[發明專利]一種耐尿素及汽車尾氣腐蝕的經濟型不銹鋼及其制造方法

在審

• 申請號: 201310455007.8
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103510014A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 畢洪運;李鑫;張志霞;翟瑞銀;劉春粟;常鍔
• 申請（專利權）人: 寶鋼不銹鋼有限公司
• 主分類號: C22C38/28
• 分類號: C22C38/28;C22C38/26;C22C38/50;C22C38/48;C21D8/02
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術領域

本發明涉及不銹鋼技術領域，特別涉及一種耐尿素及汽車尾氣腐蝕的經濟型不銹鋼及其制造方法。

背景技術

近年我國汽車工業飛速發展，包括汽車尾氣排放在內的環境污染日益嚴重。傳統商用車包括重卡在內的大噸位車的排放已經引起高度重視。隨著國家環保要求的提高，商用重卡汽車的排放等級從目前的國三提高到國四。

傳統的國三排放要求，不需要將發動機排放的有害氣體進行處理，一般直接外排。當從國三提高到國四排放要求時，排放等級提高從技術層面考慮，需要在原排放系統中增加一個尾氣凈化轉化裝置。該裝置使用溫度在400～600℃，通過噴淋尿素（濃度在3%～4%），并在高溫作用下尿素可以分解形成NH₃，與發動機燃燒產物中的有毒有害氣體如NOx發生反應，形成N₂和H₂O的無污染產物，達到環境保護的目的。高溫環境并存在耐尿素的條件下傳統材料使用奧氏體不銹鋼如SUS304（18Cr－8Ni）。但該不銹鋼由于含有高成本及稀缺資源Ni，大大增加了零部件的制造成本，同時，該不銹鋼為奧氏體不銹鋼，汽車零部件不間斷運行會導致零部件的熱脹冷縮發生，系統中的附加零件如起到凈化作用的陶瓷內膽等會因熱脹冷縮引起不銹鋼殼體的尺寸變化，陶瓷內膽會受力破碎導致失效。因此需要開發一種制造成本相對較低，同時其不銹鋼具備與SUS304不銹鋼相當的耐尿素腐蝕性能和低的熱膨脹系數。除此之外，該尿素處理裝置一般會安裝在車體的外邊，在汽車運行特別是在冬季北方地區，因為采用撒鹽除雪的高速公路等運行中，還要考慮其外部的耐氯離子腐蝕要求。

傳統的SUS304不銹鋼的的成分為：C≤0.07%，Si≤1.0%，Mn≤2.0%，Cr17.5-19.5%，Ni8.0-10.5%，P≤0.045%，S≤0.015%，N≤0.11%；其力學性能為：屈服強度(MPa)≥230，抗拉強度(MPa)≥540，延伸率(%)≥45。

傳統采用SUS304的Cr－Ni不銹鋼，由于含有昂貴的金屬鎳，導致材料的制造成本較高。

在化肥行業的尿素環境中也采用AISI304不銹鋼(美標，相當于SUS304不銹鋼)之外，還有如日本專利特開2007－113484（相當于SUS304，18Cr－8Ni）和日本專利特開2003－301241（雙相不銹鋼25Cr－6Ni－2Mo－2W）所公開的不銹鋼。前者主要用于尿素的儲存裝置，后者用于尿素的制造裝置。

另外，專利號WO2010/010816A1公開的不銹鋼材料也是用于尿素的儲存裝置替代SUS304不銹鋼材料，降低成本，最高使用溫度在60℃，并不是用于尾氣凈化噴淋分解系統。

上述公開的不銹鋼均未滿足使用溫度400～600℃及尿素噴淋凈化系統的服役環境條件。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耐尿素及汽車尾氣腐蝕的經濟型不銹鋼及其制造方法，可針對國四排放標準帶來的商用車排放凈化系統設計變更，凈化尿素噴淋系統殼體材料需要滿足400～600℃的高溫及尿素共同的腐蝕環境條件；具有和SUS304相當的耐高溫和尿素腐蝕性能，同時，該材料具有鐵素體面心結構，從而具有低的熱膨脹系數。

為達到上述目的，本發明的技術方案是：