влияет содержание Cr, количество С и N, находящихся в твердом растворе, и средний диаметр кристаллических зерен феррита. Было подтверждено, что в случае соблюдения указанного выше химического состава, а также управления содержанием Cr, количеством C и N, находящихся в твердом растворе, и средним диаметром кристаллических зерен таким образом, чтобы получить параметр К, составляющий 150 единиц или более, можно в достаточной степени предотвратить возникновение проблем, связанных со снижением ударной вязкости, при получении фланцевого элемента выхлопной трубы из стального листа большой толщины и при использовании полученного фланцевого элемента. Таким образом, в приведенном здесь описании параметр К должен составлять 150 единиц или более. Количеством С и N, находящихся в твердом растворе, и средним диаметром кристаллических зерен феррита в горячекатаном и отожженном стальном листе можно управлять путем выбора режима описанной позднее горячей прокатки, и можно получать горячекатаный стальной лист, имеющий параметр К, конкретно составляющий 150 единиц или более.
[0026]
В выражении (1) Своб(С+N) - это концентрация (мас.%) С и N, находящихся в твердом растворе. Значение Своб(С+N) можно получить приведенным далее образом.
Способ получения значения Своб(С+N)
В неводном электролитическом растворе, содержащем 10мас.% ацетилацетона, 1мас.% хлорида тетраметиламмония и 89мас.% метилового спирта, на образце, имеющем известную массу, который взят из стального листа, создается потенциал от -100 мВ до 400 мВ относительно насыщенного каломельного электрода (SCE) для полного растворения матрицы (металлической основы) образца, после этого жидкость, содержащая нерастворенное вещество, фильтруется с использованием мембранного фильтра, имеющего поры диаметром 0,05 мкм, и твердое вещество, остающееся на фильтре отбирается как извлеченный осадок. В извлеченном осадке количество С и N определяется путем анализа при помощи метода инфракрасной спектроскопии после сжигания пробы в индукционной печи (в случае С) и метода плавления при импульсном нагреве с измерением теплопроводности (в случае N), и вычисляется общее содержание С и N (Ост(С+N), в мас.% в стали) в извлеченном осадке. Своб(C+N) (мас.%) определяется при помощи приведенного далее выражения (2).
Своб(C+N)=Общ(C+N) - Ост(C+N) (2)
Здесь Общ(C+N) - общее содержание (мас.%) C и N в стали, и Ост(C+N) -общее содержание (мас.%) С и N в извлеченном осадке.
[0027]
Твердость
В случае изготовления из стального листа фланцевого элемента выхлопной трубы, выполняют холодную штамповку с использованием штампа, сверление, резание и т.п. Поэтому предпочтительно в достаточной степени снизить твердость стального листа, из которого получают фланцевый элемент выхлопной трубы. По результатам многочисленных исследований, в случае получения фланцевого элемента выхлопной трубы из листа из титансодержащей ферритной нержавеющей стали, имеющего толщину 5,0-11,0 мм, вполне достаточно снизить твердость стального листа до уровня 170 HV или менее. Если твердость стального листа выше указанного значения, будет снижаться точность размеров фланцевого элемента. В некоторых случаях из этого стального листа невозможно будет получить фланцевый элемент. Чрезмерное снижение твердости стального листа отрицательно сказывается на экономической эффективности, так как увеличивается трудоемкость его изготовления. В общем случае твердость можно поддерживать на уровне 130 HV или более. Для снижения твердости можно подвергнуть горячекатаный стальной лист отжигу, который описан позднее. В данном случае твердость можно определять путем вдавливания индентора в поверхность стального листа при HV 30 (нагрузка при испытании: 294,2 Н).
[0028]
Толщина
Как описано выше, имеется большая потребность в применении стального листа с толщиной 5,0-11,0 мм в качестве нержавеющего исходного материала при изготовлении фланцевого элемента выхлопной трубы, являющегося частью выхлопного тракта в автомобиле. В то же время, в случае листа из титансодержащей ферритной нержавеющей стали, имеющего толщину 5,0 мм или более, недостаточная ударная вязкость может стать серьезной проблемой при изготовлении фланцевого элемента выхлопной трубы и при испытании полученного фланцевого элемента с сильным ударным воздействием. Таким образом, целью этого изобретения является повышение ударной вязкости стального листа, имеющего толщину 5,0 мм или более. Более предпочтительным является получение стального листа, имеющего толщину 5,5 мм или более. Было обнаружено, что в случае толщины листа, составляющей 11,0 мм или менее, при получении фланцевого элемента выхлопной трубы и при использовании этого элемента проблему недостаточной ударной вязкости можно существенно уменьшить за счет поддержания химического состава и параметра К в указанных выше диапазонах. Необходимую ударную вязкость можно обеспечить с большей гарантией, если толщина листа составляет 9,0 мм или менее.
[0029]
Способ изготовления
Ниже будет рассмотрен способ изготовления листа большой толщины из титансодержащей ферритной нержавеющей стали, который обладает превосходными ударной вязкостью и обрабатываемостью.
[0030]
Выплавка и разливка
Литой сляб изготавливают при помощи метода непрерывного литья. Сляб также можно изготовить путем получения слитка с использованием способа литья в слитки и последующих ковки слитка или его прокатки в блюминге. Толщина сляба предпочтительно составляет 200-250 мм.
[0031]
Нагрев сляба
Сляб помещают в нагревательную печь и нагревают до температуры 950°С или более. Время выдержки (т.е., период, в течение которого температура материала поддерживается на уровне 950°С или более) можно задавать, например, в диапазоне от 50 до 120 минут. При нагреве до температуры 950°С или более возникшие в отливке крупные частицы TiC разлагаются на Ti и C, что приводит к получению структуры, в которой TiC, по существу, отсутствует. TiN полностью не разлагается даже при 1150°С, но нет особой необходимости дожидаться полного растворения N. Максимальная достигаемая температура материала может быть задана на уровне 1120°С или менее, и температуру материала при вынимании из печи (температуру извлечения) требуется поддерживать в диапазоне, который указан позднее.
[0032]
Черновая прокатка
После нагрева сляб вынимают из печи при температуре извлечения, составляющей 950°С - 1120°С, и прокатывают в стане черновой прокатки. Если температура извлечения выше указанного уровня, средний диаметр кристаллических зерен рекристаллизованной ферритной фазы может увеличиться, и могут возникнуть трудности в получении горячекатаного стального листа, имеющего параметр К на уровне 150 или менее. Черновая прокатка может выполняться в один проход или в несколько проходов, чтобы получить промежуточный сляб, имеющий толщину 20-50 мм. При этом важно поддерживать температуру на поверхности промежуточного сляба, получаемого путем черновой прокатки, на уровне 700°С - 850°С. Если говорить конкретно, температуру извлечения и маршрут черновой прокатки выбирают таким образом, чтобы по меньшей мере при последнем проходе черновой прокатки обеспечить температуру в диапазоне 700°С - 850°С. Этот диапазон температур перекрывается с диапазоном температур, в котором происходит повторное выделение TiC. Если TiC повторно выделяется во время черновой прокатки в условиях, когда, по существу, не осталось нерастворенного TiC, то во множестве мест возникают мелкие частицы TiC. В промежуточном слябе из множества частиц TiC или TiN, возникших как центры кристаллизации, образуется карбонитрид титана, который распределен в этом слябе в мелкодисперсной форме. Мелкодисперсный карбонитрид титана препятствует укрупнению рекристализованных зерен феррита за счет эффекта сдерживания. В случае, если черновая прокатка выполняется при высокой температуре, в результате чего температура на поверхности промежуточного сляба превышает 850°С, эта прокатка выполняется при температуре, превышающей температуру, при которой активным образом повторно выделяется TiC, поэтому эффект сдерживания проявляется в недостаточной степени, что приводит к образованию крупных кристаллических зерен, т.е., эффект в виде получения мелких кристаллических зерен обеспечивается в недостаточной степени. С другой стороны, в случае, если температура на поверхности промежуточного сляба ниже 700°С, происходит повышение стойкости к деформации в ходе чистовой прокатки, которая описана позднее, либо температура свертывания в рулон становится слишком низкой. Итоговое обжатие при черновой прокатке предпочтительно составляет 80% - 90%.
[0033]
Чистовая прокатка
Операции горячей прокатки, которые выполняют для промежуточного сляба перед свертыванием в рулон, здесь называется "чистовой прокаткой". Чистовую прокатку можно выполнять с использованием реверсивного прокатного стана или непрерывного прокатного стана "тандем". Маршрут прокатки выбирают таким образом, чтобы после последнего прохода получить толщину листа, составляющую 5,0-11,0 мм, и указанную позднее температуру свертывания в рулон. Во время чистовой прокатки за счет эффекта сдерживания не допускается рост рекристализованных зерен. Итоговое обжатие при чистовой горячей прокатке может, например, составлять 65% - 85%.
[0034]
Свертывание в рулон
После завершения чистовой прокатки стальной лист свертывают в рулон в состоянии, когда температура на его поверхности составляет 650°С - 800°С. В случае, если стальной лист свертывают в рулон при температуре ниже 650°С, повышается предел прочности при высоких температурах, что приводит к невозможности получения рулона нормальной формы. Нарушение процесса свертывания в рулон увеличивает стоимость производства, так как стальной лист приходится свертывать в рулон заново. В случае, если стальной лист свертывают в рулон при температуре выше 800°С, усиливается динамическая вторичная рекристаллизация, что приводит к укрупнению кристаллических зерен. Это может привести к уменьшению параметра К (т.е., снижению ударной вязкости). После свертывания в рулон стальному листу можно дать охладиться на воздухе. Эффект сдерживания можно обеспечивать даже в случае, если не выполняется охлаждение, например, охлаждение при помощи воды. Ударную вязкость при низких температурах можно в значительной степени повысить за счет уменьшения размера кристаллических зерен. Предполагается, что повышению ударной вязкости при низких температурах также способствует снижение твердости матрицы за счет уменьшения количества С и N, находящихся в твердом растворе. Таким образом, при соблюдении условий изготовления, соответствующих настоящему изобретению, можно получить горячекатаный лист большой толщины из титансодержащей ферритной нержавеющей стали, который обладает превосходной ударной вязкостью.
[0035]
Отжиг горячекатаного листа
Горячекатаный стальной лист, полученный описанным выше образом, подвергают отжигу. Отжиг горячекатаного стального листа, который выполняется сразу после завершения горячей прокатки (т.е., "в горячем состоянии"), называется "отжигом горячекатаного листа". Стальной лист, полученный в результате отжига горячекатаного листа (в том числе, стальной лист, с которого удалена окалина) называется "горячекатаным и отожженным стальным листом". Отжиг горячекатаного листа выполняют в условиях нагрева до температуры в диапазоне 800°С - 1100°С, при этом температуру и время отжига контролируют таким образом, чтобы твердость на поверхности этого листа после отжига составляла 170 HV или менее. Если температура отжига ниже 800°С, рекристаллизация не происходит в достаточной степени, и может ухудшиться обрабатываемость путем штамповки при изготовлении фланцевого элемента. В этом случае могут возникать задиры и т.п., что приводит к значительному сокращению срока службы вырубного штампа. Если температура отжига превышает 1100°С, будет происходить укрупнение кристаллических зерен, что может снизить качество фланцевого элемента. Режим отжига, подходящий для получения горячекатаного и отожженного стального листа с твердостью 170 HV или менее, при условии задания температуры в указанном выше диапазоне, можно без проблем определить, предварительно выполнив эксперименты, целью которых является определение степени снижения твердости в зависимости от химического состава и толщины стального листа. Если говорить в общем, при нагреве до температуры отжига, заданной в диапазоне 800°С - 1100°С, хорошие результаты могут быть получены в случае времени выдержки, составляющего 0-5 минут. Время выдержки "0 минут" означает, что материал охлаждают сразу после того, как его температура достигает предписанного уровня. После отжига обычно удаляют окалину с поверхности путем травления в кислоте. Отжиг горячекатаного листа предпочтительно выполнять на линии для непрерывных отжига и травления в кислоте, по которой можно транспортировать горячекатаный стальной лист большой толщины.
Примеры
[0036]
Были получены стали, приведенные в Таблице 1, и путем непрерывного литья были изготовлены слябы, имеющие толщину приблизительно 200 мм. Химический состав сталей удовлетворял требованиям изобретения. Сляб, изготовленный путем непрерывного литья, был помещен в нагревательную печь, и после выдерживания при температуре нагрева сляба, приведенной в Таблице 2, которое в зависимости от типа стали составляло от 50 до 100 минут, сляб был вынут из печи и сразу же был подвергнут черновой прокатке в стане черновой прокатки. Температура извлечения была равна температуре нагрева сляба. Черновая прокатка выполнялась в 7-9 проходов, в зависимости от целевой толщины готового листа, и был изготовлен промежуточный сляб, имеющий толщину 20-50 мм. После последнего прохода в стане черновой прокатки на выходе из этого стана измерялась температура на поверхности промежуточного сляба. Эта температура в Таблице 2 приведена как "Температура промежуточного сляба". Полученный в результате промежуточный сляб был подвергнут чистовой горячей прокатке в стане для непрерывной горячей прокатки, содержащем 6 клетей, или стане для реверсивной горячей прокатки, содержащем печь с устройством для свертывания в рулон, и затем был свернут в рулон, чтобы получить горячекатаный стальной лист, свернутый в рулон. Температура свертывания в рулон измерялась как температура на поверхности стального листа непосредственно перед машиной для свертывания в рулон. Толщина полученного в результате горячекатаного стального листа приведена в Таблице 2. Горячекатаный стальной лист был подвергнут отжигу и травлению в кислоте при прохождении по линии для непрерывных отжига и травления в кислоте, чтобы получить горячекатаный и отожженный стальной лист. Режим отжига горячекатаного листа приведен в Таблице 2.
[0037]
Таблица 1
№ Химический состав (мас.%)
C Si Mn P S Mo Cr N Al Ti B
1 0,008 0,55 0,41 0,035 0,001 0,10 17,9 0,012 0,07 0,21 -
2 0,005 0,45 0,38 0,028 0,001 0,05 11,2 0,006 0,05 0,19 -
3 0,007 0,54 0,35 0,029 0,005 0,05 10,1 0,008 0,03 0,17 -
4 0,009 0,35 0,54 0,038 0,001 0,04 16,8 0,013 0,08 0,28 -
5 0,008 0,04 0,45 0,033 0,002 0,05 17,5 0,011 0,05 0,25 -
6 0,008 0,03 0,48 0,029 0,001 1,02 18,4 0,012 0,08 0,29 -
7 0,003 0,58 0,39 0,035 0,003 - 11,4 0,005 0,04 0,20 -
8 0,008 0,15 0,58 0,037 0,002 0,02 17,6 0,014 0,08 0,24 -
9 0,011 0,54 0,45 0,028 0,001 0,99 18,4 0,015 0,11 0,39 -
10 0,005 0,45 0,38 0,039 0,002 - 13,9 0,009 0,06 0,25 0,0025
21 0,008 0,45 0,48 0,039 0,001 - 16,8 0,012 0,11 0,22 -
22 0,004 0,55 0,39 0,038 0,002 - 10,5 0,007 0,05 0,25 -
23 0,008 0,65 0,38 0,031 0,001 - 17,8 0,008 0,09 0,29 -
24 0,007 0,25 0,34 0,033 0,002 - 10,8 0,013 0,08 0,25 -
25 0,009 0,51 0,35 0,031 0,002 - 17,8 0,011 0,05 0,27 -
26 0,008 0,45 0,33 0,029 0,001 0,98 18,4 0,012 0,07 0,29 -
27 0,004 0,39 0,29 0,038 0,005 - 11,4 0,005 0,02 0,07 -
28 0,006 0,45 0,38 0,032 0,003 - 17,6 0,014 0,05 0,11 -
29 0,008 0,54 0,41 0,030 0,001 1,04 18,4 0,015 0,08 0,09 -
[0038]
Из каждого горячекатаного и отожженного стального листа для испытаний были взяты образцы материала из областей у обоих поперечных краев этого листа и из его центральной области. Из каждого из этих трех образцов материала были вырезаны образцы для испытаний в областях у краев этих образцов материала, проходящих перпендикулярно направлению прокатки, и в центральной области этих образцов материала, и указанное далее испытание выполнялось в сумме для девяти мест взятия образцов на один свернутый в рулон горячекатаный и отожженный лист.
[0039]
Указанным выше образом были определены Своб(C+N) и средний диаметр d кристаллических зерен, на основе которых при помощи выражения (1) был получен параметр К. Был изготовлен образец для испытания на удар с U-образным надрезом, который был подвергнут испытанию на удар по Шарпи при 20°С в соответствии со стандартом JIS Z2242:2005. Направлением ударного воздействия бойка (т.е., направлением по глубине U-образного надреза) было направление, перпендикулярное направлению прокатки и направлению по толщине листа (т.е., направление по ширине горячекатаного и отожженного стального листа). Указанным выше образом были измерена твердость на поверхности листа. В результатах измерений для девяти мест взятия образцов из горячекатаного и отожженного стального листа не было обнаружено сильных отклонений, и для точной оценки итоговых результатов в качестве оценочного значения для стального листа был выбран результат измерения в том месте взятия образца, в котором параметр К имел наименьшее (т.е., худшее) значение. Итоговые результаты приведены в Таблице 2.
[0040]
Таблица 2
Класс № Температура нагрева сляба, °С Температура промежуточного сляба, °С Температура свертывания в рулон, °С Температура отжига горячекатаного листа, °С Горячекатаный и отожженный стальной лист
Толщина листа, мм Своб(C+N), мас.% Средний диаметр d кристаллических зерен, мкм Параметр К 20°С и U-образный надрез - ударная вязкость, Дж/см2 Твердость на поверхности листа, HV
Пример изобретения 1 1080 840 785 1080 8,5 0,006 40 167,4 158 165
2 990 700 680 800 9,8 0,004 20 210,3 205 142
3 1000 700 675 1050 7,9 0,005 32 186,3 191 138
4 1060 830 735 1000 5,4 0,005 40 174,3 164 157
5 1100 830 740 950 10,9 0,002 68 154,3 153 160
6 1050 840 690 1095 5,2 0,003 32 199,3 202 168
7 980 785 740 810 9,8 0,001 25 223,4 225 148
8 1070 820 725 1080 9,2 0,002 32 206,1 196 151
9 1110 835 718 1050 10,3 0,006 52 150,1 152 166
10 1010 810 795 1000 5,1 0,004 48 169,7 160 154
Сравнительный пример 21 1220 950 905 1100 5,2 0,010 78 85,6 79 179
22 1215 940 900 1050 9,7 0,000 108 110,7 108 172
23 1275 1050 945 1070 10,5 0,009 90 75,0 70 187
24 1150 940 860 840 9,5 0,008 115 46,3 40 195
25 1200 860 815 1090 8,1 0,003 78 133,1 135 184
26 1225 920 850 1050 5,4 0,000 98 124,6 123 178
27 1205 900 810 800 6,0 0,006 65 131,9 134 175
28 1230 907 865 1070 5,5 0,006 58 141,5 145 165
29 1090 770 610 1050 9,8 0,013 40 119,8 125 158
[0041]
Стальные листы, изготовленные при условии, что параметр К составлял 150 или более в соответствии с изобретением (Примеры изобретения), имели в ходе испытания на удар образца с U-образным надрезом при 20°С ударную вязкость, составляющую 150 Дж/см2 или более, т.е., хорошую ударную вязкость. За счет отжига было достигнуто снижение твердости до 170 HV или менее. Таким образом, можно сделать вывод, что стальные листы будут хорошо поддаваться обработке с получением фланцевого элемента выхлопной трубы, и получаемый в результате фланцевый элемент при использовании будет иметь достаточную ударную вязкость. Также было подтверждено, что можно устойчивым образом обеспечить превосходное повышение ударной вязкости на всей длине стального листа при получении стального листа на линии непрерывного изготовления.
[0042]
С использованием стальных листов из Примеров изобретения были выполнены испытание с холодной штамповкой, испытание со сверлением в вертикально-сверлильном станке и испытание с резанием, имитирующие получение фланцевого элемента выхлопной трубы. В результате производственный брак, обусловленный недостаточной ударной вязкостью или недостаточным снижением твердости, отсутствовал. Полученные в результате холодноштампованные элементы были подвергнуты испытанию по методу падающего груза в очень жестких условиях, заданных заявителем. В результате ни в одном из испытательных образцов, полученных из стальных листов из Примеров изобретения, не возникало такой проблемы, как появление трещин, обусловленное недостаточной ударной вязкостью.
[0043]
В образцах №№ 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 и 28, являющихся Сравнительными примерами, эффект сдерживания, обусловленный выделением TiC и т.п., не обеспечивался из-за того, что температура нагрева сляба, температура промежуточного сляба или температура свертывания в рулон отклонялись в большую сторону по сравнению с Примерами изобретения, и увеличился средний диаметр кристаллических зерен, что привело к снижению ударной вязкости. №29 удовлетворял требованиям изобретения по температуре нагрева сляба и температуре промежуточного сляба, но температура свертывания в рулон была ниже, что привело к ухудшению формы рулона. Помимо этого, содержание С и N в стали было большим, а количество Ti было небольшим, поэтому значение Своб (C+N) увеличилось, что привело к снижению ударной вязкости.
[0044]
С использованием стальных листов из Сравнительных примеров в тех условиях, которые указаны выше, были выполнены испытание с холодной штамповкой, испытание со сверлением в вертикально-сверлильном станке и испытание с резанием, имитирующие получение фланцевого элемента выхлопной трубы. В результате в №22, имеющем твердость немного выше, чем верхнее предельное значение в диапазоне, соответствующем изобретению, при испытании со сверлением возникли трещины из-за его низкой ударной вязкости. В случаях образцов с №№ 21, 23, 24, 25, 26, 27, 28 и 29, изготовление из них фланцевого элемента было затруднено из-за их низкой ударной вязкости и высокой твердости.
Список ссылочных обозначений
[0045]
1 - Стальная труба
2 - Фланцевый элемент

Claims (12)

1. Лист из титансодержащей ферритной нержавеющей стали, предназначенный для изготовления фланцевого элемента выхлопной трубы, имеющий следующий химический состав, мас.%: 0,003-0,030 С, 2,0 или менее Si, 2,0 или менее Mn, 0,050 или менее Р, 0,040 или менее S, 10,0-19,0 Cr, 0,030 или менее N, 0,07-0,50 Ti, 0,010-0,20 Al, остальное - Fe и неизбежные примеси, имеет параметр К, заданный приведенным далее уравнением (1), который составляет 150 или более, твердость на поверхности листа, составляющую 170 HV или менее, и толщину листа 5,0-11,0 мм:
Параметр К=-0,07×Cr-6790× Своб(С+N)-1,44×d+267, (1)
где Cr - содержание (мас.%) хрома в стали;
Своб(С+N) - значение (мас.%), полученное путем вычитания общего содержания (мас.%) С и N в извлеченном осадке, полученном при электролитическом извлечении, из общего содержания (мас.%) С и N в стали; и
d - средний диаметр (мкм) кристаллических зерен, рассчитанный для отполированной визуально изучаемой поверхности среза (среза L) в плоскости, параллельной направлению прокатки и направлению по толщине листа, при помощи метода секущих с проведением прямых линий, который определен в стандарте JIS G0551:2013, Annex С.
2. Лист по п.1, причем стальной лист имеет химический состав, дополнительно содержащий 1,50 мас.% или менее Mo.
3. Лист по п.1, причем стальной лист имеет химический состав, дополнительно содержащий 0,0030 мас.% или менее В.
4. Способ изготовления листа из титансодержащей ферритной нержавеющей стали, предназначенного для изготовления фланцевого элемента выхлопной трубы, по любому из пп.1-3, содержащий следующие этапы:
- нагревают сляб из стали, имеющей упомянутый химический состав, в нагревательной печи, вынимают сляб, имеющий температуру 950-1120°С, из нагревательной печи, выполняют прокатку сляба в стане черновой прокатки с получением промежуточного сляба, имеющего толщину 20-50 мм и температуру на поверхности 700-850°С, выполняют горячую прокатку промежуточного сляба с получением толщины 5,0-11,0 мм и выполняют свертывание в рулон при температуре на поверхности 650-800°С, в результате чего получают горячекатаный стальной лист; и
- выполняют отжиг горячекатаного стального листа при температуре 800-1100°С, в результате чего получают горячекатаный и отожженный стальной лист, имеющий твердость на поверхности, составляющую 170 HV или менее.
5. Фланцевый элемент, полученный из листа из титансодержащей ферритной нержавеющей стали по любому из пп.1-3.
6. Фланцевый элемент по п.5, представляющий собой фланцевый элемент выхлопной трубы автомобиля.
RU2018144305A 2016-05-16 2017-02-07 Лист из титансодержащей ферритной нержавеющей стали для фланцевого элемента выхлопной трубы, способ изготовления и фланцевый элемент RU2720498C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016098323A JP6261648B2 (ja) 2016-05-16 2016-05-16 排気管フランジ部品用Ｔｉ含有フェライト系ステンレス鋼板および製造方法
JP2016-098323 2016-05-16
PCT/JP2017/004349 WO2017199482A1 (ja) 2016-05-16 2017-02-07 排気管フランジ部品用Ｔｉ含有フェライト系ステンレス鋼板および製造方法並びにフランジ部品

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2720498C1 true RU2720498C1 (ru) 2020-04-30

Family

ID=60324956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018144305A RU2720498C1 (ru) 2016-05-16 2017-02-07 Лист из титансодержащей ферритной нержавеющей стали для фланцевого элемента выхлопной трубы, способ изготовления и фланцевый элемент

Country Status (11)

Country Link
US (1) US10995888B2 (ru)
EP (1) EP3460085A4 (ru)
JP (1) JP6261648B2 (ru)
KR (1) KR102658079B1 (ru)
CN (1) CN109563576A (ru)
CA (1) CA3021955A1 (ru)
MX (1) MX2018013986A (ru)
MY (1) MY189970A (ru)
RU (1) RU2720498C1 (ru)
TW (1) TWI694159B (ru)
WO (1) WO2017199482A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102020511B1 (ko) 2017-12-14 2019-09-10 주식회사 포스코 충격 인성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 및 그 제조방법
TWI801538B (zh) * 2018-03-27 2023-05-11 日商日鐵不銹鋼股份有限公司 肥粒鐵系不鏽鋼及其製造方法、肥粒鐵系不鏽鋼板及其製造方法、以及燃料電池用構件
WO2020017123A1 (ja) * 2018-07-18 2020-01-23 Ｊｆｅスチール株式会社 フェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
JP6617858B1 (ja) * 2018-07-18 2019-12-11 Ｊｆｅスチール株式会社 フェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
JP7346321B2 (ja) 2020-02-06 2023-09-19 象印マホービン株式会社 液体容器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2417272C2 (ru) * 2006-10-05 2011-04-27 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Дисковый тормоз, обладающий отличным сопротивлением смягчающему отпуску и ударной вязкостью
JP2012140687A (ja) * 2011-01-05 2012-07-26 Nisshin Steel Co Ltd Ｔｉ含有フェライト系ステンレス鋼熱延コイルおよび製造法
RU2518832C2 (ru) * 2009-07-30 2014-06-10 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Нержавеющая сталь, обладающая хорошими проводимостью и пластичностью, для применения в топливном элементе, и способ ее производства
RU2528520C2 (ru) * 2009-07-23 2014-09-20 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Нержавеющая сталь с хорошей коррозионной стойкостью для топливного элемента и способ ее получения
JP2015187290A (ja) * 2014-03-26 2015-10-29 新日鐵住金ステンレス株式会社 フランジ用フェライト系ステンレス鋼板とその製造方法およびフランジ部品

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6022097A (ja) 1983-07-18 1985-02-04 Sumitomo Metal Ind Ltd ガス圧縮装置
JPH0617516B2 (ja) 1984-04-25 1994-03-09 住友金属工業株式会社 フエライト系ステンレス鋼熱延鋼帯の製造法
JPH0794688B2 (ja) 1987-08-27 1995-10-11 日新製鋼株式会社 高Ａｌ含有フェライト系ステンレス鋼熱延鋼帯の靭性を改善する製造方法
JP4428550B2 (ja) * 2001-03-21 2010-03-10 日新製鋼株式会社 耐リジング性および深絞り性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
KR100762151B1 (ko) * 2001-10-31 2007-10-01 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 딥드로잉성 및 내이차가공취성이 우수한 페라이트계스테인리스강판 및 그 제조방법
JP2006097908A (ja) * 2004-09-28 2006-04-13 Nisshin Steel Co Ltd 溶接構造貯湯タンク及びその構築方法
CN101962740B (zh) * 2009-07-23 2013-03-27 宝山钢铁股份有限公司 汽车尾气排放系统用铁素体不锈钢及其制造方法
JP5737952B2 (ja) 2011-01-05 2015-06-17 日新製鋼株式会社 Ｎｂ含有フェライト系ステンレス鋼熱延コイルおよび製造法
JP5234214B2 (ja) * 2011-10-14 2013-07-10 Ｊｆｅスチール株式会社 フェライト系ステンレス鋼
JP5866378B2 (ja) * 2011-12-09 2016-02-17 新日鐵住金ステンレス株式会社 冷間割れ性に優れたフェライト系ステンレス鋼熱延鋼板およびその製造方法
US10385429B2 (en) * 2013-03-27 2019-08-20 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation Hot-rolled ferritic stainless-steel plate, process for producing same, and steel strip
WO2015064128A1 (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 Ｊｆｅスチール株式会社 低温靭性に優れたフェライト−マルテンサイト２相ステンレス鋼およびその製造方法
CN104120356B (zh) * 2014-06-25 2018-12-28 宝钢不锈钢有限公司 一种管式换热器用铁素体不锈钢及其制造方法
JP6022097B1 (ja) * 2016-03-30 2016-11-09 日新製鋼株式会社 Ｔｉ含有フェライト系ステンレス鋼板および製造方法
KR102371041B1 (ko) * 2017-02-28 2022-03-07 닛테츠 스테인레스 가부시키가이샤 페라이트계 스테인리스 강판, 핫 코일 및 자동차 배기계 플랜지 부재

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2417272C2 (ru) * 2006-10-05 2011-04-27 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Дисковый тормоз, обладающий отличным сопротивлением смягчающему отпуску и ударной вязкостью
RU2528520C2 (ru) * 2009-07-23 2014-09-20 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Нержавеющая сталь с хорошей коррозионной стойкостью для топливного элемента и способ ее получения
RU2518832C2 (ru) * 2009-07-30 2014-06-10 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Нержавеющая сталь, обладающая хорошими проводимостью и пластичностью, для применения в топливном элементе, и способ ее производства
JP2012140687A (ja) * 2011-01-05 2012-07-26 Nisshin Steel Co Ltd Ｔｉ含有フェライト系ステンレス鋼熱延コイルおよび製造法
JP2015187290A (ja) * 2014-03-26 2015-10-29 新日鐵住金ステンレス株式会社 フランジ用フェライト系ステンレス鋼板とその製造方法およびフランジ部品

Also Published As

Publication number Publication date
EP3460085A4 (en) 2019-10-23
JP6261648B2 (ja) 2018-01-17
KR102658079B1 (ko) 2024-04-18
US10995888B2 (en) 2021-05-04
CN109563576A (zh) 2019-04-02
US20190154177A1 (en) 2019-05-23
KR20190008900A (ko) 2019-01-25
WO2017199482A1 (ja) 2017-11-23
TW201741472A (zh) 2017-12-01
MX2018013986A (es) 2019-03-28
TWI694159B (zh) 2020-05-21
MY189970A (en) 2022-03-22
EP3460085A1 (en) 2019-03-27
CA3021955A1 (en) 2017-11-23
JP2017206723A (ja) 2017-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2720498C1 (ru) Лист из титансодержащей ферритной нержавеющей стали для фланцевого элемента выхлопной трубы, способ изготовления и фланцевый элемент
CN109536827B (zh) 耐酸露点腐蚀性得到改善的钢板及制造方法以及排气流路构成部件
KR101602088B1 (ko) 내열 페라이트계 스테인리스 냉연 강판, 냉연 소재용 페라이트계 스테인리스 열연 강판 및 그들의 제조 방법
CA2425398C (en) Austenitic stainless steel excellent in high temperature strength and corrosion resistance, heat resistant pressurized parts, and the manufacturing method thereof
EP3135787B1 (en) Steel plate and method of producing same
WO2018026014A1 (ja) 鋼板及びめっき鋼板
JP4749888B2 (ja) 加工肌荒れの少ない成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
RU2719968C1 (ru) ЛИСТ ИЗ Ti-СОДЕРЖАЩЕЙ ФЕРРИТНОЙ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ, СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА И ФЛАНЕЦ
US20180363089A1 (en) HOT-ROLLED Nb-CONTAINING FERRITIC STAINLESS STEEL SHEET AND METHOD FOR PRODUCING SAME, AND COLD-ROLLED Nb-CONTAINING FERRITIC STAINLESS STEEL SHEET AND METHOD FOR PRODUCING SAME
JP6385507B2 (ja) Ｎｂ含有フェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
JP2011132575A (ja) 耳割れのない熱延鋼板および冷延鋼板ならびにそれらの製造方法
WO2020026593A1 (ja) 高強度熱延鋼板およびその製造方法
KR20190131528A (ko) 페라이트계 스테인리스 열연 어닐링 강판 및 그 제조 방법
JP5670064B2 (ja) フェライト単相系ステンレス鋼スラブの製造方法
JP2017066516A (ja) フェライト−マルテンサイト２相ステンレス鋼およびその製造方法
JP2009275268A (ja) フェライト系ステンレス冷延鋼板およびその製造方法
JP5088092B2 (ja) 深絞り性に優れた高強度鋼板およびその製造方法
RU2526345C2 (ru) Холоднокатаный стальной лист, обладающий превосходной сгибаемостью, и способ его производства
JP2010121175A (ja) 鋼板およびその製造方法
JP5338245B2 (ja) 強度−伸びバランスが良好で、かつリジングの小さいステンレス冷延鋼板およびその製造方法
JP2024043135A (ja) フェライト系ステンレス鋼板
KR20190077672A (ko) 리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강
JPH05125441A (ja) 耐水素誘起割れ性の優れた加速冷却鋼板の製造方法
JP2002327253A (ja) マルテンサイト系ステンレス鋼板およびその製造方法
JPH05295435A (ja) 耐水素誘起割れ性の優れた加速冷却鋼板の製造方法