JP2991296B2 - 耐酸化性に優れた自動車の排気ガス浄化用触媒コンバータ用Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金箔 - Google Patents
耐酸化性に優れた自動車の排気ガス浄化用触媒コンバータ用Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金箔Info
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、耐酸化性に優れたFe−Cr−Ａ系合金に関
し、高温酸化性雰囲気下で激しい繰返し酸化を受ける自
動車排ガス浄化用触媒コンバータに好適である。 〔従来の技術〕 従来、自動車排ガス浄化用触媒コンバータには、コー
ディエライト（2MgO・2Al2O3・5SiO2）の押出焼成ハニ
カムにγ−アルミナ微粒子を触媒担体としてコーティン
グした後、Ptなどの触媒をつけたものが用いられてい
る。 特開昭56−96726号公報に示されているように、この
コーディエライト製ハニカムを耐酸化ステンレス箔を組
みたてて製作した金属製ハニカムにすると、コンバータ
の小型化、エンジン性能の向上など、種々の利点があ
る。前記引用公報では耐酸化ステンレス箔としてイット
リウム（Ｙ）を添加したFe−Cr−Ａ系合金（Cr:15〜2
5重量％、Ａ:3〜６重量％、Y:0.3〜1.0重量％）を提
案しているが、Ｙが希少金属であるため非常に高価とな
り、かつ供給量にも不安があり、一般の自動車に用いる
のは経済性の点で困難であった。 これに対し、特開昭58−177437号公報ではCr:8〜25重
量％、Ａ:3〜８重量％、全希土類元素が0.06重量％ま
でで、0.002〜0.05重量％のCe,La,Ndなどを添加した合
金（以下これをFe−Cr−Ａ−REM合金と呼ぶ）の使用
を提案している。これは希土類元素の添加によってスケ
ールの剥離を防いだFe−Cr−Ａ系合金で、電熱線など
には古くから用いられていたものである。 このようなFe−Cr−Ａ−REM系合金では一般用途で
は十分は耐酸化性を持っているが、自動車の排気ガス浄
化用触媒コンバータのように発進、加速、停止のたびに
過酷な高温繰返し酸化と激しい振動を受ける場合、酸化
スケールが剥離してしまう。 また、箔であるから、厚さが薄いため、さらに、この
ような箔の上に触媒をコーティングした構造であるか
ら、酸化スケールが剥離すると排ガス浄化能力の低下を
招くこととなる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は上記実情に鑑み、高温繰返し酸化を受け激し
い振動環境下において耐酸化性の極めて高い材料につき
研究の結果新知見を得、この知見に基づいて本発明を完
成し、このような材料を提供することを目的とするもの
である。 前述の特開昭58−177437では「全希土類の合計が0.06
重量％である少なくとも0.002％そして0.05％までのセ
リウムおよびランタン、ネオジムおよびプラセオジムよ
りなる群からの添加物」として、CeとLa、Nd等を区別し
ていない。 しかし、本発明者らの研究によると、希土類をCeを除
いたLa,Ndなどのランタノイドで添加すれば耐酸化性が
大幅に向上することを知見した。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上記知見に基づいて開発された耐酸化性に優
れた自動車の排気ガス浄化用触媒コンバータ用Fe−Cr−
Ａ系合金箔で、 C:0.03％重量以下 Si:0.1重量％以下 Cr:13重量％以上27重量％以下 Ａ:3.5重量％以上８重量％以下 La及びNd:0.05重量％超0.20重量％以下 Zr:C重量％の８倍以上でかつ0.30重量％以下 を含み、残分がFeと不可避不純物よりなることを特徴と
するものである。 〔作用〕 本発明合金は各成分の含有量によって、耐酸化性及び
酸化スケールの剥離性が極めて高くなる作用を有し、特
にCeを積極的に除外したLa及びNdを利用したものであ
る。以下各成分の限定理由を述べる。 La及びNd: Ceを除くLa,Ndは耐酸化性及び酸化スケールの耐剥離
性向上に対し顕著な効果がある。ただし、含有量が0.05
重量％以下では厚さ30〜50μｍ程度の箔での耐酸化性を
確保することはできず、0.20重量％を越えると熱間圧延
が不可能になるので、0.05重量％超0.20重量％以下とし
た。Ceは熱間加工性、耐酸化性を悪化させるので除外さ
れる。 Cr: 13重量％未満では耐酸化性が確保できず、27重量％を
超えると靭性が低下し、冷間加工が困難となるので13〜
27重量％とした。 Ａ： 3.5重量％未満では耐酸化性を確保することができ
ず、８重量％を超えると熱間圧延が困難となるので3.5
〜８重量％とした。 Si: 1.0重量％を超えると加工性を低下させるので1.0重量
％以下とした。 C: 過剰になると靭性を低下させ、冷間圧延性、加工性を
悪化させるので0.03重量％以下にする必要がある。 Zr: 炭化物となってＣを固定して靭性を改善する。ZrはＣ
濃度の８倍以上添加しないとその改善効果が表れない
が、0.3重量％を超えて添加するとZrC介在物が増加し、
厚さ50μｍ程度の箔に圧延する場合、穴開きや板切れを
起こし圧延困難となるので、Ｃ重量％の８倍〜0.30重量
％とする。 〔実施例〕 第１表に本発明の実施例及び参考例の合金の化学成分
を示し、第２表に比較例の合金の化学成分を示す。 実施例および比較例はそれぞれ10kgインゴットに溶製
造塊した後、1200℃で板厚3mmまで熱間圧延した。この
段階でCe濃度が0.08重量％のＢ−１、Ａ濃度が8.4重
量％のＢ−２、La濃度が0.25重量％のＢ−３は熱間圧延
時に鋼塊が割れたので、その後の試験は行っていない。 比較例のうち上記Ｂ−１、２、３を除く比較例および
実施例は、次に900℃で焼鈍した後シャルピー試験を行
ない靭性を調べた。 その結果の一部を第１図に示す。Ｃ濃度が0.023重量
％と高くてもZrを0.24重量％添加してＣをZrCとして固
定したＡ−２では延性・脆性遷移温度が60〜80℃と良好
な靭性があり、冷間圧延が容易であった。これに対して
Ｃが0.021重量％と高いＢ−６は遷移温度が150℃と靭性
が悪く冷間圧延が困難であった。同様にSiが1.6重量％
のＢ−４とCrが28.1重量％のＢ−５も遷移温度が100℃
を超え冷間圧延が困難であり、これらはその後の試験は
行っていない。 その後、脱スケール、冷間圧延、焼鈍を繰返し板厚50
μｍの箔にしたが、Zrが0.45重量％と高いＢ−７は鋼中
に直径が数10μｍの大型のZrC介在物が多量に存在し、
箔圧延途中でそれらの介在物を起点として直径数μｍの
穴が開いた後、破断して箔圧延できなかった。これから
板厚50μｍ、幅20mm、長さ30mmの試験片を採取して、11
50℃大気中雰囲気で酸化試験を行った。 その結果の一部を第２図に示す。 希土類をCeで0.05重量％添加したＢ−10では、試験開
始後120時間で酸化が加速し168時間後には箔全体が酸化
物となり原形を留めていない。同様にＡが3.1重量％
のＢ−９、Crが12.8重量％のＢ−11も耐酸化性が不十分
であった。それに対し参考例Ａ−１は良好な耐酸化性を
示し、288時間後も酸化増量が1.1mg/m2と非常に良好な
耐酸化性を示している。この様にCeは耐酸化性を低下さ
せるが、La、Ndは耐酸化性を大幅に向上させている。 以上の結果を総合して第１表、第２表中に合わせて評
価したが、本発明の範囲にある第１表のFe−Cr−Ａ合
金は製造性および特性の両方において優れていることは
明白である。 La、Ndは熱間加工性をあまり低下させず、耐酸化性を
大幅に向上させるが、Ceは熱間加工性、耐酸化性を大幅
に低下させることが明白である。 なお、第１表、第２表中における評価の区分は以下の
基準による。 熱間圧延性： ○:1200℃加熱後、熱間圧延可能であったもの。 ×:1200℃加熱後、熱間圧延不可能であったもの。 靭 性： ○：熱延焼鈍板での脆性−延性遷移温度が100℃未満
のもの。 ×：熱延焼鈍板での脆性−延性遷移温度が100℃以上
のもの。 箔圧延性： ○:50μｍ厚の箔に圧延できたもの。 ×:50μｍ厚の箔に圧延できなかったもの。 耐酸化性： ○:50μｍ厚の箔で1150℃×168時間大気中加熱後の重
量増加が1.5mg/cm2未満。 ×:50μｍ厚の箔で1150℃×168時間大気中加熱後の重
量増加が1.5mg/cm2以上。 また、前述の特開昭56−96726号公報では特殊な熱処
理で表面に長さ数μｍのAl2O3ウィスカーを成した上
に、触媒のコーティングを行っている。本発明鋼もこれ
と同一の熱処理を行った場合、良好なAl2O3ウィスカー
が生成するので、この製造方法による触媒コンバータに
も好適である。 〔発明の効果〕 以上の実験結果が示すように、本発明鋼は熱間圧延
性、冷間圧延性、耐酸化性に優れており、かつ安価であ
ることから自動車の触媒コンバータ用ステンレス箔に最
適であり、自動車の公害対策上におけるメリットは大き
い。また他の過酷な繰返し酸化を受ける用途にも有用で
ある。
し、高温酸化性雰囲気下で激しい繰返し酸化を受ける自
動車排ガス浄化用触媒コンバータに好適である。 〔従来の技術〕 従来、自動車排ガス浄化用触媒コンバータには、コー
ディエライト（2MgO・2Al2O3・5SiO2）の押出焼成ハニ
カムにγ−アルミナ微粒子を触媒担体としてコーティン
グした後、Ptなどの触媒をつけたものが用いられてい
る。 特開昭56−96726号公報に示されているように、この
コーディエライト製ハニカムを耐酸化ステンレス箔を組
みたてて製作した金属製ハニカムにすると、コンバータ
の小型化、エンジン性能の向上など、種々の利点があ
る。前記引用公報では耐酸化ステンレス箔としてイット
リウム（Ｙ）を添加したFe−Cr−Ａ系合金（Cr:15〜2
5重量％、Ａ:3〜６重量％、Y:0.3〜1.0重量％）を提
案しているが、Ｙが希少金属であるため非常に高価とな
り、かつ供給量にも不安があり、一般の自動車に用いる
のは経済性の点で困難であった。 これに対し、特開昭58−177437号公報ではCr:8〜25重
量％、Ａ:3〜８重量％、全希土類元素が0.06重量％ま
でで、0.002〜0.05重量％のCe,La,Ndなどを添加した合
金（以下これをFe−Cr−Ａ−REM合金と呼ぶ）の使用
を提案している。これは希土類元素の添加によってスケ
ールの剥離を防いだFe−Cr−Ａ系合金で、電熱線など
には古くから用いられていたものである。 このようなFe−Cr−Ａ−REM系合金では一般用途で
は十分は耐酸化性を持っているが、自動車の排気ガス浄
化用触媒コンバータのように発進、加速、停止のたびに
過酷な高温繰返し酸化と激しい振動を受ける場合、酸化
スケールが剥離してしまう。 また、箔であるから、厚さが薄いため、さらに、この
ような箔の上に触媒をコーティングした構造であるか
ら、酸化スケールが剥離すると排ガス浄化能力の低下を
招くこととなる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は上記実情に鑑み、高温繰返し酸化を受け激し
い振動環境下において耐酸化性の極めて高い材料につき
研究の結果新知見を得、この知見に基づいて本発明を完
成し、このような材料を提供することを目的とするもの
である。 前述の特開昭58−177437では「全希土類の合計が0.06
重量％である少なくとも0.002％そして0.05％までのセ
リウムおよびランタン、ネオジムおよびプラセオジムよ
りなる群からの添加物」として、CeとLa、Nd等を区別し
ていない。 しかし、本発明者らの研究によると、希土類をCeを除
いたLa,Ndなどのランタノイドで添加すれば耐酸化性が
大幅に向上することを知見した。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上記知見に基づいて開発された耐酸化性に優
れた自動車の排気ガス浄化用触媒コンバータ用Fe−Cr−
Ａ系合金箔で、 C:0.03％重量以下 Si:0.1重量％以下 Cr:13重量％以上27重量％以下 Ａ:3.5重量％以上８重量％以下 La及びNd:0.05重量％超0.20重量％以下 Zr:C重量％の８倍以上でかつ0.30重量％以下 を含み、残分がFeと不可避不純物よりなることを特徴と
するものである。 〔作用〕 本発明合金は各成分の含有量によって、耐酸化性及び
酸化スケールの剥離性が極めて高くなる作用を有し、特
にCeを積極的に除外したLa及びNdを利用したものであ
る。以下各成分の限定理由を述べる。 La及びNd: Ceを除くLa,Ndは耐酸化性及び酸化スケールの耐剥離
性向上に対し顕著な効果がある。ただし、含有量が0.05
重量％以下では厚さ30〜50μｍ程度の箔での耐酸化性を
確保することはできず、0.20重量％を越えると熱間圧延
が不可能になるので、0.05重量％超0.20重量％以下とし
た。Ceは熱間加工性、耐酸化性を悪化させるので除外さ
れる。 Cr: 13重量％未満では耐酸化性が確保できず、27重量％を
超えると靭性が低下し、冷間加工が困難となるので13〜
27重量％とした。 Ａ： 3.5重量％未満では耐酸化性を確保することができ
ず、８重量％を超えると熱間圧延が困難となるので3.5
〜８重量％とした。 Si: 1.0重量％を超えると加工性を低下させるので1.0重量
％以下とした。 C: 過剰になると靭性を低下させ、冷間圧延性、加工性を
悪化させるので0.03重量％以下にする必要がある。 Zr: 炭化物となってＣを固定して靭性を改善する。ZrはＣ
濃度の８倍以上添加しないとその改善効果が表れない
が、0.3重量％を超えて添加するとZrC介在物が増加し、
厚さ50μｍ程度の箔に圧延する場合、穴開きや板切れを
起こし圧延困難となるので、Ｃ重量％の８倍〜0.30重量
％とする。 〔実施例〕 第１表に本発明の実施例及び参考例の合金の化学成分
を示し、第２表に比較例の合金の化学成分を示す。 実施例および比較例はそれぞれ10kgインゴットに溶製
造塊した後、1200℃で板厚3mmまで熱間圧延した。この
段階でCe濃度が0.08重量％のＢ−１、Ａ濃度が8.4重
量％のＢ−２、La濃度が0.25重量％のＢ−３は熱間圧延
時に鋼塊が割れたので、その後の試験は行っていない。 比較例のうち上記Ｂ−１、２、３を除く比較例および
実施例は、次に900℃で焼鈍した後シャルピー試験を行
ない靭性を調べた。 その結果の一部を第１図に示す。Ｃ濃度が0.023重量
％と高くてもZrを0.24重量％添加してＣをZrCとして固
定したＡ−２では延性・脆性遷移温度が60〜80℃と良好
な靭性があり、冷間圧延が容易であった。これに対して
Ｃが0.021重量％と高いＢ−６は遷移温度が150℃と靭性
が悪く冷間圧延が困難であった。同様にSiが1.6重量％
のＢ−４とCrが28.1重量％のＢ−５も遷移温度が100℃
を超え冷間圧延が困難であり、これらはその後の試験は
行っていない。 その後、脱スケール、冷間圧延、焼鈍を繰返し板厚50
μｍの箔にしたが、Zrが0.45重量％と高いＢ−７は鋼中
に直径が数10μｍの大型のZrC介在物が多量に存在し、
箔圧延途中でそれらの介在物を起点として直径数μｍの
穴が開いた後、破断して箔圧延できなかった。これから
板厚50μｍ、幅20mm、長さ30mmの試験片を採取して、11
50℃大気中雰囲気で酸化試験を行った。 その結果の一部を第２図に示す。 希土類をCeで0.05重量％添加したＢ−10では、試験開
始後120時間で酸化が加速し168時間後には箔全体が酸化
物となり原形を留めていない。同様にＡが3.1重量％
のＢ−９、Crが12.8重量％のＢ−11も耐酸化性が不十分
であった。それに対し参考例Ａ−１は良好な耐酸化性を
示し、288時間後も酸化増量が1.1mg/m2と非常に良好な
耐酸化性を示している。この様にCeは耐酸化性を低下さ
せるが、La、Ndは耐酸化性を大幅に向上させている。 以上の結果を総合して第１表、第２表中に合わせて評
価したが、本発明の範囲にある第１表のFe−Cr−Ａ合
金は製造性および特性の両方において優れていることは
明白である。 La、Ndは熱間加工性をあまり低下させず、耐酸化性を
大幅に向上させるが、Ceは熱間加工性、耐酸化性を大幅
に低下させることが明白である。 なお、第１表、第２表中における評価の区分は以下の
基準による。 熱間圧延性： ○:1200℃加熱後、熱間圧延可能であったもの。 ×:1200℃加熱後、熱間圧延不可能であったもの。 靭 性： ○：熱延焼鈍板での脆性−延性遷移温度が100℃未満
のもの。 ×：熱延焼鈍板での脆性−延性遷移温度が100℃以上
のもの。 箔圧延性： ○:50μｍ厚の箔に圧延できたもの。 ×:50μｍ厚の箔に圧延できなかったもの。 耐酸化性： ○:50μｍ厚の箔で1150℃×168時間大気中加熱後の重
量増加が1.5mg/cm2未満。 ×:50μｍ厚の箔で1150℃×168時間大気中加熱後の重
量増加が1.5mg/cm2以上。 また、前述の特開昭56−96726号公報では特殊な熱処
理で表面に長さ数μｍのAl2O3ウィスカーを成した上
に、触媒のコーティングを行っている。本発明鋼もこれ
と同一の熱処理を行った場合、良好なAl2O3ウィスカー
が生成するので、この製造方法による触媒コンバータに
も好適である。 〔発明の効果〕 以上の実験結果が示すように、本発明鋼は熱間圧延
性、冷間圧延性、耐酸化性に優れており、かつ安価であ
ることから自動車の触媒コンバータ用ステンレス箔に最
適であり、自動車の公害対策上におけるメリットは大き
い。また他の過酷な繰返し酸化を受ける用途にも有用で
ある。
【図面の簡単な説明】
第１図は焼鈍後の熱延板のシャルピー試験結果を示すグ
ラフ、第２図は厚さ50μｍの箔での酸化試験結果を示す
グラフである。
ラフ、第２図は厚さ50μｍの箔での酸化試験結果を示す
グラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭49−115927（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−177437（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．C:0.03％重量以下 Si:0.1重量％以下 Cr:13重量％以上27重量％以下 Ａ:3.5重量％以上８重量％以下 La及びNd:0.05重量％超0.20重量％以下 Zr:C重量％の８倍以上でかつ0.30重量％以下 を含み、残分がFeと不可避不純物よりなることを特徴と
する耐酸化性に優れた自動車の排気ガス浄化用触媒コン
バータ用Fe−Cr−Ａ系合金箔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62167078A JP2991296B2 (ja) | 1987-07-06 | 1987-07-06 | 耐酸化性に優れた自動車の排気ガス浄化用触媒コンバータ用Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金箔 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62167078A JP2991296B2 (ja) | 1987-07-06 | 1987-07-06 | 耐酸化性に優れた自動車の排気ガス浄化用触媒コンバータ用Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金箔 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6411946A JPS6411946A (en) | 1989-01-17 |
| JP2991296B2 true JP2991296B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=15842996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62167078A Expired - Fee Related JP2991296B2 (ja) | 1987-07-06 | 1987-07-06 | 耐酸化性に優れた自動車の排気ガス浄化用触媒コンバータ用Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金箔 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2991296B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008037432A (ja) * | 2006-08-01 | 2008-02-21 | Guruppo Pieta Co Ltd | 注ぎ口器具 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49115927A (ja) * | 1973-03-10 | 1974-11-06 |
-
1987
- 1987-07-06 JP JP62167078A patent/JP2991296B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6411946A (en) | 1989-01-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |