JP3320831B2 - 高温強度および耐酸化性に優れたFe−Cr−Al合金 - Google Patents
高温強度および耐酸化性に優れたFe−Cr−Al合金Info
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Description
性に優れるFe−Cr−Al系合金板およびその箔に関
する。本合金は高温酸化性雰囲気下で激しい振動、熱刺
激を受ける自動車排ガス浄化用触媒担体および触媒コン
バータに好適の他、燃焼ガス排気系の機器、装置にも有
用である。
担体を従来のセラミックス製から特開昭56-96726号に示
されているように金属製のハニカムに換えることによ
り、コンバータの小型化、エンジン性能の向上など数々
の利点がある。
にコールドスタート時の排ガス浄化効率を向上させるこ
とが必要とされている。そのため、自動車排ガス浄化触
媒装置はコンバータを燃焼環境に近い位置に設置し、高
温の排ガスによりエンジン始動初期より早い時期に触媒
活性化温度に到達させ、触媒反応を起こさせるものが開
発されつつある。また、エンジンの高出力および小型化
によるエンジン振動および排ガス衝撃の増大しているこ
とから、従来のFe−Al−Cr合金ではその高温強
度、耐酸化性が不足しハニカム破損が生じ、実用化でき
ない。
号にZrを添加したものがあるが、高温強度の点で問題
がある。また、高温強度の点からNb添加により改善を
行っている場合が、特開平4-120247号および特開昭 58-
177437号に開示されている。しかし、Nbを添加すると
耐酸化性が著しく悪化し、エキマニに搭載するハニカム
材としては耐酸化性が足りない。
Fe−Cr−Al合金では、耐酸化性および強度不足の
ため実用に耐えない。本発明は上述した従来技術の欠点
を解消した高温での強度および耐酸化性に優れたFe−
Cr−Al合金、特に触媒担体用材料として好適な、板
厚0.5mm以下のFe−Cr−Al合金板および0.
1mm以下の箔を提供することを目的とする。また、本
材料は振動を有するような部材の耐熱材料としても好ま
しい。
れば、重量%で、C:0.05%以下、
Si:1.5%以下、Mn:1.0%以下、
Cr:11.0〜25%、Al:5.0%を越
え8.0%以下、 N:0.03%以下、Ti:0.0
1〜0.20%、 Zr:0.01〜0.20
%、La:0.02〜0.2%、 Ce:0.
03%以下を含み、残部Feおよび不可避的不純物から
なることを特徴とする高温強度及び耐酸化性に優れたF
e−Cr−Al系合金が提供される。
%で、 C:0.05%以下、 Si:1.5%
以下、 Mn:1.0%以下、 Cr:11.0
〜25%、 Al:5.0%を越え8.0%以下、 N:0.03%
以下、 Ti:0.01〜0.20、 Zr:0.01
〜0.20、 ランタノイド:Ceは0.03%以下、その他のCe以
外のランタノイドを少 なくとも一種以上含み、その各含
有量が0.001〜0.05 %の範囲で、かつCeとそ
の他のランタノイドの合計が0.0 5〜0.2%、を含
み、残部Feおよび不可避的不純物からなることを特徴
とする高温強度および耐酸化性に優れたFe−Cr−A
l系合金が提供される。
のFe−Cr−Al合金は二態様があり、基本的には、
C,Si,Mn,Cr,Al,N,Ti,Zrを含有す
る。それ以外に下記の組合せのランタノイドを含有す
る。Ti,ZrおよびLaあるいはCeを除くランタノ
イドを含有することにより、高温強度および耐酸化性を
改善することができる。その用途は特に合金板あるいは
箔として、自動車などの触媒コンバータ用材料をはじめ
とした耐熱材料に好適である。 (1)ランタノイド (1−1)Laを0.02〜0.2%含有する。ただ
し、Ceは0.03%以下とする。(1−2)Ceを0.03%以下含有し、その他のCe
を除くランタノイドを少なくとも一種以上含み、その各
含有量が0.001〜0.05%の範囲で、かつCeと
その他のランタノイドの合計量が0.05〜0.2%含
有する。
て述べる。なお、下限がないものについては0%を含
む。 Al:Alは本発明において耐酸化性およびクリープ強
度を確保するために、不可欠な元素であり、Fe−Cr
−Al合金を高温に保持した場合、AlはFe−Crよ
り優先酸化されて合金表面に保護性の高いAl2 O3 皮
膜を生成し、耐酸化性を改善する。Al含有量が5.0
%以下であると耐酸化性およびクリープ強度に優れた緻
密なAl2 O3 皮膜が生成しないため、その下限を5.
0%を越え添加する必要がある。耐酸化性およびクリー
プ特性の点からはAl含有量を高めることが望ましい
が、一方でAlは8%を越えると熱間圧延が困難なので
その上限を8%以下に限定する。
役割を持つばかりではなく、Cr自体が耐酸化性を向上
させる元素である。ここで11%未満では耐酸化性が確
保できず、25%を越えると靭性が低下し冷間圧延が困
難となるので、11%以上25%以下とした。
素であるが多量に含有すると靭性を低下させ製造性を低
下させるので、その上限を1.5%以下に限定する。
される場合、鋼中に残存することがあるが、Mnは耐酸
化性および耐食性を劣化させるので、少ない方がよい。
工業的および経済的な溶製技術を考慮して1.0%以下
に限定した。
て高温で生成するAl2 O3 ,Cr 2 O3 等の酸化皮膜
の密着性を改善し、耐酸化性および酸化スケールの耐剥
離性向上に極めて顕著な効果を有する。酸化スケールの
剥離防止は耐酸化性の向上のみならず、箔でのクリープ
強度に、酸化皮膜の強度をも加算するので極めて重要な
元素である。この効果は0.02%未満では耐酸化特
性、クリープ特性を確保できず、0.2%超では熱間圧
延が不可能となるので、0.02%以上0.2%以下に
限定する。
Fe−Cr−Al系合金に対しLaと同様に高温で生成
する酸化皮膜の密着性を向上することを通じて耐酸化性
を向上する効果を有し、かつ、元鉱石からLaを生成す
る場合、純粋なLaよりNdなど含有した場合の方が容
易な場合があることから、Ceを除くランタノイドをそ
れぞれ0.001〜0.05%の範囲で含有させること
ができる。ただし、Ceは熱間加工性および耐酸化性を
劣化させるので含まない。また、熱間圧延が不可能とな
るのでランタノイドの合計は0.2%以下とし、その下
限は0.05%とする。
タルで添加すると経済的であるが、その場合、Ceの添
加は避けられない。Ceは熱間加工性および耐酸化性を
劣化させるので添加しない方が望ましいが、0.03%
程度では特性上、製造上問題がないのでその上限を0.
03%に制限する。
Alの酸化消耗を抑制しAl2 O3皮膜およびCr2 O
3 皮膜を形成する時間を延ばし、合金の耐酸化性を向上
させる。この効果は0.01%以上で顕著となる。しか
し、その含有量が0.2%を越えるとAl2 O3 皮膜中
にZrO2 として混入することになり、これが酸素の拡
散経路となるためかえってAlの消耗を早める結果とな
る。従って、その含有量を0.01%以上0.20%以
下とした。
化性さらに靭性を低下させるので、極力低減させる方が
望ましい。よって0.05%以下に限定する。
ることによって、大きなCr炭化物の粒界生成を抑制し
てクリープ強度向上に効果がある。0.01%以上添加
しないと効果がないのでその下限を0.01%に、あま
り添加し過ぎると耐酸化性の点から好ましくないので、
その上限を0.20%に限定する。
させ、また、冷間圧延性、加工性を低下させる。Alと
反応し、粗大なAlN(〜30μm)を析出すると50
μm程度の箔に圧延した場合、穴開きの原因にもなるの
で極力低減させることが望ましい。よって0.03%以
下に限定する。
明する。 (実施例1)表1に本発明例および比較例の化学組成を
示す。これら素材は真空溶解によって溶製され、120
0℃に加熱後1250℃に加熱後、板厚3mmまで熱間
圧延し、焼鈍と冷間圧延を繰り返し50μmの箔にし
た。この圧延箔についての耐酸化性の調査をした。その
結果を同様に表1に示す。1200℃、150hの酸化
で酸化増量が1.5mg/cm2 未満のものを○で、こ
れ以上のものを×で示した。また、高温強度の評価は、
50μmの冷延箔を用いて、800℃、大気中、初期応
力3kgf/mm2 を負荷したクリープ試験により行っ
た。破断時間が12h以上のものを○印で、これ未満の
ものを×で示した。本発明鋼1〜7までは耐酸化性およ
びクリープ強度に優れている。一方、比較鋼8はクリー
プ特性に劣り、比較鋼9〜12は耐酸化性に劣る。ま
た、比較鋼13〜17は両者とも特性不足である。
iとZrを複合添加し、またLaあるいはCeを除くラ
ンタノイドを含有することにより、高温強度および耐酸
化性に優れた合金を提供できる。本発明の合金板またそ
の箔は自動車などの触媒コンバータ用材料をはじめとし
た、耐熱材料として好適な合金であり、とくに板厚0.
1mm以下の箔として優れた性能を示す。
Claims (2)
- 【請求項1】重量%で、 C:0.05%以下、 Si:1.5%
以下、 Mn:1.0%以下、 Cr:11.0
〜25%、 Al:5.0%を越え8.0%以下、 N:0.03%
以下、 Ti:0.01〜0.20%、 Zr:0.01
〜0.20%、 La:0.02〜0.2%、 Ce:0.03
%以下、を含み、残部Feおよび不可避的不純物からな
ることを特徴とする高温強度および耐酸化性に優れたF
e−Cr−Al系合金。 - 【請求項2】重量%で、 C:0.05%以下、 Si:1.5%
以下、 Mn:1.0%以下、 Cr:11.0
〜25%、 Al:5.0%を越え8.0%以下、 N:0.03%
以下、 Ti:0.01〜0.20%、 Zr:0.01
〜0.20%、 ランタノイド:Ceは0.03%以下、その他のCe以
外のランタノイドを少 なくとも一種以上含み、その各含
有量が0.001〜0.05 %の範囲で、かつCeとそ
の他のランタノイドの合計が0.0 5〜0.2%、 を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなることを
特徴とする高温強度および耐酸化性に優れたFe−Cr
−Al系合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11810093A JP3320831B2 (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | 高温強度および耐酸化性に優れたFe−Cr−Al合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11810093A JP3320831B2 (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | 高温強度および耐酸化性に優れたFe−Cr−Al合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06330247A JPH06330247A (ja) | 1994-11-29 |
JP3320831B2 true JP3320831B2 (ja) | 2002-09-03 |
Family
ID=14728011
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11810093A Expired - Lifetime JP3320831B2 (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | 高温強度および耐酸化性に優れたFe−Cr−Al合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3320831B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3118866A4 (en) * | 2014-03-13 | 2017-11-22 | Hitachi Metals, Ltd. | Magnetic core, coil component and magnetic core manufacturing method |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2807069B1 (fr) * | 2000-03-29 | 2002-10-11 | Usinor | Tole en acier inoxydable ferritique revetue utilisable dans le domaine de l'echappement d'un moteur de vehicule automobile |
PL3230481T3 (pl) * | 2014-12-11 | 2019-08-30 | Sandvik Intellectual Property Ab | Stop ferrytyczny |
CN108188196B (zh) * | 2017-12-04 | 2019-10-11 | 中国科学院金属研究所 | 一种FeCrAl/Zr双金属复合管及其制备方法 |
-
1993
- 1993-05-20 JP JP11810093A patent/JP3320831B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP3118866A4 (en) * | 2014-03-13 | 2017-11-22 | Hitachi Metals, Ltd. | Magnetic core, coil component and magnetic core manufacturing method |
US10236110B2 (en) | 2014-03-13 | 2019-03-19 | Hitachi Metals, Ltd. | Magnetic core, coil component and magnetic core manufacturing method |
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---|---|
JPH06330247A (ja) | 1994-11-29 |
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