TWI618801B - 肥粒鐵不鏽鋼 - Google Patents

肥粒鐵不鏽鋼 Download PDF

Info

Publication number
TWI618801B
TWI618801B TW102122672A TW102122672A TWI618801B TW I618801 B TWI618801 B TW I618801B TW 102122672 A TW102122672 A TW 102122672A TW 102122672 A TW102122672 A TW 102122672A TW I618801 B TWI618801 B TW I618801B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
stainless steel
ferrite
less
weight
iron
Prior art date
Application number
TW102122672A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201410882A (zh
Inventor
波 艾瓦森
莫瓦 庫詹蘇
劉惠平
佛雷德里克 歐森
瑞秋 派特森
帕斯卡爾 索托 范蓋里
Original Assignee
奧托昆布公司
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 奧托昆布公司 filed Critical 奧托昆布公司
Publication of TW201410882A publication Critical patent/TW201410882A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI618801B publication Critical patent/TWI618801B/zh

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • C22C38/004—Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
    • 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
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/20—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with copper
    • 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
    • C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • 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
    • C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • 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
    • C22C38/34—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of 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
    • C22C38/18—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
    • 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
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • 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
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel 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
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • 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
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel 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
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron

Landscapes

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

Abstract

本發明係有關於一種具有增強高溫強度及在高溫維修使用上對高週期疲勞、潛變及氧化具有良好抗性的肥粒鐵不鏽鋼，其係用於組件諸如汽車排氣歧管。以重量%計，該鋼含有少於0.03%碳，0.05-2%矽，0.5-2%錳，17-20%鉻，0.5-2%鉬，少於0.2%鈦，0.3-1%鈮，1-2%銅，少於0.03%氮，0.001-0.005%硼，化學組成物之其餘部分為鐵及出現在不鏽鋼中無法避免的雜質。

Description

肥粒鐵不鏽鋼
本發明係有關於一種用於組件諸如汽車排氣歧管，具有增強高溫強度及在高溫維修使用上對高週期疲勞、潛變及氧化具有良好抗性及防蝕性的肥粒鐵不鏽鋼。
標準化肥粒鐵不鏽鋼EN 1.4509含有少於0.03重量%碳，17.5-18.5重量%鉻，0.1-0.6重量%鈦，低於1重量%矽，低於1重量%錳，及(3×C+0.30)至1.0wt%鈮含量，於該處C為以重量百分比計的碳含量，通常用在汽車工業的管狀產品及用在製程設備諸如熱交換器。於升溫(高達850℃)的高機械強度使得此種肥粒鐵不鏽鋼材料適用於排氣系統的前端(接近引擎)。又復，添加鉻給予相當良好的防蝕性質，讓鋼EN 1.4509也適用在汽車排氣系統的消音器。保證強度Rp0.2為約300-350MPa，及抗拉強度Rm為約430-630MPa。
日本專利申請案2001-316773係有關於用於觸媒載體的耐熱肥粒鐵不鏽鋼具有下述組成，以重量%計含有0.003至0.02% C，低於0.02% N，0.1至2% Si，低於3% Mn，低於0.04% P，低於0.02% S，10至25% Cr，1至2.5% Al，Ti：3×(C+N)至20×(C+N)%及Al+0.5×Si：1.5至2.8%，及差額為Fe與無法避免的雜質。又，添加選自0.1至2.5% Mo，0.1至2.5% Cu，0.1至2.5% Ni，0.01至0.5% Nb，0.05至0.5% V，0.0005至0.005% B，0.0005至0.005% Mg，0.0005至0.005% Ca，及0.001至0.01% 稀土金屬之元素中之一或多者，及於表面上使用加工硬化層為較佳。
日本專利申請案2008-285693描述用在汽車排氣系統組 件欲置於約950℃之溫度長時間的具有良好抗熱疲勞性的肥粒鐵不鏽鋼。該鋼含有以重量%計，0.02%或以下C，1.5%或以下Si，1.5%或以下Mn，0.04%或以下P，0.03%或以下S，0.2至2.5%Al，0.02%或以下N，13至25%Cr，0.5%或以下Ni，0.5%或以下V，大於0.5至1.0%Nb，3×(C+N)至0.25%Ti，及差額為Fe與無法避免的雜質。以重量%計，鋼板可進一步含有0.0003至0.0050%B，0.3至2.5%Mo及0.1至2.0%Cu。
日本專利申請案2001-316773及2008-285693的肥粒鐵不 鏽鋼含有鋁，不僅作為脫氧化元素，同時也作為固體溶液強化元素及促進在鋼表面上的保護性氧化膜的形成。但過量鋁含量將減低鋼的可加工性，因而使得鋼難以製作及增加製作成本。
日本公告案2009-197307描述一種肥粒鐵不鏽鋼，以重量 %計，含有<0.015%C，<0.1%Si，<2.0%Mn，14-20%Cr，<1.0%Ni，0.8-30%Mo，1.0-2.5%Cu，<0.015%N，0.3-1.0%Nb，0.01-0.3%Al，1.0-5.0%W的總量含Mo使得(Mo+W)之和係在3.0-5.8%之範圍，選擇性地<0.25%Ti，0.0005-0.003%B，<0.5%V，<0.5%Zr，<0.08% REM(稀土金屬)及<0.5%Co。於此種不鏽鋼中矽含量為極低。又復，鉬+鎢含量之和係為3.0-5.8重量%。此種鉬+鎢含量之和並非只是選擇性。考慮鉬及鎢為昂貴元素，大量添加諸如3%或以上將使得製作成本極高。
JP 2009-235572公告案係有關於一種肥粒鐵不鏽鋼，以 重量%計，具有化學組成<0.015%C，<0.2%Si，<0.2%Mn，16-20%Cr，<0.1%Mo，1.0-1.8%Cu，<0.015%N，<0.15%Ti，0.3-0.55%Nb，0.2-0.6%Al，選擇性地<0.5%Ni，<0.003%B，<0.5%V，<0.5%Zr， <0.1%W，<0.08% REM(稀土金屬)及<0.5%Co。於此日本公告案中，鋁也係用作為一種合金化成分，使得該種不鏽鋼的製作上更為複雜更為昂貴，原因在於因鋁之故該不鏽鋼須藉特殊處理製作。此種鋼也含有極低含量的矽，宣稱如此改良循環抗氧化性，但未曾述及已知矽為極為有利的有關恆溫抗氧化性的任何變化。
韓國公告案2012-64330描述一種肥粒鐵不鏽鋼以重量% 計，具有化學組成<0.05%C，<1.0%Si，<1.0%Mn，15-25%Cr，<2.0%Ni，<1.0%Mo，<1.0%Cu，<0.05%N，0.1-0.5%Nb，0.001-0.01%B，<0.1%Al，0.01-0.3%V，0.01-0.3%Zr。本韓國公告案述及汽車排氣歧管部件作為此種肥粒鐵不鏽鋼的用途中之一者。但韓國公告案2012-64330並未指出任何對汽車排氣系統乃極為重要性質亦即高週期疲勞。此種性質係基於對抗高週期疲勞性極為重要的銅含量為極低。
本發明之目的係去除先前技術的若干缺點及獲得新穎改良的肥粒鐵不鏽鋼以用在下列情況，於該處用於組件諸如汽車排氣歧管要求具有增強之高溫強度及對高週期疲勞、潛變及氧化具有良好抗性，及該肥粒鐵不鏽鋼係以成本有效方式製作。本發明之主要特徵係列舉於隨附之申請專利範圍各項。
依據本發明該肥粒鐵不鏽鋼之化學組成為以重量%計，少於0.03%碳，0.05-2%矽，0.5-2%錳，17-20%鉻，0.5-2%鉬，少於0.2%鈦，0.3-1%鈮，1-2%銅，少於0.03%氮，0.001-0.005%硼，該化學組成物之差額為鐵及出現在不鏽鋼中的無法避免的雜質。
選擇性地，含有鋁、釩、鋯、鎢、鈷及鎳等合金化元素中之一或多者以及一或多個稀土金屬(REM)可添加入本發明之肥粒鐵 不鏽鋼。
於依據本發明該肥粒鐵不鏽鋼中，保證強度Rp0.2為450-550MPa，及該抗拉強度Rm係約為570-650MPa。
依據本發明該肥粒鐵不鏽鋼具有對循環條件下之高溫腐蝕的良好抗性，良好高溫強度，及對高週期疲勞之良好抗性。對高週期疲勞之抗性係相對於標準化EN 1.4509肥粒鐵不鏽鋼而改良，使得本發明之肥粒鐵不鏽鋼當暴露於一般於700℃具有幅值60MPa的60MPa平均應力時使用壽命增加兩倍以上。相較於先前技術之鋼，依據本發明之肥粒鐵不鏽鋼可使用較薄材料而達成荷重能力。本發明之肥粒鐵不鏽鋼的此等性質係藉由添加鉬、銅及硼以及相較於標準化EN 1.4509肥粒鐵不鏽鋼使用經以鈮及鈦含量控制的穩定化而達成。
依據本發明之肥粒鐵不鏽鋼在含氯化物及含硫二者之環境下也具有良好防蝕性。於1M氯化鈉(NaCl)於25℃溫度的孔蝕電位(Ept)係約為300-450mVSCE，及於相同條件下再度鈍化電位(Erp)為-80mVSCE。於0.5%硫酸(H2SO4)於30℃溫度的臨界電流密度(ic)為約0.8毫安培/平方厘米，及於相同條件下的穿透電位(Etr)係約為900-1000mVSCE。依據本發明之肥粒鐵不鏽鋼的此等性質係藉由添加鉬及銅而達成，且相較於標準化EN 1.4509肥粒鐵不鏽鋼獲得改良防蝕性。
依據本發明之肥粒鐵不鏽鋼中各個個別元素的效果及含量容後詳述，含量係以重量%表示。
碳(C)乃維持機械強度的重要元素。但若添加大量碳，則碳化物沈澱將減低防蝕性。因此，於本發明中碳含量係限於少於0.03%，較佳少於0.025%，及更佳少於0.02%。
矽(Si)乃肥粒鐵安定劑且提供抗氧化性，因此可用在耐 熱不鏽鋼。矽也具有脫氧化效果，可用於精練，因此0.05%或以上矽為必然。但若矽含量超過2%，則加工性減低。因此，於本發明中矽含量係設定為0.05%-2%，較佳地0.8-1%。
錳(Mn)係蓄意地添加入碳鋼以緩和硫誘生的熱缺點，及典型地存在於不鏽鋼。若有過量錳，則鋼變得硬又脆，及加工性顯著減低。又復，錳為沃斯田鐵安定劑，及若大量添加，則有助於麻田散鐵相的生成，因而降級了加工性。因此，於本發明的鋼中錳含量係設定為0.5-2.0%。
鉻(Cr)主要係添加以確保抗氧化性、水蒸氣防蝕性、及於廢氣中的防蝕性。也穩定了肥粒鐵相。為了改良於高溫的熱防蝕性及抗氧化性，需要大於17%的鉻含量。但過量鉻有利於非期望的金屬間化合物諸如σ相的形成，因而限於20%。據此，鉻含量係設定為17-20%，較佳18-19%。
如同鉻，鉬(Mo)乃用以維持鋼的防蝕性之重要元素。鉬也穩定化肥粒鐵相及藉固體溶液硬化而增加高溫強度。為了獲得此項效果，需要最小量0.5%。但大量鉬生成金屬間化合物，諸如σ相及χ相，且損害韌性、強度、及延展性，因而限於2%。據此，鉬含量係設定於0.5-2%，較佳0.7-1.8%。
銅(Cu)係根據精細分散沈澱硬化，誘生取代性固體溶液硬化效果以改良抗拉強度、保證強度、及潛變強度，及於500-850℃溫度範圍的高週期抗疲勞性。為了獲得此種效果，需要1%的銅含量。但太過大量的銅減低了加工性、低溫韌性及可焊接性，銅之上限係設定於2%。據此銅含量係設定於1-2%，較佳1.2-1.8%。
氮(N)係添加以確保於高溫透過碳氮化物的沈澱強化。但 當添加過量時，氮降級了加工性、低溫韌性及可焊接性。於本發明中，氮含量係限於少於0.03%，較佳地少於0.025%，及更佳地少於0.02%。
硼(B)係小量添加以改良熱加工性及潛變強度。硼的較佳含量為0.001-0.005%。
硫(S)可形成硫化物包涵體，對孔蝕防蝕性產生負面影響。因此硫含量須限於低於0.005%。
磷(P)劣化了熱加工性，磷可形成磷化物顆粒或薄膜，對防蝕性產生負面影響。因此磷含量須限於低於0.05%，較佳地低於0.04%。
氧(O)藉由改變焊接匯集物的表面能而改良焊接穿透性，但可能對韌性及熱延展性有不良效應。針對本發明建議最大氧濃度係低於0.01%。
鈣(Ca)可結合添加物或稀土金屬而導入不鏽鋼內，但須限於0.003%。
「微合金化」元素鈦(Ti)及鈮(Nb)屬於一組如此命名的添加元素，原因在於該等鈦及鈮於低濃度顯著改變鋼性質。多個效應係取決其對碳及氮的強力親和力。鈮對於藉固體溶液硬化而提升高溫強度有利，也可於退火及/或焊接期間阻止肥粒鐵晶粒的粗化。也可藉由形成萊夫斯相Fe2Nb的精細分散而改良抗潛變性。於本發明中，鈮係限於0.3-1%之範圍，而鈦係限於少於0.2%。
鋁(Al)係用在製鋼中作為脫氧化劑，可改良高溫氧化性。但添加過量劣化了加工性、焊接性及低溫韌性。因此鋁係限於少於0.2%。
釩(V)促成了高溫強度。但過量使用釩有損加工性及低溫 韌性。因此釩含量係限於少於0.5%。
鋯(Zr)貢獻於高溫強度及抗氧化性的改良。但過量添加有損韌性而應限於少於0.5%。
鎢(W)具有與鉬相似的性質，偶爾可替代鉬。但鎢可能促進金屬間相諸如σ相及χ相而應限於少於3%。但當鎢取代鉬時，(Mo+W)和的總量須限於3%。
可添加鈷(Co)及鎳(Ni)以提升低溫韌性。鈷及鎳抑制於升溫的晶粒生長，及顯著改良硬度及熱強度的保有性。但其過量添加降低了冷伸長率，因此二個別元素須限於低於1%。
稀土金屬(REM)，諸如鈰(Ce)及釔(Y)，可小量地添加至肥粒鐵不鏽鋼以改良高溫抗氧化性。但其過量添加可能劣化了其它性質。針對各個稀土金屬(REM)的較佳濃度係少於0.01%。
依據本發明之肥粒鐵不鏽鋼係在兩個實驗室爐次測試(A、B)，該不鏽鋼係製成為冷軋1.5毫米厚鋼板。作為參考，也測試1.4509肥粒鐵不鏽鋼的兩個實驗室爐次(C、D)。有些測試中，得自全規模量產的1.4509肥粒鐵不鏽鋼之數值(1.4509)用作為參考。接受測試的實驗室爐次之化學組成係列舉於表1。
當比較至少鉬、銅及鈦含量時，依據本發明之參考爐次(C及D)及爐次(A及B)係彼此相異。
對測試材料測定保證強度Rp0.2、Rp1.0及抗拉強度Rm以及伸長率，測試結果係描述於表2。
依據本發明之實驗室爐次A及B的保證強度Rp0.2、Rp1.0及抗拉強度Rm值係優於1.4509及全規模量產1.4509肥粒鐵不鏽鋼的實驗室爐次C及D二者。
依據本發明之肥粒鐵不鏽鋼的抗疲勞性係在高週期疲勞(HCF)測試中測試。於本測試中，鋼試驗件接受脈衝負載，具有於700℃溫度的應力比R為0.01。如此表示應力係維持於60MPa而具有60MPa的幅值。有關HCF測試的測試結果係顯示於表3。
依據本發明之肥粒鐵不鏽鋼的抗氧化性係在高爐內於各種條件下的微熱平衡測試，及結果摘述於表4-7。測試材料為爐次A、C(1.4509的實驗室爐次)及1.4509的全規模量產爐次。
表4顯示採用48小時測試時間，於不同溫度的生長質塊氧化變化的結果。
表5顯示採用3000小時的總測試時間及於100小時及300小時的中間評估，得自於900℃溫度長期生長質塊氧化變化的結果。
表6顯示得自於900℃溫度週期性生長質塊氧化變化的結果。總測試時間為300小時，於各個週期中於900℃為1小時及於室溫為15分鐘。中間評估係於100小時及200小時後進行。
表7顯示採用168小時的總測試時間及於50小時及100小時的中間評估，得自於900℃溫度35%濕度之濕生長質塊氧化變化的結果。
於大半情況下，依據本發明之實驗室爐次(A)的氧化測試結果係相似於或優於1.4509(C)或全規模量產1.4509肥粒鐵不鏽鋼的實驗室材料。
本發明之肥粒鐵不鏽鋼的腐蝕性質係藉使用動態電位極化測量值以測定於氯化鈉(NaCl)溶液中之孔蝕電位，及記錄於硫酸中之陽極極化曲線評估。孔蝕電位(Ept)係於1M NaCl於25℃的測試溫度評估，爐次A及1.4509的試樣於測試前係濕磨至320礫度及於空氣中至少放置18小時。於20mV/min的掃描速率的陽極極化係始於-300mVSCE，及孔蝕電位及再度鈍化電位(Erp)係於100微安培/平方厘米的電流密度評估。各個鋼等級測量三個試樣，暴露表面積為1平方厘米。表8顯示針對爐次A及1.4509於1M NaCl於25℃的孔蝕電位(Ept)及再度鈍化電位(Erp)。
使用爐次A及1.4509試樣記錄於5%硫酸(H2SO4)於30℃測試溫度的陽極極化曲線，於測量前，試樣係直接地濕磨至320礫度。待10分鐘之時間後，以20mV/min的掃描速率之陽極極化係始於-750mVSCE。為了到達鈍化區，須超過臨界電流密度(ic)。臨界電流密度愈 低，則最大腐蝕速率愈低。穿透電位(Etr)係於100微安培/平方厘米的電流密度評估。各個鋼等級測量兩個試樣，暴露表面積為1平方厘米。表9顯示針對爐次A及1.4509於0.5%硫酸(H2SO4)於30℃之溫度的臨界電流密度(ic)及穿透電位(Etr)。
獲致本發明之研究工作已遵照獎勵合約第RFSR-CT-2009-00018號接受歐盟社區煤及鋼科研基金(RFCS)的資金資助。

Claims (11)

  1. 一種具有增強高溫強度及在高溫維修使用上對高週期疲勞、潛變及氧化具有良好抗性的肥粒鐵不鏽鋼，其係用於組件諸如汽車排氣歧管，其中，以重量%計，該鋼含有少於0.03%碳，0.05-2%矽，0.5-2%錳，17-20%鉻，0.7-1.8%鉬，少於0.2%鈦，0.3-1%鈮，1-2%銅，少於0.03%氮，0.001-0.005%硼，化學組成物之其餘部分為鐵及出現在不鏽鋼中無法避免的雜質，及保證強度Rp0.2為450-550MPa。
  2. 如申請專利範圍第1項之肥粒鐵不鏽鋼，其中，該不鏽鋼係選擇性地含有少於0.3重量%鋁，少於0.5重量%釩，少於0.5重量%鋯，少於4重量%鎢，少於1重量%鈷，少於1重量%鎳，及少於0.01重量%稀土金屬。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之肥粒鐵不鏽鋼，其中，抗拉強度Rm係約為570-650MPa。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之肥粒鐵不鏽鋼，其中，於1M氯化鈉(NaCl)於25℃溫度的孔蝕電位(Ept)係約為300-450mVSCE。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之肥粒鐵不鏽鋼，其中，於0.5%硫酸(H2SO4)於30℃溫度的穿透電位(Etr)係約為900-1000mVSCE。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之肥粒鐵不鏽鋼，其中，該肥粒鐵不鏽鋼係含有少於0.025重量%碳。
  7. 如申請專利範圍第6項之肥粒鐵不鏽鋼，其中，該肥粒鐵不鏽鋼係含有少於0.02重量%碳。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之肥粒鐵不鏽鋼，其中，該肥粒鐵不鏽鋼係含有18-19重量%鉻。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之肥粒鐵不鏽鋼，其中，該肥粒鐵不鏽鋼係含有1.2-1.8重量%銅。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之肥粒鐵不鏽鋼，其中，該肥粒鐵不鏽鋼係含有少於0.025重量%氮。
  11. 如申請專利範圍第9項之肥粒鐵不鏽鋼，其中，該肥粒鐵不鏽鋼係含有少於0.02重量%氮。
TW102122672A 2012-06-26 2013-06-26 肥粒鐵不鏽鋼 TWI618801B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20120215A FI125855B (fi) 2012-06-26 2012-06-26 Ferriittinen ruostumaton teräs
??20120215 2012-06-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201410882A TW201410882A (zh) 2014-03-16
TWI618801B true TWI618801B (zh) 2018-03-21

Family

ID=49782334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102122672A TWI618801B (zh) 2012-06-26 2013-06-26 肥粒鐵不鏽鋼

Country Status (13)

Country Link
US (1) US10047419B2 (zh)
EP (1) EP2864518B1 (zh)
JP (1) JP2015526593A (zh)
KR (1) KR101570636B1 (zh)
CN (2) CN108611561A (zh)
BR (1) BR112014032494A2 (zh)
FI (1) FI125855B (zh)
IN (1) IN2014MN02551A (zh)
MX (1) MX2014015958A (zh)
MY (1) MY181362A (zh)
TW (1) TWI618801B (zh)
WO (1) WO2014001644A1 (zh)
ZA (1) ZA201409515B (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106460112A (zh) * 2014-05-14 2017-02-22 杰富意钢铁株式会社 铁素体系不锈钢
EP2975146A1 (en) * 2014-07-16 2016-01-20 Uddeholms AB Cold work tool steel
CN105714208B (zh) * 2015-12-21 2017-12-29 浙江宣达特种合金流程装备股份有限公司 一种耐蚀高铬铁素体不锈钢及其制备方法与应用
ES2864725T3 (es) * 2017-03-30 2021-10-14 Jfe Steel Corp Acero inoxidable ferrítico
KR101964316B1 (ko) * 2017-09-01 2019-08-07 주식회사포스코 흡음성이 우수한 배기계 열교환기용 페라이트계 스테인리스강 및 이의 제조 방법
JP7022633B2 (ja) 2018-03-29 2022-02-18 日鉄ステンレス株式会社 耐高温塩害特性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及び自動車排気系部品
CN109913758B (zh) * 2019-03-29 2020-08-11 东北大学 高温强度和成形性能良好的铁素体不锈钢板及其制备方法
KR102259806B1 (ko) * 2019-08-05 2021-06-03 주식회사 포스코 고온 내크립 특성이 향상된 페라이트계 스테인리스강 및 그 제조 방법
CN110735020B (zh) * 2019-10-29 2021-04-09 浙江天基重工机械有限公司 一种低碳钢结构件的热处理方法
CA3168212A1 (en) * 2020-03-12 2021-09-16 Yoshitomo Fujimura Ferritic stainless steel and method for manufacturing same
CN112251681B (zh) * 2020-09-29 2022-03-18 中国科学院金属研究所 一种超高强度纳米晶40Cr16Co4W2Mo不锈钢及其制备方法
CN116479340B (zh) * 2023-04-28 2024-09-20 浙江丰业集团有限公司 一种高韧性铁素体钢钢管及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1524130A (zh) * 2001-07-05 2004-08-25 �����Ƹ���ʽ���� 用作排放汽车废气的管道构件的铁素体不锈钢
CN1906319A (zh) * 2004-01-30 2007-01-31 杰富意钢铁株式会社 马氏体类不锈钢管
US20090120536A1 (en) * 2007-11-13 2009-05-14 Takeo Tomita Ferritic Stainless steel material for automobile exhaust gas passage components
JP2009120893A (ja) * 2007-11-13 2009-06-04 Nisshin Steel Co Ltd 自動車排ガス経路部材用フェライト系ステンレス鋼材
JP2010236001A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Nisshin Steel Co Ltd フェライト系ステンレス鋼
TW201221659A (en) * 2010-11-11 2012-06-01 Jfe Steel Corp Ferritic stainless steel having excellent oxidation resistance

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2696584B2 (ja) * 1990-03-24 1998-01-14 日新製鋼株式会社 低温靭性，溶接性および耐熱性に優れたフエライト系耐熱用ステンレス鋼
EP0547626B1 (en) * 1991-12-19 1997-07-23 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Exhaust manifold
JP3474829B2 (ja) 2000-05-02 2003-12-08 新日本製鐵株式会社 溶接性と加工性に優れた触媒担持用耐熱フェライト系ステンレス鋼
JP4309140B2 (ja) * 2003-01-15 2009-08-05 新日鐵住金ステンレス株式会社 自動車排気系機器用フェライト系ステンレス鋼
JP4190993B2 (ja) * 2003-09-17 2008-12-03 日新製鋼株式会社 耐隙間腐食性を改善したフェライト系ステンレス鋼板
JP2006193789A (ja) * 2005-01-14 2006-07-27 Nisshin Steel Co Ltd 熱処理強化型高強度フェライト系ステンレス鋼及びその製造方法
KR20060089136A (ko) 2005-02-03 2006-08-08 닛신 세이코 가부시키가이샤 Ｃｐｕ 소켓 프레임용 또는 ｃｐｕ 고정 커버용 고강성스테인레스강판
JP5010301B2 (ja) * 2007-02-02 2012-08-29 日新製鋼株式会社 排ガス経路部材用フェライト系ステンレス鋼および排ガス経路部材
JP5297630B2 (ja) * 2007-02-26 2013-09-25 新日鐵住金ステンレス株式会社 耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板
JP4949122B2 (ja) * 2007-05-15 2012-06-06 新日鐵住金ステンレス株式会社 耐熱疲労性に優れた自動車排気系用フェライト系ステンレス鋼板
CN101328561A (zh) 2007-06-22 2008-12-24 宝山钢铁股份有限公司 析出强化中铬铁素体不锈钢、带钢及其制造方法
JP5396752B2 (ja) 2007-10-02 2014-01-22 Ｊｆｅスチール株式会社 靭性に優れたフェライト系ステンレス鋼およびその製造方法
JP5025671B2 (ja) * 2008-02-13 2012-09-12 新日鐵住金ステンレス株式会社 高温強度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
JP5125600B2 (ja) 2008-02-25 2013-01-23 Ｊｆｅスチール株式会社 高温強度、耐水蒸気酸化性および加工性に優れるフェライト系ステンレス鋼
JP5141296B2 (ja) * 2008-02-25 2013-02-13 Ｊｆｅスチール株式会社 高温強度と靭性に優れるフェライト系ステンレス鋼
JP2009235572A (ja) 2008-03-07 2009-10-15 Jfe Steel Corp 耐熱性と形状凍結性に優れるフェライト系ステンレス鋼
KR20160119255A (ko) * 2009-07-27 2016-10-12 닛신 세이코 가부시키가이샤 Ｅｇｒ 쿨러용 페라이트계 스테인리스강 및 ｅｇｒ 쿨러
JP5658893B2 (ja) * 2010-03-11 2015-01-28 新日鐵住金ステンレス株式会社 耐熱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
KR20120064330A (ko) 2010-12-09 2012-06-19 주식회사 포스코 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 제조방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1524130A (zh) * 2001-07-05 2004-08-25 �����Ƹ���ʽ���� 用作排放汽车废气的管道构件的铁素体不锈钢
CN1906319A (zh) * 2004-01-30 2007-01-31 杰富意钢铁株式会社 马氏体类不锈钢管
US20090120536A1 (en) * 2007-11-13 2009-05-14 Takeo Tomita Ferritic Stainless steel material for automobile exhaust gas passage components
JP2009120893A (ja) * 2007-11-13 2009-06-04 Nisshin Steel Co Ltd 自動車排ガス経路部材用フェライト系ステンレス鋼材
JP2010236001A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Nisshin Steel Co Ltd フェライト系ステンレス鋼
TW201221659A (en) * 2010-11-11 2012-06-01 Jfe Steel Corp Ferritic stainless steel having excellent oxidation resistance

Also Published As

Publication number Publication date
ZA201409515B (en) 2016-03-30
MY181362A (en) 2020-12-21
EP2864518A1 (en) 2015-04-29
US10047419B2 (en) 2018-08-14
IN2014MN02551A (zh) 2015-09-04
EP2864518A4 (en) 2015-12-30
KR20150009604A (ko) 2015-01-26
US20150337418A1 (en) 2015-11-26
FI20120215A (fi) 2013-12-27
CN104619879A (zh) 2015-05-13
EP2864518C0 (en) 2024-01-10
EP2864518B1 (en) 2024-01-10
KR101570636B1 (ko) 2015-11-19
FI125855B (fi) 2016-03-15
WO2014001644A1 (en) 2014-01-03
TW201410882A (zh) 2014-03-16
JP2015526593A (ja) 2015-09-10
CN108611561A (zh) 2018-10-02
MX2014015958A (es) 2015-05-11
BR112014032494A2 (pt) 2017-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI618801B (zh) 肥粒鐵不鏽鋼
ES2240764T3 (es) Acero inoxidable ferritico para elemento de paso de flujo de gas de escape.
KR101473205B1 (ko) 배기가스 경로부재용 페라이트계 스테인레스강
EP0545753B1 (en) Duplex stainless steel having improved strength and corrosion resistance
JP5297630B2 (ja) 耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板
JP4823930B2 (ja) 耐酸腐食鋼
JP5685198B2 (ja) フェライト−オーステナイト系ステンレス鋼
JP5274074B2 (ja) 耐酸化性に優れた耐熱性フェライト系ステンレス鋼板
EP1873270B1 (en) Low alloy steel
JP5780716B2 (ja) 耐酸化性および二次加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼
JP2014532811A (ja) 二相ステンレス鋼
KR20190042043A (ko) 내황산 이슬점 부식강
MXPA05000863A (es) Hoja de acero laminada en caliente de alta resistencia, excelente trabajabilidad, propiedad de fatiga y calidad superficial.
JP2012126992A (ja) 燃料タンク用オーステナイト・フェライト系二相ステンレス鋼
KR20190042042A (ko) 내황산 이슬점 부식강
KR20080034839A (ko) 오스테나이트계 경량 스틸 및 이의 용도
JP4816642B2 (ja) 低合金鋼
CN111433382B (zh) 具有优异的抗高温氧化性的铁素体不锈钢及其制造方法
JP2009001834A (ja) 高温強度、耐熱性および加工性に優れるフェライト系ステンレス鋼
KR100831115B1 (ko) 모재 및 용접부의 인성이 우수한 내식강 및 그 제조 방법
KR101593336B1 (ko) 내부식성 및 고온특성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강
WO2008062984A1 (en) Steel excellent in resistance to corrosion by sulfuric acid and method for manufacturing the same
KR20120108786A (ko) 고온강도가 우수한 페라이트계 스테인리스강의 제조방법
JP7502623B2 (ja) 低合金耐熱鋼及び鋼管
JP2007247013A (ja) 耐酸化性、加工性および高温強度に優れるフェライト系ステンレス鋼