JPH09256113A - 自動車排気系機器用フェライト系ステンレス鋼 - Google Patents
自動車排気系機器用フェライト系ステンレス鋼Info
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Abstract
性、高温強度に優れた自動車排気系機器用フェライト系
ステンレス鋼を提供する。 【解決手段】 質量%で、C:0.005%以下、N:
0.008%以下でかつCとNの合計量が0.009%
以下、Si:0.45%以下、Mn:1%以下、Cr:
10〜12.5%、Nb:0.05〜0.3%、Ti:
8×(C+N)〜0.3%を含有し、残部がFeおよび
不可避的不純物からなるフェライト系ステンレス鋼を調
製する。
Description
温強度に優れた自動車排気系機器用フェライト系ステン
レス鋼に関するものである。
の要求により、排気ガスの温度は上昇する傾向にある。
またこれにともない、自動車排気系機器に使用される鋼
材に対しても、さらなる高温強度が求められている。
ト系ステンレス鋼に添加することで高温強度を向上させ
る技術が、例えば、特開平3−294417号公報に
C、Nが0.03%以下でNbを0.1〜1%添加した
フェライト系ステンレス鋼を1100〜1250℃の温
度範囲で焼鈍する方法が、また特開平5−331551
号公報にC:0.02%以下、N:0.03%以下でN
bを0.4〜1%添加したフェライト系ステンレス鋼を
1100℃〜1200℃の温度範囲で仕上げ焼鈍する方
法が開示されている。これら公知技術に開示されている
ように、比較的高いC、N量では高温強度を得るために
多量のNbを必要とし、その結果鋼の再結晶温度が高く
なり、1100℃を越える高温で焼鈍する必要があっ
た。
得るためには、金属組織を完全再結晶させる必要があ
る。高温強度向上のためNbを添加すると、鋼の再結晶
温度が上昇する。この結果、優れた常温成形性と高温強
度を合わせ持つ鋼板を得るためには、再結晶化のための
焼鈍温度を高く設定する必要があり、エネルギー消費量
の増大、製造コストの上昇を招くものとなっていた。
度をさほど上昇させない少ないNb添加量で高温強度を
向上させることを指向し、固溶Nb量を増大させる鋼組
成を詳細に検討した。その結果、C、Nを極低化してお
き、さらに複合添加するTiでC、Nを固定すること
で、少量のNb添加でも、Nbの炭窒化物生成を阻止
し、高温強度向上に必要な固溶Nb量を確保することが
可能であるとの知見を得、本発明を成し遂げた。
0.005%以下、N:0.008%以下でかつ、C+
Nが0.009%以下とし、Si:0.45%以下、M
n:1%以下、Cr:10〜12.5%、Nb:0.0
5〜0.3%、さらに、Ti:8×(C+N)〜0.3
%の範囲で含有し、残部がFeおよび不可避的不純物か
らなることを特徴とする自動車排気系機器用フェライト
系ステンレス鋼であり、さらに上記鋼成分において、N
b:0.05〜0.25%としてもよい。
5%を超えて多量に含有すると鋼の常温成形性が劣化す
るとともに、固溶Nb量が低下し、高温強度向上の妨げ
となるからである。 N:0.008%以下とする必要がある。Nを0.00
8%を超えて多量に含有すると、鋼の常温成形性が劣化
し、また固溶Nb量の低下につながるからである。 C、N量をこのような範囲に規定した上で、さらにCと
Nの合計量が0.009%以下とする必要がある。本技
術では添加TiによりC、Nを固定するが、C、Nの合
計量が0.009%超えるようであると、添加Ti量の
増大、ならびに固溶Nb量の低下を招くからである。
Siは脱酸剤として添加され、また耐高温酸化性の向上
にもつながるが、0.45%を超えて多量に含むと、鋼
の加工性が低下するためである。 Mn:1%以下とする必要がある。Siと同様に脱酸に
有効な元素であるが、1%を超えて多量に添加すると、
MnSを生成し、耐食性が低下するためである。 Cr:10%以上12.5%以下とする必要がある。ス
テンレス鋼の基本元素であり、優れた耐食性を得るため
に、10%以上の含有が必要である。しかしながら1
2.5%を超えて含有しても、要求される耐食性は既に
満足しており、単に合金コストの増大を招くのみであ
る。
0.40%、Mn:0.40%、Cr:10.8%、T
i:0.15%、N:0.006%を含有し、さらにN
bを0.05%〜0.35%まで変化させ、残部が実質
的にFeからなる鋼の再結晶温度を測定した結果を示
す。図1から、再結晶温度を低く抑え、低い焼鈍温度で
鋼板を製造するには、Nb含有量を0.30%未満とす
る必要がある。さらに低い再結晶温度、つまり焼鈍温度
で鋼板を製造する必要がある場合には、Nb含有量の上
限を0.25%以下とすることが有効である。また、高
温強度を高めるにはNb含有量は少なくとも0.05%
以上とする必要がある。
する必要がある。C,Nの固定のためにはC+N量の8
倍以上添加しなくてはならない。また、0.3%を超え
て含有しても、C,Nの固定は十分達成できており、加
工性を低下させるのみである。
る12種の鋼A〜Lの連続鋳造スラブを、熱間圧延、冷
間圧延して1.5mm厚の鋼板とし、その後表中の再結晶
温度+25℃の温度で仕上げ焼鈍を実施した。
での成形性の指標として平均r値、高温強度の指標とし
て900℃での0.2%耐力を測定した。表2に試験結
果を示す。
焼鈍温度で製造しても、常温での成形性、高温強度に優
れた鋼を得ることが出来る。
強度を有する鋼を低い仕上焼鈍温度で製造することが可
能となった。この結果、自動車排気系機器用フェライト
系ステンレス鋼の製造時に要していたエネルギー消費
量、製造コストの削減が可能となった。本発明の産業上
への貢献、意義は極めて多大なものである。
示した図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 質量%で、 C:0.005%以下、 N:0.008%以下でかつ、 C+Nが0.009%以下とし、 Si:0.45%以下、 Mn:1%以下、 Cr:10〜12.5%、 Nb:0.05〜0.3%、さらに、 Ti:8×(C+N)〜0.3%の範囲で含有し、残部
がFeおよび不可避的不純物からなることを特徴とする
自動車排気系機器用フェライト系ステンレス鋼。 - 【請求項2】 質量%で、 C:0.005%以下、 N:0.008%以下でかつ、 C+Nが0.009%以下とし、 Si:0.45%以下、 Mn:1%以下、 Cr:10〜12.5%、 Nb:0.05〜0.25%、さらに、 Ti:8×(C+N)〜0.3%の範囲で含有し、残部
がFeおよび不可避的不純物からなることを特徴とする
自動車排気系機器用フェライト系ステンレス鋼。
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