ES2922207T3

ES2922207T3 - Acero inoxidable a base de ferrita con alta resistencia a la corrosión provocada por gases de escape y condensación y altas propiedades de soldadura fuerte y método de fabricación del mismo

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Publication number: ES2922207T3
Application number: ES15855321T
Authority: ES
Original assignee: Nippon Steel Stainless Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Stainless Steel Corp
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2022-09-09
Anticipated expiration: 2035-10-30
Also published as: EP3214198A1; EP3214198B1; EP3214198A4; WO2016068291A1

Abstract

Este acero inoxidable ferrítico contiene, por%en masa, C: 0.001%a 0.030%; SI: 0.01% a 1.00%, Mn: 0.01% a 2.00%, P: 0.050% o menos, s: 0.0100% o menos, CR: 11.0% a 30.0%, mes: 0.01% a 3.00%, TI: 0.001% a 0.050%, AL: 0.001% a 0.030%, NB: 0.010% a 1.000% y N: 0.050% o menos, con un resto de impurezas Fe e inevitables, en la que una cantidad de AL, una cantidad de Ti y un Cantidad de SI (Mass %) satisfacer al/TI & yen; 8.4si-0.78. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Acero inoxidable a base de ferrita con alta resistencia a la corrosión provocada por gases de escape y condensación y altas propiedades de soldadura fuerte y método de fabricación del mismo

Campo técnico

La presente invención se refiere a un acero inoxidable a base de ferrita (chapa de acero inoxidable ferrítico) que se utiliza en entornos de condensación de gases de escape (entornos de agua de condensación de gases de escape) y un método para fabricar el mismo. Los ejemplos de miembros que están expuestos a entornos de condensación de gases de escape incluyen silenciadores de automóviles, dispositivos de recuperación de calor de escape y aparatos de recirculación de gases de escape, como refrigeradores de recirculación de gases de escape (EGR, por sus siglas en inglés).

Antecedentes

Recientemente, en el campo de la automoción, los componentes individuales incluidos en los gases de escape han producido contaminación del aire y del medio ambiente y, por tanto, se ha puesto en marcha el endurecimiento de las reglamentaciones. Por lo tanto, para disminuir la cantidad de CO2 de los gases de escape de los automóviles y mejorar el rendimiento de la gasolina, no solo es necesario mejorar la eficiencia de los motores mediante combustión de alta eficiencia, función de parada al ralentí y similares y reducir el peso mediante la sustitución de materiales, sino que también se ha hecho necesario mejorar la diversificación de las fuentes de energía mediante el uso de vehículos eléctricos híbridos (HEV), vehículos de biocombustible, vehículos de hidrógeno / pila de combustible (FCV), vehículos eléctricos (EV) y similares (todos por sus siglas en inglés).

En relación con estos requisitos, también se ha intentado mejorar el rendimiento de la gasolina mediante el montaje de un intercambiador de calor que recupera el calor del escape, es decir, un dispositivo de recuperación del calor del escape principalmente en vehículos eléctricos híbridos. En el dispositivo de recuperación de calor de escape, el calor de los gases de escape se transfiere al agua de refrigeración mediante un intercambio de calor, y la energía térmica se recupera y se reutiliza; y como resultado, la temperatura del agua de refrigeración aumenta. De este modo, se mejora el rendimiento para calentar el interior de los vehículos y se mejora el rendimiento de la gasolina al acortar el tiempo requerido para calentar los motores. Los dispositivos de recuperación de calor de escape también se denominan sistemas de recirculación de calor de escape.

Además, también se han realizado otros esfuerzos para instalar un aparato de recirculación de gases de escape que recircule los gases de escape. Ejemplos de aparatos de recirculación de gases de escape incluyen refrigeradores EGR. En el refrigerador EGR, los gases de escape de los motores se refrigeran usando agua o aire de refrigeración del motor y luego los gases de escape refrigerados se devuelven al lado de admisión y se vuelven a quemar. De este modo, la temperatura de combustión se reduce y la cantidad de NOx que es gas nocivo disminuye.

Para las partes de intercambio de calor en los dispositivos de recuperación de calor de escape o refrigeradores EGR descritos anteriormente, se requiere una eficiencia térmica favorable y una conductividad térmica favorable. Además, se requiere una alta resistencia a la corrosión contra el agua de condensación de los gases de escape porque las partes entran en contacto con los gases de escape. En particular, dado que el agua de refrigeración del motor fluye por estas piezas, en el caso de que se generen agujeros debido a la corrosión, puede haber riesgo de accidentes graves. Además, los materiales que se utilizan tienen un espesor de chapa delgada para aumentar la eficiencia del intercambio de calor. Por lo tanto, se requieren materiales que tengan una mayor resistencia a la corrosión que la de los miembros en la parte aguas abajo de los sistemas de escape.

Convencionalmente, entre los miembros que incluyen principalmente silenciadores en la parte aguas abajo de los sistemas de escape, para partes que requieren particularmente resistencia a la corrosión, se ha utilizado un acero inoxidable ferrítico que contiene un 17% o más de Cr como SUS430LX, SUS436J1L o SUS436L. Para materiales de dispositivos de recuperación de calor de escape o refrigeradores EGR, se requiere una resistencia a la corrosión mayor o igual que la del acero inoxidable ferrítico descrito anteriormente.

Además, los refrigeradores EGR generalmente se ensamblan mediante soldadura fuerte y, por tanto, las piezas que se utilizan deben tener altas propiedades de soldadura fuerte (capacidad de soldadura fuerte). Aquí, para mejorar la capacidad de soldadura fuerte, es importante la humectabilidad de las superficies. El Ti se oxida más fácilmente que el Fe y el Cr, y el Ti forma una película de óxido con poca humectabilidad en la superficie. Por lo tanto, es deseable que la cantidad de Ti sea baja. Además, al igual que el Ti, el Al forma una película de óxido con poca humectabilidad en la superficie. Recientemente, se ha demandado un acero en el que la cantidad de Al, así como la cantidad de Ti sea baja. Asimismo, dado que la rugosidad de la superficie de una chapa de acero también tiene una gran influencia en la humectabilidad, también es extremadamente importante controlar las propiedades de la superficie mediante el control de las condiciones de fabricación.

Asimismo, cuando la temperatura de un tratamiento térmico de soldadura fuerte es alta, la temperatura alcanza aproximadamente los 1200 °C y, en este entorno de alta temperatura, los granos de cristal en un acero inoxidable crecen y se vuelven más gruesos. Dado que el engrosamiento de los granos de cristal influye en las características mecánicas, como la fatiga térmica y similares, un acero inoxidable sobre el que se lleve a cabo un tratamiento térmico de soldadura fuerte debe tener características en las que los granos de cristal no engrosen fácilmente incluso a altas temperaturas.

Como se describió anteriormente, un acero que se utiliza en los refrigeradores EGR debe tener una alta resistencia a la corrosión y una buena capacidad de soldadura fuerte.

En el Documento de Patente 1 se describe un material económico de acero inoxidable ferrítico que se utiliza como miembros que constituyen silenciadores o miembros de dispositivos de calentamiento de agua que forman partes soldadas y tienen una alta resistencia a la corrosión. Este material de acero inoxidable ferrítico contiene: C: 0.025% o menos, Si: 2% o menos, Mn: 1% o menos, P: 0.045% o menos, S: 0.01% o menos, Cr: 16% a 25%, Al: menos del 0.04% y N: 0.025% o menos, y además contiene uno o más elementos seleccionados de Ni: 1% o menos, Cu: 1% o menos, Mo: menos de 1%, Nb: 0.5% o menos, Ti: 0.4% o menos, y V: 0.5% o menos, con un resto de Fe e inevitables impurezas. El material de acero inoxidable ferrítico tiene una película de óxido en la que la composición de una capa más externa contiene una cantidad total de Si y Cr del 15% en átomos al 40% en átomos y el 5% en átomos de Fe en términos de la relación atómica, incluido el oxígeno en la superficie, y la composición de la capa más externa se mide mediante espectrometría de fotoelectrones de rayos X (XPS).

En el Documento de Patente 2 se describe un acero inoxidable ferrítico con alta capacidad de soldadura fuerte en el caso de que el acero inoxidable ferrítico se suelde en un entorno de alta temperatura y baja presión parcial de oxígeno, como es el caso de la soldadura fuerte de Ni y la soldadura fuerte de Cu. Este acero inoxidable ferrítico contiene C: 0.03% o menos, N: 0.05% o menos, C+N: 0.015% o más, Si: 0.02% al 1.5%, Mn: 0.02% a 2%, Cr: 10% al 22%, Nb: 0.03% a 1%, y Al: 0.5% o menos, con un resto de Fe e impurezas inevitables. Además, el acero inoxidable ferrítico contiene una cantidad de Ti que satisface la expresión: Ti-3N < 0.03 y la expresión: 10(Ti-3N) Al < 0.5 o además contiene, como sustituto de una parte de Fe, uno o más de Mo: 3% o menos, Ni: 3% o menos, Cu: 3% o menos, V: 3% o menos, W: 5% o menos, Ca: 0.002% o menos, Mg: 0.002% o menos, y B: 0.005% o menos.

En el Documento de Patente 3 se describe un acero inoxidable ferrítico para un elemento del sistema de escape de automóviles que tiene una resistencia favorable a la oxidación inicial a un bajo coste sin afectar a las funciones intrínsecas de los elementos del sistema de escape de los automóviles tales como resistencia a altas temperaturas, resistencia contra el desprendimiento de incrustaciones, conformabilidad, resistencia a la corrosión contra el agua de condensación de gases de escape y resistencia a la corrosión contra entornos dañados por sal. Este acero inoxidable ferrítico contiene, en porcentaje en masa, C: <0.0100%, Si: 0.05% a 0.80%, Mn: <0.8%, P: <0.050%, S: <0.0030%, Cr: 11.5% a 13.5%, Ti: 0.05% a 0.50%, Al: <0.100% y N: <0.02% con un resto de Fe e impurezas inevitables. El número de inclusiones que contienen Ca por milímetro cuadrado de una sección transversal arbitraria es menor que 10, y, además, preferiblemente, la proporción del número de sulfuros a base de Mn con respecto al número total de sulfuros a base de Ti y los sulfuros a base de Mn es del 50% o menos.

En el Documento de Patente 4 se describe un acero inoxidable ferrítico que tiene una excelente resistencia a la corrosión localizada. Este acero inoxidable ferrítico contiene, en porcentaje en masa, C: 0.030% o menos, N: 0.030% o menos, Si: 0.30% o menos, Mn: 0.30% o menos, P: 0.040% o menos, S: 0.020% o menos, Cr: 16% a 26%, Al: 0.015% a 0.5%, Ti: 0.05% a 0.50%, Nb: 0.05% a 0.50% y Mo: 0.5% a 3.0%, con un resto de Fe e impurezas inevitables. Cuando la relación de la cantidad de Al a la cantidad de Si está representada por Al/Si, se cumple la siguiente expresión (1).

Al/Si > 0.10...(1)

En el Documento de Patente 5 se describe un acero inoxidable ferrítico con alta resistencia a la corrosión. Este acero inoxidable ferrítico contiene, en porcentaje en masa, C: 0.030% o menos, N: 0.030% o menos, Si: 0.01% a 0.50%, Mn: 1.5% o menos, P: 0.04% o menos, S: 0.01% o menos, Cr: 12% a 25%, Nb: 0.01% a 1.0%, V: 0.010% a 0.50%, Ti: 0.60% o menos, y Al: 0.80% o menos, con un resto de Fe e impurezas inevitables. Se cumple la siguiente expresión (A), además, se proporcionan marcas de pulido con un valor de la rugosidad de media aritmética, Ra, de la superficie en un intervalo de 0.35 gm a 5.0 gm, y el valor de la diferencia de color, L*, de la superficie es 70 o más.

0.35 < Nb+5V>2.0...Expresión (A)

Sin embargo, las invenciones descritas en los Documentos de Patente 1 a 5 no pueden tener una excelente resistencia a la corrosión contra el agua condensada de los gases de escape y una excelente capacidad de soldadura fuerte.

En el documento JP 2014-145097 A se describen chapas de acero inoxidable ferrítico para un miembro del sistema de escape de los automóviles.

Documentos de la técnica anterior

Documentos de Patente

Documento de Patente 1: Solicitud de Patente Japonesa no examinada, primera publicación n.° 2009-197293.

Documento de Patente 2: Solicitud de Patente Japonesa no examinada, primera publicación n.° 2009-174046. Documento de Patente 3: Solicitud de Patente Japonesa no examinada, primera publicación n.° 2004-323907. Documento de Patente 4: Solicitud de Patente Japonesa no examinada, primera publicación n.° 2010-248625. Documento de Patente 5: Solicitud de Patente Japonesa no examinada, primera publicación n.° 2015-145531.

Descripción de la invención

Problemas para resolver por la invención

La presente invención tiene como objetivo proporcionar un acero inoxidable a base de ferrita (chapa de acero inoxidable ferrítico) con alta resistencia a la corrosión causada por los gases de escape y la condensación (resistencia a la corrosión contra el agua de condensación de los gases de escape) y altas propiedades de soldadura fuerte (capacidad de soldadura fuerte) en entornos en los que el acero inoxidable ferrítico se usa para silenciadores de automóviles, dispositivos de recuperación de calor de escape, refrigeradores EGR o similares, y un método para fabricar el mismo.

Medios para resolver el problema

Las características de la presente invención destinadas a resolver los problemas descritos anteriormente se exponen en las reivindicaciones.

(No perteneciente a la presente invención) (1) Un acero inoxidable ferrítico con alta resistencia a la corrosión contra el agua condensada de los gases de escape y alta capacidad de soldadura fuerte, que contiene, en porcentaje en masa:

C: 0.001% a 0.030%;

Si: 0.01% a 1.00%;

Mn: 0.01% a 2.00%;

P: 0.050% o menos;

S: 0.0100% o menos;

Cr: 11.0% a 30.0%;

Mo: 0.01% a 3.00%;

Ti: 0.001% a 0.050%;

Al: 0.001% a 0.030%;

Nb: 0.010% a 1.000%; y

N: 0.050% o menos,

siendo un resto Fe e impurezas inevitables,

en donde una cantidad de Al, una cantidad de Ti y una cantidad de Si (% en masa) satisfacen Al/Ti > 8.4Si - 0.78.

(No perteneciente a la presente invención) (2) El acero inoxidable ferrítico con alta resistencia a la corrosión contra el agua condensada de los gases de escape y alta capacidad de soldadura fuerte según (1), que además contiene, en porcentaje en masa, uno o más de lo siguiente:

Ni: 0.01% a 3.00%;

Cu: 0.050% a 1.500%;

W: 0.010% a 1.000%;

V: 0.010% a 0.300%;

Sn: 0.005% a 0.500%;

Sb: 0.0050% a 0.5000%; y

Mg: 0.0001% a 0.0030%.

(No perteneciente a la presente invención) (3) El acero inoxidable ferrítico con alta resistencia a la corrosión contra el agua condensada de los gases de escape y alta capacidad de soldadura fuerte según (1) o (2), que además contiene, en porcentaje en masa, uno o más de lo siguiente:

B: 0.0002% a 0.0030%;

Ca: 0.0002% a 0.0100%;

Zr: 0.010% a 0.300%;

Co: 0.010% a 0.300%;

Ga: 0.0001% a 0.0100%;

Ta: 0.0001% a 0.0100%; y

REM: 0.001% a 0.200%.

Efectos de la invención

De acuerdo con la presente invención, es posible proporcionar un acero inoxidable ferrítico con alta resistencia a la corrosión contra el agua de condensación de gases de escape y alta capacidad de soldadura fuerte en el caso en que el acero inoxidable ferrítico se use en piezas de automóviles expuestas a entornos de condensación de gases de escape (entornos de agua condensada de gases de escape) como silenciadores de automóviles, dispositivos de recuperación de calor de escape, refrigeradores EGR o similares.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista que muestra una relación entre las cantidades de Si, Al y Ti en chapas de acero y los resultados de la prueba de corrosión del agua de condensación.

Realizaciones para llevar a cabo la invención

A continuación, se describirán en detalle realizaciones de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos.

Para mejorar la capacidad de soldadura fuerte, los presentes autores produjeron aceros en los que la cantidad de Al o la cantidad de Ti se disminuyó a diversas concentraciones bajo diversas condiciones de laminado en frío o diversas condiciones de recocido de chapas laminadas en frío. Luego, se investigaron la resistencia a la corrosión, la capacidad de soldadura fuerte, la rugosidad de la superficie y la cantidad de cambio en el tamaño del grano de cristal antes y después de un tratamiento térmico de soldadura fuerte. Como resultado, se encontró que la capacidad de soldadura fuerte mejora a medida que disminuye la concentración de Al o la concentración de Ti en un acero. Sin embargo, con respecto a la mejora de la resistencia a la corrosión contra el agua condensada de los gases de escape, no se desarrollaron efectos en un método en el que simplemente se disminuía la concentración de Al o la concentración de Ti en un acero. Se ha encontrado que, cuando se optimiza el equilibrio entre la concentración de Al, la concentración de Ti y la concentración de Si, se mejora la capacidad de soldadura fuerte y se mejora la resistencia a la corrosión contra el agua condensada de los gases de escape. Además, se realizaron estudios detallados sobre las propiedades geométricas de la superficie que influyen en la extensión del metal de aportación para soldadura fuerte. Como resultado, se encontró que, en el caso de que los valores medios de la rugosidad superficial en una dirección de laminación, una dirección perpendicular a la dirección de laminación y una dirección inclinada a 45° con respecto a la dirección de laminación sean pequeños, y la diferencia entre los valores de rugosidad de la superficie sea pequeña, la capacidad de soldadura fuerte mejora aún más. Además, se encontró que la cantidad de cambio en el tamaño de grano de cristal antes y después de un tratamiento térmico de soldadura fuerte disminuye controlando las condiciones de recocido de las chapas laminadas en frío y controlando el estado de precipitación de una fase de Laves como Fe2Nb y similares en un acero. A continuación, se describirán los resultados del estudio de los autores.

Dado que los silenciadores de automóviles, los dispositivos de recuperación de calor de escape y los aparatos de recirculación de gases de escape, como los refrigeradores EGR, están expuestos a entornos de condensación de gases de escape, existe una demanda de resistencia a la corrosión, en particular, resistencia a la corrosión contra el agua condensada de los gases de escape (resistencia a la corrosión contra el agua condensada, resistencia a la corrosión por agua de condensación). Los presentes investigadores produjeron chapas de acero con diversas composiciones y llevaron a cabo pruebas de resistencia a la corrosión contra el agua de condensación. Los resultados se muestran en la fig. 1 en la que el eje horizontal indica la cantidad de Si en la chapa de acero y el eje vertical indica la relación de cantidad de Al/Ti en la chapa de acero (ambos en porcentaje en masa). Con respecto al estándar de determinación en la prueba de corrosión por agua de condensación, se utilizó como valor límite la profundidad máxima de las picaduras de corrosión de 100 gm, y 100 gm fue la profundidad máxima de las picaduras de corrosión de la muestra en la que se confirmó el crecimiento notable de las picaduras de corrosión bajo las condiciones de ensayo utilizadas en los ejemplos que se describen a continuación. Un acero en el que la profundidad máxima de la picadura por corrosión era de 100 gm o más se evaluó como C (malo) y se representó gráficamente con un signo de referencia «X» en la fig. 1. Un acero en el que la profundidad máxima de las picaduras por corrosión fue menor que 100 gm se evaluó como B (bueno) y se representó gráficamente con un signo de referencia «O» en la fig. 1. La línea continua en la fig. 1 indica:

Al/Ti = 8.4SÍ-0.78

De la fig. 1 se deduce que, en el caso de que las cantidades (% en masa) de Al, Ti y Si en un acero no cumplan con la relación de Al/Ti > 8.4Si - 0.78, la resistencia a la corrosión contra el agua condensada se aminora en gran medida. A partir de este resultado, se encuentra que las cantidades de Al, Ti y Si satisfacen deseablemente la relación de Al/Ti > 8.4Si - 0.78 como se reivindica en la presente solicitud.

Como resultado de investigar las inclusiones presentes en un acero que no cumplía con la relación Al/Ti > 8.4Si - 0.78, se encontró que, principalmente, había un óxido a base de Ti. Por otro lado, se encontró que las inclusiones presentes en un acero que cumplía con la relación Al/Ti > 8.4Si - 0.78 eran principalmente AbO3-MgO. Además, había CaO-Al2O3 en una forma deformada en la dirección de laminación para estar alrededor del AbO3.

Dado que el óxido a base de Ti es una inclusión dura, el óxido a base de Ti no se deforma junto con el material base durante el laminado en frío y es probable que se formen vacíos en las interfases entre las inclusiones y el material base. Se considera que los vacíos formados sirven como puntos de partida de la corrosión por picaduras y aminoran la resistencia a la corrosión contra el agua de condensación del acero.

Al2O3-MgO también es una inclusión dura, pero se considera que no se forman vacíos en las interfases entre las inclusiones y el material base debido a la deformación de CaO-AbO3 en la dirección de laminación que está presente en la vecindad de AbO3-MgO, y la resistencia a la corrosión contra el agua de condensación no se deteriora.

Además, el Si aumenta la actividad del Ti; y, por lo tanto, el Si ayuda a la generación del óxido a base de Ti. Por lo tanto, es deseable disminuir la cantidad de Si, particularmente en materiales con bajo contenido en Al (materiales con una pequeña cantidad de Al).

Como se describió anteriormente, cuando se cumple con la relación de Al/Ti > 8.4Si - 0.78, se generan preferiblemente inclusiones de AbO3-MgO que no sirven como punto de partida de la corrosión. Sin embargo, dado que Al, Ti y Si son elementos efectivos para la desoxidación, en el caso de que disminuyan las cantidades de estos elementos, existe la preocupación de un aumento en la concentración de O en el acero. En este caso, se añade Mg para realizar la desoxidación; y, de este modo, se inhibe la formación de óxidos en el acero, y, además, es posible evitar el deterioro de la resistencia a la corrosión contra el agua de condensación.

Mientras tanto, con el fin de mejorar la capacidad de soldadura fuerte, es necesario disminuir las cantidades de Al y Ti. Por lo tanto, es necesario disminuir las cantidades de Al y Ti que se añaden al acero fundido. En el caso de que disminuya la cantidad añadida de Al, aumenta la concentración de O en el acero fundido y la reacción de [S] (CaO) ^ (CaS) [O], que es una reacción de desulfuración, no continúa. Por lo tanto, es necesario utilizar ferrocromo con bajo contenido de S (con una pequeña cantidad de S) como materia prima y disminuir la concentración de S en el acero fundido por adelantado.

Además, en la tabla 1 se muestran las relaciones entre las condiciones de laminación en frío en el paso final y los valores de media aritmética de la rugosidad en las direcciones respectivas y la capacidad de soldadura fuerte. Los números de acero de la tabla 1 son los mismos que los números de acero de las tablas 3A a 3D que se muestran a continuación. La capacidad de soldadura fuerte se evaluó como se describe a continuación. Se colocaron 0.2 g de metal de aportación para soldadura fuerte de Ni sobre la superficie de una chapa de acero producida mediante un método que se describe a continuación y se calentó a 1200 °C durante diez minutos en una atmósfera de vacío de 7 x 10-1 Pa (5 x 10-3 torr). A continuación, el espécimen de prueba se enfrió a la temperatura normal y se midió el área del metal de aporte para soldadura fuerte (área del metal de aporte para soldadura fuerte) en el espécimen de prueba calentada. Un acero en el que el área del metal de aporte para soldadura fuerte después del calentamiento era 2.5 veces o más que el área del metal de aporte para soldadura fuerte antes del calentamiento se evaluó como A (excelente). Se evaluó como B (bueno) un acero en el que el área del metal de aporte para soldadura fuerte después del calentamiento era desde 2 veces (dos veces) o más a menos de 2.5 veces el área del metal de aporte para soldadura fuerte antes del calentamiento. Un acero en el que el área de metal de aporte para soldadura fuerte después del calentamiento era menor que 2 veces (dos veces) el área de metal de aporte para soldadura fuerte antes del calentamiento se evaluó como C (malo).

De la tabla 1, se deduce que, en el caso de que se cumplan las siguientes condiciones (1) a (3), uno o ambos valores absolutos de (RaL RaC 2RaV)/4 y el valor absoluto de (RaL RaC - 2RaV)/2 disminuyen y mejora la capacidad de soldadura fuerte.

(1) La rugosidad de un rodillo que se utiliza en el paso final de laminado en frío se establece en el n.° 60 o mayor.

(2) La reducción de laminación en el paso final se establece en el 15.0% o menos.

(3) La velocidad de laminación en frío en el paso final se establece en 800 m/min o menos.

Particularmente, se encuentra que, en el caso donde se cumple (RaL Rae 2Rav)/4 < 0.50 y |(RaL Rae - 2Rav)/2| < 0.10 mejora la capacidad de soldadura fuerte. Preferiblemente, se cumplen (RaL Rae 2Rav)/4 < 0.30 y |(RaL Rae - 2Rav)/2| < 0.05. Cuanto más pequeños son los valores de estos índices, más preferible es, y, por lo tanto, no es necesario proporcionar los valores límite inferiores de estos índices. Sin embargo, el valor más bajo de (RaL Rae 2Rav)/4 que se puede lograr de manera realista es 0.02, y el valor más bajo de |(RaL Rae - 2Rav)/2 que se puede lograr de manera realista es 0.005.

Se sabe que la rugosidad de la superficie tiene una influencia extremadamente grande en la humectabilidad. Sin embargo, la superficie de un acero inoxidable exhibe repelencia contra el metal de aporte para soldadura fuerte, y ha habido una serie de puntos indefinidos con respecto a la relación entre las propiedades superficiales bidimensionales de la superficie de una chapa de acero inoxidable y el metal de aporte para soldadura fuerte que se utiliza para la soldadura fuerte o las propiedades de extensión del metal de aporte para soldadura fuerte. A medida que se vuelve rugosa la superficie de un acero inoxidable, aumenta el repelente contra el metal de aporte para soldadura fuerte; y, por lo tanto, la capacidad de soldadura fuerte se vuelve pobre. En la presente realización, se encontró que una disminución en la rugosidad de la superficie en una dirección no mejora suficientemente la extensión bidimensional del metal de aporte para soldadura fuerte y las propiedades de extensión del metal de aporte para soldadura fuerte pueden mejorarse extremadamente controlando la rugosidad en la superficie de una chapa en múltiples direcciones.

Es decir, cuando el valor medio de la rugosidad en la superficie de una chapa (rugosidad en el plano) disminuye y la diferencia en la rugosidad en la superficie de la chapa (rugosidad en el plano) disminuye, la extensión bidimensional del metal de aporte para soldadura fuerte se vuelve fácil (el metal de aporte para soldadura fuerte puede extenderse fácilmente en direcciones bidimensionales). Específicamente, (RaL Rae 2Rav)/4 es un índice que indica el valor medio de los valores de rugosidad de media aritmética en tres direcciones, y |(RaL Rae - 2Rav)/2| es un índice que indica la diferencia entre los valores de rugosidad de media aritmética en tres direcciones. La capacidad de soldadura fuerte mejora ajustando el valor medio de los valores de rugosidad de media aritmética en tres direcciones en 0.50 o menos y ajustando la diferencia entre los valores de rugosidad de media aritmética en tres direcciones en 0.10 o menos.

eomo método para disminuir los valores de (RaL Rae 2Rav)/4 y |(RaL Rae - 2Rav)/2|, existe un método para controlar el programa de paso de la etapa de laminación en frío en un procedimiento para fabricar una chapa de acero inoxidable. En la etapa de laminación en frío de una chapa de acero inoxidable, por lo general, la laminación en varios pasos se realiza mediante una máquina laminadora Sendzimir; y, de ese modo, se fabrica una chapa de acero inoxidable con un espesor de chapa predeterminado. En este momento, se utiliza como lubricante parafina líquida o aceite soluble en agua. En la presente realización, el paso final se lleva a cabo en las condiciones descritas anteriormente (1) a (3). Es decir, el paso final se lleva a cabo utilizando un rodillo con una rugosidad de rodillo n.° 60 o más, la reducción de laminación en el paso final se establece en el 15.0% o menos, y la velocidad de laminación en frío en el paso final se establece en 800 m/min o menos. En tal caso, se realizan las propiedades superficiales preferidas definidas en la presente realización. En el laminado de varios pasos con una máquina laminadora Sendzimir, se forma una superficie plana mediante la transferencia de marcas de laminación en frío mientras se eliminan los defectos (defectos de granallado, ranuras de corrosión intergranular, picaduras de decapado y similares) en la superficie de un material base.

En las propiedades superficiales preferidas definidas en la presente realización, el valor medio de los valores de rugosidad de media aritmética en tres direcciones y la diferencia entre los valores de rugosidad de media aritmética en tres direcciones son menores que los valores predeterminados. En el caso de que la superficie de un rodillo que se utiliza en el paso final sea rugosa, las marcas de rectificado del rodillo se transfieren y la superficie del acero inoxidable también se vuelve rugosa y, por tanto, en el paso final, se utiliza un rodillo con una rugosidad n.° 60 o mayor. La rugosidad del rodillo es más deseablemente del n.° 80 o mayor. En el caso de que la rugosidad del rodillo sea mayor que la del n.° 1000, no se puede esperar una mayor mejora del efecto y, por tanto, la rugosidad del rodillo se establece deseablemente en el n.° 1000 o menor.

Además, cuando aumenta la reducción de laminación en el paso final, la longitud del arco de contacto entre la chapa de acero en una herramienta de calibre de cilindro y el cilindro se vuelve larga y, por tanto, se vuelve difícil descargar el aceite de laminación de la herramienta de calibre de cilindro. En el caso de que el aceite de laminación no se descargue fácilmente, el aceite de laminación en la herramienta de calibre de laminación genera una presión hidrostática y es probable que se generen cavidades bidimensionales en la superficie de la chapa de acero. De este modo, es probable que los valores de (RaL Rae 2Rav)/4 y |(RaL Rae - 2Rav)/2| aumenten. Asimismo, dependiendo de la cantidad de aceite de laminación o de las propiedades de la superficie de la chapa original, se produce un fenómeno de excoriación por frotamiento llamado arañazos por calor cuando la chapa de acero se lamina con una alta reducción de laminación y, por el contrario, la rugosidad de la superficie se torna áspera. En la presente realización, se evita la aparición de arañazos por calor mientras se acelera la descarga de aceite de laminación en la herramienta de calibre de laminación. De este modo, la diferencia entre los valores de rugosidad en las direcciones respectivas disminuye al disminuir los valores de la rugosidad, en particular, en direcciones distintas a la dirección de laminación. Para lograr lo que se ha descrito anteriormente, la reducción de laminación en el paso final se establece deseablemente en el 15.0% o menos. La reducción de laminación en el paso final es más deseablemente del 14.5% o menos y, cuando se tienen en cuenta la productividad o las formas de las chapas de acero, la reducción de la laminación es deseablemente del 10.0% o más. La reducción de la laminación en el paso final es más deseablemente del 12.0% o más.

Aún más, la velocidad de laminado (velocidad de laminado en frío) en el paso final en la presente realización se establece deseablemente en 800 m/min o menos. En la entrada de la herramienta de calibre de cilindros, el aceite de laminación permanece en cavidades superficiales que permanecen en el material laminado, el aceite se descarga en la herramienta de calibre de cilindros y, por tanto, las marcas de cilindros se transfieren a la chapa de acero. Sin embargo, en el caso de que la velocidad de laminación sea rápida, no se obtiene tiempo suficiente para descargar el aceite, por lo que las cavidades no se eliminan lo suficiente y resulta difícil disminuir la rugosidad, particularmente en las partes de las cavidades. Con el fin de descargar suficientemente el aceite de laminación en las partes de las cavidades, transferir suficientemente un rodillo plano de forma bidimensional y reducir la anisotropía de la rugosidad, la velocidad de laminación en frío en el paso final se establece deseablemente en 800 m/min o menos. La velocidad de laminación en frío en el paso final es más deseablemente de 600 m/min o menos y aún más deseablemente de 500 m/min o menos. Cuando se tienen en cuenta la productividad, las formas de las chapas de acero y el brillo de la superficie, la velocidad de laminación en frío en el paso final es deseablemente de 150 m/min o más.

Además, pueden establecerse otras condiciones en el laminado en frío teniendo en cuenta el espesor de la chapa o el acabado de la superficie de los productos y, en el caso de que las chapas de acero se laminen en una dirección utilizando una máquina laminadora en tándem que es una máquina laminadora de acero ordinaria, pueden aplicarse las condiciones de la presente realización a la posición final. Asimismo, el aceite de laminación puede ser parafina líquida o aceite soluble en agua.

En la tabla 2 se muestran las condiciones de recocido de las chapas laminadas en frío y los números de tamaño de grano (GSN, en inglés) antes y después de un tratamiento térmico de soldadura fuerte. Los números de acero en la tabla 2 son los mismos que los números de acero en las tablas 3A a 3D que se muestran a continuación. El número de tamaño de grano se evaluó como se describe a continuación. Se cortó una chapa de acero producida utilizando un método descrito a continuación de modo que se pudiera observar una superficie paralela a la dirección de laminación y se implantó en una resina. El número de tamaño de grano se midió utilizando un microscopio óptico y un método de corte.

Tabla 2 (los aceros n.osA20 a A22 sor ejemplos de referencia)

ndiciones de recocido de _{chapa laminada en frío}

Resultados de medición de GSN empo de Tiempo de GSN GSN

tenimiento mantenimiento (antes de (después de peratura a temperatura tratamiento tratamie GSN 650 °C de 950 ° mico de térmico

50 ° 050 ° ldadura) soldadu

8.0 75.0 7.2 4.2 3.0 10.0 45.3

7.5 4.3 3.2

9.0

65.5 7.1

4.3 2.8

8.3 52.3 6.5 3.2 3.3 8.6 65.1 6.4

3.4

3.0 13.4 72.3 7.3

3.7 3.6 12.7 40.9 7.6 3.0 4.6 11.6 53.2 6.7 4.3 2.4 10.5 49.7 6.2 4.1 2.1 9.6 60.5 6.3

3.0

3.3 5.3 26.9

7.2 3.5 3.7 ^{14.6 71.1 6.4 3.1 3.3}17.3 39.5

6.4 3.2 3.2 10.8 79.8 6.8 4.0

2.8

7.4 65.3 7.4 ^{j -» .j a}4.1 ₁4,2 75.3 5.9

0.8

5.1

16.2

83.5

5.8 0.6 5.2

4.5 42.0 5.9

0.7

_J4.8 86.3 5.4

0.3 5.1

14.6

90.1

5.8 0.6

5.2

De la tabla 2 se deduce que, en el caso de que la chapa de acero se mantenga a una temperatura de 650 °C a 950 °C durante menos de 5.0 s o en el caso de que la chapa de acero se mantenga a una temperatura de 950 °C a 1050 °C por más de 80.0 s, la cantidad de cambio en el número de tamaño de grano antes y después del tratamiento térmico de soldadura fuerte (la cantidad de un número de tamaño de grano cambiado por el tratamiento térmico de soldadura fuerte) se hace mayor que 5.0. El gran cambio del número de tamaño de grano antes y después del tratamiento térmico de soldadura fuerte conduce a un gran cambio en las propiedades mecánicas de un acero inoxidable antes y después del tratamiento térmico de soldadura fuerte, y existe el temor de causar un accidente o similar en los componentes, y, por tanto, es deseable evitar el gran cambio del número de tamaño de grano entre antes y después del tratamiento térmico de soldadura fuerte. En la presente realización, cuando la cantidad de cambio en el número de tamaño de grano antes y después del tratamiento térmico de soldadura fuerte es 5.0, las propiedades mecánicas cambian mucho. Por lo tanto, la cantidad de cambio en el número de tamaño de grano antes y después del tratamiento térmico de soldadura fuerte disminuye deseablemente a 5.0 o menos. La cantidad de cambio en el número de tamaño de grano antes y después del tratamiento térmico de soldadura fuerte es más deseablemente de 4.0 o menos. Dado que la cantidad de cambio en el número de tamaño de grano antes y después del tratamiento térmico de soldadura fuerte es preferiblemente baja, no es necesario establecer el valor límite inferior. Sin embargo, dado que es difícil establecer la cantidad de cambio en el número de tamaño de grano en cero, el valor límite inferior se establece deseablemente en más de cero.

En la presente realización, se encontró que, cuando una fase de Laves como Fe2Nb precipita finamente en un acero, esta fase sirve como factor de fijación y la cantidad de cambio en el número de tamaño de grano antes y después del tratamiento térmico de soldadura fuerte disminuye. La temperatura a la que precipita la fase de Laves es de 650 °C a 950 °C, y la temperatura a la que se disuelve la fase de Laves es de 950 °C a 1050 °C. Por lo tanto, durante el recocido de la chapa laminada en frío, es necesario mantener la chapa laminada en frío en un intervalo de temperatura de 650 °C a 950 °C durante un largo período de tiempo y mantener la chapa laminada en frío en un intervalo de temperatura de 950 °C a 1050 °C durante un corto período de tiempo. En la presente realización, la etapa de recocido incluye preferiblemente una etapa de mantenimiento de la chapa de acero a una temperatura de 650 °C a 950 °C durante 5.0 s o más y una etapa de mantenimiento de la chapa de acero a una temperatura de 950 °C a 1050 °C durante 80.0 s o menos. Se encontró que, en tal caso, es posible precipitar suficientemente la fase de Laves fina que es eficaz para fijar los granos de cristal. La etapa de recocido incluye más deseablemente una etapa de mantenimiento de la chapa de acero a una temperatura de 650 °C a 950 °C durante 8.0 s (segundos) o más y una etapa de mantenimiento de la chapa de acero a una temperatura de 950 °C a 1050 °C durante 60.0 s (segundos) o menos. Asimismo, cuando se tiene en cuenta la productividad, el tiempo de retención durante el cual se mantiene la chapa de acero a una temperatura de 650 °C a 950 °C es preferiblemente de 50 s o menos. Cuando se tiene en cuenta la recristalización apropiada de la estructura después del laminado en frío, el tiempo de retención durante el cual la chapa de acero se mantiene a una temperatura de 950 °C a 1050 °C es preferiblemente de 10 s o más.

A continuación, se describirá con más detalle la composición química de un acero definido en la presente realización. Mientras tanto, «%» indica «porcentaje en masa».

C: Dado que el C degrada la resistencia a la corrosión intergranular y la trabajabilidad, es necesario disminuir la cantidad de C a un nivel bajo. Por lo tanto, la cantidad de C se establece en el 0.030%. Sin embargo, una cantidad excesivamente baja de C ayuda al engrosamiento de los granos de cristal durante la soldadura fuerte y aumenta los costes de refinamiento y, por tanto, la cantidad de C se establece en el 0.001% o más. La cantidad de C es más deseablemente del 0.004% al 0.020%.

Si: El Si es un elemento de desoxidación útil, pero el Si aumenta la actividad del Ti; y, de este modo, el Si ayuda a la generación de un óxido a base de Ti duro. Por lo tanto, la cantidad de Si se establece en un intervalo del 0.01% al 1.00%. La cantidad de Si es más deseable que sea del 0.10% al 0.60%.

Mn: El Mn es un elemento de desoxidación útil, pero en el caso de que se añada una cantidad en exceso de Mn, el Mn deteriora la resistencia a la corrosión y, por tanto, la cantidad de Mn se establece en el intervalo del 0.01% al 2.00%. La cantidad de Mn es más deseablemente del 0.10% al 1.00%.

P: El P es un elemento que deteriora la trabajabilidad y la soldabilidad y, por tanto, es necesario limitar la cantidad de P. Por lo tanto, la cantidad de P se establece en el 0.050% o menos. La cantidad de P se establece más deseablemente en el 0.030% o menos.

S: El S es un elemento que deteriora la resistencia a la corrosión y, por tanto, es necesario limitar la cantidad de S. Por lo tanto, la cantidad de S se establece en el 0.0100% o menos. La cantidad de S se establece más deseablemente en el 0.0050% o menos.

Cr: Los ejemplos de posibles entornos corrosivos incluyen entornos atmosféricos, entornos de agua de refrigeración, entornos de condensación de gases de escape y similares. Para garantizar la resistencia a la corrosión en los entornos descritos anteriormente, se requiere al menos un 11.0% o más de Cr. A medida que aumenta la cantidad de Cr, mejora la resistencia a la corrosión, pero se aminoran la trabajabilidad y la capacidad de fabricación y, por tanto, la cantidad de Cr se establece en el 30.0% o menos. La cantidad de Cr es más deseablemente del 15.0% al 23.0%.

Mo: Para mejorar la resistencia a la corrosión contra el agua condensada, se requiere el 0.01% o más de Mo. Sin embargo, en el caso de que se añada una cantidad en exceso de Mo, se aminora la trabajabilidad y aumentan los costes debido al elevado precio del Mo, y, por tanto, la cantidad de Mo se fija en el 3.00% o menos. La cantidad de Mo es más deseablemente del 0.10% al 2.50%.

Ti: El Ti forma una película de óxido con poca humectabilidad en la superficie y aminora la capacidad de soldadura fuerte. Por lo tanto, la cantidad de Ti se establece entre el 0.001% y el 0.050%. La cantidad de Ti es más deseablemente del 0.001% al 0.030%.

Al: El Al tiene un efecto de desoxidación o similar, el Al es un elemento útil para el refinamiento, y el Al tiene el efecto de mejorar la moldeabilidad. Para obtener estos efectos de forma estable, se incluye el 0.001% o más de Al. Sin embargo, en el caso de que se incluya una gran cantidad de Al, se forma sobre la superficie una película de óxido con escasa humectabilidad y se deteriora la capacidad de soldadura fuerte. Por lo tanto, la cantidad de Al se establece en el 0.030% o menos. La cantidad de Al es más deseablemente del 0.001% al 0.015%.

Nb: Dado que los carbonitruros de Nb evitan el engrosamiento de los granos de cristal debido al calentamiento durante la soldadura fuerte y, por tanto, se evita una disminución en la resistencia de los miembros, el Nb es un elemento importante. Asimismo, el Nb es útil para mejorar la resistencia a altas temperaturas o mejorar la resistencia a la corrosión intergranular de las partes soldadas, pero en el caso de que se añada una cantidad en exceso de Nb, se aminora la trabajabilidad o la capacidad de fabricación y, por tanto, la cantidad de Nb se establece en un intervalo del 0.010% al 1.000%. La cantidad de Nb es más deseablemente del 0.100% al 0.600%.

O: El O es un elemento que inevitablemente se incluye en un acero inoxidable. Sin embargo, cuando el O está presente en el material base de un acero inoxidable, existe la posibilidad de que el O provoque la formación de inclusiones como óxidos y aminore diversas características como la ductilidad o la resistencia a la corrosión. Por lo tanto, la cantidad de O se reduce al 0.020% o menos. La cantidad de O es más deseablemente el 0.010% o menos.

N: El N es un elemento útil para la resistencia a la corrosión por picaduras, pero el N degrada la resistencia a la corrosión intergranular y la trabajabilidad, por lo que es necesario disminuir la cantidad de N a un nivel bajo. Por lo tanto, la cantidad de N se establece en el 0.050% o menos. La cantidad de N es más deseablemente el 0.030% o menos.

Lo que se ha descrito anteriormente es la composición química que sirve como base del acero inoxidable ferrítico de la presente realización: sin embargo, en la presente realización, el acero inoxidable ferrítico puede incluir además los siguientes elementos según sea necesario.

Ni: Para mejorar la resistencia a la corrosión, se puede incluir un 3.00% o menos de Ni. Para obtener los efectos de forma estable, la cantidad de Ni debe ser del 0.01% o más. La cantidad de Ni es más deseablemente del 0.05% al 2.00%.

Cu: Para mejorar la resistencia a la corrosión, se puede incluir el 1.500% o menos de Cu. Para obtener los efectos de forma estable, la cantidad de Cu debe ser del 0.050% o más. La cantidad de Cu es más deseablemente del 0.100% a 1.000%.

W: Para mejorar la resistencia a la corrosión, se puede incluir el 1.000% o menos de W. Para obtener los efectos de forma estable, la cantidad de W debe ser del 0.010% o más. La cantidad de W es más deseablemente del 0.020% al 0.800%.

V: Para mejorar la resistencia a la corrosión, se puede incluir un 0.300% o menos de V. Para obtener los efectos de forma estable, la cantidad de V debe ser del 0.010% o más. La cantidad de V es más deseablemente del 0.020% al 0.050%.

Sn: Para mejorar la resistencia a la corrosión, se puede incluir el 0.500% o menos de Sn. En el caso de que se incluya Sn, la cantidad de Sn es del 0.005% o más, cantidad a la que se pueden obtener los efectos de forma estable. La cantidad de Sn es más deseablemente del 0.01% al 0.300%.

Sb: Para mejorar la resistencia general a la corrosión. Puede incluirse el 0.5000% o menos de Sb. En el caso de que se incluya Sb, la cantidad de Sb es el 0.0050% o más, cantidad a la que se pueden obtener los efectos de manera estable. La cantidad de Sb es más deseablemente del 0.0100% al 0.3000%.

Mg: El Mg tiene un efecto de desoxidación o similar y es un elemento útil para el refinado. Asimismo, el Mg minimiza la estructura y el Mg también es útil para mejorar la trabajabilidad y la tenacidad, y se puede incluir el 0.0030% o menos de Mg según sea necesario. En el caso de que se incluya Mg, la cantidad de Mg es el 0.0001% o más, cantidad a la que se pueden obtener los efectos de manera estable. La cantidad de Mg es más deseablemente del 0.0001% al 0.001%.

Mientras tanto, la cantidad total de uno o más de Ni, Cu, W, V, Sn, Sb y Mg es deseablemente del 6% o menos desde el punto de vista de un aumento en los costes.

B: El B es un elemento útil para mejorar la trabajabilidad secundaria y se puede incluir un 0.0030% o menos de B. En el caso de que se incluya B, la cantidad de B es el 0.0002% o más, cantidad a la que se pueden obtener los efectos de forma estable. La cantidad de B es más deseablemente del 0.0005% al 0.0010%.

Ca: Se añade Ca para la desulfuración, pero en el caso de que se añada una cantidad en exceso de Ca, se genera una inclusión de CaS insoluble en agua y se aminora la resistencia a la corrosión. Por lo tanto, se puede añadir del 0.0002% al 0.0100% de Ca. La cantidad de Ca es más deseablemente del 0.0002% al 0.0050%.

Zr: Para mejorar la resistencia a la corrosión, se puede incluir el 0.300% o menos de Zr según sea necesario. En el caso de que se incluya Zr, la cantidad de Zr es el 0.010% o más, cantidad a la que se pueden obtener los efectos de forma estable. La cantidad de Zr es más deseablemente del 0.020% al 0.200%.

Co: Para mejorar la trabajabilidad secundaria y la tenacidad, se puede incluir el 0.300% o menos de Co según sea necesario. En el caso de que se incluya Co, la cantidad de Co es el 0.010% o más, cantidad a la que se pueden obtener los efectos de forma estable. La cantidad de Co es más deseablemente del 0.020% al 0.200%.

Ga: Para mejorar la resistencia a la corrosión y la resistencia a la fragilización por hidrógeno, se puede incluir el 0.0100% o menos de Ga según sea necesario. En el caso de que se incluya Ga, la cantidad de Ga es el 0.0001% o más, cantidad a la que se pueden obtener los efectos de manera estable. La cantidad de Ga es más deseablemente del 0.0005% al 0.0050%.

Ta: Para mejorar la resistencia a la corrosión, se puede incluir el 0.0100% o menos de Ta según sea necesario. En el caso de que se incluya Ta, la cantidad de Ta es el 0.0001% o más, cantidad a la que se pueden obtener los efectos de manera estable. La cantidad de Ta es más deseablemente del 0.0005% al 0.0050%.

REM: Dado que REM tiene un efecto de desoxidación o similar, REM es un elemento útil para el refinamiento, y se puede incluir el 0.200% o menos de REM según sea necesario. En el caso de que se incluya REM, la cantidad de REM es del 0.001% o más, cantidad en la que se pueden obtener los efectos de forma estable. La cantidad de REM es más deseablemente del 0.002% al 0.100%.

Aquí, los elementos de tierras raras (REM, por sus siglas en inglés) se refieren, según la definición ordinaria, a dos elementos de escandio (Sc) e itrio (Y) y quince elementos (lantanoides) desde el lantano (La) hasta el lutecio (Lu). Los REM es uno o más elementos seleccionados de estos elementos de tierras raras, y la cantidad de REM se refiere a la cantidad total de elementos de tierras raras.

En un método de fabricación de la presente realización, básicamente, se aplica un método ordinario para fabricar una chapa de acero hecha de acero inoxidable ferrítico. Por ejemplo, el acero fundido que tiene la composición química descrita anteriormente se produce usando un convertidor o un horno eléctrico y se refina usando un horno AOD, un horno VOD o similar. Después de eso, se produce una plancha usando un método de colada continua o un método de colada de lingotes y luego la plancha se somete a las etapas de laminado en caliente, recocido de chapas laminadas en caliente, decapado, laminado en frío, recocido de acabado y decapado; y de ese modo, se fabrica el acero inoxidable ferrítico de la presente realización. El recocido de las chapas laminadas en caliente podrá no realizarse si es necesario. Se pueden repetir el laminado en frío, el recocido de acabado y el decapado.

Sin embargo, como se describió anteriormente, en la etapa de laminación en frío, para controlar la rugosidad de la superficie, las chapas de acero se laminan utilizando un rodillo con una rugosidad de rodillo n.° 60 o más en el paso final en condiciones en las que la reducción de la laminación en el paso final se establece en el 15.0% o menos y la velocidad de laminación en frío en el paso final se establece en 800 m/min o menos. Asimismo, para precipitar la fase de Laves como Fe2Nb en el acero, la etapa de recocido de la chapa laminada en frío incluye deseablemente una etapa de mantenimiento de la chapa de acero a una temperatura de 650 °C a 950 °C durante 5.0 s o más y una etapa de mantenimiento de la chapa de acero a una temperatura de 950 °C a 1050 °C durante 80.0 s o menos. Es decir, en la etapa de recocido es deseable establecer el tiempo de retención durante el cual la chapa de acero se mantiene a una temperatura de 650 °C a 950 °C a 5.0 s o más y establecer el tiempo de retención durante el cual la chapa de acero se mantiene a una temperatura de 950 °C a 1050 °C a 80.0 s o menos.

Ejemplos

La presente invención se describirá con más detalle usando ejemplos.

Se produjeron aceros con una composición que se muestra en las tablas 3A y 3B, los aceros se sometieron a laminación en caliente hasta un espesor de la chapa de 4 mm, los aceros se recocieron a 1050 °C durante un minuto y luego se decaparon los aceros. Después de eso, los aceros se sometieron a laminación en frío hasta un espesor de la chapa de 1 mm. En particular, el laminado en frío se llevó a cabo en condiciones en las que la rugosidad del rodillo en el paso final del laminado en frío, la reducción del laminado y la velocidad del laminado en frío se ajustaron a los valores que se muestran en la tabla 3C. En el recocido de chapas laminadas en frío, el tiempo de mantenimiento a una temperatura de 650 °C a 950 °C y el tiempo de mantenimiento a una temperatura de 950 °C a 1050 °C se controlaron, respectivamente, como se muestra en la tabla 3C.

Después de eso, se cortaron especímenes de prueba con un ancho de 100 mm y una longitud de 100 mm de las chapas de acero producidas. Los valores de rugosidad de media aritmética de la superficie de acero en las direcciones respectivas de la dirección de laminación (dirección L), la dirección perpendicular a la dirección de laminación (dirección C) y la dirección inclinada a 45° con respecto a la dirección de laminación (dirección V) se midieron utilizando un instrumento de medición de la rugosidad y la forma de la superficie. La longitud de medición se fijó en 4.0 mm, la velocidad de medición se fijó en 0.30 mm/s y la longitud de corte se fijó en 0.8 mm. En cada una de las direcciones, se utilizó el valor medio de tres resultados de medición como el valor de la rugosidad de la media aritmética en esa dirección.

Asimismo, las chapas de acero producidas se cortaron de modo que se pudiera observar una superficie paralela a la dirección de laminación y se implantaron en una resina. El número de tamaño de grano (GSN) se midió utilizando el método de corte.

Asimismo, se cortaron especímenes de prueba con un ancho de 60 mm y una longitud de 100 mm de las chapas de acero producidas, y se colocó metal de aporte de soldadura fuerte de Ni (0.2 g) en la superficie de cada uno de los especímenes de prueba y se calentó a 1200 °C durante diez minutos en una atmósfera de vacío de 7 x 10-1 Pa (5 x 10'3 torr). A continuación, el espécimen de prueba se enfrió a la temperatura normal y se midió un área del metal de aporte de soldadura fuerte (área del metal de aporte de soldadura fuerte) en la superficie del espécimen de prueba después del calentamiento. Los especímenes de prueba, en los que el área del metal de aporte de soldadura fuerte después del calentamiento era 2.5 veces o más el área del metal de aporte de soldadura fuerte antes del calentamiento, se evaluaron como A (excelente). Los especímenes de prueba en los que el área del metal de aporte de soldadura fuerte después del calentamiento fue de 2 veces (dos veces) o más a menos de 2.5 veces el área del metal de aporte de soldadura fuerte antes del calentamiento se evaluó como B (bueno). Los especímenes de prueba en los que el área del metal de aporte de soldadura fuerte después del calentamiento era menor que 2 veces (dos veces) el área del metal de aporte de soldadura fuerte antes del calentamiento se evaluó como C (malo). Posteriormente, las chapas de acero que habían sido sometidas a un tratamiento térmico de soldadura fuerte se cortaron de forma que se observara una superficie paralela a la dirección de laminación y se implantaron en una resina. El número de tamaño de grano (GSN) se midió utilizando el método de corte.

Asimismo, se cortaron especímenes de prueba con un ancho de 25 mm y una longitud de 100 mm de las chapas de acero laminadas en frío, y luego todas las superficies de los especímenes de prueba se pulieron en húmedo con papel de lija de hasta el n.° 600. Estos especímenes de prueba fueron evaluados por medio de pruebas de semiinmersión.

El agua condensada de imitación utilizada en las pruebas de semiinmersión se produjo como se describe a continuación. Se produjo una solución acuosa que contenía 300 ppm de Cl-, 1000 ppm de SO42', y 1000 ppm de SO32' utilizando ácido clorhídrico, ácido sulfúrico y sulfito de amonio como reactivos. Después de la adición de los reactivos, el pH se ajustó a 2.0 usando agua amoniacal; y de ese modo se obtuvo la imitación de agua condensada. Se ajustó una plantilla de modo que aproximadamente la mitad del espécimen de prueba se sumergiera en el agua condensada de imitación en un ángulo de 55°. La mitad del espécimen de prueba se sumergió en agua de condensación de imitación usando esta plantilla, y el agua de condensación de imitación se calentó a 80 °C. La prueba se llevó a cabo durante 168 horas y la solución se renovó todos los días entre semana.

Para la evaluación de la corrosión, se utilizó la profundidad máxima de las picaduras de corrosión. Después del final de las pruebas, el producto corroído se eliminó usando una solución acuosa de hidrogenocitrato diamónico, y la profundidad de la posición en la que la muestra de prueba se corroyó más profundamente se midió usando un método de profundidad focal. Con respecto al estándar de determinación en las pruebas de semiinmersión, se confirmó que el crecimiento de las picaduras de corrosión se volvió significativo bajo estas condiciones de prueba en el caso en que la profundidad máxima de las picaduras por corrosión fuera de 100 pm. Por lo tanto, se utilizó 100 pm como valor límite. Un acero en el que la profundidad máxima de las picaduras por corrosión fue menor que 100 pm se evaluó como B (bueno). Un acero en el que la profundidad máxima de las picaduras por corrosión fue de 100 pm o más se evaluó como C (malo).

Asimismo, utilizando estas chapas de acero se produjeron especímenes implantados en una resina para la observación de la sección transversal en L. Los especímenes se pulieron hasta acabado espejo y luego se observaron usando un SEM, y las composiciones de las inclusiones se analizaron por espectroscopía de rayos X de dispersión de energía (EDS). Los resultados se muestran en las tablas 3D y 3E. Aquí, EDS se refiere a un método de análisis de elementos en el que se irradia un espécimen con haces de electrones, se detectan los rayos X característicos que se generan y se investigan los elementos que constituyen un sujeto y sus concentraciones.

_{__}

Tabla 3D

Tabla 3D (continuación) (los aceros n.°‘ A15 a A17 y A20 a A22 son ejemplos de referencia)

Los resultados de la prueba se muestran en las tablas 3D y 3E. Se encuentra a partir de la tabla 3D que los aceros de los ejemplos de la invención eran excelentes en términos de capacidad de soldadura fuerte y resistencia a la corrosión contra el agua condensada. Asimismo, se encuentra en la tabla 3E que, en el caso en que las cantidades de los componentes estuvieran fuera de los intervalos de la presente realización, la resistencia a la corrosión contra el agua condensada se deterioró, excepto en los casos en que la cantidad de Al o Ti estuvo fuera del intervalo de la presente realización. Se encontró que, en el caso en que la cantidad de Al o Ti estaba fuera del intervalo de la presente realización, la capacidad de soldadura fuerte se volvió pobre. Asimismo, se encontró que, incluso cuando las cantidades de los respectivos componentes estaban dentro de los intervalos de la presente realización, en el caso de que las cantidades de Al, Ti y Si no cumplieran con la relación de Al/Ti > 8.4Si - 0.78, se generó un óxido duro a base de Ti en un acero, se formaron vacíos que servían como puntos de inicio de la corrosión por picaduras en las interfases de inclusión / material base y se deterioró la resistencia a la corrosión contra el agua condensada.

Asimismo, en los aceros n.os A1 a A14, la rugosidad de un rodillo que se utilizó en el laminado en frío final (el último paso de laminación en frío) se fijó en el n.° 60 o más, la reducción de la laminación en el paso final se fijó al 15.0% o menos, y la velocidad de laminación en frío en el paso P final se ajustó a 800 m/min o menos. Se encontró que los aceros fabricados bajo las condiciones descritas anteriormente cumplieron con tanto (RaL Rae 2Rav)/4 < 0.50 como |(RaL Rae - 2Rav)/2| < 0.10 y la capacidad de soldadura fuerte se volvió más favorable. Asimismo, en los aceros n.os A1 a A14 de los ejemplos de la invención, en la etapa de recocido de las chapas laminadas en frío, el tiempo de mantenimiento de la chapa de acero a una temperatura en el intervalo de 650 °C a 950 °C se fijó en 5.0 s o más, y el tiempo de retención de la chapa de acero a una temperatura en el intervalo de 950 °C a 1050 °C se fijó en 80.0 s o menos. Se encontró que, en los aceros fabricados bajo las condiciones descritas anteriormente, la cantidad de cambio en el número de tamaño de grano antes y después del tratamiento térmico de soldadura fuerte llegó a ser 5.0 o menos.

Aplicabilidad industrial

El acero inoxidable ferrítico con alta resistencia a la corrosión contra el agua condensada de gases de escape de la presente invención es adecuado como miembros que se utilizan en aparatos de recirculación de gases de escape tales como silenciadores de automóviles, dispositivos de recuperación de calor de escape y refrigeradores de recirculación de gases de escape (EGR).

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un acero inoxidable ferrítico con alta resistencia a la corrosión contra el agua de condensación de gases de escape y alta capacidad de soldadura fuerte, que comprende, en porcentaje en masa:

C: 0.001% a 0.030%;

Si: 0.01% a 1.00%;

Mn: 0.01% a 2.00%;

P: 0.050% o menos;

S: 0.0100% o menos;

Cr: 11.0% a 30.0%;

Mo: 0.01% a 3.00%;

Ti: 0.001% a 0.050%;

Al: 0.001% a 0.030%;

Nb: 0.010% a 1.000%;

O: 0.020% o menos; y

N: 0.050% o menos, que opcionalmente comprende, además, en porcentaje en masa, uno cualquiera o más de lo siguiente:

Ni: 0.01% a 3.00%;

Cu: 0.050% a 1.500%;

W: 0.010% a 1.000%;

V: 0.010% a 0.300%;

Sn: 0.005% a 0.500%;

Sb: 0.0050% a 0.5000%; y

Mg: 0.0001% a 0.0030%, y/u opcionalmente que comprende, además, en porcentaje en masa, uno o más cualesquiera de lo siguiente:

B: 0.0002% a 0.0030%;

Ca: 0.0002% a 0.0100%;

Zr: 0.010% a 0.300%;

Co: 0.010% a 0.300%;

Ga: 0.0001% a 0.0100%;

Ta: 0.0001% a 0.0100%; y

REM: 0.001% a 0.200%;

siendo un resto Fe e impurezas inevitables,

en donde una cantidad de Al, una cantidad de Ti y una cantidad de Si en porcentaje en masa cumplen con Al/Ti = 8.4Si-0.78.

cuando una dirección de laminación está representada por una dirección L, una dirección perpendicular a la dirección de laminación está representada por una dirección C, una dirección inclinada a 45° con respecto a la dirección de laminación está representada por una dirección V, y los valores de rugosidad de media aritmética de una superficie de acero en las direcciones respectivas se representan, respectivamente, por RaL, RaC, y Rav con una unidad de gm,

(RaL+Rac+2Rav)/4<0.50 y

| (RaL+Rac+2Rav)/21 <0.10 y

están satisfechos.

2. El acero inoxidable ferrítico con alta resistencia a la corrosión contra el agua de condensación de gases de escape y alta capacidad de soldadura fuerte según la reivindicación 1, que comprende, en porcentaje en masa, uno o más cualesquiera de lo siguiente:

Ni: 0.01% a 3.00%;

Cu: 0.050% a 1.500%;

W: 0.010% a 1.000%;

V: 0.010% a 0.300%;

Sn: 0.005% a 0.500%;

Sb: 0.0050% a 0.5000%; y

Mg: 0.0001% a 0.0030%.

3. El acero inoxidable ferrítico con alta resistencia a la corrosión contra el agua condensada de los gases de escape y alta capacidad de soldadura fuerte según la reivindicación 1 o 2, que comprende, en porcentaje en masa, uno o más cualesquiera de lo siguiente:

B: 0.0002% a 0.0030%;

Ca: 0.0002% a 0.0100%;

Zr: 0.010% a 0.300%;

Co: 0.010% a 0.300%;

Ga: 0.0001% a 0.0100%;

Ta: 0.0001% a 0.0100%; y

REM: 0.001% a 0.200%.

4. El acero inoxidable ferrítico con alta resistencia a la corrosión contra el agua condensada de los gases de escape y alta capacidad de soldadura fuerte según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la cantidad de cambio en el número de tamaño de grano, GSN, antes y después de un tratamiento térmico a 1200 °C durante 10 minutos en una atmósfera de vacío de 7x10_1 Pa (5x10‘3 torr) es 5.0 o menos.

5. El acero inoxidable ferrítico con alta resistencia a la corrosión contra el agua de condensación de gases de escape y alta capacidad de soldadura fuerte según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 que se utiliza en silenciadores de automóviles, dispositivos de recuperación de calor de escape y refrigeradores EGR que son piezas de automóviles expuestas a entornos de condensación de los gases de escape.

6. Un método para fabricar un acero inoxidable ferrítico con alta resistencia a la corrosión contra el agua condensada de los gases de escape y alta capacidad de soldadura fuerte según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, comprendiendo el método:

una etapa de laminación en frío de un acero que tiene los componentes químicos según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,

en donde, en la etapa de laminación en frío, en un paso final, el acero se lamina utilizando un rodillo con una rugosidad de rodillo del n.° 60 o más en condiciones en las que la reducción de laminación en el paso final se establece en el 15.0% o menos y la velocidad de laminación en frío en el paso final se establece en 800 m/min o menos.

7. El método para fabricar un acero inoxidable ferrítico con alta resistencia a la corrosión contra el agua condensada de los gases de escape y alta capacidad de soldadura fuerte según la reivindicación 6, comprendiendo el método además:

una etapa de recocido de una chapa de acero laminada en frío,

en donde la etapa de recocido incluye: una etapa de mantenimiento de la chapa de acero a una temperatura en el intervalo de 650 °C a 950 °C durante 5.0 s o más; y una etapa de mantenimiento de la chapa de acero a una temperatura en el intervalo de 950 °C a 1050 °C durante 80.0 s o menos.