JPH0770709A - 耐熱フェライト系ステンレス鋼 - Google Patents
耐熱フェライト系ステンレス鋼Info
- Publication number
- JPH0770709A JPH0770709A JP21880193A JP21880193A JPH0770709A JP H0770709 A JPH0770709 A JP H0770709A JP 21880193 A JP21880193 A JP 21880193A JP 21880193 A JP21880193 A JP 21880193A JP H0770709 A JPH0770709 A JP H0770709A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- high temperature
- stainless steel
- ferritic stainless
- weight
- temperature strength
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動車排気系材料等の高温部材として、効率
向上に伴うガス温上昇に対応可能な、使用前および使用
中の高温強度の保持、耐高温塩害性および９００℃を越
える温度域での耐酸化性および加工性にそれぞれ優れた
高耐熱フェライト系ステンレス鋼を提供することを目的
とする。 【構成】 （１）低（Ｃ＋Ｎ）−Ｔｉ添加としＦｒｅｅ
（Ｃ＋Ｎ）量を低下させ、Ｎｂ，ＷおよびＭｏの固溶量
を十分確保することで、固溶強化を十分有効に、また長
時間に渡って材質を確保すること、（２）Ｖの析出強化
にて９００℃を越える温度域での高温強化を図った高耐
熱フェライト系ステンレス鋼の化学成分を最適化した。
向上に伴うガス温上昇に対応可能な、使用前および使用
中の高温強度の保持、耐高温塩害性および９００℃を越
える温度域での耐酸化性および加工性にそれぞれ優れた
高耐熱フェライト系ステンレス鋼を提供することを目的
とする。 【構成】 （１）低（Ｃ＋Ｎ）−Ｔｉ添加としＦｒｅｅ
（Ｃ＋Ｎ）量を低下させ、Ｎｂ，ＷおよびＭｏの固溶量
を十分確保することで、固溶強化を十分有効に、また長
時間に渡って材質を確保すること、（２）Ｖの析出強化
にて９００℃を越える温度域での高温強化を図った高耐
熱フェライト系ステンレス鋼の化学成分を最適化した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車排気管や触媒外
筒材、発電プラントの排気ダクトや脱硝設備ケーシング
などの高温部材として用いられるフェライト系ステンレ
ス鋼に関する。
筒材、発電プラントの排気ダクトや脱硝設備ケーシング
などの高温部材として用いられるフェライト系ステンレ
ス鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車の燃費向上、高出力化が望
まれるとともに、自動車材料の軽量化が強く望まれてい
る。また、公害規則の強化から、排ガスの浄化も強く要
請されている。かかる背景から、自動車排気系材料に
は、軽量化や部品としての低熱容量化の観点から、既存
のフェライト系ステンレス鋼であるＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌ
やＡＩＳＩ４０９が現在使用されている。
まれるとともに、自動車材料の軽量化が強く望まれてい
る。また、公害規則の強化から、排ガスの浄化も強く要
請されている。かかる背景から、自動車排気系材料に
は、軽量化や部品としての低熱容量化の観点から、既存
のフェライト系ステンレス鋼であるＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌ
やＡＩＳＩ４０９が現在使用されている。
【０００３】一方、さらなる燃費向上、高出力化が進
み、これに伴い排ガスの最高温度が９００℃以上まで、
近々上昇すると言われている。これらの薄板構造物に使
用される耐熱材料には、（１）使用中の高温強度、熱疲
労特性と高温疲労特性、（２）常温の加工性を両立させ
ることが重要である。また、フロントパイプ等は、一部
地域で行われる融雪材（塩）散布による（３）高温塩害
の問題が生じる。ここで、高温強度を向上させ、使用中
の高温強度を確保することで高温疲労が向上し、耐熱疲
労性も向上すると予想される。
み、これに伴い排ガスの最高温度が９００℃以上まで、
近々上昇すると言われている。これらの薄板構造物に使
用される耐熱材料には、（１）使用中の高温強度、熱疲
労特性と高温疲労特性、（２）常温の加工性を両立させ
ることが重要である。また、フロントパイプ等は、一部
地域で行われる融雪材（塩）散布による（３）高温塩害
の問題が生じる。ここで、高温強度を向上させ、使用中
の高温強度を確保することで高温疲労が向上し、耐熱疲
労性も向上すると予想される。
【０００４】現在は、Ｎｂを単独添加したＳＵＳ４３０
Ｊ１Ｌが使用されている。Ｎｂの添加で、その固溶強化
で高温強度は向上し、加工性もＣ，Ｎの固着により向上
する。しかし、ＮｂはＣおよびＮとの親和力が強く炭窒
化物を形成し易いため、使用中に炭窒化物が析出し、さ
らには凝集粗大化するため、Ｎｂの固溶強化量が使用に
伴い低下する。
Ｊ１Ｌが使用されている。Ｎｂの添加で、その固溶強化
で高温強度は向上し、加工性もＣ，Ｎの固着により向上
する。しかし、ＮｂはＣおよびＮとの親和力が強く炭窒
化物を形成し易いため、使用中に炭窒化物が析出し、さ
らには凝集粗大化するため、Ｎｂの固溶強化量が使用に
伴い低下する。
【０００５】したがって、Ｎｂの単独添加だけでは使用
中にも高い高温強度を保持することは困難である。一
方、ＡＩＳＩ４０９は、低Ｃｒであるため９００℃付近
では異常酸化を起こしてしまう。また、ＮｂやＭｏと言
った高温強化元素を含んでいないため高温強度は低い。
また、関連する公知例については次のようである。
中にも高い高温強度を保持することは困難である。一
方、ＡＩＳＩ４０９は、低Ｃｒであるため９００℃付近
では異常酸化を起こしてしまう。また、ＮｂやＭｏと言
った高温強化元素を含んでいないため高温強度は低い。
また、関連する公知例については次のようである。
【０００６】耐熱用途としては、特開昭６４−８２５４
号、特開平２−１７５８４３号、特開平４−７４８５２
号等の各公報が挙げられる。特開昭６４−８２５４３号
公報は、耐酸化性の観点からＣｒを１６％以上と高めに
し、Ｎｂを必須としＭｏを選択元素にしているものの、
ＮｂやＭｏよりもＣ，Ｎとの親和力の強い元素（例えば
Ｔｉ）の添加は行われていない。このため、特にＮｂは
使用中に炭窒化物を作り易い状態にあり、使用中の高温
強度の確保については考慮されていない。特開平２−１
７５８４３号公報については、高Ｃｒ側で、Ｎｂおよび
Ｍｏが必須でＴｉは選択元素である。これについても、
高温使用中の強度の確保については考慮されず、Ｎｉお
よびＣｕが必須である。特開平４−７４８５２号公報に
ついては、Ｎｂ，Ｔｉが必須であるが、ＭｏおよびＡｌ
が無添加で、低Ｃｒにした場合の９００℃を越える温度
領域での耐酸化性および高温塩害特性についての考慮が
なされていない。また、本発明者らは特願平４−２７０
１０２号明細書において９００℃付近までの温度域用と
してフェライト系ステンレス鋼を発明しているが、低Ｃ
ｒとしているため９００℃を越える領域での耐酸化性に
ついて十分でない。
号、特開平２−１７５８４３号、特開平４−７４８５２
号等の各公報が挙げられる。特開昭６４−８２５４３号
公報は、耐酸化性の観点からＣｒを１６％以上と高めに
し、Ｎｂを必須としＭｏを選択元素にしているものの、
ＮｂやＭｏよりもＣ，Ｎとの親和力の強い元素（例えば
Ｔｉ）の添加は行われていない。このため、特にＮｂは
使用中に炭窒化物を作り易い状態にあり、使用中の高温
強度の確保については考慮されていない。特開平２−１
７５８４３号公報については、高Ｃｒ側で、Ｎｂおよび
Ｍｏが必須でＴｉは選択元素である。これについても、
高温使用中の強度の確保については考慮されず、Ｎｉお
よびＣｕが必須である。特開平４−７４８５２号公報に
ついては、Ｎｂ，Ｔｉが必須であるが、ＭｏおよびＡｌ
が無添加で、低Ｃｒにした場合の９００℃を越える温度
領域での耐酸化性および高温塩害特性についての考慮が
なされていない。また、本発明者らは特願平４−２７０
１０２号明細書において９００℃付近までの温度域用と
してフェライト系ステンレス鋼を発明しているが、低Ｃ
ｒとしているため９００℃を越える領域での耐酸化性に
ついて十分でない。
【０００７】また、一般用途として、特開平３−２６４
６５２号公報が挙げられ、これはＣｒ量を１１〜３０％
と広範囲に渡っており低Ｃｒ側まで含んでいる。また、
ＴｉおよびＮｂを必須、Ｍｏを選択元素としている。し
かしながら、成形性の観点からＳｉ量を０．５％以下、
Ａｌ無添加としているため、低Ｃｒとした場合には、９
００℃を越える領域での耐酸化性を十分確保できない。
くわえて、高温塩害特性についても考慮されていない。
６５２号公報が挙げられ、これはＣｒ量を１１〜３０％
と広範囲に渡っており低Ｃｒ側まで含んでいる。また、
ＴｉおよびＮｂを必須、Ｍｏを選択元素としている。し
かしながら、成形性の観点からＳｉ量を０．５％以下、
Ａｌ無添加としているため、低Ｃｒとした場合には、９
００℃を越える領域での耐酸化性を十分確保できない。
くわえて、高温塩害特性についても考慮されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来鋼や
公知例中には、高温で長時間使用される高温部材、特に
９００℃を越えるような温度域で使用される自動車排気
系材料などの必要特性である、（１）使用中の高温強
度、熱疲労特性と高温疲労特性、（２）常温の加工性を
両立させること、（３）耐高温塩害性（６００℃〜８０
０℃）、および（４）９００℃を越える領域での耐酸化
性などを十分に満たすように考慮した例はない。
公知例中には、高温で長時間使用される高温部材、特に
９００℃を越えるような温度域で使用される自動車排気
系材料などの必要特性である、（１）使用中の高温強
度、熱疲労特性と高温疲労特性、（２）常温の加工性を
両立させること、（３）耐高温塩害性（６００℃〜８０
０℃）、および（４）９００℃を越える領域での耐酸化
性などを十分に満たすように考慮した例はない。
【０００９】本発明は、最高温度が９００℃を越える場
合においても高温強度および耐酸化性の確保が可能で、
常温加工性および耐高温塩害性にも優れた材質特性を同
時に達成可能な高耐熱性フェライト系ステンレス鋼を提
供することを目的とする。
合においても高温強度および耐酸化性の確保が可能で、
常温加工性および耐高温塩害性にも優れた材質特性を同
時に達成可能な高耐熱性フェライト系ステンレス鋼を提
供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】耐熱フェライト系ステン
レス鋼の高温強度の向上は、固溶Ｎｂ，ＭｏおよびＷを
利用する方法と、高温において安定な析出相を微細分散
させる方法とが挙げられる。本発明者らは、まずＭｏ，
ＷおよびＮｂの固溶を冷延焼鈍板において確保すること
に着目し、これらの元素を効率よく固溶させることを図
った。即ち、鋼中のＣ＋Ｎを低減し、さらにＴｉを適量
添加することでこれらを固定して固溶Ｃ＋Ｎ量を低下さ
せ加工性の向上を図ると同時に、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）による
高温の析出強化も機能させている。
レス鋼の高温強度の向上は、固溶Ｎｂ，ＭｏおよびＷを
利用する方法と、高温において安定な析出相を微細分散
させる方法とが挙げられる。本発明者らは、まずＭｏ，
ＷおよびＮｂの固溶を冷延焼鈍板において確保すること
に着目し、これらの元素を効率よく固溶させることを図
った。即ち、鋼中のＣ＋Ｎを低減し、さらにＴｉを適量
添加することでこれらを固定して固溶Ｃ＋Ｎ量を低下さ
せ加工性の向上を図ると同時に、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）による
高温の析出強化も機能させている。
【００１１】Ｔｉ添加の最も重要な役割は、ＭｏやＮｂ
よりもＣ，Ｎとの親和力が強いことを利用して、Ｔｉで
Ｃ，Ｎを固定することにある。ＴｉによりＣ，Ｎを固定
することでＭｏ，ＷおよびＮｂの炭窒化物の析出を抑制
し、これらの元素の固溶量を使用前だけでなく、高温長
時間に渡り確保することを可能にしている。また、特に
高い高温強度を長時間確保するために、ｅｆｆ．Ｎｂ量
を規定し、高温長時間使用中の固溶Ｎｂ量を確保し、こ
のことによって９５０℃での引張強度を２０ＭＰａ以上
としている。
よりもＣ，Ｎとの親和力が強いことを利用して、Ｔｉで
Ｃ，Ｎを固定することにある。ＴｉによりＣ，Ｎを固定
することでＭｏ，ＷおよびＮｂの炭窒化物の析出を抑制
し、これらの元素の固溶量を使用前だけでなく、高温長
時間に渡り確保することを可能にしている。また、特に
高い高温強度を長時間確保するために、ｅｆｆ．Ｎｂ量
を規定し、高温長時間使用中の固溶Ｎｂ量を確保し、こ
のことによって９５０℃での引張強度を２０ＭＰａ以上
としている。
【００１２】ここで、ｅｆｆ．Ｎｂの考え方は、特願平
４−２７０１０２号明細書に於ける考え方と同様で、本
発明では、特に９００℃を越える温度域（実施例では９
５０℃）を考慮し、範囲を規定した。ｅｆｆ．Ｎｂは
（１）使用中のＮｂの析出がＭＣ型からＭ6 Ｃ型（Ｆｅ
3 Ｎｂ3 Ｃ）に変化すること、（２）Ｎの半分がＴｉに
より固着され、残り半分のＮはＮｂの窒化物として析出
し残ったＴｉが炭化物を形成すること等の高温使用にと
もなうＮｂおよびＴｉの析出形態の変化を明らかにする
とともに、学振１２３委員会耐熱金属材料研究報告（ｖ
ｏｌ．３３，１９９２，Ｐ．１）に記載されているよう
に、（３）Ｆｅとの金属間化合物（Ｌａｖｅｓ相）の析
出はある程度まで強化に有効であることを考慮したうえ
で、本願の請求項１に示す高温強度を保持するための指
標としてｅｆｆ．Ｎｂを規定した。これにより使用中の
高温強度レベルが推定可能となっている。
４−２７０１０２号明細書に於ける考え方と同様で、本
発明では、特に９００℃を越える温度域（実施例では９
５０℃）を考慮し、範囲を規定した。ｅｆｆ．Ｎｂは
（１）使用中のＮｂの析出がＭＣ型からＭ6 Ｃ型（Ｆｅ
3 Ｎｂ3 Ｃ）に変化すること、（２）Ｎの半分がＴｉに
より固着され、残り半分のＮはＮｂの窒化物として析出
し残ったＴｉが炭化物を形成すること等の高温使用にと
もなうＮｂおよびＴｉの析出形態の変化を明らかにする
とともに、学振１２３委員会耐熱金属材料研究報告（ｖ
ｏｌ．３３，１９９２，Ｐ．１）に記載されているよう
に、（３）Ｆｅとの金属間化合物（Ｌａｖｅｓ相）の析
出はある程度まで強化に有効であることを考慮したうえ
で、本願の請求項１に示す高温強度を保持するための指
標としてｅｆｆ．Ｎｂを規定した。これにより使用中の
高温強度レベルが推定可能となっている。
【００１３】また、使用中の高温強度の確保は、排気マ
ニホールド用材料としての最も重要な要求特性である熱
疲労特性を飛躍的に向上させる。さらに、ＴｉおよびＮ
ｂの添加で溶接部および溶接影響部の粒径粗大化阻止も
併せて図っており、溶接性についても良好である。一
方、Ｍｏ，ＷおよびＮｂは、Ｆｅとの金属間化合物を作
り易く、これが多量析出し粗大化すると使用中の靱性や
高温強度等を劣化させる。さらに、ＭｏおよびＷは耐高
温塩害性を向上させるが、過剰に添加するとその耐高温
塩害性向上効果を失ってしまう。
ニホールド用材料としての最も重要な要求特性である熱
疲労特性を飛躍的に向上させる。さらに、ＴｉおよびＮ
ｂの添加で溶接部および溶接影響部の粒径粗大化阻止も
併せて図っており、溶接性についても良好である。一
方、Ｍｏ，ＷおよびＮｂは、Ｆｅとの金属間化合物を作
り易く、これが多量析出し粗大化すると使用中の靱性や
高温強度等を劣化させる。さらに、ＭｏおよびＷは耐高
温塩害性を向上させるが、過剰に添加するとその耐高温
塩害性向上効果を失ってしまう。
【００１４】次に、本願の請求項２に記載の発明では、
Ｖの析出物（ＶＮと推定される）の析出強化を利用し、
９００℃を越える温度域での高温強化を図ったものであ
る。Ｖの析出強化の効果は、高温時効後に於いても大き
くは低下しない。また、固溶強化に比べ、強化量が大き
い。しかし、１＞（Ｖ／５１）／（Ｎ／１４）ではＮが
Ｖに対して過剰になると、他の窒化物が複合析出し、析
出物が粗大化するので析出強化量が低下する。したがっ
て、Ｖの原子数をＮの原子数に対して過剰にしておく必
要がある（（Ｖ／５１／（Ｎ／１４）≧１とする）。ま
た、ＭｏおよびＷの高温強度および耐高温塩害性向上効
果はＶ添加系鋼でも同様に作用する。
Ｖの析出物（ＶＮと推定される）の析出強化を利用し、
９００℃を越える温度域での高温強化を図ったものであ
る。Ｖの析出強化の効果は、高温時効後に於いても大き
くは低下しない。また、固溶強化に比べ、強化量が大き
い。しかし、１＞（Ｖ／５１）／（Ｎ／１４）ではＮが
Ｖに対して過剰になると、他の窒化物が複合析出し、析
出物が粗大化するので析出強化量が低下する。したがっ
て、Ｖの原子数をＮの原子数に対して過剰にしておく必
要がある（（Ｖ／５１／（Ｎ／１４）≧１とする）。ま
た、ＭｏおよびＷの高温強度および耐高温塩害性向上効
果はＶ添加系鋼でも同様に作用する。
【００１５】また、さらなる耐酸化性を要求される部材
に適応するため、本願の請求項４では希土類元素を熱間
加工性を害しない範囲で添加した。
に適応するため、本願の請求項４では希土類元素を熱間
加工性を害しない範囲で添加した。
【００１６】
【作用】以下に、本発明の鋼成分の限定理由について説
明する（化学成分の％は全て重量％）。 Ｃ ：ＮｂおよびＭｏの固溶強化にて高温強度を支える
ため、また加工性および熱延板靱性の向上の観点からも
低く抑えたい。しかし、極低化は経済性に不利であると
共に、使用前の高温強度の一部をＴｉ，Ｎｂの炭窒化物
で支えていることから、０．００３〜０．０１５％と
し、Ｖ無添加の場合、Ｎと合わせて；Ｃ＋Ｎ≦０．０３
％とした。
明する（化学成分の％は全て重量％）。 Ｃ ：ＮｂおよびＭｏの固溶強化にて高温強度を支える
ため、また加工性および熱延板靱性の向上の観点からも
低く抑えたい。しかし、極低化は経済性に不利であると
共に、使用前の高温強度の一部をＴｉ，Ｎｂの炭窒化物
で支えていることから、０．００３〜０．０１５％と
し、Ｖ無添加の場合、Ｎと合わせて；Ｃ＋Ｎ≦０．０３
％とした。
【００１７】Ｓｉ：脱酸材として有効であると共に、耐
酸化性および耐高温塩害性を向上させる元素であるので
０．１％以上とし、一方では、加工性や溶接性を低下さ
せるため２％以下とした。 Ｍｎ：脱酸元素であるので最低０．１％は必要である。
また、オーステナイト形成元素でありマルテンサイト変
態を阻止するために上限を２％とした。
酸化性および耐高温塩害性を向上させる元素であるので
０．１％以上とし、一方では、加工性や溶接性を低下さ
せるため２％以下とした。 Ｍｎ：脱酸元素であるので最低０．１％は必要である。
また、オーステナイト形成元素でありマルテンサイト変
態を阻止するために上限を２％とした。
【００１８】Ｐ ：高温高強度化（固溶強化）に有用で
あるが、溶接性劣化を招くので０．０１〜０．１％とし
た。 Ｓ ：ＭｎＳの形成元素で、ステンレス鋼の基本特性で
ある耐食性を低下させるため０．０１％以下とした。 Ｃｒ：耐酸化性向上に有効であり、９００℃以上での耐
酸化性を確保するため１７％以上とした。また、本発明
鋼の使用環境として最高温度を９００℃以上と考えると
２０％以上の添加はあまり有効ではないので、上限を２
０％とした。
あるが、溶接性劣化を招くので０．０１〜０．１％とし
た。 Ｓ ：ＭｎＳの形成元素で、ステンレス鋼の基本特性で
ある耐食性を低下させるため０．０１％以下とした。 Ｃｒ：耐酸化性向上に有効であり、９００℃以上での耐
酸化性を確保するため１７％以上とした。また、本発明
鋼の使用環境として最高温度を９００℃以上と考えると
２０％以上の添加はあまり有効ではないので、上限を２
０％とした。
【００１９】Ｎｂ：溶接部および溶接影響部での粒成長
の阻止および高温強度の確保のための添加元素である。
しかし、Ｃ，ＮおよびＦｅとの親和力が強く、使用中に
析出物を形成し、Ｎｂの固溶強化の効果を９００℃以上
の領域でより有効に働かせるために、Ｖ無添加の場合
（すなわちＮｂの固溶強化を主に利用する場合）は、
０．３〜０．８％で、かつｅｆｆ．Ｎｂとして０．３〜
０．６％とした。Ｖの析出強化を利用する場合は、熱間
加工性とのバランスを取るため、０．２〜０．６％とし
た。
の阻止および高温強度の確保のための添加元素である。
しかし、Ｃ，ＮおよびＦｅとの親和力が強く、使用中に
析出物を形成し、Ｎｂの固溶強化の効果を９００℃以上
の領域でより有効に働かせるために、Ｖ無添加の場合
（すなわちＮｂの固溶強化を主に利用する場合）は、
０．３〜０．８％で、かつｅｆｆ．Ｎｂとして０．３〜
０．６％とした。Ｖの析出強化を利用する場合は、熱間
加工性とのバランスを取るため、０．２〜０．６％とし
た。
【００２０】Ｔｉ：Ｃ，Ｎとの親和力が強いため、Ｖ無
添加の場合のみの添加とした。Ｃ＋Ｎを固着し、加工性
の向上および金相組織の長時間安定性の確保のために必
要な元素である。Ｔｉは、Ｍｏ，ＷおよびＮｂよりも
Ｃ，Ｎとの親和力が強いため、使用中のＮｂ，Ｍｏの炭
窒化物の析出を抑える働きがある。これにより、使用中
の固溶Ｍｏ，ＷおよびＮｂを確保でき、使用中の高温強
度を確保できる。母相中に固溶しないＣおよびＮを固着
するために、最低添加量を０．０１％とした。また、使
用前の高温強度の一部をＴｉの炭窒化物で支えているこ
とから、０．５％をこえるＴｉの添加は炭窒化物を粗大
化させるため使用前の高温強度を低下させる。したがっ
てＴｉの上限を０．５％とした。
添加の場合のみの添加とした。Ｃ＋Ｎを固着し、加工性
の向上および金相組織の長時間安定性の確保のために必
要な元素である。Ｔｉは、Ｍｏ，ＷおよびＮｂよりも
Ｃ，Ｎとの親和力が強いため、使用中のＮｂ，Ｍｏの炭
窒化物の析出を抑える働きがある。これにより、使用中
の固溶Ｍｏ，ＷおよびＮｂを確保でき、使用中の高温強
度を確保できる。母相中に固溶しないＣおよびＮを固着
するために、最低添加量を０．０１％とした。また、使
用前の高温強度の一部をＴｉの炭窒化物で支えているこ
とから、０．５％をこえるＴｉの添加は炭窒化物を粗大
化させるため使用前の高温強度を低下させる。したがっ
てＴｉの上限を０．５％とした。
【００２１】Ｍｏ：高温強度および耐高温塩害性を高め
る添加元素であり、ステンレス鋼の基本的特性である耐
食性の確保からも０．１％以上の添加は必要である。ま
た、Ｎｂに比べ、析出しにくいため使用中でも固溶量を
確保できるため、使用中の高温強度の保持に有効であ
る。しかし、２％を越えると常温の延性や熱間加工性お
よび耐高温塩害性が劣化する。また、Ｆｅとの金属間化
合物や炭窒化物が多量析出しないことを考慮して、単独
添加で上限を２％とし、Ｗとの複合添加では３．０≧Ｍ
ｏ＋Ｗ≧０．１とした。
る添加元素であり、ステンレス鋼の基本的特性である耐
食性の確保からも０．１％以上の添加は必要である。ま
た、Ｎｂに比べ、析出しにくいため使用中でも固溶量を
確保できるため、使用中の高温強度の保持に有効であ
る。しかし、２％を越えると常温の延性や熱間加工性お
よび耐高温塩害性が劣化する。また、Ｆｅとの金属間化
合物や炭窒化物が多量析出しないことを考慮して、単独
添加で上限を２％とし、Ｗとの複合添加では３．０≧Ｍ
ｏ＋Ｗ≧０．１とした。
【００２２】Ｗ ：高温強度および耐高温塩害性を高め
る添加元素である。また、Ｎｂに比べ、析出しにくく、
使用中の高温強度の保持に有効である。しかし、２％を
越えると常温の延性や熱間加工性および耐高温塩害性が
劣化する。また、Ｆｅとの金属間化合物や炭窒化物が多
量析出しないことを考慮して、単独添加で上限を２％と
し、Ｍｏとの複合添加では３．０≧Ｍｏ＋Ｗ≧０．１と
した。
る添加元素である。また、Ｎｂに比べ、析出しにくく、
使用中の高温強度の保持に有効である。しかし、２％を
越えると常温の延性や熱間加工性および耐高温塩害性が
劣化する。また、Ｆｅとの金属間化合物や炭窒化物が多
量析出しないことを考慮して、単独添加で上限を２％と
し、Ｍｏとの複合添加では３．０≧Ｍｏ＋Ｗ≧０．１と
した。
【００２３】Ｎ ：Ｖ無添加の場合は、Ｎｂ，Ｍｏの固
溶強化にて高温強度を主に支えており、さらに加工性お
よび熱延板靱性の向上の観点からも極力低く抑えたい。
しかしながら、極低化は経済性に不利であるため、高温
強度を低下させないレベルとして単独で０．０２％以
下、Ｃと合わせて；Ｃ＋Ｎ≦０．０３％とした。また、
Ｖ添加の場合、ＶＮ析出形成元素として高温強化に大き
く寄与するため（Ｖ／５１）／（Ｎ／１４）≧１を満た
す上で０．００５〜０．３％とした。
溶強化にて高温強度を主に支えており、さらに加工性お
よび熱延板靱性の向上の観点からも極力低く抑えたい。
しかしながら、極低化は経済性に不利であるため、高温
強度を低下させないレベルとして単独で０．０２％以
下、Ｃと合わせて；Ｃ＋Ｎ≦０．０３％とした。また、
Ｖ添加の場合、ＶＮ析出形成元素として高温強化に大き
く寄与するため（Ｖ／５１）／（Ｎ／１４）≧１を満た
す上で０．００５〜０．３％とした。
【００２４】Ｖ ；炭窒化物形成元素で、析出強化に必
要な元素である。一方、過剰添加ではＶの析出強化能が
飽和するうえ、常温延性にも悪影響を及ぼすため、特に
Ｎに対して（Ｖ／５１）／（Ｎ／１４）≧１を満たす上
で０．０１〜１．０％とした。 希土類元素（；ランタノイド系の元素またはＹを含むミ
シュメタル）：本願請求項４に記載の発明の中に含まれ
る添加元素である。耐酸化性のさらなる向上を必要とす
る場合、添加する元素である。しかし、添加量が０．０
５％を越えると熱間加工性が劣るので、これを上限とし
た。
要な元素である。一方、過剰添加ではＶの析出強化能が
飽和するうえ、常温延性にも悪影響を及ぼすため、特に
Ｎに対して（Ｖ／５１）／（Ｎ／１４）≧１を満たす上
で０．０１〜１．０％とした。 希土類元素（；ランタノイド系の元素またはＹを含むミ
シュメタル）：本願請求項４に記載の発明の中に含まれ
る添加元素である。耐酸化性のさらなる向上を必要とす
る場合、添加する元素である。しかし、添加量が０．０
５％を越えると熱間加工性が劣るので、これを上限とし
た。
【００２５】高温強度：９００℃を越える温度域での耐
熱疲労特性、疲労特性を確保するため９５０℃での高温
強度を２０ＭＰａ以上とした。
熱疲労特性、疲労特性を確保するため９５０℃での高温
強度を２０ＭＰａ以上とした。
【００２６】
【実施例】表１に示す化学成分の供試鋼を真空溶解にて
スラブ形状に溶製し、その後、スラブ加熱−熱間圧延−
冷間圧延−焼鈍酸洗を経て２mmの薄板を作製した。この
薄板より引張り試験、高温塩害試験および高温引張り試
験を行った。
スラブ形状に溶製し、その後、スラブ加熱−熱間圧延−
冷間圧延−焼鈍酸洗を経て２mmの薄板を作製した。この
薄板より引張り試験、高温塩害試験および高温引張り試
験を行った。
【００２７】
【表１】
【００２８】表２には、本発明鋼と比較鋼の材質特性の
比較を示す。試料No. Ａ１〜１６の本発明鋼は、９５０
℃における時効前（使用前を想定）の高温強度、時効後
（使用中を想定）の高温強度のいずれにおいても２０Ｍ
Ｐａ以上の強度を有している。また、耐高温塩害性およ
び常温延性のそれぞれの特性についても良好である。
比較を示す。試料No. Ａ１〜１６の本発明鋼は、９５０
℃における時効前（使用前を想定）の高温強度、時効後
（使用中を想定）の高温強度のいずれにおいても２０Ｍ
Ｐａ以上の強度を有している。また、耐高温塩害性およ
び常温延性のそれぞれの特性についても良好である。
【００２９】ｅｆｆ．Ｎｂの低い試料No. Ｂ２では、高
温強度が時効前後共に低い。また、ｅｆｆ．Ｎｂが０．
１４３（試料No. Ｂ２）から０．３６７（試料No. Ａ
１）、さらに０．６００（試料No. Ａ２）と増加するに
伴う高温強度の改善効果に比べると、試料No. Ａ２より
ｅｆｆ．Ｎｂが約０．２２多く含む試料No. Ｂ１は、Ａ
２に比べ、大きな高温強度の改善にはなっていない。Ｔ
ｉ添加量の多い試料No.Ｂ３では、ほぼ同量のｅｆｆ．
ＮｂおよびＭｏ＋Ｗ量を有する試料No. Ａ７に比べ時効
前の高温強度が低くなっている。（Ｖ／５１）／（Ｎ／
１４）比の小さい試料No. Ｂ５は時効前後（特に時効
後）で高温強度が低くなっている。低Ｓｉである試料N
o. Ｂ１，ＭｏおよびＷが過剰添加である試料No. Ｂ
３，Ｂ４，Ｂ７およびＢ８では耐高温塩害性が劣る。Ｍ
ｏおよびＷの過剰添加は熱間加工性も低下させることが
試料No. Ｂ７およびＢ８の例から判る。Ｖ過剰添加の試
料No. Ｂ６は、常温延性が低く、熱間加工性にも問題が
ある。また、ＲＥＭ量が０．０５％を越えると、試料N
o. Ｂ９およびＢ１０の例のように、熱間加工性が悪
い。
温強度が時効前後共に低い。また、ｅｆｆ．Ｎｂが０．
１４３（試料No. Ｂ２）から０．３６７（試料No. Ａ
１）、さらに０．６００（試料No. Ａ２）と増加するに
伴う高温強度の改善効果に比べると、試料No. Ａ２より
ｅｆｆ．Ｎｂが約０．２２多く含む試料No. Ｂ１は、Ａ
２に比べ、大きな高温強度の改善にはなっていない。Ｔ
ｉ添加量の多い試料No.Ｂ３では、ほぼ同量のｅｆｆ．
ＮｂおよびＭｏ＋Ｗ量を有する試料No. Ａ７に比べ時効
前の高温強度が低くなっている。（Ｖ／５１）／（Ｎ／
１４）比の小さい試料No. Ｂ５は時効前後（特に時効
後）で高温強度が低くなっている。低Ｓｉである試料N
o. Ｂ１，ＭｏおよびＷが過剰添加である試料No. Ｂ
３，Ｂ４，Ｂ７およびＢ８では耐高温塩害性が劣る。Ｍ
ｏおよびＷの過剰添加は熱間加工性も低下させることが
試料No. Ｂ７およびＢ８の例から判る。Ｖ過剰添加の試
料No. Ｂ６は、常温延性が低く、熱間加工性にも問題が
ある。また、ＲＥＭ量が０．０５％を越えると、試料N
o. Ｂ９およびＢ１０の例のように、熱間加工性が悪
い。
【００３０】
【表２】
【００３１】
【発明の効果】本発明は、高温長時間使用される部材、
特に自動車排気系材料として、燃費向上や大気浄化にと
もなう今後の排気ガス高温化に対応可能な成分系を見い
だしたもので、９００℃を越える温度域に於いても対応
可能な高耐熱フェライト系ステンレス鋼を提供できるも
のである。
特に自動車排気系材料として、燃費向上や大気浄化にと
もなう今後の排気ガス高温化に対応可能な成分系を見い
だしたもので、９００℃を越える温度域に於いても対応
可能な高耐熱フェライト系ステンレス鋼を提供できるも
のである。
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ：０．００３〜０．０１５ Ｎ：０．０２以下 Ｃ＋Ｎ：０．０３以下 Ｓｉ：０．１〜２ Ｍｎ：０．１〜２ Ｐ：０．０１〜０．１ Ｓ：０．０１以下 Ｃｒ：１７〜２０ Ｔｉ：０．０１〜０．５ Ｎｂ：０．３〜０．８を含み、 残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、かつ下記式で
計算されるｅｆｆ．Ｎｂが０．３〜０．６の範囲にする
ことを特徴とする９５０℃での引張強度が２０ＭＰａ以
上で、かつ耐高温塩害腐食性および加工性に優れた耐熱
フェライト系ステンレス鋼 ｅｆｆ．Ｎｂ（％）＝Ｎｂ（％）−３・９３・ｆｃ／１
２−９３・ｆｎ／１４但し、Ｔｉ（％）−４８・（Ｎ
（％）／２）／１４＞０のとき、 Ｃ（％）−１２・（Ｔｉ（％）−４８・（Ｎ（％）／
２）／１４）／４８＞０で ｆｃ＝Ｃ（％）−１２・｛Ｔｉ（％）−４８・（Ｎ
（％）／２）／１４｝／４８ ｆｎ＝Ｎ（％）／２ Ｃ（％）−１２・（Ｔｉ（％）−４８・（Ｎ（％）／
２）／１４）／４８≦０で ｆｃ＝０ ｆｎ＝Ｎ（％）／２ Ｔｉ（％）−４８・（Ｎ（％）／２）／１４≦０のと
き、 ｆｃ＝Ｃ（％） ｆｎ＝Ｎ（％）−１４・（Ｔｉ（％）／２）／４８ - 【請求項２】 重量％で、 Ｃ：０．００３〜０．０１５ Ｓｉ：０．１〜２ Ｍｎ：０．１〜２ Ｐ：０．０１〜０．１ Ｓ：０．０１以下 Ｃｒ：１７〜２０ Ｎｂ：０．２〜０．６であり、 Ｎ：０．００５〜０．３ Ｖ：０．０１〜１．０ の範囲で １≦（Ｖ／５１）／（Ｎ／１４）を満たし、
残部Ｆｅ及び不可避不純物からなることを特徴とする９
５０℃での引張強度が２０ＭＰａ以上である耐熱フェラ
イト系ステンレス鋼。 - 【請求項３】 重量％で、 Ｍｏ：０．１〜２．０ Ｗ：０．１〜２．０ の少なくとも一種を含み、複合添加の場合は０．１〜
３．０重量％の範囲で含有する請求項１または２記載の
耐熱フェライト系ステンレス鋼。 - 【請求項４】 少なくとも一種の希土類元素（ここで希
土類元素とは、ランタノイド系元素およびＹのことを示
す）を合計で０．０５重量％以下の範囲で含有する請求
項１〜３記載の耐熱フェライト系ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21880193A JP2959934B2 (ja) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | 耐熱フェライト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21880193A JP2959934B2 (ja) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | 耐熱フェライト系ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0770709A true JPH0770709A (ja) | 1995-03-14 |
| JP2959934B2 JP2959934B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=16725578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21880193A Expired - Lifetime JP2959934B2 (ja) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | 耐熱フェライト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2959934B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002146484A (ja) * | 2000-11-10 | 2002-05-22 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 高強度フェライト系耐熱鋼 |
| JP2010043324A (ja) * | 2008-08-13 | 2010-02-25 | Jfe Steel Corp | 熱疲労特性と耐酸化性に優れるフェライト系ステンレス鋼 |
| JP2010043326A (ja) * | 2008-08-13 | 2010-02-25 | Jfe Steel Corp | 熱疲労特性、耐酸化性および靭性に優れるフェライト系ステンレス鋼 |
| JP2010043327A (ja) * | 2008-08-13 | 2010-02-25 | Jfe Steel Corp | 熱疲労特性、耐酸化性および耐高温塩害腐食性に優れるフェライト系ステンレス鋼 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5178157B2 (ja) | 2007-11-13 | 2013-04-10 | 日新製鋼株式会社 | 自動車排ガス経路部材用フェライト系ステンレス鋼材 |
| CN103348023B (zh) | 2011-02-08 | 2015-11-25 | 新日铁住金不锈钢株式会社 | 铁素体系不锈钢热轧钢板及其制造方法、以及铁素体系不锈钢板的制造方法 |
-
1993
- 1993-09-02 JP JP21880193A patent/JP2959934B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002146484A (ja) * | 2000-11-10 | 2002-05-22 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 高強度フェライト系耐熱鋼 |
| JP2010043324A (ja) * | 2008-08-13 | 2010-02-25 | Jfe Steel Corp | 熱疲労特性と耐酸化性に優れるフェライト系ステンレス鋼 |
| JP2010043326A (ja) * | 2008-08-13 | 2010-02-25 | Jfe Steel Corp | 熱疲労特性、耐酸化性および靭性に優れるフェライト系ステンレス鋼 |
| JP2010043327A (ja) * | 2008-08-13 | 2010-02-25 | Jfe Steel Corp | 熱疲労特性、耐酸化性および耐高温塩害腐食性に優れるフェライト系ステンレス鋼 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2959934B2 (ja) | 1999-10-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5138504B2 (ja) | 排ガス流路部材用フェライト系ステンレス鋼 | |
| KR101744432B1 (ko) | 내열 오스테나이트계 스테인리스 강판 | |
| EP2058413A1 (en) | Ferritic stainless steel sheet having excellent heat resistance | |
| JP5141296B2 (ja) | 高温強度と靭性に優れるフェライト系ステンレス鋼 | |
| JP2009215648A (ja) | 高温強度に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法 | |
| JP2803538B2 (ja) | 自動車排気マニホールド用フェライト系ステンレス鋼 | |
| JP4206836B2 (ja) | 耐食性、高温強度および耐高温酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼 | |
| JP2959934B2 (ja) | 耐熱フェライト系ステンレス鋼 | |
| JP3706428B2 (ja) | 自動車排気系機器用フェライト系ステンレス鋼 | |
| JPH0860306A (ja) | 自動車排気系部材用フェライトステンレス鋼 | |
| JP3067577B2 (ja) | 耐酸化性と高温強度に優れたフェライト系ステンレス鋼 | |
| EP0593776B1 (en) | Ferritic stainless steel with excellent high-temperature salt injury resistance and high-temperature strength | |
| JP4154932B2 (ja) | 高温強度、耐高温酸化性および耐高温塩害性に優れたフェライト系ステンレス鋼 | |
| JP3744403B2 (ja) | 軟質なＣｒ含有鋼 | |
| JP3021656B2 (ja) | 耐高温塩害性及び高温強度に優れたフェライト系ステンレス鋼 | |
| JPH06136488A (ja) | 加工性、耐高温塩害性および高温強度に優れたフェライト系ステンレス鋼 | |
| JP2005200746A (ja) | 自動車排気系部材用フェライト系ステンレス鋼 | |
| JP2010236001A (ja) | フェライト系ステンレス鋼 | |
| JPH08120417A (ja) | 耐熱フェライトステンレス鋼 | |
| JPH0741917A (ja) | 自動車排気系用鋼 | |
| JPH0741905A (ja) | 自動車排気系用鋼 | |
| JP7022633B2 (ja) | 耐高温塩害特性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及び自動車排気系部品 | |
| JP3707435B2 (ja) | 高温強度に優れ、室温で軟質なＣｒ含有鋼 | |
| JPH04193932A (ja) | エンジンバルブ用耐熱合金 | |
| JP2022115553A (ja) | 尿素ｓｃｒシステム用ステンレス鋼製溶接部材 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990622 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080730 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090730 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090730 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100730 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110730 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120730 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120730 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130730 Year of fee payment: 14 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |