JPH02156048A - 耐食性に優れたクロム鋼 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は自動車排ガス系装置用素材に係り、特に腐食性
の強い排気ガス凝縮水環境において優れた耐食性を示す
とともに良好な成形性を備えたクロム鋼に関するもので
ある。

〈従来の技術〉 従来、自動車排気ガス系統の素材としては主にＡＩめっ
き鋼が使われてきた。すなわちＡＩが高温での耐酸化性
に優れると共に、排気ガス凝縮水環境での耐食性にも優
れていたためである。

ところが近年、大気汚染防止の観点から厳しい自動車等
の排気ガス規制が実施され、３元系触媒の使用により、
排ガス温度の変化、排気ガス凝縮水の質的変化が起こり
、特に排ガス凝縮水のｐｌ＋が上昇傾向にあるため、従
来のＡＩめっき鋼に対して激しい腐食を生じさせるよう
になり、排気系統装置の耐大あき寿命を著しく低下さ・
ける原因となっている。

これまでにも上述のような環境下での使用を目的として
、特公昭５５−４６４００号公報、特開昭５８−２２４
１４８号公報、特開昭６１−１１７２４９号公報、特開
昭６３−１４８４４号公報等で、Ｃｒ、　Ｃｕによる耐
食性の維持、あるいはさらにＮｉ、　Ｔｉ＋　Ｎｂ、　
Ｚｒ等の添加による耐食性の向上が提案されているが、
想定している排ガス環境下での使用温度、あるいはｐｌ
＋の基準が低く実際の環境下では耐食性がネート分であ
る。

また、特公昭５６−１１７４９号公報、特開昭６ｌ−１
（１６７９３号公報等においては、アルミニウム？＆ｊ
ｌｌＦステンレス鋼、あるいはＮｉ＋　Ｃｏ＋　Ｎｉ−
Ｃｏ合金のめっき被覆を施す方法が提案されているが、
これらに曲げ加工、絞り、張り出し加工を行うと、表面
被覆の剥離あるいは損傷などが生じ易く、素地鉄の露出
部が容易に錆びるという欠点がある。

〈発明が解決しようとする課題〉 上述の説明のとおり、従来技術においては近年の排ガス
規制に伴う触媒コンバーターの使用等により、排気ガス
あるいは排ガス凝縮液の質的変化等のため充分な耐食寿
命が確保し難い、また冬朋の道路凍結防止用散布塩等に
よる排気系統の外面からの腐食に対しても十分な耐食性
が得られないことに層み、本発明の目的は、特に表面処
理を必要とせず、自動車等の排気管内の如く厳しい腐食
環境においても優れた耐食性を有し、また成形性にも優
れた鋼材を提供するものである。

〈課題を解決するための手段〉 本発明者らはマフラー等の自動車排ガス系装置環境下に
おいて生じる鋼材の腐食状況及び原因について検討する
と共に鋼材の成分組成と耐食性並びに成形性について検
討を重ねた結果、本発明に至ワたもので、本発明は、！
！量％にて、Ｃ：　０．０１％以下、　Ｍｎｉ　　Ｏ，
５％以下＋　Ｓｔ　：　　Ｏ−６％以下、Ｐ：０．０１
％以下、　Ｓ　：　０．００５％以下、　Ｃｒ　：　３
〜１２％Ｃｕ　：　０．３〜０．８％、　Ｎｉ　：　　
０．３〜０．８％、　Ｔｌｊ　０．１〜０．３％、　Ｎ
ｉ　：　０．００３％以下、ＡＩｏ、２〜０．５％を含
み、さらに必要に応じてＺｒ、　　Ｖ、　ＮｂのＪ′ｆ
ａ又は２種以上を０．０１〜０．３％含有し、残部はＦ
ｅ及び不可避的不純物からなることを特徴とする耐食性
に優れたクロム鋼である。

〈作　用〉 本発明に係る鋼板の各成分を上述の如く限定した理由を
詳細に説明する。

Ｃは鋼の機械的特性（特に強度）を保持するに必要な元
素であるが、含有量の増加につれてクロムカーバイトを
析出して、特に耐食性を劣化せしめると共に加工性をも
低下させる。特に本発明の目的とする自動車排ガス系装
置用素材としては０．０１％を超える含有は成形加工性
を劣化させるので、０．０１％以下と限定する。

Ｓｌは製鋼時の脱酸の点から適量の添加は不可欠である
。しかし０．６％を超えると鋼を硬化させ冷１ｉ１　ｊ
ｍ−Ｅ性ならびに溶接性を劣化させるので０．６％以下
に限定する。

Ｍｎは鋼の強度を確保するため必要な元素であるが、０
．５％を超える含有ｌではＭｎＳ等の耐食性に悪影響を
及ぼす介在物の生成を増長し、耐食性を劣化させるので
０．５％以下に限定する。

ＮはＣと同様に成形性、溶接性に悪影響を及ぼし、Ｃｒ
の窒化物を析出して耐食性を劣化させるため低い方が望
ましく、本発明の目的を達成させるためＮは０．００３
％以下に限定される。

Ｐ及びＳはできる限り低い方が耐食性や加工性に良い結
果をもたらすが、製鋼作業の経済的制約からＰは０．０
１％以下、Ｓは０．００５％以下と限定した。

Ｃｒは高温酸化性及び耐食性を付与するのに必要な元素
である０本発明鋼の使用温度域として想定される８００
°Ｃ以下の温度域においては３％未満のＣｒの添加では
高温耐酸化性及び耐食性の点から目的の特性を得ること
ができない、また１２％を超えて添加しても耐高温酸化
性や耐食性の改善効果が飽和する。第１図は第４表に示
す排ガス凝縮水環境下におけるＣｒｆｉと耐食性の関係
を図示したものである。さらにＣｒ量が１２％を趨える
と脱スケール性が著しく悪くなるという不利をもたらす
ことからＣｒ量は３〜１２％に限定する。

Ｃｕは耐食性向上の効果が著しく特にＣｒとの複合添加
により腐食形態を孔食状から前面腐食状にする効果を発
揮し、腐食深さを著しく低減させるや二の添加効果は０
．３％以上で８ｊ著になる。一方Ｃｕが０．８％を超え
ると熱間脆性による割れや表面疵の生成原因となり、ま
たさらに析出硬化により綱板の加工性も低下する。よっ
て０．３〜０，８％と限定した。第２図に第４表に示す
排気ガス凝縮水環境下における鋼中Ｃｒ量と最大侵食深
さとの関係をＣｕ無添加の場合、添加した場合を比較し
て図示した。　ＣｒとＣｕを複合添加することによって
耐食性が著しく改善されることがわかる。

Ｎｉは鋼中でＣｕの溶解度を増加させて耐食性を改善す
ると共に、Ｃｕによる熱間脆性を抑制する。その添加量
はＣｕの下限の０．３％以上にすることが必要であると
ともに過多に添加しても効果が飽和し、経済的にも不利
となるので上限は０．８％とした。

Ａｔは脱酸剤として鋼の清浄化に必要であると共に本発
明鋼においては耐食性を確保するために不可欠な元素で
ある。特にＣｒさらにＣｕ、　Ｎｉとの複合により耐食
性を著しく高める。特に本発明鋼の使用環境として想定
される高温領域では０．２％以上の八ｌを添加すること
により著しく耐食性が改善される。第３図に第４表に示
す試験溶液８０°Ｃにおける鋼中Ｃｒ量と最大侵食深さ
との関係を、Ｍを無添加、Ｍを添加した場合について示
した。また第１表に、第４表に示す試験溶液の温度が５
０℃と８０°Ｃにおける侵食深さを比較して示した。液
温が５０℃の場合より８０°Ｃに上昇すると耐食性の低
下が認められ、腐食環境が厳しくなることがわかるが、
ＡＩを添加することにより耐食性の著しい改善が認めら
れる。一方０．５％を超えるＭを含有すると成形加工性
に悪影響を及ぼすようになるため０．５％を上限とする
。

第１表に、第４表に示す試験溶液中でのＣｒ、　Ｃｕ。

Ｎｉ、　Ａｆの添加による耐食性への影響を示した。　
ＣｒとＣｕの複合添加にさらにＮｉ、　Ａｆを添加する
ことにより耐食性が改善することがわかる。

第１表 ＴＩはクロムカーバイドの析出を防止し、成形加工性及
び耐食性を向上させるためにも必要であり０．１％以上
が必要である。また０、３％を超えるとその効果が飽和
し、再結晶温度をあげ、製造コストも高くなるので、０
．１〜０．３％と限定した。

さらに必要に応じてＺｒ＋　Ｎｂ＋　Ｖの１種又は２種
以上を添加することができる。　Ｚｒ、　Ｎｂ、　　Ｖ
は成形加工性、耐熱性を向上させる元素として有効であ
る。その効果は０．０１％未満では目的の特性を得るこ
とができない、また０、３％を纏えてもその効果は飽和
し、製造コストも高くなるだけである。よって０．０１
〜０．３％と限定した。

本発明の鯛は、通常の転炉、電気炉等で溶製され、連続
鋳造あるいは造塊・分塊圧延によってスラブとされ、熱
間圧延あるいはさらに冷間圧延及び焼鈍により供給する
ことができる。

〈実施例〉 以下に実施例を述べる。

真空溶解炉にて第２表に示すような成分組成の鋼を溶製
し鋼塊とした。これらの鋼塊を１１５０″Ｃ×１時間均
熱後板厚３０ｍに粗圧延し、再び１１５０°Ｃ×１時間
加熱後板厚３．０論に熱延し大気中放冷した。

次にこれらの熱延板を酸洗した後０．ｌ３ｍｍに冷延し
、更に８００°ＣＸ５分間保持後、大気中で放冷した。

この様にして作製した鋼板の機械的性質の結果を第３表
に示す、また冷延鋼板を４０　Ｘ　５０ｎの試験片に加
工した後５００番湿式研摩し、第４表に示す試験条件で
自動車排気ガス凝ｉＩ液による耐食性を評価した。第３
表にその結果である試験後の重量変化を測定して示す。

これらの実施例の結果から本発明鋼が自動車排ガス系装
置環境下で極めて良好な耐食性を示すとともに、優れた
機械的特性及び成形加工性を有することが明らかである
。

茅 表 〈発明の効果〉 以上詳述したように本発明鋼は比較鋼よりも格段に優れ
た耐食性を有しているのみならず良好な成形性を有して
おり、自動車の排気系部材をはじめ各種燃焼器用等広い
用途にわたり著しい性能向上が図られるなど産業上極め
て有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は排ガス環境におけるＣｒ含有量と腐食減少との
関係を示すグラフ、第２図は排ガス環境におけるＣｒ含
有量と最大侵食深さとの関係を示すグラフ、第３図は排
ガス環境におけるＣｒ含有量と最大侵食深さとの関係を
示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重量％にて、Ｃ：０．０１％以下、Ｍｎ：０．５％
   以下、Ｓｉ：０．６％以下、Ｐ：０．０１％以下、Ｓ：
   ０．００５％以下、Ｃｒ：３〜１２％、Ｃｕ：０．３〜
   ０．８％、Ｎｉ：０．３〜０．８％、Ｔｉ：０．１〜０
   ．３％、Ｎｉ：０．００３％以下、Ａｌ：０．２〜０．
   ５％を含み、残部はＦｅ及び不可避的不純物からなるこ
   とを特徴とする耐食性に優れたクロム鋼。 ２、重量％にて、Ｃ：０．０１％以下、Ｍｎ：０．５％
   以下、Ｓｉ：０．６％以下、Ｐ：０．０１％以下、Ｓ：
   ０．００５％以下、Ｃｒ：３〜１２％、Ｃｕ：０．３〜
   ０．８％、Ｎｉ：０．３〜０．８％、Ｔｉ：０．１〜０
   ．３％、Ｎｉ：０．００３％以下、Ａｌ：０．２〜０．
   ５％を含み、さらにＺｒ、Ｖ、Ｎｂの１種又は２種以上
   を０．０１〜０．３％含有し、残部はＦｅ及び不可避的
   不純物からなることを特徴とする耐食性に優れたクロム
   鋼。