JPH1088285A - 耐酸化スケール剥離性に優れたMo含有フェライト系ステンレス鋼 - Google Patents
耐酸化スケール剥離性に優れたMo含有フェライト系ステンレス鋼Info
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Abstract
ール剥離性に優れたフェライト系ステンレス鋼を提供す
ること。 【解決手段】Si:0.10wt%以下、NbまたはTi, Zrのいず
れか1種または2種以上を下記式; 8× (wt%C+wt%N) ≦wt%Nb+wt%Ti+wt%Zr≦1.
00wt% の関係を満足するように含有し、かつSiとMoを下記式; (wt%Si) × (wt%Mo) ≦0.15 の関係を満足するように含有する耐スケール剥離性に優
れたMo含有フェライト系ステンレス鋼。
Description
ーストマニホールド等の自動車排気系部材に用いられる
ものとして有用な、耐酸化スケール剥離性に優れたMo含
有フェライト系ステンレス鋼に関するものである。
化性に優れたステンレス鋼が多く使用されている。特
に、エキゾーストマニホールド等、温度が1000℃程度ま
で上昇する部位については、昇、降温を繰り返してもス
ケールの剥離が少ないフェライト系ステンレス鋼を使用
するのが普通である。また、このような部位は、耐酸化
性とともに高い高温強度をも必要としており、そのため
に、鋼中にMoやNbを積極的に添加することで高温強度を
高めたフェライト系ステンレス鋼も提案されている。た
とえば、特開平 6−100990号公報や特開平 6−136488号
公報に開示の鋼がそれである。
が増加すると、耐酸化性が向上することが明らかであ
る。つまり、Mo含有量が増加すると高温酸化における酸
化増量が減少するのである。しかしながら、このMo含有
量の増加は酸化スケールの剥離を促進するために、むし
ろ不利である。とくに、繰り返し酸化を受ける状況下で
は材料の減肉を誘発することが懸念される。
フェライト系ステンレス鋼が現在抱えている上述した問
題に対し、こうした問題を克服することが、この鋼を自
動車排気系部材として適用するために必要である。そこ
で、本発明の主たる目的は、自動車排気系部材用として
好適な、フェライト系ステンレス鋼を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、高い高温強度を付与するため
にMoを含有したフェライト系ステンレス鋼について、そ
れの耐酸化スケール剥離性を改善することにある。
の課題解決のために、スケール剥離量に及ぼすMo含有量
とSi含有量の関係に着目して研究を進めた結果、市販レ
ベルのフェライト系ステンレス鋼に含まれるSi含有量を
もっと低減させることにより、酸化スケール剥離量が著
しく低減することを知見した。とくに、Mo含有量を増加
させた場合には、Siの含有量をさらに低減する必要があ
ることがわかった。要するに、このSiとMoとは、単にこ
れらの合計含有量を調整すればよいというのではなく、
少なくともいずれか一方の成分を調整成分として、他の
成分量との関連においてスケール剥離性を制御すること
が有効であることから、その積算量で制御することにし
たのである。
C:0.025 wt%以下、Si:0.10wt%以下、Mn:0.50wt%
以下、Cr:16.0〜25.0wt%、Ni:0.60wt%以下、Mo:0.
50〜3.00wt%、Cu:0.50wt%以下、N:0.03wt%以下、
P:0.030 wt%以下、S:0.010 wt%以下および、Nbま
たはTi, Zrのいずれか1種または2種以上を下記式; 8× (wt%C+wt%N) ≦wt%Nb+wt%Ti+wt%Zr≦1.
00wt% の関係を満足するように含有し、かつSiとMoを下記式; (wt%Si) × (wt%Mo) ≦0.15 の関係を満足するように含有し、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耐スケール剥離性に
優れたMo含有フェライト系ステンレス鋼を提供する。
た実験の結果を通じ、本発明の基本的な考え方について
説明する。供試材として表1に示す18Cr−0.5 〜3Mo −
0.4Nb フェライト系ステンレス鋼を基本として、Si×Mo
の積算含有量を変化させたものを、1000℃において2時
間加熱し10分間空冷する処理を繰り返す酸化試験 (加熱
総時間 200時間) を実施し、スケール剥離量 (mg/cm2)
を測定した。その結果を図1に示す。図1に明らかなと
おり、スケール剥離量が 0.1mg/cm2以下になる領域はほ
ぼ (wt%Si) × (wt%Mo) ≦0.15を満足する範囲内であ
る。もし、Si×Moの含有量がこれ以外の範囲にあると、
スケール剥離が著しく増加する。従って、フェライト系
ステンレス鋼の酸化スケールの剥離を低減するには、Mo
とSiの積算含有量を規制し、特にMo含有量が高い場合に
は、Si含有量を低減させることが必要であることが有効
でる。この理由は、Mo, Siともに連続加熱下では保護性
を有するCr2O3 とともに耐酸化性の向上に寄与するが、
特にSi酸化物とCr 2O3 との密着性が悪く、このことが繰
り返し加熱条件下での剥離に繋がるものと考えられる。
量の限定理由を説明する。 C:0.025 wt%以下 Cは、フェライト系ステンレス鋼において耐酸化性を劣
化させる元素であるから低減する必要がある。しかし、
極端な低減は製造コストの上昇を招くので、その含有量
を0.025 wt%以下とした。好ましくは0.020 wt%以下と
する。
る。一般的にはSiは、耐酸化性を向上させる元素として
知られているが、それは酸化増量を抑える効果であっ
て、本発明のような酸化スケールの剥離を抑制する作用
に対しても有効かというとそうではない。Siの作用によ
って酸化スケールの剥離を抑制させるためには、図1に
示すように、Si含有量を0.10wt%以下にすることが必要
である。好ましくは0.05wt%以下である。
低い方が望ましいが、極端な低減は製造コストを上昇さ
せるので、その含有量を0.50wt%以下とした。
物であり、含有量が高くなると耐酸化性が劣化するの
で、その含有量を0.030 wt%以下とした。
MnSを形成し、これを起点として異常酸化を誘発するの
で、その含有量を0.010 wt%以下とした。
以上になると鋼の硬度を増し加工性を劣化させるので、
その含有量を0.60wt%以下とした。好ましくは0.01〜0.
30wt%とする。
る元素であり、少なくとも16.0wt%以上の含有量が必要
であるが、25.0wt%を超えると鋼の強度が増し加工性が
劣化するとともに、熱延板の延性を低下させ製造が困難
になるので、その含有量を16.0〜25.0wt%とした。
向上させる元素であり、同時に耐食性を向上させるが、
0.50wt%以下ではその効果が顕著に現れず、また3.00wt
%を超えると酸化スケールの剥離が顕著になり、また、
鋼の強度が増し加工性が劣化するとともに熱延板の延性
を低下させ製造が困難になるので、その含有量を0.50〜
3.00wt%とした。なお好ましくは1.00〜3.00wt%であ
り、さらに好ましくは1.50〜2.50wt%である。
と耐酸化性を劣化させるので、その含有量を0.50wt%以
下とした。
なCr量を低減させ耐酸化性の劣化を招くことから、低い
ほど好ましいが、極端な低減は製造コストの上昇を招く
ので、その含有量を0.030 wt%以下とした。
+wt%Ti +wt%Zr ≦1.00wt% Nb, Ti, Zrは、耐酸化性に有害なC, Nを安定化させ、
また高温強度を上昇させる作用があることから、これら
の1種または2種以上の合計で、少なくとも8× (wt%
C+wt%N) を超える量の添加が必要である。しかし、
過剰な添加は製造コストの上昇を招くとともに鋼の硬さ
を増し加工性を劣化させるので、その上限を 1.0wt%と
した。なお、これらの成分は必要に応じて1種または2
種のみを含有させるものであってよい。
性を向上させるために最も有効な方法は、SiとMoの積算
含有量で制御することである。すなわち、図1に示すよ
うに、その積算含有量が0.15wt%を超えるようだと、ス
ケール剥離量が目立って多くなる。
溶解して鍛造し、熱処理、冷間圧延を繰り返して1mm厚
の供試材を作製した。これを20mm×25mmの大きさに切り
出して試験片とし、これを1000℃の大気雰囲気中におい
て2時間加熱し、10分間空冷する繰り返し酸化試験を実
施した。その結果を表2に示す。この表2に示す結果か
ら明らかなように、発明鋼 (No.1〜9)の場合はいずれも
酸化増量が少なく、また酸化スケール剥離量も著しく低
減しており、酸化スケール剥離性が改善されていること
がわかった。これに対し、Si×Moの量が0.15wt%を超え
る比較例No.10 〜15は、いずれもスケール剥離量が多く
なった。
ェライト系ステンレス鋼は、極低SiとするとともにMoと
Si量を特定の範囲に規制することで、高温長時間の環境
下でも酸化スケールの剥離が少なく、耐酸化性が良好で
ある。従って、本発明によれば、自動車排気系のような
厳しい高温環境下でも十分使用に耐えうる材料を提供す
ることができる。
ける繰り返し酸化試験における酸化スケール剥離量とM
o, Si含有量との関係を示したものである。
Claims (1)
- 【請求項1】C:0.025 wt%以下、Si:0.10wt%以下、
Mn:0.50wt%以下、Cr:16.0〜25.0wt%、Ni:0.60wt%
以下、Mo:0.50〜3.00wt%、Cu:0.50wt%以下、P:0.
030 wt%以下、S:0.010 wt%以下、N:0.03wt%以下
およびNbまたはTi, Zrのいずれか1種または2種以上を
下記式; 8× (wt%C+wt%N) ≦wt%Nb+wt%Ti+wt%Zr≦1.
00wt% の関係を満足するように含有し、かつSiとMoを下記式; (wt%Si) × (wt%Mo) ≦0.15 の関係を満足するように含有し、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耐スケール剥離性に
優れたMo含有フェライト系ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP24384196A JP3242007B2 (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 耐酸化スケール剥離性に優れた自動車排気系部材用フェライト系ステンレス鋼 |
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JPH1088285A true JPH1088285A (ja) | 1998-04-07 |
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EP1882756A1 (en) * | 2006-07-26 | 2008-01-30 | Sandvik Intellectual Property AB | Ferritic chromium steel |
CN102618789A (zh) * | 2011-01-31 | 2012-08-01 | J·埃贝斯佩歇合资公司 | 铸钢合金和铸造组件 |
US20130206271A1 (en) * | 2012-02-10 | 2013-08-15 | Faurecia Emissions Control Technologies, Germany Gmbh | Exhaust System |
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1996
- 1996-09-13 JP JP24384196A patent/JP3242007B2/ja not_active Expired - Fee Related
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