鐵素體系不銹鋼板制造技術

本發明專利技術提供一種即使在1000℃附近的高溫下也具有高的氧化鐵皮剝離性的鐵素體系不銹鋼板，是含Mn氧化膜形成能力及氧化鐵皮剝離性優良的鐵素體系不銹鋼板，其特征在于：含有C：0.001～0.020％、N：0.001～0.020％、Si：0.10～0.40％、Mn：0.20～1.00％、Cr：16.0～20.0％、Nb：0.30～0.80％、Mo：1.80～2.40％、W：0.05～1.40％、Cu：1.00～2.50％、B：0.0003～0.0030％，上述成分進一步滿足下記式(1)，剩余部分由鐵及不可避免的雜質構成。此外，也可以在規定的含量范圍內添加N、Al、V、Mg、Sn、Co、Zr、Hf、Ta中的1種以上。3≤(5×Mo)/(3×Mn)≤20(1)。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利摘要】本專利技術提供一種即使在1000℃附近的高溫下也具有高的氧化鐵皮剝離性的鐵素體系不銹鋼板，是含Mn氧化膜形成能力及氧化鐵皮剝離性優良的鐵素體系不銹鋼板，其特征在于：含有C：0.001～0.020％、N：0.001～0.020％、Si：0.10～0.40％、Mn：0.20～1.00％、Cr：16.0～20.0％、Nb：0.30～0.80％、Mo：1.80～2.40％、W：0.05～1.40％、Cu：1.00～2.50％、B：0.0003～0.0030％，上述成分進一步滿足下記式(1)，剩余部分由鐵及不可避免的雜質構成。此外，也可以在規定的含量范圍內添加N、Al、V、Mg、Sn、Co、Zr、Hf、Ta中的1種以上。3≤(5×Mo)/(3×Mn)≤20(1)?！緦＠f明】鐵素體系不銹鋼板
本專利技術涉及尤其要求耐氧化性的排氣系統部件等中使用的鐵素體系不銹鋼板。
技術介紹
汽車的排氣歧管等排氣系統部件由于流通從發動機排出的高溫的排氣氣體，所以 對于構成排氣部件的材料要求高溫強度、耐氧化性、熱疲勞特性等多種特性，一直使用耐熱 性優良的鐵素體系不銹鋼。 排氣溫度因車種而異，但近年來，多數為800?900°C的范圍。流通從發動機排出 的高溫的排氣氣體的排氣歧管的溫度達到750?850°C的高溫。因近年來環境問題的高漲， 進一步強化排氣限制、提高燃燒效率，其結果是，排氣溫度高溫化到KKKTC附近。 作為近年使用的鐵素體系不銹鋼，有SUS429 (JIS標準，添加 Nb-Si鋼）、 SUS444 (JIS標準，添加 Nb-Mo鋼），以添加 Nb為基本，通過添加 Si、Mo來提高高溫強度及耐 氧化性。可是，相對于排氣溫度趨向超過850°C的高溫化，SUS444的高溫強度及耐氧化性不 足。因此，期望具有SUS444以上的高溫強度及耐氧化性的鐵素體系不銹鋼。這里所謂的耐 氧化性，以大氣中連續氧化試驗的氧化增量及氧化鐵皮剝離量進行評價，將兩者都少的一 方規定為優良。由于汽車要長期使用，所以在l〇〇〇°C下保持200小時時的耐氧化性是必要 的。 對于這樣的期望，一直在開發各式各樣的排氣系統部件的材料。例如，專利文獻 1?4中，公開了進行復合添加 Cu-Mo-Nb-Mn-Si的技術。在專利文獻1公開的鋼中，為了提 高高溫強度及韌性而添加 Cu-Mo,為了提高耐氧化鐵皮剝離性而添加 Μη?？墒?，關于氧化增 量沒有明確記載，連續氧化試驗的條件也為l〇〇〇°C X 100小時，對于超過100小時時的氧化 鐵皮剝離性沒有進行研究。在專利文獻2的公開中，為了提高添加 Cu鋼的耐氧化性而相互 調整各添加元素?？墒?，連續氧化試驗的溫度為950°C為止，實際上未進行1000°C的試驗。 專利文獻3中，公開了通過使Si及Μη的含量最佳化而飛躍性地提高鋼的重復氧化特性的 方法。可是，重復氧化試驗的最高溫度的總熱處理時間為大約133小時左右，沒有進行更長 時間的耐氧化性的研究。專利文獻4中，公開了通過調整Mo及W量來提高高溫強度及耐氧 化性的技術，但所評價的只有氧化增量，沒有評價氧化鐵皮剝離量。 【專利技術者】們在專利文獻5中公開了通過復合添加 Nb-Mo-Cu-Ti-B而使Laves相及 ε -Cu相微細分散、得到在850°C下優良的高溫強度的技術。此外，在專利文獻6中，公開了 在Nb-Mo-Cu-Ti-B鋼中通過使以Nb為主相的碳氮化物微細化而抑制Laves相的析出及粗 大化、得到在950°C下優良的耐熱性的技術。 現有技術文獻 專利文獻 專利文獻1:日本專利第2696584號公報 專利文獻2:日本特開2009-235555號公報 專利文獻3:日本特開2010-156039號公報 專利文獻4:日本特開2009-1834號公報 專利文獻5:日本特開2009-215648號公報 專利文獻6:日本特開2011-190468號公報
技術實現思路
專利技術要解決的問題 判明了 ：即使采用專利文獻5、6中公開的技術，在1000°C前后的溫度區域長時間 使用時，有時也不能穩定地實現耐氧化性及氧化鐵皮剝離性。 本專利技術的課題是，提供一種尤其在排氣氣體的最高溫度達到1000°C左右的環境化 中，具有比以往技術高的耐氧化性的鐵素體系不銹鋼。 再者，以下的任何的記載的宗旨都不是限定本專利技術。 用于解決課題的手段 為了解決上述課題，本【專利技術者】們反復進行了深入研究。其結果是發現：在添加 Si-Mn-Nb-Mo-W-Cu鋼中，在添加 Mo量達到1. 80%以上時，如果增加 Μη添加量，再以滿足下 述式（1) :3彡（5XM〇V(3XMn)彡20 (1)的方式控制Mo及Μη的平衡，則1000°C長時間 使用時的氧化增量及氧化鐵皮剝離量小，氧化膜的長期穩定性優異。此外，判明：在含有Ti 時，氧化鐵皮剝離性劣化。 【專利技術者】們熔煉了多種組成的添加 Si-Mn-Nb-Mo-W-Cu鋼，試制板材，切出試驗片， 評價了 1000°C長時間使用時的氧化增量及氧化鐵皮剝離量。由上述評價結果發現2、3種組 成的添加 Si-Mn-Nb-Mo-W-Cu鋼的氧化膜的長期穩定性優異。通過從所述鋼中選擇氧化膜 的長期穩定性最優良的鋼，弄清楚了 l〇〇〇°C長時間使用時的氧化增量及氧化鐵皮剝離量與 化學組成的關系。 S卩，作為上述氧化膜的長期穩定性優異的鋼即添加 Si-Mn-Nb-Mo-W-Cu鋼，使用 了 0. 005 ?0. 008% C-0. 009 ?0. 013% N-16. 9 ?17. 5 % Cr-0. 13 ?0. 19% Si-0. 03 ? 1. 18 % Μη-0. 49 ?0. 55 % Nb-2. 14 ?2. 94 % Mo-0. 67 ?0. 80 % W-1. 40 ?1. 55 % Cu-0. 0003?0. 0006B鋼。圖1中示出在1000°C進行200小時的大氣中連續氧化試驗時的 氧化鐵皮剝離量的研究結果。得知：在Μη的添加量為0. 20%以上的鋼種中，氧化鐵皮剝離 量減少，如果達到〇. 30%以上，則氧化鐵皮剝離量大致為0。此外，圖2中示出將上述結果 代入Μο/Μη比（指式（1)的中間部分的（5XM〇V(3XMn))時的關系。判明：在Μο/Μη比滿 足20以下時，氧化鐵皮剝離量為l.Omg/cm 2以下，可得到優良的氧化鐵皮剝離性。認為添 加 Μη使得氧化膜的長期穩定性優異的理由是因為，在本專利技術鋼的成分組成中，含Μη氧化膜 的形成能力優良。通過長時間暴露在高溫下，生成在最外層中生成的（Mn、Cr) 304作為氧化 膜，生成具有厚度的氧化鐵皮。其結果是，可推測抑制了容易升華的M〇0 3的生成及升華，變 得難以在氧化鐵皮中產生缺陷，氧化鐵皮難剝離。為了確認該含Μη氧化膜的存在，可對熱 處理后的截面用ΕΡΜΑ進行元素測繪，通過Μη是否在最外層中濃化而判斷。 再者，在本專利技術中，在按900?1000°C X 100?200小時的條件實施熱處理時，能 夠確認在氧化膜的最外層中生成（Mn、Cr) 304。將氧化的進展顯著、且排除了異常氧化的影 響的熱處本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種含Mn鐵素體系不銹鋼板，其特征在于，以質量％計含有C：0.001～0.020％、N：0.001～0.020％、Si：0.10～0.40％、Mn：0.20～1.00％、Cr：16.0～20.0％、Nb：0.30～0.80％、Mo：1.80～2.40％、W：0.05～1.40％、Cu：1.00～2.50％、B：0.0003～0.0030％，進而以滿足下記式(1)的方式含有上述成分，剩余部分由鐵及不可避免的雜質構成，3≤(5×Mo)/(3×Mn)≤20???(1)這里，式(1)的Mo、Mn意味為各自的含量，單位為質量％。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：神野憲博，濱田純一，井上宜治，
申請(專利權)人：新日鐵住金不銹鋼株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP