[發明專利]耐排氣冷凝水腐蝕性和釬焊性優良的鐵素體系不銹鋼及其制造方法

有效

• 申請號: 201580047756.4
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN106715741B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 安部雅俊;濱田純一;平出信彥;神野憲博;福元成雄;金子農;林篤剛
• 申請（專利權）人: 新日鐵住金不銹鋼株式會社
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;C21D9/46;C22C38/38;C22C38/60
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉鳳嶺;陳建全

本發明涉及一種鐵素體系不銹鋼，其以質量％計，含有C：0.001～0.030％、Si：0.01～1.00％、Mn：0.01～2.00％、P：0.050％以下、S：0.0100％以下、Cr：11.0～30.0％、Mo：0.01～3.00％、Ti：0.001～0.050％、Al：0.001～0.030％、Nb：0.010～1.000％和N：0.050％以下，剩余部分包括Fe和不可避免的雜質，而且Al、Ti和Si的量(質量％)滿足Al/Ti≥8.4Si－0.78。

技術領域

本發明涉及在排氣冷凝水環境中使用的鐵素體系不銹鋼及其制造方法。作為曝露在排氣冷凝水環境下的構件的例子，有汽車消音器和排熱回收器、EGR(Exhaust GasRecirculation：排氣再循環)冷卻器等排氣再循環裝置。

本申請基于2014年10月31日提出的日本專利申請特愿2014-222201號、以及2015年10月27日提出的日本專利申請特愿2015-210741號并主張其優先權，這里引用其內容。

背景技術

近年來，在汽車領域，由于排氣中含有的各成分成為大氣污染、環境污染的原因，因而正在推行管制強化。因此，以汽車的CO₂排出量的削減、燃料消費率的改善為目的，不僅需要高效率燃燒、由怠速熄火(idling stop)等引起的發動機效率的提升、由材料調換引起的輕量化，而且需要由混合動力車(HEV)和生物燃料車、氫/燃料電池車(FCV)、電動汽車(EV)等的能量多樣化引起的改善。

其中，以混合動力車為主體，安裝回收排氣熱的熱交換器即所謂的排熱回收器來謀求提高燃料消費率的研究也在進行中。在排熱回收器中，通過熱交換而將排氣熱傳遞給冷卻水，回收熱能而進行再利用，從而使冷卻水的溫度上升。由此，提高車廂內的暖氣設備性能，同時縮短發動機的預熱時間，從而使燃料消費率性能得以提高。排熱回收器也被稱為排氣熱再循環系統。

另外，設置使排氣再循環的排氣再循環裝置的研究也正在進行。排氣再循環裝置例如有EGR冷卻器。EGR冷卻器使發動機的排氣通過發動機冷卻水和空氣冷卻，隨后使冷卻的排氣回到吸氣側，使其再燃焼。由此，可以降低燃燒溫度，降低作為有害氣體的NO_x。

這樣的排熱回收器和EGR冷卻器的熱交換部要求良好的熱效率，而且熱傳導系數良好，同時由于與排氣接觸，因而要求對于排氣冷凝水具有優良的耐蝕性。特別地，在這些部件中，由于發動機冷卻水流動，因而在發生因腐蝕引起的開孔時，存在引發重大事故的危險。另外，所使用的材料為了提高熱交換效率而使板厚較薄。因此，要求具有比排氣系統下游構件更優良的耐蝕性的材料。

以前，在以消音器為主體的排氣系統下游構件之中，特別是在要求耐蝕性的部位，使用SUS430LX、SUS436J1L、SUS436L等含有17％以上的Cr的鐵素體系不銹鋼。在排熱回收器和EGR冷卻器的材料中，要求具有與這些鐵素體系不銹鋼同等以上的耐蝕性。

另外，EGR冷卻器一般通過釬焊來組裝，所使用的部件要求較高的釬焊性。在此，為了提高釬焊性，表面的潤濕性是很重要的。Ti比Fe、Cr更容易氧化，在表面形成潤濕性低的氧化膜。因此，優選使Ti的含量降低。再者，與Ti同樣，Al在表面形成潤濕性低的氧化膜。最近，要求不僅Ti、而且Al的含量也低的鋼種。另外，由于鋼板的表面粗糙度也極大地影響潤濕性，因而通過控制制造條件來控制表面性狀也是非常重要的。

另外，釬焊熱處理的溫度在較高的情況下大約為1200℃，在這樣的高溫環境下，不銹鋼的晶粒生長并粗大化。晶粒的粗大化由于對熱疲勞等機械特性造成影響，因而實施釬焊熱處理的不銹鋼要求即使在高溫下晶粒也難以粗大化的特性。

在這樣用于EGR冷卻器的鋼種中，要求較高的耐蝕性和良好的釬焊性。