[發明專利]用于汽車廢氣通道部件的鐵素體不銹鋼和焊接鋼管

有效

• 申請號: 200710169174.0
• 申請日: 2007-10-31
• 公開（公告）號: CN101250672A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 富田壯郎;奧學
• 申請（專利權）人: 日新制鋼株式會社
• 主分類號: C22C38/54
• 分類號: C22C38/54
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 李帆

技術領域

本發明涉及一種鐵素體不銹鋼及其用于汽車廢氣通道部件，典型用于排氣集管、催化轉化器殼體(圓筒形管殼)、前管和中心管的焊接管，并且涉及采用此鐵素體不銹鋼制備的汽車廢氣通道部件和焊接鋼管。

背景技術

要求汽車廢氣通道部件，例如排氣集管、催化轉化器殼體、前管和中心管，在超過700℃的高溫區域中具有優異的高溫抗氧化性和高溫強度。作為具有這樣的耐高溫性的材料，專利文獻1和2教導了添加有約1-2質量％Cu的鐵素體不銹鋼。鋼中的Cu在加熱時以Cu相析出從而提高了鋼的高溫強度和熱疲勞性能。

大多數上述汽車廢氣通道部件是通過對焊接鋼管進行成型制成。由于近年來在引擎艙內安裝的元件數目日益增多，可用于安裝廢氣通道部件的可用空間大小不斷減小。這就導致了通過特殊工藝以復雜形狀制成的許多廢氣通道部件。因此要求用于廢氣通道部件的焊接鋼管具有比以前更好的可成型性。

至于用于改善由鐵素體不銹鋼制備的焊接鋼管的可成型性的技術，專利文獻3教導加入微量的Al或Ti來增強焊接處的韌性和可二次加工性。然而，本發明人進行的研究表明向上述通過含有1-2％Cu而具有改良高溫強度的鐵素體不銹鋼中加入微量Al或Ti并不能確保通過高頻焊接制備的鋼管具有足夠的韌性。此外，在例如催化轉化器殼體的部件中更難以獲得足夠的韌性，這是因為這種部件是通過對由TIG焊接或激光焊接的鋼管進行劇烈的壓制加工(擠壓或旋壓)而制備的。換句話說，已發現按照專利文獻3教導的僅僅通過添加微量的Al或Ti不能充分改善由含有約1-2％Cu的鐵素體不銹鋼制備的焊接鋼管的韌性。

另外，由頂鍛(upset)量和熱量輸入決定的鋼管制造條件特別容易影響高頻焊接管的焊接處韌性。對于含有1-2％Cu的鐵素體不銹鋼，當制管條件偏離最適宜的條件時，一致地確保良好韌性的難度變得更大。

專利文獻1：WO03/004714

專利文獻2：JP2006-117985A

專利文獻3：JP2005-264269A。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于汽車廢氣通道部件的鐵素體不銹鋼，這種鐵素體不銹鋼是具有優異的高溫抗氧化性和高溫強度的含有Cu的鐵素體不銹鋼，其在制管期間形成的焊接處的韌性優異(在本說明書中，“焊接處”定義為包括焊接金屬和周圍的熱影響金屬)，并且在選擇合適的制管條件方面特別是當進行高頻焊接制管時提供了寬廣范圍的自由度。

本發明人的深入研究揭示了由Cu相析出在高溫強度方面增強的鐵素體不銹鋼的良好的焊接處韌性可通過如下方式有效地獲得：組合添加Ti和Al以及進一步嚴格限定鋼中的相對于O(氧)含量的Al含量，從而擴大了在高頻焊接制管中適合的制管條件的范圍。

具體地，通過用于汽車廢氣通道部件的鐵素體不銹鋼實現了前述目的，其包括，按照質量百分比，C：不高于0.03％，Si：不高于1％，Mn：不高于1.5％，Ni：不高于O.6％，Cr：10-20％，Nb：不高于0.5％，Ti：0.05-0.3％，Al：高于0.03％至0.12％，Cu：高于1％至2％，V：不高于0.2％，N：不高于0.03％，B：0.0005-0.02％，O：不高于0.01％，任選地Mo、W、Zr和Co中的一種或多種：總量不高于4％，且余量為Fe和不可避免的雜質，組成滿足式(1)和(2)

Nb≥8(C+N)?????????????????????......(1)，

0.02≤Al-(54/48)O≤0.1?????????......(2)。

式(1)和(2)中的每個元素符號均表示按照質量百分比計算的元素含量的值。

此外，本發明提供了汽車的廢氣通道部件，典型為排氣集管、催化轉化器、前管、中心管，以及利用前述鋼制成的焊接鋼管的其它廢氣通道。

本發明能夠實現具有汽車廢氣通道部件所要求的耐熱性(高溫抗氧化性和高溫強度)并且表現出優異的焊接處韌性的焊接鐵素體不銹鋼管。此外，本發明在生產焊接管時在選擇適宜的制管條件方面提供了更大的自由度。因此，即使在例如高生產線速度下進行的高頻焊接制管的情況下，也能可靠的制造出具有良好的焊接處韌性的高品質鋼管。

附圖說明

圖1是顯示高頻焊接管的焊接處橫截面處觀察的金屬流實例的顯微照片。

圖2是顯示合適的制管條件比率如何隨著有效鋁含量(Al-(54/48)O)變化的坐標圖。

具體實施方式

現在將說明鐵素體不銹鋼的組成。