WO2012036313A1 - 耐酸化性に優れた耐熱フェライト系ステンレス鋼板 - Google Patents

耐酸化性に優れた耐熱フェライト系ステンレス鋼板 Download PDF

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井上　宜治
濱田　純一
憲博 神野
慎一 寺岡
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新日鐵住金ステンレス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a heat-resistant ferritic stainless steel sheet having excellent oxidation resistance that is optimal for use in exhaust system members that particularly require high-temperature strength and oxidation resistance.
  • Exhaust system members such as automobile exhaust manifolds, front pipes, and center pipes pass high-temperature exhaust gas exhausted from the engine, so the materials that make up the exhaust members have various characteristics such as oxidation resistance, high-temperature strength, and thermal fatigue characteristics. Is required.
  • exhaust manifold exhaust manifold
  • the exhaust manifold is now used.
  • the exhaust gas temperature varies depending on the vehicle type and engine structure, it is often about 600 to 800 ° C., and a material having high high temperature strength and oxidation resistance in an environment that is used for a long time in such a temperature range is desired.
  • austenitic stainless steel has excellent heat resistance and workability, but due to its large thermal expansion coefficient, thermal fatigue failure occurs when applied to a member that repeatedly receives heating and cooling, such as an exhaust manifold. Is likely to occur.
  • ferritic stainless steel has a smaller coefficient of thermal expansion than austenitic stainless steel, it is excellent in thermal fatigue characteristics and scale peel resistance. Further, compared with austenitic stainless steel, it does not contain Ni, so the material cost is low and it is used for general purposes.
  • ferritic stainless steel has lower high-temperature strength than austenitic stainless steel, a technique for improving high-temperature strength has been developed. For example, there are SUS430J1L (Nb-added steel), Nb-Si-added steel, and SUS444 (Nb-Mo-added steel), all of which are premised on Nb addition. This increased the high-temperature strength by solid solution strengthening or precipitation strengthening with Nb.
  • Nb-added steel also has a problem that the r value, which is an indicator of hardening of the product plate, reduction of elongation, and deep drawability, is low. This suppresses the hardenability at room temperature and the development of recrystallized texture due to the presence of solute Nb and precipitated Nb, thereby hindering the pressability and shape freedom when molding an exhaust part.
  • the amount of Nb added can be suppressed if high temperature characteristics can be secured by an additive element other than Nb, and a heat-resistant ferritic stainless steel sheet excellent in workability at low cost can be obtained. It becomes possible to provide. Since Mo added to SUS444 has a high alloy cost, there is a problem in that the component cost is significantly increased.
  • Patent Documents 1 to 6 disclose techniques related to Cu addition.
  • addition of Cu of 0.5% or less has been studied for improving low temperature toughness, and Cu addition is not from the viewpoint of heat resistance.
  • Patent Document 2 is a technique that utilizes the action of enhancing the corrosion resistance and weather resistance of steel, and is not an addition from the viewpoint of heat resistance.
  • Patent Documents 3 to 6 disclose techniques for improving high-temperature strength in a temperature range of 600 ° C. or 700 to 800 ° C. using precipitation hardening by Cu precipitates.
  • JP 2006-37176 A Japanese Patent No. 3446667 International Publication WO2003 / 004714 Japanese Patent No. 3468156 Japanese Patent No. 3397167 JP 2008-240143 A
  • the inventors have studied to improve the high temperature strength by adding Cu and finely dispersing Cu precipitates in the steel component to which Nb is not added.
  • detailed investigations have been made on oxidation resistance, which is important for heat-resistant steel sheets.
  • the oxidation resistance is extremely lowered in a region exceeding 900 ° C. as compared with the steel not added. In particular, this tendency is observed in low Cr steel.
  • exhaust gas temperature may rise even in an unsteady state, and it is desirable that stable oxidation resistance can be maintained even at temperatures exceeding 900 ° C. Further, it can be used as a member that is not required to be so strong.
  • This equation is based on the Castro equation (the following equation (2)), which is an equation for evaluating the stability of the ⁇ phase.
  • equation (2) carbon and nitrogen directly affect the stabilization of the ⁇ phase.
  • carbon and nitrogen are substantially fixed as carbonitride by Ti at 1000 ° C. or less, and thus do not directly contribute to ⁇ stability.
  • the influence which Ti has is limited to the part which is not fixed as carbonitride among Ti. Therefore, the formula (2) is modified based on the above concept, and the formula (1) is derived.
  • the above formula (1) is an index indicating the easiness of formation of the ⁇ phase of high-purity ferritic stainless steel at 900 ° C. to 1000 ° C., and the ⁇ phase tends to be more easily generated as the number increases. If the ⁇ value is equal to or less than the constant value (35) according to the equation (1), abnormal oxidation and scale peeling do not occur even at 930 ° C., and the oxidation resistance is remarkably improved. That is, by adjusting the alloy components in accordance with this formula, it becomes possible to obtain a heat-resistant ferritic stainless steel excellent in oxidation resistance while maintaining an improvement in high-temperature strength due to the addition of Cu.
  • the present invention has been made based on the above findings, and the gist thereof is as follows.
  • the ferritic stainless steel sheet according to (1) which has excellent heat resistance and oxidation resistance.
  • it contains at least one of Zr: 1.0% or less, Sn: 1.0% or less, and Co: 0.5% or less.
  • a heat-resistant ferritic stainless steel plate having excellent oxidation resistance can be obtained without adding expensive Nb and Mo. Especially, by applying it to exhaust system members such as automobiles and boilers, environmental measures and parts can be obtained. A great effect can be obtained for cost reduction.
  • N like C, deteriorates formability and corrosion resistance and causes a decrease in high-temperature strength. Therefore, the smaller the content, the better. Therefore, the content was made 0.020% or less. Further, excessive reduction increases the refining cost, and considering the oxidation resistance, 0.002 to 0.015% is desirable.
  • P is a component inevitably contained in the steel, but if it exceeds 0.04%, the toughness decreases, so 0.04% was made the upper limit.
  • S is a component inevitably contained in the steel, but in the present invention, if it exceeds 0.01%, CaS is likely to be generated, so 0.01% is made the upper limit. Moreover, since making S less than 0.0005% causes a great increase in steelmaking cost, it is preferable to make 0.0005% the lower limit.
  • Si is an element that improves oxidation resistance and is a ferrite stabilizing element. Therefore, Si is essential in the present invention and is actively added. The effect is exhibited at 0.3% or more. On the other hand, if it exceeds 1.5%, the workability is remarkably lowered and scale peeling is promoted, so 1.5% is made the upper limit. Considering the balance between workability and oxidation resistance, 0.4% to 1.0% is more preferable.
  • Mn is an element that improves oxidation resistance, particularly an element that improves scale peelability, and is an essential element in the present invention. However, since it has the effect of increasing the amount of oxidation, abnormal oxidation tends to occur when it is added excessively. Further, since it is an austenite forming element, in the present invention, the appropriate range is 0.3 to 0.7%. Considering workability, 0.3 to 0.6% is more preferable.
  • Cr is an essential element for securing oxidation resistance and corrosion resistance in the present invention. If it is less than 11.0%, the effect is not manifested, so the lower limit is made 11.0%. Cr is a ferrite stabilizing element. If it exceeds 17.0%, the ⁇ phase becomes stable depending on the Cr content, and mutual adjustment of each element is not necessary. Therefore, the upper limit of the Cr content of the present invention is 17.0%. Shows the effect of lower Cr steel. A preferred range is 12.0% to 15.0%.
  • Cu is an element effective for improving the high-temperature strength, particularly in the middle temperature range of about 600 to 800 ° C. This is mainly due to precipitation strengthening due to the formation of Cu precipitates in the temperature range. Furthermore, it has a certain degree of strength improvement effect even above 900 ° C. Since this effect appears at 0.8% or more, the lower limit was set to 0.8%. Further, if added over 1.5%, the oxidation resistance and workability deteriorate, so the upper limit was made 1.5%. Considering the balance between high temperature strength, oxidation resistance and workability, 1.0 to 1.4% is desirable.
  • Ni is an element that improves corrosion resistance and high-temperature salt damage resistance, and its effect is manifested when added in an amount of 0.05% or more.
  • austenite stabilizing element since it is an austenite stabilizing element, excessive addition reduces oxidation resistance, so 1.0% is made the upper limit. In consideration of workability, addition of a small amount is desirable, and 0.05 to 0.50% is more preferable.
  • V is added because it is a ferrite stabilizing element. However, if it exceeds 0.5%, the hot-rolled sheet toughness decreases, so 0.5% is made the upper limit. Considering steelmaking cost and workability, 0.03% to 0.5% is desirable.
  • Al is an element added as necessary to improve oxidation resistance, in addition to being added as a deoxidizing element. Moreover, it is a ferrite stabilizing element and improves oxidation resistance. Excessive addition hardens and remarkably lowers uniform elongation, and toughness remarkably decreases, so the upper limit was made 0.1%. Furthermore, if considering the occurrence of surface defects, weldability, and manufacturability, 0.01 to 0.05% is desirable.
  • Ti is an element that combines with C and N to improve corrosion resistance, intergranular corrosion resistance, room temperature ductility and deep drawability.
  • an exhaust system member or the like in which the steel plate of the present invention is used is usually a welded structure, so intergranular corrosion resistance is essential, and the amount of Ti added is important. Since these effects are manifested at 10 (C + N)% or more, 10 (C + N)% was set as the lower limit. On the other hand, if over 0.3% is added, the oxidation resistance decreases, so 0.3% was made the upper limit. Considering workability and manufacturability, 10 (C + N) to 0.25% is desirable.
  • the ⁇ value represented by the following (1) is 35 or less. If it exceeds 35, a ⁇ phase tends to be formed under the scale in a high temperature region exceeding 900 ° C., and abnormal oxidation tends to occur. The effect of inevitable impurities is zero.
  • the grounds for deriving equation (1) are as described above.
  • Nb is an expensive element, it is an element that improves high-temperature strength and is also a ferrite stabilizing element. Therefore, if it is added even in a trace amount, heat resistance and oxidation resistance can be improved. The effect is manifested at 0.001% or more. If added over 0.3%, Fe2Nb is coarsely formed, and the effect of improving the high-temperature strength becomes small, so the upper limit is made 0.3%.
  • Mo is also an expensive element, it is an element that improves high-temperature strength and is also a ferrite stabilizing element, so if it is added even in a trace amount, heat resistance and oxidation resistance can be improved. The effect is manifested at 0.01% or more. If added over 0.5%, the high temperature strength improvement effect becomes small, so the upper limit is made 0.5%.
  • B is an element that improves the secondary workability during the press working of the product, and since this effect acts from 0.0003%, the lower limit was made 0.0003%. Excessive addition causes problems such as hardening and intergranular corrosion due to the formation of Cr and B precipitates. Moreover, since weld cracks also become a problem, the upper limit was made 0.0050%. Furthermore, if considering manufacturability, 0.0003 to 0.0015% is desirable.
  • Zr is a stronger carbonitride-forming element than Ti. Since carbonitride can be fixed to a higher temperature, the effect of reducing the austenite phase stability can be expected. However, excessive addition causes a decrease in manufacturability, so the upper limit is made 1.0%.
  • Sn is an element having a large atomic radius and effective for solid solution strengthening at high temperatures, but it is an element to be added as necessary because of a small decrease in mechanical properties at room temperature. However, if added excessively, manufacturability and weldability are lowered, so the upper limit is made 1.0%.
  • Co is an element that improves the high-temperature strength, but if it is added excessively, manufacturability decreases, so the upper limit is made 0.5%.
  • the manufacturing method of the steel plate of this invention consists of each process of steelmaking-hot rolling-pickling-cold rolling-annealing and pickling.
  • steelmaking a method in which the steel containing the above essential components and components added as necessary is subjected to furnace melting followed by secondary refining.
  • the molten steel is made into a slab according to a known casting method (continuous casting).
  • the slab is heated to a predetermined temperature and hot-rolled to a predetermined plate thickness by continuous rolling.
  • the cold rolling of the stainless steel sheet is usually performed by reverse rolling with a Sendzimir rolling mill or unidirectional rolling with a tandem rolling mill.
  • tandem rolling is superior in productivity to Sendzimir rolling, and the roll diameter is 400 mm in order to increase the r value which is an index of workability. It is preferable to perform cold rolling with the above tandem rolling mill.
  • hot-rolled sheet annealing that is usually performed in the manufacture of ferritic stainless steel sheets, but hot-rolled sheet annealing may be performed.
  • the manufacturing method in other processes is not particularly defined, but hot rolling conditions, hot rolled sheet thickness, cold rolled sheet annealing temperature, atmosphere, etc. may be selected as appropriate. Further, temper rolling or tension leveler may be applied after cold rolling and annealing. Further, the product plate thickness may be selected according to the required member thickness.
  • oxidation resistance test a continuous oxidation test was conducted for 200 hours at 900 ° C. and 930 ° C. in the atmosphere to evaluate the presence or absence of abnormal oxidation (based on JISZ2281).
  • JIS No. 13 B test piece was prepared and subjected to a tensile test in the rolling direction, and the elongation at break was measured.
  • 32% which is almost the same level as the existing 0.4Nb-1Si steel, was used as the acceptance criterion.
  • the steel having the component composition defined in the present invention shows excellent properties without any problems in high temperature strength, oxidation resistance, room temperature elongation, and intergranular corrosion resistance. .
  • No. Steels Nos. 18 and 19 are inferior in high temperature strength, oxidation resistance, and workability because C and N are outside the upper limits.
  • No. Steel No. 20 lacks Si and is inferior in oxidation resistance.
  • No. Steel No. 21 is inferior in workability because of excessive addition of Si.
  • No. No. 22 has a small amount of Mn added and is inferior in oxidation resistance.
  • Mn is excessively added, and the oxidation resistance and workability are poor.
  • No. 32 steel has a small amount of Ti addition and is inferior in intergranular corrosion resistance.
  • No. In Steel No. 33 Ti is excessively added and the workability is poor.
  • No. In Steel No. 34 Nb is excessively added and the workability is poor.
  • No. In 35 steel Mo is excessively added and the workability is inferior.
  • No. In 36 steel B is added excessively, the workability is inferior, and the intergranular corrosion resistance is also inferior.
  • No. Steels 37, 38 and 39 are each added with excessive amounts of Zr, Sn and Co. However, these steels are inferior in workability, and micro-cracks are observed in the hot-rolled sheet during the production of the steel sheet. It turned out to be inferior.

Abstract

　排気系部品用途に最適な、低コストでありながら耐酸化性に優れた耐熱フェライト系ステンレス鋼板であって、質量％にて、Ｃ：０．０１５％以下、Ｎ：０．０２０％以下、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．００１％以下、Ｓｉ：０．３～１．５％以下、Ｍｎ：０．３～０．７％以下、Ｃｒ：１１．０～１７．０％、Ｃｕ：０．８～１．５％、Ｎｉ：０．０５～１．０％、Ｖ：０．５％以下、Ａｌ：０．０１超～０．１％、Ｔｉ：１０（Ｃ＋Ｎ）～０．３の範囲内で、下記（１）式で規定されるγ値が３５以下となるように相互に元素量の調整を行った元素を含有する耐熱性および耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。　γ＝23[%Ni]+9[%Cu]+7[%Mn]-11.5[%Cr]-11.5[%Si]　-52[%Al]-49[[Ti%]-4([%C]+[%N])]-23[%V]-12[%Mo]　-47[%Nb]+189　（１）

Description

耐酸化性に優れた耐熱フェライト系ステンレス鋼板
　本発明は、特に高温強度や耐酸化性が必要な排気系部材などの使用に最適な耐酸化性に優れた耐熱性フェライト系ステンレス鋼板に関するものである。
　自動車の排気マニホールド、フロントパイプおよびセンターパイプなどの排気系部材は、エンジンから排出される高温の排気ガスを通すため、排気部材を構成する材料には耐酸化性、高温強度、熱疲労特性など多様な特性が要求される。
　従来、自動車排気部材の中でエキゾーストマニホールド（エキマニ）には鋳鉄が使用されるのが一般的であったが、排ガス規制の強化、エンジン性能の向上、車体軽量化などの観点から、ステンレス鋼製のエキマニが使用されるようになった。排ガス温度は車種やエンジン構造によって異なるが、６００~８００℃程度が多く、このような温度域で長時間使用される環境において高い高温強度、耐酸化性を有する材料が要望されている。
　ステンレス鋼の中でオーステナイト系ステンレス鋼は、耐熱性や加工性に優れているが、熱膨張係数が大きいために、排気マニホールドのように加熱・冷却を繰り返し受ける部材に適用した場合、熱疲労破壊が生じやすい。
　一方、フェライト系ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼に比べて熱膨張係数が小さいため、熱疲労特性や耐スケール剥離性に優れている。また、オーステナイト系ステンレス鋼に比べて、Ｎｉを含有しないため材料コストも安く、汎用的に使用されている。但し、フェライト系ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼に比べて、高温強度が低いために、高温強度を向上させる技術が開発されてきた。例えば、ＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌ（Ｎｂ添加鋼）、Ｎｂ−Ｓｉ添加鋼、ＳＵＳ４４４（Ｎｂ−Ｍｏ添加鋼）があり、いずれもＮｂ添加が前提となっている。これは、Ｎｂによる固溶強化あるいは析出強化によって高温強度を高くするものであった。
　ところで、Ｎｂ添加鋼は製品板の硬質化、伸びの低下、深絞り性の指標となるｒ値が低い課題もある。これは、固溶Ｎｂや析出Ｎｂの存在により常温における硬質化や再結晶集合組織の発達が抑制されることで、排気部品を成形する際のプレス性、形状自由度を阻害するものである。また、Ｎｂは原料コストが高く、製造コストも上昇するため、Ｎｂ以外の添加元素によって高温特性を確保できればＮｂ添加量を抑えることができ、低コストで加工性に優れた耐熱フェライト系ステンレス鋼板を提供することが可能になる。ＳＵＳ４４４に添加されているＭｏは合金コストが高いため、部品コストが著しく上昇する課題も生じる。
　特許文献１~６にＣｕ添加に関する技術が開示されている。特許文献１は、Ｃｕ添加は低温靭性向上のために０．５％以下の添加が検討されており、耐熱性の観点からの添加ではない。特許文献２は、鋼の耐食性及び耐候性を高める作用を利用した技術であり、耐熱性の観点からの添加ではない。特許文献３~６は、Ｃｕ析出物による析出硬化を利用して６００℃あるいは７００~８００℃の温度域における高温強度を向上させる技術が開示されている。
特開２００６−３７１７６号公報 特許第３４４６６６７号公報 国際公開ＷＯ２００３／００４７１４号公報 特許第３４６８１５６号公報 特許第３３９７１６７号公報 特開２００８−２４０１４３号公報
　発明者らは、Ｎｂを無添加とする鋼成分において、Ｃｕ添加してＣｕ析出物の微細分散による高温強度を向上させる検討を行ってきた。加えて、耐熱鋼板において、重要である耐酸化性についても詳細な検討を行ってきた。その結果、Ｃｕを多く添加する鋼においては、添加しない鋼に比べて、９００℃を超える領域で耐酸化性が極めて低下する例が見られる。特に、低Ｃｒ鋼にその傾向が見られる。
　排気系部材では、非定常状態ながらも排ガス温度が上昇する可能性もあり、９００℃超でも安定した耐酸化性を保持できるほうが望ましい。また、強度をそれほど要求されない部材としても使用可能となる。
　以上から、本発明では、Ｃｕ添加鋼の耐酸化性を改善し、耐酸化性に優れた耐熱フェライト系ステンレス鋼板を提供することを目的とする。
　本発明では、低コスト材で耐熱材料を提供することを目的に、高価なＮｂ、Ｍｏの添加を極力抑制し、比較的安価なＣｕを利用し、排気部品用に好適に使える新しいフェライト系ステンレス鋼板を詳細に検討した。その結果、耐熱性に優れたＣｕ添加フェライト系ステンレス鋼を発明し、すでに出願している（特願２０１０−０５５９４４、特願２０１０−０７２８８９）。
　本発明はさらに、耐酸化性についても詳しい検討を行った結果、Ｃｕ添加の低Ｃｒ鋼の場合、９００℃を超える温度領域で耐酸化性が急激に劣化する現象が起こることを見だした。また、この現象が酸化スケール直下のγ相の生成と相関があり、γ相が生成することで耐酸化性が低下する傾向にあることを見いだした。しかし、γ相が生成しても少量であるなら、十分な耐酸化性を維持できることも判明した。これら新たな知見をもとに、種々の合金成分の添加を検討した結果、下記（１）式で規定されるγ値と耐酸化性には相関が見られることを見出した。
　γ＝２３［％Ｎｉ］＋９［％Ｃｕ］＋７［％Ｍｎ］−１１．５［％Ｃｒ］−１１．５［％Ｓｉ］
　　−５２［％Ａｌ］−４９［［Ｔｉ％］−４（［％Ｃ］＋［％Ｎ］）］−２３［％Ｖ］−１２［％Ｍｏ］
　　−４７［％Ｎｂ］＋１８９　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
　この式は、γ相の安定度を評価する式であるＣａｓｔｒｏの式（下記（２）式）を基にしたものである。（２）式では炭素、窒素が直接γ相の安定化に影響を及ぼすとしている。一方、本発明が対象とする高純度フェライト系ステンレス鋼においては、１０００℃以下では炭素、窒素がＴｉにより炭窒化物としてほぼ固定されているため、γ安定度には直接寄与しない。そしてＴｉが及ぼす影響はＴｉのうちで炭窒化物として固定されていない部分に限定される。そこで、以上のような考え方に基づいて（２）式を変形し、上記（１）式を導いた。
　γｐ＝４２０［％Ｃ］＋４７０［％Ｎ］＋２３［％Ｎｉ］＋９［％Ｃｕ］＋７［％Ｍｎ］
　　　−１１．５［％Ｃｒ］−１１．５［％Ｓｉ］−５２［％Ａｌ］−４９［［Ｔｉ％］−２３［％Ｖ］
　　　−１２［％Ｍｏ］−４７［％Ｎｂ］＋１８９　　　　　　　　　　　（２）
　上記（１）式は、高純度フェライト系ステンレス鋼の９００℃~１０００℃におけるγ相の生成しやすさを示す指標であり、数字が大きくなるほどγ相が生成しやすくなる傾向にある。この（１）式に従い、γ値が一定値（３５）以下であると、９３０℃でも異常酸化およびスケール剥離が起こらなくなり、耐酸化性が著しく改善される。つまり、この式に従い、合金成分を相互調整することにより、Ｃｕ添加による高温強度の向上を維持しつつ、耐酸化性に優れた耐熱フェライト系ステンレス鋼を得ることが可能となったのである。
　本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、その要旨は以下のとおりである。
（１）質量％にて、Ｃ：０．０１５％以下、Ｎ：０．０２０％以下、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．３~１．５％、Ｍｎ：０．３~０．７％、Ｃｒ：１１．０~１７．０％、Ｃｕ：０．８~１．５％、Ｎｉ：０．０５~１．０％、Ｖ：０．５％以下、Ａｌ：０．０１~０．１％、Ｔｉ：１０（Ｃ＋Ｎ）~０．３％の範囲内で、
下記（１）式で規定されるγ値が３５以下となるように相互に元素量の調整を行った元素を含有し、
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする耐熱性および耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
　γ＝２３［％Ｎｉ］＋９［％Ｃｕ］＋７［％Ｍｎ］−１１．５［％Ｃｒ］−１１．５［％Ｓｉ］
　　−５２［％Ａｌ］−４９［［Ｔｉ％］−４（［％Ｃ］＋［％Ｎ］）］−２３［％Ｖ］−１２［％Ｍｏ］
　　−４７［％Ｎｂ］＋１８９　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
（２）さらに、質量％で、Ｎｂ：０．００１~０．３％、Ｍｏ：０．０１~０．５％、Ｂ：０．０００３~０．００５０％を１種以上含有することを特徴とする耐熱性および耐酸化性に優れた（１）記載のフェライト系ステンレス鋼板。
（３）さらに、質量％で、Ｚｒ：１．０％以下、Ｓｎ：１．０％以下、Ｃｏ：０．５％以下を１種以上含有することを特徴とする耐熱性および耐酸化性に優れた（１）又は（２）記載のフェライト系ステンレス鋼板。
　本発明によれば高価なＮｂ、Ｍｏを添加しなくても耐酸化性に優れた耐熱フェライト系ステンレス鋼板が得られ、特に自動車やボイラーなどの排気系部材に適用することにより、環境対策や部品の低コスト化などに大きな効果が得られる。
　ここで、下限の規定がないものについては、不可避的不純物レベルまで含むことを示す。以下に本発明の限定理由について説明する。％は質量％を意味する。
　Ｃは、成形性と耐食性を劣化させ、高温強度の低下をもたらすため、その含有量は少ないほど良いため、０．０１５％以下とした。更に、過度の低減は精錬コストが増加し、耐酸化性も考慮すると、０．００２~０．０１０％が望ましい。
　ＮはＣと同様、成形性と耐食性を劣化させ、高温強度の低下をもたらすため、その含有量は少ないほど良いため、０．０２０％以下とした。更に、過度の低減は精錬コストが増加し、耐酸化性も考慮すると、０．００２~０．０１５％が望ましい。
　Ｐは、鋼中に不可避的に含まれる成分であるが、０．０４％を越えて含有すると靭性が低下するために０．０４％を上限とした。
　Ｓは、鋼中に不可避的に含まれる成分であるが、本発明では０．０１％を越えて含有するとＣａＳが生成しやすいため、０．０１％を上限とする。また、Ｓを０．０００５％未満とすることは製鋼コストの非常な増大を招くため、０．０００５％を下限とすることが好ましい。
　Ｓｉは耐酸化性を向上させる元素であり、フェライト安定化元素であるので、本発明では必須であり、積極的に添加する。０．３％以上でその効果を発揮する。また、１．５％を超えると加工性が著しく低下するとともに、スケール剥離を促進するので、１．５％を上限とする。加工性と耐酸化性のバランスを考慮すると、０．４％~１．０％がより好ましい。
　Ｍｎは、耐酸化性を向上させる元素、特にスケール剥離性を改善する元素であり本発明では必須元素である。しかし、酸化増量を増加させる効果を持つため、過剰に添加すると異常酸化が起こりやすくなる。また、オーステナイト形成元素であることから、本発明では、その適正範囲は、０．３~０．７％とする。加工性を考慮すると、０．３~０．６％がより好ましい。
　Ｃｒは、本願発明において、耐酸化性や耐食性確保のために必須な元素である。１１．０％未満では、その効果は発現しないため下限を１１．０％とする。また、Ｃｒは、フェライト安定化元素である。１７．０％を超えると、Ｃｒ量によりα相が安定となるため、各元素の相互調整の必要がなくなるため、本発明のＣｒ量の上限は、１７．０％とする、つまり、本発明は、低Ｃｒ鋼ほどその効果を発揮するものである。好ましい範囲は１２．０％~１５．０％である。
　Ｃｕは、高温強度、特に、６００~８００℃程度の中温度域における高温強度向上に有効な元素である。これは、該温度域におけるＣｕ析出物の生成による析出強化が主な要因である。さらに、９００℃超においてもある程度の強度向上効果を有する。この効果は０．８％以上で発現するため、下限を０．８％とした。また、１．５％を超えて添加すると、耐酸化性、加工性が劣化するため、上限を１．５％とした。高温強度と耐酸化性、加工性のバランスを考慮すると、１．０~１．４％が望ましい。
　Ｎｉは、耐食性および耐高温塩害性を向上させる元素であり、０．０５％以上の添加でその効果が発現する。しかし、オーステナイト安定化元素であるため、過剰な添加は耐酸化性を低下させるので、１．０％を上限とする。加工性を考慮すると、微量添加が望ましく、０．０５~０．５０％がより好適である。
　Ｖは、フェライト安定化元素であるために添加する。しかし、０．５％を超えると熱延板靭性が低下するので、０．５％を上限とする。製鋼コストや加工性を考慮すると、０．０３％~０．５％が望ましい。
　Ａｌは、脱酸元素として添加される他、耐酸化性を向上させるため必要に応じて添加する元素である。また、フェライト安定化元素であり、耐酸化性を向上させる。過度の添加は硬質化して均一伸びを著しく低下させる他、靭性が著しく低下するため、上限を０．１％とした。更に、表面疵の発生や溶接性、製造性を考慮すると、０．０１~０．０５％が望ましい。
　Ｔｉは、Ｃ，Ｎと結合して耐食性、耐粒界腐食性、常温延性や深絞り性を向上させる元素である。特に、本発明の鋼板が使用される排気系部材等では通常、溶接構造物であるため、耐粒界腐食性は必須であり、Ｔｉ添加量は重要である。これらの効果は１０（Ｃ＋Ｎ）％以上で発現するため、１０（Ｃ＋Ｎ）％を下限をとした。また、一方、０．３％超添加すると耐酸化性が低下するため、０．３％を上限とした。加工性や製造性を考慮すると、１０（Ｃ＋Ｎ）~０．２５％が望ましい。
　これらの合金元素の範囲内において、耐酸化性を向上させるためには、下記（１）で示されるγ値が３５以下となるよう各元素の相互調整を行う必要がある。３５を超えると９００℃を超える高温領域でスケール下にγ相が形成されやすくなり、異常酸化が起こりやすく、好ましくない。なお、不可避的不純物の効果はゼロとしている。（１）式を導いた根拠は前述のとおりである。
　γ＝２３［％Ｎｉ］＋９［％Ｃｕ］＋７［％Ｍｎ］−１１．５［％Ｃｒ］−１１．５［％Ｓｉ］
　　−５２［％Ａｌ］−４９［［Ｔｉ％］−４（［％Ｃ］＋［％Ｎ］）］−２３［％Ｖ］−１２［％Ｍｏ］
　　−４７［％Ｎｂ］＋１８９　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
　本発明では、用途、特性に応じて、以下の元素を添加しても良い。
　Ｎｂは、高価であるが、高温強度を向上させる元素であり、フェライト安定化元素でもあるので、微量でも添加すると耐熱性および耐酸化性を向上させることができる。その効果は、０．００１％以上で発現する。０．３％超添加すると、Ｆｅ２Ｎｂが粗大生成してしまい、高温強度向上効果が小さくなるため、上限を０．３％とする。
　Ｍｏも、高価であるが、高温強度を向上させる元素であり、フェライト安定化元素でもあるので、微量でも添加すると耐熱性および耐酸化性を向上させることができる。その効果は、０．０１％以上で発現する。０．５％超添加すると、高温強度向上効果が小さくなるため、上限を０．５％とする。
　Ｂは、製品のプレス加工時の２次加工性を向上させる元素であり、この効果が０．０００３％から作用するため、下限を０．０００３％とした。過度な添加は硬質化やＣｒとＢの析出物生成による粒界腐食が問題となる。また溶接割れも問題となるため、０．００５０％を上限とした。更に、製造性を考慮すると、０．０００３~０．００１５％が望ましい。
　Ｚｒは、Ｔｉより強力な炭窒化物形成元素である。より高温まで炭窒化物を固定できるため、オーステナイト相安定性を低下させる効果が期待できる。しかし、過剰の添加は製造性の低下を招くため、その上限を１．０％とする。
　Ｓｎは原子半径が大きく高温での固溶強化に有効な元素でありながら、常温の機械的特性の低下が小さいため、必要に応じて添加する元素である。しかし、過剰に添加すると、製造性や溶接性が低下するため、その上限は１．０％とする。
　Ｃｏは高温強度を向上させる元素であるが、過剰に添加すると製造性が低下するため、その上限を０．５％とする。
　次に製造方法について説明する。本発明の鋼板の製造方法は、製鋼−熱間圧延−酸洗−冷間圧延−焼鈍・酸洗の各工程よりなる。製鋼においては、前記必須成分および必要に応じて添加される成分を含有する鋼を、転炉溶製し続いて２次精錬を行う方法が好適である。溶製した溶鋼は、公知の鋳造方法（連続鋳造）に従ってスラブとする。スラブは、所定の温度に加熱され、所定の板厚に連続圧延で熱間圧延される。冷間圧延条件について、ステンレス鋼板の冷間圧延は、通常、ゼンジミア圧延機でリバース圧延されるか、タンデム式圧延機で一方向圧延されるかである。本発明ではいずれの圧延方法を採用しても構わないが、タンデム式圧延はゼンジミア圧延に比べて生産性においても優れる他、加工性の指標であるｒ値を高くするために、ロール径が４００ｍｍ以上のタンデム式圧延機で冷間圧延を施す方が好ましい。
　生産性の観点から、フェライト系ステンレス鋼板の製造において通常実施される熱延板焼鈍を省略することが好ましいが、熱延板焼鈍しても構わない。
　他工程の製造方法については特に規定しないが、熱延条件、熱延板厚、冷延板焼鈍温度、雰囲気などは適宜選択すれば良い。また、冷延・焼鈍後に調質圧延やテンションレベラーを付与しても構わない。更に、製品板厚についても、要求部材厚に応じて選択すれば良い。
　表１に示す成分組成の鋼を溶製してスラブに鋳造し、スラブを熱間圧延して５ｍｍ厚の熱延コイルとした。その後、熱延コイルを酸洗し、２ｍｍ厚まで冷間圧延し、焼鈍・酸洗を施して製品板とした。冷延板の焼鈍温度は、結晶粒度番号を６~８程度にするために、８５０~１０００℃とした。焼鈍時間は１２０秒である。表中のＮｏ．１~１５は本発明鋼、Ｎｏ．１６~３９は比較鋼である。また、Ｎｏ．１Ａ鋼、Ｎｏ．２Ａ鋼はそれぞれＮｏ．１鋼、Ｎｏ．２鋼と同成分の鋼で、熱間圧延後、８５０~１０００℃、１２０秒の熱延板焼鈍を行い、その後、他の鋼と同様に酸洗し、さらに、冷間圧延、焼鈍、酸洗を行って、製品板としたものである。このようにして得られた製品板から、高温引張試験片を採取し、８００℃および９００℃で引張試験を実施し、０．２％耐力を測定した（ＪＩＳＧ０５６７に準拠）。ここで、エキマニ用鋼として現在最も汎用に使用されている０．４Ｎｂ−１Ｓｉ鋼とほぼ同等レベルである、８００℃で２５ＭＰａ、９００℃で１５ＭＰａを合格基準とした。
　さらに、耐酸化性の試験として、大気中９００℃および９３０℃で２００時間の連続酸化試験を行い、異常酸化の発生有無を評価した（ＪＩＳＺ２２８１に準拠）。加えて、常温の加工性として、ＪＩＳ１３号Ｂ試験片を作製して圧延方向の引張試験を行い、破断伸びを測定した。ここでも、記既存０．４Ｎｂ−１Ｓｉ鋼とほぼ同等レベルである３２％を合格基準とした。
　さらに、溶接部の耐粒界腐食性を明らかにするために、ＴＩＧ溶接法によるなめつけ溶接を行った後、ストラウス試験を行い、粒界腐食の有無を検討した。
　試験結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１から明らかなように、本発明で規定する成分組成を有する鋼は、高温強度、耐酸化性、常温伸び、耐粒界腐食性にまったく問題なく、優れた特性を示していることが分かる。
　これらに対し、比較鋼のＮｏ．１６、１７では、各成分元素は本発明範囲でありながら、γ値が３５を超えているため、９３０℃での異常酸化が発生し、耐酸化性が劣る。Ｎｏ．１８、１９鋼は、それぞれＣとＮが上限外れで、高温強度、耐酸化性、加工性に劣る。Ｎｏ．２０鋼は、Ｓｉが不足しており、耐酸化性に劣る。Ｎｏ．２１鋼は、Ｓｉが過剰に添加されており、加工性に劣る。Ｎｏ．２２は、Ｍｎ添加量が少なく、耐酸化性に劣る。Ｎｏ．２３鋼は、Ｍｎが過剰に添加されており、耐酸化性と加工性に劣る。Ｎｏ．２４は、Ｐが過剰に添加されており、靭性が劣位で、鋼板製造段階で熱延板に微小割れが観察された。Ｎｏ．２５鋼はＳが過剰に添加されており、耐食性劣化原因であるＣａＳの生成が確認された。Ｎｏ．２６鋼は、Ｃｒ量が少ないため高温強度が低いとともに耐酸化性も劣る。Ｎｏ．２７鋼は、Ｃｕ添加量が少なく、高温強度が劣る。Ｎｏ，２８鋼はＣｕが過剰に添加されており、加工性に劣る。Ｎｏ．２９鋼は、Ｎｉが過剰に添加されており、加工性に劣る。Ｎｏ．３０鋼は、Ｖが過剰に添加されており、加工性に劣る。Ｎｏ．３１鋼は、Ａｌが過剰に添加されており、加工性に劣る。Ｎｏ．３２鋼は、Ｔｉ添加量が少なく、耐粒界腐食性に劣る。Ｎｏ．３３鋼はＴｉが過剰に添加されており、加工性に劣る。Ｎｏ．３４鋼はＮｂが過剰に添加されており、加工性に劣る。Ｎｏ．３５鋼は、Ｍｏが過剰に添加されており、加工性に劣る。Ｎｏ．３６鋼は、Ｂが過剰に添加されており、加工性が劣るとともに、耐粒界腐食性も劣っている。Ｎｏ．３７、３８、３９鋼は、それぞれ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｃｏを過剰に添加されているが、これらの鋼は、加工性に劣るとともに、鋼板製造時に熱延板に微小割れが観察され、製造性に劣ることがわかった。
　以上の説明から明らかなように、本発明によればＮｂやＭｏのような高価な合金元素を多量に添加せずとも耐酸化性に優れた耐熱ステンレス鋼板を提供することができ、特に排気部材に適用することにより、部品コストの低減や軽量化による環境対策など社会的寄与は格段に大きい。

Claims (3)

  1. 　質量％にて、
    Ｃ：０．０１５％以下
    Ｎ：０．０２０％以下
    Ｐ：０．０４％以下
    Ｓ：０．０１％以下
    Ｓｉ：０．３~１．５％
    Ｍｎ：０．３~０．７％
    Ｃｒ：１１．０~１７．０％
    Ｃｕ：０．８~１．５％
    Ｎｉ：０．０５~１．０％
    Ｖ：０．５％以下
    Ａｌ：０．０１~０．１％
    Ｔｉ：１０（Ｃ＋Ｎ）~０．３％
    の範囲内で、下記（１）式で規定されるγ値が３５以下となるように相互に元素量の調整を行った元素を含有し、
    残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする耐熱性および耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
    　γ＝２３［％Ｎｉ］＋９［％Ｃｕ］＋７［％Ｍｎ］−１１．５［％Ｃｒ］−１１．５［％Ｓｉ］
    　　−５２［％Ａｌ］−４９［［Ｔｉ％］−４（［％Ｃ］＋［％Ｎ］）］−２３［％Ｖ］−１２［％Ｍｏ］
    　　−４７［％Ｎｂ］＋１８９　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
  2. 　さらに、質量％で、
    Ｎｂ：０．００１~０．３％
    Ｍｏ：０．０１~０．５％
    Ｂ：０．０００３~０．００５０％
    を１種以上含有することを特徴とする耐熱性および耐酸化性に優れた請求項１記載のフェライト系ステンレス鋼板。
  3. 　さらに、質量％で、
    Ｚｒ：１．０％以下
    Ｓｎ：１．０％以下
    Ｃｏ：０．５％以下
    を１種以上含有することを特徴とする耐熱性および耐酸化性に優れた請求項１又は２記載のフェライト系ステンレス鋼板。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013204059A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp 溶接性に優れた耐熱フェライト系ステンレス鋼板
WO2014036091A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 Ak Steel Properties, Inc. Ferritic stainless steel with excellent oxidation resistance, good high temperature strength, and good formability
JP5505555B1 (ja) * 2013-12-26 2014-05-28 Ｊｆｅスチール株式会社 フェライト系ステンレス鋼板
JP5505575B1 (ja) * 2013-03-18 2014-05-28 Ｊｆｅスチール株式会社 フェライト系ステンレス鋼板
WO2016117458A1 (ja) * 2015-01-19 2016-07-28 新日鐵住金ステンレス株式会社 加熱後耐食性に優れた排気系部材用フェライト系ステンレス鋼
JP2019173117A (ja) * 2018-03-29 2019-10-10 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

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130149187A1 (en) * 2010-09-16 2013-06-13 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Sheet Corporation Heat-resistant ferritic stainless steel sheet having excellent oxidation resistance
KR101889193B1 (ko) 2016-12-22 2018-08-16 주식회사 포스코 내식성 및 가공성이 우수한 냉연강판 및 그 제조방법
KR20190109464A (ko) * 2017-01-19 2019-09-25 닛테츠 스테인레스 가부시키가이샤 페라이트계 스테인리스강 및 자동차 배기가스 경로 부재용 페라이트계 스테인리스강
KR102031457B1 (ko) 2017-12-26 2019-10-11 주식회사 포스코 내식성과 가공성이 우수한 배기계용 냉연강판 및 그 제조방법
CN108823488A (zh) * 2018-05-29 2018-11-16 哈尔滨工程大学 一种抗高温氧化和耐盐热腐蚀的铁素体类耐热钢及其热处理工艺
MX2022003956A (es) * 2019-10-02 2022-04-25 Nippon Steel Stainless Steel Corp Hoja de acero inoxidable ferritico, metodo de produccion de la misma y miembro de acero inoxidable ferritico.

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003004714A1 (fr) * 2001-07-05 2003-01-16 Nisshin Steel Co., Ltd. Acier inoxydable ferritique pour element de debit de gaz d'echappement
JP3397167B2 (ja) 1999-04-16 2003-04-14 住友金属工業株式会社 自動車排気系部品用フェライト系ステンレス鋼
JP3446667B2 (ja) 1999-07-07 2003-09-16 住友金属工業株式会社 加工性と靱性に優れたフェライト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼鋼塊及びその製造方法
JP3468156B2 (ja) 1999-04-13 2003-11-17 住友金属工業株式会社 自動車排気系部品用フェライト系ステンレス鋼
JP2006037176A (ja) 2004-07-28 2006-02-09 Nisshin Steel Co Ltd エキゾーストマニホールド用フェライト系ステンレス鋼
JP2006117985A (ja) * 2004-10-20 2006-05-11 Nisshin Steel Co Ltd 熱疲労特性に優れたフェライト系ステンレス鋼材および自動車排ガス経路部材
JP2008144199A (ja) * 2006-12-07 2008-06-26 Nisshin Steel Co Ltd 自動車排ガス流路部材用フェライト系ステンレス鋼および溶接鋼管
JP2008240143A (ja) 2007-02-26 2008-10-09 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp 耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板
JP2009235555A (ja) * 2008-03-28 2009-10-15 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp 耐酸化性に優れた耐熱性フェライト系ステンレス鋼板
JP2010055944A (ja) 2008-08-28 2010-03-11 Jsr Corp 導電性積層フィルムおよびそれを用いたタッチパネル
JP2010072889A (ja) 2008-09-18 2010-04-02 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 画像特徴抽出装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1003720B (zh) * 1987-07-27 1989-03-29 冶金工业部钢铁研究总院 铁素体型耐热不起皮钢
TW452599B (en) * 1997-08-05 2001-09-01 Kawasaki Steel Co Ferritic stainless steel plate excellent in deep drawability and anti-ridging property and production method thereof
KR101261192B1 (ko) * 2006-05-09 2013-05-09 닛폰 스틸 앤드 스미킨 스테인레스 스틸 코포레이션 내간극 부식성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강
JP4651682B2 (ja) * 2008-01-28 2011-03-16 新日鐵住金ステンレス株式会社 耐食性と加工性に優れた高純度フェライト系ステンレス鋼およびその製造方法
US20130149187A1 (en) * 2010-09-16 2013-06-13 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Sheet Corporation Heat-resistant ferritic stainless steel sheet having excellent oxidation resistance

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3468156B2 (ja) 1999-04-13 2003-11-17 住友金属工業株式会社 自動車排気系部品用フェライト系ステンレス鋼
JP3397167B2 (ja) 1999-04-16 2003-04-14 住友金属工業株式会社 自動車排気系部品用フェライト系ステンレス鋼
JP3446667B2 (ja) 1999-07-07 2003-09-16 住友金属工業株式会社 加工性と靱性に優れたフェライト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼鋼塊及びその製造方法
WO2003004714A1 (fr) * 2001-07-05 2003-01-16 Nisshin Steel Co., Ltd. Acier inoxydable ferritique pour element de debit de gaz d'echappement
JP2006037176A (ja) 2004-07-28 2006-02-09 Nisshin Steel Co Ltd エキゾーストマニホールド用フェライト系ステンレス鋼
JP2006117985A (ja) * 2004-10-20 2006-05-11 Nisshin Steel Co Ltd 熱疲労特性に優れたフェライト系ステンレス鋼材および自動車排ガス経路部材
JP2008144199A (ja) * 2006-12-07 2008-06-26 Nisshin Steel Co Ltd 自動車排ガス流路部材用フェライト系ステンレス鋼および溶接鋼管
JP2008240143A (ja) 2007-02-26 2008-10-09 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp 耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板
JP2009235555A (ja) * 2008-03-28 2009-10-15 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp 耐酸化性に優れた耐熱性フェライト系ステンレス鋼板
JP2010055944A (ja) 2008-08-28 2010-03-11 Jsr Corp 導電性積層フィルムおよびそれを用いたタッチパネル
JP2010072889A (ja) 2008-09-18 2010-04-02 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 画像特徴抽出装置

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013204059A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp 溶接性に優れた耐熱フェライト系ステンレス鋼板
CN104769147A (zh) * 2012-08-31 2015-07-08 艾克钢资产有限公司 具有优异抗氧化性、良好高温强度和良好成形性的铁素体不锈钢
US20140065006A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 Ak Steel Properties, Inc. Ferritic Stainless Steel with Excellent Oxidation Resistance, Good High Temperature Strength, and Good Formability
US20140065005A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 Eizo Yoshitake Ferritic Stainless Steel with Excellent Oxidation Resistance, Good High Temperature Strength, and Good Formability
WO2014036091A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 Ak Steel Properties, Inc. Ferritic stainless steel with excellent oxidation resistance, good high temperature strength, and good formability
JP2015532684A (ja) * 2012-08-31 2015-11-12 Ｊｆｅスチール株式会社 優れた耐酸化性、良好な高温強度、及び良好な加工性を有するフェライト系ステンレス鋼
AU2013308922B2 (en) * 2012-08-31 2016-08-04 Ak Steel Properties, Inc. Ferritic stainless steel with excellent oxidation resistance, good high temperature strength, and good formability
CN108823509A (zh) * 2012-08-31 2018-11-16 艾克钢资产有限公司 具有优异抗氧化性、良好高温强度和良好成形性的铁素体不锈钢
JP5505575B1 (ja) * 2013-03-18 2014-05-28 Ｊｆｅスチール株式会社 フェライト系ステンレス鋼板
JP5505555B1 (ja) * 2013-12-26 2014-05-28 Ｊｆｅスチール株式会社 フェライト系ステンレス鋼板
WO2016117458A1 (ja) * 2015-01-19 2016-07-28 新日鐵住金ステンレス株式会社 加熱後耐食性に優れた排気系部材用フェライト系ステンレス鋼
JP2019173117A (ja) * 2018-03-29 2019-10-10 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
JP7022634B2 (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

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