[發(fā)明專利]一種汽車尾氣排放系統(tǒng)用鐵素體不銹鋼

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710046396.3
• 申請日: 2007-09-25
• 公開（公告）號: CN101397638A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 畢洪運(yùn);李鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50
• 代理公司: 上海開祺知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 竺 明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵素體不銹鋼，特別涉及一種經(jīng)濟(jì)型、具有良好耐腐蝕性能的用于汽車尾氣排放系統(tǒng)用鐵素體不銹鋼。

背景技術(shù)

汽車工業(yè)近年來得到了飛速的發(fā)展。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車排氣系統(tǒng)用材料越來越受到汽車生產(chǎn)廠商的重視，以適應(yīng)越來越嚴(yán)格的環(huán)保要求和不斷降低車身重量和材料成本的需要。鐵素體不銹鋼具有的省鎳、抗晶間腐蝕等優(yōu)良耐蝕性能及低的熱膨脹系數(shù)、高的強(qiáng)度等物理和力學(xué)性能等綜合成本和性能的優(yōu)-勢，使鐵素體不銹鋼取代了奧氏體不銹鋼成為汽車排氣系統(tǒng)的首選材料，得到了廣泛的應(yīng)用。日本和歐美的汽車廠均從20世紀(jì)80年代起全面使用鐵素體不銹鋼作為制造汽車排氣系統(tǒng)的材料。汽車排氣系統(tǒng)主要由岐管、前管、柔性管、轉(zhuǎn)換器、中管、消聲器和尾管等組成，其中，中管、消聲器和尾管等低溫段對材料的要求主要考慮材料的成型性和耐晶間腐蝕性能。

作為低溫段使用的鐵素體不銹鋼主要可以分為兩類，一類是低鉻的11Cr不銹鋼，屬于經(jīng)濟(jì)型鋼。另一類主要是中高鉻的17Cr及17Cr中添加耐腐蝕合金元素如Mo等，屬于高性能鋼。為保證鐵素體不銹鋼具備良好的力學(xué)性能和耐腐蝕性能，通過添加適量的穩(wěn)定化元素Ti或Nb，利用穩(wěn)定化元素固定基體中的N和C，減少鉻與N和C的結(jié)合形成化合物而導(dǎo)致基體貧鉻，耐腐蝕性能降低。

目前，對于使用要求相對較低的汽車尾氣系統(tǒng)，使用的不銹鋼主要是低鉻的11Cr不銹鋼，日本的JFE、新日鐵住京(NSSC)和日新(NSS)公司是國際上生產(chǎn)低鉻11Cr鐵素體不銹鋼的代表廠家，目前市場應(yīng)用的低鉻的11Cr不銹鋼成分和性能見表1：

表1?低鉻的11Cr不銹鋼成分和性能

此外，除上述生產(chǎn)單位提供市場的合金設(shè)計外，還有如下表2所示。

從表2中可以看出，應(yīng)用于汽車尾氣排放系統(tǒng)的不銹鋼包括了從低鉻(10-13)、中鉻(15-21)和高鉻(22-30)的合金設(shè)計，通過添加不同合金元素如Mo、Cu及采用穩(wěn)定化元素Ti或者Nb來固定鐵素體基體中的有害元素，確保不銹鋼具有設(shè)計要求的性能。

從上述公開的9個對比例中可以看出，只有對比例5和對比例9是屬于低鉻(10-13)的合金設(shè)計，其余對比例成分設(shè)計基本屬于中鉻(14-21)和高鉻(22-30)的合金設(shè)計。

從目前市場上提供的低鉻鐵素體不銹鋼產(chǎn)品來看，主要合金元素Cr成分在10.5-12之間，穩(wěn)定化元素均采用了Ti單一穩(wěn)定。對比例5采用了Ti、Nb雙穩(wěn)定處理，同時也添加合金元素Mo，來提高不銹鋼性能。

對比例9采用Ti、NB雙穩(wěn)定處理，同時采用更低碳氮的設(shè)計(C≤0.005％，N≤0.008％，C+N≤0.009％)，更低的C+N可以提高性能，但大大增加煉鋼成本。

409Ti穩(wěn)定鐵素體不銹鋼自上世紀(jì)80年代開始得到廣泛應(yīng)用，隨著汽車排放要求的嚴(yán)格化，致使排氣溫度不斷提高，加重了對消音器、中管和尾管等冷端部件的腐蝕，有必要開發(fā)一種提高抗晶間腐蝕能力的不銹鋼。

此外，傳統(tǒng)的Ti單穩(wěn)定鐵素體不銹鋼，由于需要保證必要的穩(wěn)定化作用，需要添加相對較多的Ti，而Ti在鋼水中與N結(jié)合形成TiN后重則容易造成水口結(jié)瘤導(dǎo)致澆注中斷，輕則影響連鑄坯的表面質(zhì)量。為了消除其對連鑄坯表面質(zhì)量影響，就必須增加連鑄坯的表面修磨量，這樣就不可避免增加修磨成本和材料損耗；或者盡可能降低鋼水中N含量，這樣也增加了煉鋼成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種汽車尾氣排放系統(tǒng)用鐵素體不銹鋼，經(jīng)濟(jì)型、具有良好耐腐蝕性能，可以在已有的生產(chǎn)線中更容易實(shí)現(xiàn)冶煉，大大提高冶煉的成功率，并可以有效降低生產(chǎn)成本。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，

一種汽車尾氣排放系統(tǒng)用鐵素體不銹鋼，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：

C≤0.02

Si≤1.0

Mn≤1.0

Cr10.5～12.0

P≤0.03

S≤0.003

Ni≤0.3

6×(C+N)≤Ti≤0.60

Nb0.15～0.35

N≤0.01

C+N≤0.03

其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。

進(jìn)一步，本發(fā)明鋼中雜質(zhì)元素總量低于0.05％。