JPH0860306A - Ferritic stainless steel for automobile exhaust system member - Google Patents
Ferritic stainless steel for automobile exhaust system memberInfo
- Publication number
- JPH0860306A JPH0860306A JP19690894A JP19690894A JPH0860306A JP H0860306 A JPH0860306 A JP H0860306A JP 19690894 A JP19690894 A JP 19690894A JP 19690894 A JP19690894 A JP 19690894A JP H0860306 A JPH0860306 A JP H0860306A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- high temperature
- stainless steel
- ferritic stainless
- steel
- 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
- Exhaust Silencers (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、自動車排気系部材用フ
ェライト系ステンレス鋼に関する。特に自動車排気マニ
ホールドおよび排気系管で主マフラーにいたるフロント
パイプ、センターパイプの製造用に好適である、優れた
耐酸化性、高温強度、熱疲労特性、耐高温塩害性を有
し、加工性にも優れたフェライト系ステンレス鋼に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ferritic stainless steel for automobile exhaust system members. Especially suitable for manufacturing front pipes and center pipes, which are the main mufflers for automobile exhaust manifolds and exhaust system pipes, have excellent oxidation resistance, high temperature strength, thermal fatigue properties, high temperature salt damage resistance, and excellent workability. Ferritic stainless steel.
【０００２】[0002]
【従来の技術】自動車排気マニホールド、フロントパイ
プ、センターパイプ等の自動車排気系部品は、エンジン
から排出される高温の燃焼ガスと接触する部位に当たる
ため、そのような部品を構成する材料には耐酸化性、高
温強度、耐熱疲労性等、多様な特性が要求される。2. Description of the Related Art Since automobile exhaust system parts such as an automobile exhaust manifold, a front pipe, a center pipe, etc. come into contact with parts which come into contact with high temperature combustion gas discharged from an engine, materials constituting such parts are resistant to oxidation, Various properties such as high temperature strength and heat fatigue resistance are required.
【０００３】従来、自動車排気マニホールド (以下、単
に排気マニホールドという) 用材料としては、鋳鉄が用
いられるのが一般的であった。しかし、近年の排ガス規
制の強化、さらにはエンジン性能の向上、車体軽量化に
よる燃費向上の要請等に応えるため、ステンレス鋼の溶
接管が排気マニホールド用材料として使用されるように
なってきた。Conventionally, cast iron has been generally used as a material for an automobile exhaust manifold (hereinafter, simply referred to as an exhaust manifold). However, welded pipes of stainless steel have come to be used as a material for exhaust manifolds in order to meet recent demands for stricter exhaust gas regulations, improvement of engine performance, and improvement of fuel efficiency by weight reduction of vehicle bodies.
【０００４】特に、最近では排気マニホールド直下に触
媒が搭載されるようになり、触媒反応熱による排ガス温
度上昇が顕著になっている。そのため、触媒装置設置の
前後部付近でのフロントパイプ付近の温度が、従来に比
べ50〜100 ℃程度上昇している。従来の自動車排気系フ
ェライトステンレス鋼の設定適用上限温度は920 ℃前後
が上限であり、したがって、950 ℃を超えた温度領域で
も優れた耐酸化性と、高温強度、熱疲労性を有する量産
型で安価な材料の開発要求が日増しに高くなっている。In particular, recently, a catalyst has been mounted just below the exhaust manifold, and the temperature of exhaust gas has become remarkable due to the heat of catalytic reaction. Therefore, the temperature around the front pipe near the front and back of the catalyst installation is about 50 to 100 ° C higher than before. The upper limit of the applicable application temperature of conventional automotive exhaust system ferritic stainless steel is around 920 ° C. Therefore, it is a mass production type that has excellent oxidation resistance, high temperature strength and thermal fatigue resistance even in the temperature range above 950 ° C. The demand for developing inexpensive materials is increasing day by day.
【０００５】ところで、オ−ステナイト系ステンレス鋼
は、優れた耐熱性および加工性を有している。代表的な
鋼種としては、SUS304 (18Cr−8Ni)、SUS310Ｓ(25Cr −
20Ni) などがある。しかし、オ−ステナイト系ステンレ
ス鋼は熱膨張係数が大きく、排気マニホールドのような
加熱−冷却の繰り返しを受ける用途においては、熱歪み
に起因する熱疲労によって破壊が生じやすい。By the way, austenitic stainless steel has excellent heat resistance and workability. Typical steel types are SUS304 (18Cr-8Ni), SUS310S (25Cr-
20Ni) etc. However, austenitic stainless steel has a large coefficient of thermal expansion, and in applications such as exhaust manifolds that undergo repeated heating and cooling, it is prone to fracture due to thermal fatigue due to thermal strain.
【０００６】一方、フェライト系ステンレス鋼はオ−ス
テナイト系ステンレス鋼より熱膨張係数が小さいため、
熱疲労特性にとって有利である。従って、耐熱疲労性、
および材料コストの面からは、フェライト系ステンレス
鋼が排気マニホールド用材料として適しているといえ
る。従来、排気マニホールド用材料として、主にSUH409
Ｌが用いられてきたが、排ガス温度の上昇と共に、高温
強度および耐酸化性に劣るという問題があった。On the other hand, since ferritic stainless steel has a smaller coefficient of thermal expansion than austenitic stainless steel,
It is advantageous for thermal fatigue properties. Therefore, heat fatigue resistance,
From the viewpoint of material cost, it can be said that ferritic stainless steel is suitable as a material for the exhaust manifold. Conventionally, SUH409 is mainly used as a material for exhaust manifolds.
Although L has been used, there has been a problem that the high temperature strength and the oxidation resistance are deteriorated as the exhaust gas temperature rises.
【０００７】また、高温に曝されるフロントパイプ、セ
ンターパイプには、冬季における路上の融雪対策として
散布されている岩塩による外面側の高温塩害腐食の問題
がある。従来、フロントパイプ、センターパイプに使用
されるフェライト系ステンレス鋼では、高温塩害腐食対
策が十分ではなかった。Further, the front pipe and the center pipe exposed to high temperatures have a problem of hot salt damage corrosion on the outer surface side due to rock salt sprayed as a measure against snow melting on the road in winter. Heretofore, ferritic stainless steels used for front pipes and center pipes have not been adequately protected from high temperature salt corrosion.
【０００８】ところで、従来にあっても、排ガス温度90
0 ℃以上に対応できる鋼種として、特開昭64−8254号公
報においては、17％以上20％以下のCrを含み、Siおよび
Mnを高めとし、さらにNbおよびMoを添加することにより
高温強度を高めた材料が開示されている。By the way, the exhaust gas temperature 90
As a steel type capable of handling 0 ° C or higher, in JP-A-64-8254, 17% or more and 20% or less of Cr is contained, Si and
A material is disclosed in which the high temperature strength is increased by increasing Mn and further adding Nb and Mo.
【０００９】Cr を高め、Siを高めることは高温での耐
酸化性向上に有効であるが、これらの元素は、排気マニ
ホールド用材料として必要な優れた加工性を確保する上
では有害な元素であり、満足できる高温特性を得るのに
必要な以上に添加することは極力避けなければならない
状況にある。また、Nbは、高温強度を高めるには極めて
有効な元素の一つであるが、600 ℃を越えて長時間保持
されるとラーベス(Laves) 相 (Fe2 Nb) 析出に伴う固溶
Nb量低下が起こり、置換型固溶強化機構によるNb添加効
果が半減するという問題点がある。MoもＷと並んで置換
型固溶元素として高温強度を高めるのに極めて有効であ
るが、高価な添加元素であり、製造コストアップとなる
問題点がある。Increasing Cr and increasing Si are effective in improving the oxidation resistance at high temperatures, but these elements are harmful elements for ensuring the excellent workability required as a material for the exhaust manifold. There is a situation where it is necessary to avoid adding more than necessary to obtain satisfactory high temperature characteristics. Nb is one of the extremely effective elements to increase the high temperature strength, but if it is kept above 600 ° C for a long time, it will form a solid solution with the precipitation of Laves phase (Fe 2 Nb).
There is a problem that the amount of Nb decreases and the Nb addition effect by the substitutional solid solution strengthening mechanism is halved. Mo, like W, is extremely effective as a substitutional solid solution element for increasing the high temperature strength, but is an expensive additive element and has a problem of increasing the manufacturing cost.
【００１０】特開平４−280947号公報において、排気か
つ、温度1000℃に対応できる鋼種としてNbの含有量を0.
7 〜1.2 ％に高めた排気マニホールド用フェライトステ
ンレス鋼が開示されているが、Nb単独で高温強度を高め
た場合には、高温長時間保持するとラーベス相 (Fe2 N
b) 析出による高温強度の低下が顕著になり、実際上自
動車排気マニホールド用材料として必要な特性確保が困
難である。In Japanese Patent Laid-Open No. 4-280947, the content of Nb is set to 0.
7 ferritic stainless steel for exhaust manifolds increased to 1.2% is disclosed, in the case of increasing the high temperature strength in Nb alone, Laves phase when high temperature for a long time holding (Fe 2 N
b) Precipitation causes a remarkable decrease in high-temperature strength, making it difficult to actually secure the properties required for automobile exhaust manifold materials.
【００１１】Cr:6〜25％としたフェライト系ステンレス
鋼の例は特開昭60−145359号公報に開示されているが、
そこにみられる具体的考えは、Crの一部をSiで置換する
が、Ｃ、ＮはTiで実質上すべて固定し、少量のNbを残留
させるというのである。実体的にはＣ、Ｎが比較的多
く、Nb量が少ないため、以下に述べるように高温特性が
十分でないという欠点を有する。An example of ferritic stainless steel containing Cr: 6 to 25% is disclosed in JP-A-60-145359.
The concrete idea found there is that a part of Cr is replaced by Si, but C and N are substantially fixed by Ti, leaving a small amount of Nb. Substantially, since C and N are relatively large and the amount of Nb is small, there is a drawback that the high temperature characteristics are not sufficient as described below.
【００１２】すなわち、特開昭60−145359号公報におい
ては、Ｃ:0.05 ％以下、Si:1.00 〜2.00％、Mn:2.0％以
下、Cr:6.0〜25.0％、Mo:5.0％以下 (ただし、Cr＋Mo≧
８％) 、Ｎ:0.05 ％以下、Al:0.50 ％以下、Ti、Zr、T
a、Nbの１種以上 (ただし、Ti、Zr、Ta、Nb量はすべて
のＣ、Ｎを炭化物、窒化物とするのに必要な化学量論
量) を含み、好ましくはNb:0.30 ％以下でしかも0.10％
以上 (好ましくは0.20％以上) の不結合 (固溶) Nbから
なる、周期的酸化抵抗とクリープ強さを有する高温用フ
ェライト鋼が開示されており、周期的酸化抵抗にはSiの
添加が有効であり、クリープ強度の改善には、0.10％以
上 (好ましくは0.20％以上) の不結合 (固溶) Nbの存在
とSiに富むLaves 相の形成が重要であると述べられてい
る。That is, in JP-A-60-145359, C: 0.05% or less, Si: 1.00 to 2.00%, Mn: 2.0% or less, Cr: 6.0 to 25.0%, Mo: 5.0% or less (however, Cr + Mo ≧
8%), N: 0.05% or less, Al: 0.50% or less, Ti, Zr, T
At least one of a and Nb (however, the amount of Ti, Zr, Ta, and Nb is the stoichiometric amount required to convert all C and N into carbides and nitrides), preferably Nb: 0.30% or less And 0.10%
A high temperature ferritic steel with cyclic oxidation resistance and creep strength consisting of the above (preferably 0.20% or more) non-bonded (solid solution) Nb is disclosed, and addition of Si is effective for cyclic oxidation resistance. It is stated that the presence of 0.10% or more (preferably 0.20% or more) of unbonded (solid solution) Nb and the formation of a Si-rich Laves phase are important for improving the creep strength.
【００１３】しかしながら、0.30％以下のNb量では、高
温強度への寄与が大きい不結合 (固溶) NbとNb炭化物に
よる強化が不十分で、高温強度、熱疲労特性に劣るとい
う問題がある。However, if the Nb content is 0.30% or less, there is a problem that the high temperature strength and the thermal fatigue property are inferior due to insufficient strengthening by unbonded (solid solution) Nb and Nb carbide, which greatly contribute to the high temperature strength.
【００１４】さらにつけ加えるならば、自動車排気系材
料では、ユーザ側での高い量産性と安定した性能確保が
優先されるため、常温でのすぐれた加工性、高温での耐
酸化性、高温強度、熱疲労特性をも両立させることが肝
要である。したがって、材料供給メーカ各社とも、選択
肢が限られた添加元素の中で各種元素の組み合わせを種
々検討しつつ、性能比価格バランスが可及的に高くなる
成分系を模索しているが、現状においては排気ガス温度
950 ℃を越えた温度に満足して適用できる安価な量産材
の製品化に至っていないのが現状である。In addition, for automobile exhaust system materials, since high mass productivity and stable performance are prioritized on the user side, excellent workability at room temperature, oxidation resistance at high temperature, high temperature strength, It is essential to achieve both thermal fatigue properties. Therefore, each material supplier is looking for a component system that maximizes the performance-to-price balance while studying various combinations of various elements among the additive elements with limited options. Is the exhaust gas temperature
The current situation is that inexpensive mass-produced materials that can be used satisfactorily at temperatures above 950 ° C have not yet been commercialized.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特に
排気ガス温度が950 ℃を超え1000℃近傍に対応できる自
動車排気マニホールド用材料として、950 ℃以上にて優
れた耐酸化性、高温強度、熱疲労特性を有し、しかも外
面側の耐高温塩害腐食性に優れたフェライト系ステンレ
ス鋼を提供することである。The object of the present invention is to provide excellent oxidation resistance and high temperature strength at 950 ° C or higher as a material for automobile exhaust manifolds which can cope with exhaust gas temperatures exceeding 950 ° C and around 1000 ° C. It is an object of the present invention to provide a ferritic stainless steel that has thermal fatigue properties and is excellent in high temperature salt corrosion corrosion resistance on the outer surface side.
【００１６】また、本発明の別の目的は、路上融雪塩に
よる塩害腐食が厳しい自動車排気系フロントパイプとし
て優れた耐食性を有するフェライト系ステンレス鋼を提
供することである。Another object of the present invention is to provide a ferritic stainless steel having excellent corrosion resistance as an automobile exhaust system front pipe which is severely corroded by snow melting salts on the road.
【００１７】さらに別の目的は、自動車排気系をひとつ
の鋼種で一体化したいとのユーザ要求に対し、排気マニ
ホールド、フロントパイプ、センターパイプ兼用可能な
安価フェライトステンレス鋼を提供することにある。Still another object is to provide an inexpensive ferritic stainless steel which can be used as an exhaust manifold, a front pipe and a center pipe in response to a user's request to integrate an automobile exhaust system with one steel type.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】従来、950 ℃以上におい
て優れた耐酸化性を有するには、少なくとも19％を越え
たCr量が必要とされてきた。しかしながら、本発明者ら
は、種々の検討を重ね次のような知見を得て本発明を完
成した。In order to have excellent oxidation resistance at 950 ° C. or higher, a Cr content of at least 19% has been conventionally required. However, the present inventors have made various studies and completed the present invention by obtaining the following findings.
【００１９】(1) Cr量を16.0％〜22.0％とし、Siを0.60
％〜1.50％と高めることにより、950℃を越えた温度で
も優れた耐酸化性を確保できるとともに、Ｃ＋Ｎ≦0.02
5 ％とすることで加工性および靱性の確保を図ることが
でき、さらに、0.30％＜Nbとすることでさらなる高温強
度が得られる。(1) Cr content of 16.0% to 22.0% and Si content of 0.60
% To 1.50%, excellent oxidation resistance can be secured even at temperatures over 950 ° C, and C + N ≦ 0.02
The workability and toughness can be secured by setting it to 5%, and further high temperature strength can be obtained by setting 0.30% <Nb.
【００２０】(2) また、そのような状況下でのSi:0.60
〜1.50％という適量のSiの添加は、高温強度を一層向上
させ、耐熱疲労特性の向上に寄与できる。これは高温で
析出するLaves 相 (主にFe2Nb)において、Nbの一部をSi
で置換することにより、固溶Nbの低下を抑えて、高温強
度を保持できるからである。しかしながら、Si:1.50 ％
を超えた過剰の添加は、逆にLaves 相の析出を促進し、
かえって高温強度を低下させてしまう。(2) In addition, Si: 0.60 under such a condition
Addition of an appropriate amount of Si up to 1.50% can further improve the high temperature strength and contribute to the improvement of thermal fatigue resistance. In the Laves phase (mainly Fe 2 Nb) that precipitates at high temperature, this is because some of the Nb is Si
By substituting with, it is possible to suppress the decrease of the solid solution Nb and maintain the high temperature strength. However, Si: 1.50%
Excessive addition over 10% accelerates precipitation of Laves phase,
On the contrary, the high temperature strength is reduced.
【００２１】(3) 耐高温塩害腐食性の向上に対しては、
上述のような鋼中Si量の増加が非常に効果がある。(3) To improve the high temperature salt corrosion resistance,
The increase of Si content in steel as described above is very effective.
【００２２】(4) 950 ℃を越えた温度域で安定して耐酸
化性を確保するためには、鋼中Ｓの高温での安定性確保
が望ましい。つまり、鋼中ＳをMnS の形ではなく、より
安定な化合物Zr硫化物あるいはCa、Ｙ、La、Ce硫化物の
形で安定化するのである。(4) In order to ensure stable oxidation resistance in a temperature range exceeding 950 ° C., it is desirable to secure stability of S in steel at high temperature. That is, S in steel is stabilized not in the form of MnS, but in the form of the more stable compound Zr sulfide or Ca, Y, La, Ce sulfide.
【００２３】(5) 鋼中Ｓに対しMnに比較して、より強い
化学的親和力を有するCa、Ｙ、La、Ceの１種以上、合計
で0.001 〜0.02％添加することにより、高温酸化スケー
ル密着性が改善され、950 ℃を越えた温度域での異常酸
化が抑制される。(5) High-temperature oxidation scale is obtained by adding 0.001 to 0.02% in total of at least one of Ca, Y, La, and Ce having stronger chemical affinity to S in steel than Mn. Adhesion is improved and abnormal oxidation in the temperature range above 950 ° C is suppressed.
【００２４】(6) 鋼中Ｓに対しMnに比較して、より強い
化学的親和力を有するZrを0.01％〜0.10％添加すること
により、950 ℃を越えた温度域での異常酸化が抑制され
る。ただし、Zrは溶鋼中でＯ (酸素) との反応性に富む
ためZr添加前にCa、Mgを添加処理することが有効であ
る。(6) Addition of 0.01% to 0.10% of Zr, which has a stronger chemical affinity for S in steel than Mn, suppresses abnormal oxidation in the temperature range exceeding 950 ° C. It However, since Zr is highly reactive with O (oxygen) in molten steel, it is effective to add Ca and Mg before adding Zr.
【００２５】(7) 一方、鋼中Ｐが0.030 ％超0.100 ％以
下である場合には、Tiを0.05％〜0.20％添加することに
より、熱疲労特性改善に効果的なFeTiＰ系非金属介在物
を微細分散させることができる。(7) On the other hand, when P in the steel is more than 0.030% and 0.100% or less, by adding Ti in an amount of 0.05% to 0.20%, FeTiP-based nonmetallic inclusions effective in improving thermal fatigue properties are added. Can be finely dispersed.
【００２６】よって、本発明の要旨とするところは、
(1) 重量％にて、Ｃ:0.015％以下、 Si: 0.60〜1.
50％、 Mn:0.05 〜0.60％、Ｐ:0.030％以下、
Cr:16.0 〜22.0％、 Ni:0〜2.0 ％、Cu：0 〜0.
80％、 Nb:0.30 ％超0.80％以下、Mo:0.1〜3.0
％、Ｎ:0.015％以下、ただし、Ｃ＋Ｎ≦0.025 ％、
Ti:0〜0.20％、Ｓ:0.002％以下、Ca、Ｙ、La、Ceの１種
以上合計で:0.001〜0.02％、Al:0〜0.20％、
Ｂ：０〜0.005 ％、残部がFeおよび製造上の不可避不純
物から成る化学組成を有する、自動車排気系部材用フェ
ライトステンレス鋼。Therefore, the gist of the present invention is as follows.
(1) C: 0.015% or less, Si: 0.60 to 1.
50%, Mn: 0.05 to 0.60%, P: 0.030% or less,
Cr: 16.0 to 22.0%, Ni: 0 to 2.0%, Cu: 0 to 0.
80%, Nb: more than 0.30% and 0.80% or less, Mo: 0.1 to 3.0
%, N: 0.015% or less, but C + N ≦ 0.025%,
Ti: 0 to 0.20%, S: 0.002% or less, one or more of Ca, Y, La, and Ce in total: 0.001 to 0.02%, Al: 0 to 0.20%,
B: Ferritic stainless steel for automobile exhaust system members having a chemical composition of 0 to 0.005%, the balance being Fe and inevitable impurities in manufacturing.
【００２７】(2) 重量％にて、Ｃ:0.015％以下、
Si: 0.60〜1.50％、 Mn:0.05 〜0.60％、Ｐ:0.030
％以下、 Cr:16.0 〜22.0％、 Ni:0〜2.0
％、Cu：0 〜0.80％、 Nb:0.30 ％超0.80％以下、
Mo:0.1〜3.0 ％、Ｎ:0.015％以下、ただし、Ｃ＋Ｎ≦0.
025 ％、 Ti:0〜0.20％、Ｓ:0.002％以下、Ca、Mgの
１種以上合計で:0.001〜0.02％以下、Zr：0.01％〜0.10
％、 Al:0〜0.20％、 Ｂ：０〜0.005 ％、残
部がFeおよび製造上の不可避不純物から成る化学組成を
有する、自動車排気系部材用フェライトステンレス鋼。(2)% by weight, C: 0.015% or less,
Si: 0.60 to 1.50%, Mn: 0.05 to 0.60%, P: 0.030
%, Cr: 16.0 to 22.0%, Ni: 0 to 2.0
%, Cu: 0 to 0.80%, Nb: more than 0.30% and 0.80% or less,
Mo: 0.1-3.0%, N: 0.015% or less, with C + N ≦ 0.
025%, Ti: 0 to 0.20%, S: 0.002% or less, at least one of Ca and Mg: 0.001 to 0.02% or less, Zr: 0.01% to 0.10
%, Al: 0 to 0.20%, B: 0 to 0.005%, the balance being Fe and the unavoidable impurities in manufacturing, a ferritic stainless steel for automobile exhaust system components.
【００２８】(3) 重量％にて、Ｃ:0.015％以下、
Si: 0.60〜1.50％、 Mn:0.05 〜0.60％、Ｐ:0.030
％超0.100 ％以下、Cr:16.0 〜22.0％、 Ni:0〜2.0
％、Cu：0 〜0.80％、 Nb:0.30 ％超0.80％以下、
Mo:0.1〜3.0 ％、Ｎ:0.015％以下、ただし、Ｃ＋Ｎ≦0.
025 ％、Ｓ:0.002％以下、 Ti：0.05％〜0.20％、
Al:0〜0.20％、 Ｂ：０〜0.005 ％、残部がFeお
よび製造上の不可避不純物から成る化学組成を有する、
自動車排気系部材用フェライトステンレス鋼。(3) C: 0.015% or less by weight%,
Si: 0.60 to 1.50%, Mn: 0.05 to 0.60%, P: 0.030
% Over 0.100%, Cr: 16.0 to 22.0%, Ni: 0 to 2.0
%, Cu: 0 to 0.80%, Nb: more than 0.30% and 0.80% or less,
Mo: 0.1-3.0%, N: 0.015% or less, with C + N ≦ 0.
025%, S: 0.002% or less, Ti: 0.05% to 0.20%,
Al: 0 to 0.20%, B: 0 to 0.005%, the balance being Fe and chemical inevitable impurities.
Ferritic stainless steel for automobile exhaust system parts.
【００２９】[0029]
【作用】次に、本発明において上記のように鋼化学成分
を限定した理由をその作用とともに、詳述する。Next, the reason why the steel chemical composition is limited as described above in the present invention will be described in detail together with its operation.
【００３０】Ｃ、Ｎ：本発明のように、1.0 ％近くのSi
を含有する鋼においては特に、Ｃ、Ｎの含有量が高くな
ると、靱性を低下させ、加工性に悪影響をおよぼす。し
たがって、Ｃ、Ｎはできるだけ低いことが望ましく、こ
のためＣ：0.015 ％以下、Ｎ：0.015％以下とし、かつ
Ｃ＋Ｎ≦0.025 ％とする。好ましくはＣ＋Ｎ≦0.020 ％
としてもよい。さらに好ましくはＣ:0.010％以下、Ｎ:
0.010％以下である。C, N: Si of about 1.0% as in the present invention
In the steel containing, especially, when the contents of C and N become high, the toughness is lowered and the workability is adversely affected. Therefore, it is desirable that C and N are as low as possible. Therefore, C: 0.015% or less, N: 0.015% or less, and C + N ≦ 0.025%. Preferably C + N ≦ 0.020%
It may be. More preferably, C: 0.010% or less, N:
It is 0.010% or less.
【００３１】Si：Siは、本発明において耐酸化性および
耐高温塩害腐食性を改善するための重要な元素である。
耐酸化性および耐高温塩害腐食性は、Si量の増加と共に
向上するが、0.60％未満ではその効果が十分でない。望
ましくは、0.70％以上であればその効果が十分に得られ
る。また適量のSiの添加は高温強度を向上させ、耐熱疲
労特性の向上に寄与する。これは高温で析出するLaves
相 (主にFe2Nb)においてNbの一部をSiで置換することに
より、固溶Nbの低下を抑えて高温強度を保持するからで
ある。しかしながら、1.50％を超えた過剰の添加は、逆
にLaves 相の析出を促進し、高温強度を低下させる。さ
らに、靱性、加工性を劣化させるので、Si：0.60〜1.50
％とした。好ましくは、0.70〜1.20％である。Si: Si is an important element for improving the oxidation resistance and the high temperature salt corrosion resistance in the present invention.
Oxidation resistance and high temperature salt corrosion resistance improve as the Si content increases, but if it is less than 0.60%, the effect is not sufficient. Desirably, if it is 0.70% or more, the effect is sufficiently obtained. Also, the addition of an appropriate amount of Si improves the high temperature strength and contributes to the improvement of thermal fatigue resistance. This is Laves that precipitates at high temperature
This is because by substituting a part of Nb with Si in the phase (mainly Fe 2 Nb), the decrease of solid solution Nb is suppressed and the high temperature strength is maintained. However, excessive addition exceeding 1.50%, on the contrary, promotes precipitation of Laves phase and reduces high temperature strength. Further, since it deteriorates toughness and workability, Si: 0.60 to 1.50
%. It is preferably 0.70 to 1.20%.
【００３２】Mn ：Mnは、製鋼時の脱酸剤および熱間加
工性を向上する元素として知られる。しかし、MnＳを形
成し酸化の起点となったり、オ−ステナイト形成元素で
あることから、耐酸化性にとって好ましくない。よっ
て、0.05〜0.60％とした。好ましくは0.25〜0.55％であ
る。Mn: Mn is known as a deoxidizing agent during steel making and an element improving hot workability. However, it is not preferable for oxidation resistance because it forms MnS and becomes a starting point of oxidation, and it is an austenite forming element. Therefore, it is set to 0.05 to 0.60%. It is preferably 0.25 to 0.55%.
【００３３】Cr ：本発明において、耐酸化性確保に必
須な元素である。16.0％未満では本発明で述べるその他
の元素との組み合わせにおいても、十分な耐酸化性が確
保できない。他方、22.0％を越えて添加すると、靱性、
加工性を劣化させるため、上限を22.0％とする。好まし
くは、17.0〜20.0％である。Cr: In the present invention, it is an element essential for ensuring the oxidation resistance. If it is less than 16.0%, sufficient oxidation resistance cannot be secured even in combination with other elements described in the present invention. On the other hand, if added over 22.0%, toughness,
The upper limit is 22.0% to deteriorate workability. It is preferably 17.0 to 20.0%.
【００３４】Nb：Nbは、高温強度を向上させるうえで必
須の元素である。Nbは炭窒化物としてＣ、Ｎを固定する
作用があるため、必要なNb量はＣ、Ｎ量と相関がある。
本発明では、Nb:0.30 ％を超え、0.80％以下、 (Ｃ＋
Ｎ) ≦0.025 ％としているため、％Nb/(％Ｃ＋％Ｎ) ≧
10となる。これにより、十分な高温強度を得るのに必要
な固溶Nb量を確保できる。Nb量は、高温強度の点から多
いほど望ましいが、0.30％以下では十分な高温強度が得
られず、0.80％を超えて添加すると靱性に悪影響を及ぼ
すため、0.30％超、0.80％以下とした。好ましくは 0.3
5 〜0.55％である。より好ましくは、Nb％≧15 (％Ｃ＋
％Ｎ) である。Nb: Nb is an essential element for improving the high temperature strength. Since Nb has a function of fixing C and N as carbonitrides, the necessary amount of Nb correlates with the amount of C and N.
In the present invention, Nb: more than 0.30% and 0.80% or less, (C +
N) ≤0.025%, so% Nb / (% C +% N) ≥
Will be 10. This makes it possible to secure the amount of solid solution Nb required to obtain sufficient high temperature strength. The Nb content is preferably as high as possible from the viewpoint of high temperature strength, but if it is less than 0.30%, sufficient high temperature strength cannot be obtained, and if added over 0.80%, it adversely affects toughness. . Preferably 0.3
5 to 0.55%. More preferably, Nb% ≧ 15 (% C +
% N).
【００３５】Mo ：Moは、Nbと同様、置換型固溶元素と
して高温強度を向上させるのに有効であることが知られ
ている。ただ、Moは、Nbと異なり、600 ℃以上の高温に
長時間保持されても、Fe2(Nb,Mo)あるいはFe2Mo からな
るラーベス相をほとんど析出せず、多くは固溶Moとして
存在するため、高温強度を保持することができる。ま
た、固溶状態を長期保つためフェライト組織を安定にし
耐酸化性の向上にも寄与する。さらに、耐高温塩害腐食
性も向上させることができる。0.1 ％以下ではそれらの
効果が十分でないため、下限を0.1 ％とした。しかし、
過剰の添加は、加工性を低下させる。さらにコスト高と
なるため、上限を3.0 ％とした。好ましくは0.5〜2.5
％である。Mo: Mo, like Nb, is known to be effective as a substitutional solid solution element for improving high temperature strength. However, unlike Nb, Mo hardly precipitates a Laves phase composed of Fe 2 (Nb, Mo) or Fe 2 Mo even when kept at a high temperature of 600 ° C or higher for a long time, and most of them exist as solid solution Mo. Therefore, high temperature strength can be maintained. Further, since the solid solution state is maintained for a long period of time, it stabilizes the ferrite structure and contributes to the improvement of oxidation resistance. Further, the high temperature salt damage corrosion resistance can also be improved. If 0.1% or less, these effects are not sufficient, so the lower limit was made 0.1%. But,
Excessive addition reduces workability. The upper limit was set to 3.0% because it would be more costly. Preferably 0.5-2.5
%.
【００３６】Ni ：Niは製造上不可避不純物の一つであ
るが、一方Niの添加は、靱性改善および耐高温塩害腐食
性向上に有効である。しかし、オ−ステナイト形成元素
であり耐酸化性に悪影響を及ぼすこと、さらに高価であ
ることから、必要に応じ添加する場合は0.2 ％以上2.0
％以下とする。Ni: Ni is one of the inevitable impurities in manufacturing, while addition of Ni is effective in improving toughness and high temperature salt corrosion corrosion resistance. However, since it is an austenite forming element, it adversely affects the oxidation resistance and is expensive, so if added as necessary, 0.2% or more and 2.0% or more.
% Or less.
【００３７】Cu ：Cuは必要により0.01％より0.80％の
範囲で含有しても良い。自動車排気系では応力腐食割れ
の問題は発生せず、むしろ融雪塩による外面腐食に対し
て改善効果を有する。ただし、0.80％超では、金属間化
合物生成による脆化問題を起こすため上限を0.80％とす
る。Cu: Cu may be contained in the range of 0.01% to 0.80% if necessary. In the automobile exhaust system, the problem of stress corrosion cracking does not occur, but rather it has an improving effect on the external surface corrosion caused by snow melting salt. However, if it exceeds 0.80%, an embrittlement problem occurs due to the formation of intermetallic compounds, so the upper limit is made 0.80%.
【００３８】Ｐ：Ｐは一般的には不純物であり、溶接部
での性能安定性確保の上より0.030 ％以下とする事が必
要である。しかしながら、0.030 ％超0.100 ％以下の量
のＰが存在する場合、Tiと共存しFeTiＰを形成すること
によって、その分散強化作用により高温強度が改善され
る。したがって、Ｐは必要によりTiとともに0.030 ％超
0.100 ％以下の量だけ存在させてもよい。P: P is generally an impurity, and is required to be 0.030% or less in order to secure performance stability in the welded portion. However, when P is present in an amount of more than 0.030% and 0.100% or less, the high temperature strength is improved by virtue of its dispersion strengthening action by coexisting with Ti to form FeTiP. Therefore, if necessary, P exceeds 0.030% together with Ti.
It may be present in an amount up to 0.100%.
【００３９】Ｓ：Ｓは製造上不可避不純物の一つであ
る。Ｓ量が多いと高温での耐酸化性確保の点より好まし
くない。また、鋼中でMnＳが生成する場合には、MnＳの
高温での熱的な安定性が劣るため耐酸化性が劣化する。
MnＳより熱的に安定な硫化物として固定することが、望
ましい。S: S is one of the inevitable impurities in production. A large amount of S is not preferable from the viewpoint of ensuring oxidation resistance at high temperatures. In addition, when MnS is produced in steel, the thermal stability of MnS at high temperatures is poor and the oxidation resistance deteriorates.
It is desirable to fix as a sulfide that is more thermally stable than MnS.
【００４０】本発明においては、0.002 ％以下のＳで
は、Mnより化学的な結合力が強いCa、Ｙ、La、Ceを１種
以上合計で0.001 〜0.02％、好ましくは0.001 〜0.01％
添加することにより各々の硫化物系介在物として固定し
て、あるいはZrを0.01％から0.10％添加することにより
Zr系硫化物として固定して耐酸化性劣化の軽減を図る。In the present invention, at 0.002% or less S, 0.001 to 0.02%, preferably 0.001 to 0.01% in total of one or more kinds of Ca, Y, La and Ce having a stronger chemical bonding force than Mn.
By fixing as sulfide inclusions by adding, or by adding Zr 0.01% to 0.10%
Fix as Zr-based sulfide to reduce deterioration of oxidation resistance.
【００４１】Ti：Tiは、所望添加元素であり、Nbと同様
にＣ、Ｎの固定元素として有効であり、一部Nbを置換で
きる。0.05％以上のTiを含むNbとTiの複合添加効果によ
り、再結晶温度が下がり加工性が向上する。また、再結
晶温度の低下は、熱サイクル中の高温加熱時に生じる熱
歪みを緩和させ、熱疲労特性を改善する。しかし、過剰
の添加は、圧延時の表面疵の原因となるため、Nbの一部
を置換するTiの上限は0.20％とした。Ti: Ti is a desired additive element, is effective as a fixed element for C and N, like Nb, and can partially replace Nb. The combined effect of Nb and Ti containing 0.05% or more of Ti lowers the recrystallization temperature and improves workability. Further, the decrease in the recrystallization temperature relaxes the thermal strain generated during high temperature heating during the thermal cycle and improves the thermal fatigue property. However, excessive addition causes surface defects during rolling, so the upper limit of Ti that partially replaces Nb was set to 0.20%.
【００４２】一方、Fe−Ti−Ｐ系析出物が析出する状態
では熱疲労特性改善の上で有効である600 ℃より900 ℃
での高温強度を高める効果がある。かかるFe−Ti−Ｐ系
析出物が見られるのは、Ｐ＞0.030 ％含有される場合で
あり、そのときには、Ti:0.05 〜0.20％と積極的にTiを
添加するのである。On the other hand, in the state where Fe-Ti-P type precipitates are deposited, it is effective for improving the thermal fatigue properties from 600 ° C to 900 ° C.
It has the effect of increasing the high temperature strength. Such Fe-Ti-P based precipitates are observed when P> 0.030% is contained, and at that time, Ti is positively added at 0.05 to 0.20%.
【００４３】Ca、Ｙ、La、Ce:Ca、およびＹ、La、Ceと
いった希土類元素は、耐酸化性を向上させ、酸化スケー
ルの密着性を向上させる。また、硫化物を形成すること
で脱Ｓ作用を有する。合計量が0.001 ％未満ではそれら
の効果が十分でなく、0.02％を越えて添加すると靱性を
劣化させるので上限を0.02％とした。好ましくは、合計
量で0.001 〜0.01％である。Ca, Y, La, Ce: Ca and rare earth elements such as Y, La and Ce improve the oxidation resistance and the adhesion of the oxide scale. Further, it has a S-removing action by forming sulfide. If the total amount is less than 0.001%, these effects are not sufficient, and if added over 0.02%, the toughness deteriorates, so the upper limit was made 0.02%. Preferably, the total amount is 0.001 to 0.01%.
【００４４】Zr：Zrは所望添加元素であり、適量添加は
硫化物を形成することで脱Ｓ作用を発揮し、耐酸化性を
向上させる。ただし、Zrは溶鋼中でＯとの反応性に富む
ために、Al添加によって、十分な脱酸を行うか、あるい
はCa、Mgのいずれか１種以上を添加することを前提とし
て、添加される。0.01％以上のZr添加によりその効果が
現れる。しかし、0.10％を越える添加はＳ固定の意味か
らは必要以上の添加であり、靱性にも悪影響を及ぼすの
で、上限を0.10％とした。好ましくは0.02〜0.08％であ
る。Zr: Zr is a desired additive element, and when added in an appropriate amount, it forms a sulfide to exert a de-S effect and improves the oxidation resistance. However, since Zr is highly reactive with O in molten steel, it is added on the premise that sufficient deoxidation is performed by adding Al, or one or more of Ca and Mg is added. The effect appears when 0.01% or more of Zr is added. However, the addition of more than 0.10% is more than necessary from the standpoint of fixing S and adversely affects the toughness, so the upper limit was made 0.10%. It is preferably 0.02 to 0.08%.
【００４５】Ca、Mg:Ca 、Mgは、脱Ｓを目的にZrを添加
する場合に、１種の脱酸剤として少なくとも１種合計量
で0.001 〜0.02％添加される。好ましくは、0.001 〜0.
01％である。Ca, Mg: When Zr is added for the purpose of removing S, Ca and Mg are added in a total amount of at least one of 0.001 to 0.02% as one deoxidizing agent. Preferably 0.001-0.
It is 01%.
【００４６】Al：Alは、所望添加元素であり、脱酸元素
として知られる。また、少量のAl添加により、靱性、耐
酸化性が向上することが知られている。特に、本発明鋼
のように1.0 ％近いSiを含有する場合には、酸化増量に
はそれほど改善効果は認められないものの、酸化スケー
ルの耐剥離性を向上させることができる。これにより、
排気ガス中への酸化スケールの混入が抑制される。さら
に、少量のAl添加は、高温強度改善効果も有する。しか
し、過剰の添加は加工性の低下を招くため、０〜0.20％
とした。Al: Al is a desired additive element and is known as a deoxidizing element. It is also known that addition of a small amount of Al improves toughness and oxidation resistance. In particular, when the steel of the present invention contains nearly 1.0% of Si, although the improvement effect on the oxidation weight increase is not so great, the peel resistance of the oxide scale can be improved. This allows
Mixing of oxide scale into the exhaust gas is suppressed. Furthermore, addition of a small amount of Al also has an effect of improving high temperature strength. However, excessive addition causes deterioration of workability, so 0 to 0.20%
And
【００４７】Ｂ：Ｂは、所望添加元素であり、高温強
度、耐酸化性、靱性改善を目的として添加される。その
改善効果が現れる理由は定かではないが、Ｂは一般的に
粒界に偏析しやすい元素として知られているので、粒界
すべりを阻止して高温強度、靱性を向上させるものと考
えられる。Ｂの粒界偏析により、耐酸化性に有害なＰ、
Ｓ等の不純物元素を排出して、耐酸化性も向上させるも
のと考えられる。この効果は、0.0003％以上の添加で現
れ、0.005 ％を越えて添加すると加工性のみならず靱性
も劣化させるので０〜0.005 ％とした。B: B is a desired additive element and is added for the purpose of improving high temperature strength, oxidation resistance and toughness. Although the reason why the improvement effect appears is not clear, since B is generally known as an element that is easily segregated at the grain boundaries, it is considered to prevent grain boundary sliding and improve high temperature strength and toughness. Grain boundary segregation of B causes P, which is harmful to oxidation resistance,
It is considered that the impurity element such as S is discharged to improve the oxidation resistance. This effect appears when 0.0003% or more is added, and when added in excess of 0.005%, not only the workability but also the toughness deteriorates, so it was set to 0 to 0.005%.
【００４８】本発明にかかるフェライト系ステンレス鋼
の製造方法は、通常のフェライト系ステンレス鋼の製造
方法と本質的に変わらない。電気炉または転炉で溶製
し、AOD 炉、VOD 炉等で精錬して連続鋳造または造塊−
分塊法でスラブとし、以下、熱間圧延、冷間圧延の工程
を経て板とすればよい。これを素材として溶接管を製造
するが、主として排気マニホールド、フロントパイプ、
センターパイプ用素材となるのは、この溶接管である。
製品形状によっては、板を所望の形状に加工した後、２
枚以上溶接等により重ねあわせて用いる場合もある。熱
処理としては、900 〜1050℃で0.5 〜30分均熱したのち
空冷する処理が望ましい。The method for producing ferritic stainless steel according to the present invention is essentially the same as the method for producing ordinary ferritic stainless steel. Melt in an electric furnace or converter, smelt in an AOD furnace, VOD furnace, etc. and continuously cast or ingot.
A slab may be formed by the slab method, and then a plate may be formed through the steps of hot rolling and cold rolling. Welded pipes are manufactured using this material, but mainly exhaust manifolds, front pipes,
It is this welded pipe that is the material for the center pipe.
Depending on the product shape, after processing the plate into the desired shape, 2
There is also a case where more than one sheet is used by being overlapped by welding. The heat treatment is preferably soaking at 900 to 1050 ° C for 0.5 to 30 minutes and then air cooling.
【００４９】[0049]
【実施例】まず、表１に示される組成を有する鋼を、溶
解、鍛造後、1200℃にて熱間圧延を行った。その熱延板
を焼鈍後、冷間圧延を施し、980 ℃にて仕上げ焼鈍を行
って、厚さ２mmの冷延板とした。これより、厚さ２mmの
常温および高温引張試験片、厚さ２mm×幅20mm×長さ25
mmの酸化試験片および高温塩害腐食試験片を切り出し
た。EXAMPLES First, steels having the compositions shown in Table 1 were melted and forged, and then hot-rolled at 1200 ° C. After annealing the hot-rolled sheet, it was cold-rolled and finish-annealed at 980 ° C to obtain a cold-rolled sheet having a thickness of 2 mm. From this, a room temperature and high temperature tensile test piece with a thickness of 2 mm, thickness 2 mm x width 20 mm x length 25
mm oxidation test pieces and hot salt corrosion test pieces were cut out.
【００５０】さらに、上記冷延板から電縫溶接により製
管し、図１に寸法を付して示すような熱疲労試験片を作
製した。図１において、１が試験に供する試験管で、２
か所に径８mmの穴を明け、それぞれ冷却用エアーの供給
口２および排出口３とした。４は管の内面からの保持具
(芯金) 、５は試験機のホルダーへの取付け部である。
管１と保持具４は固定用ピン６と端部の溶接部７によっ
て固定されている。Further, a pipe was made from the cold-rolled sheet by electric resistance welding, and a thermal fatigue test piece as shown with dimensions in FIG. 1 was produced. In FIG. 1, 1 is a test tube used for the test, and 2
Holes with a diameter of 8 mm were drilled at the places to serve as a supply port 2 and a discharge port 3 for the cooling air, respectively. 4 is a holder from the inner surface of the pipe
(Core) 5 is an attachment part to the holder of the testing machine.
The tube 1 and the holder 4 are fixed by a fixing pin 6 and a weld 7 at the end.
【００５１】高温引張試験は950 ℃にて行った。酸化試
験は、950 ℃×200 hr、大気中連続加熱条件で行った。
高温塩害腐食試験は図２に示す条件の加熱→冷却→塩浸
漬→乾燥を60サイクル繰り返えすことで行った。The high temperature tensile test was carried out at 950 ° C. The oxidation test was performed under continuous heating conditions in the air at 950 ° C. for 200 hours.
The high temperature salt corrosion test was conducted by repeating heating, cooling, salt immersion, and drying under the conditions shown in FIG. 2 for 60 cycles.
【００５２】熱疲労試験は、図１の試験片を使い、コン
ピュータ制御の電気油圧式高温熱疲労試験により、図３
に示す温度サイクル、機械的歪み波形履歴をとる条件
で、200 −950 ℃、50％拘束にて試験した (拘束度η＝
0.501)。これらの試験結果は表２および図４および図５
にまとめて示す。For the thermal fatigue test, the test piece of FIG. 1 was used, and a computer-controlled electrohydraulic high temperature thermal fatigue test was performed.
Under the conditions of temperature cycle and mechanical strain waveform history shown in, the test was conducted at 200-950 ° C and 50% restraint (restraint degree η =
0.501). The results of these tests are shown in Table 2 and FIGS.
Are shown together.
【００５３】表２より、本発明鋼No.1〜24は、常温伸び
30％以上、950 ℃の引張り強度21Ｎ／mm2 以上、950 ℃
における酸化増量が2.0 mg／cm2 以下、高温塩害腐食試
験後の板厚減少450 μm 以下、熱疲労寿命800 サイクル
以上と、耐高温塩害腐食性も考慮した排気マニホール
ド、フロントパイプ、センターパイプ用材料として優れ
た特性を有することがわかる。From Table 2, the steel Nos. 1 to 24 of the present invention have room temperature elongation.
30% or more, tensile strength at 950 ° C 21N / mm 2 or more, 950 ° C
Excellent in material for exhaust manifolds, front pipes, and center pipes with consideration given to high temperature salt damage and corrosion resistance, with an increase in oxidation of 2.0 mg / cm 2 or less, plate thickness reduction after high temperature salt damage corrosion test of 450 μm or less, thermal fatigue life of 800 cycles or more. It can be seen that it has excellent characteristics.
【００５４】特に、本発明鋼No.7〜10に示すような0.02
0 〜0.20％のAlを含有すると、酸化増量に対する改善効
果は認められないものの、酸化スケールの剥離性を向上
させることが確認された (図６参照) 。In particular, 0.02 as shown in the invention steel Nos. 7 to 10
It was confirmed that when 0 to 0.20% of Al was contained, the effect of improving the amount of oxidation increase was not recognized, but the peelability of the oxide scale was improved (see FIG. 6).
【００５５】また、本発明鋼No.11 〜18に示すように、
0.003 〜0.02％のCa、Mg、Ｙ、La、Ceを添加すると耐酸
化性が向上することが確認された。さらに、本発明鋼2
4、25に示したように、0.005 ％以下のＢを添加する
と、950 ℃での高温強度ならびに耐酸化性が改善される
ことが確認された。Further, as shown in Steel Nos. 11 to 18 of the present invention,
It was confirmed that the addition of 0.003 to 0.02% of Ca, Mg, Y, La and Ce improves the oxidation resistance. Further, the present invention steel 2
As shown in Nos. 4 and 25, it was confirmed that the addition of 0.005% or less of B improves the high temperature strength at 950 ° C and the oxidation resistance.
【００５６】比較鋼No.1は、SUH409Ｌ相当材であるが、
950 ℃での引張り強度、耐酸化性、熱疲労特性共に劣
る。比較鋼No.2は、Nbが0.30％以下であるために、950
℃での引張強度、熱疲労特性共に劣る。比較鋼No.3はSi
が0.60％未満、比較鋼No.5はCrが16.0％未満であるた
め、耐酸化性および耐高温塩害腐食性が十分でない。Comparative steel No. 1 is a material equivalent to SUH409L,
Poor tensile strength, oxidation resistance, and thermal fatigue properties at 950 ° C. Comparative steel No. 2 has a Nb content of 0.30% or less,
Both tensile strength at ℃ and thermal fatigue properties are poor. Comparative steel No. 3 is Si
Is less than 0.60%, and Comparative Steel No. 5 has Cr less than 16.0%, so its oxidation resistance and high temperature salt corrosion resistance are not sufficient.
【００５７】比較鋼No.4はSiが1.50％を、比較鋼No.6は
Moが3.0 ％をそれぞれ越えているため、常温伸び30％未
満と加工性に劣るため、製管が容易に出来なかった。比
較鋼No.7は、Mnが0.60％、Ｓが0.002 ％を越えており、
耐酸化性が十分でない。比較鋼No.8は、Ｃ＋Ｎが0.025
％を超えており、高温強度向上に必要な固溶Nb量が不十
分になり、950 ℃での引張強度、熱疲労特性に劣る。Comparative Steel No. 4 has 1.50% Si, and Comparative Steel No. 6 has
Since the Mo content exceeds 3.0%, the room-temperature elongation is less than 30%, and the workability is poor. Comparative steel No. 7 has Mn of more than 0.60% and S of more than 0.002%,
Insufficient oxidation resistance. Comparative steel No. 8 has C + N of 0.025
%, The amount of solid solution Nb required to improve high temperature strength becomes insufficient, resulting in poor tensile strength at 950 ° C and thermal fatigue properties.
【００５８】図４は本発明鋼No.1を基本組成としてSi量
を変化させたときの 950℃×200 時間の大気中連続試験
による酸化増量を表わしたグラフである。Si:0.60 ％以
上で耐高温酸化性が改善されるのが分かる。図５は同じ
く高温塩害腐食試験での板厚減少を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the amount of oxidation increase in a continuous test in the air at 950 ° C. for 200 hours when the Si content was changed with the steel No. 1 of the present invention as the basic composition. It can be seen that the high temperature oxidation resistance is improved when Si: 0.60% or more. FIG. 5 is a graph showing the reduction in plate thickness in the high temperature salt corrosion test.
【００５９】図６は本発明鋼No.1を基本組成としてAl量
を変化させたときの 950℃×200 時間の大気中連続酸化
試験での酸化増量、スケール剥離量を示すグラフであ
る。FIG. 6 is a graph showing the amount of oxidation increase and the amount of scale peeling in a continuous oxidation test in the air at 950 ° C. for 200 hours when the amount of Al was changed with the steel No. 1 of the present invention as the basic composition.
【００６０】[0060]
【表１】 [Table 1]
【００６１】[0061]
【表２】 [Table 2]
【００６２】[0062]
【発明の効果】本発明により、排気温度950 〜1000 ℃
において、優れた耐酸化性、高温強度、熱疲労特性を有
し、しかも優れた外面側の耐高温塩害腐食性を有する、
排気マニホールド用フェライト系ステンレス鋼が得られ
る。また、優れた耐高温塩害腐食性を利用して、センタ
ーパイプやフロントパイプへも適用可能である。According to the present invention, the exhaust temperature is 950 to 1000 ° C.
In, has excellent oxidation resistance, high temperature strength, thermal fatigue properties, and also has excellent high temperature salt corrosion corrosion resistance on the outer surface side,
Ferritic stainless steel for exhaust manifold is obtained. Further, it can also be applied to center pipes and front pipes by utilizing its excellent high temperature salt corrosion resistance.
【図１】熱疲労試験片の形状 (ゲージ長さ：12mm) の説
明図である。FIG. 1 is an explanatory view of the shape (gauge length: 12 mm) of a thermal fatigue test piece.
【図２】高温塩害腐食試験の条件の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of conditions of a high temperature salt corrosion test.
【図３】熱疲労試験時の温度及びひずみ波形の説明図で
ある。FIG. 3 is an explanatory diagram of temperature and strain waveforms during a thermal fatigue test.
【図４】実施例の結果である耐酸化性におよぼす鋼中Si
量の影響を示すグラフである。FIG. 4 Si in steel which affects the oxidation resistance as a result of the example.
It is a graph which shows the influence of quantity.
【図５】実施例の結果である耐高温塩害腐食性に及ぼす
鋼中Siの影響を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the effect of Si in steel on high temperature salt corrosion corrosion resistance as a result of the example.
【図６】実施例の結果である酸化スケールの耐剥離性に
及ぼす鋼中Al量の影響を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the influence of the amount of Al in steel on the peel resistance of the oxide scale that is the result of the example.
Claims (3)
5 〜0.60％、 Ｐ:0.030％以下、 Cr:16.0 〜22.0％、 Ni:0〜
2.0 ％、 Cu：0 〜0.80％、 Nb:0.30 ％超0.80％以下、Mo：0.
1 〜3.0 ％、 Ｎ:0.015％以下、ただし、Ｃ＋Ｎ≦0.025 ％、 Ti：０
〜0.20％、 Ｓ:0.002％以下、 Ca、Ｙ、La、Ceの１種以上合計
で:0.001〜0.02％、 Al：0 〜0.20％、 Ｂ：0 〜0.005 ％、 残部がFeおよび製造上の不可避不純物から成る化学組成
を有する、自動車排気系部材用フェライトステンレス
鋼。1. In wt%, C: 0.015% or less, Si: 0.60 to 1.50%, Mn: 0.0
5 to 0.60%, P: 0.030% or less, Cr: 16.0 to 22.0%, Ni: 0 to
2.0%, Cu: 0 to 0.80%, Nb: more than 0.30% and 0.80% or less, Mo: 0.
1 to 3.0%, N: 0.015% or less, but C + N ≦ 0.025%, Ti: 0
~ 0.20%, S: 0.002% or less, one or more of Ca, Y, La, and Ce in total: 0.001 to 0.02%, Al: 0 to 0.20%, B: 0 to 0.005%, and the balance Fe and manufacturing Ferritic stainless steel for automobile exhaust system components, which has a chemical composition of inevitable impurities.
5 〜0.60％、 Ｐ:0.030％以下、 Cr:16.0〜22.0％、 Ni:0〜
2.0 ％、 Cu：0 〜0.80％、 Nb:0.30％超0.80％以下、Mo:0.1
〜3.0 ％、 Ｎ:0.015％以下、ただし、Ｃ＋Ｎ≦0.025 ％、 Ti：０
〜0.20％、 Ｓ:0.002％以下、 Ca 、Mgの１種以上合計で0.001
〜0.02％以下、 Zr：0.01％〜0.10％、 Al:0 〜0.20％、 Ｂ：0
〜0.005 ％: 残部がFeおよび製造上の不可避不純物から成る化学組成
を有する、自動車排気系部材用フェライトステンレス
鋼。2. In weight%, C: 0.015% or less, Si: 0.60 to 1.50%, Mn: 0.0
5 to 0.60%, P: 0.030% or less, Cr: 16.0 to 22.0%, Ni: 0 to
2.0%, Cu: 0 to 0.80%, Nb: more than 0.30% and 0.80% or less, Mo: 0.1
~ 3.0%, N: 0.015% or less, but C + N ≦ 0.025%, Ti: 0
~ 0.20%, S: 0.002% or less, one or more of Ca and Mg 0.001 in total
~ 0.02% or less, Zr: 0.01% to 0.10%, Al: 0 to 0.20%, B: 0
~ 0.005%: Ferritic stainless steel for automobile exhaust system components, with the chemical composition consisting of the balance Fe and inevitable manufacturing impurities.
0.05 〜0.60％、 Ｐ:0.030％超0.100 ％以下、Cr:16.0 〜22.0％、 Ni:0
〜2.0 ％、 Cu:0〜0.80％、 Nb:0.30 ％超0.80％以下、Mo:
0.1〜3.0 ％、 Ｎ:0.015％以下、ただし、Ｃ＋Ｎ≦0.025 ％、 Ｓ:0.002％以下、 Ti：0.05％〜0.20％、 Al:0〜0.20％、 Ｂ：０〜0.005 ％、 残部がFeおよび製造上の不可避不純物から成る化学組成
を有する、自動車排気系部材用フェライトステンレス
鋼。3. By weight%, C: 0.015% or less, Si: 0.60 to 1.50%, Mn:
0.05 to 0.60%, P: more than 0.030% and 0.100% or less, Cr: 16.0 to 22.0%, Ni: 0
~ 2.0%, Cu: 0 ~ 0.80%, Nb: over 0.30% and 0.80% or less, Mo:
0.1 to 3.0%, N: 0.015% or less, but C + N ≦ 0.025%, S: 0.002% or less, Ti: 0.05% to 0.20%, Al: 0 to 0.20%, B: 0 to 0.005%, and the balance Fe and Ferritic stainless steel for automobile exhaust system components, which has a chemical composition consisting of manufacturing inevitable impurities.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19690894A JP3427502B2 (en) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | Ferrite stainless steel for automotive exhaust system components |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19690894A JP3427502B2 (en) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | Ferrite stainless steel for automotive exhaust system components |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0860306A true JPH0860306A (en) | 1996-03-05 |
| JP3427502B2 JP3427502B2 (en) | 2003-07-22 |
Family
ID=16365658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19690894A Expired - Lifetime JP3427502B2 (en) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | Ferrite stainless steel for automotive exhaust system components |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3427502B2 (en) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990035468A (en) * | 1997-10-31 | 1999-05-15 | 정몽규 | Stainless steel casting material for exhaust manifold |
| KR20030082124A (en) * | 2002-04-16 | 2003-10-22 | 현대자동차주식회사 | Ferritic stainless steel for exhaust manifold with improved oxidation resistance |
| EP1536031A1 (en) * | 2002-08-09 | 2005-06-01 | JFE Steel Corporation | Metal material for fuel cell, fuel cell using the same and method for producing the material |
| KR100545088B1 (en) * | 2001-12-26 | 2006-01-24 | 주식회사 포스코 | Method of manufacturing stabilized ferritic stainless steels with high strength at elevated temperratures |
| JP2006241532A (en) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Aichi Steel Works Ltd | Ferritic stainless steel having excellent corrosion resistance and ductility, and its production method |
| KR100774097B1 (en) * | 2006-02-16 | 2007-11-06 | 학교법인 포항공과대학교 | Ferritic type stainless steel containing yttrium |
| WO2008013498A1 (en) * | 2006-07-26 | 2008-01-31 | Sandvik Intellectual Property Ab | Ferritic chromium steel |
| WO2008082144A1 (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-10 | Posco | Ferritic stainless steel having superior corrosion resistance and stretchability and method of manufacturing the same |
| JP2008285693A (en) * | 2007-05-15 | 2008-11-27 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp | Ferritic stainless steel sheet having superior thermal fatigue resistance for component of automotive exhaust system |
| US7819991B2 (en) * | 2005-06-09 | 2010-10-26 | Jfe Steel Corporation | Ferritic stainless steel sheet for raw material pipe for bellows pipe |
| WO2012020727A1 (en) * | 2010-08-10 | 2012-02-16 | 日新製鋼株式会社 | Heat transfer element for manifold |
| JP2012158834A (en) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | J Eberspecher Gmbh & Co Kg | Cast steel alloy and cast component |
-
1994
- 1994-08-22 JP JP19690894A patent/JP3427502B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990035468A (en) * | 1997-10-31 | 1999-05-15 | 정몽규 | Stainless steel casting material for exhaust manifold |
| KR100545088B1 (en) * | 2001-12-26 | 2006-01-24 | 주식회사 포스코 | Method of manufacturing stabilized ferritic stainless steels with high strength at elevated temperratures |
| KR20030082124A (en) * | 2002-04-16 | 2003-10-22 | 현대자동차주식회사 | Ferritic stainless steel for exhaust manifold with improved oxidation resistance |
| US7531053B2 (en) | 2002-08-09 | 2009-05-12 | Jfe Steel Corporation | Fuel cell produced using a metallic material and its method of making |
| EP1536031A1 (en) * | 2002-08-09 | 2005-06-01 | JFE Steel Corporation | Metal material for fuel cell, fuel cell using the same and method for producing the material |
| EP1536031A4 (en) * | 2002-08-09 | 2005-10-12 | Jfe Steel Corp | Metal material for fuel cell, fuel cell using the same and method for producing the material |
| JP2006241532A (en) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Aichi Steel Works Ltd | Ferritic stainless steel having excellent corrosion resistance and ductility, and its production method |
| US7819991B2 (en) * | 2005-06-09 | 2010-10-26 | Jfe Steel Corporation | Ferritic stainless steel sheet for raw material pipe for bellows pipe |
| KR100774097B1 (en) * | 2006-02-16 | 2007-11-06 | 학교법인 포항공과대학교 | Ferritic type stainless steel containing yttrium |
| WO2008013498A1 (en) * | 2006-07-26 | 2008-01-31 | Sandvik Intellectual Property Ab | Ferritic chromium steel |
| WO2008082144A1 (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-10 | Posco | Ferritic stainless steel having superior corrosion resistance and stretchability and method of manufacturing the same |
| JP2010514928A (en) * | 2006-12-28 | 2010-05-06 | ポスコ | Ferritic stainless steel with excellent corrosion resistance and stretch formability and method for producing the same |
| JP2008285693A (en) * | 2007-05-15 | 2008-11-27 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp | Ferritic stainless steel sheet having superior thermal fatigue resistance for component of automotive exhaust system |
| WO2012020727A1 (en) * | 2010-08-10 | 2012-02-16 | 日新製鋼株式会社 | Heat transfer element for manifold |
| JP2012036867A (en) * | 2010-08-10 | 2012-02-23 | Nisshin Steel Co Ltd | Heat transfer element for manifold |
| CN103069123A (en) * | 2010-08-10 | 2013-04-24 | 日新制钢株式会社 | Heat transfer element for manifold |
| EP2604819A1 (en) * | 2010-08-10 | 2013-06-19 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Heat transfer element for manifold |
| EP2604819A4 (en) * | 2010-08-10 | 2014-12-10 | Nisshin Steel Co Ltd | Heat transfer element for manifold |
| JP2012158834A (en) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | J Eberspecher Gmbh & Co Kg | Cast steel alloy and cast component |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3427502B2 (en) | 2003-07-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5138504B2 (en) | Ferritic stainless steel for exhaust gas flow path members | |
| JP5387057B2 (en) | Ferritic stainless steel with excellent heat resistance and toughness | |
| TWI531665B (en) | Ferritic stainless steel having excellent oxidation resistance | |
| WO2009110640A1 (en) | Ferritic stainless steel having excellent heat resistance | |
| JP3468156B2 (en) | Ferritic stainless steel for automotive exhaust system parts | |
| WO1991014796A1 (en) | Heat-resistant ferritic stainless steel excellent in low-temperature toughness, weldability and heat resistance | |
| JP5152387B2 (en) | Ferritic stainless steel with excellent heat resistance and workability | |
| EP2546378A1 (en) | Highly oxidation-resistant ferrite stainless steel plate, highly heat-resistant ferrite stainless steel plate, and manufacturing method therefor | |
| JP3427502B2 (en) | Ferrite stainless steel for automotive exhaust system components | |
| JP7009278B2 (en) | Ferritic stainless steel sheets with excellent heat resistance and exhaust parts and their manufacturing methods | |
| KR20190132455A (en) | Ferritic stainless steel sheet and its manufacturing method, and exhaust parts | |
| JP2803538B2 (en) | Ferritic stainless steel for automotive exhaust manifold | |
| JP4301638B2 (en) | High purity ferritic stainless steel with excellent high temperature strength | |
| JP3397167B2 (en) | Ferritic stainless steel for automotive exhaust system parts | |
| JP5428396B2 (en) | Ferritic stainless steel with excellent heat resistance and weldability | |
| JP4173611B2 (en) | Austenitic stainless steel for inner pipe of double structure exhaust manifold | |
| JP2514367B2 (en) | Automotive engine manifold steel | |
| EP0593776B1 (en) | Ferritic stainless steel with excellent high-temperature salt injury resistance and high-temperature strength | |
| JPH08260107A (en) | Ferritic stainless steel excellent in oxidation resistance and high temperature strength | |
| JP7270419B2 (en) | AUSTENITIC STAINLESS STEEL SHEET EXCELLENT IN HIGH-TEMPERATURE, HIGH-CYCLE FATIGUE CHARACTERISTICS, METHOD FOR MANUFACTURING SAME, AND EXHAUST COMPONENTS | |
| JP5428397B2 (en) | Ferritic stainless steel with excellent heat resistance and workability | |
| JP2009235572A (en) | Ferritic stainless steel having excellent heat resistance and shape-fixability | |
| JP6846445B2 (en) | Heat resistant ferritic stainless steel sheet | |
| US5753179A (en) | Steels for exhaust valves having improved fatigue strength at high temperature, corrosion resistance at room and higher temperatures and oxidation resistance | |
| JP3021656B2 (en) | Ferritic stainless steel with excellent high-temperature salt damage resistance and high-temperature strength |
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: 20030408 |
|
| 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 |
|
| 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: 20080516 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090516 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090516 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100516 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130516 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130516 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140516 Year of fee payment: 11 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |