TW201202443A - Stainless steel foil and catalyst carrier for automotive exhaust gas purifying facility thereof - Google Patents

Stainless steel foil and catalyst carrier for automotive exhaust gas purifying facility thereof Download PDF

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Kunio Fukuda
Shin Ishikawa
Atsutaka Honda
Yasuhiro Yamaguchi
Yasushi Kato
Hiroki Ota
Mitsuyuki Fujisawa
Takumi Ujiro
Hideaki Yamashita
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Description

201202443 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於使用於汽車（automobile)、機車（ motorcycle ) '水上摩托車（marinebike )、雪車（ snowmobile )等之排氣淨化裝置用觸媒載體（catalyst carrier for automotive exhaust gas purifying facility )等 ，高溫下之強度（尤其楊氏模數（Young’s modulus)、. 斷裂應力（rupture stress )、耐變形性（distortion resistance ) 高，在高溫下之耐氧化性 （oxidation resistance) 優，並且耐鹽害腐餓性 （salt corrosion resistance)優之不鏽鋼箱（stainless steel foil)及使用 此箔之排氣淨化裝置用觸媒載體。 【先前技術】 由 Fe-Cr-Al 合金（Fe-Cr-Al-based alloy)所構成之 肥粒鐵系不鏽鋼（ferritic stainless steel)因在高溫下之 耐氧化性優，故除使用於汽車、機車、水上摩托車、汽艇 等之排氣淨化裝置用構件（例如，觸媒載體、各種感測器 (variety of sensor)等）之外，也使用於暖爐（stove) 、燃氣器（gas burner)、加熱爐（heating furnace)之構 件（member of framework)，或是活用電阻（electric resistivity)高之特性而使用於加熱器之發熱體（electric heating element)等。例如在專利文獻1中’揭不有以提 升汽車之排氣淨化裝置用觸媒載體之小型化（downsizing -5- 201202443 )或引擎性能（engine performance)爲目的，以使用在 高溫下之耐氧化性優之箔厚20〜ΙΟΟμπι之Fe-Cr-Al系不鏽 鋼箱金屬製蜂嵩（metal honeycomb)來取代以往的陶瓷 製觸媒載體（ceramic catalyst carrier)。該金屬製蜂窝 係例如交互疊層平坦之不鏽鋼箔（平板（flat sheet)和加 工成波狀之不鏽鋼箱（波板（corrugated sheet))而成爲 蜂嵩構造（honeycomb structure)，並且在該不鏽鋼箱之 表面塗佈觸媒物質（catalytic material)而用於排氣淨化 裝置。第1圖表示金屬製蜂窩之一例，該係將疊層平板1 和波板2之構造體捲取加工成滾筒狀，以外筒（external cylinder ) 3固定其外周而製作出之金屬製蜂窩4。 當藉由使用如此之不鏽鋼箔使觸媒載體之壁厚變薄時 ，因其熱容（thermal capacity)減少，故可以從引擎啓動 (engine starting )以短時間使觸媒活性化，或縮小排氣 阻力（exhaust back pressure) ’對於觸媒載體之小型化 或引擎性能之提升具有效果。 另外，從地球環境保護（environmental protection) 之立場來看可預想日後汽車排氣限制更強烈被要求，因開 發有爲了降低從汽油車（gasoline vehicle)等排放出之氮 氧化物（nitroxide)、一 氧化碳（carbon monoxide)、碳 化氫（carb〇n hydride) ’將排氣淨化裝置用觸媒載體載 置在靠近實際之燃燒環境（combustion environment)之 引擎正下方位置，並在高溫之排氣下引起觸媒反應（ catalytic reaction)而降低排氣中之有害物質的技術等。
S -6- 201202443 再者，因燃料費提升，引擎之燃燒效率（combustion efficiency )變高，排氣自體之溫度也上升，故排氣淨化 裝置用觸媒載體自以往在嚴酷的環境下接受引擎之激烈震 動。 爲了對應於如此之狀況，提案有對排氣淨化裝置用觸 媒載體具有各種特性之不鏽鋼箔。例如，專利文獻2揭示 有使含有Zr、Hf稀土類元素之Fe-2 0Cr-5Al合金含有Mo 及W，並且藉由含有1〜15%之Ni，而沉澱出NiAl，提高 下高溫下之耐力（強度）而提升耐久性之耐熱不鏽鋼箔。 再者，在專利文獻3揭示有箔厚低於40μιη，對應於箔厚 使Α1量、Cr量變化，並且使含有Nb、Mo、Ta、W等之 不鏽鋼箔，以作爲高溫強度優之低熱容、低排氣壓（low exhaust gas pressure)用之素材，在專利文獻4揭示有使 含有 Y 密鈽合金（Mischmetal or mixed metals)之 Fe-20Cr-5Al合金含有Nb、Ta、Mo、W，提升在高溫下之耐 力和耐氧化性之金屬載體用合金箔。並且，專利文獻5揭 示有藉由使含有La、Ce、Pr、Nd之Fe-20Cr-5Al合金含 有對C + N爲特定量之Ta和Mo、W、Nb提高高溫下之耐 力而提升耐久性的耐熱不鏽鋼箔。 先行技術文獻 [專利文獻] [專利文獻1]日本特開昭56-96726號公報 [專利文獻2]日本特表2005-504176號公報 201202443 [專利文獻3]日本特許第3210535號公報（日本特開 平8- 1 68680號公報） [專利文獻4]日本特開平05-277380號公報 [專利文獻5]日本特公平06-104879號公報 【發明內容】 [發明所欲解決之課題] 但是，記載在專利文獻2之不鏽鋼箔中，因多量含有 沃斯田鐵安定化元素（austenite-stabilizing el'ement)之 Ni，故在箔之氧化過程中，屬於肥粒鐵安定化元件（ ferrite--stabilizing element )之鋼中之固溶 A1 ( solid solution AI)減少，肥粒鐵（ferrite)之一部分沃斯田鐵 化 （austenitizing )，因此熱膨脹係數 （thermal expansion coefficient )變化大，有觸媒載體在高溫下之 強度，尤其耐變形性下降之問題。其結果，有引起支撐之 觸媒剝落，波板壓碎等之不良狀況的情形。 再者，在專利文獻3至5所記載之不鏽鋼箔中，藉由 含有Nb或Ta提升在高溫下之強度，有明顯降低在高溫 下之耐氧化性之問題。並且，Nb或Ta容易製造Fe或A1 和氧化物（oxide )，該些氧化物成爲使在升溫過程（ heating process)及降溫過程（cooling process)中之范 形狀（foil geometry )變形（降低^在高溫下之強度）之原 因。 並且，當將專利文獻2至5所記載之不鏽鋼箔適用於
S -8 - 201202443 水上摩托車或汽艇之排氣淨化裝置用觸媒載體時，也有由 於與海水（seawater)等之接觸而容易產生鹽害腐蝕（ salt corrosion)之問題。 本發明之目的係提供在高溫下強度高，且在高溫下耐 氧化優，並且耐鹽害腐蝕性也優之不鏽鋼箔及使用其箔之 排氣淨化裝置用觸媒載體。 [用以解決課題之手段] 本發明者爲了達成上述目的精心硏究結果，硏究出在 Fe-Cr-Al系不鏽鋼箔中，降低Nb和Ta含有量，使Cr含 有量含有25質量百分比以上，使Mo及W中之至少一種 含有0.5〜6.0質量百分比則具有效果。 本發明係鑒於如此之見解而硏究出，提供一種不鏽鋼 箔，其特徵爲：其成分組成係質量百分比C: 0.05 %以下 ，Si : 2.0%以下，Μη : 1.〇%以下，s : 0.003%以下，P : 0.05%以下，Cr : 25.0〜35.0%，Ni : 0.05〜0.30%，Α1 : 3.0〜10.0%，N : 0.10%以下，ή : 〇_〇2%以下，Nb : 0.02% 以下 ’ Ta : 0.02%以下，& : 0.005〜0.20%，除 Ce 外的 REM : 0.03〜0.20% ’並含有合計0 5〜6 〇%的Mo及W中之 至少一種’殘留部則爲Fe及不可避免的雜質。 在本發明之不鏽鋼箔中，Mo及W中之至少一種合計 爲2·5~5·0/。（質里百分比·）爲佳。再者，以個別或同時 含有 Hf : 0·01 〜0.20% (質量百分比）’ Ca : 10~30〇ppm 及Mg: 15~3 0 0ppm (質量ppm)中之至少一種，或是Cu -9- 201202443 :0.03-1.0%爲佳。換言之，以含有下述群組（A )〜（C )之一種或兩種以上爲佳。 (A ) Mo及W之中之至少一種合計爲2.5〜5.0% (質量百 分比）。 (B ) Hf ： 0.01 〜0.20% (質量百分比），Ca : 10〜300ppm 及Mg: 15~300ppm (質量ppm)中之至少一種》 (C) Cu: 0.03〜1.0% (質量百分比）。 在本發明之不鏽鋼箔中，以箔厚爲4 0 μηι以上爲佳。 本發明係提供以使用由上述成分組成或箔厚所構成之 不鏽鋼箔爲特徵之排氣淨化裝置用觸媒載體。 [發明效果] 藉由本發明，可取得在高溫下強度高，在高溫下耐氧 化性優，並且耐鹽害腐蝕性也優之不鏽鋼箔。本發明之不 鏽鋼范不僅適用於汽車、機車、水上摩托車、雪車等之排 氣淨化裝置用觸媒載體，亦適合於其他之燃燒氣體排氣系 裝置的構件》 【實施方式】 首先，針對本發明之不鏽鋼箔之成分組成之限定理由 予以詳細敘述。 以下所示之成分元素之含有量之單位的「％」、「 ppm」各意味著「質量百分比」、「質量ppm」。
S -10- 201202443 C : 0.0 5 % 以下 當C含有量超過0.0 5 %時，在高溫下之強度下降，在 高溫下之耐氧化性也下降。再者，也導致韌性下降。依此 ，雖然將c含有量設爲0.0 5 %以下，最佳爲0.02 %以下， 但以極力降低爲更佳。但是，於更提升鋼之強度時，則以 含有0.00 1%以上爲佳，更佳爲含有0.003 %以上。
Si : 2.0%以下 當Si含有量超過2.0%時，韌性下降，同時由於加工 性下降難以製造箔。依此，Si含有量設爲2.0%以下，最 佳爲1.0 %以下。但是，於更提升耐氧化性之時，則以含 有0.05%以上爲佳，更佳爲含有0.1%以上》 Μ η : 1.0 % 以下 當Μη含有量超過1.0%時，在高溫下之耐氧化性則下 降。再者，也導致耐鹽害腐蝕性下降。依此，Μη含有量 設爲1.0%以下，最佳爲〇·5%以下。但是，於必須更固定 鋼中之S之時，則以含有0.05%以上爲佳’更佳爲含有 〇.〇1 %以上。 S ·· 0 · 0 0 3 % 以下 當s含有量超過〇·〇〇3%時’觸媒載體中之αι2〇3覆 膜之密接性或在高溫下之耐氧化性下降。依此，雖然將s 含有量設爲0.003%以下，最佳爲〇_〇〇1%以下’但以極力 -11 - 201202443 降低爲更佳。 P : 0 · 0 5 % 以下 當P含有量超過0.0 5 %時，不僅加工性下降而難以製 造箔’觸媒載體中之Al2〇3覆膜之密接性或在高溫下之耐 氧化性也下降。依此，雖然將P含有量設爲〇.〇 5 %以下， 最佳爲0.03 %以下，但以極力降低爲更佳。
Cr: 25.0〜35.0%
Cr在本發明中爲最重要的元素之一，對確保高溫下 之強度及耐鹽害腐蝕性而言，是不可欠缺之元素。在本發 明者之硏究結果，可知爲了確保在相當高溫下的強度及耐 鹽害腐蝕性，以1 000°C中之楊氏模數爲1 10GPa以上，30 °C之3.5%NaCl溶液中之孔蝕電位爲3 00mV vs SCE以上 爲佳。 接著，說明藉由在本發明之範圍含有Cr而可以達成 該些目的之情形。第2圖表示含有C: 0.004~0.007%、Si :0.1 5 〜0.1 7%、Μη ： 0.13 〜0.16%、S ： 0.0 0 0 7 〜0 · 0 0 0 8 %、Ρ :0.023 〜0.025%、Ni ： 0·10~0·16%、A1 ： 5.2-5.8% ' N ： 0.005〜0.008%、Ti : 0.004-0.006% ' Nb : 0.008〜0.0 1 2%、 Ta ： 0.005-0.009% ' Zr ： 0.031 〜0.036 %、Ce ： 0·007 〜0.008 %、La ： 0.062 〜0.092%、Mo ： 2.83 〜3.12%、Ca ： 19 〜30 ppm、Mg: 13〜30ppm，將殘部改變成由Fe及不可避免的 雜質所構成之合金之Cr含有量20.2〜34.8%之範圍’藉由
S •12- 201202443 後述方法所測量之1000 °C中之楊氏模數及 30 °c之 3.5%NaCl溶液中之孔蝕電位之結果，但是藉由將Cr含有 量設爲25.0%以上，比起專利文獻2~5所記載之Cr含有 量爲20%之Fe-20Cr-5Al合金，楊氏模數爲llOGPa以上 提升1 .1〜1.2倍，孔蝕電位爲3 00mV vs SCE以上提升2~4 倍。並且，如水上摩托車或汽艇般，在嚴酷的鹽害腐蝕環 境下使用之時，則以孔蝕電位爲400mV vs SCE以上爲佳 ，此時將Cr含有量設爲26.0 %以上爲佳。但是，當Cr含 有量超過35.0%時，韌性下降，同時由於加工性下降難以 製造箔。依此，Cr含有量設爲 25.0〜35.0%，較佳爲 26.0~32.0%。更佳爲 28.0〜32.0%。
Ni ： 0.05〜0.30%
Ni因具有提升觸媒載體成形時之硬焊性（brazability )之效果，故其含有量設爲0.05 %以上。但是，於沃斯田 鐵安定化元素之Ni含有量超過0.3 0%時，在高溫下氧化 進行時，箔中之固溶A1減少，Cr開始被氧化時，生成沃 斯田鐵而使箔之熱膨脹係數變化，產生箔之收縮（ constriction)或破裂等之不良情形。依此，Ni含有量設 爲 0.05〜0.30%，較佳爲 0.08〜0.20%。 A1 : 3.0〜10.0% A1係在箱表面形成保護性商之AhO3覆膜，提升在高 溫下耐氧化性之元素。但是，A1含有量低於3 . 〇 %時，則 -13- 201202443 無法取得充分之耐氧化性。另外，當A1含有量超過 1 0.0%時’由於加工性下降難以製造箔。依此，A1含有量 設爲3.0~10.0%。較佳爲4.5〜6.5%。 N : 0 · 1 0 % 以下 當N含有量超過〇.10%時，韌性下降，同時由於加工 性下降難以製造箔。依此，N含有量設爲0.10%以下，嘏 佳爲0.05%以下。
Ti : 0.02%以下 Ή爲容易氧化之元素。當其含有量超過0.02%時，Ti 氧化物多量混入至A1203覆膜中，硬焊性明顯降低，並且 高溫下之耐氧化性也降低。依此，雖然將T i含有量設爲 0.02%以下，最佳爲〇.〇1 %以下，但以極力降低爲更佳。 N b : 0.0 2 % 以下 當Nb含有量超過0.02%時，生成（Fe、Al) Nb〇4之 無保護性的氧化覆膜（oxidelayer )，在高溫下之耐氧化 性明顯降低。再者，因（Fe、A1 ) Nb04之熱膨脹率大， 故助長箔之變形，引起觸媒之剝離。依此，雖然將Nb含 有量設爲0.02%以下，最佳爲0.01%以下，但以極力降低 爲更佳。 丁3:0.02%以下 -14 -
S 201202443 與Nb相同，當Ta含有量超過0.02°/。時，則無（Fe、 A1 ) Ta04之保護性，生成熱膨脹率大之氧化覆膜，高溫 下之耐氧化性明顯下降，並且助長箔之變形，引起觸媒之 剝離。依此，雖然將Ta含有量設爲0.02%以下，最佳爲 0.01 %以下，但以極力降低爲更佳。 並且，Nb和Ta之總含有量設爲0.0 3 %以下更佳，設 爲0.02%以下最佳》
Zr ： 0.005-0.20%
Zr係與鋼中之C、N結合，改善潛變特性。再者，同 時提升韌性，並且提升加工性而成爲容易製造箔。並且， 在ai2o3覆膜中，濃縮於ai2o3晶界而提升高溫下之耐氧 化性或高溫下之強度，尤其耐變形性。爲了取得如此之效 果，Zr含有量必須設爲0.005%以上。另外，當Zr含有量 超過0.20%時，作成Fe等和金屬間化合物，使韌性降低 。依此，Zr含有量設爲0.005〜0.20%，較佳爲0.01〜〇.〇5 % C e : 0 · 0 2 % 以下 當Ce含有量超過0.02%時，則在Al2〇3覆膜和母材 鋼表面之界面生成CeO型之氧化物，高溫下之強度，尤 其耐變形性明顯惡化，引起形狀不良。依此，Ce含有量 雖然設爲0.02%以下，但以極力降低爲更佳。 -15- 201202443 除 Ce 外的 REM : 0.03〜0.20% 除Ce外的REM爲至La、Nd、Sm元素符號57〜71爲 止的除Ce以外之14種元素。一般，REM改善Al2〇3覆 膜之密接性，在重複氧化之環境下’對於A1203覆膜之耐 剝離性提升具有極顯著之效果。再者’因增大ai2o3之柱 狀晶，故屬於氧之擴散路徑之氧化物晶界之密度變小，提 升在高溫下之耐氧化性或在高溫下之強度，尤其耐變形性 。爲了取得如此之效果，除Ce之外的REM含有量必須設 爲0·03%以上。另外，當除 Ce外之 REM含有量超過 0.20%時，韌性下降，同時由於加工性下降難以製造箔。 依此，除Ce之外的REM含有量爲0.03%〜0.20%，最較佳 爲 0 · 0 5 〜0.1 0 %。
Mo及W中之至少一種：合計〇.5~6.0%。
Mo及W係增大增加高溫下之強度，尤其楊氏模數和 斷裂應力，觸媒載體之壽命成爲良好。再者，該些元素同 時使Al2〇3覆膜安定化，並提升耐鹽害腐蝕性。爲了取得 如此之效果，Mo及W中之至少一種含有量必須設爲合計 0.5 %以上。另外，當Mo及W中之至少一種含有量合計超 過6.0%時，由於加工性下降則難以製造箔。依此，Mo及 W中之至少一種之含有量爲〜6.0%，較佳爲2.5〜5.0% 〇 上述成分元素以外之殘部雖然爲Fe及不可避免雜質 ，但是在以下理由中，並且可以個別或同時含有Hf: 0.01-0.20% ' Ca: 10〜300ppm 及 Mg: 15 〜300ppm 中之至
S -16- 201202443 少一種，或 Cu: 0.03〜1.0%。
Hf ： 0·01~0·20% 、 Ca ： 10 〜300ppm 及 Mg : 15~300ppm中之至少一種。
Hf因使A1203覆膜和護鐵之密接性良好，並且抑制 固溶A1之減少，故有提升在高溫下之耐氧化性的效果。 爲了取得如此之效果，Hf含有量設爲0.01 %爲佳。另外’ 當Hf含有量超過〇·20%時，在Al2〇3覆膜中混入Hf02, 成爲氧之擴散路徑，反而由於氧化使得固溶A1之減少提 早。再者，形成Fe和金屬間化合物，使韌性降低。依此 ，Hf含有量設爲0.01〜0.20%爲佳，設爲0.02~0.10%爲更 佳。 再者，Ca或Mg與Hf相同具有提升Al2〇3覆膜之密 接性之作用。爲了取得如此之效果，Ca含有量設爲 lOppm以上，Mg含有量設爲15ppm以上爲佳<*另外，當 Ca含有量或Mg含有量超過300ppm時，降低訪性，也降 低在高溫之耐氧化性。依此’ Ca含有量設爲10~300ppm ，Mg含有量設爲15~300ppm爲佳，Ca含有量、Mg含有 量皆設爲20〜lOOppm爲更佳》 C u : 0 · 0 3 〜1.0 %
Cu係在本發明般之Cr含有量爲25.0%以上，A1含有 量爲3.0%以上之Fe-Cr-Al系不鏽鋼箔中，對於提升高溫 下之耐氧化性及改善耐鹽害腐蝕性具有效果之元素。第3 圖表示含有 C: 0.004-0.008%、Si: 0.15 〜0.17°/。、Μη: -17- 201202443 0.12 〜0.15 %、S ： 0.0004-0.0009% ' P ： 0.023-0.025% ' Cr :30.2 〜30.7 %、Ni ： 0.1 卜 0.15 %、A1 : 5.1 〜5.8%、N : 0.004 〜0.007 %、Ti : 0.004 〜0.005 %、Nb ： 0.005 〜0.009 %、 Ta ： 0.005〜0.009%、Zr ： 0.032-0.036% > Ce ： 0.006-0.008 %、La : 0·051~0·082%、Mo ： 2.85 〜3.11 %、Ca ： 15 〜25 ppm、Mg: 15~31ppm，將殘部改變成由Fe及不可避免的 雜質所構成之合金之Cu含有量0(但是，該0%係表示檢 測臨界以下。具體而言，表示低於0.01%。）〜1.00%之範 圍，藉由後述方法所測量之30°C之3.5%NaCl溶液中之孔 蝕電位之結果，但是藉由將Cu含有量設爲0.03%以上， 提升耐鹽害腐蝕性之指標的孔蝕電位。 但是，當Cu含有量超過1 . 0%時，由於加工性下降難 以製造箔。依此，Cu含有量設爲0.03〜1.0%。當考慮耐鹽 害腐蝕性及低成本時，則設爲0.1〜0.5%爲佳。 於將具有如此成分組成之本發明之不鏽鋼適用於排氣 淨化裝置用觸媒載體之時，因降低排氣阻力，故箔厚越薄 越有利》但是，如前面所述般，排氣淨化裝置用觸媒載體 因在更嚴酷之環境中被使用，有可能引起破裂之情形，故 箔厚設爲40μιη以上爲佳。並且，從排氣阻力之觀點來看 以設爲1 1 〇μιη以下爲更佳。 本發明之不鏽鋼箔係可以藉由例如下述般之製造方法 來製造。 首先’在轉爐（steel converter )或電爐（electric furnace )等溶製含有上述成分組成之鋼，在 v〇D ( -18- 201202443
Vacuum Oxygen Decarburization )或 AOD ( Argon Oxygen Decarburization)進行二次精煉之後，以造塊-分塊輕軋 法或連續鑄造法（continuous casting)成爲鋼板，加熱至 1 050〜1 250 °C後，施予熱軋（hot rolling)而成爲熱軋鋼 板。接著，以酸洗（pickling)或珠擊（shotbrast)、磨 削（griding )等除去熱軋鋼板表面之刻度（scale )，多 數重複退火（annealing)和冷軋（cold rolling)，設爲 特定之箔厚，例如設爲40〜11 Ομιη之不鏽鋼箔。 [實施例] 將藉由真空溶解（vacuum melting)溶製之表1-1及 表1-2所示之化學組成之鋼加熱至1 200 °C後在900 °C 〜1 20 0°C之溫度區施予熱軋而成爲板厚4mm之熱軋鋼板。 接著，在大氣中將該些熱軋鋼板進行1〇〇〇 °C之退火’於 酸洗後，進行冷軋，而使成爲板厚1 .〇mm之冷軋鋼板。 此時，超過Cr含有量爲4 0.0%之本發明範圍之表1之鋼 Νο·2 1係於熱軋時產生裂紋，無法成爲熱軋鋼板。然後’ 於將除鋼Νο.21之外的冷軋鋼板進行95 0~ 1 0 50°Cxl分中 之退火後，進行酸洗，多次重複藉由叢集軋（cluster mill )的冷軋和退火，取得寬度100mm、箔厚40μιη之箔。 針對如此所取得之熱軋鋼板、冷軋鋼板及箔，藉由下 述方法，評估在高溫下之強度（楊氏模數 '斷裂應力 '耐 變形性）、在高溫下之耐氧化性、耐鹽害腐蝕性。 楊氏模數：首先，對板厚4mm之熱乳鋼板’進行作 -19- 201202443 爲前處理之1 200°Cx30分鐘之熱處理。該係在通常蜂窩載 體中，組裝成蜂窩狀之後，於進行波板（波形加工板）和 平板之接點的擴散接合（diffusion bonding)或硬焊接合 之時，進行1150〜1 250°Cx30分鐘程度之熱處理之故。接 著，以JISZ2280「金屬材料之高溫楊氏模數試驗方法」 爲基準，藉由熱處理後之熱軋，切出2mm厚度xlOmm寬 度X 60mm長度之試驗片，將端面精製加工成平滑面之後 ，使用彎折共振法（resonance method)，測量1000 °C中 之楊氏模數。楊氏模數之測量結果係將1 1 〇GPa以下設爲 xC，將llOGPa以上120GPa以下設爲〇B，將120GPa以 上設爲©A，若爲〇B或©A時，則可以滿足本發明之目 的。 斷裂應力：首先，對板厚1mm之冷軋鋼板進行相當 於擴散接合或硬焊接接合時之熱處理的1 200°Cx30分鐘之 熱處理。接著，藉由熱處理後之冷軋鋼板切出第4圖所示 之試驗片，在900 °C實施高溫拉伸試驗而測量斷裂應力》 此時，拉伸速度最初爲〇.2mm/min。於超過耐力之後爲 5mm/min。斷裂應力之測量結果係將40GPa以下設爲XC， 將40MPa以上60MPa以下設爲〇B，將60MPa以上設爲 ◎ A，若爲〇B或©A時，則可以滿足本發明之目的。 耐變形性：首先，在4xl(T5T〇rr ( 5.3xl〇_3pa)以下 之真空中對箔厚40μιη之箔進行相當於擴散接合或硬焊接 合時之熱處理的1200°Cx30分鐘之熱處理。接著，從熱處 理後之箔，採取100mm寬度x50mm長度之試驗片捲成直 -20- 201202443 徑5mm之圓筒狀，從各箔各製作三個藉由點熔接固定端 部者，在大氣環境氣爐中，加熱H50°Cx4〇〇小時’測量 3個平均尺寸變形量（加熱後之圓筒長度對加熱前之圓筒 長度之增加比率）。 平均之尺寸變形量之測量結果，若爲將超過5%設爲X C，將3%以上5%以下設爲〇B，將3%以下設爲◎ A，若 爲〇B或©A則滿足本發明之目的。 高溫下之耐氧化性：首先’在4xl(T5T〇rr(5.3x l(T3Pa)以下之真空中對箔厚40μηι之箔進行相當於擴散 接合或硬焊接合時之熱處理的1 200°Cx30分鐘之熱處理。 接著，從熱處理後之箔採取3個20mm寬度x30mm長度之 試驗片，在大氣環境爐中加熱1150°Cx400小時，而測量 3個平均之氧化增量（將加熱前後重量變化除出其之表面 積之量）。此時，氧化增量也回收加上加熱後從試驗片剝 離之刻度。平均之氧化增量之測量結果，若爲將超過 15g/m2設爲xC，將10g/m2以上15g/m2以下設爲〇B，將 10g/m2以下設爲©A，若爲〇B或©人則滿足本發明之目 的。 耐鹽害腐蝕性：首先，從板厚1mm之冷軋鋼板切出 20mm平方之試驗片，表面殘留11x11 mm而以樹脂密封後 ，浸漬於1 〇%濃度之硝酸而進行不動態化處理，並且硏磨 表面10x10mm之部分。接著，以JISG0577「不鏽鋼之孔 蝕電位爲測量方法」爲基準，浸漬於30°C之3.5%NaCl溶 液中放置1 〇分鐘，並開始掃描電位爲而測量孔蝕電位。 -21 - 201202443 孔蝕電位之測量結果係將300 (mV vs SCE)以下設爲xC ，將 300 (mV vs SCE )以上 700 (mV vs SCE)以下設爲 〇B，將700(mV vs SCE)以上設爲©A，若爲〇B或© A時，則可以滿足本發明之目的。 將結果表示於表 2-1及表 2-2。可知本發明之鋼 No.l〜16及23~2 8在高溫度下之強度（楊氏模數、斷裂應 力、耐變形性）高，在高溫下之耐氧化性優良，耐鹽害腐 蝕性優良。對此，比較例之鋼No. 1 7〜22及29係高溫下之 強度、高溫下之耐氧化性、耐鹽害腐蝕性之至少一個特性 差。 [產業上之利用可行性] 藉由本發明，可取得在高溫下強度高，在高溫下耐氧 性優，並且耐鹽害腐蝕性也優之不鏽鋼箔。本發明之不鏽 鋼箔不僅適用於汽車、機車、水上摩托車、雪車等之排氣 淨化裝置用觸媒載體，亦適合於其他之燃燒氣體排氣系裝 置的構件。 【圖式簡單說明】 第1圖爲表示金屬製蜂窩之一例的圖式。 第2圖爲表示Cr含有量和楊氏模數及孔蝕電位之關 係圖。 第3圖爲Cu含有量和孔蝕電位之關係圖。 第4圖爲表示在實施例之高溫拉伸試驗中所使用之試
S -22- 201202443 驗片形狀之圖示。 【主要元件符號說明 1 :平板 2 :波板 3 :外筒 4 :金屬製蜂窩 201202443
1 a CO 1 1 1 1 1 1 1 0.064 1 1 1 1 1 1 1 S g 1 1 1 1 1 1 CO o 1 1 1 1 1 1 1 1 •N σ Μ ►3 0.082 0.075 0.076 0.080 0.100 0.092 0.062 1 0.072 0.093 0.085 0.076 0.088 0.046 0.085 c3 0.008 0.005 0.006 0.006 0.007 0.008 0.010 0.008 0.003 0.008 0.006 0.007 1 0.008 1 0.007 0.008 | tfi 0.033 0.035 0.034 0.036 0.033 0.031 0.039 0.032 0.032 0.029 0.035 0.0411 0.039 0.035 0.036 1 0.005 0.005 0.006 0.005 0.005 0.006 0.008 0.009 0.008 0.004 0.005 0.003 0.005 0.006 0.005 g 0.005 0.006 0.008 0.005 0.009 0.012 0.008 0.005 0.011 0.005 0.005 0.006 0.005 0.007 0.008 _ 0.004 0.005 0.011 0.006 0.006 0.005 0.005 0.006 0.006 0.006 0.005 0.004 1 0.005 0.011 0.006 s Φ 链 0.006 0.005 0.005 0.014 0.005 0.005 0.006 0.008 0.006 0.008 0.004 0.007 0.0111 0.008 00 ΙΛ 00 λΩ o \6 00 \6 CD 00 in CO \ri 05 CO CO id CO lO i0 IA o lO 00 \ά 0.11 0.12 0.10 0.08 0.11 0.10 0.08 0.09 0.11 0.15 0.12 0.11 0.15 0.11 1 0.10 c5 30.2 25.7 27.8 30.1 25.8 30.2 32.2 30.1 28.5 25.5 25.5 30.3 30.9 29.8 25.8 QP g g o 0.0006 g 0.0005 〇 卜 υ 〇 〇 o c> o c5 〇 d o d 〇 d o d o d o d 〇 o o o o d Ο d pLi 0.025 0.025 1_ 0.028 0.025 0.025 0.025 0.023 0.021 0.020 0.020 0.028 0.023 0.024 0.022 0.023 1 0.13 0.12 0.16 0.20 0.15 0.13 0.14 0.16 0.18 0.13 0.12 0.15 0.16 0.19 0.15 w 0.16 0.17 0.15 0.16 0.15 0.17 0.16 0.14 0.17 0.11 0.15 0.16 0.17 0.15 0.15 o 0.005 0.005 0.006 0.006 0.006 0.007 0.006 0.008 0.011 0.008 0.006 0.007 0.005 0.006 1 0.007 鋼 No. tH cq CO i〇 CO 00 05 o rH rH C^. CO iH 2 JO
-24- 201202443 蠢)I-Ι撇 備注 發明例 =5 =5 =5 =: - =5 - =5 成分組成(質量％) 〇 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Mg (ppm) in (N CO (N <N CO (N (N to JO § g (N (N 另 § CO Ca (ppm) JO CO 00 (N (N CO (N <N CO 2 CO <N us <N to CQ (N s 1 1 1 0.015 1 1 1 1 0.042 1 1 1 0.036 1 1 o 3.10 2.00 1.98 4.98 1 3.05 4.50 3.25 3.52 2.10 1 1.58 3.56 4.56 2.83 1 1 1 1 2.15 1 1 1.56 1 1 4.85 1 1 1 1 rH (N CO 寸 CO 00 〇 〇 rH rH CO 3 s -25- 201202443
成分組成(質量％) 囊 1 1 1 II 1 1 1 1 1 1 1 Ί 1 1 1 Μ g 1 1 l.l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 s 0.095 0.075 l| 0.095 0.075 0.085 0.075 0.076 0.051 0.069 0.072 0.074 0.062 0.068 0.009 0.008 0.005 0.003 <N 寸 〇 d 0.005 0.007 0.008 0.008 0.006 0.008 0.007 0.008 0.007 0.032 0.036 0.035 s o d 0.050 0.036 0.032 0.035 0.033 0.034 0.036 0.032 0.032 0.032 0.003 0.003 0.002 § o 0.002 0.005 0.003 0.006 0.005 0.006 0.008 0.009 0.009 0.009 0.006 0.005 d 0.006 0.007 0.005 0.006 0.008 0.008 0.007 0.005 0.009 0.009 0.009 0.006 0.004 0.004 0.005 0.015 0.006 0.004 0.004 0.005 0.004 0.005 0.004 0.004 0.004 0.015 0.008 0.007 0.008 0.006 0.007 0.005 0.004 0.004 0.006 0.004 0.005 _1 0.005 0.005 CD ιά 00 ιο CO id 00 id CO ιά 00 ιό 00 ιό rH id CO id id (N ΙΛ <N id \ 0.12 0.11 0.13 0.15 0.16 0.11 § rH 0.12 0.11 0.15 0.12 0.11 0.13 0.16 ΰ 1 26.5 20.2 29.8 30.6 30.0 40.0 25.6 25.0 30.2 30.4 30.3 30.7 34.8 20.2 CO | 0.0008 0.0006 0.0007 0.0005 0.0008 0.0005 0.0006 0.0007 0.0007 0.0009 0.0004 0.0009 0.0008 0.0007 Pm 0.025 0.025 0.023 0.025 0.026 0.027 0.026 0.024 0.025 0.023 0.023 0.023 0.025 0.023 Mn 0.16 0.16 0.13 0.12 0.13 0.18 0.15 0.12 0.12 0.12 0.15 0.14 0.16 0.13 m 0.15 0.15 0.16 0.15 0.17 0.16 0.18 0.15 0.15 0.16 0.17 0.15 0.16 0.15 ϋ 0.006 0.008 0.006 0.008 0.008 0.007 0.008 0.005 0.005 0.006 0.004 0.008 0.004 0.007 ^ d 礙；2； CD rH GO 2 § rH s -26- 201202443
備注 比較例 =5 =5 =ϊ Si 發明例| =: =s 比較例 成分組成(質量％) 1 1 1 1 1 1 1 I 0.03 0.12 0.51 1.00 1 1 Mg (ppm) CO CO 00 (N CO (N CQ (N CO (N <M M lO (N S rH CO § in 05 <N Ca (ppm) rH (N s CO (N CO (N s (N s 寸 CO CO (N 2 寸 (N 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I 1 1 1 1 〇 1.06 n 1 II 3.25 1 2.98 3.00 3.11 2.85 3.02 2.95 3.12 2.91 2.06 II 1.51 I| 1 2.50 1 1 1 1 1 1 1 1 Μ 〇 撮；z； CO t- iH 2 s rH <N (N (N CO (N 寸 IN i〇 <N CO (N CO (N 0¾ (N -27- 201202443
備注 發明例丨 =¾ =5 =5 =5 =5 =s =5 :¾ =s 其它 1_ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 耐鹽害腐蝕性 1 ◎ 〇 ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 孔鈾電位 (mVvsSCE) 721 421 710 768 435 754 802 785 715 390 705 815 834 726 714 _1 731 高溫下之 耐氧化性 1 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 氧化增量 (g/m2) 寸 ιΗ !>： 00 CO 05 ιά 00 cd CO IA pH ζ〇 CO rH λΩ ιό 05 ΟΪ CO 高溫下之強度 耐變形性 評估 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎. ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 變形量 (%) 〇 Ο ιΗ tH CD d d d CO d i-H CN CO rH 05 r-i CO d (N rH CO d CD 0¾ d 斷裂應力 評估 ◎ 〇 ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ MPa 2 100 s 104 00 Od rH iH 00 00 iA Oi 00 0¾ S 楊氏模數 1 ◎ 〇 ◎ ◎ .〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ 〇 ◎ GPa 122 111 121 128 112 122 131 130 124 121 126 118 127 130 111 120 鋼 No. cq CO CD 00 〇 rH CO 3 S CD s -28- 201202443 備注 比較例| =5 =t =5 發明例 S5 5: A =i 比較例 其它 1 1 1 1 無法輥軋 1 1 1 1 1 1 I 1 耐鹽害腐蝕性 評估 X 〇 X ◎ 1 〇 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ X 孔蝕電位 (mVvsSCE) 1-H 310 282 769 1 432 452 773 820 845 858 948 210 高溫下之 耐氧化性 評估 〇 X X X 1 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 氧化增量 (g/m2) rH 5 00 寸 寸 CD 1 卜· l〇 CD 00 CP iH !>： 0¾ ιό 寸 CD 高溫下之強度 評估 〇 X X X 1 X ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 m m 變量 寸 CO 寸 ο (N r-( CO 1 rH ai ΙΟ c5 c> ΙΛ d <N rH / CO d ΙΛ CO 斷裂應力 評估 X 〇 〇 〇 1 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ X MPa 寸 CO 寸 \〇 i〇 1 § rH 卜 to 108 CO CO 評估 X ◎ ◎ ◎ 1 〇 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ X GPa 00 121 120 122 1 113 113 121 125 124 128 128 103 鋼 No. CO 05 (Μ S3 ¢5 -29-

Claims (1)

  1. 201202443 七、申請專利範圍： 1. 一種不鏽鋼箔，其特徵爲： 其成分組成係質量百分比C : 〇. 0 5 %以下，s i : 2.0 % 以下 ’ Μ η : 1 . 0 % 以下，S : 0.0 0 3 % 以下，p : 〇 · 〇 5 % 以下， Cr : 25.0-35.0% · Ni : 0.05〜0.30%，A1 ： 3·0~10.0ο/〇，N : 〇 · 1 0 % 以下，T i : 0 · 0 2 % 以下，N b : 〇 · 〇 2 % 以下，T a : 0.02%以下，Zr: 0.005〜0.20%，Ge: 0.02%以下，除 Ce 外的REM: 0·03〜0·20%，並含有合計05〜60%的Mo及W 中之至少一種，殘留部則爲Fe及不可避免的雜質。 2. 如申請專利範圍第1項所記載之不鏽鋼箔，其中 Mo及W中之至少一種的合計爲質量百分比2.5~5.0 % 〇 3 .如申請專利範圍第1或2項所記載之不鏽鋼箔，其 中 並且，含有質量百分比Hf: 0.01〜0.20%，質量ppm Ca : 1〇 〜300ppm 及 Mg: 15~300ppm 中之至少一種》 4 ·如申請專利範圍第1〜3項中之任—項所記載之不鏽 鋼箔，其中 並且，含有質量百分比Cu: 0.03-1.0%。 5 ·如申請專利範圍第丨〜4項中之任一項所記載之不鏽 鋼箔，其中 箔厚度爲40 μιη以上。 6· 一種排氣淨化裝置用觸媒載體，其特徵爲： 使用如申請專利範圍第丨〜5項中之任一項所記載之不 S -30- 201202443
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