TWI471427B

TWI471427B - With excellent corrosion resistance and hard welding of the Wo Si field stainless steel

Info

Publication number: TWI471427B
Application number: TW101110804A
Authority: TW
Inventors: Tooru Matsuhashi; Jun Tokunaga
Original assignee: Nippon Steel & Sumikin Sst
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2015-02-01
Also published as: CA2829874A1; WO2012133574A1; NZ614829A; AU2012233539B2; CA2829874C; JP6016331B2; JP2012207259A; CN103380224B; AU2012233539A1; US20130336834A1; CN103380224A; TW201245468A; KR20130123443A

Description

具有優異耐蝕性及硬焊接性之沃斯田鐵系不鏽鋼

發明領域

本發明係有關於一種可用於以鎳焊或銅焊等焊材進行接合的構造物之沃斯田鐵系不鏽鋼。尤其本發明係有關於一種不僅具有優異的硬焊接性，並且於因燃燒排氣氣體的凝結而產生含有硝酸離子或硫酸離子之低pH凝結水之環境下、或於含有氯化物離子的水溶液環境下亦具有優異耐蝕性之沃斯田鐵系不鏽鋼。

發明背景

硬焊接合係使用熔點比構造材低的焊材，並藉由在比該硬焊材的熔點稍高的溫度下進行加熱處理以接合材料之技術。硬焊接合係可廣泛用於不鏽鋼的接合方法。而該不鏽鋼的硬焊接合所用的焊材為鎳或銅的合金。

在不鏽鋼的硬焊接合中，不鏽鋼的鈍態膜會阻礙硬焊接性。因此，為了還原去除鈍態膜，硬焊接合係於真空中或氫環境中進行。而例如在使用鎳焊的情況時，硬焊接合的溫度係在1100℃左右。

在硬焊接合中，將焊材充分地填埋被接合材間的間隙來確保接合部的強度是很重要的。因此，焊材的濕潤性對被接合材、即對不鏽鋼係很重要。另一方面，一旦焊材的濕潤性態過於良好，焊材會從被接合材間的間隙流出，而無法以焊材填埋間隙，使接合強度降低。因此，對具有優異硬焊接合的不鏽鋼而言，具有適度的濕潤性就很重要。

一般係使用沃斯田鐵系不鏽鋼作為硬焊接合所用的不鏽鋼。又，作為沃斯田鐵系不鏽鋼則廣泛使用JIS(Japan Industrial Standard：日本工業規格)SUS304系的材料及SUS316系的材料(以下稱為SUS304系的材料及SUS316系的材料)。SUS304系的材料及SUS316系的材料不僅具有加工性，且於一般環境中亦具有優異的耐蝕性之特性。但，SUS304系的材料及SUS316系的材料卻有耐應力蝕裂性差的問題。

應力蝕裂會發生在處於會發生腐蝕的環境下之應力蝕裂感受性高的材料上有拉伸應力殘留之情況。而在硬焊接合沃斯田鐵系不鏽鋼情況時，即使在進行硬焊接合前的步驟中被接合材上殘留有拉伸應力，亦不用擔心會發生應力蝕裂。其原因為沃斯田鐵系不鏽鋼的硬焊接合溫度係在燒鈍沃斯田鐵系不鏽鋼的溫度下進行，而殘留應力會在硬焊接合中被去除。例如，如上所述，在使用鎳焊時，在1100℃左右進行硬焊接合的原因則在此。

但，依構件而異，於硬焊接合後亦會有與其他構件進行熔接或平整接縫等組合之情況，則於該情況下組合後的構件上會產生拉伸應力，而有應力蝕裂產生之虞。因此，作為硬焊接合所用的沃斯田鐵系不鏽鋼必須具有耐應力腐蝕性。

使用沃斯田鐵系不鏽鋼之硬焊接合材的環境，例如有汽車的排氣系構件、及設置有潛熱回收器之熱水器的二次熱交換器。該等構件皆係用於因凝結燃燒排氣氣体而會產成含有硝酸離子或硫酸離子之低pH凝結水之環境下。其係因燃燒而帶入的大氣中含有大量的氮，且燃料或添加有燃料之有臭味的物質含有硫磺化合物。而在上述環境下銅會被腐蝕。因此，必須以沃斯田鐵系不鏽鋼作為構成設置有潛熱回收器之熱水器的二次熱交換器的材料，而不使用銅。

故，用於上述構件的沃斯田鐵系不鏽鋼於會產成含有硝酸離子或硫酸離子之低pH凝結水之環境下可兼具耐蝕性及硬焊接性則很重要。

關於不鏽鋼的硬焊接性，於專利文獻1係提案有一種預覆焊被覆金屬板，其係將有機系黏著劑與業已懸浮過的鎳系焊材一同噴霧塗佈於不鏽鋼表面上後加熱者。又，於專利文獻2提案有一種本身具有優異硬焊接性的鎳焊被覆不鏽鋼板之製造方法，其係以電漿熔射將鎳系焊材被覆於業已調整過表面粗度的不鏽鋼板上。但，專利文獻1及專利文獻2對於塗佈硬焊接材的沃斯田鐵系不鏽鋼素材，皆只檢討了習知之SUS304系的材料及SUS316系的材料。

而於專利文獻3提案有一種可降低Al及Ti之具有優異硬焊接性的不鏽鋼。又，於專利文獻4提案有一種不鏽鋼，其係將以M=-0.22T+34.5Ni+10.5Mn+13.5Cu-17.3Cr-17.3Si-18Mo+475.5所表示的M值調整成1~25者。但，專利文獻3及專利文獻4皆只檢討了肥粒鐵系不鏽鋼作，而未對沃斯田鐵系不鏽鋼做檢討。

於專利文獻5提案有一種具有耐應力蝕裂性及耐間隙腐蝕性之沃斯田鐵系不鏽鋼材。但，專利文獻5所提案的鋼板係適用於汽車加油系構件用者，雖有針對耐應力蝕裂性做檢討，但卻沒有針對硬焊接性做記載。

又，用於汽車的排氣系構件或設置有潛熱回收器之熱水器的二次熱交換器之情況時，因所進氣的大氣中含有氯化物，且特別是在靠近沿岸的高鹽害地區使用時，在含有氯化物離子的環境中耐蝕性亦成問題。

先行技術文獻【專利文獻】

專利文獻1：日本專利特開平1-249294號公報

專利文獻2：日本專利特開2001-26855號公報

專利文獻3：日本專利特開2009-174046號公報

專利文獻4：日本專利特開2010-65278號公報

專利文獻5：日本專利特開2007-9314號公報

發明概要

本發明目的在於提供一種不僅具有優異的硬焊接性，且於因燃燒排氣氣體的凝結而產生含有硝酸離子或硫酸離子之低pH凝結水之環境下，進而於含有氯化物離子的水溶液環境下，亦具有優異耐蝕性之沃斯田鐵系不鏽鋼。

本發明者等為了得到兼具硬焊接性及耐蝕性的沃斯田鐵系不鏽鋼，進行努力檢討後，有了以下見解。

(a)在使用沃斯田鐵系不鏽鋼時，一旦添加一定量以上的Si及Cu，因濕潤性會變得太過良好而焊材會從被接合材彼此間的間隙流出，故接合會變得不充分。為了防止該情況，不僅要規定Cu及Si各含量的上限，規定[Cu]×[Si]值的上限也很重要。且，在以下說明中，[Cu]及[Si]即為以質量%所示之Cu及Si含量。

(b)業以硬焊接合的沃斯田鐵系不鏽鋼，其應力蝕裂的抑制可以[Cu]×[Si]值所示之Cu及Si的相乘效果而獲得。

(c)因燃燒排氣氣體的凝結而產生含有硝酸離子或硫酸離子之低pH凝結水之環境下的耐蝕性，進而於含有氯化物離子的水溶液環境下的耐蝕性可藉由將2[N]+[Mo]設為一定值以上來提升。且，在以下說明中，[N]及[Mo]即為以質量%所示之N及Mo含量。

本發明係基於以上見解所產生者，其要旨如下。

(1)一種具有優異耐蝕性及硬焊接性之沃斯田鐵系不鏽鋼，其特徵在於以質量%計含有：C：0.080%以下、Si：1.2~3.0%、Mn：0.4~2.0%、P：0.03%以下、S：0.003%以下、Ni：6.0~12.0%、Cr：16.0~20.0%、Cu：0.2~3.0%、Al：0.002~0.10%、N：0.030~0.150%、及Mo：0.1~1.0%，且剩餘部分由Fe及不可避免的雜質所構成，並且，滿足下述(A)式及(B)式：(A)式：1.6≦[Cu]×[Si]≦4.4；及(B)式：0.16≦2[N]+[Mo]≦1.0；於此，[Cu]、[Si]、[N]、及[Mo]係以質量%所表示之各元素的含量。

(2)如上述(1)所記載之具有優異耐蝕性及硬焊接性之沃斯田鐵系不鏽鋼，其以質量%計更含有：Nb：0.1~0.7%、Ti：0.1~0.5%、V：0.1~3.0%、及B：0.0002~0.003%中之1種或2種以上。

根據本發明，可藉由調整沃斯田鐵系不鏽鋼中的Cu含量及Si含量、進而控制N含量及Mo含量，來提供具有優異耐蝕性及硬焊接性之沃斯田鐵系不鏽鋼。

並且，根據本發明，可使燃燒汽油、LNG、LPG及石油等燃燒排氣的排熱回收器、以及其他熱交換器等利用硬焊接合而得之構造物的耐蝕性提升。

圖式簡單說明

第1圖係顯示Cu及Si含量與硬焊接性及耐蝕性之關係圖。

第2圖係顯示2[N]+[Mo]值與最大腐蝕深度之關係圖。

第3圖係顯示2[N]+[Mo]值及[Cu]×[Si]值與硬焊接性及耐蝕性之關係圖。

用以實施發明之形態

將詳細說明本發明。以下說明中，有關成分組成「%」只要無特別規定，即意指質量%。

首先，就為了獲得兼具硬焊接性及耐蝕性之成分組成而進行的實驗及其結果進行說明。藉由真空溶解而製造出已使Si、Cu、Mo、及N產生變化之沃斯田鐵系不鏽鋼。此時係令其他元素為JIS SUS316的成分範圍內。

對該沃斯田鐵系不鏽鋼進行熱軋並進行1150℃×1分鐘的熱處理後，研磨去除鏽垢，進而進行冷軋製成冷軋板。依再結晶行為在1050~1150℃×1分鐘的條件下對該冷軋板進行熱處理，之後在硝氟酸水溶液中進行浸漬酸洗處理至完全去除去鏽垢為止，而製成硬焊接合用材。使用該硬焊接合用材，就硬焊接性及應力蝕裂進行評價。

(硬焊接性評價)

將硬焊接合用素材切成40×50mm及25×30mm，作為硬焊接性評價用試樣。該硬焊接性評價用試樣的板厚係1mm。以銀焊對依上述所製作出的試樣進行硬焊接合。硬焊接合的進行係在已重疊放有2片試樣的重疊部位上，配設0.3g作為焊材之混合了有機黏結劑之JIS BNi5的鎳焊，並進行硬焊接合。且硬焊接合係使用氫還原爐，在1100℃且氫100%的環境下進行。硬焊接性係切割已進行過硬焊接合的試樣，並目視觀察剖面進行評價。

評價結果示於第1圖。業已進行硬焊接合之試樣的剖面中，將焊材完全充填於細縫間的情況以空圓心(○)或黑圓心(●)表示，將殘留於細縫間的情況以叉(×)表示。於此，空圓心(○)及黑圓心(●)係就後述應力蝕裂的評價結果所做的區別，無發生應力蝕裂之良好的情況以空圓心(○)表示，有發生應力蝕裂之不良情況以黑圓心(●)表示。又，第1圖中所示之2條曲線中，下側曲線為[Cu]×[Si]值1.6，而上側的曲線為[Cu]×[Si]值4.4。且，第1圖中的SCC意指應力蝕裂。第3圖中亦同。

如第1圖明顯所示，一旦Si大於3.0%、Cu大於3.0%，或[Cu]×[Si]值大於4.4，則已進行硬焊接合之試樣的剖面就會產生間隙。若為沃斯田鐵系不鏽鋼的情況，藉由添加Si及Cu，硬焊材的濕潤性會變好。但，一旦添加一定量以上的Si及Cu的話，則濕潤性會變得過好，且因焊材會從被接合材間流出而接合變得不充分。因此，設[Cu]×[Si]值的上限為4.4。較佳上限為4.0。

(應力蝕裂評價)

不將硬焊接合用素材進行硬焊接合，而是以與硬焊接合時同條件，即使用氫還原爐，在1100℃且氫100%的環境下加熱。於該加熱後，將硬焊接合用材料切成30×30mm及15×15mm的大小，並研磨處理切割端面。將該大小不同的2片材料重疊並對中央部進行點熔接，且於2片材料間做出間隙後作為應力蝕裂評價用試樣。將該應力蝕裂評價用試樣浸漬於含有200ppm的Cl^- 之水溶液中，並保持在100℃七天。七天過後，對點熔接部進行穿孔並分離，並評價於內側的間隙間面有無破裂。破裂的有無係以染色滲入探傷試驗(染色探傷法)來作確認。

評價結果併記於第1圖。無發生應力蝕裂的情況以空圓心(○)表示，有發生應力蝕裂的情況以黑圓心(●)表示。第1圖中，調查未發生應力蝕裂的試樣發現，[Cu]×[Si]值為1.6以上。另一方面，[Cu]×[Si]值小於1.6的試樣有發生應力蝕裂。則可知一般添加Si及Cu對沃斯田鐵系不鏽鋼的耐應力蝕裂性的改善是有效的。而於本發明中清楚可知，即使為業已進行硬焊接合的沃斯田鐵系不鏽鋼，其應力蝕裂的抑制效果亦可以[Cu]×[Si]值所表示之Cu及Si相乘效果而得。因此，將[Cu]×[Si]值的下限設為1.6。又宜設為2.0。

接著，就對因燃燒排氣氣體的凝結而產生的凝結水之耐蝕性及其結果予以說明。如上所述，硬焊接合之構造體係作為汽車的排氣系構件、或是設置有潛熱回收器之熱水器的二次熱交換器等。因此，構成業以進行硬焊接合的構造體之沃斯田鐵系不鏽鋼只具有優異的硬焊接性及應力蝕裂是不夠的。

(對因燃燒排氣氣體結而產生的凝結水之耐蝕性的評價)

作為試樣所使用的材料為具有優異的硬焊接性及耐應力腐蝕性者，即係使用[Cu]×[Si]值在1.6以上且在4.4以下之範圍內的沃斯田鐵系不鏽鋼。試驗液為可模擬由一般的LNG或石油的燃燒所產生之凝縮水的組成者。具體來說，試驗液的組成係調整成硝酸離子為100ppm、硫酸離子為10ppm、pH為2.5，且為了使腐蝕加速而添加了以Cl^- 量計為100ppm的氯化物之組成。

不對上述[Cu]×[Si]值在1.6以上值在4.4以下之範圍的沃斯田鐵系不鏽鋼的素材進行硬焊接合，而以與硬焊接合時同條件，即，使用氫還原爐，且在1100℃且氫100%的環境下加熱。將加熱後的素材切成15×100mm的大小，作為耐蝕性評價試樣。將該耐蝕性評價試樣於試管中只浸漬至試驗液的一半。又，令試驗館內的試驗液為10ml。之後進行14次乾溼反覆試驗，該試驗係將該試驗管浸漬於80℃的溫水，保持幾小時至完全乾燥，乾燥後將試驗液重新倒滿至別的試驗管並保持至完全乾燥為止。因燃燒排氣氣體結而產生的凝結水之耐蝕性的評價係測定試驗後之耐蝕性試樣的表面上最大腐蝕深度而進行。

評價結果示於第2圖。最大侵蝕深度為小於100μm的情況以空圓心(○)表示，100μm以上的情況以叉(×)表示。如第2圖明顯所示，2[N]+[Mo]值為0.16以上時，最大腐蝕深度為小於100μm。而推測原因為即使是含有Cl^- 的低pH溶液，亦可獲得由Mo及N所帶來之耐孔蝕性提升的效果。

又，於第2圖中，即使2[N]+[Mo]值為0.16以上，也會有最大腐蝕深度為100μm以上的情況。而調查該情況的試樣後發現Cu含量為後述範圍之外。其係因Cu會在含有如硝酸離子的氧化劑之乾溼反覆腐蝕環境中溶出、且離子化。且，推測因在該環境內，Cu離子在腐蝕孔內外部會發揮氧化劑作用，故而使腐蝕深度增加。

又，2[N]+[Mo]值增加的同時，最大腐蝕深度會減少，且到某個值以上腐蝕深度的降低就會飽和了。則推測其係因一旦N及Mo含量超過一定值，腐蝕深度就會變得不受到N及Mo以外的元素的影響。特別是，Cu存在時因為Cu離子而會促進腐蝕。因該理由，而將2[N]+[Mo]的上限設為1.0以下。較佳上限為0.77，更佳上限為0.74。又，2[N]+[Mo]的下限如上所述為0.16，較佳下限為0.20。

將上述於第1圖及第2圖所示的結果以[Cu]×[Si]值與2[N]+[Mo]值之關係匯整後，為顯示於第3圖的關係。如第3圖明顯所示，[Cu]×[Si]值在1.6~4.4範圍內、且2[N]+[Mo]值在0.16~1.0的範圍內之試樣係兼備硬焊接性與耐蝕性。又，於本發明中，耐蝕性係意指應力蝕裂、及於因燃燒排氣氣體的凝結而產生含有硝酸離子或硫酸離子之低pH凝結水之環境下的耐蝕性，進而係於含有氯化物離子的水溶液環境下的耐蝕性。

因此，本發明之沃斯田鐵系不鏽鋼就Cu、Si、Mo及N係必須滿足下述(A)式及(B)式。

(A)式：1.6≦[Cu]×[Si]≦4.4

(B)式：0.16≦2[N]+[Mo]≦1.0

接著，就本發明之沃斯田鐵系不鏽鋼所含之各元素之單獨的限定理由予以說明。

C會降低耐晶間腐蝕性、加工性，故必須降低其含量，而須將上限設為0.080%。但，過度降低C含量會使精鍊成本惡化。因此，較佳的C含量為0.005~0.060%之範圍。

如上所述，Si與Cu一樣，係為了改善濕潤性及防止應力蝕裂而添加。Si含量若小於1.2%，則不會發現該等效果。另一方面，若Si大於3.0%，則濕潤性會過度提升，而使硬焊接性降低。因此，Si含量必須設為1.2~3.0%的範圍。又宜為1.4~2.5%的範圍。

Mn係作為脫氧元素之重要的元素，但若過度添加則易生成會成為腐蝕起點之MnS。因此，Mn含量必須設為0.4 ~2.0%的範圍。又宜為0.5~1.2%的範圍。

因P不僅會使熔接性、加工性降低，還易產生晶間腐蝕，故必須儘可能地降低。因此，必須將P含量的上限設為0.03%。更加的P含量為0.001~0.025%的範圍。

因S會使成為上述MnS等的腐蝕起點之水溶性夾雜物生成，故必須儘可能地降低。因此，將S的含有率設為0.003%以下。但，過度地降低S會增加成本，故宜將S含量設為0.0002~0.002%的範圍。

Ni在以JIS SUS316L中所規定之程度的量來說係不會影響耐應力蝕裂。但，曝露於LNG或石油燃燒時之排氣氣體的環境下時，則有應力蝕裂性降低之虞。又，必須維持沃斯田鐵相並確保加工性。因此，Ni含量必須設在6.0~12.0%之範圍。又宜為6.5~11.0%的範圍。

Cr以確保不鏽鋼的耐蝕性方面來說是最重要的元素。因此，設Cr含量的下限為16.0%。不過，使Cr增加雖可提升加工性，但卻會使以加工性為首之製造性降低，因此設Cr含量的上限為20.0%。更佳之Cr含量為16.5~19.0%之範圍。

藉由一同添加Cu與Si雖會降低硬焊接性，但確有抑制應力蝕裂的作用。另一方面，過度添加Cu卻會使含有硝酸離子溶液中的耐蝕性降低。因此，必須設Cu含量為0.2~3.0%之範圍。又宜為0.5~2.5%的範圍。

Al作為脫氧元素實為重要，且，可控制非金屬夾雜物的組成並使組織微細化。但，若過度添加，則恐有招致非金屬夾雜物的粗大化，而成為製品瑕疵發生的起點之虞。因此，Al含量必須設為0.002~0.10%之範圍。又宜為0.005~0.08%之範圍。

N雖可提升耐孔蝕性，但過度添加則與C一樣，會使耐晶間腐蝕性、加工性降低。因此，N含量必須設為0.030~0.150%之範圍。又宜為0.037~0.10%之範圍。

Mo具有修補鈍態皮膜的效果，且係有效使耐蝕性提升的元素。並且，在含有硝酸離子及氯化物離子的環境下，與N組合則有使耐孔蝕性提升的效果。因此，必須至少含有0.1%的Mo。另一方面，雖然增加Mo可提升耐蝕性，但過度的添加會使加工性降低，招致成本上升。因此，Mo含量的上限必須設為1.0%。且Mo適宜的含量為0.2~0.8%之範圍。

於本發明中，除了至此所說明之必需元素，亦可依需求含有Nb、Ti、V及B中1種或2種以上。

藉由添加Nb可有生成碳氮化物、抑制熔接部附近的敏化，且使高溫強度增加的效果，因此可依需求添加。但，過度的添加會招致成本上升。因此，Nb含量宜設為0.1~0.7%之範圍。

Ti雖與Nb具有同樣的效果，但過度添加會招致由鈦的氮化物所引起之表面瑕疵增加。因此，Ti含量必須設為0.1~0.5%之範圍。

因V可改善耐鏽性及耐間隙腐蝕性，若不使用Cr及Mo而添加V的話，還可確保優異的加工性。因此V可依需求添加。但，過度的添加會招致加工性降低。因此，V含量必須設為0.1~3.0%之範圍。

B為對熱加工性有效之晶間強化元素，故可依需求添加。但，過度的添加導致加工性降低。因此，宜設B含量的下限為0.0002%，且設上限為0.003%。

實施例

接著，以實施例進一步說明本發明，但本發明中之條件是為了確認本發明的實施可能性及效果而採用之一條件例，而本發明並不限定於該一條件例。本發明只要不脫離要旨，於可達成本發明之目的內係可採用各種條件。

以一般的沃斯田鐵系不鏽鋼的製造方法，製造具有表1所示之化學組成的鋼。首先於真空熔製後製造厚40mm的鑄錠，將其進行熱軋而軋成厚4.0mm。之後，進行1150℃×1分鐘的熱處理後，研磨除去鏽垢，再藉由冷軋製造了厚1.0mm的鋼板。將其基於各種再結晶動作以1050~1150℃×1分鐘的條件進行熱處理，之後，於硝氟酸水溶液中進行浸漬酸洗處理直至完全去除鏽垢為止，並提供了以下3種試驗。

(硬焊接性試驗)

將厚1mm之各種不鏽鋼切成40×50mm與25×30mm，並用#600號的防水砂紙(防水研磨紙)進行了濕式研磨處理，將其作為試樣並進行使用銀焊之硬焊接性試驗。

硬焊接合係以與上述同一方法，將兩片試樣重疊來進行。具體來說，將0.3g之混合有有機黏結劑的JIS BNi5的銀焊配設於試樣的重疊部並進行硬焊接合。硬焊接合係使用氫還原爐，在1100℃且氫100%的環境下而進行。評價方法係於已進行硬焊接合的試樣的截面上藉由目視觀察，將間隙間已完全充填有硬焊材的情況視為良好，殘留有間隙視為不良。

(耐蝕性試驗)

接著，就於模擬因LNG或石油的燃燒而產生的凝結水之試液中所進行之乾溼反覆試驗方法予以說明。作為試樣係不進行硬焊接合，而以與進行硬焊接合時之同條件，即，使用氫還原爐，在1100℃且氫100%的環境下對各種不鏽鋼進行加熱。之後，切成15×100mm的大小進行試驗。又，試樣的板厚為1mm。試液的組成如前述所說明，係模擬一般之因LNG或石油的燃燒而產生的凝結水之組成，並調整成硝酸離子100ppm、硫酸離子10ppm、pH2.5，且模擬鹽分濃縮，令氯化物離子為100ppm。將試樣一半浸漬於置有該試液10ml的試管，並放入80℃的溫水中。保持至該試液完全乾燥為止，且乾燥後將試樣轉移到已注滿試液的新試管中並再度進行乾燥。並在實施該乾燥14次之後，測定試驗後之最大腐蝕深度。

(應力蝕裂評價試驗)

應力蝕裂評價試驗係不進行硬焊接合，而以與進行硬焊接合時之同條件，即，使用氫還原爐，在1100℃且氫100%的環境下對與供於硬焊接性試驗者為同材料進行加熱。自該材料切出30×30mm與15×15mm的大小並進行整面濕式研磨處理後，將其兩片重疊並實施點溶接，做出間隙。將業已做出間隙之試樣浸漬於含有200ppm的Cl^- 之蒸餾水中，並於100℃下連續處理7天。用鑽孔機將處理後之試樣的點溶接部穿孔並分離後，於染色滲入探傷試驗(染色探傷法)觀察有無發生龜裂。於此，無發生龜裂的情況視為良好，有發生龜裂的情況視為不良。

將該等結果併記於表1。又，就硬焊接性試驗結果及應力蝕裂評價實驗結果，良好以A表示，不良以B表示。

如表1明顯所示，其係確認了No.1~12的發明例在硬焊接性試驗、耐蝕性試驗(乾溼反覆試驗)中之最大腐蝕深度、以及耐應力蝕裂評價試驗皆有良好的結果。

相對於此，其確認了[Cu]×[Si]值大於4.4之No.14~18、21係不具有充分的硬焊接性。又，其亦確認了[Cu]×[Si]值小於1.6之No.19、23、24、25雖具有良好的硬焊接性，但於應力蝕裂試驗中卻發生破裂。並且，2[N]+[Mo]值為本發明之下限外之No.20、21、23、24在耐蝕性試驗(乾溼反覆試驗)中最大腐蝕深度的結果為100μm以上。No.22之[Cu]×[Si]值及2[N]+[Mo]值雖在本發明的範圍內，但因Cr在本發明範圍的下限外，故在耐蝕性試驗(乾溼反覆試驗)中最大腐蝕深度的結果為大於100μm。又，No.14~18中，即使2[N]+[Mo]值於本發明範圍內，但在耐蝕性試驗(乾溼反覆試驗)中最大腐蝕深度的結果卻為大於100μm，故而判斷該原因為因Cu在本發明範圍外，而發揮了溶出的Cu離子所帶來之促進腐蝕的效果。

藉由以上確認了本發明的沃斯田鐵系不鏽鋼即使處於碳氫化合物燃料的燃燒氣體之熱交換器內的環境下，亦具有優異硬焊接性，且不會發生應力蝕裂。又，同時亦確認了本發明的沃斯田鐵系不鏽鋼於會生成含有硝酸離子或硫酸離子之低pH凝結水之環境下、或於含有氯化物離子的水溶液環境下亦具有優異耐蝕性。

產業上之可利用性

本發明係一種可硬焊材接合沃斯田鐵系不鏽鋼之構造物，且可適用於會生成含有硝酸離子或硫酸離子之低pH凝結水之環境下的耐蝕性，進而於含有氯化物離子的水溶液環境下的耐蝕性之所有之必要用途上。具體來說，本發明的沃斯田鐵系不鏽鋼係特別適宜用於熱交換器用材料，特別是以煤油或LNG為燃料之潛熱回收型熱水器的二次熱交換器用材料。此時，本發明的沃斯田鐵系不鏽鋼不僅可作為熱交換管，亦可適於作為外殼及隔膜等其中一者的材料。又，本發明的沃斯田鐵系不鏽鋼亦同樣適於作為從裝載於具有汽油及柴油引擎的汽車上之EGR等的排氣氣體之熱回收構件來使用。

另外，本發明的沃斯田鐵系不鏽鋼係特別適宜用於處於含有硝酸離子及硫酸離子的低pH溶液之乾溼反覆的環境下。具體來說係屋外外部材、建材、屋頂材、屋外設備類等。又，本發明的沃斯田鐵系不鏽鋼板可用於擔心發生應力蝕裂之一般室內用水之機器類，具體來說係適用於儲水．儲水槽、家電製品、浴缸、廚房設備，以及其他屋外．屋內設備。如上所述，本發明係在產業上具有高利用價值者。

第1圖係顯示Cu及Si含量與硬焊接性及耐蝕性之關係圖。

第2圖係顯示2[N]+[Mo]值與最大腐蝕深度之關係圖。

第3圖係顯示2[N]+[Mo]值及[Cu]×[Si]的值與硬焊接性及耐蝕性之關係圖。

Claims

一種具有優異耐蝕性及硬焊接性之沃斯田鐵系不鏽鋼，其特徵在於以質量%計含有：C：0.080%以下、Si：1.2~3.0%、Mn：0.4~2.0%、P：0.03%以下、S：0.003%以下、Ni：6.0~12.0%、Cr：16.0~20.0%、Cu：0.2~3.0%、Al：0.002~0.10%、N：0.030~0.150%、及Mo：0.1~1.0%，且剩餘部分由Fe及不可避免的雜質所構成，前述各成分之質量%合計為100%，並且，滿足下述(A)式及(B)式：(A)式：1.6≦[Cu]×[Si]<4.0；及(B)式：0.16≦2[N]+[Mo]≦1.0；於此，[Cu]、[Si]、[N]、及[Mo]係以質量%所表示之各元素的含量。
一種具有優異耐蝕性及硬焊接性之沃斯田鐵系不鏽鋼，其特徵在於以質量%計含有：C：0.080%以下、Si：1.2~3.0%、Mn：0.4~2.0%、P：0.03%以下、S：0.003%以下、Ni：6.0~12.0%、Cr：16.0~20.0%、Cu：0.2~3.0%、Al：0.002~0.10%、N：0.030~0.150%、及Mo：0.1~1.0%，且剩餘部分由Fe及不可避免的雜質所構成，前述各成分之質量%合計為100%，並且，滿足下述(A)式及(B)式：(A)式：1.6≦[Cu]×[Si]≦3.77；及(B)式：0.16≦2[N]+[Mo]≦1.0；於此，[Cu]、[Si]、[N]、及[Mo]係以質量%所表示之各元素的含量。
一種具有優異耐蝕性及硬焊接性之沃斯田鐵系不鏽鋼，其特徵在於以質量%計含有：C：0.080%以下、Si：1.2~3.0%、Mn：0.4~2.0%、P：0.03%以下、S：0.003%以下、Ni：6.0~12.0%、Cr：16.0~20.0%、Cu：0.2~3.0%、Al：0.002~0.10%、N：0.030~0.150%、及Mo：0.1~1.0%，更含有：Nb：0.1~0.7%、Ti：0.1~0.5%、V：0.1~3.0%、及B：0.0002~0.003%中之1種或2種以上，且剩餘部分由Fe及不可避免的雜質所構成，前述各成分之質量%合計為100%，並且，滿足下述(A)式及(B)式：(A)式：1.6≦[Cu]×[Si]<4.0；及(B)式：0.16≦2[N]+[Mo]≦1.0；於此，[Cu]、[Si]、[N]、及[Mo]係以質量%所表示之各元素的含量。
一種具有優異耐蝕性及硬焊接性之沃斯田鐵系不鏽鋼，其特徵在於以質量%計含有：C：0.080%以下、Si：1.2~3.0%、Mn：0.4~2.0%、P：0.03%以下、S：0.003%以下、Ni：6.0~12.0%、Cr：16.0~20.0%、Cu：0.2~3.0%、Al：0.002~0.10%、N：0.030~0.150%、及Mo：0.1~1.0%，更含有：Nb：0.1~0.7%、Ti：0.1~0.5%、V：0.1~3.0%、及B：0.0002~0.003%中之1種或2種以上，且剩餘部分由Fe及不可避免的雜質所構成，前述各成分之質量%合計為100%，並且，滿足下述(A)式及(B)式：(A)式：1.6≦[Cu]×[Si]≦3.77；及(B)式：0.16≦2[N]+[Mo]≦1.0；於此，[Cu]、[Si]、[N]、及[Mo]係以質量%所表示之各元素的含量。