TWI399443B - Heat-resistant fat iron-based stainless steel - Google Patents

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TWI399443B
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Tetsuyuki Nakamura
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Description

耐熱性優異之肥粒鐵系不鏽鋼
本發明係有關於一種含Cr鋼，尤其係有關於一種可較佳用於汽車(automobile)或機車(motorcycle)之排氣管(exhaust pipe)、轉換器箱(converter case)或火力發電廠(thermal electric power plant)之排氣通風管(exhaust air duct)等高溫環境下使用之排氣系統構件，且兼具高熱疲勞特性(thermal fatigue resistance)與抗氧化性(oxidation resistance)之肥粒鐵系不鏽鋼(ferritic stainless steel)。
對於汽車之排氣系統環境下所使用之排氣歧管(exhaust manifold)、排氣管、轉換器箱(converter case)、消音器(muffler)等排氣系統構件而言，要求熱疲勞特性或抗氧化性(以下，將兩特性總稱為「耐熱性(heat resistance)」)優異。要求如此之耐熱性之用途中，目前大多使用添加有Nb與Si之例如Type429(14Cr-0.9Si-0.4Nb系)般之含Cr鋼。然而，隨著引擎性能提升，若排氣溫度(exhaust gas temperature)不斷上升至超出900℃之溫度，則Type429中，熱疲勞特性變得不充分。
針對該問題，已開發有添加Nb與Mo使高溫保證應力(high temperature proof stress)提升之含Cr鋼、或日本工業規格JIS G4305中規定之SUS444(19Cr-0.5Nb-2Mo)、添加有Nb、Mo、W之肥粒鐵系不鏽鋼等(例如，參照日本專利特開2004-018921號公報)。然而，現今Mo或W等稀有金屬原料大幅漲價，故而要求開發使用廉價原料且具有同等耐熱性之材料。
作為未使用作為高價元素之Mo或W且耐熱性(heat resistance)優異之材料，例如，WO2003/004714號小冊子中，揭示有於10～20mass%Cr鋼中，添加有Nb：0.50mass%以下、Cu：0.8～2.0mass%、V：0.03～0.20mass%之汽車排氣流路構件用肥粒鐵系不鏽鋼，又，日本專利特開2006-117985號公報中，揭示有10～20mass%Cr鋼中，添加有Ti：0.05～0.30mass%、Nb：0.10～0.60mass%、Cu：0.8～2.0mass%、B：0.0005～0.02mass%之熱疲勞特性優異之肥粒鐵系不鏽鋼，又，日本專利特開2000-297355號公報中，揭示有15～25mass%Cr鋼中，添加有Cu：1～3mass%之汽車排氣系統零件用肥粒鐵系不鏽鋼。該等鋼之特徵為均藉由添加Cu，而使熱疲勞特性得以提升。
然而，根據發明者等之研究，如上述專利文獻2～4之技術所示，當添加Cu時，雖使耐熱疲勞特性得以提升，但鋼自身之抗氧化性卻下降，故總體而言，可知耐熱性劣化。
因此，本發明之目的在於，藉由開發一種防止因添加Cu導致抗氧化性下降之技術，而提供一種無需添加Mo或W等高價元素，且抗氧化性與耐熱疲勞特性均優異之肥粒鐵系不鏽鋼。於此，本發明中所謂之「優異之抗氧化性與耐熱疲勞特性」，係指具有SUS444同等以上之特性，具體而言，抗氧化性係指950℃下之抗氧化性為SUS444同等以上，又，熱疲勞特性係指100-850℃間之反覆之熱疲勞特性為SUS444同等以上。
1.本發明係一種肥粒鐵系不鏽鋼，其含有C：0.015mass%以下、Si：1.0mass%以下、Mn：1.0mass%以下、P：0.04mass%以下、S：0.010mass%以下、Cr：16～23mass%以下、N：0.015mass%以下、Nb：0.3～0.65mass%、Ti：0.15mass%以下、Mo：0.1mass%以下、W：0.1mass%以下、Cu：1.0～2.5mass%、Al：0.2～1.5mass%，剩餘部分含有Fe以及不可避免之雜質。
2.本發明之肥粒鐵系不鏽鋼，除了含有上述成分組成以外，進而含有選自B：0.003mass%以下、REM：0.08mass%以下、Zr：0.5mass%以下、V：0.5mass%以下、Co：0.5mass%以下以及Ni：0.5mass%以下中之一種或者兩種以上。
3.本發明之肥粒鐵系不鏽鋼，於上述1或2之成分中，進而較佳為Si：0.4～1.0mass%。
4.本發明之肥粒鐵系不鏽鋼，於上述1或2之成分中，進而較佳為Si：0.4～1.0mass%以及Ti：0.01mass%以下。
根據本發明，可廉價獲得無需添加高價之Mo或W，且具有SUS444同等以上之耐熱性(熱疲勞特性、抗氧化性)之肥粒鐵系不鏽鋼。因此，本發明之鋼，可較佳用於汽車排氣系統構件。
發明者等，為了開發一種防止習知技術中所存在之添加Cu造成抗氧化性下降，且無需添加Mo或W等高價元素，抗氧化性與疲勞特性亦均優異之肥粒鐵系不鏽鋼，而反覆進行銳意研究。其結果，發現藉由組合添加0.3～0.65mass%範圍內之Nb與1.0～2.5mass%之範圍內之Cu，而於廣泛之溫度區域中獲得較高之高溫強度，使耐熱疲勞特性得以改善，又，添加Cu造成之抗氧化性下降，可藉由添加精確量之Al(0.2～1.5mass%)而得到防止，因此，可藉由將Nb、Cu及Al控制於上述精確範圍內，而首次即便無需添加Mo或W，亦可獲得SUS444同等以上之耐熱性(熱疲勞特性、抗氧化性)，並由此開發了本發明。
發明者等，進而對如同設想實際用作排氣歧管等之情況般，對含有水蒸氣之環境下之抗氧化性之改善方法進行銳意研究，其結果，發現可藉由使Si量精確化(0.4～1.0mass%)，而使水蒸氣環境(in water vapour atmosphere)中之抗氧化性(以下，稱為抗水蒸氣氧化特性)亦達到SUS444同等以上，從而開發了本發明。
首先，就達成開發本發明之基礎實驗加以說明。
以C：0.005～0.007mass%、N：0.004～0.006mass%、Si：0.3mass%、Mn：0.4mass%、Cr：17mass%、Nb：0.45mass%、Al：0.35mass%之成分組成為基礎，並對此使Cu於0～3mass%之範圍內變化，以實驗室方式熔化鋼，製成50kg鋼塊，並加熱至1170℃後，進行熱軋，製成厚度：30mm×寬度：150mm之板片。其後，對該板片進行鍛造，製成剖面35mm×35mm之棒條，於1030℃之溫度下進行退火後，實施機械加工，製作圖1所示之尺寸之熱疲勞試驗片(thermal fatigue test specimen)。繼而，如圖2所示，反覆實施以限制率(restraint ratio)：0.35於100℃-850℃間進行加熱、冷卻之熱處理，並測定熱疲勞壽命(thermal fatigue life)。再者，以圖1所示之試驗片均熱平行部之剖面積(cross section)除以100℃下檢測出之荷重(load)，來算出應力(stress)，使上述熱疲勞壽命為相對前一週期(cycle)之應力，應力開始連續性下降時之最小週期數。此相當於試驗片中產生龜裂(crack)之週期數。再者，作為比較，亦對SUS444(Cr：19mass%-Mo：2mass%-Nb：0.5mass%鋼)，進行相同之試驗。
圖3係表示上述熱疲勞試驗之結果者。根據該圖可知，藉由添加1.0mass%以上之Cu，而獲得SUS444之熱疲勞壽命(約1100週期)同等以上之熱疲勞壽命，因此，添加1mass%以上之Cu，對改善熱疲勞特性較為有效。
繼之，將以C：0.006mass%、N：0.007mass%、Mn：0.4mass%、Si：0.3mass%、Cr：17mass%、Nb：0.49mass%、Cu：1.5mass%之成分組成為基礎，並對其添加0～2mass%之範圍內之Al之鋼，以實驗室方式熔化，製成50kg鋼塊，對該鋼塊進行熱軋(hot rolling)，並對熱軋板實施退火，再進行冷軋(cold rolling)，及最終退火(finishing annealing)，製成板厚2mm之冷軋退火板。自以上述方式所得之冷軋鋼板切取30mm×20mm之試驗片，並於該試驗片上部開出4mmΦ之孔，以＃320之砂紙(emery paper)對表面及端面進行研磨、除脂後，供下述試驗使用。
〈大氣中之連續氧化試驗(continuous oxidation test in air)〉
上述試驗片，於加熱至950℃之大氣環境之爐中保持300小時，測定加熱試驗前後試驗片之質量之差，求出每一單位面積之氧化增量(g/m2 )。
圖4係表示大氣環境中氧化試驗之氧化增量與含Al量之關係者。由該圖可知，可藉由添加0.2mass%以上之Al，而獲得SUS444同等以上之抗氧化性(氧化增量：27g/m2 以下)。
其次，將以C：0.006mass%、N：0.007mass%、Mn：0.2mass%、Al：0.45mass%、Cr：17mass%、Nb：0.49mass%、Cu：1.5mass%之成分組成為基礎，並對其添加有1.2mass%以下之範圍內各種量之Si之鋼，以實驗室之方式熔化，製成50kg鋼塊，對該鋼塊進行熱軋(hot rolling)，並對熱軋板實施退火，再進行冷軋(cold rolling)，及最終退火(finishing annealing)，製成板厚2mm之冷軋退火板。自以上述方式所得之冷軋鋼板切取30mm×20mm之試驗片，並於該試驗片上部開出4mmΦ之孔，以＃320之砂紙(emery paper)對表面以及端面進行研磨、除脂後，供下述水蒸氣環境中之連續氧化試驗使用。
〈水蒸氣環境中之連續氧化試驗〉
將上述試驗片，保持於使經起泡(bubbling)之由7vol%CO2 -1vol%O2 -剩餘部分N2 所構成之氣體以0.5L/min流入至維持為60℃之蒸餾水中，形成水蒸氣環境且加熱至950℃之爐中300小時，測定加熱試驗前後試驗片之質量之差，求出每一單位面積之氧化增量(g/m2 )。
圖5係表示水蒸氣環境中連續氧化試驗之氧化增量與含Si量之關係者。由圖5可知，藉由添加0.4mass%以上之Si，而獲得SUS444同等以上之抗水蒸氣氧化性(氧化增量：51g/m2 以下)。
本發明係基於上述見解，進而加以研究而完成者。
繼而，就本發明之肥粒鐵系不鏽鋼之成分組成加以說明。
C：0.015mass%以下
C係提高鋼之強度之有效元素，若含量超出0.015mass%，則韌性以及成形性下降顯著。由此，本發明中，使C為0.015mass%以下。再者，出於確保成形性之觀點，C含量越低越好，較佳為0.008mass%以下。另一方面，為確保作為排氣系統構件之強度，C較佳為0.001mass%以上，更佳為0.002～0.008mass%之範圍。
Si：1.0mass%以下
Si係作為脫氧材而添加之元素。為獲得此效果，Si量較佳為0.05mass%以上。又，亦具有本發明所注重之提升抗氧化性之效果，但效果不如Al。另一方面，過度添加超出1.0mass%，則會使加工性下降。由此，使Si量之上限為1.0mass%。
其中，Si係使水蒸氣環境中之抗氧化性(抗水蒸氣氧化性)提升之重要元素，如圖5所示，為獲得與SUS444同等之抗水蒸氣氧化特性，而必須添加0.4mass%以上之Si。因此，當需要強調如此效果時，所添加之含Si量較佳為0.4mass%以上，更佳為0.4～0.8mass%之範圍。
Si如上所述提升抗水蒸氣氧化性之原因，目前尚不充分清楚，但可認為藉由添加0.4mass%以上之Si，而於鋼板表面連續性生成緻密之Si氧化物相，抑制氣體成分(H2 O、CO2 、O2 )自外部侵入，藉此提高抗水蒸氣氧化特性。當需要更高之抗水蒸氣氧化性時，較佳為使Si為0.5mass%以上。
Mn：1.0mass%以下
Mn係用以提升鋼之強度之元素，又，亦具有作為脫氧劑之作用，故較佳為添加0.05mass%以上。然而，過度添加，易於高溫下生成γ相，使耐熱性下降。由此，本發明中，使Mn為1.0mass%以下。較佳為0.7mass%以下。
P：0.040mass%以下
P係使韌性下降之有害元素，故較佳為儘量減少。因此，本發明中，使P為0.040mass%以下。較佳為0.030mass%以下。
S：0.010mass%以下
S係使伸長率或r值下降，從而嚴重影響成形性，並且使不鏽鋼之基本特性之耐蝕性下降之有害元素，故而較佳為使其儘量減少。由此，本發明中，使S為0.010mass%以下。較佳為0.005mass%以下。
Cr：16～23mass%
Cr係使不鏽鋼之特徵即耐蝕性、抗氧化性提升之有效重要元素，故而若未滿16mass%，則無法獲得充分之抗氧化性。另一方面，Cr於室溫中使鋼固溶強化，從而使鋼硬質化、低延展性化之元素，尤其若添加超出23mass%，則上述弊端將變得顯著，故使其上限為23mass%。由此，使Cr為16～23mass%之範圍。更佳為16～20mass%之範圍。
N：0.015mass%以下
N係使鋼之韌性以及成形性下降之元素，故而若含量超出0.015mass%，則上述下降將變得顯著。由此，使N為0.015mass%以下。再者，出於確保韌性、成形性之觀點，較佳為儘量減少N，故較佳為使N未滿0.010mass%。
Nb：0.3～0.65mass%
Nb係具有形成並固定C、N與碳氮化物，使耐蝕性或成形性、焊接部之晶界耐蝕性提高之作用，並且具有使高溫強度上升，提高熱疲勞特性之效果之元素。如此之效果，藉由添加0.3mass%以上便可確認。另一方面，添加量超出0.65mass%，則會易於析出Laves相(拉夫斯相)，促進脆化。由此，使Nb為0.3～0.65mass%之範圍。較佳為0.4～0.55mass%之範圍。
Ti：0.15mass%以下
Ti係與Nb相同，具有固定C、N，使耐蝕性或成形性、焊接部之晶界耐蝕性提高之作用。然而，該效果於添加有Nb之本發明之成分系統中，若超出0.15mass%時則會飽和，並且會因固溶硬化而使鋼硬質化。由此，本發明中，使上限為0.15mass%。
再者，於本發明中，Ti係不必特意添加之元素，Ti與Nb相比，易於與N結合而形成粗大之TiN。粗大之TiN易於引發龜裂產生，使熱軋板之韌性下降。因此，當需求更高韌性之情況時，較佳為將Ti限制為0.01mass%以下。
Mo：0.1mass%以下
Mo係高價元素，根據本發明之主旨，不必主動添加。然而，有時會自作為原料之廢料等混入0.1mass%以下。由此，使Mo為0.1mass%以下。
W：0.1mass%以下
W與Mo相同係高價元素，根據本發明之主旨，不必主動添加。然而，有時會自作為原料之廢料等混入0.1mass%以下。由此，使W為0.1mass%以下。
Cu：1.0～2.5mass%
Cu係提升熱疲勞特性之極其有效之元素。如圖3所示，為獲得SUS444同等以上之耐熱疲勞特性，而必須添加1.0mass%以上之Cu。然而，若添加超出2.5mass%，則熱處理後之冷卻時會析出ε-Cu，使鋼硬質化，並且熱軋加工時易於引起脆化。進而重要的是，Cu之添加，雖會提升耐熱疲勞特性，但反過來會使鋼自身之抗氧化性下降，總體而言，會導致耐熱性下降。此原因尚不完全清楚，但可認為所生成之鱗(scale)之緊鄰之下面之脫Cr層中Cu會濃化，使得提升不鏽鋼固有之抗氧化性之元素即Cr之再擴散受到抑制。由此，使Cu為1.0～2.5mass%之範圍。較佳為1.1～1.8mass%之範圍。
Al：0.2～1.5mass%
Al如圖4所示，係提升添加Cu之鋼之抗氧化性之必不可少之元素。尤其，為獲得作為本發明目的之SUS444同等以上之抗氧化性，而必須添加0.2mass%以上之Al。另一方面，若添加超出1.5mass%，則鋼會硬質化而使加工性下降，故使上限為1.5mass%。由此，使Al為0.2～1.5mass%之範圍。於更高溫下使用之情況，則較佳為使Al為0.3～1.0mass%之範圍。
再者，Al係高溫下固溶，使鋼固溶強化之元素，尤其提高超出800℃之溫度下之強度之效果較大。然而，如上所述，於Si之添加量不充分之情況下，侵入鋼中之氣體成分與Al結合，而無法作為固溶強化元素有效發揮作用。因此，為了於水蒸氣環境中，充分呈現Al之上述效果，較佳為添加0.4mass%以上之Si。
本發明之肥粒鐵系不鏽鋼，除了添加上述之必要成分以外，進而，可於如下範圍內添加選自B、REM、Zr、V、Co以及Ni中之一種或者兩種以上。
B：0.003mass%以下
B係使加工性，尤其使2次加工性提升之有效元素。其顯著效果，可藉由添加0.0005mass%以上而獲得，但若大量添加超出0.003mass%，則會生成BN而使加工性下降。由此，添加B時，使B為0.003mass%以下。更佳為0.0005～0.002mass%之範圍。
REM：0.08mass%以下，Zr：0.5mass%以下
REM(稀土類元素)以及Zr均為用以改善抗氧化性之元素，為獲得此效果，較佳為，分別添加0.01mass%以上，及0.05mass%以上。然而，若REM之添加超出0.08mass%，則會使鋼脆化，又，若Zr之添加超出0.50mass%，則會使Zr金屬間化合物析出，導致鋼脆化。由此，於添加REM時，使REM為0.08mass%以下，而於添加Zr時，使Zr為0.5mass%以下。
V：0.5mass%以下
V係提升加工性之有效元素，尤其，為了獲得抗氧化性提升之效果，較佳為添加0.15mass%以上。然而，若過度添加而超出0.5mass%，則會使粗大之V(C、N)析出，導致鋼板之表面性狀劣化。由此，於添加V時，較佳為添加0.50mass%以下，更佳為於0.15～0.4mass%之範圍內添加。
Co：0.5mass%以下
Co係提升韌性之有效元素，且較佳為添加0.02mass%以上。然而，Co係高價元素，又，若添加超出0.5mass%，則上述效果亦將飽和。由此，於添加Co時，較佳為添加0.5mass%以下。更佳為0.02～0.2mass%之範圍。
Ni：0.5mass%以下
Ni係提升韌性之元素。為獲得此效果，較佳為添加0.05mass%以上。然而，Ni係高價，又，Ni係強力之γ相形成元素，故高溫下會生成γ相，導致抗氧化性下降。由此，於添加Ni時，較佳為添加0.5mass%以下。更佳為0.05～0.4mass%之範圍。
其次，就本發明之肥粒鐵系不鏽鋼之製造方法加以說明。
本發明之不鏽鋼之製造方法，若係肥粒鐵系不鏽鋼之普通製造方法，則可較佳利用，故並無特別限定。例如，較佳為利用轉爐、電爐等公知之熔化爐使鋼熔化，或者進而經由澆桶精煉、真空精煉等2次精煉，製成具有上述本發明之成分組成之鋼，繼而，利用連續鑄造法之錠塊鑄造-開胚法將該熔融鋼製成鋼片(鋼坯)，並實施熱軋製成熱軋板，且視需要進行熱軋板退火，進而經由對該熱軋板進行酸洗、冷軋、最終退火、酸洗等步驟，製成冷軋退火板。上述冷軋，可實施1次或者插入中間退火之2次以上之冷軋，又，冷軋、最終退火、酸洗之各步驟可反覆實施。進而，根據不同情況，可省略熱軋板退火，而於要求鋼板表面之光澤性之情況，可於冷軋後或者最終退火後，實施調質。再者，較佳為，上述熱軋前之鋼坯加熱溫度為1000～1250℃，熱軋板退火溫度為900～1100℃，最終退火溫度為900～1120℃之範圍。
以上述方式所得之本發明之肥粒鐵系不鏽鋼，其後，根據各自之用途，實施切割加工、彎曲加工、壓製加工等加工，製成汽車或機車之排氣管、轉換器箱或火力發電廠之排氣通風管等高溫環境下使用之各種排氣系統構件。再者，用於上述構件之本發明之不鏽鋼，不僅限於用作冷軋退火板，亦可用作熱軋板或者熱軋板退火，進而可視需要實施脫鱗處理後使用。又，組裝於上述構件時之焊接方法，並無特別限制，可使用金屬惰性氣體(MIG，Metal Inert Gas)、金屬活躍氣體(MAG，Metal Active Gas)、惰性氣體鎢棒(TIG，Tungsten Inert Gas)等普通之電弧焊接、或者點焊、無縫焊接等電阻焊接，以及用於電阻焊接之高頻電阻焊接、高頻感應焊接、雷射焊接等方法。
[實施例1]
藉由真空熔化爐將具有表1-1以及表1-2所示之成分組成之No. 1～24之鋼熔化，進行鑄造製成50kg鋼塊，並以鍛造使之一分為二。其後，將一分為二後之其中一個鋼塊，加熱至1170℃後，實施熱軋，製成板厚5mm之熱軋板，再以1020℃之溫度進行熱軋板退火、酸洗，並實施軋縮率為60%之冷軋，以1030℃之溫度進行最終退火，並以平均冷卻速度20℃/sec進行冷卻，再進行酸洗，製成板厚2mm之冷軋退火板，供下述兩種抗氧化性試驗使用。再者，作為參考，對表1之No. 25～28所示之SUS444以及WO2003/004714號小冊子、日本專利特開2006-117985號公報、特開2000-297355號公報之發明鋼，以與上述相同之方式，製作冷軋退火板，供下述大氣中之連續氧化試驗以及水蒸氣環境中之連續氧化試驗使用。
〈大氣中之連續氧化試驗(continuance oxidation test in air)〉
自以上述方式所得之各種冷軋退火板切取30mm×20mm之試樣，並於試樣上部開出4mmΦ之孔，利用＃320之砂紙對表面以及端面進行研磨、除脂後，將其懸掛於加熱保持為950℃之大氣環境之爐內，保持300小時。試驗後，對試樣之質量進行測定，求出與預先測定之試驗前之質量之差，算出氧化增量(g/m2 )。再者，試驗各實施2次，以其平均值評價抗連續氧化性。
〈水蒸氣環境中之連續氧化試驗(continuance oxidation test in water vapour atmosphere)〉
自以上述方式所得之各種冷軋退火板切取30mm×20mm之試樣，並於試樣上部開出4mmΦ之孔，利用＃320之砂紙對表面以及端面進行研磨、除脂後，使之保持於使經起泡(bubbling)之由7vol%CO2 -1vol%O2 -剩餘部分N2 所構成之氣體以0.5L/min流入至維持為60℃之蒸餾水中，形成水蒸氣環境且加熱至950℃之爐中300小時。試驗後，測定試樣之質量，並求出與預先測定之試驗前之質量之差，算出氧化增量(g/m2 )。再者，試驗各實施2次，以其平均值評價抗連續氧化性。
[實施例2]
將實施例1中50kg鋼塊一分為二後之另一鋼塊，加熱至1170℃後，實施熱軋，製成厚度：30mm×寬度：150mm之板片。其後，對該板片進行鍛造，製成剖面35mm×35mm之棒條，再利用1030℃之溫度進行退火後，實施機械加工，加工成圖1所示之尺寸之熱疲勞試驗片，供下述熱疲勞試驗使用。再者，作為參考例，與實施例1相同，對WO2003/004714號小冊子、日本專利特開2006-117985號公報、特開2000-297355號公報之發明鋼以及SUS444以相同方式製作試料，供熱疲勞試驗使用。
〈熱疲勞試驗(thermal fatigue test)〉
熱疲勞試驗，係以限制率0.35，於100℃與850℃之溫度間重複進行升溫、降溫，測定熱疲勞壽命。此時，升溫速度(heating rate)及降溫速度(cooling rate)，分別為10℃/Sec，100℃下之保持時間為2min，850℃下之保持時間(holding time)為5min。又，熱疲勞壽命(thermal fatigue life)，係以試驗片均熱平行部之剖面積除以100℃下檢測出之荷重，來算出應力，使上述熱疲勞壽命為相對前一週期之應力，應力開始連續性下降時之最小週期數。
上述實施例1之大氣中之連續氧化試驗、水蒸氣環境中之連續氧化試驗之結果以及實施例2之耐熱疲勞性試驗之結果匯總示於表2中。根據表2可明確，適合本發明之發明例之鋼，具有SUS444同等以上之抗氧化特性與耐熱疲勞特性，實現了本發明之目標。相對於此，不屬於本發明範圍之比較例之鋼或者先行技術之參考例之鋼，抗氧化特性與耐熱疲勞特性之兩特性並非同時優異，未能達成本發明之目標。
 (產業上之可利用性)
本發明之鋼，不僅可較佳用作汽車等之排氣系統構件，而且亦可較佳用作需要相同特性之火力發電系統之排氣系統構件或固體氧化物型之燃料電池用構件。
圖1為說明熱疲勞試驗片之圖。
圖2為說明熱疲勞試驗中之溫度、限制條件(restraining conditions)之圖。
圖3為表示Cu添加量對熱疲勞特性之影響的圖表。
圖4為表示Al添加量對抗氧化性(氧化增量(weight gain by oxidation))之影響的圖表。
圖5為表示Si添加量對抗水蒸氣氧化特性(氧化增量)之影響的圖表。

Claims (4)

  1. 一種肥粒鐵系不鏽鋼，其含有C：0.015mass%以下、Si：1.0mass%以下、Mn：1.0mass%以下、P：0.04mass%以下、S：0.010mass%以下、Cr：16～23mass%以下、N：0.015mass%以下、Nb：0.3～0.65mass%、Ti：0.15mass%以下、Mo：0.1mass%以下、W：0.1mass%以下、Cu：1.0～2.5mass%、Al：0.2～1.5mass%，剩餘部分含有Fe以及不可避免之雜質。
  2. 如申請專利範圍第1項之肥粒鐵系不鏽鋼，其中，除含有上述成分組成以外，進而含有選自B：0.003mass%以下、REM：0.08mass%以下、Zr：0.5mass%以下、V：0.5mass%以下、Co：0.5mass%以下及Ni：0.5mass%以下中之一種或者兩種以上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之肥粒鐵系不鏽鋼，其中，Si：0.4～1.0mass%。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之肥粒鐵系不鏽鋼，其中，Si：0.4～1.0mass%以及Ti：0.01mass%以下。
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