ES2355171T3 - STAINLESS STEEL MATERIAL FERRÍTICO FOR THE COMPONENTS OF THE PASSAGE OF THE EXHAUST GAS OF A CAR. - Google Patents

Abstract

Un material de acero inoxidable ferrítico que tiene resistencia térmica y tenacidad a baja temperatura excelentes para los componentes del pasaje del gas de escape de un automóvil, que tiene una composición que comprende, en términos de % en masa, como máximo el 0,03% de C, como máximo el 1% de Si, del 0,6 al 2% de Mn, como máximo el 3% de Ni, del 10 al 25% de Cr, del 0,3 al 0,7% de Nb, de más del 1 al 2% de Cu, del 1 al 2,5% de Mo, del 1 al 2,5% de W, como máximo el 0,15% de Al, del 0,03 al 0,2% de V, como máximo el 0,03% de N y, opcionalmente, al menos uno de los siguientes: al menos uno de Ti y Zr en una cantidad de menos del 1% en total, B en una cantidad de como máximo el 0,02%, Co en una cantidad de como máximo el 2%, y al menos uno de ETR (elemento de tierras raras) y Ca en una cantidad de como máximo el 0,1% en total, con el resto hasta el total de Fe e impurezas inevitables, y que satisface las siguientes fórmulas (1) y (2), y que tiene una textura donde la cantidad total de Nb y Mo existentes como una fase de precipitación es como máximo el 0,2% en masa: (1),1,2Nb + 5Mo + 6Cu >=q 11,5(2).15Nb + 2Mo + 0,5Cu >=q 10,5A ferritic stainless steel material that has excellent thermal resistance and low temperature toughness for the components of the exhaust passage of a car, which has a composition comprising, in terms of mass%, at most 0.03% of C, at most 1% of Si, from 0.6 to 2% of Mn, at most 3% of Ni, from 10 to 25% of Cr, from 0.3 to 0.7% of Nb, of more than 1 to 2% of Cu, from 1 to 2.5% of Mo, from 1 to 2.5% of W, at most 0.15% of Al, from 0.03 to 0.2% of V , at most 0.03% of N and, optionally, at least one of the following: at least one of Ti and Zr in an amount of less than 1% in total, B in an amount of at most 0.02 %, Co in an amount of a maximum of 2%, and at least one of ETR (rare earth element) and Ca in an amount of a maximum of 0.1% in total, with the rest up to the total Fe e unavoidable impurities, and that satisfies the following formulas (1) and (2), and that has a texture where the cant Total existing Nb and Mo as a precipitation phase is at most 0.2% by mass: (1), 1.2Nb + 5Mo + 6Cu> = q 11.5 (2) .15Nb + 2Mo + 0, 5Cu> = q 10.5

Description

Material de acero inoxidable ferrítico para los componentes del pasaje del gas de escape de un automóvil.Ferritic stainless steel material for components of the exhaust passage of a car.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

La presente invención se refiere a un material de acero inoxidable ferrítico para su uso como los componentes del pasaje del gas de escape de un automóvil, en particular a un material de acero inoxidable ferrítico para su uso como los componentes del pasaje del gas de escape de un automóvil, que tiene resistencia térmica excelente y tenacidad a baja temperatura favorable para los componentes del pasaje del gas de escape corriente arriba, donde la temperatura del material puede estar por encima de 900ºC o, adicionalmente, por encima de 950ºC, por ejemplo, colectores de escape, conversores catalíticos, tubos delanteros y similares.The present invention relates to a material of ferritic stainless steel for use as the components of the passage of the exhaust gas of a car, in particular to a ferritic stainless steel material for use as the components of the exhaust passage of a car, which has excellent thermal resistance and low temperature toughness favorable for exhaust gas passage components upstream, where the temperature of the material can be by above 900 ° C or, additionally, above 950 ° C, for example, exhaust manifolds, catalytic converters, tubes front and similar.

Hasta ahora, dos especies típicas de acero ferrítico se han usado apropiadamente para los componentes del pasaje del gas de escape de un automóvil, dependiendo del intervalo de temperatura de servicio de los componentes. Una es una especie de acero, tal como típicamente acero SUS429, aplicado principalmente a los componentes cuya temperatura final máxima del material puede estar a un nivel de 750ºC; y la otra es una especie de acero, tal como típicamente acero SUS444, aplicado principalmente a los componentes cuya temperatura final máxima del material puede estar a un nivel de 850ºC.So far, two typical steel species ferritic have been used appropriately for the components of the passage of the exhaust gas of a car, depending on the interval of service temperature of the components. One is kind of steel, such as typically SUS429 steel, mainly applied to the components whose maximum final temperature of the material can be at a level of 750 ° C; and the other is a kind of steel, such as typically SUS444 steel, mainly applied to components whose maximum final material temperature may be at a level of 850 ° C.

Para satisfacer los recientes requisitos de control de emisiones y regulación de kilometraje, las temperaturas del gas de escape tienden a ser más altas, y suponiendo que la temperatura del material en los componentes del pasaje del gas de escape corriente arriba puede subir realmente hasta aproximadamente 1000ºC, puede ser de esperar que los requisitos para materiales resistentes al calor aumenten para estos componentes. El acero SUS444 convencional (acero 18Cr-2Mo-0,5Nb) sería difícil de aplicar a los componentes que se exponen a dichas altas temperaturas. Para que los materiales sean duraderos al usarlos a dichas temperaturas tan altas, aquellos que meramente tienen una alta resistencia a tracción a altas temperaturas no son suficientes, y es una cuestión importante que el límite elástico al 0,2% de los materiales a alta temperatura, que es un índice de la tensión a la que los materiales empiezan a experimentar deformación plástica, sea alto.To meet the recent requirements of Emission control and mileage regulation, temperatures of the exhaust gas tend to be higher, and assuming that the material temperature in the components of the gas passage of upstream exhaust can actually go up to about 1000 ° C, it may be expected that the requirements for materials Heat resistant increase for these components. The steel SUS444 conventional (steel 18Cr-2Mo-0.5Nb) would be difficult to apply to the components that are exposed to these discharges temperatures For materials to be durable when used at such high temperatures, those that merely have a High tensile strength at high temperatures are not enough, and it is an important issue that the 0.2% elastic limit of high temperature materials, which is an index of the stress at that the materials begin to undergo plastic deformation, be tall.

Con el aumento de los diversos dispositivos que hay que ajustar en una sala de máquinas, la limitación al espacio de alojamiento para los componentes del pasaje del gas de escape está aumentando cada vez más. Por consiguiente, se requiere que los componentes del pasaje del gas de escape corriente arriba tengan una excelente operabilidad en diversas formas. En particular, no solo como planchas sino también como tubos, se requiere que los componentes tengan una excelente operabilidad duradera para un trabajado duro en formas complicadas. Además, también se requiere que los componentes del pasaje del gas de escape tengan buena tenacidad a baja temperatura.With the increase of the various devices that the space limitation must be adjusted in a machine room housing for exhaust gas passage components It is increasing more and more. Therefore, it is required that components of the upstream exhaust passage have a Excellent operability in various ways. In particular, not only as plates but also as tubes, it is required that components have excellent long-lasting operability for a Worked hard in complicated ways. In addition, it is also required that the exhaust gas passage components have good low temperature toughness.

Hasta ahora, diversos aceros inoxidables ferríticos que tienen resistencia térmica mejorada, tales como aquellos mencionados más adelante, se han desarrollado y se han llevado a un uso práctico.So far, various stainless steels ferritics that have improved thermal resistance, such as those mentioned below, have been developed and have taken to practical use.

La Referencia de Patente 1 muestra un acero inoxidable ferrítico cuya composición y textura están controladas de manera que puede tener, seguramente, una cantidad suficiente de Nb en solución sólida para que sea duradero para usarlo en un intervalo de temperatura por encima de 900ºC, y puede tener una resistencia a tracción de 20 MPa a 950ºC. Sin embargo, no hay descripción alguna respecto al límite elástico al 0,2%, y la durabilidad del acero en un caso en el que la temperatura del material haya subido realmente hasta aproximadamente 1000ºC no está confirmada. En esto, no se toma ninguna consideración especial para la resistencia a fatiga térmica y tenacidad a baja temperatura.The Reference of Patent 1 shows a ferritic stainless steel whose composition and texture are controlled so that you can surely have a sufficient amount of Nb in solid solution to make it durable for use in a temperature range above 900 ° C, and may have a tensile strength of 20 MPa at 950 ° C. However, there is no description regarding the elastic limit at 0.2%, and the durability of steel in a case where the material temperature has actually risen to approximately 1000ºC is not confirmed. In this, you don't take any special consideration for thermal fatigue resistance and low temperature toughness.

La Referencia de Patente 2 muestra un acero inoxidable ferrítico que tiene una excelente resistencia a alta temperatura a 900ºC y que tiene excelente tenacidad a baja temperatura. Sin embargo, ésta no tiene una descripción relacionada con límite elástico al 0,2%, y en ella, las medidas para un aseguramiento suficientemente de la durabilidad en un caso en el que la temperatura del material haya subido realmente hasta 1000ºC o así, no siempre puede decirse que sean satisfactorias.The Reference of Patent 2 shows a ferritic stainless steel that has a excellent high temperature resistance at 900 ° C and it has excellent toughness at low temperature. However, it does not have a description related to 0.2% elastic limit, and in it, the measures for sufficient assurance of durability in a case where the temperature of the material has risen really up to 1000 ° C or so, it can't always be said that they are satisfactory

La Referencia de Patente 3 describe un acero inoxidable ferrítico que tiene buena resistencia a alta temperatura a 950ºC y buena operabilidad. Sin embargo, ésta no muestra nada relacionado con el límite elástico al 0,2%, y en ésta, no hay certeza de que el material pueda ser o no realmente duradero a una exposición a aproximadamente 1000ºC o así. No se toma una consideración especial para la tenacidad a baja temperatura.The Reference of Patent 3 describes a ferritic stainless steel that has good high temperature resistance at 950ºC and good operability. Without However, it shows nothing related to the elastic limit at 0.2%, and in this, there is no certainty that the material can be or not really durable to an exposure at approximately 1000ºC or so. No special consideration is taken for low tenacity temperature.

La Referencia de Patente 4 muestra una aleación de Fe-Cr cuyo coeficiente de expansión térmica es reducido. Sin embargo, no hay intención de mejorar la resistencia a alta temperatura del material en un intervalo de temperatura de aproximadamente 1000ºC o así.The Reference of Patent 4 shows a Fe-Cr alloy whose Thermal expansion coefficient is reduced. However, there is no intention to improve the high temperature resistance of the material in a temperature range of approximately 1000 ° C or So.

La Referencia de Patente 5 describe un acero inoxidable ferrítico que tiene excelente resistencia a fatiga térmica y buena tenacidad a baja temperatura. En ésta, sin embargo, el material se evaluó para la resistencia a alta temperatura en términos del límite elástico al 0,2% del mismo a 600ºC, y su durabilidad no está clara en un caso en el que la temperatura del material haya subido realmente hasta aproximadamente 1000ºC.The Reference of Patent 5 describes a ferritic stainless steel that has excellent thermal fatigue resistance and good low temperature toughness. In this, however, the material was evaluated for resistance to high temperature in terms of the 0.2% elastic limit thereof at 600 ° C, and its durability is not clear in a case in which the material temperature has actually risen to approximately 1000 ° C

La Referencia de Patente 6 muestra un acero inoxidable ferrítico para los componentes del sistema del gas de escape a usar a una temperatura de no menos de 700ºC. Respecto a la resistencia a alta temperatura, sin embargo, ésta solo muestra los datos de resistencia a tracción del material a 600ºC y 850ºC, y no está claro si el material podría resistir o no una exposición a temperaturas de 1000ºC o así. Además, ésta no posee una descripción respecto a la tenacidad a baja temperatura.The Reference of Patent 6 shows a ferritic stainless steel for the components of the exhaust gas system to be used at a temperature of not less 700 ° C. Regarding high temperature resistance, without However, it only shows the tensile strength data of the material at 600ºC and 850ºC, and it is not clear if the material could resist or not an exposure to temperatures of 1000ºC or so. Further, it does not have a description regarding the low toughness temperature.

La Referencia de Patente 7 es una solicitud del mismo solicitante que el de la presente solicitud, y describe un acero inoxidable ferrítico que contiene más del 1 al 2% de Cu y no más del 0,5% de Nb, que adicionalmente opcionalmente contiene en un total no más del 4% de Mo y W. No hay una enseñanza sobre la característica de las relaciones entre Mo, Nb y Cu que efectúe un aumento de la resistencia a alta temperatura a un nivel de 1000ºC, mientras mantiene alta la resistencia a alta temperatura del mismo a un nivel de 600ºC.The Reference of Patent 7 is an application of the same applicant as that of the present application, and describes a ferritic stainless steel that it contains more than 1 to 2% of Cu and not more than 0.5% of Nb, which additionally it optionally contains in a total no more than 4% of Mo and W. There is no teaching on the characteristic of relations between Mo, Nb and Cu that effect an increase in high temperature resistance at a level of 1000ºC, while it maintains high temperature resistance at a level 600 ° C.

Referencia de Patente 1: JP 2959934Reference of Patent 1: JP 2959934

Referencia de Patente 2: JP 2696584Reference of Patent 2: JP 2696584

Referencia de Patente 3: JP 3468156Reference of Patent 3: JP 3468156

Referencia de Patente 4: JP 2005-206944AReference of Patent 4: JP 2005-206944A

Referencia de Patente 5: JP 2006-117985AReference of Patent 5: JP 2006-117985A

Referencia de Patente 6: JP 2000-303149AReference of Patent 6: JP 2000-303149A

Referencia de Patente 7: EP 1 930 461 A. El documento EP 478790 describe también un acero resistente al calor con una tenacidad a baja temperatura mejorada, que tiene 1,0-4,5 Mo, 0,1-2,5 Cu y, opcionalmente, volframio.Reference of Patent 7: EP 1 930 461 A. EP 478790 also describes a heat resistant steel with low temperature toughness improved, which has 1.0-4.5 Mo, 0.1-2.5 Cu and, optionally, tungsten.

Un procedimiento capaz de producir de forma estable un material que presente una excelente durabilidad cuando se usa a una temperatura por encima de 900ºC y satisfaga tanto una buena tenacidad a baja temperatura como una buena operabilidad, aún no se ha establecido (véanse las Referencias de Patente anteriores).A procedure capable of producing in a way stable a material that presents excellent durability when it is used at a temperature above 900 ° C and satisfies both a good low temperature toughness as good operability, even not established (see Patent References previous).

Sumario de la invenciónSummary of the invention

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un material de acero inoxidable ferrítico para los componentes del pasaje del gas de escape de un automóvil, que satisfaga simultáneamente el límite elástico al 0,2% a una alta temperatura de 1000ºC, resistencia a fatiga térmica, tenacidad a baja temperatura y operabilidad, todo a un alto nivel y que, incluso cuando se usa en la condición en la que la temperatura del material realmente alcanza un intervalo de alta temperatura, de mayor de 900ºC e incluso mayor de 950ºC, aún presenta una durabilidad excelente.An objective of the present invention is provide a ferritic stainless steel material for components of the exhaust passage of a car, which simultaneously meet the 0.2% elastic limit at a high 1000ºC temperature, thermal fatigue resistance, toughness at low temperature and operability, all at a high level and that, even when used in the condition in which the temperature of the material really reaches a high temperature range of greater than 900ºC and even greater than 950ºC, it still has a excellent durability.

Para conseguir el objetivo anterior, la invención proporciona un material de acero inoxidable ferrítico que tiene excelente resistencia térmica y tenacidad a baja temperatura para los componentes del pasaje del gas de escape de un automóvil, que tiene una composición que básicamente contiene, en términos de % en masa, como máximo el 0,03% de C, como máximo el 1% de Si, del 0,6 al 2% de Mn, como máximo el 3% de Ni, del 10 al 25% de Cr, del 0,3 al 0,7% de Nb, de más del 1 al 2% de Cu, del 1 al 2,5% de Mo, del 1 al 2,5% de W, como máximo el 0,15% de Al, del 0,03 al 0,2% de V, y como máximo el 0,03% de N, y que opcionalmente contiene al menos uno de Ti y Zr en una cantidad de menos del 1% en total, o que adicionalmente contiene al menos uno de B en una cantidad de como máximo el 0,02% y Co en una cantidad de como máximo el 2%, o que adicionalmente contiene al menos uno de ETR (elemento de tierras raras) y Ca en una cantidad de como máximo el 0,1% en total, con el resto hasta el total de Fe e impurezas inevitables, satisfaciendo la composición las siguientes fórmulas (1) y (2), y que tiene una textura en la que la cantidad total de Nb y Mo que existe como una fase de precipitación es como máximo el 0,2% en masa:To achieve the previous objective, the invention provides a ferritic stainless steel material that It has excellent thermal resistance and low temperature toughness for the components of the exhaust passage of a car, which has a composition that basically contains, in terms of% by mass, at most 0.03% of C, at most 1% of Si, of 0.6 to 2% of Mn, at most 3% of Ni, from 10 to 25% of Cr, of 0.3 to 0.7% of Nb, of more than 1 to 2% of Cu, of 1 to 2.5% of Mo, from 1 to 2.5% of W, at most 0.15% of Al, from 0.03 to 0.2% of V, and at most 0.03% of N, and which optionally contains the minus one of Ti and Zr in an amount of less than 1% in total, or which additionally contains at least one of B in an amount of a maximum of 0.02% and Co in an amount of a maximum of 2%, or which additionally contains at least one of ETR (element of rare earths) and Ca in a maximum amount of 0.1% in total, with the rest to the total of Faith and inevitable impurities, the composition satisfying the following formulas (1) and (2), and which has a texture in which the total amount of Nb and Mo that exists as a precipitation phase is at most 0.2% in mass:

(1),1,2Nb + 5Mo + 6Cu \geq 11,5(1), 1.2Nb + 5Mo + 6Cu \ geq 11.5

(2).15Nb + 2Mo + 0,5Cu \geq 10,5(2) .15Nb + 2Mo + 0.5Cu \ geq 10.5

En las fórmulas (1) y (2) anteriores, el código del elemento está sustituido por el contenido del elemento correspondiente, expresado en términos de % en masa.In the formulas (1) and (2) above, the code of the element is replaced by the content of the element corresponding, expressed in terms of mass%.

"Material de acero inoxidable ferrítico para los componentes del pasaje del gas de escape de un automóvil" significa un material de acero procesado para un templado final con calor a una temperatura mayor de 1000ºC (por ejemplo, de 1050 a 1100ºC) (esto puede denominarse, simplemente, como "templado final") en un procedimiento de producción de los componentes del pasaje del gas de escape de un automóvil. Por ejemplo, en el caso de que una lámina de acero se suelde y se forme en un tubo, después se conforme y se trabaje, y posteriormente se procese para el templado final, el tubo después del templado final corresponde al material de acero inoxidable ferrítico para los componentes del pasaje del gas de escape de un automóvil como se menciona en el presente documento. En el caso de que una lámina de acero se procese para el templado final, la lámina de acero después del templado final, y el tubo, cubierta cilíndrica o similar obtenidos trabajando adicionalmente la lámina templada final, corresponde al material de acero inoxidable ferrítico para los componentes del pasaje del gas de escape de un automóvil."Ferritic stainless steel material for the components of the exhaust passage of a car " means a processed steel material for a final tempering with heat at a temperature greater than 1000 ° C (for example, from 1050 to 1100 ° C) (this can simply be referred to as "mild final ") in a production procedure for the components of the Exhaust gas passage of a car. For example, in the case of  that a sheet of steel is welded and formed in a tube, then agree and work, and then process for tempering final, the tube after final tempering corresponds to the material of ferritic stainless steel for gas passage components Exhaust of a car as mentioned herein document. In the event that a sheet of steel is processed for final tempering, the steel sheet after final tempering, and the tube, cylindrical cover or similar obtained by working additionally the final tempered sheet corresponds to the material of ferritic stainless steel for gas passage components Exhaust of a car.

De los materiales de acero mencionados anteriormente, aquellos para su uso para los componentes del pasaje del gas de escape que tienen que estar dentro de un intervalo de temperatura del material por encima de 900ºC, o adicionalmente por encima de 950ºC, son aspectos especialmente preferidos en la invención.Of the mentioned steel materials previously, those for use for the components of the passage of the exhaust gas that have to be within a range of material temperature above 900 ° C, or additionally by above 950 ° C, are especially preferred aspects in the invention.

De acuerdo con la invención, se proporciona un material de acero inoxidable ferrítico para los componentes del pasaje del gas de escape de un automóvil, que satisface todos los requisitos de durabilidad de resistencia a alta temperatura por exposición a alta temperatura de 1000ºC, buena resistencia a fatiga térmica, buena operabilidad y buena tenacidad a baja temperatura. El material satisface la reciente tendencia en la técnica hacia temperaturas elevadas del gas de escape, y ocasiona una libertad ampliada en la planificación de los componentes del pasaje del gas de escape corriente arriba.In accordance with the invention, a ferritic stainless steel material for the components of the passage of the exhaust gas of a car, which satisfies all durability requirements of high temperature resistance by 1000 ° C high temperature exposure, good fatigue resistance thermal, good operability and good toughness at low temperature. The material satisfies the recent trend in the technique towards high exhaust gas temperatures, and causes freedom expanded in the planning of the components of the gas passage Exhaust upstream.

Descripción de las realizaciones preferidasDescription of preferred embodiments

En la invención, es importante aumentar la resistencia a alta temperatura (límite elástico al 0,2%) del material de acero a un nivel de 1000ºC, manteniendo una alta resistencia a alta temperatura (límite elástico al 0,2%) del mismo a un nivel de 600ºC. Es extremadamente eficaz hacer que el material de acero tenga una alta resistencia en los dos intervalos de temperatura para mantener una alta resistencia a fatiga térmica del mismo. Como resultado de diversas investigaciones, es deseable que el límite elástico al 0,2% a 600ºC y el límite elástico al 0,2% a 1000ºC del material de acero sean ambos al menos 1,5 veces mayores que el límite elástico a las mismas temperaturas del acero SUS444. En concreto, es deseable que el límite elástico al 0,2% a 600ºC del material de acero sea al menos 200 MPa y el límite elástico al 0,2% a 1000ºC del mismo sea al menos 15 MPa. Se ha descubierto que el material que tiene dichas características de resistencia a alta temperatura tiene buena resistencia a fatiga a alta temperatura, satisfactoria para un uso práctico cuando recibe un cambio de temperatura repetido entre la temperatura ordinaria y 1000ºC o así, como los componentes del pasaje del gas de escape de un automóvil.In the invention, it is important to increase the high temperature resistance (0.2% elastic limit) of steel material at a level of 1000ºC, maintaining a high high temperature resistance (0.2% elastic limit) thereof at a level of 600 ° C. It is extremely effective to make the material of steel have a high resistance in the two intervals of temperature to maintain high thermal fatigue resistance of same. As a result of various investigations, it is desirable that the 0.2% elastic limit at 600 ° C and the 0.2% elastic limit at 1000ºC of the steel material are both at least 1.5 times higher than the elastic limit at the same temperatures of SUS444 steel. Specifically, it is desirable that the 0.2% elastic limit at 600 ° C of the Steel material is at least 200 MPa and 0.2% elastic limit at 1000 ° C thereof be at least 15 MPa. It has been discovered that the material that has such high resistance characteristics temperature has good fatigue resistance at high temperature, satisfactory for practical use when you receive a change of repeated temperature between ordinary temperature and 1000 ° C or so, as the components of the exhaust passage of a car.

En la invención, se usa Cu para mejorar la resistencia a alta temperatura del material de acero en un intervalo de temperatura que incluye 600ºC (intervalo que va de aproximadamente 500 a 800ºC). Específicamente, cuando se añade Cu al material de acero, precipita una fase de \varepsilon-Cu a una temperatura de aproximadamente 600ºC, y éste se dispersa finamente en la matriz del material para expresar, de esta manera, un fenómeno de refuerzo de la precipitación. Para que el material de acero pueda mantener la resistencia a alta temperatura (límite elástico al 0,2%) en el intervalo de temperatura mayor de al menos aproximadamente 1,5 veces la del acero SUS444, es necesario aprovechar la ventaja del refuerzo de Nb y Mo en solución sólida además de la precipitación de la fase de \varepsilon-Cu. Como resultado de diversas investigaciones, controlar los ingredientes constitutivos para que el contenido de Nb, Mo y Cu pueda satisfacer la fórmula (1) hace posible aumentar el intervalo de alta temperatura, de como máximo 800ºC, de resistencia del material de acero en al menos aproximadamente 1,5 veces la del cero SUS444.In the invention, Cu is used to improve the high temperature resistance of the steel material in an interval  of temperature that includes 600ºC (range that goes from approximately 500 to 800 ° C). Specifically, when Cu is added to the steel material, a phase of ε-Cu at a temperature of approximately 600 ° C, and this disperses finely in the matrix of the material to express, in this way, a reinforcing phenomenon of precipitation. So that the steel material can maintain the high temperature resistance (0.2% elastic limit) in the temperature range greater than at least about 1.5 times that of SUS444 steel, it is necessary to take advantage of the Nb and Mo reinforcement in solid solution in addition to precipitation of the ε-Cu phase. As a result of various investigations, control the constitutive ingredients so that the content of Nb, Mo and Cu can satisfy the formula (1) makes it possible to increase the high temperature range of how maximum 800ºC, of resistance of the steel material in at least approximately 1.5 times that of zero SUS444.

(1).1,2Nb + 5Mo + 6Cu \geq 11,5(1) .1,2Nb + 5Mo + 6Cu \ geq 11.5

En un intervalo de temperatura por encima de 800ºC, la solución sólida de la fase \varepsilon-Cu se promueve adicionalmente, y el efecto de Cu para potenciar la resistencia a alta temperatura del material de acero se debilita. Para aumentar la resistencia a alta temperatura (límite elástico al 0,2%) a 1000ºC del material de acero en al menos aproximadamente 1,5 veces la del acero SUS444, es importante aprovechar toda la ventaja del refuerzo en solución sólida con Nb y Mo. Como la solución sólida de Cu también es eficaz para potenciar la resistencia a alta temperatura, también se utiliza. Como resultado de diversas investigaciones, se ha descubierto que los ingredientes constitutivos deben controlarse para satisfacer la fórmula (2).In a temperature range above 800 ° C, the solid phase solution ε-Cu is further promoted, and the Cu effect to enhance the high temperature resistance of the Steel material weakens. To increase high resistance temperature (0.2% elastic limit) at 1000 ° C of the material steel at least about 1.5 times that of SUS444 steel, is important to take full advantage of solution reinforcement solid with Nb and Mo. As the solid solution of Cu is also effective to boost high temperature resistance, it also use. As a result of various investigations, it has been discovered that the constitutive ingredients must be controlled to satisfy the formula (2).

(2).15Nb + 2Mo + 0,5Cu \geq 10,5(2) .15Nb + 2Mo + 0.5Cu \ geq 10.5

El coeficiente de Nb en la fórmula (2) corresponde al aumento en el límite elástico al 0,2% (MPa) a 1000ºC por el 0,1% en masa de Nb; y el coeficiente de cada uno de Mo y Cu corresponde al aumento en el límite elástico al 0,2% (MPa) a 1000ºC por el 1% en masa de Nb y Cu, respectivamente.The coefficient of Nb in the formula (2) corresponds to the increase in the 0.2% elastic limit (MPa) at 1000 ° C by 0.1% by mass of Nb; and the coefficient of each of Mo and Cu corresponds to the increase in the 0.2% elastic limit (MPa) at 1000 ° C by 1% by mass of Nb and Cu, respectively.

Sin embargo, para aumentar el límite elástico al 0,2% del material de acero a una alta temperatura de 1000ºC en al menos aproximadamente 1,5 veces la del acero SUS444, la composición que satisface la fórmula (2) anterior no es suficiente. Investigaciones más detalladas han confirmado que, en particular, es extremadamente importante hacer que el material de acero tenga una textura metálica en la que los precipitados de Nb y el Mo se reduzcan tanto como sea posible. En concreto, después del templado final, el material de acero debe tener una condición de textura en la que la canti-
dad total de Nb y Mo que existen como una fase de precipitación en su interior sea como máximo el 0,2% en masa.However, to increase the elastic limit to 0.2% of the steel material at a high temperature of 1000 ° C by at least about 1.5 times that of SUS444 steel, the composition that satisfies the above formula (2) is not sufficient. More detailed research has confirmed that, in particular, it is extremely important to make the steel material have a metallic texture in which the Nb and Mo precipitates are reduced as much as possible. Specifically, after final tempering, the steel material must have a texture condition in which the amount
The total number of Nb and Mo that exist as a precipitation phase inside is a maximum of 0.2% by mass.

No solo para mantener la resistencia a alta temperatura del material de acero, sino también para mantener una buena operabilidad, la tenacidad a baja temperatura y la soldabilidad del mismo, es extremadamente eficaz hacer que el material de acero tenga la condición de textura mencionada anteriormente después del templado final. En el caso de que la cantidad de Nb o Mo añadido sea considerablemente grande, la cantidad de Mo en solución sólida o de Nb en solución sólida puede asegurarse suficientemente incluso cuando la cantidad total de Nb y Mo existentes como una fase de precipitación es mayor del 0,2% en masa, y la resistencia a alta temperatura del material de acero a 1000ºC podría aumentarse, debido a su refuerzo en solución sólida. En este caso, sin embargo, es difícil potenciar tanto la tenacidad a baja temperatura como la operabilidad del material de acero.Not only to keep the resistance high steel material temperature, but also to maintain a good operability, low temperature toughness and weldability thereof, it is extremely effective to make the steel material have the aforementioned texture condition earlier after final tempering. In the event that the amount of Nb or Mo added is considerably large, the Amount of Mo in solid solution or Nb in solid solution can ensure sufficiently even when the total amount of Nb and Mo existing as a precipitation phase is greater than 0.2% in mass, and high temperature resistance of the steel material to 1000 ° C could be increased, due to its solid solution reinforcement. In this case, however, it is difficult to enhance tenacity so much. at low temperature as the operability of the steel material.

La "cantidad total (% en masa) de Nb y Mo existentes como una fase de precipitación" puede determinarse de la siguiente manera: El residuo de la fase de precipitación como se extrae mediante electrolisis a potencial constante en una solución electrolítica con disolvente sin agua (procedimiento SPEED) se analiza para cuantificación elemental, y la masa total de Nb y Mo en el residuo se divide por la masa total de la matriz disuelta y la fase de precipitación extraída en la electrolisis, y esto se expresa como porcentaje.The "total amount (mass%) of Nb and Mo existing as a precipitation phase "can be determined from as follows: The residue of the precipitation phase as extracted by electrolysis at constant potential in a solution Electrolytic solvent without water (SPEED procedure) analyzes for elementary quantification, and the total mass of Nb and Mo in the residue it is divided by the total mass of the dissolved matrix and the  precipitation phase extracted in the electrolysis, and this is Express as a percentage.

Para obtener la condición de textura en la que la cantidad total de Nb y Mo existentes como una fase de precipitación es como máximo el 0,2% en masa, la velocidad de enfriamiento de 1050ºC a 500ºC, en la etapa de enfriamiento en el templado final, debe controlarse a al menos 5ºC/s. Por ejemplo, en el caso de que un tubo producido por soldadura se aplique a los componentes del pasaje del gas de escape de un automóvil, una lámina de acero formada previamente en un tubo, o después de formarla en un tubo pero antes de usarla como el componente, puede procesarse al menos una vez para templado final, que comprende poner en remojo a un calor de 1050 a 1100ºC durante de 0 a 10 minutos, seguido de enfriamiento de 1050ºC a 500ºC a una velocidad de enfriamiento de al menos 5ºC/s. En lo que respecta al material de acero, se procesa una vez para tener, de esta manera, la condición de textura anterior, antes de usarlo como un componente del pasaje del gas de escape de un automóvil, cualquier fase de precipitación superflua de Nb y Mo podría no formarse cuando el componente del pasaje del gas de escape de un automóvil formado por el material de acero se usa con calor a una temperatura de 1000ºC o así, y prácticamente, por lo tanto, la resistencia a alta temperatura y la tenacidad a baja temperatura del material de acero no empeorarían.To obtain the texture condition in which the total amount of Nb and Mo existing as a phase of precipitation is at most 0.2% by mass, the speed of cooling from 1050ºC to 500ºC, in the cooling stage in the final tempering, it must be controlled at least 5ºC / s. For example in the case that a tube produced by welding is applied to the components of the exhaust passage of a car, a sheet of steel previously formed in a tube, or after forming it in a tube but before using it as the component, it can be processed at least once for final tempering, which includes soaking at a heat of 1050 to 1100 ° C for 0 to 10 minutes, followed by cooling of 1050 ° C to 500 ° C at a cooling rate of at least 5ºC / s. As regards the steel material, it is processed once to have, in this way, the texture condition above, before using it as a component of the gas passage of car exhaust, any phase of superfluous precipitation of Nb and Mo may not form when the passage component of the Exhaust gas of a car formed by the steel material is use with heat at a temperature of 1000ºC or so, and practically, therefore, high temperature resistance and toughness at Low temperature of the steel material would not get worse.

Los ingredientes de aleación se describen más adelante.Alloy ingredients are described more. ahead.

C y N son generalmente eficaces para mejorar la resistencia a deformación permanente por fatiga y otras propiedades de resistencia a alta temperatura aunque empeoran la propiedad de resistencia a oxidación, operabilidad, tenacidad a baja temperatura y soldabilidad cuando están contenidas en exceso. En la invención, tanto C como N están limitados a un contenido de como máximo el 0,03% en masa.C and N are generally effective in improving resistance to permanent deformation due to fatigue and other properties of high temperature resistance although they worsen the property of oxidation resistance, operability, low temperature toughness and weldability when contained in excess. In the invention, both C and N are limited to a maximum content of 0.03% by mass.

El Si es eficaz para mejorar la resistencia a oxidación a alta temperatura. Sin embargo, cuando se añade en exceso, aumenta la dureza y, de esta manera, degrada la operabilidad y tenacidad a baja temperatura. En la invención, el contenido de Si está limitado a como máximo el 1% en masa.Si is effective in improving resistance to high temperature oxidation However, when added in excess, increases hardness and thus degrades operability and low temperature toughness. In the invention, the content of Si It is limited to a maximum of 1% by mass.

El Mn mejora la resistencia a oxidación a alta temperatura, especialmente la resistencia al desprendimiento de escamas. Para asegurar suficientemente la resistencia a oxidación a alta temperatura a un nivel de 1000ºC, el contenido de Mn debe ser de al menos el 0,6% en masa. Sin embargo, el Mn afecta a la operabilidad y soldabilidad cuando se añade en exceso. Además, el Mn es un elemento estabilizador de austenita que cuando se añade en una gran cantidad facilita la formación de la fase martensita y, de esta manera, provoca una disminución en la resistencia a fatiga térmica y operabilidad. El contenido de Mn, por lo tanto, está limitado a como máximo el 2% en masa, preferiblemente como máximo el 1,5% en masa, más preferiblemente menos del 1,5% en masa.Mn improves oxidation resistance at high temperature, especially the shedding resistance of scales To sufficiently ensure oxidation resistance to high temperature at a level of 1000 ° C, the content of Mn must be of at least 0.6% by mass. However, Mn affects the operability and weldability when added in excess. In addition, the Mn is an austenite stabilizing element that when added in a large quantity facilitates the formation of the martensite phase and, of this way, it causes a decrease in fatigue resistance Thermal and operability. The content of Mn, therefore, is limited to a maximum of 2% by mass, preferably a maximum 1.5% by mass, more preferably less than 1.5% by mass.

El Ni contribuye a mejorar la tenacidad a baja temperatura, pero cuando se añade demasiado, puede reducir el alargamiento en frío. En la invención, el contenido de Ni aceptable es hasta el 3% en masa, aunque más preferiblemente, el contenido de Ni es como máximo el 0,6% en masa.Ni contributes to improve low toughness temperature, but when you add too much, you can reduce the cold elongation In the invention, the acceptable Ni content it is up to 3% by mass, although more preferably, the content of Nor is it at most 0.6% by mass.

El Cr estabiliza la fase ferrita y contribuye a mejorar la resistencia a oxidación, una propiedad importante de los materiales de alta temperatura. En la invención, el contenido de Cr se asegura que sea al menos el 15% en masa para presentar suficientemente su efecto. Sin embargo, demasiado Cr hace al material de acero quebradizo y empeora la operabilidad del mismo y, por lo tanto, el contenido de Cr no es mayor del 25% en masa.Cr stabilizes the ferrite phase and contributes to improve oxidation resistance, an important property of high temperature materials In the invention, the content of Cr ensures that it is at least 15% in mass to present Enough its effect. However, too much Cr does to brittle steel material and worsens its operability and, therefore, the Cr content is not more than 25% by mass.

El Nb es eficaz para aumentar la resistencia a alta temperatura en un intervalo de temperatura de aproximadamente 600ºC o así, reforzando la solución sólida, aunque la invención aprovecha la ventaja del efecto de refuerzo de la solución sólida de Nb para asegurar la resistencia a alta temperatura en un intervalo de alta temperatura, mayor de 900ºC. Para ello, el contenido de Nb debe ser de al menos el 0,3% en masa, y debe satisfacer la fórmula (2) mencionada anteriormente. Además, como se ha mencionado anteriormente, la invención debe asegurar la condición de textura del acero en la que la cantidad total de Nb y Mo existente como una fase de precipitación es como máximo el 0,2% en masa. En conexión con esto, el Nb tiene una fuerte afinidad por C y N, por lo que forma fácilmente precipitados que pueden reducir la resistencia a alta temperatura, la tenacidad a baja temperatura, la operabilidad y otras propiedades. Por consiguiente, el contenido de Nb está limitado a como máximo el 0,7% en masa.Nb is effective in increasing resistance to high temperature in a temperature range of approximately 600 ° C or so, reinforcing the solid solution, although the invention take advantage of the reinforcing effect of the solid solution of Nb to ensure high temperature resistance in a high temperature range, greater than 900 ° C. To do this, the Nb content must be at least 0.3% by mass, and must satisfy the formula (2) mentioned above. Also, how do I know mentioned above, the invention must ensure the condition  of steel texture in which the total amount of Nb and Mo existing as a precipitation phase is at most 0.2% in mass. In connection with this, the Nb has a strong affinity for C and N, so it easily forms precipitates that can reduce the high temperature resistance, low temperature toughness, operability and other properties. Therefore, the content of Nb is limited to a maximum of 0.7% by mass.

El Cu es un elemento importante en la invención. Específicamente, como se ha mencionado también anteriormente, la invención aprovecha la ventaja del fenómeno de precipitación con dispersión fina de la fase \varepsilon-Cu del material de acero para potenciar así la resistencia del mismo a aproximadamente 600ºC (de aproximadamente 500 a 850ºC) y mejorar la resistencia a fatiga térmica del mismo. En un intervalo de alta temperatura por encima de 850ºC, el Cu adicionalmente desempeña un papel de ayudar al efecto de potenciar la resistencia a alta temperatura de Nb y Mo, basado en la potenciación de la solución sólida con Cu. Como resultado de diversos estudios, el contenido de Cu debe ser, al menos, mayor del 1% en masa para conseguir de forma satisfactoria estos efectos. Sin embargo, demasiado Cu empeora la operabilidad, la tenacidad a baja temperatura y la soldabilidad y, por lo tanto, el límite más alto del contenido de Cu está limitado al 2% en masa.Cu is an important element in the invention. Specifically, as mentioned above, the invention takes advantage of the precipitation phenomenon with fine dispersion of the ε-Cu phase of the steel material to enhance its resistance to approximately 600 ° C (from approximately 500 to 850 ° C) and improve the thermal fatigue resistance thereof. In a high interval temperature above 850 ° C, the Cu additionally plays a role of helping the effect of enhancing high resistance Nb and Mo temperature, based on the potentiation of the solution solid with Cu. As a result of various studies, the content of Cu must be at least greater than 1% by mass to achieve satisfactory these effects. However, too much Cu worsens the operability, low temperature toughness and weldability and, therefore, the highest limit of Cu content is limited 2% by mass.

El Mo, al igual que el Nb, es eficaz para aumentar la resistencia a alta temperatura, reforzando la solución sólida. Especialmente en la invención, la resistencia a alta temperatura en un intervalo de alta temperatura por encima de 900ºC debe aumentarse, y la adición de Mo en una cantidad de al menos el 1% en masa es indispensable. Como también se ha mencionado anteriormente, la invención debe asegurar la condición de textura del acero, donde la cantidad total de Nb y Mo existentes como una fase de precipitación es como máximo el 0,2% en masa. El exceso de adición de Mo puede dar como resultado la formación de carburo y fase de Laves (Fe_{2}Mo), confiriendo así resistencia a alta temperatura y tenacidad a baja temperatura. Por consiguiente, el contenido de Mo está limitado a como máximo el 2,5% en masa.Mo, like Nb, is effective for increase high temperature resistance, reinforcing the solution solid. Especially in the invention, high resistance temperature in a high temperature range above 900 ° C should be increased, and the addition of Mo in an amount of at least the 1% by mass is indispensable. As also mentioned previously, the invention must ensure the texture condition of steel, where the total amount of Nb and Mo existing as a Precipitation phase is at most 0.2% by mass. Excess of Mo addition can result in carbide formation and Laves phase (Fe2 Mo), thus conferring high resistance temperature and low temperature toughness. Therefore, the Mo content is limited to a maximum of 2.5% by mass.

El W es un elemento eficaz para aumentar la resistencia a alta temperatura en un intervalo de alta temperatura por encima de 900ºC, y en la invención, el contenido de W debe ser de al menos el 1% en masa. Sin embargo, el exceso de adición de W afecta a la operabilidad y, por lo tanto, el contenido de W deber ser como máximo el 2,5% en masa, más preferiblemente como máximo el 2% en masa.W is an effective element to increase the high temperature resistance in a high temperature range above 900 ° C, and in the invention, the content of W must be of at least 1% by mass. However, excess W addition affects operability and, therefore, the content of W must be at most 2.5% by mass, more preferably at most 2% by mass.

El Al se usa como un desoxidante en la fabricación de acero, y actúa para mejorar la resistencia a oxidación a alta temperatura. Sin embargo, demasiada adición de Al tiene influencias negativas sobre las propiedades superficiales, operabilidad, soldabilidad y tenacidad a baja temperatura. Por consiguiente, el Al se añade dentro de un intervalo de como máximo el 0,15% en masa.Al is used as a deoxidant in the steel manufacturing, and acts to improve resistance to high temperature oxidation However, too much addition of Al It has negative influences on surface properties, operability, weldability and toughness at low temperature. By consequently, Al is added within a maximum range of 0.15% by mass.

El V contribuye a mejorar la resistencia a alta temperatura cuando se añade junto con Nb y Cu. Cuando existente junto con el Nb, el V mejora la operabilidad, la tenacidad a baja temperatura, la resistencia a la susceptibilidad a la corrosión del límite de grano, y la tenacidad de la zona afectada por el calor de soldadura. Para obtener suficientemente todos estos efectos, el V se añade en la invención en una cantidad de al menos el 0,03% en masa. Sin embargo, una adición excesiva de V afecta a la operabilidad y tenacidad a baja temperatura. Por consiguiente, el contenido de V está limitado a como máximo el 0,2% en masa.The V helps improve high resistance temperature when added together with Nb and Cu. When existing together with the Nb, the V improves operability, low toughness temperature, corrosion resistance resistance of grain limit, and the toughness of the area affected by the heat of welding. To get all these effects sufficiently, the V is added in the invention in an amount of at least 0.03% in mass. However, an excessive addition of V affects the operability and toughness at low temperature. Therefore, the V content is limited to a maximum of 0.2% by mass.

Ti y Zr son elementos eficaces para mejorar la resistencia a alta temperatura; y, si se desea, al menos uno de éstos puede añadirse. Sin embargo, la adición excesiva afecta a la tenacidad. En el caso de que se añada al menos uno de Ti y Zr, el contenido total del mismo debe ser menor del 1% en masa.Ti and Zr are effective elements to improve high temperature resistance; and, if desired, at least one of These can be added. However, excessive addition affects the tenacity. In case at least one of Ti and Zr is added, the Total content must be less than 1% by mass.

B y Co, al igual que Ni, son elementos que contribuyen a la tenacidad a baja temperatura. Si se desea, pueden añadirse uno o dos de B y Co. Sin embargo, la adición excesiva reduce el alargamiento en frío; y, por lo tanto, el contenido de B es como máximo el 0,02% en masa y el contenido de Co es como máximo el 2% en masa. Más eficazmente, el contenido de B es del 0,0005 al 0,02% en masa.B and Co, like Ni, are elements that They contribute to low temperature toughness. If desired, they can add one or two of B and Co. However, excessive addition reduces cold elongation; and therefore the content of B it is at most 0.02% by mass and the Co content is at most 2% by mass. More effectively, the content of B is 0.0005 to 0.02% by mass.

ETR (elemento de tierras raras) y Ca son elementos que contribuyen a la resistencia a oxidación a alta temperatura. Si se desea, al menos uno de éstos puede añadirse. Más eficazmente, el contenido total de ETR y Ca es al menos el 0,001% en masa. Sin embargo, la adición excesiva del mismo puede tener algunas influencias negativas sobre la producibilidad y, por lo tanto, el contenido total de ETR y Ca está limitado a como máximo el 0,1% en masa.ETR (rare earth element) and Ca are elements that contribute to high oxidation resistance temperature. If desired, at least one of these can be added. Plus effectively, the total content of ETR and Ca is at least 0.001% mass. However, the excessive addition of it may have some negative influences on producibility and, therefore both, the total content of ETR and Ca is limited to at most the 0.1% by mass.

El material de acero inoxidable de la invención puede producirse preparando un acero inoxidable que tiene una composición controlada como en el caso anterior, de acuerdo con un procedimiento ordinario de fusión de acero, trabajándolo después en una lámina de acero que tiene un espesor predeterminado de acuerdo con un procedimiento ordinario de producción de una lámina de acero inoxidable, soldándolo posteriormente en un tubo, o conformándolo y adicionalmente trabajándolo. En este procedimiento, en la etapa de templado final en la que se calienta el acero a de 1050 a 1100ºC, es importante enfriar el acero de 1050ºC a 500ºC a una velocidad de enfriamiento controlada de al menos 5ºC/s, como se ha mencionado también anteriormente. Si se sobrepasa la condición de enfriamiento, el acero apenas podría tener una condición de textura en la que la cantidad total de Nb y Mo existentes como una fase de precipitación fuera como máximo el 0,2% en masa, y puede ser difícil potenciar la resistencia a alta temperatura (límite elástico al 0,2%) del material de acero a 1000ºC de forma estable a un nivel de al menos aproximadamente 1,5 veces la
de SUS444. En esta condición, además, la tenacidad a baja temperatura del material de acero también puede reducirse.The stainless steel material of the invention can be produced by preparing a stainless steel having a controlled composition as in the previous case, according to an ordinary steel melting process, then working it on a steel sheet having a predetermined thickness according to with an ordinary procedure of producing a stainless steel sheet, subsequently welding it in a tube, or conforming and additionally working it. In this process, in the final tempering stage in which the steel is heated to 1050 to 1100 ° C, it is important to cool the steel from 1050 ° C to 500 ° C at a controlled cooling rate of at least 5 ° C / s, as also mentioned previously. If the cooling condition is exceeded, the steel could hardly have a texture condition in which the total amount of Nb and Mo existing as a precipitation phase was at most 0.2% by mass, and it may be difficult to enhance the high temperature resistance (0.2% elastic limit) of the steel material at 1000 ° C stably at a level of at least about 1.5 times the
of SUS444. In this condition, moreover, the low temperature toughness of the steel material can also be reduced.

Ejemplos Examples

Los aceros inoxidables ferríticos mostrados en la Tabla 1 se produjeron de acuerdo con un procedimiento de fusión de acero, y después se trabajaron en láminas de acero templadas, laminadas en frío, que tienen un espesor de 2 mm de acuerdo con un procedimiento de laminado en caliente, templado de láminas laminadas en caliente, laminado en frío y templado final. El templado final se obtuvo en la condición como se simuló para el templado final de materiales de acero para los componentes del pasaje del gas de escape. La condición de templado final fue la siguiente: Después de calentado a 1050ºC con puesta en remojo durante 1 minuto, los aceros, excepto algunas muestras comparativas (tal como la Nº 21), se enfriaron de 1000ºC a 500ºC a una velocidad de enfriamiento media de al menos 5ºC/s. La velocidad de enfriamiento se controló con un termopar unido a la superficie de cada muestra. Las muestras de láminas de acero templadas, laminadas en frío, obtenidas de esta manera después del templado final se ensayaron y se analizaron para diversas propiedades de los componentes del pasaje del gas de escape.The ferritic stainless steels shown in Table 1 was produced according to a fusion procedure of steel, and then worked on tempered steel sheets, cold rolled, having a thickness of 2 mm according to a hot rolling process, tempered laminated sheets hot, cold rolled and tempered final. The final tempering it was obtained in the condition as simulated for the final tempering of steel materials for gas passage components of escape. The final tempering condition was as follows: After heated to 1050 ° C with soaking for 1 minute, the steels, except for some comparative samples (such as No. 21), cooled from 1000 ° C to 500 ° C at a cooling rate average of at least 5ºC / s. The cooling rate was controlled with a thermocouple attached to the surface of each sample. The samples of tempered, cold rolled steel sheets, obtained from this way after final tempering they were tested and analyzed for various properties of the gas passage components of escape.

1one

Las muestras (después del templado final) se ensayaron y se analizaron para la cantidad total de Nb y Mo existentes como una fase de precipitación en su interior (esto se expresa como "cantidad de Nb precipitado + Mo precipitado"), y el límite elástico al 0,2% a 600ºC, el límite elástico al 0,2% a 1000ºC, la tenacidad a baja temperatura y la operabilidad en frío del mismo de la manera mencionada más adelante.Samples (after final tempering) are tested and analyzed for the total amount of Nb and Mo existing as a precipitation phase inside (this is expressed as "amount of precipitated Nb + precipitated Mo"), and 0.2% elastic limit at 600 ° C, 0.2% elastic limit at 1000ºC, low temperature toughness and cold operability of it in the manner mentioned below.

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Cantidad de Nb precipitado + Mo precipitadoAmount of Nb precipitated + Mo precipitated

De acuerdo con un procedimiento SPEED como se ha mencionado anteriormente, se ensaya una muestra por electrolisis a potencial constante a un potencial al que la matriz de la muestra se disuelve, pero la fase de precipitación de la misma no se disuelve, y el residuo de la fase de precipitación extraída se analiza para la determinación elemental. La masa total de Nb y Mo en el residuo se divide por la masa total de la matriz disuelta y la fase de precipitación extraída en la electrolisis, y esto se expresa como porcentaje de la cantidad de Nb precipitado + Mo precipitado. En el procedimiento SPEED, se usa acetilacetona al 10% + cloruro de tetrametilamonio al 1% + solución de alcohol metílico como un disolvente sin agua.According to a SPEED procedure as has been mentioned above, a sample is tested by electrolysis at constant potential at a potential at which the sample matrix is dissolves, but the precipitation phase of it does not dissolve, and the residue of the extracted precipitation phase is analyzed for elementary determination The total mass of Nb and Mo in the residue is divide by the total mass of the dissolved matrix and the phase of precipitation extracted in the electrolysis, and this is expressed as percentage of the amount of precipitated Nb + precipitated Mo. At SPEED procedure, 10% acetylacetone + chloride is used 1% tetramethylammonium + methyl alcohol solution as a solvent without water.

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Límite elástico al 0,2% a 600ºC, 1000ºC0.2% elastic limit at 600ºC, 1000ºC

Una pieza de ensayo para resistencia a tracción que tiene un espesor de 2 mm (la dirección de tracción de la muestra es la misma que la dirección de laminado de la misma) se ensaya para la resistencia a tracción a 600ºC y la resistencia a tracción a 1000ºC de acuerdo con JIS G0567. Las muestras cuyo límite elástico al 0,2% a 600ºC es al menos 200 MPa, correspondiente a aproximadamente al menos 1,5 veces el del acero SUS444, son buenas; y aquellas cuya resistencia sea menor de esto no son buenas. Las muestras cuyo límite elástico al 0,2% a 1000ºC sea al menos 15 MPa, correspondiente a aproximadamente al menos 1,5 veces el del acero SUS444, son buenas; y aquellas cuya resistencia sea menor de esto no son buenas.A test piece for tensile strength which has a thickness of 2 mm (the direction of traction of the Sample is the same as the rolling direction of it) is tested for tensile strength at 600 ° C and resistance to tensile at 1000 ° C according to JIS G0567. Samples whose limit 0.2% elastic at 600 ° C is at least 200 MPa, corresponding to at least 1.5 times that of SUS444 steel, they are good; and those whose resistance is less than this are not good. The samples whose 0.2% elastic limit at 1000 ° C is at least 15 MPa, corresponding to at least 1.5 times that of steel SUS444, they are good; and those whose resistance is less than this They arent good.

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Tenacidad a baja temperaturaLow temperature toughness

Una pieza de ensayo para impacto Charpy de muesca en V se corta de una muestra que tiene un espesor de 2 mm (la dirección en la que se golpea la pieza de ensayo con un martillo es en paralelo a la dirección de laminado de la muestra), y se ensaya en un ensayo de impacto Charpy a un espaciado de 25ºC dentro de un intervalo de -75ºC a 25ºC de acuerdo con JIS Z2242, determinando así la temperatura de transición ductilidad-tenacidad de la muestra. Las muestras cuya temperatura de transición no sea mayor de -25ºC se clasifican como B (buenas en el punto de la tenacidad a baja temperatura); y aquellas cuya temperatura de transición es mayor de -25ºC se clasifican como NB (no buenas en el punto de la tenacidad a baja temperatura).A test piece for Charpy impact from V notch is cut from a sample that is 2 mm thick (the direction in which the test piece is struck with a hammer it is parallel to the direction of lamination of the sample), and it tested in a Charpy impact test at a spacing of 25 ° C inside from a range of -75 ° C to 25 ° C according to JIS Z2242, thus determining the transition temperature ductility-tenacity of the sample. The samples whose transition temperature is not higher than -25ºC they are classified as B (good at the point of low temperature toughness); Y those whose transition temperature is greater than -25 ° C classified as NB (not good at the point of low toughness temperature).

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Operabilidad en fríoCold operability

Tres piezas de ensayo de tracción (JIS 13B) se cortan de una muestra que tiene un espesor de 2 mm, de manera que la dirección de tracción de la misma pueda estar a un ángulo de 0º, 45º o 90º respecto a la dirección de laminado de la misma. De acuerdo con JIS 2241, éstas se ensayan para la resistencia a tracción a rotura (tiempos de ensayo n = 3). Las piezas rotas se unen a tope, y se determina el alargamiento a rotura (%) de las mismas. De acuerdo con la siguiente fórmula (3), se calcula el alargamiento medio AL_{M} de la muestra y este AL_{M} indica el alargamiento en frío de la muestra ensayada.Three tensile test pieces (JIS 13B) are cut from a sample that is 2 mm thick, so that the direction of traction of it may be at an angle of 0 °, 45º or 90º with respect to its rolling direction. From according to JIS 2241, these are tested for resistance to tensile strength (test times n = 3). The broken pieces are butt joint, and the elongation at break (%) of the same. According to the following formula (3), the average elongation AL_ {M} of the sample and this AL_ {M} indicates the cold elongation of the sample tested.

(3)AL_{R} = (AL_{L} + AL_{D} + AL_{T})(3) AL_ {R} = (AL_ {L} + AL_ {D} + AL_ {T})

En ésta, AL_{L} significa el alargamiento a rotura de la muestra en una dirección de tracción de 0º (valor medio de n = 3); AL_{D} significa el alargamiento a rotura en una dirección de tracción de 45º (valor medio de n = 3); y AL_{T} significa el alargamiento a rotura en una dirección de tracción de 90º (valor medio de n = 3). Las muestras que tienen un AL_{M} de al menos el 30% se clasifican como B (buenas en el punto de la operabilidad en frío); y aquellas que tienen un AL_{M} menor del 30% se clasifican como NB (no buenas en el punto de la operabilidad en frío).In this, AL_ {L} means the elongation to sample breakage in a tensile direction of 0º (value mean of n = 3); AL_ {D} means the elongation at break in a tensile direction of 45º (average value of n = 3); and AL_ {T} means the elongation at break in a tensile direction of 90º (average value of n = 3). Samples that have an AL_ {M} of at least 30% are classified as B (good at the point of cold operability); and those that have an AL_ {M} less than 30% are classified as NB (not good at the point of operability cold)

Los resultados se muestran en la Tabla 2. En la Tabla 2, "velocidad de enfriamiento en el templado final" significa la velocidad de enfriamiento media de 1050ºC a 500ºC.The results are shown in Table 2. In the Table 2, "cooling speed in final tempering" means the average cooling rate of 1050 ° C to 500 ° C.

TABLA 2TABLE 2

22

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Los ejemplos de materiales de acero de la invención que satisfacen los requisitos para la composición y la cantidad de Nb precipitado + Mo precipitado tenían todos un límite elástico al 0,2% a 600ºC y un límite elástico al 0,2% a 1000ºC ambos mayores en al menos aproximadamente 1,5 veces el del acero SUS444, como se sabe a partir de la Tabla 2; y, en consecuencia, tienen una excelente resistencia a alta temperatura en un intervalo de alta temperatura por encima de 850ºC, y tienen una resistencia a fatiga térmica suficientemente buena. Además, su tenacidad a baja temperatura y operabilidad en frío también son buenas.Examples of steel materials from the invention that meet the requirements for composition and amount of precipitated Nb + precipitated Mo all had a limit 0.2% elastic at 600 ° C and an 0.2% elastic limit at 1000 ° C both greater by at least about 1.5 times that of steel SUS444, as is known from Table 2; and in consequence, they have excellent high temperature resistance in an interval high temperature above 850 ° C, and have a resistance to thermal fatigue good enough. In addition, its tenacity to low Temperature and cold operability are also good.

En contraste, el Nº 21 no es bueno, aunque su composición está dentro del alcance de la invención. Esto se debe a que la velocidad de enfriamiento de 1000ºC a 500ºC en el templado final era menor de 5ºC/s y, por lo tanto, una gran cantidad de precipitados de Nb y Mo se formaron durante la etapa de enfriamiento, dando así una condición de textura en la que la cantidad de Nb precipitado + Mo precipitado era demasiada. Esta muestra comparativa era mala respecto a la resistencia a alta temperatura a 1000ºC, la tenacidad a baja temperatura y la operabilidad en frío. En el Nº 22, el contenido de Mo y Nb era pequeño; y en Nº 23, el contenido de Cu era adicionalmente pequeño. Puesto que éstos no satisfacen las fórmulas (1) y (2), su resistencia a alta temperatura a 600ºC y 1000ºC era mala. En el Nº 24, el contenido de W era demasiado y, por lo tanto, éste era malo respecto a la operabilidad en frío. En el Nº 25, el contenido de Cu era bajo y éste no satisfacía la fórmula (1), y la resistencia a alta temperatura a 600ºC de esta muestra comparativa era mala. En el Nº 26, el contenido de Cu era demasiado, y éste no satisfacía la fórmula (2). Además, W no se añadió al mismo y, por lo tanto, la resistencia a alta temperatura a 1000ºC de la muestra comparativa era baja. En el Nº 27, el contenido de Mo era demasiado, y en la textura del mismo, la cantidad de Nb precipitado + Mo precipitado era demasiada. Su contenido de Nb era demasiado bajo, y este no satisfacía la fórmula (2). Su resistencia a alta temperatura a 1000ºC y su tenacidad a baja temperatura eran malas. En el Nº 28, el contenido de Nb era alto, y en la textura del mismo, la cantidad de Nb precipitado + Mo precipitado era demasiada, y su operabilidad en frío era mala. En el Nº 29, el contenido de Mo y Nb era alto, y en la textura del mismo, la cantidad de Nb precipitado + Mo precipitado era demasiada, y su tenacidad a baja temperatura era mala. Además, puesto que su contenido de Cu era pequeño, su resistencia a alta temperatura a 600ºC era baja. En el Nº 30, el contenido de Mo era demasiado alto, y en la textura del mismo, la cantidad de Nb precipitado + Mo precipitado era demasiada. Sin embargo, debido a la solución sólida de Mo en su interior, la resistencia a alta temperatura a 1000ºC de la muestra comparativa era alta, aunque la tenacidad a baja temperatura y la operabilidad en frío de la misma eran malas.In contrast, No. 21 is not good, although its Composition is within the scope of the invention. This is due to that the cooling rate of 1000ºC to 500ºC in the temperate final was less than 5 ° C / s and, therefore, a lot of Nb and Mo precipitates formed during the stage of cooling, thus giving a texture condition in which the amount of precipitated Nb + precipitated Mo was too much. This comparative sample was bad regarding high resistance temperature at 1000 ° C, low temperature toughness and cold operability. In No. 22, the content of Mo and Nb was small; and in No. 23, the Cu content was additionally small. Since these do not satisfy formulas (1) and (2), their High temperature resistance at 600ºC and 1000ºC was bad. In the Nº 24, the content of W was too much and, therefore, this one was bad regarding cold operability. In No. 25, the content of Cu it was low and it did not meet the formula (1), and the resistance to High temperature at 600 ° C of this comparative sample was bad. At No. 26, the Cu content was too much, and it did not satisfy the formula (2). In addition, W was not added to it and, therefore, the 1000 ° C high temperature resistance of the comparative sample It was low. In No. 27, Mo's content was too much, and in the texture thereof, the amount of precipitated Nb + precipitated Mo It was too much. Its Nb content was too low, and this one wasn't satisfied the formula (2). Its high temperature resistance to 1000 ° C and its low temperature toughness were bad. In No. 28, the Nb content was high, and in the texture of it, the amount of Nb precipitate + Mo precipitate was too much, and its operability in Cold was bad. In No. 29, the content of Mo and Nb was high, and in the texture thereof, the amount of precipitated Nb + Mo precipitate was too much, and its low temperature toughness was bad Also, since its Cu content was small, its High temperature resistance at 600 ° C was low. In No. 30, the Mo content was too high, and in the texture of it, the amount of precipitated Nb + precipitated Mo was too much. Without However, due to Mo's solid solution inside, the 1000 ° C high temperature resistance of the comparative sample It was high, although the low temperature toughness and operability cold of it were bad.

Claims (5)

1. Un material de acero inoxidable ferrítico que tiene resistencia térmica y tenacidad a baja temperatura excelentes para los componentes del pasaje del gas de escape de un automóvil, que tiene una composición que comprende, en términos de % en masa, como máximo el 0,03% de C, como máximo el 1% de Si, del 0,6 al 2% de Mn, como máximo el 3% de Ni, del 10 al 25% de Cr, del 0,3 al 0,7% de Nb, de más del 1 al 2% de Cu, del 1 al 2,5% de Mo, del 1 al 2,5% de W, como máximo el 0,15% de Al, del 0,03 al 0,2% de V, como máximo el 0,03% de N y, opcionalmente, al menos uno de los siguientes: al menos uno de Ti y Zr en una cantidad de menos del 1% en total, B en una cantidad de como máximo el 0,02%, Co en una cantidad de como máximo el 2%, y al menos uno de ETR (elemento de tierras raras) y Ca en una cantidad de como máximo el 0,1% en total, con el resto hasta el total de Fe e impurezas inevitables, y que satisface las siguientes fórmulas (1) y (2), y que tiene una textura donde la cantidad total de Nb y Mo existentes como una fase de precipitación es como máximo el 0,2% en masa:1. A ferritic stainless steel material that It has excellent thermal resistance and low temperature toughness for the components of the exhaust passage of a car, which has a composition comprising, in terms of mass%, at most 0.03% of C, at most 1% of Si, from 0.6 to 2% of  Mn, at most 3% of Ni, from 10 to 25% of Cr, from 0.3 to 0.7% of Nb, of more than 1 to 2% of Cu, of 1 to 2.5% of Mo, of 1 to 2.5% of W, at most 0.15% of Al, from 0.03 to 0.2% of V, at most 0.03% of N and, optionally, at least one of the following: minus one of Ti and Zr in an amount of less than 1% in total, B in an amount of at most 0.02%, Co in an amount of as maximum 2%, and at least one of ETR (rare earth element) and Ca in an amount of a maximum of 0.1% in total, with the rest up to the total of unavoidable Faith and impurities, and that satisfies the following formulas (1) and (2), and that has a texture where the total amount of Nb and Mo existing as a precipitation phase It is at most 0.2% by mass: (1),1,2Nb + 5Mo + 6Cu \geq 11,5(1), 1.2Nb + 5Mo + 6Cu \ geq 11.5 (2).15Nb + 2Mo + 0,5Cu \geq 10,5(2) .15Nb + 2Mo + 0.5Cu \ geq 10.5 2. El material de acero de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la composición contiene al menos uno de Ti y Zr en una cantidad de menos del 1% en total.2. The steel material according to the claim 1, wherein the composition contains at least one of Ti and Zr in an amount of less than 1% in total. 3. El material de acero de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que la composición contiene al menos uno de B en una cantidad de como máximo el 0,02% y Co en una cantidad de como máximo el 2%.3. The steel material according to the claim 1 or 2, wherein the composition contains at least one of B in an amount of at most 0.02% and Co in a amount of maximum 2%. 4. El material de acero de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la composición contiene al menos uno de ETR (elemento de tierras raras) y Ca en una cantidad de como máximo el 0,1% en total.4. The steel material according to any one of claims 1 to 3, wherein the composition contains at least one of ETR (rare earth element) and Ca in a amount of at most 0.1% in total. 5. El material de acero de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que se usa para los componentes del pasaje del gas de escape, estando la temperatura del material en un intervalo de temperatura por encima de 900ºC.5. The steel material according to any one of claims 1 to 4, which is used for exhaust gas passage components, the temperature being of the material in a temperature range above 900 ° C.