MX2014009125A

MX2014009125A - Lamina de acero inoxidable ferritico.

Info

Publication number: MX2014009125A
Application number: MX2014009125A
Authority: MX
Inventors: Hiroyuki Ogata; Hiroki Ota; Akito Mizutani; Mitsuyuki Fujisawa
Original assignee: Jfe Steel Corp
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2013-01-24
Publication date: 2014-08-27
Also published as: US20150010771A1; TW201335388A; KR20140117476A; MX346735B; EP2811044B1; WO2013114833A1; US9920409B2; CA2860746A1; EP2811044A4; JP5522330B2; TWI467033B; JPWO2013114833A1; CN104093872A; RU2578308C1; ES2651071T3; CN104093872B; CA2860746C; EP2811044A1

Abstract

Se proporciona una lámina de acero inoxidable que se utiliza de forma adecuada para la formación de un portador de catalizador para un equipo de purificación de gases de escape, el portador de catalizador está instalado en un vehículo que descarga gas de escape que tiene una temperatura menor que la temperatura del gas de escape de un automóvil motor de gasolina. La lámina de acero inoxidable ferrítico contiene, en % en masa, C: 0.05% o menos, Si: 2.0% o menos, Mn: 1.0% o menos, S: 0.005% o menos, P: 0.05% o menos, Cr: 11.0% a 25.0%, Ni: 0.05% a 0.30%, Al: 0.01% a 1.5%, Cu: 0.01% a 2.0%, N: 0.10% o menos, y el balance siendo Fe e impurezas inevitables.

Description

LAMINA DE ACERO INOXIDABLE FERRITICO CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere a una lámina de acero inoxidable ferritico que tiene alta resistencia al cambio de forma, alta resistencia al desprendimiento de una capa de recubrimiento, y buena capacidad de fabricación.

ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA Recientemente, se han hecho más restringidas las regulaciones con respecto a los gases de escape de automóviles, y en consecuencia ha habido un aumento en el número de casos en donde un panal de metal hecho de una lámina de acero inoxidable, que sirve como un portador de catalizador para un equipo de purificación de gases de escape de automóvil, se instala en un automóvil. Un panal es capaz de obtener una relación de abertura más grande y tiene mayor resistencia al choque térmico y mayor resistencia a la vibración que un portador de estructura tipo panal de abeja de cerámica. Por lo tanto, ha aumentado la proporción de casos en donde se emplea un panal de metal. En particular, cuando se instala un equipo de purificación de gases de escape en un automóvil grande tal como un camión, la forma del portador en consecuencia se vuelve grande y por lo tanto, un panal de metal se emplea comúnmente debido a su flexibilidad de forma.

Un panal de metal tiene una estructura tipo panal formada mediante, por ejemplo, apilamiento de una lámina de acero inoxidable plana (lámina plana) y una lámina de acero inoxidable que se ha trabajado en una forma corrugada (lámina corrugada) de forma alterna. Un material catalítico se aplica a las superficies de las láminas de acero inoxidable apiladas, y el panal de metal resultante se utiliza para un equipo de purificación de gases de escape de automóvil. La Fig. 1 muestra un ejemplo de un panal de metal; un panal de metal 4 se prepara apilando una lámina plana 1 y una lámina corrugada 2, enrollando el producto resultante en una forma de cilindro, y ajusfando la periferia del producto enrollado en su lugar con un cilindro externo 3.

Una adición de más de aproximadamente 3% en masa de Al al acero inoxidable causa que se forme una capa de óxido AI2O3 sobre la superficie del acero inoxidable, lo cual mejora notablemente la resistencia a la oxidación. Por lo tanto, una lámina de acero inoxidable ferrítico con alto contenido de Al, representada por una lámina de acero inoxidable de 20% en masa de Cr-5% en masa de Al o una lámina de acero inoxidable de 18% en masa de Cr-3% en masa de Al, se ha utilizado principalmente como una lámina de acero inoxidable utilizada para la formación de panales de metal .

En un automóvil de motor de gasolina, la temperatura en el interior de su equipo de purificación de gases de escape de automóvil se aumenta debido a la temperatura del gas de escape y a una reacción catalítica y puede alcanzar una temperatura elevada de 1000 °C o más. De esta manera, una lámina de acero inoxidable ferrítico con alto contenido de Al que tiene una resistencia a la oxidación considerablemente alta a temperaturas elevadas se utiliza como un portador de catalizador. Un portador de catalizador requiere, además de la resistencia a la oxidación, resistencia al cambio de forma incluso cuando se expone repetidamente a una temperatura elevada, resistencia al desprendimiento de una capa de óxido que ocurre durante el enfriamiento del portador de catalizador, y alta adhesión al recubrimiento de lavado. Una lámina de acero inoxidable ferrítico de alto contenido de Al es buena en términos de estas propiedades y de esta manera, se ha generalizado su uso .

Por otra parte, la temperatura del gas de escape de un automóvil de motor de diésel no se eleva tan alto como la temperatura del gas de escape de un automóvil de motor de gasolina, y la temperatura alcanzada es generalmente de aproximadamente 800 °C. La temperatura más alta alcanzada por el gas de escape de un vehículo diferente a los automóviles, tales como maquinaria para la agricultura o maquinaria para la construcción, es incluso inferior. Por lo tanto, cuando la lámina de acero inoxidable de 20% en masa de Cr-5% en masa de Al o la lámina de acero inoxidable de 18% en masa de Cr-3% en masa de Al descritas anteriormente se aplican a un vehículo que descarga gas de escape que tiene una baja temperatura, tal como un automóvil de motor de diésel, en muchos casos, la alta resistencia a la oxidación se vuelve innecesaria. Adicionalmente, aunque la lámina de acero inoxidable ferrítico de alto contenido de Al descrita anteriormente tiene alta resistencia a la oxidación, la capacidad de fabricación de la lámina es deficiente y en consecuencia, su costo de producción se aumenta. En general, la adición de Al al acero inoxidable ferrítico tiende a reducir significativamente la tenacidad del acero inoxidable ferrítico. ? menudo esto da como resultado la rotura de una lámina de acero durante el enfriamiento de una placa fundida, durante la dilatación de una bobina laminada en caliente, o durante la laminación en frío, lo cual causa problemas en el equipo y una reducción en el rendimiento.

Con el fin de abordar los problemas descritos anteriormente, se ha propuesto una lámina de acero inoxidable cuya capacidad de fabricación se mejora mediante la reducción del contenido de Al en la lámina de acero inoxidable tanto como sea posible. Por ejemplo, el Documento de Patente 1 describe un panal de metal hecho de lámina de acero inoxidable producida mediante la limitación del contenido de Al para estar dentro del intervalo desde un nivel de impurezas a 0.8% en masa y la generación de una capa de óxido de Cr a una temperatura elevada pero no una capa de óxido de Al con el fin de mejorar la adherencia por difusión para formar un portador.

El Documento de Patente 2 describe un panal de metal hecho de lámina de acero inoxidable producida mediante la limitación del contenido de Al en la lámina de acero inoxidable para estar dentro del intervalo desde un nivel de impurezas a 0.8% en masa y el ajuste del contenido de Mo de 0.3% en masa a 3% en masa con el fin de mejorar la resistencia a la oxidación, la adherencia por difusión, y la resistencia a la corrosión por ácido sulfúrico.

El Documento de Patente 3 describe acero inoxidable producido utilizando acero de 18% en masa de Cr-3% en masa de Al como un material base mediante la reducción del contenido de Al en el acero para ser menos de 1.5% en masa a 2.5% en masa y la limitación del tamaño de grano de cristal con el fin de obtener tanto buena trabaj abilidad como alta resistencia a la oxidación.

DOCUMENTOS DE PATENTE [PTL 1] Publicación de Solicitud de Patente Japonesa sin Examinar No. 7-213918.

[PTL 2] Publicación de Solicitud de Patente Japonesa sin Examinar No. 7-275715.

[PTL 3] Publicación de Solicitud de Patente Japonesa sin Examinar No. 2004-307918.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN PROBLEMA TÉCNICO Sin embargo, en las láminas de acero inoxidable descritas en los Documentos de Patente 1 y 2, una diferencia en la relación de dilatación térmica entre una capa de óxido de Cr generada sobre la superficie de la lámina y el hierro base se vuelve mayor que una diferencia en la relación de dilatación térmica entre una capa de óxido de Al y el hierro base. Por lo tanto, la deformación por fluencia lenta puede ocurrir a una temperatura elevada, lo cual puede dar como resultado un cambio en la forma de la lámina y el desprendimiento de la capa de óxido de la superficie de la lámina. Si ocurre la deformación o el desprendimiento descritos anteriormente, un catalizador soportado sobre la superficie de la lámina se desprende y en consecuencia, no se satisfacen las características requeridas por un portador de catalizador.

De conformidad con el método descrito en el Documento de Patente 3, en el caso en donde se utiliza el acero inoxidable en la forma de una lámina, cuando el Al se agota y la generación de una capa de Cr comienza durante la oxidación a temperatura elevada, el cambio de forma también ocurre debido a la tensión resultante de una diferencia en la relación de dilatación térmica contra la capa de recubrimiento ya que la carga de prueba del metal base no es suficientemente alta. Tal como se describió anteriormente, una lámina de acero inoxidable que contiene una cantidad reducida de Al con el fin de mejorar la capacidad de fabricación tiene serios problemas de cambio de forma y desprendimiento de la capa de óxido a temperaturas elevadas debido a una diferencia en la relación de dilatación térmica entre una capa de óxido y el hierro base.

Es un objetivo de la presente invención proporcionar, con el fin de abordar estos problemas, una lámina de acero inoxidable ferritico utilizada para la formación de un portador de catalizador para un equipo de purificación de gases de escape de automóvil que será instalado en un vehículo que descarga gas de escape que tiene una temperatura menor que la temperatura del gas de escape de un automóvil de motor de gasolina. La lámina de acero inoxidable tiene resistencia aumentada al cambio de forma, resistencia aumentada al desprendimiento de una capa de recubrimiento, y buena capacidad de fabricación.

SOLUCIÓN AL PROBLEMA.

Los inventores de la presente invención han llevado a cabo estudios exhaustivos con el fin de abordar los problemas descritos anteriormente y, como un resultado, han encontrado un método para mejorar, en el caso en donde la temperatura del gas de escape de automóvil es menor que la temperatura del gas de escape de un automóvil de motor de gasolina, la resistencia al cambio de forma y la resistencia al desprendimiento de una capa de recubrimiento que se producen por un material de lámina mientras que al mismo tiempo se mantiene una resistencia a la oxidación requerida incluso cuando el material de lámina está hecho de acero de bajo contenido de Al.

Se han llevado a cabo estudios adicionales con base en las conclusiones descritas anteriormente, y se ha realizado la presente invención. El resumen de la presente invención es de la siguiente manera. [1] Una lámina de acero inoxidable ferritico que contiene, en % en masa, C: 0.05% o menos, Si: 2.0% o menos, Mn: 1.0% o menos, S: 0.005% o menos, P: 0.05% o menos, Cr: 11.0% a 25.0%, Ni: 0.05% a 0.30%, Al: 0.01% a 1.5%, Cu: 0.01% a 2.0%, N: 0.10% o menos, y el balance siendo Fe e impurezas inevitables. [2] La lámina de acero inoxidable ferritico descrita en [1] que contiene además, en % en masa, uno o más elementos seleccionados de Nb : 0.01% a 1.0%, Mo: 0.01% a 3.0%, y W: 0.01% a 3.0%, el contenido del uno o más elementos siendo de 0.01% a 3.0% en total. [3] La lámina de acero inoxidable ferritico descrita en [1] o [2] que contiene además, en % en masa, REM: 0.01% a 0.20%. [4] La lámina de acero inoxidable ferritico descrita en cualquiera de [1] a [3] que contiene además, en % en masa, uno o más elementos seleccionados de Ti: 0.01% a 1.0%, Zr: 0.01% a 0.20%, Hf: 0.01% a 0.20%, Ca: 0.0010% a 0.0300%, y Mg: 0.0015% a 0.0300%. [5] La lámina de acero inoxidable ferritico descrita en cualquiera de [1] a [4] que tiene un espesor de 100 µ?? o menos.

EFECTOS VENTAJOSOS DE LA INVENCIÓN De conformidad con la presente invención, se puede producir una lámina de acero inoxidable para la formación de un portador de catalizador para un equipo de purificación de gases de escape. La lámina de acero inoxidable tiene alta resistencia al cambio de forma, alta resistencia al desprendimiento de una capa de recubrimiento, y buena capacidad de fabricación. La lámina de acero inoxidable producida en la presente invención se puede utilizar de forma adecuada para la formación de un portador de catalizador para un equipo de purificación de gases de escape que será instalado en "automóviles de motor de diésel todoterreno" tales como maquinaria para la agricultura que incluye un tractor y una cosechadora combinada y equipo de construcción que incluye una motoniveladora y una excavadora y para la formación de un portador de catalizador para un equipo de purificación de gases de escape industrial. La lámina de acero inoxidable producida en la presente invención también se puede utilizar para la formación de un portador de catalizador para automóviles de motor de diésel, automóviles de motor de gasolina, o vehículos de dos ruedas, para la formación de un miembro cilindrico externo de estos portadores de catalizador, un miembro para el escape de gas de automóviles o vehículos de dos ruedas, o un miembro de un tubo de escape para un dispositivo de calentamiento o un dispositivo de combustión. Sin embargo, las aplicaciones de la lámina de acero inoxidable producida en la presente invención no están limitadas a las aplicaciones descritas anteriormente .

DESCRIPCIÓN BREVE DE LAS FIGURAS La Fig. 1 es un diagrama que ilustra un ejemplo de un panal de metal.

La Fig. 2 es un diagrama que ilustra la forma de una pieza de ensayo de tracción a temperatura elevada.

DESCRIPCIÓN DE MODALIDADES Los inventores de la presente invención han llevado a cabo estudios detallados sobre la lámina de acero inoxidable ferrítico en la cual no se genera un óxido AI2O3 en términos de resistencia al cambio de forma y resistencia al desprendimiento de una capa de recubrimiento a temperaturas elevadas, y capacidad de fabricación. Como un resultado, los inventores han obtenido las siguientes conclusiones. De esta manera, se ha realizado la presente invención. El término "lámina de acero inoxidable" utilizado en la presente se refiere en general a acero inoxidable que tiene un espesor de 100 ym o menos pero no está particularmente limitado a este.

(A) El aumento de la resistencia a temperatura elevada de la lámina ayuda a reducir el cambio de forma por la oxidación a temperatura elevada. Esto es porque un aumento en la resistencia de la lámina reduce la deformación debido a la tensión causada por una diferencia en la relación de dilatación térmica entre una capa de óxido y el hierro base.

(B) Se encontró que algunas de las causas del desprendimiento de una capa de óxido son grietas que se producen tras un cambio en la forma de la lámina debido a una temperatura elevada y rechupes que se producen en la interfase entre una capa de recubrimiento y el hierro base.

La aparición de tales grietas o rechupes da lugar a la formación de una superficie nueva que tiene una propiedad protectora deficiente, y esta porción se somete a oxidación severa, lo cual conduce a la aparición del desprendimiento. La formación de tales grietas y rechupes se puede suprimir aumentando la resistencia a temperatura elevada y de ese modo reduciendo el cambio de forma. Como comúnmente se sabe, la adición de un REM también aumenta la resistencia al desprendimiento de una capa de recubrimiento.

(C) El endurecimiento por precipitación debido a la adición de Cu ayuda a mejorar la resistencia a temperatura elevada. Con el fin de obtener endurecimiento adicional, endurecimiento debido a la adición de elementos de endurecimiento por soluto tales como Nb, Mo, o , se puede emplear en combinación. Es preferible utilizar Cu, el cual es un elemento relativamente barato. Sin embargo, el Cu reduce la resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas. En consecuencia, los inventores de la presente invención han encontrado que, cuando se agrega Al junto con un elemento de endurecimiento en una cantidad adecuada que no afecta la capacidad de fabricación, la resistencia a la oxidación requerida se puede mantener incluso cuando se agrega un elemento de endurecimiento. De esta manera, se ha realizado la presente invención.

La presente invención se describe con detalle a continuación . 1. Composición La composición de conformidad con la presente invención se describe a continuación. Observe que, cuando se refiere a una composición, "%" siempre denota "% en masa".

C: 0.05% o menos El contenido de C que es superior a 0.05% reduce la resistencia a temperaturas elevadas y también deteriora la resistencia a la oxidación. Adicionalmente, se degrada la tenacidad, lo cual conduce a la degradación de la capacidad de fabricación. De esta manera, el contenido de C se establece en 0.05% o menos, se establece preferiblemente en 0.02% o menos, y se establece más preferiblemente en 0.01% o menos. Es preferible reducir el contenido de C tanto como sea posible.

Si : 2.0% o menos El Si es un elemento que mejora la resistencia a la oxidación. Sin embargo, el contenido de Si que es superior a 2.0% deteriora la tenacidad y la trabajabilidad, lo cual causa dificultad en la fabricación de la lámina. De esta manera, el contenido de Si se establece en 2.0% o menos, se establece preferiblemente en 1.0% o menos, y se establece más preferiblemente en 0.5% o menos. Con el fin de aumentar adicionalmente la resistencia a la oxidación, el contenido de Si se establece preferiblemente en 0.05% o más y se establece más preferiblemente en 0.1% o más.

Mn : 1.0% o menos El contenido de Mn que es superior a 1.0% deteriora la resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas. De esta manera, el contenido de Mn se establece en 1.0% o menos y se establece preferiblemente en 0.5% o menos. Sin embargo, debido a que el Mn tiene un efecto de estabilización del S contenido en el acero, el contenido de Mn se establece preferiblemente en 0.01% o más y se establece más preferiblemente en 0.05% o más.

S: 0.005% o menos El contenido de S que es superior a 0.005% deteriora la adhesión de una capa de recubrimiento a un portador de catalizador y la resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas. De esta manera, el contenido de S se establece en 0.005% o menos, se establece preferiblemente en 0.003% o menos, y se establece más preferiblemente en 0.001% o menos. Es más preferible reducir el contenido de S tanto como sea posible.

P: 0.05% o menos El contenido de P que es superior a 0.05% deteriora la adhesión de una capa de óxido a un portador de catalizador y la resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas. De esta manera, el contenido de P se establece en 0.05% o menos y se establece preferiblemente en 0.03% o menos. Es más preferible reducir el contenido de P tanto como sea posible.

Cr: 11.0% a 25.0% El Cr es un elemento que es esencial para mantener la resistencia a la oxidación y la resistencia a temperaturas elevadas. De esta manera, el contenido de Cr se establece en 11.0% o más. Sin embargo, el contenido de Cr que es superior a 25.0% deteriora la trabaj abilidad y, como un resultado, se fracasa en obtener una buena capacidad de fabricación, que es un objetivo de la presente invención. De esta manera, el contenido de Cr se establece en 11.0% a 25.0% y se establece preferiblemente en 13.0% a 20.0%. El contenido de Cr se establece más preferiblemente en 15.0% a 18.0% tomando en consideración el equilibrio entre el costo de producción y la resistencia a la oxidación.

Ni: 0.05% a 0.30% El Ni tiene un efecto de aumentar la cobresoldabilidad para la formación de un portador de catalizador. De esta manera, el contenido de Ni se establece en 0.05% o más. Sin embargo, si el contenido de Ni, que es un elemento de estabilización de austenita, es superior a 0.30%, tras el inicio de la oxidación de Cr, se genera austenita y esto aumenta el coeficiente de dilatación térmica de la lámina, lo cual causa problemas tales como arrugas de la lámina o rotura de la lámina (fractura celular) . De esta manera, el contenido de Ni se establece en 0.05% a 0.30% y se establece preferiblemente en 0.08% a 0.20%.

Al: 0.01% a 1.5% El aluminio es un elemento que mejora la resistencia a la oxidación del acero inoxidable ferritico a temperaturas elevadas. De esta manera, el contenido de Al se establece en 0.01% o más. Sin embargo, el contenido de Al que es superior a 1.5% deteriora la tenacidad de una placa y la tenacidad de una hoja laminada en caliente, lo cual resulta en la degradación de la capacidad de fabricación. De esta manera, el contenido de Al se establece en 0.01% a 1.5%, preferiblemente se establece en 0.05% a 1.0%, y se establece más preferiblemente en 0.1% a 1.0%. El contenido de Al se establece aún más preferiblemente en 0.2% a 0.8% tomando en consideración el equilibrio entre la capacidad de fabricación y la resistencia a la oxidación.

Cu: 0.01% a 2.0% La adición de Cu da lugar a la formación de precipitados finos, lo cual aumenta la resistencia de la lámina. Esto produce un efecto de supresión de la deformación por fluencia lenta que es causada por una diferencia en la dilatación térmica entre una capa de óxido el hierro base. De esta manera, el contenido de Cu se establece en 0.01% o más. El Cu también es un elemento que es eficaz para aumentar la resistencia a la corrosión y mejorar la resistencia a la corrosión por sales. Sin embargo, el contenido de Cu que es superior a 2.0% deteriora la resistencia a la oxidación, esto reduce la capacidad de fabricación de la lámina, lo cual conduce a un aumento en el costo. De esta manera, el contenido de Cu se establece en 0.01% a 2.0%. El contenido de Cu se establece preferiblemente en 0.05% a 1.5% tomando en consideración la resistencia al cambio de forma y la reducción de costos. Cuando existe la necesidad de resistencia a temperatura elevada, el contenido de Cu se establece más preferiblemente en 0.2% a 1.5%. : 0.10% o menos El contenido de N que es superior a 0.10% deteriora la tenacidad y la trabaj abilidad, lo cual causa dificultad en la fabricación de la lámina. De esta manera, el contenido de N se establece en 0.10% o menos, se establece preferiblemente en 0.05% o menos, y se establece más preferiblemente en 0.01% o menos.

La composición básica de conformidad con la presente invención es tal como se describió anteriormente. Adicionalmente, la lámina de acero inoxidable ferritico puede incluir además uno o más elementos seleccionados de Nb, o, y W como elementos opcionales tomando en consideración la resistencia a temperaturas elevadas y la trabaj abilidad.

Uno o más elementos seleccionados de Nb: 0.01% a 1.0%, Mo: 0.01% a 3.0%, y W: 0.01% a 3.0%: 0.01% a 3.0% en total El Nb aumenta la resistencia de la lámina a temperaturas elevadas y mejora la resistencia al cambio de forma y la resistencia al desprendimiento de una capa de recubrimiento. Estos efectos se obtienen cuando el contenido de Nb es de 0.01% o más. Sin embargo, el contenido de Nb que es superior a 1.0% deteriora la traba abilidad, lo cual causa dificultad en la fabricación de la lámina. De esta manera, cuando la lámina incluye Nb, el contenido de Nb se establece preferiblemente en 0.01% a 1.0% y se establece más preferiblemente en 0.1% a 0.7%. El contenido de Nb se establece aún más preferiblemente en 0.3% a 0.6% tomando en consideración el equilibrio entre la resistencia a temperaturas elevadas y la capacidad de fabricación.

Tanto el Mo como el W aumentan la resistencia a temperaturas elevadas y de ese modo mejoran la vida útil de un portador de catalizador. Por lo tanto, la lámina de acero inoxidable ferritico puede contener Mo y W como elementos opcionales. Adicionalmente, estos elementos causan que una capa de óxido se estabilice y aumentan la resistencia a la corrosión por sales. Estos efectos se pueden obtener cuando el contenido de Mo o el contenido de W es de 0.01% o más . respectivamente. Sin embargo, si el contenido de Mo o el contenido de W es superior a 3.0%, respectivamente, se degrada la trabaj abilidad, lo cual causa dificultad en la fabricación de la lámina. De esta manera, cuando la lámina de acero inoxidable ferritico contiene Mo o W, el contenido de Mo o el contenido de W se establece preferiblemente en 0.01% a 3.0%, respectivamente y se establece más preferiblemente en 1.5% a 2.5%, respectivamente.

Cuando la lámina de acero inoxidable ferritico contiene dos o más elementos seleccionados de Nb, Mo, y W, el contenido de los dos o más elementos se establece preferiblemente en 0.01% a 3.0% en total. Esto es porque se fracasa en obtener el efecto deseado si el contenido de los dos o más elementos es menor de 0.01% en total y la trabaj abilidad se degrada significativamente si el contenido de los dos o más elemento es superior a 3.0% en total. El contenido de los dos o más elementos se establece más preferiblemente en 1.5% a 2.5% en total.

La lámina de acero inoxidable ferritico puede contener un REM con el fin de mejorar las propiedades de una capa de óxido.

REM: 0.01% a 0.20% Los REMs son Se, Y, y elementos lantanoides (elementos que tienen números atómicos de 57 a 71, tales como La, Ce, Pr, Nd, y Sm) . El contenido de REM en la presente se refiere al contenido total de estos elementos. En general, un REM mejora la adhesión de una capa de óxido y por lo tanto tiene un efecto notable de aumentar la resistencia al desprendimiento de una capa de recubrimiento. Estos efectos se pueden obtener cuando el contenido de REM es de 0.01% o más. Sin embargo, si el contenido de REM es superior a 0.20%, estos elementos se concentran y se precipitan en los limites de grano de cristal. Los precipitados resultantes se funden cuando se calientan a una temperatura elevada, lo cual da lugar a defectos en la superficie de una hoja laminada en caliente. De esta manera, cuando la lámina de acero inoxidable ferrítico contiene un REM, el contenido de REM se establece preferiblemente en 0.01% a 0.20% y se establece más preferiblemente en 0.03% a 0.10%.

La lámina de acero inoxidable ferritico puede contener uno o más elementos seleccionados de Ti, Zr, Hf, Ca, y Mg con el fin de aumentar la resistencia a la oxidación .

Ti: 0.01% a 1.0% El Ti es un elemento que estabiliza al C y al N contenidos en el acero y de ese modo aumenta la trabaj abilidad y la resistencia a la corrosión del acero. Este efecto se puede obtener cuando el contenido de Ti es de 0.01% o más, Sin embargo, debido a que el Ti es un elemento que se oxida fácilmente, si el contenido de Ti es superior a 1.0%, una gran cantidad de un óxido de Ti se mezcla en una capa de recubrimiento, lo cual deteriora significativamente la cobresoldabilidad y la resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas. De esta manera, cuando la lámina de acero inoxidable ferritico contiene Ti, el contenido de Ti se establece preferiblemente en 0.01% a 1.0% y se establece más preferiblemente en 0.05% a 0.20%.

Zr: 0.01% a 0.20% El Zr se estabiliza con el C y el N contenidos en el acero y de ese modo mejora las características de fluencia del acero. Este también aumenta la tenacidad y la trabaj abilidad, lo cual facilita la fabricación de la lámina. El Zr se concentra en los límites de grano en una capa de óxido, lo cual aumenta la resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas, la resistencia a temperaturas elevadas, y en particular, la resistencia al cambio de forma. Estos efectos se pueden obtener cuando el contenido de Zr es de 0.01% o más. Sin embargo, si el contenido de Zr es superior a 0.20%, el Zr se combina con Fe y similar para formar un compuesto intermetálico, lo cual deteriora la resistencia a la oxidación. De esta manera, cuando la lámina de acero inoxidable ferritico incluye Zr, el contenido de Zr se establece preferiblemente en 0.01% a 0.20% y se establece más preferiblemente en 0.01% a 0.05%.

Hf: 0.01% a 0.20% El Hf mejora la adhesión entre una capa de recubrimiento de A1203 y el hierro base y suprime una reducción en la canlidad de Al soluto. De esla manera, el Hf tiene un efecto de aumentar la resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas. Con el fin de obtener estos efectos, el contenido de Hf se establece preferiblemente en 0.01% o más. Sin embargo, el contenido de Hf que es superior a 0.20% promueve la oxidación a temperatura elevada, lo cual da lugar a la degradación de la resistencia a la oxidación. De esta manera, el contenido de Hf se establece preferiblemente en 0.01% a 0.20% y se establece más preferiblemente en 0.02% a 0.10%.

Ca: 0.0010% a 0.0300% El Ca tiene una función de aumentar la adhesión de una capa de recubrimiento de AI2O3. Con el fin de obtener este efecto, el contenido de Ca se establece preferiblemente en 0.0010% o más. Sin embargo, el contenido de Ca que es superior a 0.0300% deteriora la tenacidad y la resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas. De esta manera, el contenido de Ca se establece preferiblemente en 0.0010% a 0.0300% y se establece más preferiblemente en 0.0020% a 0.0100%.

Mg: 0.0015% a 0.0300% El Mg tiene un efecto de aumentar la adhesión entre una capa de recubrimiento de AI2O3 y el hierro base de forma similar al Ca. Con el fin de obtener este efecto, el contenido de Mg se establece preferiblemente en 0.0015% o más. Sin embargo, el contenido de Mg que es superior a 0.0300% deteriora la tenacidad y la resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas. De esta manera, el contenido de Mg se establece preferiblemente en 0.0015% a 0.0300% y se establece más preferiblemente en 0.0020% a 0.0100%. 2. Condiciones de Fabricación La lámina de acero inoxidable ferritico descrita anteriormente se puede fabricar en un equipo ordinario de fabricación de acero inoxidable. Acero que tiene la composición descrita anteriormente se afina en un convertidor, un horno eléctrico, o similares, y el acero fundido se somete a un afino secundario mediante VOD (descarburación con oxigeno al vacio) o AOD (descarburación con argón y oxigeno) . Posteriormente, el acero afinado se somete a un proceso de desbaste plano o a un proceso de colada continua para producir un desbaste de acero. El desbaste plano se coloca en un horno de calentamiento, calentado a una temperatura de 1150 °C a 1250 °C, y posteriormente se somete a un proceso de laminación en caliente. La banda de acero laminada en caliente resultante se somete a granallado, decapado, pulido mecánico, y similares para eliminar la cascarilla de la superficie. Posteriormente, laminación en frió y recocido se realizan de forma repetida varias veces para formar una lámina de acero inoxidable que tiene un espesor de 100 µp? o menos. El espesor de la lámina se establece preferiblemente en aproximadamente 50 a 100 µ?? en el caso en donde particularmente se requieren resistencia a la alta vibración y alta durabilidad para el equipo de purificación de gases de escape. El espesor de la lámina es preferiblemente de aproximadamente 25 a 50 µp? en el caso en donde particularmente se requieren alta densidad celular y baja contrapresión para el equipo de purificación de gases de escape .

EJEMPLO 1 La presente invención se describe con referencia a los ejemplos a continuación. Los aceros que tienen las composiciones químicas mostradas en la Tabla 1, que se habían afinado mediante fusión al vacío, se calentaron a 1200 °C y posteriormente se laminaron en caliente en el intervalo de temperatura de 900 °C a 1200 °C para formar hojas de acero laminadas en caliente que tienen un espesor de 3 mm. Una pieza de ensayo en forma de banda que tiene una anchura de 25 mm y una longitud de 300 mm se cortó de cada una de las hojas de acero laminadas en caliente y se sometió a un ensayo de doblado inverso con el fin de evaluar el desempeño de enhebrado de la hoja laminada en caliente en la línea de producción. En este ensayo, se repitió trabajo de doblado varias veces con un radio de doblado de 25 mm, simulando enrollado de una hoja laminada en caliente o doblado que ocurre mientras que una hoja laminada en caliente pasa a través de una linea de decapado-recocido. Posteriormente, una hoja laminada en caliente capaz de soportar trabajo de doblado repetido diez veces o más sin rotura se consideró tener desempeño de enhebrado lo suficientemente alto. La evaluación se llevó a cabo mediante el método descrito anteriormente. El Acero No. 1 al Acero No. 16 fueron capaces de soportar trabajo repetido diez veces o más sin rotura y de esta manera tuvieron buena trabajabilidad. Sin embargo, el Acero No. 17, en el cual el contenido de Al fue superior al intervalo de la presente invención, se rompió tras ser doblado la tercera vez, y la trabajabilidad de la hoja laminada en caliente se consideró ser insuficientemente baja. De esta manera, el Acero No. 17 se excluyó de la siguiente evaluación. Las hojas de acero laminadas en caliente preparadas a partir del Acero No. 1 al Acero No. 16 se recocieron en la atmósfera a 1000 °C durante 1 minuto, se decaparon, y posteriormente se laminaron en frió para formar hojas de acero laminadas en frió que tienen un espesor de 1.0 mm. Las hojas de acero laminadas en frío resultantes se recocieron en la atmósfera a una temperatura de 950 °C a 1050 °C durante 1 minuto y posteriormente se decaparon. Posteriormente, la laminación en frió utilizando un tren laminador con varios cilindros de apoyo y el recocido se realizaron de forma repelida varias veces para preparar láminas que tienen una anchura de 100 mm y un espesor de 40 µ??.

Tabla 1 13 15 25 Continuación de Tabla 1 5 10 15 20 25 Las hojas de acero laminadas en frío y las láminas preparadas tal como se describió anteriormente fueron evaluadas mediante el siguiente método en términos de resistencia (tensión de rotura) a temperaturas elevadas, resistencia al cambio de forma, resistencia al desprendimiento de una capa de recubrimiento, y resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas. (1) Resistencia a Temperaturas Elevadas Las hojas de acero laminadas en frío que tienen un espesor de 1 mm se sometieron a un tratamiento con calor a 1200 °C durante 30 minutos en un vacío de 4 x 10~5 Torr (5.3 x 10 Pa) o menos, simulando un tratamiento con calor realizado en adherencia por difusión o cobresoldado de porciones de contacto entre una hoja corrugada y una hoja plana. Posteriormente, una pieza de ensayo mostrada en la Fig. 2 se cortó de cada una de las hojas de lámina laminadas en frío y tratadas con calor y se sometió a un ensayo de tracción a temperatura elevada a 800 °C para medir la carga de prueba de 0.2% de la pieza de ensayo. La velocidad del ensayo de tracción se estableció inicialmente en 0.2 mm/min y posteriormente se cambió a 5 mm/min una vez que la carga de prueba fue superior. Los resultados de la medición de carga de prueba de 0.2% se evaluaron como "x: Mala" cuando la carga de prueba de 0.2% fue menor de 15 MPa, se evaluaron como "o: Buena" cuando la carga de prueba de 0.2% fue de 15 MPa o más y menos de 35 MPa, y se evaluaron como "©: Excelente" cuando la carga de prueba de 0.2% fue de 35 MPa o más. Las evaluaciones de "o: Buena" y "©: Excelente" se consideraron que satisfacen el propósito de la presente invención. (2) Resistencia al Cambio de Forma a Temperaturas Elevadas Las láminas que tienen un espesor de 40 µt se sometieron a tratamiento con calor a 1200 °C durante 30 minutos, lo cual es equivalente a un tratamiento con calor realizado en adherencia por difusión o cobresoldado, en un vacio de 4 x 10~5 Torr (5.3 x 10~3 Pa) o menos. Una pieza de ensayo que tiene una anchura de 100 mm y una longitud de 50 mm se cortó de cada una de las láminas tratadas con calor, y la pieza de ensayo se enrolló en una forma cilindrica que tiene un diámetro de 5 mm en la dirección longitudinal de la pieza de ensayo. Los bordes de la pieza de ensayo resultante se fijaron en su lugar mediante soldadura por puntos. Tres piezas de ensayo descritas anteriormente se prepararon a partir de cada una de las láminas. Las piezas de ensayo se calentaron a 1150 °C durante 400 horas en un horno de atmósfera de aire, y se determinó el promedio de cambios en las dimensiones de las tres piezas de ensayo (la relación de un aumento de la longitud del cilindro que ocurrió durante el calentamiento a la longitud del cilindro antes del calentamiento) . Los resultados de la medición del cambio dimensional promedio se evaluaron como "x: Malo" cuando el cambio dimensional promedio fue superior a 5%, se evaluaron como "o: Bueno" cuando el cambio dimensional promedio fue mayor de 3% y 5% o menos, y se evaluaron como "®: Excelente" cuando el cambio dimensional promedio fue de 3% o menos. Las evaluaciones de "o: Bueno" y "®: Excelente" se consideraron que satisfacen el propósito de la presente invención. (3) Resistencia al Desprendimiento de una Capa de Recubrimiento a Temperaturas Elevadas Las láminas que tienen un espesor de 40 µp? se sometieron a tratamiento con calor a 1200 °C durante 30 minutos, lo cual es equivalente a un tratamiento con calor realizado en adherencia por difusión o cobresoldado, en un vacio de 4 x 10"5 Torr (5.3 x 10"3 Pa) o menos. Tres piezas de ensayo que tienen una anchura de 20 mm y una longitud de 30 mm se tomaron de cada una de las láminas tratadas con calor. Un ciclo de (mantenimiento a 800 °C durante 20 min y posteriormente enfriamiento a 200 °C o menos) se repitió 300 veces en un horno de atmósfera de aire. Las piezas de ensayo que se hablan sometido al ensayo se examinaron visualmente, y se determinó la relación del área de la porción con desprendimiento de cascarilla al área de la porción examinada (área de desprendimiento/área examinada x 100) . Se dio la evaluación de "x: Malo" cuando el resultado de la medición fue mayor de 3%. Se dio la evaluación de "o: Bueno" cuando el resultado de la medición fue mayor de 1% y 3% o menos. Se dio la evaluación de "®: Excelente" cuando el resultado de la medición fue de 1% o menos y difícilmente se observó desprendimiento. Las evaluaciones de "o: Bueno" y "®: Excelente" se consideraron que satisfacen el propósito de la presente invención. (4) Resistencia a la Oxidación a Temperaturas Elevadas Las láminas que tienen un espesor de 40 µp? se sometieron a tratamiento con calor a 1200 °C durante 30 minutos, lo cual es equivalente a un tratamiento con calor realizado en adherencia por difusión o cobresoldado, en un vacío de 4 x 10"5 Torr (5.3 x 10"3 Pa) o menos. Tres piezas de ensayo que tienen una anchura de 20 mm y una longitud de 30 mm se tomaron de cada una de las láminas tratadas con calor. Las piezas de ensayo se calentaron a 800 °C durante 400 horas en un horno de atmósfera de aire, y se determinó el promedio de aumentos en los pesos de las tres piezas de ensayo debido a la oxidación (un cociente obtenido dividiendo un cambio en el peso que ocurrió durante el calentamiento entre el área de superficie inicial). Se recogió cascarilla desprendida de una pieza de ensayo después del calentamiento, y el peso de la cascarilla se agregó al aumento en el preso de la pieza de ensayo debido a la oxidación. Los resultados de la medición del aumento de peso promedio debido a la oxidación se evaluaron como "x: Malo" cuando el aumento de peso promedio fue mayor de 10 g/m2, se evaluaron como "o: Bueno" cuando el aumento de peso promedio fue mayor de 5 g/m2 y 10 g/m2 o menos, y se evaluaron como "®: Excelente" cuando el aumento de peso promedio fue de 5 g/m2 o menos. Las evaluaciones de "o: Bueno" y "®: Excelente" se consideraron que satisfacen el propósito de la presente invención.

La Tabla 2 muestra los resultados.

Tabla 2 5 15 20 25 El Acero No. 1 al Acero No. 9 y el Acero No. 13 al Acero No. 15, los cuales fueron los Ejemplos de la Invención, tuvieron alta resistencia y alta resistencia al cambio de forma a temperaturas elevadas y también tuvieron alta resistencia al desprendimiento de una capa de recubrimiento y alta resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas. Adicionalmente, debido a que también tienen alta tenacidad, estos aceros fueron capaces de producirse con eficiencia en un equipo ordinario de producción de acero inoxidable. Por otra parte, el Acero No. 10 al Acero No. 12 y el Acero No. 16, los cuales fueron Ejemplos Comparativos, fueron malos en términos de por lo menos una característica entre resistencia, resistencia al cambio de forma, resistencia al desprendimiento de una capa de recubrimiento, y resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas y por lo tanto, no se utilizan de forma adecuada como un portador de catalizador.

Aplicación Industrial De conformidad con la presente invención, una lámina de acero inoxidable que se utiliza de forma adecuada para la formación de un portador de catalizador para un equipo de purificación de gases de escape, el portador de catalizador siendo utilizado a una temperatura relativamente baja de tal manera que la temperatura más elevada alcanzada por el gas de escape es de aproximadamente 800 °C o menos, se puede producir con eficiencia en un equipo de producción de acero inoxidable ordinario, que es muy eficaz industrialmente .

Lista de Números de Referencia 1 lámina plana 2 lámina corrugada 3 cilindro externo 4 panal de metal

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una lámina de acero inoxidable ferritico, caracterizada porque contiene, en % en masa, C: 0.05% o menos, Si: 2.0% o menos, Mn : 1.0% o menos, S: 0.005% o menos, P: 0.05% o menos, Cr: 11.0% a 25.0%, Ni: 0.05% a 0.30%, Al: 0.01% a 1.0%, Cu: 0.01% a 2.0%, N: 0.10% o menos, y el balance siendo Fe e impurezas inevitables.

2. La lámina de acero inoxidable ferritico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque contiene además, en % en masa, uno o más elementos seleccionados de Nb: 0.01% a 1.0%, Mo : 0.01% a 3.0%, y W: 0.01% a 3.0%, el contenido del uno o más elementos siendo de 0.01% a 3.0% en total.

3. La lámina de acero inoxidable ferritico de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque contiene además, en % en masa, REM: 0.01% a 0.20%.

4. La lámina de acero inoxidable ferritico de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque contiene además, en % en masa, uno o más elementos seleccionados de Ti: 0.01% a 1.0%, Zr: 0.01% a 0.20%, Hf: 0.01% a 0.20%, Ca: 0.0010% a 0.0300%, y Mg: 0.0015% a 0.0300%.

5. La lámina de acero inoxidable ferritico de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque tiene un espesor de 100 µp? o menos.