ES2890333T3 - Stainless steel sheet for use in an exhaust system part with excellent intermittent rust characteristics and an exhaust system part - Google Patents

Stainless steel sheet for use in an exhaust system part with excellent intermittent rust characteristics and an exhaust system part Download PDF

Info

Publication number
ES2890333T3
ES2890333T3 ES16772892T ES16772892T ES2890333T3 ES 2890333 T3 ES2890333 T3 ES 2890333T3 ES 16772892 T ES16772892 T ES 16772892T ES 16772892 T ES16772892 T ES 16772892T ES 2890333 T3 ES2890333 T3 ES 2890333T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
exhaust system
oxidation
stainless steel
weld
content
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES16772892T
Other languages
Spanish (es)
Inventor
Shinichi Teraoka
Yoshiharu Inoue
Junichi Hamada
Atsuhisa Yakawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Stainless Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Stainless Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Stainless Steel Corp filed Critical Nippon Steel Stainless Steel Corp
Application granted granted Critical
Publication of ES2890333T3 publication Critical patent/ES2890333T3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0263—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment following hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/34—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/16—Selection of particular materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/105—General auxiliary catalysts, e.g. upstream or downstream of the main catalyst
    • F01N3/106—Auxiliary oxidation catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/40—Honeycomb supports characterised by their structural details made of a single sheet, foil or plate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
    • F01N2370/02—Selection of materials for exhaust purification used in catalytic reactors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

Una pieza del sistema de escape que tiene una estructura soldada, en donde un gradiente de cambio de espesor de la chapa en una zona de soldadura es de 15 grados o menos, en donde el "gradiente de cambio de espesor de la chapa" indica lo que se muestra mediante el ángulo de (180­X) cuando, en la observación de una superficie de la zona de soldadura, se define el ángulo por el cual la superficie del material base y la superficie tangente del cordón de soldadura se cruzan como X grados, y en donde la estructura soldada utiliza, como material base, una chapa de acero inoxidable austenítico excelente en característica de oxidación intermitente que comprende, en % en masa, C: de 0,05 a 0,15%, Si: de 1,0% a 4,0%, Mn: de 0,5 a 3,5%, P: de 0,010 a 0,040%, Cr: de 20 a 30%, Ni: de 8 a 25%, Mo: de 0,01 a 1,5%, Al: de 0,001 a 0,10%, N: de 0,13 a 0,50%, V: de 0,03 a 0,5% y opcionalmente, que comprende, además, en % en masa, uno o más de S: de 0,0001 a 0,010%, Cu: de 0,1 a 3,0%, Ti: de 0,001 a 0,3%, Nb: de 0,001 a 0,3%, B: de 0,0001 a 0,0050%, Ca: de 0,001 a 0,010%, W: de 0,01 a 3,00%, Zr: de 0,05 a 0,30%, Sn: de 0,01 a 0,10%, Co: de 0,01 a 0.30%, y Mg: de 0,0002% a 0,010% y que tiene un resto de Fe e impurezas inevitables, y que tiene contenidos de Cr, Mo, Si, C y N que satisfacen Cr+20Mo>=24,0% y Si+20C+15N >= 5,8%.An exhaust system part having a welded structure, where a plate thickness change gradient in a weld zone is 15 degrees or less, where "plate thickness change gradient" indicates what shown by the angle of (180X) when, in viewing a weld zone surface, the angle by which the base material surface and the weld bead tangent surface intersect is defined as X degrees , and where the welded structure uses, as base material, an austenitic stainless steel sheet excellent in intermittent oxidation characteristics comprising, in mass %, C: from 0.05 to 0.15%, Si: from 1, 0% to 4.0%, Mn: 0.5 to 3.5%, P: 0.010 to 0.040%, Cr: 20 to 30%, Ni: 8 to 25%, Mo: 0.01 to 1.5%, Al: from 0.001 to 0.10%, N: from 0.13 to 0.50%, V: from 0.03 to 0.5% and optionally, which further comprises, in % in mass, one or more of S: 0.0001 to 0.010%, Cu: 0.1 to 3.0%, Ti: 0.001 to 0.3%, Nb: 0.001 to 0.3%, B: 0.0001 to 0.0050%, Ca: 0.001 to 0.010%, W: 0.01 to 3.00%, Zr: 0.05 to 0 .30%, Sn: from 0.01 to 0.10%, Co: from 0.01 to 0.30%, and Mg: from 0.0002% to 0.010% and that has a rest of Fe and unavoidable impurities, and that it has Cr, Mo, Si, C and N contents satisfying Cr+20Mo>=24.0% and Si+20C+15N>=5.8%.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Chapa de acero inoxidable para su uso en una pieza de sistema de escape con excelentes características de oxidación intermitente y una pieza de sistema de escapeStainless steel sheet for use in an exhaust system part with excellent intermittent rust characteristics and an exhaust system part

Campo técnicotechnical field

La presente invención se refiere a una chapa de acero inoxidable resistente al calor con excelentes características de oxidación intermitente y a una pieza de sistema de escape. La pieza del sistema de escape de la presente invención es particularmente preferida como pieza usada en un ambiente donde se calienta repetidamente a una temperatura alta de 1.000 °C o más, tal como un colector de escape o pieza del turbocompresor de un motor de automóvil.The present invention relates to a heat-resistant stainless steel sheet with excellent intermittent oxidation characteristics and an exhaust system part. The exhaust system part of the present invention is particularly preferred as a part used in an environment where it is repeatedly heated to a high temperature of 1,000°C or more, such as an exhaust manifold or turbocharger part of an automobile engine.

Técnica anteriorprior art

Los materiales utilizados para las piezas del sistema de escape de los automóviles requieren altas características de fatiga térmica y se exige que sean excelentes en resistencia a la oxidación y resistencia al desprendimiento de incrustaciones de óxido a alta temperatura, ya que las piezas están expuestas a una atmósfera de gases de escape a alta temperatura y se calientan y enfrían repetidamente. Por ejemplo, en el pasado, SUH409, SUS429, SUS430J1L, SUS436L, SUS444 y otros aceros inoxidables ferríticos se han utilizado para colectores de escape, tubos delanteros y carcasas de convertidores. Esto se debe a que estos aceros tienen una resistencia al calor de 700 a 900 °C aproximadamente y son relativamente económicos. Entre estos, se han utilizado aceros inoxidables de alta aleación de acuerdo con la temperatura de resistencia al calor requerida.Materials used for automobile exhaust system parts require high thermal fatigue characteristics and are demanded to be excellent in oxidation resistance and resistance to rust scale detachment at high temperature, since the parts are exposed to high temperature. high-temperature exhaust gas atmosphere and are repeatedly heated and cooled. For example, in the past, SUH409, SUS429, SUS430J1L, SUS436L, SUS444, and other ferritic stainless steels have been used for exhaust manifolds, head pipes, and converter housings. This is because these steels have a heat resistance of approximately 700 to 900°C and are relatively inexpensive. Among these, high alloy stainless steels have been used according to the required heat resistance temperature.

Además, los colectores de escape también se fabrican con acero inoxidable austenítico SUS310S (25Cr-20Ni-0,5Si) o SUS302B (18Cr-8Ni-2Si), XM15J1 (20Cr-12Ni-3Si), DIN1.4828 (19Cr-11Ni-2Si), etc. Estos son más caros en comparación con el acero inoxidable ferrítico. Los tipos de aceros se seleccionan de acuerdo con su disponibilidad en cada región, la tecnología de conformación y otros factores ambientales.In addition, exhaust manifolds are also made of SUS310S (25Cr-20Ni-0.5Si) or SUS302B (18Cr-8Ni-2Si) austenitic stainless steel, XM15J1 (20Cr-12Ni-3Si), DIN1.4828 (19Cr-11Ni- 2Yes), etc These are more expensive compared to ferritic stainless steel. The types of steels are selected according to their availability in each region, the forming technology and other environmental factors.

Sin embargo, existía el problema de que a una temperatura superior a 900 °C, con acero inoxidable ferrítico, la resistencia es insuficiente, mientras que, con acero inoxidable austenítico, existe un problema de fatiga térmica y desprendimiento de incrustaciones y, por lo tanto, no se puede usar ninguno.However, there was a problem that at a temperature above 900 °C, with ferritic stainless steel, the strength is insufficient, while with austenitic stainless steel, there is a problem of thermal fatigue and scale detachment, and therefore , none can be used.

Además, para los colectores de escape y las piezas del turbocompresor, también se utilizan acero fundido resistente al calor y acero fundido inoxidable como se muestra en el DP 1, pero existe una gran necesidad de reducir el peso de las piezas automotrices. Se están realizando esfuerzos para reemplazar las piezas fundidas con piezas fabricadas conformando a presión materiales laminados.In addition, for exhaust manifolds and turbocharger parts, heat resistant cast steel and stainless cast steel are also used as shown in DP 1, but there is a great need to reduce the weight of automotive parts. Efforts are underway to replace castings with parts made by pressure forming sheet materials.

Recientemente, la necesidad de mejorar la economía de combustible de los automóviles se ha vuelto extremadamente alta. Como un medio para mejorar el ahorro de combustible, los motores se están fabricando de menor tamaño y mayor rendimiento. Como resultado, las temperaturas de los gases de escape han tendido a aumentar. El DP 2 describe un material compuesto por acero inoxidable ferrítico SUS444 al que se añade además Mo o Nb, Cu, W, etc., para aumentar la resistencia a altas temperaturas y garantizar la resistencia al calor a 950°C. Sin embargo, existía un problema con la trabajabilidad y la capacidad de fabricación a temperatura ambiente. También existía un problema al trabajar el acero en formas complicadas, tal como un colector de escape. Además, existía un problema con la rotura de la chapa, etc., al producir la chapa.Recently, the need to improve the fuel economy of automobiles has become extremely high. As a means of improving fuel economy, engines are being made smaller and more efficient. As a result, exhaust gas temperatures have tended to rise. DP 2 describes a material made of SUS444 ferritic stainless steel to which Mo or Nb, Cu, W, etc. are also added to increase resistance to high temperatures and guarantee resistance to heat at 950°C. However, there was a problem with workability and fabricability at room temperature. There was also a problem working steel into complicated shapes, such as an exhaust manifold. In addition, there was a problem with the veneer breaking, etc., when producing the veneer.

Por otro lado, al aplicar acero inoxidable austenítico, no hay problema en términos de resistencia, pero hay un gran problema con la fatiga térmica. El DP 3 describe reducir el contenido de Mo tanto como sea posible, agregar una pequeña cantidad de V y controlar el tamaño de grano del cristal y la aspereza de la superficie de la chapa laminada en caliente, para obtener una chapa de acero laminada en caliente excelente en resistencia al calor en un ambiente con calentamiento y enfriamiento repetidos a 900 °C o más. Sin embargo, existía el problema de que era difícil obtener el espesor de chapa requerido para las piezas del sistema de escape de automóviles mediante laminación en caliente y no se podía obtener la precisión requerida del espesor de chapa.On the other hand, when applying austenitic stainless steel, there is no problem in terms of strength, but there is a big problem with thermal fatigue. The DP 3 describes reducing the Mo content as much as possible, adding a small amount of V, and controlling the crystal grain size and surface roughness of the hot-rolled sheet, so as to obtain a hot-rolled steel sheet. excellent in heat resistance in an environment with repeated heating and cooling to 900°C or more. However, there was a problem that it was difficult to obtain the required sheet thickness for automobile exhaust system parts by hot rolling and the required precision of the sheet thickness could not be obtained.

Además, para mejorar la resistencia al calor a través de la estructura de una pieza del sistema de escape, la práctica ha sido hacer que la pieza del colector de escape o turbocompresor sea una estructura de doble tubo. Específicamente, el acero inoxidable austenítico se usa en el interior y el acero inoxidable ferrítico se usa en el exterior para aliviar las restricciones en el elemento interior de acero inoxidable austenítico y reducir la tensión térmica. Al evitar que el acero inoxidable ferrítico exterior entre en contacto directo con los gases de escape de alta temperatura debido a esto, es posible reducir la temperatura. Una pieza de estructura doble de este tipo es costosa, pero se utiliza con frecuencia en un colector de escape donde la temperatura del gas de escape es de 1000 °C o menos. Además, a veces se usa incluso a una temperatura de gas de escape de 900 °C o menos, para suprimir la oxidación en la superficie exterior del colector de escape y mejorar la apariencia estética. Sin embargo, estos enfoques pierden efecto y no se puede obtener una resistencia térmica suficiente si la temperatura de los gases de escape se eleva a una temperatura superior a 1.000 °C. Por este motivo, se ha buscado una pieza de sistema de escape que tenga una resistencia al calor en un ambiente de gas de escape de 1.000 °C o más. Los documentos WO 2014/157655 A1 y JP 2002361480 A describen además láminas de acero resistentes al calor para piezas de escape que tienen una estructura soldada. Also, to improve heat resistance through the structure of an exhaust system part, the practice has been to make the turbocharger or exhaust manifold part a twin-pipe structure. Specifically, austenitic stainless steel is used on the inside and ferritic stainless steel is used on the outside to relieve restrictions on the inner austenitic stainless steel element and reduce thermal stress. By preventing the outer ferritic stainless steel from coming into direct contact with the high-temperature exhaust gas due to this, it is possible to reduce the temperature. Such a double structure part is expensive, but it is frequently used in an exhaust manifold where the exhaust gas temperature is 1000 °C or less. In addition, it is sometimes used even at an exhaust gas temperature of 900 °C or less, to suppress oxidation on the outer surface of the exhaust manifold and improve aesthetic appearance. However, these approaches become ineffective and sufficient thermal resistance cannot be obtained if the exhaust gas temperature rises above 1,000 °C. For this reason, an exhaust system part having a heat resistance in an exhaust gas environment of 1,000 °C or more has been sought. WO 2014/157655 A1 and JP 2002361480 A further describe heat resistant steel sheets for exhaust parts having a welded structure.

Lista de referencias bibliográficasList of bibliographic references

Documentos de patentepatent documents

DP 1: solicitud de patente japonesa publicada n° 2006-118048ADP 1: Japanese Published Patent Application No. 2006-118048A

DP 2: solicitud de patente japonesa publicada n° 9-87809ADP 2: Japanese Published Patent Application No. 9-87809A

DP 3: solicitud de patente japonesa publicada n° 2012-207252ADP 3: Japanese Published Patent Application No. 2012-207252A

Compendio de la invenciónSummary of the invention

Problema técnicotechnical problem

La presente invención tiene como objeto proporcionar una chapa de acero inoxidable libre de defectos superficiales, que tenga una resistencia mejorada a altas temperaturas y resistencia a la corrosión, que no se vuelva quebradiza a altas temperaturas y que además presente una alta resistencia a la oxidación que permita su uso adecuado como un tubo interior de un tubo doble de un colector de escape, una pieza del turbocompresor (incluida la carcasa de la estructura de tubo doble) y otras piezas del sistema de escape de los automóviles. Además, la presente invención tiene como objeto proporcionar una pieza de sistema de escape de automóvil excelente tanto en las resistencias a la oxidación del material base como en la zona de soldadura utilizando la chapa de acero inoxidable anterior.The object of the present invention is to provide a stainless steel sheet free from surface defects, which has improved resistance to high temperatures and resistance to corrosion, which does not become brittle at high temperatures and which also has a high resistance to oxidation that enable its proper use as an inner pipe of a twin pipe of an exhaust manifold, a part of the turbocharger (including the casing of the twin pipe structure) and other parts of the automobile exhaust system. Further, the present invention aims to provide an automobile exhaust system part that is excellent both in the oxidation resistances of the base material and in the welding area using the above stainless steel sheet.

Solución al problemaSolution to the problem

Los autores de la presente invención reevaluaron primero la composición química para resolver los problemas anteriores. Como acero inoxidable austenítico con una excelente resistencia a la oxidación, generalmente se utiliza acero inoxidable elevado en contenido de Si o acero inoxidable con un REM añadido, tales como los SUS302B, XM15J1 y DIN1.4828 antes mencionados.The present inventors first re-evaluated the chemical composition to solve the above problems. As the austenitic stainless steel with excellent oxidation resistance, high Si content stainless steel or stainless steel with REM added, such as the aforementioned SUS302B, XM15J1 and DIN1.4828, is generally used.

Los autores de la presente invención realizaron ensayos de oxidación intermitente en un gas atmosférico que simulaba un ambiente de gases de escape de un automóvil para confirmar si los aceros inoxidables austeníticos mencionados anteriormente pueden soportar un entorno de 1.050 °C, pero con cada tipo de acero, hubo una reducción notable de peso debido a la oxidación. Se consideró que no había resistencia a la oxidación a 1.050 °C.The present inventors conducted intermittent oxidation tests in an atmospheric gas simulating an automobile exhaust gas environment to confirm whether the austenitic stainless steels mentioned above can withstand an environment of 1,050 °C, but with each type of steel , there was a noticeable reduction in weight due to oxidation. It was considered that there was no resistance to oxidation at 1,050 °C.

Por lo tanto, los autores de la presente invención se embarcaron en varios estudios para aclarar la composición de un material capaz de soportar un ambiente de 1.050 °C.Therefore, the present inventors embarked on various studies to clarify the composition of a material capable of withstanding an environment of 1,050 °C.

Como resultado, descubrieron que cuando se controlan las cantidades de Cr, Mo y Si en cantidades adecuadas mientras se agregan cantidades predeterminadas de Ni, C y N para estabilizar la matriz de austenita, se puede obtener una chapa de acero inoxidable con una resistencia a la oxidación que le permita resistir 1.050 °C mediante el método de garantizar la cantidad de carbonitruros que inhiben el crecimiento del grano de la fase austenita y controlar la forma de precipitación para formar incrustaciones con una alta capacidad protectora incluso en un ambiente de oxidación intermitente.As a result, they found that when the amounts of Cr, Mo, and Si are controlled in proper amounts while adding predetermined amounts of Ni, C, and N to stabilize the austenite matrix, a stainless steel sheet with a resistance to corrosion can be obtained. oxidation that allows it to resist 1,050 °C through the method of guaranteeing the amount of carbonitrides that inhibit the growth of the grain of the austenite phase and controlling the form of precipitation to form scale with a high protective capacity even in an environment of intermittent oxidation.

Específicamente, al controlar las cantidades de Cr y Mo en intervalos predeterminados, se forma una incrustación de óxido compuesta principalmente por C 2O3 resistente a la difusión de iones de oxígeno y la difusión de iones metálicos en la incrustación.Specifically, by controlling the amounts of Cr and Mo in predetermined ranges, an oxide scale composed mainly of C 2 O 3 resistant to diffusion of oxygen ions and diffusion of metal ions in the scale is formed.

Se forma una capa interior de óxido para que la incrustación no se despegue debido a la expansión y contracción térmica del material base en el momento del calentamiento y enfriamiento. La "capa de óxido interior" indica los óxidos de Si formados en el límite del grano de austenita. Si no se puede formar en la superficie la incrustación compuesta principalmente por Cr2O3 con una alta capacidad protectora, esta oxidación del límite de grano se vuelve menos profunda y la prevención del desprendimiento de desincrustaciones es difícil. Además, si los granos de austenita crecen, la oxidación de los límites de los granos se inhibe debido al movimiento de los límites de los granos, por lo que la resistencia a la oxidación se ve afectada. Por lo tanto, se hace que los precipitados se dispersen para inhibir el crecimiento del grano.An inner layer of oxide is formed so that the scale does not peel off due to thermal expansion and contraction of the base material at the time of heating and cooling. The "inner oxide layer" indicates the Si oxides formed at the austenite grain boundary. If the scale mainly composed of Cr2O3 with high protective ability cannot be formed on the surface, this grain boundary oxidation becomes shallower and the prevention of scale detachment is difficult. Also, if the austenite grains grow, the oxidation of the grain boundaries is inhibited due to the movement of the grain boundaries, thus the oxidation resistance is affected. Therefore, the precipitates are caused to disperse to inhibit grain growth.

La Figura 1 muestra los resultados de la investigación de los efectos que tienen Cr y Mo y Si, C y N sobre la resistencia a la oxidación en la oxidación intermitente. El método de ensayo es el siguiente:Figure 1 shows the results of the investigation of the effects that Cr and Mo and Si, C and N have on oxidation resistance in intermittent oxidation. The test method is as follows:

Cada una de las diversas composiciones de acero inoxidable austenítico se fundió en un laboratorio, se calentó a 1.250 °C durante 1 hora y se laminó en caliente hasta un espesor de chapa de 3 mm, luego la chapa laminada en caliente se recoció a 1.100 °C durante 20 segundos, se enfrió inmediatamente con agua, se granalló, luego se desincrustó con ácido sulfúrico y ácido fluorhídrico nítrico.Each of the various compositions of austenitic stainless steel was melted in a laboratory, heated at 1250°C for 1 hour and hot rolled to a sheet thickness of 3mm, then the hot rolled sheet was annealed at 1100°C. C for 20 seconds, immediately quenched with water, shot blasted, then descaled with sulfuric acid and nitric hydrofluoric acid.

Después de eso, la chapa se laminó en frío hasta un espesor de 1,2 mm. Además, se recoció a 1.100 °C durante 20 segundos y luego se enfrió con agua. La incrustación se modificó con sal y luego se decapó.After that, the sheet was cold rolled to a thickness of 1.2mm. Furthermore, it was annealed at 1,100 °C for 20 seconds and then quenched with water. The scale was modified with salt and then pickled.

La superficie se pulió con papel SiC n° 600, luego la chapa se calentó y enfrió repetidamente en una atmósfera de gas de escape de automóvil entre 1.050 °C y 200 °C en un ensayo de oxidación intermitente. Una chapa con una reducción en el espesor de la chapa de más de 0,4 mm en el ciclo 2.000 en el número de ciclos repetidos se evaluó como "no apta", mientras que una con una reducción de 0,4 mm o menos se evaluó como "apta". Si se resume los resultados del ensayo, como se muestra en la Figura 1, está claro que para inhibir la oxidación de la superficie, Cr y Mo producen el efecto según los coeficientes que se muestran en la figura, mientras que, para inhibir el desprendimiento de incrustaciones, Si, C y N producen el efecto según los coeficientes que se muestran en la figura. Cabe señalar que, en la Figura 1, los puntos blancos indican "apta" mientras que los puntos negros indican "no apta".The surface was polished with No. 600 SiC paper, then the sheet was repeatedly heated and cooled in a gas atmosphere. automobile exhaust between 1,050 °C and 200 °C in an intermittent oxidation test. A plate with a reduction in plate thickness of more than 0.4 mm at cycle 2,000 in the number of repeated cycles was judged "unfit", while one with a reduction of 0.4 mm or less was evaluated as "fit". If the test results are summarized as shown in Figure 1, it is clear that for inhibiting surface oxidation, Cr and Mo produce the effect according to the coefficients shown in the figure, while for inhibiting detachment scale, Si, C and N produce the effect according to the coefficients shown in the figure. It should be noted that, in Figure 1, white dots indicate "pass" while black dots indicate "fail".

Debido a estas medidas relativas a los componentes, en una chapa, se obtiene una resistencia a la oxidación que permite que la chapa resista 1.050 °C. Sin embargo, cuando se trata de una estructura soldada como una pieza del sistema de escape, eso por sí solo no es suficiente. La Figura 2 muestra la forma de la sección transversal de una muestra soldada en filete traslapado y la reducción de espesor después de un ensayo de oxidación. Esta muestra se utilizó para un ensayo de oxidación intermitente, tras lo cual la oxidación se volvió notable en la zona afectada por el calor de la soldadura. Como consecuencia de la mayor reducción del espesor de la chapa, se observaron casos en los que la muestra acababa por separarse (parte superior izquierda de la foto inferior de la Figura 2). Por este motivo, se sabe que la zona afectada por el calor de la soldadura determina la vida útil de la pieza del sistema de escape. Se investigó el estado por el cual la zona afectada por el calor de la soldadura se oxida selectivamente, tras lo cual se supo que en esta parte, la incrustación que se compone principalmente de C 2O3 no se forma uniformemente en la superficie ni se produce mucho la oxidación del límite de grano.Due to these measures related to the components, in a sheet, a resistance to oxidation is obtained that allows the sheet to resist 1,050 °C. However, when it comes to a welded structure such as an exhaust system part, that alone is not enough. Figure 2 shows the cross-sectional shape of a lap fillet welded specimen and the reduction in thickness after an oxidation test. This sample was used for an intermittent oxidation test, after which the oxidation became noticeable in the heat affected zone of the weld. As a consequence of the greater reduction in the thickness of the plate, cases were observed in which the sample ended up separating (upper left part of the lower photo in Figure 2). For this reason, the weld heat affected zone is known to determine the life of the exhaust system part. The state by which the heat-affected zone of the weld is selectively oxidized was investigated, after which it was found that in this part, the scale which is mainly composed of C 2 O 3 does not form uniformly on the surface and does not produces a lot of grain boundary oxidation.

Por lo tanto, se investigaron las composiciones de la zona afectada por el calor de la soldadura y el material base, con lo cual no se pudo encontrar ninguna diferencia, por lo que se cree que la diferencia en el comportamiento de oxidación del material base y la zona afectada por el calor de la soldadura es el efecto de la deformación debida a la expansión y contracción térmica. y. Es decir, debido al espesor de la chapa del metal de soldadura y el material base, se produce una diferencia de temperatura entre el metal de soldadura y el material base en el momento del calentamiento y enfriamiento. Debido a la tensión de expansión y contracción térmica resultante de la diferencia de temperatura, se cree que las incrustaciones se desprenden fácilmente en la zona del límite afectada por el calor de la soldadura. Therefore, the compositions of the heat-affected zone of the weld and the base material were investigated, whereby no difference could be found, so it is believed that the difference in the oxidation behavior of the base material and The heat affected zone of the weld is the effect of deformation due to thermal expansion and contraction. Y. That is, due to the thickness of the weld metal plate and the base material, a temperature difference occurs between the weld metal and the base material at the time of heating and cooling. Due to the thermal expansion and contraction stress resulting from the temperature difference, it is believed that the scale is easily detached at the heat-affected boundary zone of the weld.

Se midió el gradiente (ángulo del borde de soldadura) del cambio de espesor de la chapa en la zona de soldadura de la muestra, después de lo cual se supo que, en una muestra con una pequeña oxidación, el ángulo del borde de soldadura fue reducido de aproximadamente 10 grados, mientras que en una muestra con una resistencia a la oxidación inferior, el ángulo del borde de soldadura fue de 20 grados. Cabe señalar que, en la presente invención, el "gradiente de cambio de espesor de la chapa (ángulo del borde de soldadura)" indica lo que se muestra mediante el ángulo de (180-X) cuando, en la observación de una superficie de la zona de soldadura, se define el ángulo por donde la superficie del material base y la superficie tangente del cordón de soldadura (metal de soldadura) se cruzan en X grados. El ángulo del borde de soldadura generalmente se muestra en un intervalo de 0 a 90 grados. En general, un cordón de soldadura tiene una pluralidad de bordes, por lo que hay una pluralidad de ángulos de borde de soldadura , pero el ángulo del borde de soldadura en la presente invención se define como el ángulo más grande en un campo de visión en sección transversal. Si el ángulo del borde de soldadura es grande, significa que el gradiente de cambio del espesor de la chapa se debe a que la superficie del cordón de soldadura (acumulación) está abultada.The gradient (angle of the weld edge) of the change in thickness of the plate in the weld zone of the sample was measured, after which it was known that, in a sample with a small oxidation, the angle of the weld edge was reduced by about 10 degrees, while in a sample with lower oxidation resistance, the weld edge angle was 20 degrees. It should be noted that, in the present invention, "plate thickness change gradient (weld edge angle)" indicates what is shown by the angle of (180-X) when, in observation of a surface of The weld zone defines the angle where the surface of the base material and the tangent surface of the weld bead (weld metal) intersect at X degrees. The weld edge angle is typically displayed in a range of 0 to 90 degrees. In general, a weld bead has a plurality of edges, so there are a plurality of "weld edge angles", but the weld edge angle in the present invention is defined as the largest angle in a field of view in cross section. If the angle of the weld edge is large, it means that the change gradient of the plate thickness is due to the surface of the weld bead (build-up) being bulging.

Por lo tanto, se utilizó el siguiente ensayo para investigar el efecto de la diferencia en el espesor de la chapa entre el metal de soldadura y el material base sobre la resistencia a la oxidación, tras lo cual se descubrió que si se produce una diferencia específica de espesor de la chapa o más, se produce un desprendimiento de incrustaciones en la zona afectada por el calor de soldadura y la resistencia a la oxidación disminuye.Therefore, the following test was used to investigate the effect of the difference in plate thickness between the weld metal and the base material on oxidation resistance, after which it was found that if a specific difference occurs plate thickness or more, scale detachment occurs in the welding heat-affected zone and the oxidation resistance decreases.

Específicamente, se fundió un acero de 24Cr-12Ni-0,1C-0,02N-2,0Si-1Mn-0,5Mo-0,05Al-0,05V en un laboratorio, se calentó a 1.250 °C durante 1 hora y se laminó en caliente hasta un espesor de chapa de 3 mm, luego la chapa laminada en caliente se recoció a 1.100 °C durante 20 segundos, se enfrió inmediatamente con agua, se granalló y luego se desincrustó con ácido sulfúrico y ácido fluorhídrico nítrico. Después de eso, el acero se laminó en frío hasta un espesor de chapa de 1,2 mm.Specifically, a 24Cr-12Ni-0.1C-0.02N-2.0Si-1Mn-0.5Mo-0.05Al-0.05V steel was melted in a laboratory, heated at 1,250 °C for 1 hour and was hot rolled to a sheet thickness of 3mm, then the hot rolled sheet was annealed at 1,100°C for 20 seconds, immediately quenched with water, shot blasted, and then descaled with sulfuric acid and nitric hydrofluoric acid. After that, the steel was cold rolled to a sheet thickness of 1.2mm.

Además, la chapa se recoció a 1.100 °C durante 20 segundos y luego se enfrió con agua. La incrustación se modificó con sal, luego se sumergió en una mezcla de ácido nítrico y ácido fluorhídrico para decaparla. La chapa fue soldada en ángulo de filete traslapado mediante soldadura Tig. La soldadura se realizó en condiciones que producen un cordón trasero. Como alambre de soldadura se utilizó SUS310S. Al cambiar el calor de entrada de la soldadura y la velocidad de la soldadura, se cambió la forma del cordón de soldadura y se modificó el gradiente del cambio de espesor de la chapa.Furthermore, the sheet was annealed at 1,100 °C for 20 seconds and then quenched with water. The scale was modified with salt, then immersed in a mixture of nitric acid and hydrofluoric acid to etch it. The sheet was welded at an overlapping fillet angle using Tig welding. The welding was done under conditions that produce a back bead. SUS310S was used as welding wire. By changing the welding input heat and welding speed, the shape of the weld bead was changed and the gradient of the plate thickness change was changed.

El alambre de soldadura se colocó en el centro de la pieza de ensayo para preparar una pieza de ensayo de oxidación, luego se calentó y enfrió entre 200 °C y 1.050 °C en un ambiente de gases de escape de automóvil en un ensayo de oxidación intermitente durante 2.000 ciclos. Se midió la reducción del espesor de la chapa de la zona afectada por el calor de la soldadura. Una reducción en el espesor de la chapa de 0,4 mm o menos se consideró el nivel de "apto". Como resultado, se aprendió que incluso si hay una diferencia en el espesor de la chapa entre el metal de soldadura y el material base, al hacer que el gradiente de cambio del espesor de la chapa sea de 15 grados o menos, es posible mitigar el desprendimiento de incrustaciones de la zona afectada por el calor de la soldadura. The welding wire was placed in the center of the test piece to prepare an oxidation test piece, then heated and cooled between 200°C and 1,050°C in an automobile exhaust gas environment in an oxidation test. intermittent for 2,000 cycles. The reduction in the thickness of the plate in the heat-affected zone of the weld was measured. A reduction in sheet thickness of 0.4mm or less was considered the "pass" level. As a result, it was learned that even if there is a difference in plate thickness between the weld metal and the base material, by making the plate thickness change gradient 15 degrees or less, it is possible to mitigate the detachment of scale from the heat-affected zone of the weld.

Este efecto también se investigó para la soldadura a tope además de la soldadura de filete traslapado, pero en cada caso, se aprendió que al hacer que el gradiente del cambio en el espesor de la chapa fuese de 15 grados o menos, fue posible mitigar en gran medida la oxidación de la zona afectada por el calor de soldadura. Además, al reducir el gradiente de cambio de espesor de la chapa, se mitiga más la oxidación de la zona afectada por el calor de la soldadura. Si se elimina el gradiente del cambio de espesor de la chapa, se obtiene una resistencia a la oxidación igual a la del material base, pero se ha determinado que el efecto de mejora de la resistencia a la oxidación a más de 15 grados es reducido. Cabe señalar que, en la presente invención, el tipo de método de soldadura no está limitado, pero en particular se obtienen buenos resultados en el caso de la soldadura por arco. También en otros métodos de soldadura, se obtienen efectos similares basándose en el mecanismo técnico descrito por la presente invención. This effect was also investigated for butt welding as well as lap fillet welding, but in each case, it was learned that by making the gradient of change in plate thickness 15 degrees or less, it was possible to mitigate greatly oxidation of the weld heat-affected zone. In addition, by reducing the thickness change gradient of the sheet, the oxidation of the zone affected by the heat of the welding is further mitigated. If the gradient of the thickness change of the sheet is eliminated, the oxidation resistance equal to that of the base material is obtained, but it has been determined that the effect of improving the oxidation resistance at more than 15 degrees is small. It should be noted that, in the present invention, the kind of welding method is not limited, but particularly good results are obtained in the case of arc welding. Also in other welding methods, similar effects are obtained based on the technical mechanism described by the present invention.

Como se explicó anteriormente, se determinó que optimizando el diseño de los componentes en el material base y controlando la forma del metal de soldadura, es posible darle a la pieza del sistema de escape una durabilidad que le permita soportar 1.050 °C.As explained above, it was determined that by optimizing the design of the components in the base material and controlling the shape of the weld metal, it is possible to give the exhaust system part a durability that allows it to withstand 1,050 °C.

La presente invención se realizó basándose en los hallazgos anteriores y tiene como objeto proporcionar una pieza del sistema de escape que tenga una estructura soldada de acuerdo con las reivindicaciones anexas.The present invention was made based on the above findings and has for its object to provide an exhaust system part having a welded structure according to the appended claims.

Efectos ventajosos de la invenciónAdvantageous effects of the invention

Según la presente invención, es posible aumentar la resistencia a la oxidación de una chapa de acero inoxidable para uso como pieza del sistema de escape, y de una pieza del sistema de escape. Además, la chapa de acero rara vez presenta defectos en la superficie, por lo que es posible eliminar o simplificar el proceso de rectificado de la superficie (CG) en el momento de la producción de la chapa. Debido al aumento de la resistencia a la oxidación, es posible hacer que la pieza del sistema de escape sea más delgada en el espesor de la chapa. Debido al aligeramiento de peso de la pieza, también se obtiene el efecto de mejora del ahorro de combustible del automóvil.According to the present invention, it is possible to increase the oxidation resistance of a stainless steel sheet for use as an exhaust system part, and an exhaust system part. In addition, sheet steel rarely has surface defects, so it is possible to eliminate or simplify the surface grinding (CG) process at the time of sheet production. Due to the increased resistance to oxidation, it is possible to make the exhaust system part thinner in the thickness of the sheet metal. Due to the lightening of the weight of the part, the effect of improving the fuel economy of the automobile is also obtained.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

La Figura 1 es un gráfico que muestra los efectos de los componentes sobre la resistencia a la oxidación intermitente de la chapa a 1.050 °C.Figure 1 is a graph showing the effects of components on intermittent oxidation resistance of sheet metal at 1050°C.

La Figura 2 muestra la forma de cambio de espesor de la chapa en una sección transversal del metal de soldadura después de la soldadura de filete traslapado. La sección superior muestra el caso de un gradiente de cambio de espesor de chapa en la zona de soldadura de 11 grados mientras que la sección inferior muestra el caso del mismo gradiente de 25 grados.Figure 2 shows the shape of plate thickness change in a weld metal cross section after lap fillet welding. The upper section shows the case of a gradient of change in sheet thickness in the weld zone of 11 degrees while the lower section shows the case of the same gradient of 25 degrees.

La Figura 3 es un gráfico que muestra los efectos que tiene el gradiente de cambio de espesor de la chapa sobre la resistencia a la oxidación (reducción del espesor de la chapa) a 1.050 °C.Figure 3 is a graph showing the effects that the gradient of change in the thickness of the plate has on the resistance to oxidation (reduction of the thickness of the plate) at 1,050 °C.

Descripción de realizacionesDescription of achievements

A continuación, se explicarán realizaciones de la presente invención. En primer lugar, se explicarán los motivos para limitar la composición de acero de la chapa de acero inoxidable en las realizaciones. Cabe señalar que los símbolos % de las composiciones, a menos que se indique lo contrario, significan % en masa.Next, embodiments of the present invention will be explained. First, the reasons for limiting the steel composition of the stainless steel sheet in the embodiments will be explained. It should be noted that the symbols % of the compositions, unless otherwise indicated, mean % by mass.

C: de 0,05 a 0,15%C: 0.05 to 0.15%

El C es eficaz para aumentar la estabilidad de la estructura de austenita y la resistencia a altas temperaturas. Además, forma carburos con el Cr para inhibir el crecimiento de granos de austenita y provocar adecuadamente el crecimiento de óxidos en los límites de los granos y mejorar la resistencia al desprendimiento de incrustaciones. Este efecto se manifiesta con 0,05% o más de C, por lo que el límite inferior se establece en 0,05%. Para inhibir de forma estable el crecimiento del grano, el contenido se establece preferiblemente en 0,10% o más. Si supera el 0,15%, la cantidad de carburos de Cr aumenta, la capa pobre en cromo en los límites del grano aumenta, e incluso en acero inoxidable austenítico de alto Cr como en el presente acero, la resistencia a la corrosión requerida para un elemento del colector de escape o pieza del turbocompresor de un automóvil ya no se puede mantener, por lo que el límite superior se establece en 0,15% o menos. Desde el punto de vista de la resistencia a la corrosión, el contenido es preferiblemente del 0,12% o menos.C is effective in increasing the stability of the austenite structure and the strength at high temperatures. In addition, it forms carbides with Cr to inhibit austenite grain growth and properly cause oxide growth at grain boundaries and improve scale chipping resistance. This effect manifests itself at 0.05% or more of C, so the lower limit is set at 0.05%. In order to stably inhibit grain growth, the content is preferably set to 0.10% or more. If it exceeds 0.15%, the amount of Cr carbides increases, the chromium-poor layer at grain boundaries increases, and even in high-Cr austenitic stainless steel such as the present steel, the corrosion resistance required for an exhaust manifold element or turbocharger part of a car can no longer be maintained, so the upper limit is set to 0.15% or less. From the standpoint of corrosion resistance, the content is preferably 0.12% or less.

Si: de 1,0% a 4,0%Yes: from 1.0% to 4.0%

El Si es eficaz para la resistencia a la oxidación. En particular, es eficaz para prevenir el desprendimiento de incrustaciones en la oxidación intermitente. Para formar óxidos en los límites de los granos en un ambiente por encima de 1.000 °C e inhibir el desprendimiento de incrustaciones en la superficie, es necesario un 1,0% o más de Si. Para aumentar la resistencia a la oxidación, el contenido es preferiblemente del 2,0% o más. Además, el Si es un elemento estabilizador de ferrita. Éste aumenta la cantidad de 5-ferrita en la estructura solidificada y provoca la caída en la trabajabilidad en caliente en el laminado en caliente, por lo que el contenido es de 4,0% o menos. Además, el Si promueve la formación de una fase sigma y da lugar al problema de fragilización en el momento del uso a largo plazo a alta temperatura, por lo que el contenido es preferiblemente del 3,5% o menos. Si is effective for oxidation resistance. In particular, it is effective in preventing scale detachment in intermittent oxidation. To form grain boundary oxides in an environment above 1,000 °C and inhibit surface scale detachment, 1.0% or more Si is necessary. In order to increase oxidation resistance, the content is preferably 2.0% or more. Also, Si is a ferrite stabilizing element. It increases the amount of 5-ferrite in the solidified structure and causes the drop in hot workability in hot rolling, so that the content is 4.0% or less. In addition, Si promotes the formation of a sigma phase and gives rise to the problem of embrittlement at the time of long-term use at high temperature, so the content is preferably 3.5% or less.

Mn: de 0,5 a 3,5%Mn: 0.5 to 3.5%

El Mn es un elemento añadido como desoxidante, agranda la región de austenita monofásica y contribuye a la estabilización de la estructura. Este efecto aparece claramente en el 0,5% o más, por lo que el contenido se establece en 0,5% o más. Además, al formar sulfuros y reducir la cantidad de soluto S en el acero, también existe el efecto de mejorar la trabajabilidad en caliente, por lo que el contenido es preferiblemente del 1,0% o más. Por otro lado, la adición excesiva hace que disminuya la resistencia a la corrosión, por lo que el contenido se reduce al 3,5% o menos. Además, desde el punto de vista de la resistencia a la oxidación, los óxidos principalmente de C 2O3 son preferidos. No son preferidos los óxidos de Mn, por lo que el contenido es preferiblemente del 2,0% o menos.Mn is an element added as a deoxidizer, it enlarges the monophasic austenite region and contributes to the stabilization of the structure. This effect clearly appears at 0.5% or more, so the content is set to 0.5% or more. In addition, by forming sulfides and reducing the amount of solute S in the steel, there is also the effect of improving hot workability, so the content is preferably 1.0% or more. On the other hand, excessive addition causes the corrosion resistance to decrease, so the content is reduced to 3.5% or less. Also, from the standpoint of oxidation resistance, oxides of mainly C 2 O 3 are preferred. Mn oxides are not preferred, so the content is preferably 2.0% or less.

P: de 0,010 a 0,040%Q: 0.010 to 0.040%

El P es un elemento incluido como impureza en el material de partida del arrabio o ferrocromo fundido u otros materiales de partida principales. Este es un elemento dañino para la trabajabilidad en caliente, por lo que el contenido se establece en 0,040% o menos. Cabe señalar que el contenido es preferiblemente del 0,030% o menos. La reducción excesiva hace que el uso de materiales de partida de alta pureza sea esencial y, de lo contrario, da lugar a un aumento en los costes, por lo que el contenido se establece en 0,010% o más. De manera económica y preferida, es deseable que sea del 0,020% o más.P is an element included as an impurity in the starting material of molten pig iron or ferrochrome or other main starting materials. This is an element harmful to hot workability, so the content is set to 0.040% or less. It should be noted that the content is preferably 0.030% or less. Excessive reduction makes the use of high-purity starting materials essential and otherwise results in increased cost, so the content is set to 0.010% or more. Economically and preferably, it is desirable to be 0.020% or more.

S: de 0,0001 a 0,010%S: 0.0001 to 0.010%

El S forma inclusiones a base de sulfuro y causa el deterioro de la resistencia a la corrosión general (corrosión de la superficie total o picaduras) de los materiales de acero, por lo que el límite superior del contenido es preferiblemente más bajo y se establece en 0,010%. Además, cuanto menor sea el contenido de S, mejor será la resistencia a la corrosión, pero la reducción de S da como resultado un aumento en la carga de desulfuración y da lugar a un aumento en el coste de fabricación, por lo que el límite inferior es preferiblemente del 0,0001%. Cabe señalar que el contenido es preferiblemente del 0,001 al 0,008%.S forms sulfide-based inclusions and causes deterioration of the general corrosion resistance (full surface corrosion or pitting) of steel materials, so the upper limit of the content is preferably lower and set to 0.010%. Also, the lower the S content, the better the corrosion resistance, but the reduction of S results in an increase in desulfurization load and leads to an increase in manufacturing cost, so the limit lower is preferably 0.0001%. It should be noted that the content is preferably 0.001 to 0.008%.

Cr: de 20 a 30%Cr: 20 to 30%

El Cr es un elemento esencial en la presente invención para garantizar la resistencia a la oxidación y la resistencia a la corrosión. Si es menos del 20%, estos efectos no se presentan. Por otro lado, si es superior al 30%, se reduce la región monofásica de austenita y se deteriora la trabajabilidad en caliente en el momento de la fabricación, por lo que el contenido se establece en 20 al 30%. Cabe señalar que, desde el punto de vista de la resistencia a la oxidación, el contenido es preferiblemente del 24% o más. Además, si aumenta la cantidad de Cr, la formación de una fase sigma provoca fragilización, por lo que el contenido es preferiblemente del 27% o menos.Cr is an essential element in the present invention to ensure oxidation resistance and corrosion resistance. If it is less than 20%, these effects do not occur. On the other hand, if it is more than 30%, the single-phase region of austenite is reduced and the hot workability is deteriorated at the time of manufacturing, so the content is set to 20 to 30%. It should be noted that from the viewpoint of oxidation resistance, the content is preferably 24% or more. Also, if the amount of Cr increases, the formation of a sigma phase causes embrittlement, so the content is preferably 27% or less.

Ni: de 8 a 25%Ni: 8 to 25%

El Ni es un elemento estabilizador de la fase austenítica y, a diferencia del Mn, es un elemento eficaz para la resistencia a la oxidación. Estos efectos se obtienen con un 8% o más, por lo que el límite inferior se establece en 8% o más. Esto también tiene el efecto de inhibir la formación de una fase sigma, por lo que el contenido es preferiblemente del 10% o más. Por otro lado, la adición excesiva aumenta la sensibilidad al agrietamiento por solidificación y también reduce la trabajabilidad en caliente, por lo que el contenido es del 25% o menos. Además, para inhibir el desprendimiento de incrustaciones en la oxidación intermitente, el contenido es preferiblemente del 15% o menos. Ni is a stabilizing element of the austenitic phase and, unlike Mn, it is an effective element for oxidation resistance. These effects are gained at 8% or more, so the lower limit is set to 8% or more. This also has the effect of inhibiting the formation of a sigma phase, so the content is preferably 10% or more. On the other hand, excessive addition increases sensitivity to solidification cracking and also reduces hot workability, so the content is 25% or less. Also, to inhibit the detachment of scale in intermittent oxidation, the content is preferably 15% or less.

Mo: de 0,01 a 1,5%Mo: 0.01 to 1.5%

El Mo, junto con Si o Cr, es eficaz para formar una incrustación protectora en la superficie. Este efecto se obtiene con el 0,01%, por lo que el límite inferior se establece en 0.01% o más. Además, este también es un elemento eficaz para mejorar la resistencia a la corrosión, por lo que preferiblemente se añade en un 0,3% o más. Por otro lado, también es un elemento estabilizador de ferrita. Si aumenta la cantidad de adición de Mo, es necesario aumentar la adición de Ni, por lo que no es preferible una adición excesiva. Además, a veces promueve la formación de una fase sigma y causa fragilización, por lo que el contenido es del 1,5% o menos. El efecto de mejora de la resistencia a la corrosión y la resistencia a la oxidación se satura sustancialmente al 0,8% o más, por lo que el contenido es preferiblemente del 0,8% o menos.Mo, together with Si or Cr, is effective in forming a protective scale on the surface. This effect is obtained with 0.01%, so the lower limit is set to 0.01% or more. In addition, this is also an effective element for improving corrosion resistance, so it is preferably added at 0.3% or more. On the other hand, it is also a ferrite stabilizer element. If the addition amount of Mo increases, it is necessary to increase the addition of Ni, so excessive addition is not preferable. In addition, it sometimes promotes the formation of a sigma phase and causes embrittlement, so the content is 1.5% or less. The effect of improving corrosion resistance and oxidation resistance is substantially saturated at 0.8% or more, so the content is preferably 0.8% or less.

Al: de 0,001 a 0,10%Al: 0.001 to 0.10%

El Al es un elemento que se agrega como elemento de desoxidación y mejora la resistencia a la oxidación. Este efecto se obtiene al 0,001% o más, por lo que el límite inferior se establece en 0,001% o más. Para aumentar la eficacia de la desoxidación, el contenido es preferiblemente del 0,003% o más. Por otro lado, la adición excesiva forma nitruros y provoca una caída en la cantidad de N soluto por lo que la resistencia a alta temperatura disminuye, de modo que el límite superior se establece en 0,10% o menos. Si se considera también la soldabilidad, el contenido es preferiblemente del 0,05% o menos.Al is an element that is added as a deoxidation element and improves oxidation resistance. This effect is obtained at 0.001% or more, so the lower limit is set to 0.001% or more. In order to increase the efficiency of deoxidation, the content is preferably 0.003% or more. On the other hand, excessive addition forms nitrides and causes a drop in the amount of N solute so that the high-temperature strength decreases, so the upper limit is set to 0.10% or less. If the weldability is also considered, the content is preferably 0.05% or less.

N: de 0,13 a 0,50%N: from 0.13 to 0.50%

El N es uno de los elementos extremadamente importantes de la presente invención. Al igual que el C, aumenta la resistencia a altas temperaturas. Además, aumenta la estabilidad de la austenita haciendo posible la reducción de Ni. Asimismo, el efecto de reducción de la resistencia a la corrosión debido a la sensibilización es menor que en el C, por lo que es posible una mayor cantidad de adición que en el C. Para obtener una resistencia a alta temperatura capaz de resistir un ambiente de alta temperatura, el contenido se establece en 0,13% o más. Si se considera el efecto de reducción de Ni, el contenido es preferiblemente del 0,25% o más. Por otro lado, si se agrega en una gran cantidad, se forman defectos de tipo burbuja de gas en el momento de la solidificación en el proceso de fabricación del acero, por lo que el límite superior es de 0,50% o menos. Además, la resistencia a la temperatura normal se vuelve demasiado alta, la carga en el momento del laminado en frío aumenta y la productividad se ve afectada, por lo que el contenido es preferiblemente del 0,30% o menos.N is one of the extremely important elements of the present invention. Like C, it increases the resistance to high temperatures. In addition, it increases the stability of austenite making Ni reduction possible. Also, the effect of lowering corrosion resistance due to sensitization is less than that of C, so a larger addition amount is possible than that of C. To obtain high-temperature strength capable of withstanding an environment high temperature, the content is set to 0.13% or more. If the reduction effect of Ni is considered, the content is preferably 0.25% or more. On the other hand, if it is added in a large amount, gas bubble type defects are formed at the time of solidification in the steelmaking process, so the upper limit is 0.50% or less. In addition, the normal temperature strength becomes too high, the load at the time of cold rolling increases, and the productivity is affected, so the content is preferably 0.30% or less.

Cr+20Mo>24,0% y Si+20C+15N>5,8%Cr+20Mo>24.0% and Si+20C+15N>5.8%

Para obtener una resistencia a la oxidación a 1.050 °C, es necesario formar una incrustación de óxido con una alta capacidad protectora en la superficie, mientras que para suprimir el desprendimiento de incrustaciones en el momento de la oxidación intermitente, es necesario formar óxidos de límite de grano mediante óxidos de Si en la fase austenita debajo de la incrustación. Por este motivo, es insuficiente hacer que los elementos cumplan los intervalos de condiciones anteriores. Para formar incrustaciones con una alta capacidad protectora, es necesario hacer que el contenido de Cr+20Mo de Cr y Mo sea del 24% o más, mientras que para inhibir el crecimiento de grano de austenita y producir oxidación del límite de grano, es necesario hacer que el contenido de Si+20C+15N de Si, C y N sea del 5,8% o más. El contenido de Cr+20Mo es más preferiblemente del 27,0% o más, aún más preferiblemente del 30,0% o más. El contenido de Si+20C+15N es más preferiblemente del 7,0% o más, aún más preferiblemente del 8,5% o más.In order to obtain oxidation resistance at 1,050 °C, it is necessary to form an oxide scale with a high protective capacity on the surface, while to suppress scale detachment at the time of intermittent oxidation, it is necessary to form boundary oxides of grain by Si oxides in the austenite phase below the scale. For this reason, it is insufficient to make the elements meet the above condition ranges. In order to form scale with high protective ability, it is necessary to make the Cr+20Mo content of Cr and Mo 24% or more, while to inhibit austenite grain growth and produce grain boundary oxidation, it is necessary to make the content of Si+20C+15N of Si, C and N to be 5.8% or more. The Cr+20Mo content is more preferably 27.0% or more, even more preferably 30.0% or more. The content of Si+20C+15N is more preferably 7.0% or more, even more preferably 8.5% or more.

Gradiente de cambio de espesor de la chapa entre el material base y el metal de soldadura de 15 grados o menosPlate thickness change gradient between base material and weld metal of 15 degrees or less

La mayoría de los colectores de escape, turbocompresores y otras piezas del sistema de escape de los automóviles tienen estructuras soldadas. Si la diferencia en el espesor de la chapa del material base y el metal de soldadura es grande, la deformación térmica se debe a la diferencia de temperatura en el momento del calentamiento y enfriamiento, la incrustación formada en la superficie en el momento de una temperatura alta se desprende fácilmente, y en el momento del calentamiento repetido, la superficie no está protegida, sino que se oxida dando como resultado una reducción del espesor de la chapa. Cuanto menor sea el gradiente de cambio de espesor de la chapa entre el material base y el metal de soldadura, más se alivia la deformación térmica, por lo que si el gradiente del cambio de espesor de la chapa llega a ser de 15 grados o menos, el efecto de mejora de la resistencia a la oxidación se vuelve mayor, de modo que el gradiente se establece en 15 grados o menos. Para mejorar aún más la resistencia a la oxidación, el gradiente de cambio de espesor de la chapa se reduce preferiblemente a 10 grados o menos.Most automobile exhaust manifolds, turbochargers, and other exhaust system parts have welded structures. If the difference in the thickness of the base material plate and the weld metal is large, the thermal deformation is due to the temperature difference at the time of heating and cooling, the scale formed on the surface at the time of a temperature high peels off easily, and at the time of repeated heating, the surface is not protected, but oxidizes resulting in a reduction in the thickness of the sheet. The smaller the plate thickness change gradient between the base material and the weld metal, the more the thermal deformation is relieved, so if the plate thickness change gradient becomes 15 degrees or less , the oxidation resistance improvement effect becomes larger, so that the gradient is set to 15 degrees or less. To further improve the oxidation resistance, the thickness change gradient of the plate is preferably reduced to 10 degrees or less.

Asimismo, la chapa de acero inoxidable de la presente invención tiene además V: 0,03-0,5% y puede que se le haya añadido, además de los elementos anteriores, uno cualquiera o más de Cu: de 0,1 a 3,0%, Ti: de 0,001 a 0,3%, Nb: de 0,001 a 0,3%, B: de 0,0001 a 0,0050% y Ca: de 0,001 a 0,010%.Also, the stainless steel sheet of the present invention also has V: 0.03-0.5% and may have added, in addition to the above, any one or more of Cu: 0.1 to 3 0.0%, Ti: 0.001 to 0.3%, Nb: 0.001 to 0.3%, B: 0.0001 to 0.0050% and Ca: 0.001 to 0.010%.

Cu: de 0,1 a 3,0%Cu: 0.1 to 3.0%

El Cu es un elemento relativamente económico que reemplaza al Ni como elemento estabilizador de austenita. Además, es eficaz para inhibir la progresión de la corrosión por grietas y picaduras. Por este motivo, es preferible la adición de 0,1% o más. Sin embargo, en la producción de acero inoxidable austenítico, el Cu procede a menudo de la chatarra y otros materiales de partida. Aproximadamente, el 0,2% se incluye a menudo como una impureza inevitable. Sin embargo, si es superior al 3,0%, la trabajabilidad en caliente se reduce, por lo que el contenido se establece en 3,0% o menos.Cu is a relatively inexpensive element that replaces Ni as the austenite stabilizing element. In addition, it is effective in inhibiting the progression of crevice and pitting corrosion. For this reason, the addition of 0.1% or more is preferable. However, in the production of austenitic stainless steel, Cu often comes from scrap and other starting materials. About 0.2% is often included as an unavoidable impurity. However, if it is more than 3.0%, the hot workability is lowered, so the content is set to 3.0% or less.

V: de 0,03 a 0,5%V: 0.03 to 0.5%

El V está presente en los materiales de partida de la aleación de acero inoxidable como una impureza inevitable y es difícil de eliminar en el proceso de afino, por lo que en general se incluye en un intervalo de 0,01 a 0,10%. Además, forma carbonitruros finos y tiene un efecto inhibidor del crecimiento de granos, por lo que también es un elemento que se añade deliberadamente de acuerdo con las necesidades. Este efecto aparece de manera estable con una adición de 0,03% o más, por lo que el límite inferior se establece en 0,03%. Debido a la fluctuación de V, el tamaño del grano de cristal cambia, por lo que esto no es preferible, de modo que para construir en un cierto intervalo de tamaño del grano de cristal, el contenido es preferiblemente de 0,08% o más. Por otro lado, si se agrega en exceso, es probable que provoque el engrosamiento del precipitado. Como resultado, la tenacidad después del endurecimiento termina cayendo, por lo que el límite superior se establece en 0,5%. Cabe señalar que, si se considera el coste de fabricación o la capacidad de fabricación, es preferible que el contenido sea del 0,2% o menos.V is present in the stainless steel alloy raw materials as an unavoidable impurity and is difficult to remove in the refining process, so it is generally included in a range of 0.01 to 0.10%. In addition, it forms fine carbonitrides and has an inhibiting effect on grain growth, so it is also an element that is deliberately added according to need. This effect appears stably with an addition of 0.03% or more, so the lower limit is set to 0.03%. Due to the fluctuation of V, the crystal grain size changes, so this is not preferable, so that in order to build in a certain crystal grain size range, the content is preferably 0.08% or more . On the other hand, if added in excess, it is likely to cause coarsening of the precipitate. As a result, the toughness after hardening ends up falling, so the upper limit is set to 0.5%. It should be noted that, considering the manufacturing cost or manufacturing capacity, it is preferable that the content is 0.2% or less.

Ti: de 0,001 a 0,3%Ti: 0.001 to 0.3%

El Ti, al igual que el Nb, es un elemento que forma un carbonitruro e inhibe la sensibilización o una caída en la resistencia a la corrosión debido a la precipitación de carbonitruros de cromo en el acero inoxidable. Sin embargo, los defectos en la superficie son producidos fácilmente por la formación de inclusiones de gran tamaño de la fabricación del acero, por lo que el límite superior es de 0,3% o menos. Si se considera la mejora en la resistencia a alta temperatura debido a la obtención de las cantidades de soluto C y N, el contenido es preferiblemente del 0,01% o menos. Tampoco es necesario que el acero contenga Ti.Ti, like Nb, is an element that forms a carbonitride and inhibits sensitization or a drop in corrosion resistance due to the precipitation of chromium carbonitrides in stainless steel. However, surface defects are easily caused by the formation of large size inclusions from steelmaking, so the upper limit is 0.3% or less. If the improvement in resistance to high temperature due to obtaining the amounts of solute C and N, the content is preferably 0.01% or less. It is also not necessary for the steel to contain Ti.

Nb: de 0,001 a 0,3%Nb: from 0.001 to 0.3%

El Nb es un elemento que forma carbonitruros e inhibe la sensibilización o una caída en la resistencia a la corrosión debido a la precipitación de carbonitruros de cromo en el acero inoxidable. Sin embargo, los defectos de la superficie son causados fácilmente por la formación de inclusiones de gran tamaño de la fabricación del acero, por lo que el límite superior es del 0,3%. Si se considera la mejora en la resistencia a alta temperatura debido a la obtención de las cantidades de soluto C y N, el contenido es preferiblemente del 0,01% o menos. Tampoco es necesario que el acero contenga Nb.Nb is a carbonitride forming element and inhibits sensitization or a drop in corrosion resistance due to the precipitation of chromium carbonitrides in stainless steel. However, surface defects are easily caused by the formation of large inclusions from steelmaking, so the upper limit is 0.3%. Considering the improvement in high-temperature strength due to obtaining the amounts of solute C and N, the content is preferably 0.01% or less. Nor is it necessary for the steel to contain Nb.

B: de 0,0001 a 0,0050%B: 0.0001 to 0.0050%

El B es un elemento eficaz para mejorar la trabajabilidad en caliente. Este efecto aparece en 0,0001% o más, por lo que se puede agregar al 0,0001% o más. Para mejorar la trabajabilidad en caliente en una región de temperatura más amplia, es preferible un 0,0005% o más. Por otro lado, la adición excesiva se convierte en una causa de defectos superficiales debido a la caída en la trabajabilidad en caliente, por lo que el 0,0050% se convierte en el límite superior. Si se considera la resistencia a la corrosión, es preferible un 0,0025% o menos.B is an effective element to improve hot workability. This effect appears at 0.0001% or more, so it can be added to 0.0001% or more. To improve hot workability in a wider temperature region, 0.0005% or more is preferable. On the other hand, excessive addition becomes a cause of surface defects due to drop in hot workability, so 0.0050% becomes the upper limit. If corrosion resistance is considered, 0.0025% or less is preferable.

Ca: de 0,001 a 0,010%Ca: 0.001 to 0.010%

Se añade Ca como elemento desulfurante y tiene el efecto de reducir el S en el acero para mejorar la trabajabilidad en caliente. En general, éste se agrega como CaO a la escoria en el momento de fundir y afinar. Parte de esto se disuelve en el acero como Ca. Además, también está presente en el acero como CaO-SiO2-AbO3-MgO u otros óxidos complejos. El efecto de mejora de la trabajabilidad en caliente se obtiene a partir del 0,001 %, por lo que el contenido es preferiblemente del 0,001% o más. Por otro lado, si están presentes en una gran cantidad, las inclusiones acuosas relativamente gruesas de CaS se precipitan y la resistencia a la corrosión disminuye, por lo que el contenido es preferiblemente del 0,010% o menos.Ca is added as a desulfurizing element and has the effect of reducing S in the steel to improve hot workability. In general, it is added as CaO to the slag at the time of melting and refining. Some of this dissolves in the steel as Ca. In addition, it is also present in the steel as CaO-SiO 2 -AbO 3 -MgO or other complex oxides. The hot workability improving effect is obtained from 0.001%, so the content is preferably 0.001% or more. On the other hand, if they are present in a large amount, the relatively coarse aqueous inclusions of CaS are precipitated and the corrosion resistance is lowered, so the content is preferably 0.010% or less.

Asimismo, además de los elementos anteriores, se puede añadir libremente uno o más de W: de 0,01 a 3,00%, Zr: de 0,05 a 0,30%, Sn: de 0,01 a 0,10%, Co: de 0,01 a 0,30% y Mg: de 0,0002 a 0,010%.Also, in addition to the above elements, one or more of W: 0.01 to 3.00%, Zr: 0.05 to 0.30%, Sn: 0.01 to 0.10% can be freely added. %, Co: from 0.01 to 0.30% and Mg: from 0.0002 to 0.010%.

W: de 0,01 a 3,0%W: 0.01 to 3.0%

El W, al igual que Cr y Mo, es un elemento para mejorar la resistencia a la corrosión. Además, también tiene el efecto de aumentar la resistencia a altas temperaturas mediante el endurecimiento por disolución. Para obtener estos efectos, se añade preferiblemente el 0,01% o más. Por otro lado, es un elemento que promueve la precipitación de una fase sigma. La fragilización por edad provoca una caída en la resistencia del material, por lo que es preferible un 3,0% o menos. Además, al igual que el Mo y el Nb, éste es un elemento caro, por lo que es más preferible que sea del 1,5% o menos.W, like Cr and Mo, is an element to improve corrosion resistance. In addition, it also has the effect of increasing high temperature strength by solution hardening. To obtain these effects, 0.01% or more is preferably added. On the other hand, it is an element that promotes the precipitation of a sigma phase. Age embrittlement causes a drop in material strength, so 3.0% or less is preferable. Also, like Mo and Nb, this is an expensive element, so it is more preferable that it be 1.5% or less.

Zr: de 0,05 a 0,30%Zr: 0.05 to 0.30%

El Zr, al igual que el Ti y el Nb, es un elemento que forma carbonitruros e inhibe la sensibilización y una caída en la resistencia a la corrosión debido a la precipitación de carbonitruros de cromo en el acero inoxidable. Sin embargo, los defectos en la superficie son causados fácilmente por la formación de inclusiones de gran tamaño de la fabricación del acero, por lo que el límite superior es del 0,30% o menos. Si se toma en cuenta la mejora de la resistencia a altas temperaturas debido a la obtención de cantidades de soluto C y N, el contenido es preferiblemente del 0,1% o menos. Es posible que el Zr tampoco esté incluido.Zr, like Ti and Nb, is an element that forms carbonitrides and inhibits sensitization and a drop in corrosion resistance due to the precipitation of chromium carbonitrides in stainless steel. However, surface defects are easily caused by the formation of large inclusions from steelmaking, so the upper limit is 0.30% or less. Taking into account the improvement in high-temperature strength due to obtaining amounts of solute C and N, the content is preferably 0.1% or less. Zr may also not be included.

Sn: de 0,01 a 0,10%Sn: 0.01 to 0.10%

El Sn es un elemento eficaz para mejorar la resistencia a la corrosión después del endurecimiento y se añade preferiblemente según sea necesario en un 0,02% o más. Sin embargo, la adición excesiva potencia el agrietamiento de los bordes en el momento del laminado en caliente, por lo que el contenido es preferiblemente del 0,10% o menos. Sn is an effective element for improving corrosion resistance after hardening and is preferably added as needed by 0.02% or more. However, excessive addition enhances edge cracking at the time of hot rolling, so the content is preferably 0.10% or less.

Co: de 0,01 a 0,30%Co: 0.01 to 0.30%

El Co es un elemento que se contiene fácilmente en el acero inoxidable austenítico como una impureza inevitable de los materiales de partida de la aleación. Además, es un elemento eficaz para mejorar la resistencia a altas temperaturas, por lo que es preferible la adición de 0,01% o más. Sin embargo, la adición excesiva se convierte en una causa de una caída en la trabajabilidad en caliente y la consiguiente formación de defectos superficiales, por lo que el contenido es preferiblemente del 0,30% o menos.Co is an element that is readily contained in austenitic stainless steel as an unavoidable impurity in the alloy starting materials. In addition, it is an effective element for improving high-temperature strength, so the addition of 0.01% or more is preferable. However, excessive addition becomes a cause of a drop in hot workability and consequent formation of surface defects, so the content is preferably 0.30% or less.

Mg: de 0,0002 a 0,010%Mg: from 0.0002 to 0.010%

El Mg, al igual que el Ca, se agrega como elemento desulfurante. En general, a veces, el MgO está presente en óxidos complejos además de una cantidad equivalente que se disuelve desde la escoria al interior del acero fundido. Además, a veces el MgO de los refractarios se filtra hacia dentro del acero fundido. El efecto de desulfuración aparece en el 0,0002% o más, por lo que preferiblemente el límite inferior se establece en 0,0002%. Por otro lado, la adición excesiva hace que las inclusiones acuosas de MgS se precipiten de forma gruesa y se reduzca la resistencia a la corrosión, por lo que el contenido es preferiblemente del 0,010% o menos.Mg, like Ca, is added as a desulfurizing element. In general, MgO is sometimes present in complex oxides in addition to an equivalent amount that dissolves from the slag into the molten steel. What's more, sometimes the MgO from the refractories leaches into the molten steel. The desulfurization effect appears at 0.0002% or more, so the lower limit is preferably set at 0.0002%. On the other hand, excessive addition causes the aqueous inclusions of MgS to coarsely precipitate and lower the corrosion resistance, so the content is preferably 0.010% or less.

El resto de la composición química consiste en Fe e impurezas inevitables. Las "impurezas inevitables" significan elementos que no están incluidos deliberadamente, pero que ingresan inevitablemente desde los materiales de partida o el ambiente de fabricación, etc., cuando se fabrican industrialmente chapas de acero inoxidable que tienen la composición química prescrita en la presente invención.The rest of the chemical composition consists of Fe and unavoidable impurities. "Unavoidable impurities" means elements that are not deliberately included, but inevitably enter from the starting materials or the manufacturing environment, etc., when stainless steel sheets having the chemical composition prescribed in the present invention are industrially manufactured.

Los elementos opcionalmente añadidos antes mencionados entran en ocasiones como impurezas inevitables sin conocerse el contenido, pero no hay ningún problema particular siempre que el contenido no supere el límite superior explicado anteriormente. Además, también se pueden incluir elementos distintos de los mencionados anteriormente en un intervalo que no reste valor a los efectos de la presente invención.The aforementioned optionally added elements sometimes enter as unavoidable impurities without knowing the content, but there is no particular problem as long as the content does not exceed the upper limit explained above. Furthermore, elements other than those mentioned above may also be included in a range that does not detract from the purposes of the present invention.

Al hacer que la composición química sea la explicada anteriormente, es posible obtener una chapa de acero inoxidable que presente una alta resistencia a la oxidación. Además, al hacer que la chapa tenga la forma de soldadura mencionada anteriormente, es posible obtener una pieza del sistema de escape excelente en resistencias a la oxidación tanto del material base como de la zona de soldadura.By making the chemical composition as explained above, it is possible to obtain a stainless steel sheet that exhibits high resistance to oxidation. Furthermore, by making the sheet metal in the above-mentioned welding shape, it is possible to obtain an exhaust system part excellent in oxidation resistances of both the base material and the welding area.

Ejemplosexamples

A continuación, se utilizarán ejemplos para explicar los efectos ventajosos de la presente invención, aunque la presente invención no se limita a las condiciones utilizadas en los siguientes ejemplos.In the following, examples will be used to explain the advantageous effects of the present invention, although the present invention is not limited to the conditions used in the following examples.

Primero, se fundió acero de cada composición química que se muestra en la Tabla 1 y se moldeó en forma de desbaste plano de 200 mm de espesor. Este desbaste plano se calentó a 1.200 °C, luego se laminó parcialmente en caliente y finalmente se laminó en caliente para obtener una chapa de acero laminada en caliente de 4 mm de espesor. Para simular su bobinado en una región de temperatura de 800 °C, la chapa se insertó en un horno de tratamiento térmico a 800 °C y se mantuvo durante 1 hora, luego se enfrió al aire. Después de esto, la chapa laminada en caliente se recoció a 1.100 °C durante 20 segundos y luego se enfrió con agua. Después de eso, la chapa se granalló y decapó para eliminar las incrustaciones. La existencia de cualquier defecto en la superficie fue observada y evaluada a simple vista y con una lupa X10. Una chapa en la que los defectos de la superficie se pueden confirmar mediante la observación a simple vista o con lupa se evaluó como "apta".First, steel of each chemical composition shown in Table 1 was melted and cast into a 200 mm thick slab. This slab was heated to 1,200 °C, then partially hot-rolled, and finally hot-rolled to obtain a 4-mm-thick hot-rolled steel sheet. To simulate its winding in a temperature region of 800 °C, the sheet was inserted into a heat treatment furnace at 800 °C and kept for 1 hour, then cooled in air. After this, the hot rolled sheet was annealed at 1,100°C for 20 seconds and then quenched with water. After that, the sheet metal was shot blasted and pickled to remove scale. The existence of any defects on the surface was observed and evaluated with the naked eye and with a magnifying glass X10. A veneer in which surface defects can be confirmed by observation with the naked eye or magnifying glass was judged "passable".

Después de eso, el acero se laminó en frío hasta un espesor de chapa de 1,2 mm, luego la chapa laminada en frío se recoció a 1.100 °C durante 20 segundos. La película de óxido de la superficie se modificó con sal y se decapó con ácido fluorhídrico nítrico para obtener una capa externa decapada.After that, the steel was cold-rolled to a sheet thickness of 1.2mm, then the cold-rolled sheet was annealed at 1,100°C for 20 seconds. The surface oxide film was modified with salt and pickled with nitric hydrofluoric acid to obtain an outer pickled layer.

Se midió la resistencia a altas temperaturas de la chapa laminada en frío a 1.000°C. La chapa que tenía un límite elástico del 0,2% de 30 MPa o más se evaluó como "apta". Además, la chapa se oxidó a 700 °C durante 300 horas, luego se pulió la superficie para preparar una chapa. La chapa que se agrietó se consideró como no apta en fragilidad a alta temperatura.The high-temperature strength of the cold-rolled sheet was measured at 1,000°C. The plate having a yield strength of 0.2% of 30 MPa or more was evaluated as "passable". Further, the plate was oxidized at 700°C for 300 hours, then the surface was polished to prepare a plate. The sheet metal that cracked was considered unsuitable for brittleness at high temperature.

Además, la chapa se sometió a un ensayo de niebla salina JIS. Las muestras que se oxidaron se consideraron como no aptas en resistencia a la corrosión. La resistencia a la oxidación se evaluó mediante una probeta obtenida mediante soldadura de filete traslapado de una chapa plana y otra decapada. El ensayo de oxidación se realizó en una atmósfera de H2O de 5 a 10%, O2 de 0,2 a 1,0% y un resto de nitrógeno. El gas atmosférico hizo de composición que simulaba los gases de escape de los automóviles con cambios periódicos. La pieza de ensayo se calentó y se mantuvo a 1.050 °C y luego se enfrió a 200 °C como un ciclo. El ensayo se realizó durante 2.500 ciclos. Se registró la apariencia y se midió el cambio de peso. Se registró la zona más avanzada en oxidación y se evaluó el espesor de la chapa de esa pieza. Se evaluó que 0,8 mm o más significaban una buena resistencia a la oxidación.In addition, the sheet was subjected to a JIS salt spray test. The samples that oxidized were considered unfit in corrosion resistance. Oxidation resistance was evaluated using a test piece obtained by overlapping fillet welding of a flat sheet and another pickled sheet. The oxidation test was carried out in an atmosphere of H 2 O from 5 to 10%, O 2 from 0.2 to 1.0% and a rest of nitrogen. The atmospheric gas made of composition that simulated the exhaust gases of automobiles with periodic changes. The test piece was heated and held at 1,050°C and then cooled to 200°C as one cycle. The test was carried out for 2,500 cycles. Appearance was recorded and weight change was measured. The most advanced area in oxidation was recorded and the thickness of the plate of that piece was evaluated. 0.8 mm or more was judged to mean good oxidation resistance.

Como ejemplos comparativos, se evaluaron de manera similar muestras con composiciones y formas de zonas de soldadura fuera de la presente invención. As comparative examples, samples with compositions and shapes of weld zones outside of the present invention were similarly evaluated.

Tabla 1Table 1

Figure imgf000010_0001
Figure imgf000010_0001

Los ejemplos A2 y A23 son ejemplos de referencia Tabla 2 Examples A2 and A23 are reference examples Table 2

Figure imgf000011_0001
Figure imgf000011_0001

Los ejemplos 2, 23-30 y 50-52 son ejemplos de referenciaExamples 2, 23-30 and 50-52 are reference examples

Como se desprende de las Tablas 1 y 2, en los ejemplos de la invención que tienen las composiciones químicas y los parámetros de los componentes prescritos en la presente invención, las resistencias a la oxidación de los materiales base fueron excelentes, se evaluaron los defectos superficiales, las resistencias a altas temperaturas y las fragilizaciones a altas temperaturas como "apta", y las resistencias a la corrosión también fueron excelentes. En particular, los números 1 a 30 se controlaron en formas de cordones de soldadura dentro del intervalo de la presente invención. Los números 2 y 23-30 son ejemplos de referencia ya que su composición química está fuera del alcance de las reivindicaciones. Como resultado, no solo los materiales base, sino también las zonas de soldadura tuvieron una excelente resistencia a la oxidación. Por otro lado, con composiciones químicas fuera de la presente invención, las resistencias a la oxidación fueron malas y, además, las diferentes características de defectos superficiales, resistencias a altas temperaturas, fragilizaciones a altas temperaturas, resistencias a la corrosión y resistencias a la oxidación fueron difíciles de lograr simultáneamente. Los ejemplos comparativos fallaron en cualquiera de estas características. Debido a esto, se sabe que los ejemplos comparativos fueron inferiores en características a los ejemplos de la invención.As can be seen from Tables 1 and 2, in the examples of the invention having the chemical compositions and component parameters prescribed in the present invention, the oxidation resistances of the base materials were excellent, surface defects were evaluated. , high-temperature strengths and high-temperature embrittlements as "passable", and corrosion resistances were also excellent. In particular, numbers 1 to 30 were controlled in shapes of weld beads within the range of the present invention. Numbers 2 and 23-30 are reference examples since their chemical composition is outside the scope of the claims. As a result, not only the base materials, but also the weld areas had excellent oxidation resistance. On the other hand, with chemical compositions outside the present invention, the oxidation resistances were poor and, in addition, the different characteristics of surface defects, high temperature resistance, high temperature embrittlement, corrosion resistance and oxidation resistance were difficult to achieve simultaneously. Comparative examples failed on any of these characteristics. Because of this, it is known that the comparative examples were inferior in characteristics to the inventive examples.

Específicamente, el ensayo n° 31 fue bajo en C, el n° 33 fue bajo en Si, el n° 36 fue alto en Mn, el n° 43 fue bajo en Mo, el n° 2 y los nos 23-30 fueron bajos en V, el n° 45 fue alto en V, los nos 49 y 53 fueron bajos en Cr 20Mo o bajos en Si+20C+15N, por lo que tanto los materiales base como las zonas de soldadura tenían poca resistencia a la oxidación. El n° 32 tenía un alto contenido de C, por lo que la resistencia a la corrosión fue mala.Specifically, run #31 was low C, #33 was low Si, #36 was high Mn, #43 was low Mo, #2 and #23-30 were low V, #45 was high V, Nos. 49 and 53 were low Cr 20Mo or low Si+20C+15N, so both base materials and weld areas had poor oxidation resistance . No. 32 had a high C content, so corrosion resistance was poor.

El n° 34 fue alto en Si, el n° 35 fue bajo en Mn, el n° 37 fue alto en P, el n° 42 fue alto en Ni y el n° 48 fue alto en N, por lo que se formaron defectos en la superficie y los resultados fueron malos. El n° 38 fue alto en S y bajo en Al, por lo que el resultado fue malo en defectos superficiales y la resistencia a la corrosión fue mala. El n°39 fue bajo en Cr y bajo en Cr+20Mo, por lo que el resultado fue malo en defectos superficiales y los materiales base y las zonas de soldadura tenían poca resistencia a la oxidación.#34 was high Si, #35 was low Mn, #37 was high P, #42 was high Ni, and #48 was high N, thus forming surface defects and the results were poor. No. 38 was high in S and low in Al, so the result was poor in surface defects and the corrosion resistance was poor. #39 was low in Cr and low in Cr+20Mo, so the result was poor in surface defects and the base materials and weld areas had poor oxidation resistance.

El n° 40 fue alto en Cr, el n° 41 fue bajo en Ni y el n° 44 fue alto en Mo, por lo que los resultados fueron malos en fragilizaciones por alta temperatura. El n° 46 tenía un alto contenido de Al y el n° 47 fue bajo en N, por lo que las resistencias a altas temperaturas fueron malas.#40 was high Cr, #41 was low Ni, and #44 was high Mo, thus performing poorly on high temperature embrittlement. #46 was high in Al and #47 was low in N, so high temperature strengths were poor.

Además, el n° 49 no contenía Mo y, debido a esto también, fue bajo en Cr+20Mo, por lo que el material base y la zona de soldadura fueron ambos malos en resistencia a la oxidación. Los nos 50 a 52, 54 y 55 tuvieron grandes gradientes de cambio de espesor de la chapa en las zonas de soldadura, por lo que las zonas de soldadura tuvieron una mala resistencia a la oxidación.Also, No. 49 did not contain Mo, and because of this too, it was low in Cr+20Mo, so the base material and the weld zone were both poor in oxidation resistance. Nos. 50 to 52, 54 and 55 had large plate thickness change gradients in the weld zones, thus the weld zones had poor oxidation resistance.

Entre estos, los nos 50 a 52 utilizaron A23 satisfaciendo los requisitos de la presente invención como aceros de ensayo. Por este motivo, los nos 50 a 52 fueron malos solo en las resistencias a la oxidación de las zonas de soldadura, pero fueron satisfactorios en las resistencias a la oxidación de los materiales base y otras propiedades y rendimiento, por lo que se pueden aplicar a piezas que no requieren soldadura.Among these, Nos. 50 to 52 used A23 satisfying the requirements of the present invention as test steels. For this reason, Nos. 50 to 52 were poor only in oxidation resistances of welding areas, but satisfactory in oxidation resistances of base materials and other properties and performance, so they can be applied to parts that do not require welding.

Además, el n° 55 usó B20 como acero de ensayo y tuvo un valor de Cr+20C+15N de 5,60 o no cumplió con el límite inferior prescrito en la presente invención, por lo que fue malo en resistencias a la oxidación del material base y la zona de soldadura.In addition, No. 55 used B20 as the test steel and had a Cr+20C+15N value of 5.60 or did not meet the lower limit prescribed in the present invention, so it was poor in oxidation resistance of the material. base material and the weld area.

Los nos 54 y 55 tuvieron grandes gradientes de cambio de espesor de chapa en las zonas de soldadura. Además, el acero de ensayo B3 tuvo un bajo contenido de Si. Por lo tanto, las resistencias a la oxidación no solo de las zonas de soldadura, sino también de los materiales de base fueron malas.Nos 54 and 55 had large plate thickness change gradients in the weld zones. Furthermore, test steel B3 had a low Si content. Therefore, the oxidation resistances of not only the weld areas but also the base materials were poor.

A partir de estos resultados, fue posible confirmar los descubrimientos anteriores. Además, fue posible respaldar los motivos para limitar las composiciones y configuraciones de acero anteriores.From these results, it was possible to confirm the previous findings. Furthermore, it was possible to support the reasons for limiting the above steel compositions and configurations.

Aplicabilidad industrialindustrial applicability

La chapa de acero inoxidable para la pieza del sistema de escape tiene una excelente característica de oxidación intermitente y la pieza del sistema de escape de la presente invención se puede diseñar en componentes para aumentar la resistencia a la oxidación y permitir la mejora de la resistencia a la oxidación de la zona afectada por el calor de la soldadura mediante el control de la forma de la zona de soldadura. Además, dado que hay pocos defectos en la superficie, es posible eliminar o simplificar el proceso de rectificado de la superficie (CG) en el momento de la producción de la chapa. Además, al aumentar la resistencia a la oxidación, es posible hacer que el espesor de la chapa de la pieza del sistema de escape sea más delgado. Al aligerar el peso de la pieza, también se obtiene el efecto de mejora del ahorro de combustible de un automóvil, por lo que es de una gran importancia social y la presente invención tiene una gran aplicabilidad industrial. The stainless steel sheet for the exhaust system part has an excellent intermittent oxidation characteristic, and the exhaust system part of the present invention can be designed into components to increase the oxidation resistance and enable the improvement of corrosion resistance. oxidation of the heat affected zone of the weld by controlling the shape of the weld zone. Also, since there are few surface defects, it is possible to eliminate or simplify the surface grinding (CG) process at the time of sheet production. Also, by increasing the oxidation resistance, it is possible to make the thickness of the exhaust system part plate thinner. By lightening the weight of the part, the effect of improving the fuel economy of an automobile is also obtained, so it is of great social importance and the present invention has great industrial applicability.

Claims (3)

REIVINDICACIONES 1. Una pieza del sistema de escape que tiene una estructura soldada, en donde un gradiente de cambio de espesor de la chapa en una zona de soldadura es de 15 grados o menos,1. An exhaust system part having a welded structure, where a gradient of change in plate thickness in a weld zone is 15 degrees or less, en donde el "gradiente de cambio de espesor de la chapa" indica lo que se muestra mediante el ángulo de (180-X) cuando, en la observación de una superficie de la zona de soldadura, se define el ángulo por el cual la superficie del material base y la superficie tangente del cordón de soldadura se cruzan como X grados, ywhere the "plate thickness change gradient" indicates that which is shown by the angle of (180-X) when, in observing a surface of the weld zone, the angle by which the surface of the base material and the tangent surface of the weld bead intersect as X degrees, and en donde la estructura soldada utiliza, como material base, una chapa de acero inoxidable austenítico excelente en característica de oxidación intermitente que comprende, en % en masa,where the welded structure uses, as base material, an austenitic stainless steel sheet excellent in intermittent oxidation characteristics comprising, in mass %, C: de 0,05 a 0,15%,C: 0.05 to 0.15%, Si: de 1,0% a 4,0%,Yes: from 1.0% to 4.0%, Mn: de 0,5 a 3,5%,Mn: from 0.5 to 3.5%, P: de 0,010 a 0,040%,P: from 0.010 to 0.040%, Cr: de 20 a 30%,Cr: from 20 to 30%, Ni: de 8 a 25%,Ni: from 8 to 25%, Mo: de 0,01 a 1,5%,Mo: 0.01 to 1.5%, Al: de 0,001 a 0,10%,Al: from 0.001 to 0.10%, N: de 0,13 a 0,50%,N: from 0.13 to 0.50%, V: de 0,03 a 0,5% yV: from 0.03 to 0.5% and opcionalmente, que comprende, además, en % en masa, uno o más deoptionally, further comprising, in % by mass, one or more of S: de 0,0001 a 0,010%,S: from 0.0001 to 0.010%, Cu: de 0,1 a 3,0%,Cu: from 0.1 to 3.0%, Ti: de 0,001 a 0,3%,Ti: from 0.001 to 0.3%, Nb: de 0,001 a 0,3%,Nb: from 0.001 to 0.3%, B: de 0,0001 a 0,0050%,B: from 0.0001 to 0.0050%, Ca: de 0,001 a 0,010%,Ca: from 0.001 to 0.010%, W: de 0,01 a 3,00%,W: 0.01 to 3.00%, Zr: de 0,05 a 0,30%,Zr: from 0.05 to 0.30%, Sn: de 0,01 a 0,10%,Sn: from 0.01 to 0.10%, Co: de 0,01 a 0.30%, yCo: from 0.01 to 0.30%, and Mg: de 0,0002% a 0,010% yMg: from 0.0002% to 0.010% and que tiene un resto de Fe e impurezas inevitables, yhaving a trace of Fe and unavoidable impurities, and que tiene contenidos de Cr, Mo, Si, C y N que satisfacen Cr+20Mo>24,0% yhaving Cr, Mo, Si, C and N contents satisfying Cr+20Mo>24.0% and Si+20C+15N > 5,8%.Si+20C+15N>5.8%. 2. La pieza del sistema de escape de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la chapa de acero inoxidable austenítico excelente en característica de oxidación intermitente comprende, además, en % en masa, uno o más de Cu: de 0,1 a 3,0%,2. The part of the exhaust system according to claim 1, wherein the austenitic stainless steel sheet excellent in intermittent oxidation characteristics also comprises, in % by mass, one or more of Cu: from 0.1 to 3 .0%, Ti: de 0,001 a 0,3%,Ti: from 0.001 to 0.3%, Nb: de 0,001 a 0,3%,Nb: from 0.001 to 0.3%, B: de 0,0001 a 0,0050% y B: from 0.0001 to 0.0050% and Ca: de 0,001 a 0,010%.Ca: from 0.001 to 0.010%. 3. La pieza del sistema de escape de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde la chapa de acero inoxidable austenítico excelente en característica de oxidación intermitente comprende, además, en % en masa, uno o más de W: de 0,01 a 3,00%,3. The part of the exhaust system according to claim 1 or 2, wherein the austenitic stainless steel sheet excellent in intermittent oxidation characteristic further comprises, in % by mass, one or more of W: of 0.01 at 3.00%, Zr: de 0,05 a 0,30%,Zr: from 0.05 to 0.30%, Sn: de 0,01 a 0,10%,Sn: from 0.01 to 0.10%, Co: de 0,01 a 0,30%, yCo: 0.01 to 0.30%, and Mg: de 0,0002% a 0,010%. Mg: from 0.0002% to 0.010%.
ES16772892T 2015-03-31 2016-03-29 Stainless steel sheet for use in an exhaust system part with excellent intermittent rust characteristics and an exhaust system part Active ES2890333T3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015073417 2015-03-31
PCT/JP2016/060249 WO2016159011A1 (en) 2015-03-31 2016-03-29 Stainless steel sheet for exhaust system component having excellent intermittent oxidation characteristics, and exhaust system component

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2890333T3 true ES2890333T3 (en) 2022-01-18

Family

ID=57005974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES16772892T Active ES2890333T3 (en) 2015-03-31 2016-03-29 Stainless steel sheet for use in an exhaust system part with excellent intermittent rust characteristics and an exhaust system part

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20180080106A1 (en)
EP (1) EP3279359B1 (en)
JP (1) JP6239192B2 (en)
KR (1) KR101988150B1 (en)
CN (1) CN107429358B (en)
ES (1) ES2890333T3 (en)
PL (1) PL3279359T3 (en)
WO (1) WO2016159011A1 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6807402B2 (en) * 2016-12-27 2021-01-06 本田技研工業株式会社 Interconnectors, cell-holding substrates and solid oxide fuel cells
JP6778621B2 (en) * 2017-01-20 2020-11-04 日鉄ステンレス株式会社 Austenitic stainless steel sheet for exhaust parts and its manufacturing method, and exhaust parts and their manufacturing method
JP6429957B1 (en) * 2017-08-08 2018-11-28 新日鐵住金ステンレス株式会社 Austenitic stainless steel, manufacturing method thereof, and fuel reformer and combustor member
JP6897532B2 (en) * 2017-12-08 2021-06-30 日本製鉄株式会社 Electrolytic solution for extracting metal compound particles, and electrolytic extraction method using it
ES2717692A1 (en) * 2017-12-22 2019-06-24 Univ Madrid Politecnica REFRACTORY STEEL RESISTANT TO HARDENED WEAR BY THERMAL FORMATION AND/OR SIGMA PHASE MECHANICS (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
JP7166082B2 (en) * 2018-06-18 2022-11-07 日鉄ステンレス株式会社 Austenitic stainless steel sheet and manufacturing method thereof
WO2020090936A1 (en) * 2018-10-30 2020-05-07 日鉄ステンレス株式会社 Austenitic stainless steel sheet
JP7270419B2 (en) * 2019-03-11 2023-05-10 日鉄ステンレス株式会社 AUSTENITIC STAINLESS STEEL SHEET EXCELLENT IN HIGH-TEMPERATURE, HIGH-CYCLE FATIGUE CHARACTERISTICS, METHOD FOR MANUFACTURING SAME, AND EXHAUST COMPONENTS
JP7270445B2 (en) * 2019-03-29 2023-05-10 日鉄ステンレス株式会社 AUSTENITIC STAINLESS STEEL SHEET EXCELLENT IN HIGH-TEMPERATURE, HIGH-CYCLE FATIGUE CHARACTERISTICS, METHOD FOR MANUFACTURING SAME, AND EXHAUST COMPONENTS
KR102326043B1 (en) * 2019-12-19 2021-11-15 주식회사 포스코 Stainless steel for polymer fuel cell separator with excellent corrosion resistance

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0987809A (en) * 1995-09-27 1997-03-31 Kawasaki Steel Corp Hot rolled plate of chromium-containing austenitic stainless steel for automobile exhaust system material
JPH10225792A (en) * 1997-02-13 1998-08-25 Nippon Steel Corp Tig welding material for austenitic heat resistant steel excellent in high temperature strength
JP3465639B2 (en) * 1999-07-19 2003-11-10 住友金属工業株式会社 High-strength welded steel pipe for pipelines with excellent fracture resistance
JP3860437B2 (en) * 2001-03-29 2006-12-20 株式会社神戸製鋼所 Iron-based consumable welding materials and welded joints with excellent fatigue strength at welded joints
JP4078881B2 (en) * 2001-09-25 2008-04-23 住友金属工業株式会社 Austenitic stainless steel sheet for heat exchanger
JP4327629B2 (en) * 2004-03-22 2009-09-09 日本金属工業株式会社 Austenitic stainless steel
JP5208354B2 (en) * 2005-04-11 2013-06-12 新日鐵住金株式会社 Austenitic stainless steel
JP4353169B2 (en) 2005-10-31 2009-10-28 大同特殊鋼株式会社 Engine exhaust system parts with excellent thermal fatigue resistance
WO2009044796A1 (en) * 2007-10-03 2009-04-09 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Austenitic stainless steel
JP5310350B2 (en) * 2008-07-23 2013-10-09 新日鐵住金株式会社 Overlapped fillet arc welded joint with excellent fatigue characteristics and method for producing the same
JP5605996B2 (en) * 2009-03-04 2014-10-15 日新製鋼株式会社 Austenitic stainless steel for heat-resistant materials
US20120267001A1 (en) * 2009-12-28 2012-10-25 Hiroaki Otsuka Heat resistant titanium alloy material for exhaust system part use excellent in oxidation resistance, method of production of heat resistant titanium alloy material for exhaust system part use excellent in oxidation resistance, and exhaust system
KR20120099152A (en) * 2010-03-11 2012-09-06 닛폰 스틸 앤드 스미킨 스테인레스 스틸 코포레이션 Highly oxidation-resistant ferrite stainless steel plate, highly heat-resistant ferrite stainless steel plate, and manufacturing method therefor
JP5659061B2 (en) 2011-03-29 2015-01-28 新日鐵住金ステンレス株式会社 Ferritic stainless steel sheet excellent in heat resistance and workability and manufacturing method thereof
JP6016331B2 (en) * 2011-03-29 2016-10-26 新日鐵住金ステンレス株式会社 Austenitic stainless steel with excellent corrosion resistance and brazing
JP5794945B2 (en) * 2012-03-30 2015-10-14 新日鐵住金ステンレス株式会社 Heat resistant austenitic stainless steel sheet
JP5890257B2 (en) * 2012-06-06 2016-03-22 フタバ産業株式会社 Exhaust system parts
MX2015013607A (en) * 2013-03-28 2016-01-12 Nippon Steel & Sumikin Sst Heat-resistant austenitic stainless steel sheet.
JP6343548B2 (en) * 2014-10-31 2018-06-13 新日鐵住金ステンレス株式会社 Heat resistant austenitic stainless steel sheet

Also Published As

Publication number Publication date
PL3279359T3 (en) 2021-12-27
CN107429358A (en) 2017-12-01
EP3279359B1 (en) 2021-07-21
KR101988150B1 (en) 2019-06-11
EP3279359A1 (en) 2018-02-07
JP6239192B2 (en) 2017-11-29
WO2016159011A1 (en) 2016-10-06
JPWO2016159011A1 (en) 2017-08-31
KR20170123647A (en) 2017-11-08
CN107429358B (en) 2019-12-13
EP3279359A4 (en) 2018-08-22
US20180080106A1 (en) 2018-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2890333T3 (en) Stainless steel sheet for use in an exhaust system part with excellent intermittent rust characteristics and an exhaust system part
ES2420839T3 (en) Austenitic stainless steel
ES2784303T3 (en) Ferritic stainless steel sheet having excellent weldability, heat exchanger, ferritic stainless steel sheet for heat exchangers, ferritic stainless steel, ferritic stainless steel for elements of fuel supply systems and element of fuel supply system
ES2240764T3 (en) FERRITIC STAINLESS STEEL FOR EXHAUST FLOW PASSAGE ELEMENT.
ES2519765T3 (en) Ferritic stainless steel with excellent thermal resistance
ES2836144T3 (en) High purity ferritic stainless steel sheet with excellent resistance to oxidation and excellent mechanical resistance at high temperature, and method of producing it
ES2831163T3 (en) Ferritic stainless steel sheet, manufacturing process and use of the same, especially in exhaust lines
TWI639712B (en) Vostian Iron Series Stainless Steel Plate
ES2802413T3 (en) Ferritic stainless steel plate that has excellent resistance to corrosion against sulfuric acid, and method for the production of the same
ES2795753T3 (en) Duplex stainless steel plate or pipe and production process thereof
ES2733153T3 (en) Ferritic stainless steel with excellent oxidation resistance
ES2433721T3 (en) Procedure for the production of heavily alloy steel pipes
ES2831841T3 (en) Annealed hot rolled ferritic stainless steel sheet and method of producing the same
ES2673216T3 (en) Ferritic stainless steel
ES2639544T3 (en) Ferritic stainless steel
JP5709875B2 (en) Heat-resistant ferritic stainless steel sheet with excellent oxidation resistance
ES2706305T3 (en) Hot rolled and annealed ferritic stainless steel sheet, process to produce it, and cold rolled and annealed ferritic stainless steel sheet
US10450625B2 (en) Ferritic stainless steel and method for producing same
JP5918796B2 (en) Ferritic stainless hot rolled steel sheet and steel strip with excellent toughness
ES2744352T3 (en) Thin steel sheet with excellent surface properties, formability and work capacity and method to produce it
ES2837114T3 (en) Ferritic stainless steel for an exhaust system component that has excellent resistance to corrosion after heating
RU2584315C1 (en) Structural cryogenic austenite high-strength corrosion-resistant, including bioactive media, welded steel and method of processing
JP5796398B2 (en) Ferritic stainless steel with excellent thermal and high temperature fatigue properties
JPH10204591A (en) Ferritic stainless steel for engine exhaust member, excellent in muffler corrosion resistance in weld zone as well as in heat resistance
JP6846445B2 (en) Heat resistant ferritic stainless steel sheet