RU2429306C1 - Термостойкая ферритная нержавеющая сталь - Google Patents
Термостойкая ферритная нержавеющая сталь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2429306C1 RU2429306C1 RU2009149446/02A RU2009149446A RU2429306C1 RU 2429306 C1 RU2429306 C1 RU 2429306C1 RU 2009149446/02 A RU2009149446/02 A RU 2009149446/02A RU 2009149446 A RU2009149446 A RU 2009149446A RU 2429306 C1 RU2429306 C1 RU 2429306C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- less
- steel
- resistance
- oxidation
- added
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/002—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/004—Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/20—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/005—Ferrite
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2530/00—Selection of materials for tubes, chambers or housings
- F01N2530/02—Corrosion resistive metals
- F01N2530/04—Steel alloys, e.g. stainless steel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, а именно к ферритной нержавеющей стали, используемой для изготовления компонентов выхлопных систем. Сталь содержит в мас.%: углерод 0,015 или меньше, кремний 1,0 или меньше, марганец 1,0 или меньше, фосфор 0,04 или меньше, серу 0,010 или меньше, хром от 16 до 23, азот 0,015 или меньше, ниобий от 0,3 до 0,65, титан 0,15 или меньше, молибден 0,1 или меньше, вольфрам 0,1 или меньше, медь от 1,0 до 2,5, алюминий от 0,2 до 1,5, железо и неизбежные примеси остальное. Сталь может дополнительно содержать один или более элементов, выбранных из бора 0,003 мас.% или меньше, РЗМ 0,08 мас.% или меньше, циркония 0,5 мас.% или меньше, ванадия 0,5 мас.% или меньше, кобальта 0,5 мас.% или меньше и никеля 0,5 мас.% или меньше. Сталь обладает высокой стойкостью к окислению и стойкостью к тепловой усталости. 3 з.п. ф-лы, 5 ил., 3 табл.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к хромсодержащим сталям и, в частности, к ферритным нержавеющим сталям, которые обладают как высокой стойкостью к тепловой усталости, так и высокой стойкостью к окислению и которые преимущественно используют для компонентов выхлопных систем, работающих в условиях высоких температур, например выхлопных труб автомобилей или мотоциклов, или отводов отработанного воздуха корпусов конвертеров или теплоэлектрических установок.
Уровень техники
Элементы для выхлопных газов, такие как выпускной коллектор, выхлопные трубы, корпуса конвертеров и глушители, эксплуатируемые в контакте с автомобильным выхлопом, должны быть безупречными в отношении стойкости к тепловой усталости или стойкости к окислению (далее для обоих свойств будет использоваться общее выражение «термостойкость»). Для применений, в которых требуется термостойкость, в настоящее время часто используют хромсодержащие стали, к которым добавлены Nb и Si, такие как сталь типа 429 (14Cr-0,9Si-0,4Nb). Однако когда температура выхлопного газа повышается в такой степени, что превышает 900°С, при улучшении характеристики двигателя стойкость к тепловой усталости стали типа 429 становится недостаточной.
С целью преодоления этой проблемы были разработаны хромсодержащие стали, высокотемпературный условный предел текучести которых был улучшен добавками Nb и Мо: сталь SUS444 (19Cr-0,5Nb-2Mo), характеристики которой даны в JIS G4305, ферритные нержавеющие стали, к которым добавлены Nb, Mo и W и т.д. (например, публикация японской не прошедшей экспертизу патентной заявки №2004-018921). Однако из-за необычно резкого повышения стоимости исходных редких металлов, таких как Мо или W, в настоящее время возрастает потребность в материалах с термостойкостью, эквивалентной термостойкости указанных выше материалов, в которых использовались бы недорогие исходные материалы.
В качестве материалов, обладающих высокой термостойкостью и не содержащих дорогостоящих элементов, таких как Мо и W, например, в публикации WO 2003/004714 раскрыта ферритная нержавеющая сталь для компонентов выхлопной системы автомобиля, в которой к стали с 10-20 мас.% Cr добавлены Nb: 0,50 мас.% или меньше, Cu: 0,8-2,0 мас.% и V: 0,03-0,20 мас.%; в публикации японской не прошедшей экспертизу патентной заявки №2006-117985 раскрыта ферритная нержавеющая сталь с высокой стойкостью, в которой к стали с 10-20 мас.% Cr добавлены Ti: 0,05-0,30 мас.%, Nb: 0,10-0,60 мас.%, Cu: 0,8-2,0 мас.% и В: 0,0005-0,02 мас.%; и в публикации японской не прошедшей экспертизу патентной заявки №2000-297355 раскрыта ферритная нержавеющая сталь для компонентов выхлопной системы автомобиля, в которой к стали с 15-25 мас.% Cr добавлена Cu: 1-3 мас.%. Стойкость к тепловой усталости соответствующих сталей улучшена добавлением Cu.
Однако исследования авторов настоящего изобретения показали, что, когда осуществляется добавление Cu в соответствии со способами указанных выше патентных документов, стойкость к усталости улучшается, но стойкость окисления самой стали ухудшается и вследствие этого обычно ухудшается термостойкость.
В связи с этим целью настоящего изобретения является создание ферритной нержавеющей стали, обладающей как высокой стойкостью к окислению, так и высокой стойкостью к тепловой усталости без добавления дорогостоящих элементов, таких как Мо и W, с помощью разработки способа предотвращения восстановления при достижении стойкости к окислению путем добавления Cu. Используемое в настоящем изобретении выражение «высокие стойкость к окислению и стойкость к тепловой усталости» относится к свойствами, которые такие же или лучше свойств стали SUS444. Более конкретно, под стойкостью к окислению подразумевается стойкость к окислению при 960°С, которая такая же или лучше стойкости к окислению стали SUS444, а под стойкостью к тепловой усталости подразумевается стойкость к тепловой усталости от 100 до 850°С, которая такая же или лучше стойкости к тепловой усталости стали SUS444.
Раскрытие изобретения
1. Настоящее изобретение предлагает ферритную нержавеющую сталь, содержащую С: 0,015 мас.% или меньше, Si: 1,0 мас.% или меньше, Mn: 1,0 мас.% или меньше, Р: 0,04 мас.% или меньше, S: 0,010 мас.% или меньше, Cr: от 16 до 23 мас.% или меньше, N: 0,015 мас.% или меньше, Nb: от 0,3 до 0,65 мас.%, Ti: 0,15 мас.% или меньше, Мо: 0,1 мас.% или меньше, W: 0,1 мас.% или меньше, Cu: от 1,0 до 2,5 мас.%, Al: от 0,2 до 1,5 мас.% и остальное Fe и неизбежные примеси.
2. В дополнение к указанному выше составу компонентов ферритная нержавеющая сталь содержит один или более элементов, выбираемых из В: 0,003 мас.% или меньше, РЗМ: 0,08 мас.% или меньше, Zr: 0,5 мас.% или меньше, V: 0,5 мас.% или меньше, Со: 0,5 мас.% или меньше и Ni: 0,5 мас.% или меньше.
3. Среди компонентов согласно пункту 1 или 2 содержание Si в ферритной нержавеющей стали изобретения составляет преимущественно от 0,4 до 1,0 мас.%.
4. Более предпочтительно, среди компонентов согласно пункту 1 или 2 содержание Si в ферритной нержавеющей стали изобретения составляет 0,4 до 1,0 мас.% и содержание Ti равно 0,01 мас.% или меньше.
Согласно изобретению ферритная нержавеющая сталь, обладающая термостойкостью (стойкостью к тепловой усталости и стойкостью к окислению) такой же или лучшей термостойкости стали SUS444, может быть получена при низкой себестоимости без добавления дорогостоящих Мо или W. При этом сталь изобретения преимущественно используется для компонентов выхлопной системы автомобиля.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - иллюстрирует вид образца для испытания на тепловую усталость.
Фиг.2 - иллюстрирует температуры и ограничительные условия в испытании на тепловую усталость.
Фиг.3 - график, иллюстрирующий влияние добавляемых количеств Cu на стойкость к тепловой усталости.
Фиг.4 - график, иллюстрирующий влияние добавляемых количеств Al на стойкость к окислению (привес в результате окисления).
Фиг.5 - график, иллюстрирующий влияние добавляемых количеств Si на стойкость к окислению парами воды (привес в результате окисления).
Осуществление изобретения
Авторы настоящего изобретения провели многочисленные обширные исследования с целью разработки ферритной нержавеющей стали, обладающей как высокой стойкостью к окислению, так и высокой стойкостью к тепловой усталости без добавления дорогостоящего элемента, такого как Мо или W, предотвращая восстановление при достижении стойкости к окислению путем добавления Cu, которое приводит к проблемам в предшествующих способах. В результате этого авторы настоящего изобретения обнаружили, что при добавлении Nb в пределах от 0,3 до 0,65 мас.% и Cu в пределах от 1,0 до 2,5 мас.% достигается высокотемпературная прочность в широком диапазоне температур и улучшается стойкость к тепловой усталости; восстановление при достижении стойкости к окислению путем добавления Cu может быть предотвращено с помощью добавления подходящего количества Al (от 0,2 до 1,5 мас.%); и, таким образом, можно получить термостойкость такую же или лучшую термостойкости стали SUS444 без добавления Мо или W только путем корректировки количеств Nb, Cu и Al в указанных выше требуемых пределах. Это составляет предмет изобретения.
Авторы настоящего изобретения провели дополнительно обширные исследования, касающиеся способа повышения стойкости к окислению в среде, содержащей пары воды, которая представляет собой среду, в которой реально предполагается применение изобретения, а именно выпускной коллектор и т.п. В результате изобретателями обнаружено, что при оптимизировании количества Si (от 0,4 до 1,0 мас.%) стойкость к окислению в атмосфере паров воды (далее называемая стойкостью к окислению парами воды) также становится такой же или лучшей, чем у стали SUS444. Это также составляет предмет изобретения.
Прежде всего будут описаны основные эксперименты, приводящие к созданию изобретения.
Стали, образуемые добавлением Cu в разных количествах в пределах от 0 до 3 мас.% к основе, содержащей С: от 0,005 до 0,007 мас.%, N: от 0,004 до 0,006 мас.%, Si: 0,3 мас.%, Mn: 0,4 мас.%, Cr: 17 мас.%, Nb: 0,45 мас.% и Al: 0,35 мас.%, выплавляют в лабораторных условиях с образованием 50-кг стальных слитков. Затем стальные слитки нагревают до 1170°С и подвергают горячей прокатке с образованием листовых прутков толщиной 30 мм и длиной 150 мм. После этого листовые прутки подвергают ковке, формуя их в прутки с поперечным сечением 35 мм × 35 мм. Последние отжигают при температуре 1030°С и затем механически обрабатывают, изготовляя таким образом образцы для испытаний на стойкость к тепловой усталости, имеющие размеры, указанные на фиг.1. Далее образцы многократно подвергают термообработке, при которой нагрев и охлаждение осуществляют между 100 и 850°С при коэффициенте ограничения (показанном на фиг.2), равном 0,35, и затем измеряют термоусталостную долговечность. Термоусталостную долговечность определяют как наименьшее число циклов, которые возможны до того, как механическое напряжение, которое рассчитывают делением нагрузки, замеренной при 100°С, на поперечное сечение подвергаемой выдержке цилиндрической части испытуемого образца, показанного на фиг.1, начинает непрерывно уменьшаться по отношению к напряжению в предшествующем цикле. Это эквивалентно числу циклов возможных до образования в испытуемом образце трещин. Такое же испытание было проведено в целях сравнения для стали SUS444 (сталь, содержащая Cr: 19 мас.%, Мо: 2 мас.% и Nb: 0,5 мас.%).
На фиг.3 показаны результаты испытания на тепловую усталость. Показано, что при добавлении Cu в количестве, большем 1,0 мас.%, получают термоусталостную долговечность, равную или большую, чем термоусталостная долговечность стали SUS444 (примерно 1100 циклов), и, таким образом, добавление Cu в количестве 1 мас.% или более способно повышать стойкость к тепловой усталости.
Далее, стали, образованные добавлением Al в разных количествах от 0 до 2 мас.% к основе, содержащей С: 0,006 мас.%, N: 0,007 мас.%, Mn: 0,4 мас.%, Si: 0,3 мас.%, Cr: 17 мас.%, Nb: 0,49 мас.% и Cu: 1,5 мас.%, выплавляют в лабораторных условиях с образованием 50-кг стальных слитков. Затем стальные слитки подвергают горячей прокатке, отжигу горячекатаного листа, холодной прокатке и заключительному отжигу с образованием холоднокатаных отожженных листов толщиной 2 мм. Из полученных, как описано выше, холоднокатаных стальных листов вырезают образцы для испытаний размером 30 мм × 20 мм. Далее, в верхней части каждого из испытуемых образцов образуют отверстие диаметром 4 мм. Лицевую и торцевую поверхности каждого из испытуемых образцов полируют наждачной бумагой №320, обезжиривают и подвергают следующим испытаниям.
Испытание на непрерывное окисление на воздухе
Испытуемый образец выдерживают 300 час в печи с воздушной тягой, нагреваемой до 950°С, и измеряют разницу в массе испытуемого образца до и после теста с нагревом с целью определения прироста веса за счет окисления (г/м2) на единицу площади.
На фиг.4 показана зависимость прироста веса за счет окисления от содержания Al в испытании на окисление в атмосферном воздухе. На фиг.4 показано, что при добавлении Al в количестве 0,2 мас.% или более получают стойкость к окислению такую же или большую стойкости к окислению стали SUS444 (привес в результате окисления: 27 г/м2 или меньше).
Далее, стали, образованные добавлением Si в разных количествах от 1,2 мас.% или меньше к основе, содержащей С: 0,006 мас.%, N: 0,007 мас.%, Mn: 0,2 мас.%, Al: 0,45 мас.%, Cr: 17 мас.%, Nb: 0,49 мас.% и Cu: 1,5 мас.%, выплавляют в лабораторных условиях с образованием 50-кг стальных слитков. Затем стальные слитки подвергают горячей прокатке, отжигу горячекатаных листов, холодной прокатке и заключительному отжигу с образованием холоднокатаных отожженных листов толщиной 2 мм. Из полученных, как описано выше, холоднокатаных стальных листов вырезают образцы для испытаний размером 30 мм × 20 мм. Далее, в верхней части каждого из испытуемых образцов образуют отверстие диаметром 4 мм. Лицевую и торцевую поверхности каждого из испытуемых образцов полируют наждачной бумагой №320, обезжиривают и подвергают следующему тесту на непрерывное окисление в атмосфере паров воды.
Испытание на непрерывное окисление в атмосфере паров воды
Испытуемый образец выдерживают 300 час в печи, нагреваемой до 950°С, атмосфера в которой преобразуется в атмосферу с парами воды путем пропускания газа, содержащего 7 об.% СО2, 1 об.% О2 и остальное N2, при скорости потока 0,5 л/мин в дистиллированную воду, поддерживаемую при температуре 60°С, и измеряют разницу в массе испытуемого образца до и после испытания с нагревом с целью определения прироста веса за счет окисления (г/м2) на единицу площади.
Фиг.5 иллюстрирует зависимость прироста веса за счет окисления от содержания Si в испытании на непрерывное окисление в атмосфере паров воды. На фиг.5 показано, что при добавлении Si в количестве 0,4 мас.% или более получают стойкость к окислению такую же или большую стойкости к окислению стали SUS444 (привес в результате окисления: 51 г/м2 или меньше).
Изобретение было выполнено путем дополнительного проведения исследований на основе описанных выше фактов.
Далее описан компонентный состав ферритной нержавеющей стали настоящего изобретения.
С: 0,015 мас.% или меньше
С является элементом, который способен повысить прочность стали. Однако, когда содержание С превышает 0,015 мас.%, уменьшение ударной вязкости и ухудшение формуемости становится заметным. По этой причине содержание С в изобретении равно 0,015 мас.% или меньше. С точки зрения обеспечения формуемости, содержание С преимущественно должно быть ниже и, преимущественно, равно 0,008 мас.% или меньше. Напротив, с целью обеспечения прочности компонентов выхлопной системы содержание С преимущественно равно 0,001 мас.% или более и, более предпочтительно, составляет от 0,002 до 0,008 мас.%.
Si: 1,0 мас.% или меньше
Si является элементом, добавляемым в качестве раскисляющего материала. Для получения эффекта содержание Si преимущественно равно 0,05 мас.% или более. Кроме того, хотя Si оказывает влияние на повышение стойкости к окислению, что является главной целью изобретения, его эффект не столь высок, как эффект, производимый Al. В то же время добавление избыточного количества, превышающего 1,0 мас.%, ухудшает обрабатываемость. По этой причине верхний предел количества Si равен 1,0 мас.%.
Однако Si является также важным элементом, который повышает стойкость к окислению в атмосфере с парами воды (стойкость к окислению парами воды). Как следует из фиг.5, чтобы получить стойкость к окислению парами воды такую же, как у стали SUS444, необходимо добавлять Si в количестве 0,4 мас.% или более. Таким образом, если упор делается на этот эффект, содержание Si должно быть равным 0,4 мас.% или более. Более предпочтительно, чтобы содержание Si было в пределах от 0,4 до 0,8 мас.%.
Причина того, что Si повышает стойкость к окислению парами воды, до сих пор еще полностью не выяснена. Однако полагают, что при добавлении Si в количестве 0,4 мас.% или более на поверхности стального листа непрерывно образуется плотная фаза оксида Si, в результате чего затрудняется вход газовых компонентов (Н2О, СО2 и О2) снаружи, повышая тем самым стойкость к окислению парами воды. Если необходима более высокая стойкость к окислению парами воды, предпочтительно, чтобы содержание Si было равным 0,5 мас.% или более.
Mn: 1,0 мас.% или меньше
Mn является элементом, который повышает прочность стали, а также действует как раскислитель. Поэтому Mn преимущественно добавляют в количестве 0,05 мас.% или более. Однако в случае избыточного добавления Mn при высоких температурах имеется тенденция образования γ-фазы, что ухудшает термостойкость. По этой причине содержание Mn в изобретении равно 1,0 мас.% или меньше. Предпочтительное содержание Mn равно 0,7 мас.% или меньше.
Р: 0,040 мас.% или меньше
Р является вредным элементом, который снижает ударную вязкость, и вследствие этого содержание Р преимущественно снижают как можно ниже. По этой причине содержание Р в изобретении равно 0,040 мас.% или меньше. Предпочтительное содержание Р равно 0,030 мас.% или меньше.
S: 0,010 мас.% или меньше
Поскольку S является вредным элементом, который уменьшает относительное удлинение и величину r, отрицательно влияет на формуемость и снижает стойкость к коррозии, что является одним из основных свойств нержавеющей стали, содержание S преимущественно снижают как можно ниже. По этой причине содержание S в изобретении равно 0,010 мас.% или меньше. Предпочтительное содержание S равно 0,005 мас.% или меньше.
Cr: от 16 до 23 мас.%
Cr является важным элементом, способным повышать стойкость к коррозии и стойкость к окислению, которые являются отличительными характеристиками нержавеющей стали. Однако, если содержание Cr меньше 16 мас.%, достаточная стойкость к окислению не достигается. В то же время Cr является элементом, который упрочняет сталь, как твердый раствор при комнатной температуре, повышает твердость стали и уменьшает пластичность стали. В частности, когда Cr добавляют в количестве, превышающем 23 мас.%, вредные эффекты становятся заметными. По этой причине верхний предел содержания Cr равен 23 мас.%. Таким образом, содержание Cr лежит в пределах от 16 до 23 мас.%. Более предпочтительны пределы содержания Cr от 16 до 20 мас.%.
N: 0,015 мас.% или меньше
N является элементом, который уменьшает ударную вязкость и ухудшает формуемость стали. Если N добавляют в количестве, превышающем 0,015 мас.%, уменьшение ударной вязкости становится заметным. По этой причине содержание N равно 0,015 мас.% или меньше. С целью сохранения ударной вязкости и формуемости содержание N понижают как можно ниже и предпочтительно, чтобы содержание N было ниже 0,010 мас.%.
Nb: от 0,3 до 0,65 мас.%
Nb является элементом, который обладает способностью образования нитрида углерода из С и N в результате фиксации, повышения стойкости к коррозии или улучшения формуемости, или повышения стойкости к коррозии межзеренной границы зоны сварки, и повышения высокотемпературной прочности для улучшения стойкости к тепловой усталости. Такие эффекты наблюдают при добавлении Nb в количестве 0,3 мас.% или более. В то же время, если N добавляют в количестве, превышающем 0,65 мас.%, появляется тенденция к выделению фазы Лавеса, что ускоряет охрупчивание. По этой причине содержание N лежит в пределах от 0,3 до 0,65 мас.%. Предпочтительны пределы содержания N от 0,4 до 0,55 мас.%.
Ti: 0,15 мас.% или меньше
Ti подобно Nb обладает способностью фиксации С и N для повышения стойкости к коррозии или улучшения формуемости, или повышения стойкости к коррозии межзеренной границы зоны сварки. Однако такие эффекты насыщаются в компонентной системе изобретения, содержащей Nb, если содержание Ti превышает 0,15 мас.% и сталь затвердевает в результате затвердевания твердого раствора. По этой причине верхний предел содержания Ti в изобретении равен 0,15 мас.%.
Ti является элементом, который не является необходимым в качестве улучшающей добавки в изобретении. Однако Ti более эффективно по сравнению с Nb связывается с N с вероятностью образования TiN. Крупный TiN, по-видимому, служит причиной развития трещин с уменьшением ударной вязкости горячекатаного листа. По этой причине, если необходима повышенная ударная вязкость, содержание Ti следует ограничивать до 0,01 мас.% или меньше.
Мо: 0,1 мас.% или меньше
Мо является дорогостоящим элементом и потому в качестве улучшающей добавки для достижения цели изобретения не добавляется. Однако иногда при использования в качестве сырья металлолома из последнего поступает 0,1 мас.% или меньше Мо. По этой причине содержание Мо равно 0,1 мас.% или меньше.
W: 0,1 мас.% или меньше
W является дорогостоящим элементом подобно Мо и потому не добавляется в качестве улучшающей добавки для целей изобретения. Однако иногда при использования в качестве сырья металлолома из последнего поступает 0,1 мас.% W или меньше. По этой причине содержание W равно 0,1 мас.% или меньше.
Cu: от 1,0 to 2,5 мас.%
Cu является элементом, который очень эффективен для повышения стойкости к тепловой усталости. Как следует из фиг.3, для получения стойкости к тепловой усталости равной или большей, чем у стали SUS444, необходимо добавлять Cu в количестве 1,0 мас.% или более. Однако, если Cu добавляется в количестве, превышающем 2,5 мас.%, во время охлаждения после термообработки выделяется ε-Cu, что приводит к твердению стали, легко приводящему к охрупчиванию во время работы. Более важно, что добавление Cu повышает стойкость стали к тепловой усталости, но снижает стойкость самой стали к окислению и обычно уменьшает ее термостойкость. Причина этого до сих пор полностью не выяснена. Однако предполагают, что Cu концентрируется в слое с удаленным Cr непосредственно под образующейся окалиной, препятствуя тем самым обратной диффузии Cr, который является элементом, который улучшает стойкость к окислению, присущую нержавеющей стали. По этой причине содержание Cu лежит в пределах от 1,0 до 2,5 мас.%. Более предпочтительны пределы содержания Cu от 1,1 до 1,8 мас.%.
Al: 0,2 до 1,5 мас.%
Al является обязательным элементом для улучшения стойкости к окислению стали с добавкой Cu, как это показано на фиг.4. В частности, с целью получения стойкости к окислению равной или более высокой, чем у стали SUS444, что является целью изобретения, Al необходимо добавлять в количестве 0,2 мас.% или более. В то же время, если Al добавляется в количестве, превышающем 1,5 мас.%, сталь твердеет, в результате чего ухудшается обрабатываемость. По этой причине верхний предел равен 1,5 мас.%, а содержание Al соответственно лежит в пределах от 0,2 до 1,5 мас.%. При использовании Al при повышенных температурах ее содержание преимущественно лежит в пределах от 0,3 до 1,0 мас.%.
Al является также элементом, который растворяется при высоких температурах и отверждает сталь за счет твердения твердого раствора. В частности, эффект повышения прочности стали при температурах, превышающих 800°С, является большим. Однако, как это описано выше, если добавленное количество Si недостаточно, поступающие в сталь газовые компоненты и Al связываются друг с другом и вследствие этого Al не действует эффективным образом в качестве элемента, упрочняющего твердый раствор. Таким образом, для того чтобы развить описанный выше эффект Al в атмосфере водяных паров, Si преимущественно добавляют в количестве 0,4 мас.% или более.
В дополнение к указанным выше незаменимым ингредиентам ферритная нержавеющая сталь изобретения может также содержать один, два или более элементов, выбранных из В, РЗМ, Zr, V, Co и Ni в следующих пределах.
В: 0,003 мас.% или меньше
В является элементом, способным улучшать обрабатываемость, в частности вторичную обрабатываемость. Этот эффект заметен, если В добавляют в количестве 0,0005 мас.% или более. Однако добавление В в количестве, превышающем 0,003 мас.%, приводит к образованию BN и ухудшает обрабатываемость. По этой причине в случае добавления В добавляемое количество его равно 0,003 мас.% или меньше. Более предпочтительно, когда добавляемое количество В лежит в пределах от 0,0005 до 0,002 мас.%.
РЗМ: 0,08 мас.% или меньше, Zr: 0,5 мас.% или меньше
Каждый из РЗМ (редкоземельных металлов) и Zr являются элементами, которые повышают стойкость к окислению. Для того, чтобы получить эффект каждый из РЗМ и Zr добавляют преимущественно в количестве от 0,01 мас.% или более и от 0,05 мас.% или более, соответственно. Однако добавление РЗМ в количестве, превышающем 0,08 мас.%, приводит к охрупчиванию стали, а добавление Zr в количестве, превышающем 0,50 мас.%, приводит к выделению интерметаллического соединения Zr, которое является причиной охрупчивания стали. По этой причине РЗМ добавляют в количестве 0,08 мас.% или меньше, a Zr добавляют в количестве 0,5 мас.% или меньше
V: 0,5 мас.% или меньше
V является элементом, способным улучшать обрабатываемость. В частности, чтобы получить эффект повышения стойкости к окислению, V добавляют преимущественно в количестве 0,15 мас.% или более. Однако, если V добавляется избыточно в количестве, превышающем 0,5 мас.%, выделяется крупный V(C, N), ухудшающий качество поверхности стального листа. По этой причине V добавляют преимущественно в количестве 0,50 мас.% или меньше и, более предпочтительно, в количестве от 0,15 до 0,4 мас.%.
Со: 0,5 мас.% или меньше
Со является элементом, способным улучшать ударную вязкость, и его добавляют преимущественно в количестве 0,02 мас.% или более. Однако Со является дорогостоящим элементом. Даже когда Со добавляется в количестве, превышающем 0,5 мас.%, его эффект насыщается. По этой причине Со добавляют преимущественно в количестве 0,5 мас.% или меньше. Более предпочтительно добавление Со в количестве от 0,02 до 0,2 мас.%.
Ni: 0,5 мас.% или меньше
Ni является элементом, улучшающим ударную вязкость. Чтобы получить этот эффект, Ni добавляют преимущественно в количестве 0,05 мас.% или более. Однако Ni дорог. Кроме того, поскольку Ni является элементом, эффективно образующим γ-фазу, он образует при высоких температурах γ-фазу, понижая тем самым стойкость к окислению. По этой причине Ni добавляют преимущественно в количестве 0,5 мас.% или меньше. Более предпочтительно добавление Со в количестве от 0,05 до 0,4 мас.%.
Ниже описывается способ получения ферритной нержавеющей стали изобретения.
В качестве способа получения нержавеющей стали изобретения преимущественно может быть использован любой без исключения способ производства ферритной нержавеющей стали. Например, способ главным образом включает: выплавку стали в известной плавильной печи типа конвертера или электропечи или, дополнительно, проведение вторичной очистки, такой как очистка в ковше или вакуумная очистка, с целью образования стали, имеющей указанный выше компонентный состав, соответствующий изобретению; формование расплавленной стали в сляб способом непрерывного литья или способом получения слитка с помощью обжимной клети; горячую прокатку полученного продукта с образованием горячекатаного листа; при необходимости отжиг горячекатаного листа; промывку горячекатаного листа кислотой; холодную прокатку продукта; заключительный отжиг продукта; и промывку продукта кислотой, в результате чего получают холоднокатаный отожженный лист. Процесс холодной прокатки может проводиться однократно или два или более раза с промежуточным отжигом, проводимым между операциями холодной прокатки, и при этом каждая операция холодной прокатки, заключительного отжига и кислотной промывки может проводиться неоднократно. Кроме того, в некоторых случаях операция отжига горячекатаного листа может не проводиться. Если необходима блестящая поверхность стального листа, после холодной прокатки или заключительного отжига может проводиться пропуск в дрессировочной клети. Предпочтительно, чтобы температура нагрева сляба перед горячей прокаткой была в пределах от 1000 до 1250°С, температура отжига горячекатаной стали была в пределах от 900 до 1100°С и температура заключительного отжига была в пределах от 900 до 1120°С.
Полученную, как описано выше, ферритную нержавеющую сталь изобретения подвергают резке, гибке, прессованию или подобным операциям в соответствии с применением, формуя тем самым сталь в разные детали выхлопной системы, эксплуатируемые при высокой температуре окружающей среды, такие как выхлопные трубы автомобилей или мотоциклов, или отводы отработанного воздуха корпусов конвертеров или теплоэлектрических установок. Нержавеющая сталь изобретения, используемая для указанных выше деталей, не ограничивается холоднокатаным отожженным листом и может применяться в виде горячекатаного листа или горячекатаного отожженного листа и, кроме того, если этого потребует применение, может быть подвергнута обработке с целью удаления окалины.
Для получения указанных выше деталей каких-либо ограничений на метод сварки не существует, и обычно могут быть использованы дуговая сварка типа МЭГ (металл - инертный газ), МАГ (металл - активный газ) или ВИГ (вольфрам - инертный газ); контактная электросварка типа точечной сварки или шовной сварки; высокочастотная электросварка, высокочастотная индукционная сварка или лазерная сварка.
Пример 1
Каждую из сталей №№1-24, имеющую компонентный состав, приведенный в таблицах 1-1 и 1-2, выплавляют в вакуумной плавильной печи и разливают в 50-кг стальной слиток. Стальной слиток подвергают ковке и после этого разделяют на две равные части. Любую из двух половин стального слитка нагревают до 1170°С и подвергают горячей прокатке, получая горячекатаный лист толщиной 5 мм. Далее горячекатаный лист отжигают при температуре 1020°С, промывают кислотой, подвергают холодной прокатке до степени обжатия 60%, проводят заключительный отжиг при температуре 1030°С, охлаждают со средней скоростью охлаждения 20°С/сек и промывают кислотой, получая холоднокатаный лист толщиной 2 мм. После этого холоднокатаный лист подвергают описанным ниже двум типам испытаний на стойкость к окислению. Для сравнения таким же образом получают холоднокатаные листы стали типа SUS444 и сталей, раскрытых в публикации WO 2003/004714 и в японских не прошедших экспертизу патентных заявках №2006-117985 и 2000-297355, которые приводятся в таблице 1 под номерами 25-28. Эти стали далее подвергают описанным ниже испытанию на непрерывное окисление на воздухе и испытанию на непрерывное окисление в атмосфере паров воды.
Испытание на непрерывное окисление на воздухе
Из разных полученных, как описано выше, холоднокатаных отожженных листов вырезают образцы (30 мм × 20 мм). В верхней части каждого образца образуют отверстие диаметром 4 мм. Лицевую и торцевую поверхности полируют наждачной бумагой №320 и обезжиривают. Полученный образец вводят в печь с атмосферным воздухом, нагреваемую до 950°С, и выдерживают в течение 300 час. После испытания измеряют массу образца с целью определения разницы по отношению к предварительно измеренной массе образца перед испытанием и, таким образом, рассчитывают прирост веса за счет окисления (г/м2). Каждое испытание проводят дважды и оценивают стойкость к непрерывному окислению на основе среднего значения испытаний.
Испытание на непрерывное окисление в атмосфере паров воды
Из разных полученных, как описано выше, холоднокатаных отожженных листов вырезают образцы (30 мм × 20 мм). В верхней части каждого образца образуют отверстие диаметром 4 мм. Лицевую и торцевую поверхности полируют наждачной бумагой №320 и обезжиривают. Образец выдерживают в течение 300 час в печи, нагреваемой до 950°С, атмосфера в которой преобразована в атмосферу с парами воды путем пропускания газа, содержащего 7 об.% СО2, 1 об.% О2 и остальное N2, при скорости потока 0,5 л/мин через дистиллированную воду, поддерживаемую при температуре 60°С. После испытания измеряют массу образца с целью определения разницы по сравнению к предварительно измеренной массой образца перед испытанием и, таким образом, рассчитывают прирост веса за счет окисления (г/м2). Каждое испытание проводят дважды и оценивают стойкость к непрерывному окислению на основе среднего значения испытаний.
Пример 2
Оставшийся 50-кг стальной слиток, разделенный на две равные части в примере 1, нагревают до 1170°С и подвергают горячей прокатке с образованием листового прутка, имеющего толщину 30 мм и длину 150 мм. После этого листовой пруток подвергают ковке, формуя его в пруток с поперечным сечением 35 мм × 35 мм. Пруток отжигают при температуре 1030°С и затем механически обрабатывают, формуя в образец для испытания на тепловую усталость, имеющий размер, указанный на фиг.1. Затем образец подвергают описанному ниже испытанию на тепловую усталость. Для сравнения изготовляют таким же образом, как описано выше в примере 1, образцы стали в соответствии с публикациями WO 2003/004714 и японских не прошедших экспертизу патентных заявках №2006-117985 и 2000-297355, и стали SUS444, и подвергают их испытанию на тепловую усталость.
Испытание на тепловую усталость
В испытании на тепловую усталость подъем и падение температуры осуществляют между 100 и 850°С при коэффициенте ограничения 0,35, после чего измеряют термоусталостную долговечность. Во время испытания скорость нагрева и скорость охлаждения доводят до 10°С/сек соответственно, время выдержки при 100°С устанавливают равным 2 мин, а время выдержки при 850°С устанавливают равным 5 мин. Термоусталостную долговечность определяют как наименьшее число циклов перед тем, как механическое напряжение, которое рассчитывают делением нагрузки, замеренной при 100°С, на поперечное сечение части образца с установившимся тепловым равновесием, начнет непрерывно уменьшаться по сравнению с напряжением в предшествующем цикле.
Результаты испытания на непрерывное окисление на воздухе и испытания на непрерывное окисление в атмосфере водяных паров примера 1, а также результаты испытания на стойкость к тепловой усталости примера 2 приведены в таблице 2. Как отчетливо следует из таблицы 2, каждая сталь примеров согласно изобретению обладает стойкостью к окислению и стойкостью к тепловой усталости такими же или более высокими, чем у стали SUS444, и цели изобретения, таким образом, достигнуты. Напротив, стали сравнительных примеров, которые не соответствуют изобретению, не обладают ни высокой стойкостью к окислению, ни стойкостью к тепловой усталости, и, таким образом, цели изобретения при этом не достигаются.
Сталь изобретения может быть преимущественно использована не только в качестве деталей выхлопной системы автомобилей и т.п., но также и в качестве компонентов выхлопных систем теплоэлектрических энергосистем или твердых стальных компонентов для топливных элементов, для которых необходимы те же свойства.
Таблица 1-1 | |||||||||||||||
Ст № | Химический компонент (мас.%) | Примечания | |||||||||||||
С | Si | Mn | Al | Р | S | Cr | Cu | Nb | Ti | Mo | W | N | Прочее | ||
1 | 0,006 | 0,19 | 0,13 | 0,37 | 0,032 | 0,004 | 17,5 | 1,35 | 0,43 | 0,006 | 0,02 | 0,04 | 0,008 | - | Пример изобретения |
2 | 0,005 | 0,35 | 0,28 | 0,51 | 0,026 | 0,002 | 17,3 | 1,56 | 0,41 | 0,002 | 0,03 | 0,01 | 0,007 | - | Пример изобретения |
3 | 0,008 | 0,09 | 0,63 | 1,12 | 0,029 | 0,003 | 16,2 | 1,42 | 0,46 | 0,051 | 0,04 | 0,01 | 0,008 | - | Пример изобретения |
4 | 0,004 | 0,45 | 0,22 | 0,32 | 0,033 | 0,005 | 19,3 | 1,92 | 0,36 | 0,12 | 0,02 | 0,03 | 0,007 | - | Пример изобретения |
5 | 0,011 | 0,82 | 0,41 | 0,72 | 0,020 | 0,002 | 17,1 | 1,21 | 0,44 | 0,009 | 0,04 | 0,02 | 0,004 | - | Пример изобретения |
6 | 0,005 | 0,27 | 0,33 | 0,48 | 0,022 | 0,001 | 17,7 | 1,46 | 0,48 | 0,006 | 0,02 | 0,01 | 0,011 | - | Пример изобретения |
7 | 0,004 | 0,19 | 0,33 | 0,39 | 0,029 | 0,002 | 21,6 | 1,77 | 0,39 | 0,005 | 0,01 | 0,01 | 0,008 | - | Пример изобретения |
8 | 0,007 | 0,17 | 0,23 | 0,47 | 0,029 | 0,003 | 17,2 | 1,39 | 0,45 | 0,004 | 0,01 | 0,01 | 0,008 | В/0,0009 V/0,051 | Пример изобретения |
9 | 0,006 | 0,41 | 0,09 | 0,66 | 0,033 | 0,001 | 18.2 | 1,61 | 0,40 | 0,09 | 0,05 | 0,01 | 0,009 | REM/0,01 Ni/0,33 | Пример изобретения |
10 | 0,008 | 0,37 | 0,71 | 0,88 | 0,018 | 0,003 | 17.8 | 1,28 | 0,52 | 0,002 | 0,01 | 0,02 | 0,007 | Co/0,04 Zr/0,06 | Пример изобретения |
11 | 0,006 | 0,31 | 0,35 | 0Л4 | 0,030 | 0,002 | 17.1 | 1,46 | 0,44 | 0,006 | 0,01 | 0,02 | 0,009 | - | Сравнительный пример |
12 | 0,006 | 0,32 | 0,55 | 0,69 | 0,028 | 0,003 | 17.4 | 0,87 | 0,51 | 0,004 | 0,02 | 0,01 | 0,009 | - | Сравнительный пример |
13 | 0,007 | 0,23 | 0,25 | 0,47 | 0,027 | 0,002 | 17.6 | 1,18 | 0,44 | 0,003 | 0,06 | 0,02 | 0,008 | V:0,18 | Пример изобретения |
14 | 0,003 | 0,09 | 0,12 | 0,46 | 0,025 | 0,003 | 17.5 | 1,26 | 0,42 | 0,008 | 0,05 | 0,03 | 0,007 | V:0,22 | Пример изобретения |
15 | 0,008 | 0,15 | 0,39 | 0,51 | 0,021 | 0,001 | 17.3 | 1,38 | 0,48 | 0,024 | 0,02 | 0,06 | 0,008 | V:0,29 | Пример изобретения |
16 | 0,006 | 0,32 | 0,34 | 0,46 | 0,024 | 0,002 | 17.7 | 1,22 | 0,46 | 0,005 | 0,06 | 0,02 | 0,005 | V:0,38 | Пример изобретения |
17 | 0,009 | 0,18 | 0,15 | 0,49 | 0,027 | 0,004 | 17.4 | 1,48 | 0,47 | 0,014 | 0,04 | 0,03 | 0,006 | V:0,44 | Пример изобретения |
18 | 0,007 | 0,27 | 0,15 | 0,53 | 0,027 | 0,003 | 19.1 | 1,28 | 0,45 | 0,004 | 0,05 | 0,02 | 0,007 | V:0,20 | Пример изобретения |
19 | 0,005 | 0,03 | 0,11 | 0,51 | 0,024 | 0,002 | 18.2 | 1,19 | 0,45 | 0,006 | 0,05 | 0,03 | 0,006 | V:0,23 | Пример изобретения |
Таблица 1-2 | |||||||||||||||
Ст № | Химический компонент (мас.%) | Примечания | |||||||||||||
С | Si | Mn | Al | P | S | Cr | Cu | Nb | Ti | Mo | W | N | Прочее | ||
20 | 0,007 | J),86 | 0,18 | 0,25 | 0,028 | 0,003 | 17.4 | 1,47 | 0,5 | 0,006 | 0,03 | 0,03 | 0,006 | V:0,04 | Пример изобретения |
21 | 0,006 | 0,45 | 0,23 | 0,44 | 0,033 | 0,004 | 17 | 1,53 | 0,47 | 0,004 | 0,01 | 0,04 | 0,005 | V:0,08 | Пример изобретения |
22 | 0,007 | 0,73 | 0,11 | 0,89 | 0,025 | 0,002 | 17.9 | 1,71 | 0,39 | 0,002 | 0,01 | 0,02 | 0,007 | V:0,34 | Пример изобретения |
23 | 0,008 | 0,52 | 0,21 | 0,39 | 0,03 | 0,004 | 17.1 | 1,45 | 0,48 | 0,003 | 0,02 | 0,02 | 0,008 | V:0,06 | Пример изобретения |
24 | 0,008 | 0,94 | 0,34 | 0,65 | 0,018 | 0,001 | 18,5 | 1,21 | 0,43 | 0,007 | 0,01 | 0,03 | 0,006 | V:0,19 | Пример изобретения |
25 | 0,008 | 0,31 | 0,42 | 0,019 | 0,031 | 0,003 | 18,7 | 0,02 | 0,52 | 0,003 | 1,87 | 0,02 | 0,008 | - | SUS444 |
26 | 0,008 | 0,32 | 0,05 | 0,01 | 0,028 | 0,002 | 17,02 | 1,93 | 0,33 | 0,002 | 0,01 | 0,02 | 0,010 | Ni/0,10 V/0,10 | Пример сравнения 1 |
27 | 0,009 | 0,46 | 0,54 | 0,002 | 0,029 | 0,003 | 18,90 | 1,36 | 0,35 | 0,08 | 0,01 | 0,02 | 0,007 | Ni/0,10 V/0,03 B/0,0030 | Пример сравнения 2 |
28 | 0,006 | 0,22 | 0,05 | 0,052 | 0,005 | 0,0052 | 18,8 | 1,65 | 0,42 | 0,09 | 0,02 | 0,02 | 0,006 | Ni/0,15 | Пример сравнения 3 |
(Примечания) Пример сравнения 1: Сталь №3 изобретения согласно с WO 2003/004714 | |||||||||||||||
Пример сравнения 2: Сталь №7 изобретения согласно японской не прошедшей экспертизу патентной заявке №2006-117985 | |||||||||||||||
Пример сравнения 3: Сталь №5 изобретения согласно японской не прошедшей экспертизу патентной заявке №2000-297355 |
Таблица 2 | ||||
Сталь № | Привес в результате окисления (г/м2) | Термоусталостная долговечность (циклы) | Окисление парами воды (г/м2) | Примечания |
1 | 21 | 1230 | 82 | Пример изобретения |
2 | 20 | 1330 | 55 | Пример изобретения |
3 | 16 | 1270 | >100 | Пример изобретения |
4 | 22 | 1500 | 49 | Пример изобретения |
5 | 18 | 1210 | 40 | Пример изобретения |
6 | 21 | 1300 | 66 | Пример изобретения |
7 | 21 | 1450 | 80 | Пример изобретения |
8 | 21 | 1260 | 85 | Пример изобретения |
9 | 18 | 1390 | 50 | Пример изобретения |
10 | 17 | 1210 | 53 | Пример изобретения |
11 | 80 | 1290 | 79 | Сравнительный пример |
12 | 14 | 820 | 58 | Сравнительный пример |
13 | 15 | 1200 | 71 | Пример изобретения |
14 | 15 | 1230 | >100 | Пример изобретения |
15 | 14 | 1260 | 79 | Пример изобретения |
16 | 14 | 1210 | 57 | Пример изобретения |
17 | 14 | 1310 | 78 | Пример изобретения |
18 | 15 | 1240 | 56 | Пример изобретения |
19 | 15 | 1210 | >100 | Пример изобретения |
20 | 25 | 1300 | 39 | Пример изобретения |
21 | 21 | 1350 | 48 | Пример изобретения |
22 | 13 | 1430 | 34 | Пример изобретения |
23 | 22 | 1280 | 41 | Пример изобретения |
24 | 12 | 1260 | 37 | Пример изобретения |
25 | 27 | 1120 | 51 | SUS444 |
26 | >100 | 1480 | >100 | Пример сравнения 1 |
27 | >100 | 1240 | >100 | Пример сравнения 2 |
28 | >100 | 1400 | >100 | Пример сравнения 3 |
(Примечания) | ||||
Пример сравнения 1: Сталь №3 изобретения согласно WO 2003/004714 | ||||
Пример сравнения 2: Сталь №7 изобретения согласно японской не прошедшей экспертизу патентной заявке №2006-117985 | ||||
Пример сравнения 2: Сталь №7 изобретения согласно японской не прошедшей экспертизу патентной заявке №2000-297355 |
Claims (4)
1. Ферритная нержавеющая сталь, содержащая С: 0,015 мас.% или меньше, Si: 1,0 мас.% или меньше, Mn: 1,0 мас.% или меньше, Р: 0,04 мас.% или меньше, S: 0,010 мас.% или меньше, Cr: от 16 до 23 мас.%, N: 0,015 мас.% или меньше, Nb: от 0,3 до 0,65 мас.%, Ti: 0,15 мас.% или меньше, Мо: 0,1 мас.% или меньше, W: 0,1 мас.% или меньше, Cu: от 1,0 до 2,5 мас.%, Al: от 0,2 до 1,5 мас.% и Fe и неизбежные примеси: остальное.
2. Ферритная нержавеющая сталь по п.1, которая дополнительно содержит один или более элементов, выбранных из В: 0,003 мас.% или меньше, РЗМ: 0,08 мас.% или меньше, Zr: 0,5 мас.% или меньше, V: 0,5 мас.% или меньше, Со: 0,5 мас.% или меньше и Ni: 0,5 мас.% или меньше.
3. Ферритная нержавеющая сталь по п.1 или 2, в которой содержание Si находится в пределах от 0,4 до 1,0 мас.%.
4. Ферритная нержавеющая сталь по п.1 или 2, в которой содержание Si находится в пределах от 0,4 до 1,0 мас.% и содержание Ti составляет 0,01 мас.% или меньше.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008-057518 | 2008-03-07 | ||
JP2008057518 | 2008-03-07 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009149446A RU2009149446A (ru) | 2011-07-10 |
RU2429306C1 true RU2429306C1 (ru) | 2011-09-20 |
Family
ID=41056184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009149446/02A RU2429306C1 (ru) | 2008-03-07 | 2009-03-05 | Термостойкая ферритная нержавеющая сталь |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9279172B2 (ru) |
EP (1) | EP2166120B1 (ru) |
JP (1) | JP4386144B2 (ru) |
KR (2) | KR20130016427A (ru) |
CN (1) | CN101688280B (ru) |
BR (1) | BRPI0903898B1 (ru) |
ES (1) | ES2683118T3 (ru) |
RU (1) | RU2429306C1 (ru) |
TW (1) | TWI399443B (ru) |
WO (1) | WO2009110640A1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2598739C2 (ru) * | 2012-04-02 | 2016-09-27 | Ак Стил Пропертиз, Инк. | Экономичная ферритная нержавеющая сталь |
RU2603519C2 (ru) * | 2012-09-03 | 2016-11-27 | Аперам Стейнлесс Франс | Листовая ферритная нержавеющая сталь, способ ее производства и ее применение, особенно в выхлопных системах |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009028714A1 (de) | 2009-08-20 | 2011-02-24 | Zf Friedrichshafen Ag | Mehrstufengetriebe |
JP4702493B1 (ja) * | 2009-08-31 | 2011-06-15 | Jfeスチール株式会社 | 耐熱性に優れるフェライト系ステンレス鋼 |
JP4831256B2 (ja) * | 2010-01-28 | 2011-12-07 | Jfeスチール株式会社 | 靭性に優れた高耐食性フェライト系ステンレス熱延鋼板 |
KR101463525B1 (ko) * | 2010-02-02 | 2014-11-19 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 인성이 우수한 고내식성 페라이트계 스테인레스 냉연 강판 및 그 제조 방법 |
JP5546922B2 (ja) * | 2010-03-26 | 2014-07-09 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | 耐熱性と加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法 |
JP5152387B2 (ja) * | 2010-10-14 | 2013-02-27 | Jfeスチール株式会社 | 耐熱性と加工性に優れるフェライト系ステンレス鋼 |
JP5796398B2 (ja) * | 2010-10-26 | 2015-10-21 | Jfeスチール株式会社 | 熱疲労特性と高温疲労特性に優れたフェライト系ステンレス鋼 |
JP5810722B2 (ja) * | 2010-10-26 | 2015-11-11 | Jfeスチール株式会社 | 熱疲労特性と加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼 |
JP5796397B2 (ja) * | 2010-10-26 | 2015-10-21 | Jfeスチール株式会社 | 熱疲労特性と耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼 |
JP5609571B2 (ja) * | 2010-11-11 | 2014-10-22 | Jfeスチール株式会社 | 耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼 |
KR101273936B1 (ko) | 2011-08-12 | 2013-06-11 | 한국과학기술연구원 | 내산화성 페라이트계 스테인리스강, 그 제조 방법 및 이를 사용한 연료 전지 접속자 |
JP5304935B2 (ja) * | 2011-10-14 | 2013-10-02 | Jfeスチール株式会社 | フェライト系ステンレス鋼 |
JP5234214B2 (ja) * | 2011-10-14 | 2013-07-10 | Jfeスチール株式会社 | フェライト系ステンレス鋼 |
DE102012100289A1 (de) * | 2012-01-13 | 2013-07-18 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Rostfreier ferritischer Stahl und Verfahren zur Herstellung eines Hochtemperaturbauteils |
MY160980A (en) * | 2012-05-28 | 2017-03-31 | Jfe Steel Corp | Ferritic stainless steel |
CN103173680A (zh) * | 2013-03-07 | 2013-06-26 | 上海大学 | 一种高铬含铝铁素体不锈钢 |
JP5885884B2 (ja) * | 2013-03-27 | 2016-03-16 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | フェライト系ステンレス熱延鋼板とその製造方法及び鋼帯 |
US10151020B2 (en) | 2013-07-30 | 2018-12-11 | Jfe Steel Corporation | Ferritic stainless steel foil |
US9499889B2 (en) | 2014-02-24 | 2016-11-22 | Honeywell International Inc. | Stainless steel alloys, turbocharger turbine housings formed from the stainless steel alloys, and methods for manufacturing the same |
CN103834859B (zh) * | 2014-03-13 | 2016-08-24 | 安徽聚力机械制造有限公司 | 一种高硬度高塑性低碳钢材料及其制备方法 |
WO2015174079A1 (ja) * | 2014-05-14 | 2015-11-19 | Jfeスチール株式会社 | フェライト系ステンレス鋼 |
CA2962651C (en) * | 2014-09-30 | 2018-12-18 | Hitachi Metals, Ltd. | Steel for solid oxide fuel cells and manufacturing method thereof |
WO2016068291A1 (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-06 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | 耐排ガス凝縮水腐食性とろう付け性に優れたフェライト系ステンレス鋼及びその製造方法 |
JP6159775B2 (ja) | 2014-10-31 | 2017-07-05 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | 耐排ガス凝縮水腐食性とろう付け性に優れたフェライト系ステンレス鋼及びその製造方法 |
CN105839021B (zh) * | 2015-01-12 | 2017-07-28 | 宝钢特钢有限公司 | 含稀土高铬铁素体不锈钢钢管制造方法 |
CN105441817A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-03-30 | 铜陵市经纬流体科技有限公司 | 一种高防锈的低镍高铜不锈钢泵阀铸件及其制备方法 |
US10633726B2 (en) * | 2017-08-16 | 2020-04-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Methods, compositions and structures for advanced design low alloy nitrogen steels |
US11492690B2 (en) | 2020-07-01 | 2022-11-08 | Garrett Transportation I Inc | Ferritic stainless steel alloys and turbocharger kinematic components formed from stainless steel alloys |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4331474A (en) * | 1980-09-24 | 1982-05-25 | Armco Inc. | Ferritic stainless steel having toughness and weldability |
JP3468156B2 (ja) | 1999-04-13 | 2003-11-17 | 住友金属工業株式会社 | 自動車排気系部品用フェライト系ステンレス鋼 |
US6413332B1 (en) * | 1999-09-09 | 2002-07-02 | Kawasaki Steel Corporation | Method of producing ferritic Cr-containing steel sheet having excellent ductility, formability, and anti-ridging properties |
FR2807069B1 (fr) * | 2000-03-29 | 2002-10-11 | Usinor | Tole en acier inoxydable ferritique revetue utilisable dans le domaine de l'echappement d'un moteur de vehicule automobile |
JP3474829B2 (ja) * | 2000-05-02 | 2003-12-08 | 新日本製鐵株式会社 | 溶接性と加工性に優れた触媒担持用耐熱フェライト系ステンレス鋼 |
DE60105955T2 (de) * | 2000-12-25 | 2005-10-06 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Ferritisches rostfreies Stahlblech mit einer guten Verarbeitbarkeit und Verfahren zu dessen Herstellung |
KR101084642B1 (ko) * | 2001-05-15 | 2011-11-17 | 닛신 세이코 가부시키가이샤 | 피삭성이 우수한 페라이트계 스테인레스 강 및마르텐사이트계 스테인레스 강 |
EP1413640B1 (en) | 2001-07-05 | 2005-05-25 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Ferritic stainless steel for member of exhaust gas flow passage |
JP3903855B2 (ja) | 2002-06-14 | 2007-04-11 | Jfeスチール株式会社 | 室温で軟質かつ耐高温酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼 |
US7341795B2 (en) * | 2002-07-01 | 2008-03-11 | Jfe Steel Corporation | Fe-Cr alloy structure with excellent corrosion resistance and excellent adhesion, and manufacturing method thereof |
JP4236503B2 (ja) | 2003-04-04 | 2009-03-11 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | 加工性、耐酸化性に優れたAl含有耐熱フェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法 |
JP4693349B2 (ja) * | 2003-12-25 | 2011-06-01 | Jfeスチール株式会社 | ハイドロフォーム加工後の耐割れ性に優れるCr含有フェライト系鋼板 |
JP4312653B2 (ja) * | 2004-04-28 | 2009-08-12 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | 耐熱性および加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
JP4675066B2 (ja) * | 2004-06-23 | 2011-04-20 | 日新製鋼株式会社 | 固体酸化物型燃料電池セパレーター用フェライト系ステンレス鋼 |
JP4468137B2 (ja) | 2004-10-20 | 2010-05-26 | 日新製鋼株式会社 | 熱疲労特性に優れたフェライト系ステンレス鋼材および自動車排ガス経路部材 |
JP5073966B2 (ja) * | 2006-05-25 | 2012-11-14 | 日新製鋼株式会社 | 時効硬化型フェライト系ステンレス鋼板およびそれを用いた時効処理鋼材 |
JP4949122B2 (ja) * | 2007-05-15 | 2012-06-06 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | 耐熱疲労性に優れた自動車排気系用フェライト系ステンレス鋼板 |
-
2009
- 2009-03-04 JP JP2009050133A patent/JP4386144B2/ja active Active
- 2009-03-05 KR KR1020137001625A patent/KR20130016427A/ko not_active Application Discontinuation
- 2009-03-05 US US12/664,705 patent/US9279172B2/en active Active
- 2009-03-05 WO PCT/JP2009/054706 patent/WO2009110640A1/ja active Application Filing
- 2009-03-05 RU RU2009149446/02A patent/RU2429306C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-03-05 KR KR1020097027290A patent/KR20100023009A/ko active Search and Examination
- 2009-03-05 EP EP09717843.8A patent/EP2166120B1/en active Active
- 2009-03-05 CN CN2009800005144A patent/CN101688280B/zh active Active
- 2009-03-05 BR BRPI0903898A patent/BRPI0903898B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2009-03-05 ES ES09717843.8T patent/ES2683118T3/es active Active
- 2009-03-06 TW TW098107276A patent/TWI399443B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2598739C2 (ru) * | 2012-04-02 | 2016-09-27 | Ак Стил Пропертиз, Инк. | Экономичная ферритная нержавеющая сталь |
US9816163B2 (en) | 2012-04-02 | 2017-11-14 | Ak Steel Properties, Inc. | Cost-effective ferritic stainless steel |
RU2603519C2 (ru) * | 2012-09-03 | 2016-11-27 | Аперам Стейнлесс Франс | Листовая ферритная нержавеющая сталь, способ ее производства и ее применение, особенно в выхлопных системах |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20100023009A (ko) | 2010-03-03 |
TW200942625A (en) | 2009-10-16 |
US9279172B2 (en) | 2016-03-08 |
TWI399443B (zh) | 2013-06-21 |
RU2009149446A (ru) | 2011-07-10 |
CN101688280B (zh) | 2012-01-25 |
JP2009235569A (ja) | 2009-10-15 |
KR20130016427A (ko) | 2013-02-14 |
EP2166120B1 (en) | 2018-05-09 |
US20110008200A1 (en) | 2011-01-13 |
JP4386144B2 (ja) | 2009-12-16 |
EP2166120A1 (en) | 2010-03-24 |
ES2683118T3 (es) | 2018-09-25 |
WO2009110640A1 (ja) | 2009-09-11 |
BRPI0903898B1 (pt) | 2017-04-18 |
EP2166120A4 (en) | 2013-08-28 |
BRPI0903898A2 (pt) | 2015-06-30 |
CN101688280A (zh) | 2010-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2429306C1 (ru) | Термостойкая ферритная нержавеющая сталь | |
RU2443796C1 (ru) | Ферритная нержавеющая сталь с превосходной жаростойкостью и вязкостью | |
KR101878245B1 (ko) | 내산화성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 | |
TWI460291B (zh) | 肥粒鐵系不銹鋼 | |
JP5709875B2 (ja) | 耐酸化性に優れた耐熱フェライト系ステンレス鋼板 | |
KR101581886B1 (ko) | 내열성과 가공성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 | |
TW201321526A (zh) | 肥粒鐵系不銹鋼 | |
JP5703075B2 (ja) | 耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板 | |
JP5464037B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼、ステンレス鋼製品およびそれらの製造方法 | |
JP5239642B2 (ja) | 熱疲労特性、高温疲労特性および耐酸化性に優れるフェライト系ステンレス鋼 | |
JP3744403B2 (ja) | 軟質なCr含有鋼 | |
JP2923825B2 (ja) | 高温強度および溶接性に優れた耐熱用フエライト系ステンレス鋼板 | |
TWI667357B (zh) | 鐵素體系不鏽鋼和汽車排氣路徑部件用鐵素體系不鏽鋼 | |
JP2009235572A (ja) | 耐熱性と形状凍結性に優れるフェライト系ステンレス鋼 | |
JP4309293B2 (ja) | 自動車排気系部材用フェライト系ステンレス鋼 | |
RU2458175C1 (ru) | Ферритная нержавеющая сталь, характеризующаяся высокой жаростойкостью | |
JP5428397B2 (ja) | 耐熱性と加工性に優れるフェライト系ステンレス鋼 | |
JP5958412B2 (ja) | 熱疲労特性に優れたフェライト系ステンレス鋼 | |
JP5239644B2 (ja) | 熱疲労特性、高温疲労特性、耐酸化性および靭性に優れるフェライト系ステンレス鋼 | |
JP2010053421A (ja) | 熱疲労特性、高温疲労特性、耐酸化性および耐高温塩害腐食性に優れるフェライト系ステンレス鋼 | |
JP2002180207A (ja) | 軟質なCr含有鋼 | |
JP2010053418A (ja) | 熱疲労特性、高温疲労特性、耐酸化性および加工性に優れるフェライト系ステンレス鋼 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200306 |